CN110816489B - 换电系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种换电系统，其包括：换电平台和换电小车；换电小车包括移动部和固定部，移动部能够相对于固定部在第一方向上移动，移动部在第一方向上的两侧分别设有第一导向部，固定部在第一方向上的两侧分别设有第二导向部；第一导向部用于与车辆的电池固定，第二导向部用于与车辆的车身固定梁固定；第一导向部和第二导向部均具有用于引导车辆沿第一方向和第二方向定位的倾斜导向面；第一方向为车辆在换电平台的行进方向，第二方向垂直于第一方向。该换电系统通过在导向部上设置倾斜导向面，使得换电小车在导向叉与车辆卡合时可以实现自动的位置矫正，从而实现导向叉与车辆的电池和车辆的车身固定梁的精确定位。

Description

换电系统

技术领域

本发明涉及电动车领域，特别涉及一种换电系统。

背景技术

现有的电动汽车主要包括直充式和快换式两种。快换式的电动汽车需要换电小车对其电池进行更换。换电小车在更换电池时，需要精确定位，以便将换电小车的叉准确地与电动汽车的电池和电动汽车的车身固定梁的预定构件卡合，否则电池更换的成功率将大幅下降，也容易造成设备的损坏。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术换电系统定位不精确的缺陷，提供一种定位精确的换电系统。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种换电系统，其包括：换电平台和换电小车；

所述换电平台用于在换电时支撑车辆；

所述换电小车包括移动部和固定部，所述移动部能够相对于所述固定部在第一方向上移动，所述移动部在第一方向上的两侧分别设有第一导向部，所述固定部在第一方向上的两侧分别设有第二导向部；

所述第一导向部用于与车辆的电池固定，所述第二导向部用于与车辆的车身固定梁固定；

所述第一导向部和第二导向部均具有用于引导车辆沿第一方向和第二方向定位的倾斜导向面；

所述第一方向为车辆在所述换电平台的行进方向，所述第二方向垂直于所述第一方向。

优选地，所述第一导向部和第二导向部均为导向叉。

优选地，两个所述第一导向部和两个第二导向部均在相向的一侧具有第一倾斜导向面；两个所述第一导向部和两个所述第二导向部均在相背离的一侧具有第二倾斜导向面；

所述第一导向部和第二导向部的凹部内侧具有第三倾斜导向面。

优选地，所述换电系统还包括沿着所述第一方向延伸的移动轨道，所述移动轨道设置于所述换电平台的下方，所述移动轨道上铺设齿形带，所述换电小车在所述移动轨道上移动。

优选地，所述换电平台的中心设有电池更换口，所述换电小车经过所述换电平台下方并通过所述电池更换口更换所述车辆的电池。

优选地，所述换电平台还设有地滚装置；

所述地滚装置设于所述电池更换口的周围；

和/或，所述换电平台设有4个地滚装置，所述地滚装置分别对应车辆的四个轮子停靠的位置。

和/或，所述地滚装置包括平行排列的多个滚筒。

优选地，所述第一导向部用于接合所述电池的导向块，所述第二导向部用于接合所述车身固定梁的限位部。

优选地，所述第一倾斜导向面和第二倾斜导向面上均设有凹槽，所述凹槽中嵌入耐磨且自润滑的材料；

优选地，所述材料为MC尼龙或石墨。

优选地，所述倾斜导向面的倾斜角度小于等于30°。

本发明的积极进步效果在于：该换电系统通过在导向部上设置倾斜导向面，使得换电小车在导向叉与车辆卡合时可以实现自动的位置矫正，从而实现导向叉与车辆的电池和车辆的车身固定梁的精确定位。

附图说明

图1为根据本发明的优选实施例的换电系统的结构示意图。

图2为根据本发明的优选实施例的换电系统的部分结构示意图。

图3为根据本发明的优选实施例的换电系统的另一结构示意图。

图4为根据本发明的优选实施例的第一导向部的结构示意图。

图5为根据本发明的优选实施例的第一导向部与导向块的结构示意图。

图6为显示第二导向部的矫正角度的示意图。

图7为根据本发明的优选实施例的移动轨道的结构示意图。

附图标记说明：

换电平台10

地滚装置11

换电小车20

导向块21

第一导向部22

第一倾斜导向面23

第二导向部24

第二倾斜导向面25

第三倾斜导向面26

车辆30

车身固定梁31

限位部32

电池33

移动轨道40

齿形带41

第一方向X

第二方向Y

第三方向Z

具体实施方式

下面结合附图，通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在下述的实施例范围之中。

如图1所示，换电系统包括：换电平台10和换电小车20。

第一方向X为车辆30在换电平台10的行进方向，第二方向Y垂直于第一方向X。第三方向Z为竖直方向。

换电平台10用于在换电时支撑车辆30。换电平台10设有地滚装置11；地滚装置11设于电池更换口的周围。换电平台10设有4个地滚装置11，地滚装置11分别对应车辆30的四个轮子停靠的位置。地滚装置11包括平行排列的多个滚筒。

如图2所示，换电小车20包括移动部和固定部，移动部能够相对于固定部在第一方向X上移动，移动部在第一方向X上的两侧分别设有第一导向部22，固定部在第一方向X上的两侧分别设有第二导向部24。

第一导向部22用于与车辆30的电池33固定，第二导向部24用于与车辆30的车身固定梁31固定。第一导向部22用于接合电池33的导向块21，第二导向部24用于接合车身固定梁31的限位部32。

车身固定梁31以焊接或螺纹接合的方式与车辆30的车身固定，限位部32焊接或螺纹接合在两个车身固定梁31的相对的表面。

第一导向部22和第二导向部24均具有用于引导车辆30沿第一方向X和第二方向Y定位的倾斜导向面。

第一导向部22和第二导向部24均为导向叉。

如图3-6所示，两个第一导向部22和两个第二导向部24均在相向的一侧具有第一倾斜导向面23；两个第一导向部22和两个第二导向部24均在相背离的一侧具有第二倾斜导向面25。第一导向部22和第二导向部24的凹部内侧具有第三倾斜导向面26。

虽然图中未示意，第一倾斜导向面23和第二倾斜导向面25上均设有凹槽，凹槽中嵌入耐磨且自润滑的材料。优选地，材料为MC尼龙或石墨。

倾斜导向面的倾斜角度小于等于30°。

当第一导向部22和第二导向部24在第三方向Z上移动并逐渐靠近电池33时，在第二方向Y上先接触车身固定梁31的第二倾斜导向面25或先接触电缆30上的电池33的侧面的第一倾斜导向面23会对车辆30施加挤压力，在换电平台10的地滚装置11的辅助下，可以轻松实现车辆30在第二方向Y上的位置矫正。同样地，当第一导向部22和第二导向部24分别与导向块21和限位部32接合时，第三倾斜导向面26会对导向块21和限位部32施加挤压力，从而实现车辆30在第一方向X上的位置矫正。同样地，对于Z轴旋转方向，当第一导向部22和第二导向部24在第三方向Z上移动并逐渐靠近电池33时，第一导向部22和第二导向部24在第二方向Y上先接触车身固定梁31的导向部会对其施加挤压力，一般是斜对角的一个第一导向部22和一个第二导向部24同时作用，即接触车身固定梁31的第二倾斜导向面25和接触电池33的侧面的第一倾斜导向面23同时作用对车辆30施加挤压力，在地滚装置的辅助下，可实现围绕Z轴的旋转，从而实现车辆30在Z轴旋转方向上的矫正。

根据图3-4说明车辆30的Y向矫正。

两个车身固定梁31之间的距离为A，两个第二导向部24的外侧面之间的距离为B，第一倾斜导向面23和第二倾斜导向面25的倾斜角度为α，在第二方向Y上的缩进距离为C。

换电小车20与地面不发明相对位移，当车辆30在第二方向Y上发生偏移时，能够矫正的位移小于等于±C，矫正的精度为(A-B)/2。车辆30被矫正的难易度由导向角α和导向面的摩擦系数决定，因此，导向角α越小，车辆30的移动行程越短，因此越容易被矫正，因此，α优选小于30度。当在导向面上设置耐磨且自润滑的材料时，可以减小导向面的摩擦系数，从而降低车辆30的矫正难度。

根据图5说明车辆30的X向矫正。

导向块21的外尺寸为E，第一导向部22和第二导向部24的凹部的内尺寸为F。第三倾斜导向面26的倾斜角度为β，缩进尺寸为G。

换电小车20与地面不发生相对位移，当汽车在第一方向X上发生偏移时，第一方向X上能矫正的位移≤±G，矫正的精度为±(F-E)/2，车辆30被矫正的难易度由导向角β和倾斜导向面的摩擦系数决定，β越小，车辆30的移动行程越短，因此越容易被矫正，因此，β优选小于30度。当在导向面上设置耐磨且自润滑的材料时，可以减小导向面的摩擦系数，从而降低车辆30的矫正难度。

根据图6说明车辆30的Z轴旋转矫正。

第一导向部22和第二导向部24之间的距离为L，可矫正的角度为θ，θ＝arctan((2*C+A-B)/L)。

换电小车20与地面不发生相对位移，当车辆30在Z轴发生旋转时，能矫正的角度精度为θ＝±arctan((2*C+A-B)/L)。

如图7所示，换电系统还包括沿着第一方向X延伸的移动轨道40，移动轨道40设置于换电平台10的下方，移动轨道40上铺设齿形带41，换电小车20在移动轨道40上移动。齿形带41与换电小车20的齿形轮啮合，从而换电小车20停止时不易相对于移动轨道40移动，保证了换电小车20不动而车辆30移动以矫正车辆30的位置。

换电平台10的中心设有电池更换口，换电小车20经过换电平台10下方并通过电池更换口更换车辆30的电池33。

该换电系统通过在导向部上设置倾斜导向面，使得换电小车20在导向部与车辆30卡合时可以实现自动的位置矫正，从而实现导向叉与车辆30的电池33和车辆30的车身固定梁31的精确定位。

本发明中对于车辆30的矫正属于微调，车辆30并不会发生肉眼可见的较大移动，即使不在换电平台10上设置地滚装置11，依靠车辆30的悬架和轮胎的柔性也可以实现该微调。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制，除非文中另有说明。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种换电系统，其特征在于，其包括：换电平台和换电小车；

所述换电平台用于在换电时支撑车辆；

所述换电小车包括移动部和固定部，所述移动部能够相对于所述固定部在第一方向上移动，所述移动部在第一方向上的两侧分别设有第一导向部，所述固定部在第一方向上的两侧分别设有第二导向部；

所述第一导向部用于与车辆的电池固定，所述第二导向部用于与车辆的车身固定梁固定；

所述第一导向部和第二导向部均具有用于引导车辆沿第一方向和第二方向定位的倾斜导向面；

所述第一方向为车辆在所述换电平台的行进方向，所述第二方向垂直于所述第一方向；

所述车辆的两个车身固定梁之间的距离为A，两个所述第二导向部的外侧面之间的距离为B，所述倾斜导向面的缩进距离均为C，所述第一导向部和所述第二导向部之间的距离为L，所述换电小车对所述车辆绕竖直方向旋转的可矫正的角度为θ，θ＝arctan((2*C+A-B)/L)。

2.如权利要求1所述的换电系统，其特征在于，所述第一导向部和第二导向部均为导向叉。

3.如权利要求2所述的换电系统，其特征在于，两个所述第一导向部和两个第二导向部均在相向的一侧具有第一倾斜导向面；两个所述第一导向部和两个所述第二导向部均在相背离的一侧具有第二倾斜导向面；

所述第一导向部和第二导向部的凹部内侧具有第三倾斜导向面。

4.如权利要求1所述的换电系统，其特征在于，所述换电系统还包括沿着所述第一方向延伸的移动轨道，所述移动轨道设置于所述换电平台的下方，所述移动轨道上铺设齿形带，所述换电小车在所述移动轨道上移动。

5.如权利要求1所述的换电系统，其特征在于，所述换电平台的中心设有电池更换口，所述换电小车经过所述换电平台下方并通过所述电池更换口更换所述车辆的电池。

6.如权利要求5所述的换电系统，其特征在于，所述换电平台还设有地滚装置；

所述地滚装置设于所述电池更换口的周围；

和/或，所述换电平台设有4个地滚装置，所述地滚装置分别对应车辆的四个轮子停靠的位置；

和/或，所述地滚装置包括平行排列的多个滚筒。

7.如权利要求1所述的换电系统，其特征在于，所述第一导向部用于接合所述电池的导向块，所述第二导向部用于接合所述车身固定梁的限位部。

8.如权利要求3所述的换电系统，其特征在于，所述第一倾斜导向面和第二倾斜导向面上均设有凹槽，所述凹槽中嵌入耐磨且自润滑的材料。

9.如权利要求8所述的换电系统，其特征在于，所述材料为MC尼龙或石墨。

10.如权利要求1所述的换电系统，其特征在于，所述倾斜导向面的倾斜角度小于等于30°。

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