CN104670179B - 电动汽车的电池箱更换装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电动汽车的电池箱更换装置，包括电池架、横移轨道和换电机构，电池架设置于横移轨道旁侧，且横移轨道设置电池架的同侧设有换电工位，换电机构位于横移轨道上且可沿横移轨道移动到对应换电工位或者电池架的位置。换电机构包括主框件、提升框件、侧移盘和推拉件，主框件移动地设置于横移轨道上，提升框件设置于主框件且可相对于主框件沿垂直于横移轨道的第二方向作升降，侧移盘设置于提升框件且可相对于提升框件沿垂直于第一方向和第二方向的第三方向移动，推拉件位于侧移盘上且可相对于侧移盘沿第三方向移动。上述的电动车的电池箱更换系统操作便捷，而且电池箱不易掉落，提高了更换电池箱的效率和可靠性。

Description

电动汽车的电池箱更换装置

技术领域

本发明涉及电动汽车技术领域，特别是涉及一种电动汽车的电池箱更换装置。

背景技术

在汽车上安装电池箱是一种替代燃油的节能环保方案，以解决日益紧张的能源短缺问题。当电池箱的电池电量用完后，需要将其从汽车的电池仓内拆下，进行充电后，再将其送回电池仓。然而，应用于汽车的电池一般体积较大，重量较重，通常需要借助外部的换电机构才能进行电池箱的更换。传统的换电机构结构复杂，且动作配合步骤较多，换电机构将电池箱从汽车上取下之后需要改变运送方向将电池箱放入另一侧的电池架，动作繁琐，因此更换电池箱的效率和可靠性不高。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种能提高更换电池的效率和可靠性的电动汽车的电池箱更换装置。

一种电动汽车的电池箱更换装置，包括电池架、横移轨道和换电机构，所述电池架设置于所述横移轨道旁侧，且所述横移轨道设置所述电池架的同侧设有换电工位，所述换电机构位于所述横移轨道上且可沿所述横移轨道移动到对应所述换电工位或者电池架的位置；

所述换电机构包括主框件、提升框件、侧移盘和推拉件，所述主框件可在沿所述横移轨道延伸的第一方向上移动地设置于所述横移轨道上，所述提升框件设置于所述主框件且可相对于所述主框件沿垂直于所述横移轨道的第二方向作升降运动，所述侧移盘设置于所述提升框件且可相对于所述提升框件沿垂直于所述第一方向和所述第二方向的第三方向移动，所述推拉件位于所述侧移盘上且可相对于所述侧移盘沿所述第三方向移动。

上述的一种电动汽车的电池箱更换装置，电池架和换电工位位于横移轨道的同一侧，位于横移轨道上的换电机构可在三个相互垂直方向运动，从而实现将电动汽车的乏电电池箱取出放至电池架上，并从电池架上取出满电电池箱安装到电动汽车的电池仓内，操作便捷，而且电池箱不易掉落，提高了更换电池箱的效率和可靠性。

在其中一个实施例中，所述换电工位包括第一换电工位和第二换电工位，所述第一换电工位和第二换电工位分别设置于所述电池架沿所述横移轨道延伸方向的两端。

在其中一个实施例中，所述电动汽车的电池箱更换装置包括间隔设置的两条所述横移轨道，所述电池架和所述换电工位均位于所述两条横移轨道之间，所述两条横移轨道上分别设有所述换电机构。

在其中一个实施例中，所述电池架有两个，所述两个电池架并排设置于两条所述横移轨道之间。

在其中一个实施例中，所述横移轨道包括天轨和地轨，所述天轨位于所述换电机构上方，所述地轨固定于地面，所述地轨与所述天轨平行，所述换电机构一端可移动地连接于所述天轨，另一端可移动地连接于所述地轨。

在其中一个实施例中，所述主框件包括主框体、横移驱动电机和横移轮组，所述横移驱动电机位于所述主框体上，所述横移轮组一端固定连接于所述主框体上，另一端移动连接于所述横移轨道，所述横移驱动电机驱动所述横移轮组沿所述横移轨道移动。

在其中一个实施例中，所述提升框件包括提升框体、升降链、侧移驱动丝杠、侧移导轨和导轨滑块；所述提升框体设置于所述主框件，所述侧移驱动丝杠和侧移导轨位于所述提升框体，所述侧移导轨沿所述第三方向延伸，所述导轨滑块位于所述侧移导轨上且所述侧移盘固定于所述导轨滑块，所述侧移驱动丝杠驱动所述侧移盘沿所述侧移导轨移动；

所述换电机构还设有升降驱动电机和传动件，所述升降驱动电机和传动件位于所述主框件上远离地面的一端，所述升降链一端与所述传动件连接，所述升降链另一端连接所述提升框体，所述升降驱动电机驱动所述传动件带动所述升降链移动，以使所述提升框件相对于所述主框件升降运动。

在其中一个实施例中，所述提升框件还包括位于所述提升框体上的导靴，所述主框件朝向所述提升框件的内侧设有导靴滑道，所述导靴一侧固定于所述提升框体，另一侧可沿所述导靴滑道滑动。

在其中一个实施例中，所述侧移盘上设有推拉导轨，所述推拉导轨沿所述第三方向延伸，所述推拉件可沿所述推拉导轨移动。

在其中一个实施例中，所述推拉件包括推拉驱动电机和机械手，所述推拉驱动电机驱动所述机械手相对于所述侧移盘沿所述第三方向移动，所述机械手可抓取电池箱。

附图说明

图1为本发明电动汽车的电池箱更换装置较佳实施例的工作位置正视图；

图2为图1所示的俯视图；

图3为图1所示换电机构的主框件的结构图；

图4为图1所示换电机构的提升框件的结构图；

图5为图1所示换电机构的侧移盘和推拉件的结构图。

具体实施方式

参考图1和图2，本发明较佳实施例的电动汽车的电池箱更换装置，包括横移轨道110、电池架130和换电机构150，电池架130设置于横移轨道110旁侧，且横移轨道110设置电池架130的同侧设有换电工位。换电机构150位于横移轨道110上且可沿横移轨道110移动到对应换电工位或者电池架130的位置。换电工位为电动汽车200停靠的位置，以便换电机构150对电动汽车200进行更换电池箱220(见图5)的操作。

具体地，换电工位包括第一换电工位和第二换电工位，第一换电工位和第二换电工位分别设置于电池架130沿横移轨道110延伸方向的两端。因此，可以同时停放两辆电动汽车200以更换电池箱220，提高更换效率。

其中一实施例中，电动汽车的电池箱更换装置包括间隔设置的两条横移轨道110，电池架130和换电工位均位于两条横移轨道110之间，两条横移轨道110上分别设有换电机构150，即电池架130和换电工位的两侧均有换电机构150。电动汽车200需要进行电池箱220的更换时，停在第一换电工位或者第二换电工位处，可使用与需要更换的电池箱220所在同一侧的换电机构150进行更换。本实施例中，每一条横移轨道110上设有一个换电机构150，可以理解，在其他实施例中，每一条横移轨道110上可以设置两个或两个以上的换电机构150。

横移轨道110包括位于换电机构150上方的天轨113，换电机构150一端可移动地连接于天轨113，因此，换电机构150可沿横移轨道110移动到对应换电工位或者电池架130的位置。横移轨道110还包括固定于地面的地轨(图未示)，地轨与天轨113平行，换电机构150另一端可移动地连接于地轨。天轨113与地轨分别位于换电机构150的上下两端，一起形成横移轨道110，实现了对换电机构150在横移轨道110上的定位，增加了换电机构150沿横移轨道110移动的稳定性和安全性。

其中一实施例中，电池架130有两个，两个电池架130并排设置于两条横移轨道110之间。两个电池架130的设置，使得每一侧换电机构150分别对应有一个电池架130进行电池箱220的存取，增加了两个换电工位之间空间的利用率。

请参阅图3至图5，换电机构150包括主框件151、提升框件153、侧移盘155和推拉件157。主框件151可在沿横移轨道110延伸的第一方向上移动地设置于横移轨道110上，提升框件153设置于主框件151且可相对于主框件151沿垂直于横移轨道110的第二方向作升降运动，侧移盘155设置于提升框件153且可相对于提升框件153沿垂直于第一方向和第二方向的第三方向移动，推拉件157位于侧移盘155上且可相对于侧移盘155沿第三方向移动。因此，换电机构150可实现在空间上沿相互垂直的三个方向移动，实现将乏电电池箱从电动汽车200的电池仓中取出，运送到电池架130上进行充电，并从电池架130上取出满电电池箱运送到电动汽车200上安放至电池仓内的电池箱220的更换操作。

参考图3，主框件151包括主框体1511、横移驱动电机1513和横移轮组1515，横移驱动电机1513位于主框体1511上，具体地，横移驱动电机1513位于主框体1511靠近地轨的一端，横移轮组1515一端固定连接于主框体1511上、另一端移动连接于横移轨道110，横移驱动电机1513驱动横移轮组1515沿横移轨道110移动。横移轮组1515在横移轨道110上的移动，实现了换电机构150沿横移轨道110在电池架130对应的位置和换电工位对应的位置之间的来回移动，从而实现将乏电电池箱放至电池架130进行充电和将电池架130上的满电电池箱取出并送至换电工位对应位置的操作。

具体地，横移轮组1515包括位于主框件151远离地面一侧的导向轮15151和靠近地面一侧的滑动轮15153，导向轮15151一端固定连接于主框体1511上，另一端移动连接于天轨113上。滑动轮15153一端固定连接于主框体1511、另一端移动连接于地轨。滑动轮15153包括主动滑动轮和从动滑动轮，横移驱动电机1513驱动主动滑动轮移动，从动滑动轮跟着移动。

具体地，主框体1511包括底梁架15111、立柱15113和横梁架15115，两个滑动轮15153分别连接于底梁架15111的两端，两个导向轮15151分别连接于横梁架15115的两端，立柱15113的一端连接底梁架15111，另一端连接横梁架15115。底梁架15111由矩管构成，立柱15113由矩管或者H钢组焊而成，横梁架15115由薄板折弯而成。底梁架15111、立柱15113、和横梁架15115可现场进行螺栓固定组装，方便运输。

参考图4，提升框件153包括提升框体1531、升降链1533、侧移驱动丝杠1535、侧移导轨1537和导轨滑块1538，提升框体1531设置于主框件151，换电机构150还设有升降驱动电机154(见图3)和传动件(图未示)，升降驱动电机154和传动件位于主框件151上远离地面的一端，升降链1533一端与传动件连接，升降链1533另一端连接提升框体1531，升降驱动电机154驱动传动件带动升降链1533移动，以使提升框件153相对于主框件151升降运动。通过升降链1533的升降运动，带动提升框件153在主框件151内的升降运动，实现了换电机构150在垂直于横移轨道110的第二方向的运动，可用于调整换电机构150相对于需要存取的电池箱220的竖直方向的上下位置。升降链1533有两条，分别位于提升框体1531相对的两侧。本实施例中，传动件为循环链，升降驱动电机154驱动循环链循环移动，循环链带动升降链1533上升或者下降运动，从而提升框体1531升降运动。

侧移驱动丝杠1535和侧移导轨1537位于提升框体1531，侧移导轨1537沿第三方向延伸，导轨滑块1538位于侧移导轨1537上且侧移盘155固定于导轨滑块1538，侧移驱动丝杠1535驱动侧移盘155沿侧移导轨1537移动，具体地，侧移驱动丝杠1535通过电驱动，从而实现了换电机构150在第三方向的运动，可用于调整换电机构150与电动汽车200或电池架130之间的距离。

提升框件153还包括位于提升框体1531上的导靴1539，主框件151朝向提升框件153的内侧设有导靴滑道(图未示)，具体地，主框体1511的立柱15113朝向提升框体1531的一侧设有导靴滑道，导靴1539一侧固定于提升框体1531，另一侧可沿导靴滑道滑动。导靴1539的设置，使得提升框体1531只能沿导靴滑道升降运动，避免了提升框体1531在主框体1511内的摆动，增加了运动的稳定性。

主框件151和提升框件153可单独运输，现场调节升降链1533和导靴1539进行主框件151和提升框件153的组装，方便运输。

优选地，每一个提升框件153内设有两个侧移盘155。本实施例中，一个侧移驱动丝杠1535驱动一个侧移盘155移动，一个侧移盘155对应有一个推拉件157和两条侧移导轨1537，每一个侧移导轨1537上有一个导轨滑块1538，即，一个提升框件153可存放两个电池箱220，因此换电机构150在电池架130和电动汽车200的之间来回移动一次即可完成两个电池箱220的更换，提高了电池箱220更换的效率。

参考图5，侧移盘155上设有推拉导轨1551，推拉导轨1551沿第三方向延伸，推拉件157可沿推拉导轨1551移动，实现前后伸缩以便靠近或者远离电池架130，和/或靠近或者远离电动汽车200的电池仓，以便存取电池箱220。推拉件157在推拉导轨1551上的移动与侧移盘155在侧移导轨1537上的移动结合，实现了换电机构150在第三方向上的双层移动，可以增加推拉件157相对于横移轨道110在第三方向的移动距离，增加了换电机构150存取电池箱220的便利性。

推拉件157包括推拉驱动电机1571和机械手1573，推拉驱动电机1571驱动机械手1573沿第三方向移动，机械手1573可抓取电池箱220。

使用本较佳实施例的电动汽车的电池箱更换装置对电动汽车200进行电池箱220的更换时，可采用控制装置对换电机构150进行远程控制，无需人工在现场操作。换电机构150上安装感应器用于感应电池箱220的位置，电池箱220的更换步方案为：电动汽车200进入换电工位，控制装置控制换电机构150移动以便感应电池仓的位置；侧移驱动丝杠1535驱动侧移盘155移动和/或推拉驱动电机1571驱动机械手1573移动以使机械手1573靠近或远离电动汽车200的电池仓取出电池箱220；主框件151沿横移轨道110移动至电池架130旁侧，机械手1573移动将乏电电池箱放至电池架130进行充电；机械手1573抓取电池架130上的满电电池箱，换电机构150在横移轨道110上移动至换电工位的电动汽车200旁侧；机械手1573移动将满电电池箱放至电池仓内，随后进行下一个电池箱220的更换操作。

上述的一种电动汽车的电池箱更换装置，电池架130和换电工位位于横移轨道110的同一侧，位于横移轨道110上的换电机构150可在三个相互垂直方向运动，从而实现将电动汽车200的乏电电池箱取出放至电池架130上，并从电池架130上取出满电电池箱安装到电动汽车200的电池仓内，操作便捷，而且电池箱220不易掉落，提高了更换电池箱220的效率和可靠性。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种电动汽车的电池箱更换装置，其特征在于，包括电池架、横移轨道和换电机构，所述电池架设置于所述横移轨道旁侧，且所述横移轨道设置所述电池架的同侧设有换电工位，所述换电机构位于所述横移轨道上且可沿所述横移轨道移动到对应所述换电工位或者电池架的位置，所述换电工位为电动汽车停靠的位置；

所述横移轨道包括天轨和地轨，所述天轨位于所述换电机构上方，所述地轨固定于地面，所述地轨与所述天轨平行，所述换电机构一端可移动地连接于所述天轨，另一端可移动地连接于所述地轨；

所述换电机构包括主框件、提升框件、侧移盘和推拉件，所述主框件可在沿所述横移轨道延伸的第一方向上移动地设置于所述横移轨道上，所述提升框件设置于所述主框件且可相对于所述主框件沿垂直于所述横移轨道的第二方向作升降运动，所述侧移盘设置于所述提升框件且可相对于所述提升框件沿垂直于所述第一方向和所述第二方向的第三方向移动，所述推拉件位于所述侧移盘上且可相对于所述侧移盘沿所述第三方向移动；

所述提升框件包括提升框体、升降链、侧移驱动丝杠、侧移导轨和导轨滑块；所述提升框体设置于所述主框件，所述侧移驱动丝杠和侧移导轨位于所述提升框体，所述侧移导轨沿所述第三方向延伸，所述导轨滑块位于所述侧移导轨上且所述侧移盘固定于所述导轨滑块，所述侧移驱动丝杠驱动所述侧移盘沿所述侧移导轨移动；

所述换电机构还设有升降驱动电机和传动件，所述升降驱动电机和传动件位于所述主框件上远离地面的一端，所述升降链一端与所述传动件连接，所述升降链另一端连接所述提升框体，所述升降驱动电机驱动所述传动件带动所述升降链移动，以使所述提升框件相对于所述主框件升降运动。

2.根据权利要求1所述电动汽车的电池箱更换装置，其特征在于，所述换电工位包括第一换电工位和第二换电工位，所述第一换电工位和第二换电工位分别设置于所述电池架沿所述横移轨道延伸方向的两端。

3.根据权利要求1所述电动汽车的电池箱更换装置，其特征在于，所述电动汽车的电池箱更换装置包括间隔设置的两条所述横移轨道，所述电池架和所述换电工位均位于所述两条横移轨道之间，所述两条横移轨道上分别设有所述换电机构。

4.根据权利要求3所述电动汽车的电池箱更换装置，其特征在于，所述电池架有两个，所述两个电池架并排设置于两条所述横移轨道之间。

5.根据权利要求1所述的电动汽车的电池箱更换装置，其特征在于，所述主框件包括主框体、横移驱动电机和横移轮组，所述横移驱动电机位于所述主框体上，所述横移轮组一端固定连接于所述主框体上，另一端移动连接于所述横移轨道，所述横移驱动电机驱动所述横移轮组沿所述横移轨道移动。

6.根据权利要求1所述电动汽车的电池箱更换装置，其特征在于，所述提升框件还包括位于所述提升框体上的导靴，所述主框件朝向所述提升框件的内侧设有导靴滑道，所述导靴一侧固定于所述提升框体，另一侧可沿所述导靴滑道滑动。

7.根据权利要求1所述的电动汽车的电池箱更换装置，其特征在于，所述侧移盘上设有推拉导轨，所述推拉导轨沿所述第三方向延伸，所述推拉件可沿所述推拉导轨移动。

8.根据权利要求1所述的电动汽车的电池箱更换装置，其特征在于，所述推拉件包括推拉驱动电机和机械手，所述推拉驱动电机驱动所述机械手相对于所述侧移盘沿所述第三方向移动，所述机械手可抓取电池箱。