CN108382372A - 一种电动车快速换电系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电动车快速换电系统，包括车架固定装置、拆卸机构、安装机构、吊装机构和流水滚道，车架固定装置安装在所述流水滚道的上方，所述拆卸机构和安装机构分别安装在位于所述流水滚道内轨道的举升平台上，所述拆卸机构和安装机构上方设置吊装机构。本发明的优点是：全自动化更换电池，拆装速度快，而且可以节约人工成本；高精度的安装和拆卸，避免错位安装，保证电动车安全等。

Description

一种电动车快速换电系统

【技术领域】

本发明涉及新能源电动汽车的换电领域，尤其涉及一种电动车快速换电系统。

【背景技术】

纯电动汽车一般的定义可以理解为：汽车从自带的储能装置上获得电能来驱动电机，它要求能够满足所在国家的道路交通安全规定，并获得资格能够在正规道路上行驶。

目前，限制了电动汽车发展的一个比较重要的原因就是动力电池系统的技术发展短缺，原因主要有：(1)动力蓄电池的能量密度不高，电池系统的重量较大，为了增加存储电量因此会增加单体电池的数量，而这样同时也增加了整个电池系统的重量，现在一般市面上的车型，其电池系统一般在200Kg以上，这样也大大增加了整车的重量，使得汽车的有效载荷率降低，同时也浪费了汽车的乘客空间；(2)电池造价高，根据中山大学电动汽车研究中心研发的ECUV-3，其采用了60块100AH的锂离子动力电池，只是购买60块电池的花费已经接近60000元，相比原来的燃油车，一个完整的电动汽车的造价已经大大高于燃油车，因此若全面普及电动汽车，对于市场上的个人用户，电动汽车的成本已经超过了他们的承受范围之内。

电动汽车的能量补充方式主要有充电模式和换电模式。在我国，由于供电网络初期规划不足导致基础设施较差，同时城市生活中大部分车主并没有固定的停车位，若大规模发展充电模式的话，相应的配电网改造、增容费用将是一笔巨大的投资，同时随着城市化进程的日益提高，人口居住密集区的征地难度也逐渐提高，又进一步增加了大规模发展模式的成本。而且现有阶段的动力电池的技术水平，并不能做到理想的快速充电，目前为了保证电池在充电过程中的安全性，推荐的充电倍率一般都不会超过0.5C，这样给整个电池组充满电最少一般需要3小时，因此由于电动汽车动力电池的快速充电能力的限制导致电动汽车在使用完所存储的能量后需要等待相当长的时间来给电池充电，而人类生活的节奏也是越来越快，长时间等待电池充电将会大大降低人们生活、生产的效率。

目前，更换电动汽车的动力电池的方法是：汽车自然状态停放在指定的电池更换区域，使用自动设备从车辆的侧面取放动力电池。该方法存在的缺点是：1.将电动汽车电池从电动汽车拆下或将充电完成的电池安装到电动汽车上的过程占用时间长；2.现有的更换电池的设备占地面积大；3.从电动汽车上取电池时，定位精度不高。

【发明内容】

本发明的目的在于解决上述技术存在的问题，设计一种电动车快速换电系统，提高电动车电池的更换速度，而且定位精度高，操作方便。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种电动车快速换电系统，包括车架固定装置、拆卸机构、安装机构、吊装机构和流水滚道，车架固定装置安装在所述流水滚道的上方，所述拆卸机构和安装机构分别安装在位于所述流水滚道内轨道的举升平台上，所述拆卸机构和安装机构上方设置吊装机构。

优选的，所述拆卸机构和安装机构上方分别设置对应的吊装机构。

优选的，所述车架固定装置包括与电动车车轮对应的凹槽，所述凹槽中部设有上下活动的活动块，所述活动块连接第一液压驱动缸。

优选的，所述车架固定装置还包括能卡紧车架底部横梁的若干固定挂钩，所述固定挂钩活动安装在所述车架固定装置内部的滑槽中，所述滑槽两端分别设置有夹持住所述固定挂钩的弹性部件和液压驱动部件。

优选的，所述举升平台至少包括设置有安装机构的第一举升平台和设置有拆卸机构的第二举升平台，所述第一举升平台和第二举升平台安装在同一导轨上。

优选的，所述第一举升平台包括第一底架、第一承重板和夹设在第一底架和第一承重板之间的第一举升臂，所述第一底架底部设有可以在所述导轨上移动的第一导轨轮，所述第一举升臂上安装有第二液压驱动缸，所述第二液压驱动缸控制所述第一举升臂使所述第一承重板上下移动。

优选的，所述第二举升平台包括第二底架、第二承重板和夹设在第二底架和第二承重板之间的第二举升臂，所述第二底架底部设有可以在导轨上移动的第二导轨轮，所述第二举升臂上安装有第三液压驱动缸，所述第三液压驱动缸控制所述第二举升臂使所述第二承重板上下移动。

优选的，所述第一承重板上设置有安装机构，所述安装机构包括安装平台，所述安装平台和所述第一承重板之间夹设有若干第一滚柱，所述安装平台上表面设有安装销钉和连接有第一缓冲装置，所述第一缓冲装置连接第一定位槽。

优选的，所述第二承重板上设置有拆卸机构，所述拆卸机构包括拆卸平台，所述拆卸平台和所述第二承重板之间夹设有若干第二滚柱，所述拆卸平台上表面设有拆卸销钉和连接有第二缓冲装置，所述第二缓冲装置连接第二定位槽。

优选的，所述流水滚道包括安装在所述举升平台两侧的第一流水滚道和第二流水滚道。

与现有技术相比，本发明有如下优点：全自动化更换电池，拆装速度快，而且可以节约人工成本；高精度的安装和拆卸，避免错位安装，保证电动车安全；拆装、运输等机构均设置在地底下，节约场地成本。

【附图说明】

图1是本发明一种电动车快速换电系统的结构示意图；

图2是本发明一种电动车快速换电系统中举升平台的结构示意图；

图3是本发明一种电动车快速换电系统中固定挂钩的结构示意图；

图4是本发明一种电动车快速换电系统电池箱放置到安装机构的结构示意图；

图5是本发明一种电动车快速换电系统电池箱放置完成的结构示意图；

图6是本发明一种电动车快速换电系统电池箱安装的结构示意图；

图7是本发明一种电动车快速换电系统拆卸机构准备拆卸电池箱的结构示意图；

图8是本发明一种电动车快速换电系统拆卸机构拆卸电池箱的结构示意图；

图9是本发明一种电动车快速换电系统中吊装机构将电池箱从第一流水滚道吊装到安装机构的结构示意图；

图10是本发明一种电动车快速换电系统中吊装机构将拆卸下的电池箱从拆卸机构上吊送到第二流水滚道上的结构示意图。

其中：101为电池箱，102为车架底部横梁，103为定位销孔，104为电池箱底板，105为挂钩，106为拆卸按钮，107为扭簧，108为连接器；1为凹槽，12为固定挂钩，121为液压驱动部件，122为滑槽，123为弹性部件；2为吊装机构，3为安装机构，31为第一滚柱，32为安装销钉，33为第一缓冲装置，34为第一定位槽；4为拆卸机构，41为第二滚柱，42为拆卸销钉，43为第二缓冲装置，44为第二定位槽；5为第一承重板，51为第一举升臂，52为第二液压驱动缸，53为第一底架，54为第一导轨轮；6为第二承重板，61为第二举升臂，62为第三液压驱动缸，63为第二底架，64为第二导轨轮；7为导轨，81为第一流水滚道，82为第二流水滚道；C点为吊装机构将电池箱从流水滚道运送到安装机构的位置，D点为拆装电池箱的位置，B点为吊装机构将电池箱从拆卸机构运送到流水滚道的位置。

【具体实施方式】

以下结合附图和具体实施例对本发明一种电动车快速换电系统进行详细的说明。

实施例1

一种电动车快速换电系统，如图1-3所示，其包括车架固定装置、拆卸机构4、安装机构3、吊装机构2和流水滚道，车架固定装置安装在所述流水滚道的上方，所述拆卸机构4和安装机构3分别安装在位于所述流水滚道内轨道的举升平台上，所述拆卸机构4和安装机构上方设置吊装机构。所述车架固定装置安装在地面上，所述举升平台、拆卸机构4、安装机构3、吊装机构2和流水滚道均安装在地底下，可以节约场地成本。所述车架固定装置主要负责在车辆驶入换电区域后固定车体的位置，所述车架固定装置包括在地面上开设与电动车车轮对应的凹槽1，当车辆驶入与电动车车轮对应的凹槽1时，车轮被卡在所述凹槽1中，电动车前后位置被固定，以防止在换电过程中车辆的位置发生变动造成车辆与电池箱更换设备之间有位置偏差。所述凹槽1中部设有可以上下活动的活动块，所述活动块连接第一液压驱动缸；所述车架固定装置还包括能卡紧车架底部横梁102的若干固定挂钩12，所述固定挂钩12活动安装在车架固定装置内部的滑槽122中，所述滑槽122两端分别设置有夹持住所述固定挂钩12的弹性部件123和液压驱动部件121，所述弹性部件123可以为弹簧等。优选的，由于ECUV-4车架是由两种特殊截面的型材搭接而成，可以利用特殊截面型材中心的空置区域，所述固定挂钩12可以为4个，分别对应前车架底部横梁和后车架底部横梁的两端。当车辆驶入换电区域后，液压驱动部件121驱动所述固定挂钩12沿滑槽向弹性部件123方向移动并卡紧所述前、后车架底部横梁，防止安装电池箱时车辆高度发生变化，影响电池箱的定位。电动车电池更换完成后，调节液压驱动部件121，固定挂钩12在弹性部件123的反作用力下沿滑槽向液压驱动部件121方向移动并退出前、后车架底部横梁，而后第一液压驱动缸推动活动块向上移动，将电动车车轮推出凹槽1，电动车驶出换电区域。本实施例中将能够实现全自动化更换电池，拆装速度快，节约人工成本；车辆位置固定，高精度的安装和拆卸，避免错位安装，保证电动车安全；拆装、运输等机构均设置在地底下，节约场地成本。

所述举升平台主要辅助拆卸和安装机构实现拆装电池箱和负责运送电池箱，若干所述举升平台至少包括设置有安装机构的第一举升平台和设置有拆卸机构的第二举升平台。所述第一举升平台包括第一底架53、第一承重板5和夹设在第一底架53和第一承重板5之间的第一举升臂51，所述第一底架53底部设有可以在导轨7上移动的第一导轨轮54，所述第一举升臂51上安装有第二液压驱动缸52，所述第二液压驱动缸52控制所述第一举升臂51使所述第一承重板5可以上下移动，实现升降功能；所述第二举升平台包括第二底架63、第二承重板6和夹设在第二底架63和第二承重板6之间的第二举升臂61，所述第二底架63底部设有可以在导轨7上移动的第二导轨轮64，所述第二举升臂61上安装有第三液压驱动缸62，所述第三液压驱动缸62控制所述第二举升臂61使所述第二承重板6可以上下移动，实现升降功能。所述第一举升平台和第二举升平台安装在同一导轨7上并且可以沿所述导轨往复移动运送电池箱。

如图4-8所示，所述第二举升平台的所述第二承重板6上设置有拆卸机构4，所述拆卸机构4主要负责将需要更换的电池箱从车架底部拆卸。所述拆卸机构4包括电池箱拆卸平台，所述拆卸平台和所述第二承重板6之间夹设有若干第二滚柱41；所述拆卸平台上表面设有与电池箱底板上的定位销孔103匹配的拆卸销钉42和连接有第二缓冲装置43，以防止定位过程中过大的冲击力。所述第二缓冲装置43连接固定有与车架上的楔形块相匹配的第二定位槽44，所述第二缓冲装置43可以是弹簧等。拆卸电池箱时，所述第二举升平台沿所述导轨7移动到指定位置D，当第二举升平台停止移动后第三液压驱动缸62驱动所述拆卸平台向上移动，通过第二滚柱41的左右移动调整使所述第二定位槽44和车架上的楔形块契合进一步精确位置，位置确定后所述拆卸平台继续向上移动压缩所述第二缓冲装置43。当第二缓冲装置43完全被压缩后所述拆卸销钉42正好进入电池箱地板上的定位销孔103并沿着所述定位销孔103继续上升，直到接触到车架上的拆卸按钮106并按下拆卸按钮106，电池箱连接器108自动解锁后第二举升平台迅速降下并沿导轨7继续向前移动，电池箱拆卸完成。

所述第一举升平台的所述第一承重板5上设置有安装机构3，所述安装机构3主要负责将新的电池箱101安装到车架上。所述安装机构3包括电池箱安装平台，所述安装平台和所述第一承重板5之间夹设有若干第一滚柱31；所述安装平台上表面设有与电池箱底板104上的定位销孔103匹配的安装销钉32和连接有第一缓冲装置33，以防止定位过程中过大的冲击力。所述第一缓冲装置33连接固定有与车架上的楔形块相匹配的第一定位槽34，所述第一缓冲装置33可以是弹簧等。安装电池箱时，吊装机构先将电池箱放到安装平台上，必要时可以人工辅助，所述安装销钉32插入电池底板上的定位销孔103，所述第一定位槽34穿过电池箱底板将电池箱固定到安装机构3上的预定位置。而后与电池箱拆卸步骤同样的，第一举升平台沿所述导轨7移动到导轨上的指定位置D后停止，所述第二液压驱动缸52驱动所述安装平台向上移动，通过第一滚柱31的左右移动调整使所述第一定位槽34和车架上的楔形块契合进一步精确位置，位置确定后所述安装平台继续向上移动压缩所述第一缓冲装置33。当第一缓冲装置33被完全压缩电池箱到达正确的安装位置后，车架上的连接器108通过内部的扭簧107作用把电池箱的挂钩105锁死固定，之后将第一举升平台降下，直至与电池箱脱离，电池箱安装完成。

如图9-10所示，所述拆卸机构4和安装机构3上方分别设置对应的吊装机构2，所述吊装机构2主要负责将电池箱从拆卸机构上吊送至流水滚道上以及从流水滚道上将电池箱吊装到安装机构上；运送电池箱时，所述吊装机构2活动连接电池箱的挂钩105，沿滑轨移动。

所述流水滚道包括安装在所述举升平台两侧的第一流水滚道81和第二流水滚道82，所述流水滚道主要负责电池箱在充电平台和换电设备之间的来回运输。当电动车驶入换电区域后，位于地底下的第一流水滚道81将新的电池箱从充电平台运输到换电设备处，由吊装机构运送到停在指定位置C的安装平台上，而后安装平台和拆卸平台沿导轨移动，所述拆卸平台预先到达导轨上的指定位置D后进行拆卸工作。拆卸完成后安装平台和拆卸平台继续移动，直到安装平台到达导轨上的指定位置D后停止移动并进行安装操作，安装完成后安装平台和拆卸平台再次移动到导轨上的指定位置B处由吊装机构运送到第二流水滚道82上，第二流水滚道82将换下的电池箱运回充电平台进行充电和维护，以用于下一个车辆的换电。采用流水滚道运输电池箱，方便快捷，节约人工成本。

实施例2

一种电动车快速换电系统，与实施例1的区别在于：所述车架固定装置为设置在地面上方的工作平台上，所述工作平台可以为承托板，所述举升平台和流水滚道均安装在地面且位于所述工作平台下方，同样也可以节约场地成本。

以上所述者，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即大凡依本发明申请专利范围及发明说明内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (10)

1.一种电动车快速换电系统，其特征在于：包括车架固定装置、拆卸机构、安装机构、吊装机构和流水滚道，车架固定装置安装在所述流水滚道的上方，所述拆卸机构和安装机构分别安装在位于所述流水滚道内轨道的举升平台上，所述拆卸机构和安装机构上方设置吊装机构。

2.根据权利要求1所述一种电动车快速换电系统，其特征在于：所述拆卸机构和安装机构上方分别设置对应的吊装机构。

3.根据权利要求1所述一种电动车快速换电系统，其特征在于：所述车架固定装置包括与电动车车轮对应的凹槽，所述凹槽中部设有上下活动的活动块，所述活动块连接第一液压驱动缸。

4.根据权利要求3所述一种电动车快速换电系统，其特征在于：所述车架固定装置还包括能卡紧车架底部横梁的若干固定挂钩，所述固定挂钩活动安装在所述车架固定装置内部的滑槽中，所述滑槽两端分别设置有夹持住所述固定挂钩的弹性部件和液压驱动部件。

5.根据权利要求1所述一种电动车快速换电系统，其特征在于：所述举升平台至少包括设置有安装机构的第一举升平台和设置有拆卸机构的第二举升平台，所述第一举升平台和第二举升平台安装在同一导轨上。

6.根据权利要求5所述一种电动车快速换电系统，其特征在于：所述第一举升平台包括第一底架、第一承重板和夹设在第一底架和第一承重板之间的第一举升臂，所述第一底架底部设有可以在所述导轨上移动的第一导轨轮，所述第一举升臂上安装有第二液压驱动缸，所述第二液压驱动缸控制所述第一举升臂使所述第一承重板上下移动。

7.根据权利要求5所述一种电动车快速换电系统，其特征在于：所述第二举升平台包括第二底架、第二承重板和夹设在第二底架和第二承重板之间的第二举升臂，所述第二底架底部设有可以在导轨上移动的第二导轨轮，所述第二举升臂上安装有第三液压驱动缸，所述第三液压驱动缸控制所述第二举升臂使所述第二承重板上下移动。

8.根据权利要求6所述一种电动车快速换电系统，其特征在于：所述第一承重板上设置有安装机构，所述安装机构包括安装平台，所述安装平台和所述第一承重板之间夹设有若干第一滚柱，所述安装平台上表面设有安装销钉和连接有第一缓冲装置，所述第一缓冲装置连接第一定位槽。

9.根据权利要求7所述一种电动车快速换电系统，其特征在于：所述第二承重板上设置有拆卸机构，所述拆卸机构包括拆卸平台，所述拆卸平台和所述第二承重板之间夹设有若干第二滚柱，所述拆卸平台上表面设有拆卸销钉和连接有第二缓冲装置，所述第二缓冲装置连接第二定位槽。

10.根据权利要求1所述一种电动车快速换电系统，其特征在于：所述流水滚道包括安装在所述举升平台两侧的第一流水滚道和第二流水滚道。