CN107600047A - 电动汽车的电池更换装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是提供一种能够对电动汽车电池进行快速更换的电动汽车的电池更换装置，包括升降机构、电池移出机构和电池移入机构；本发明采用升降机构实现电池与汽车底盘的组装与分离，利用电池移出机构将拆除的旧电池移出并堆放成垛以便回收，同时利用电池移入机构将新电池运送至升降机构上供升降机构实施下一步安装，整个过程能够实施全自动化控制，无需人工操作，能够实现电动汽车大批量高效率的电池更换工作。

Description

电动汽车的电池更换装置

技术领域

本发明属于新能源汽车的能源补给技术领域，具体涉及一种电动汽车的电池更换装置。

背景技术

随着人们生活水平的不断提高，汽车保有量也在逐年递增，随之而来的是石油天然气等化石能源的紧缺。因此电动汽车将成为各大汽车生产厂家未来市场竞争的重点。然而现阶段电动汽车面临的最大问题就是能量的补给问题，现有技术中的电动车采用了比较传统的能量补给方式，即充电补给的方式，受电池技术的牵制，现阶段还无法实现快速充电，车主要想将空电的电池充满至少需要数个小时，这显然远远落后于燃油汽车的能量补给效率，难以满足人们的正常需求。本申请的发明人设计了一种全新的电动汽车能量补给形式，即直接对电动汽车的电池进行快速更换，而被换下的电池由专门的运营商进行统一充电和维护，这样就能够大大提高电动汽车的能量补给效率，然而要实现这一目标就需要一种能够实现快速拆装电池的装置，以提高电池更换效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够对电动汽车电池进行快速更换的电动汽车的电池更换装置。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：一种电动汽车的电池更换装置，该电池安装在电动车底盘凹槽内，且电池与电动车底盘之间设有锁止机构，电池底部设有能够控制锁止机构在开锁和闭锁两工位之间进行切换的触发装置，本装置设置于路面以下的基坑中，包括升降机构、电池移出机构和电池移入机构；

所述升降机构包括沿竖直方向往复运动设置的托盘，所述托板上设有能够触发所述触发装置的触发执行机构；

所述电池移出机构包括平移机构和堆叠机构；所述平移机构包括两个相互平行且水平设置的悬臂，所述悬臂沿自身长度方向往复运动于升降机构和堆叠机构之间，所述悬臂上设有沿竖直方向往复运动设置的抬升臂，当悬臂位于升降机构位置处时，抬升臂刚好位于电池边缘向外凸伸设置的凸缘的正下方；所述堆叠机构包括沿竖直方向往复运动的托架，托架的驱动机构与控制系统相连，平移机构每放置一个电池在托架上，控制系统就控制托架就向下运动一个电池厚度的距离；

所述电池移入机构包括两条相互平行且水平设置的输送带，两输送带分别位于托盘的两侧，且两输送带位于两悬臂的下方，两输送带之间的间距大于托盘的宽度且小于电池的宽度，所述两输送带的进料端设有用于将电池转移至输送带上的搬运机械手。

本发明的技术效果在于：本发明采用升降机构实现电池与汽车底盘的组装与分离，利用电池移出机构将拆除的旧电池移出并堆放成垛以便回收，同时利用电池移入机构将新电池运送至升降机构上供升降机构实施下一步安装，整个过程能够实施全自动化控制，无需人工操作，能够实现电动汽车大批量高效率的电池更换工作。

附图说明

图1是本发明的电动汽车的电池更换装置其中一个工位的主视图；

图2是与图1相同工位的侧视图；

图3是本发明的电动汽车的电池更换装置另一个工位的主视图；

图4是与图3相同工位的堆叠装置的侧视图；

图5是本发明的升降机构与电池移出结构的立体结构示意图；

图6是本发明的升降机构和电池移出机构与图1相同工位时的立体图；

图7是本发明的升降机构和电池移出机构与图3相同工位时的立体图；

图8是本发明用于拆卸的电池的立体图；

图9是本发明用于拆卸的电池的俯视图；

图10、图11是图9中A-A方向的局部剖视图，其中图10为闭锁状态，图11开锁状态。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行详细的描述。

如图1-7所示，一种电动汽车的电池更换装置，该电池10安装在电动车底盘凹槽内，且电池10与电动车底盘之间设有锁止机构，电池10底部设有能够控制锁止机构在开锁和闭锁两工位之间进行切换的触发装置，其特征在于：本装置设置于路面以下的基坑中，包括升降机构、电池移出机构和电池移入机构；所述升降机构包括沿竖直方向往复运动设置的托盘30，所述托板上设有能够触发所述触发装置的触发执行机构；所述电池移出机构包括平移机构和堆叠机构；所述平移机构包括两个相互平行且水平设置的悬臂，所述悬臂沿自身长度方向往复运动于升降机构和堆叠机构之间，所述悬臂上设有沿竖直方向往复运动设置的抬升臂43，当悬臂位于升降机构位置处时，抬升臂43刚好位于电池10边缘向外凸伸设置的凸缘13的正下方；所述堆叠机构包括沿竖直方向往复运动的托架50，托架50的驱动机构与控制系统相连，平移机构每放置一个电池10在托架50上，控制系统就控制托架50就向下运动一个电池10厚度的距离；所述电池移入机构包括两条相互平行且水平设置的输送带60，两输送带60分别位于托盘的两侧，且两输送带60位于两悬臂的下方，两输送带60之间的间距大于托盘30的宽度且小于电池10的宽度，所述两输送带60的进料端设有用于将电池转移至输送带上的搬运机械手61。

优选的，所述悬臂包括彼此相背设置的两个电缸41，两电缸41的缸体相对固接，其中一个电缸41的滑块42与基座40相对固接，另一电缸41的滑块42用于安装所述抬升臂43。所述触发执行机构包括一回转销31，所述回转销31的轴线竖直设置，所述回转销31朝向电池10的一侧设有一六角形销头311，六角形销头311底部设有一定位凸台312，所述回转销31与托板上设置的第一伺服电机32的主轴同步转动连接。所述抬升臂43的顶面设有弹性橡胶层，且弹性橡胶层的表面设有放滑纹路。用于安装抬升臂43的滑块42上设有一向电池10底部悬伸的悬伸板44，所述悬伸板44上设有一竖直气缸45，所述抬升臂43的底部与竖直气缸45的活塞杆固定连接，所述抬升臂43底部还设有两竖直导杆，所述导杆与悬伸板44上设置的滑套构成滑动配合。

优选的，所述托盘30由液压缸34驱动。

优选的，所述托架50底部连有竖直丝杠52和导柱56，所述丝杠52与机架上转动设置的螺母53构成螺纹配合，所述螺母53通过链轮54与第二伺服电机55构成传动配合，所述导柱56与基座40上设置的导套构成滑动配合。

优选的，所述托盘30上还设有与电池10底面凹槽相匹配的第一凸块33。所述托架50为板状结构，托架50顶部设有与电池10底面凹槽相匹配的第二凸块51。

本发明采用升降机构实现电池与汽车底盘的组装与分离，利用电池移出机构将拆除的旧电池移出并堆放成垛以便回收，同时利用电池移入机构将新电池运送至升降机构上供升降机构实施下一步安装，整个过程能够实施全自动化控制，无需人工操作，能够实现电动汽车大批量高效率的电池更换工作。

本发明用于拆卸的电池的具体结构如图8、9、10、11所示，包括锁止机构，所述锁止机构具有开锁和闭锁两个工位，当锁止机构处于闭锁工位时能够将已经置于汽车底盘凹槽内的电池模组10限制在汽车底盘凹槽内，当锁止机构处于开锁工位时能够使电池模组10脱离所述汽车底盘凹槽，所述锁止机构具有能够调节其在开锁和闭锁两工位之间进行切换的触发装置12，所述触发装置12暴露于电池模组10的底面上。所述锁止机构包括活动设置在电池模组10侧壁上的插销11，所述插销11沿垂直于电池模组10侧壁的方向往复运动设置使插销11能够凸出于电池模组10侧壁或回缩至电池模组10内部，所述汽车底盘凹槽的侧壁上与插销11对应位置处设有插孔，所述插销11沿电池模组10侧壁周向间隔设置多个。所述触发装置12包括绕竖直轴线转动设置在电池模座内部的圆柱形锁套121，所述锁套121中心设有与锁套121同步转动且相对于锁套121沿轴向往复运动设置的锁芯122，所述锁套121和锁芯122的其中一端贯通至电池模组10的底面，所述锁芯122远离电池模组10底面的一端设有压簧126，所述锁芯122的周面上沿径向凸伸设置有挡销123，所述锁套121侧壁上开设有供挡销123穿过并能够使挡销123在锁套121轴向上滑动的腰型孔124，所述挡销123的端部凸伸至电池模组10内部开设的限位槽125内，所述限位槽125是沿竖直方向延展的扁平状槽体，所述限位槽125的上端连通至一圆柱形空腔129，当挡销123位于限位槽125内时，挡销123能够阻止锁套121转动，当挡销123被推动至圆柱形空腔129内时，锁套121能够自由转动；所述锁套121远离电池模组10底面的一端设有偏心轴127，所述偏心轴127上铰接有一连杆128，所述连杆128的另一端与插销11的内端铰接。所述锁套121的中心孔为六角形孔，所述锁芯122的截面形状也为六角形，可采用如图所示的六角形扳手1来调节上述锁止机构。所述触发装置12为四组分别安装在电池模组10的四个角上，其中每组触发装置12的锁套121驱动两个相互垂直的插销11，这两个插销11分别位于电池模组10相邻的两个侧壁上。所述电池模组10的底面四周设有凸缘13，当电池模组10置于所述汽车底盘凹槽内时，所述凸缘13与汽车底盘凹槽槽口边缘的端面紧密贴合，所述凸缘13与汽车底盘凹槽槽口端面贴合的一侧设有密封条131，所述密封条131是具有椭圆形截面的中空结构，且密封条131上开设有气孔132。凸缘13和密封条131能够提高电池模组10的密封性，防止泥水等污渍进入电池内部。所述电池模组10的底面上设有定位槽14，电池模组10顶面上设有限位凸台15，沿竖直方向看，所述定位槽14与限位凸台15的形状、尺寸及位置相吻合。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电动汽车的电池更换装置，该电池(10)安装在电动车底盘凹槽内，且电池(10)与电动车底盘之间设有锁止机构，电池(10)底部设有能够控制锁止机构在开锁和闭锁两工位之间进行切换的的触发装置，其特征在于：本装置设置于路面以下的基坑中，包括升降机构、电池移出机构和电池移入机构；

所述升降机构包括沿竖直方向往复运动设置的托盘(30)，所述托板上设有能够触发所述触发装置的触发执行机构；

所述电池移出机构包括平移机构和堆叠机构；所述平移机构包括两个相互平行且水平设置的悬臂，所述悬臂沿自身长度方向往复运动于升降机构和堆叠机构之间，所述悬臂上设有沿竖直方向往复运动设置的抬升臂(43)，当悬臂位于升降机构位置处时，抬升臂(43)刚好位于电池(10)边缘向外凸伸设置的凸缘(13)的正下方；所述堆叠机构包括沿竖直方向往复运动的托架(50)，托架(50)的驱动机构与控制系统相连，平移机构每放置一个电池(10)在托架(50)上，控制系统就控制托架(50)就向下运动一个电池(10)厚度的距离；

所述电池移入机构包括两条相互平行且水平设置的输送带(60)，两输送带(60)分别位于托盘的两侧，且两输送带(60)位于两悬臂的下方，两输送带(60)之间的间距大于托盘(30)的宽度且小于电池(10)的宽度，所述两输送带(60)的进料端设有用于将电池转移至输送带上的搬运机械手(61)。

2.根据权利要求1所述的电动汽车的电池更换装置，其特征在于：所述悬臂包括彼此相背设置的两个电缸(41)，两电缸(41)的缸体相对固接，其中一个电缸(41)的滑块(42)与基座(40)相对固接，另一电缸(41)的滑块(42)用于安装所述抬升臂(43)。

3.根据权利要求1所述的电动汽车的电池更换装置，其特征在于：所述触发执行机构包括一回转销(31)，所述回转销(31)的轴线竖直设置，所述回转销(31)朝向电池(10)的的一侧设有一六角形销头(311)，六角形销头(311)底部设有一定位凸台(312)，所述回转销(31)与托板上设置的第一伺服电机(32)的主轴同步转动连接。

4.根据权利要求1所述的电动汽车的电池更换装置，其特征在于：所述抬升臂(43)的顶面设有弹性橡胶层，且弹性橡胶层的表面设有放滑纹路。

5.根据权利要求2所述的电动汽车电池的拆卸装置，其特征在于：用于安装抬升臂(43)的滑块(42)上设有一向电池(10)底部悬伸的悬伸板(44)，所述悬伸板(44)上设有一竖直气缸(45)，所述抬升臂(43)的底部与竖直气缸(45)的活塞杆固定连接，所述抬升臂(43)底部还设有两竖直导杆，所述导杆与悬伸板(44)上设置的滑套构成滑动配合。

6.根据权利要求1所述的电动汽车的电池更换装置，其特征在于：所述托盘(30)由液压缸(34)驱动。

7.根据权利要求3所述的电动汽车的电池更换装置，其特征在于：所述托架(50)底部连有竖直丝杠(52)和导柱(56)，所述丝杠(52)与机架上转动设置的的螺母(53)构成螺纹配合，所述螺母(53)通过链轮(54)与第二伺服电机(55)构成传动配合，所述导柱(56)与基座(40)上设置的导套构成滑动配合。

8.根据权利要求1所述的电动汽车的电池更换装置，其特征在于：所述托盘(30)上还设有与电池(10)底面凹槽相匹配的第一凸块(33)。

9.根据权利要求3所述的电动汽车的电池更换装置，其特征在于：所述托架(50)为板状结构，托架(50)顶部设有与电池(10)底面凹槽相匹配的第二凸块(51)。