CN110884383A - 换电装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种换电装置。换电装置包括：升降机构；由所述升降机构支撑的底部平台；所述底部平台上的中间平台，所述中间平台与所述底部平台之间设置有多个轴承使得所述中间平台能够相对于所述底部平台平移；以及所述中间平台上的电池摆放平台，所述电池摆放平台能够相对于所述中间平台倾斜。根据本发明的实施例的换电装置结构简单，操作方便，适用性广。

Description

换电装置

技术领域

本发明涉及电动汽车换电领域，更具体地，本发明涉及一种用于电动汽车的换电装置。

背景技术

随着科技进步和社会发展，例如纯电动车辆等多种类型的新能源车辆日益获得广泛使用。就这些新型车辆来讲，其中涉及到电池更换等方面的技术越来越成为本领域中的关注和研究课题。例如，如果要实现车辆电池加电的体验超越传统车辆加油的体验，那么电池加电时间将是一个重要指标。更换电池是实现快速加电的一种方式，在电池技术没有取得突破性进展、安全可使用的快充技术出现之前，换电仍将是实现车辆电池加电时间能够对标、甚至超越传统车辆加油时间的一种实现方式。

对于一些电动汽车，它们的动力电池安装在电动汽车的底部。对于该类电动汽车而言，换电操作一般包括：将车辆抬升，将底部动力电池拆下以及将新的动力电池安装至车辆底部。这类换电操作一般在换电站进行，但存在一些情况需人工进行电池更换，因此，需提供专用的工具来执行该人工换电操作。

发明内容

本发明的目的在于解决或至少缓解现有技术中所存在的问题。

一方面，提供了一种换电装置，其包括：

升降机构；

由所述升降机构支撑的底部平台；

所述底部平台上的中间平台，所述中间平台与所述底部平台之间设置有多个轴承使得所述中间平台能够相对于所述底部平台平移；以及

所述中间平台上的电池摆放平台，所述电池摆放平台能够相对于所述中间平台倾斜。

可选地，在所述的换电装置中，所述中间平台与所述电池摆放平台的中部通过关节轴承座连接，所述中间平台与所述电池摆放平台的边缘通过至少一个电动推杆连接。

可选地，在所述的换电装置中，所述中间平台与所述电池摆放平台之间还设置有多组导向件,所述多组导向件包括设置在所述中间平台和所述电池摆放平台中的一者上的多个导向销以及设置在所述中间平台和所述电池摆放平台中的另一者上的多个导向销套。

可选地，在所述的换电装置中，所述中间平台和所述电池摆放平台具有对应的矩形形状，所述中间平台和所述电池摆放平台的中部位置通过向心关节轴承连接，所述中间平台和所述电池摆放平台的一对相邻边缘处由电动推杆连接。

可选地，在所述的换电装置中，所述底部平台的顶面和/或所述中间平台的底面上设置有多个牛眼轴承。

可选地，在所述的换电装置中，所述底部平台和/或所述中间平台上还设置有限制所述中间平台的平移位置的止挡件，所述底部平台和/或所述中间平台上还设置有锁定所述中间平台的平移位置的锁定件。

可选地，在所述的换电装置中，所述升降机构包括底部支架，交叉支杆以及保险机构，

所述保险机构包括：

设置在所述升降机构的底部支架上的棘爪，所述棘爪的一端设置有拉簧；

设置在所述升降机构的交叉支杆底部的齿条，所述齿条具有多个槽口用于与所述保险棘爪配合；

所述棘爪和所述多个槽口的形状设置成使得：在所述齿条沿对应所述升降机构上升的第一方向移动时，所述棘爪能够从一个槽口滑入相邻槽口；并且，所述棘爪在与任一槽口配合时阻止所述齿条沿对应于所述升降机构下降的第二方向移动。

可选地，在所述的换电装置中，所述保险机构还包括解锁机构，所述解锁机构包括操作手柄以及连接至所述棘爪的拉绳，旋转所述操作手柄能够拉动所述拉绳使得所述棘爪与槽口脱离。

可选地，在所述的换电装置中，所述底部支架设置有两个定向脚轮和两个万向脚轮。

可选地，在所述的换电装置中，所述底部支架还设有多个辅助支脚，所述多个辅助支脚能够在触地位置和抬起位置之间切换。

可选地，在所述的换电装置中，所述升降机构由油缸驱动。

可选地，在所述的换电装置中，所述油缸入口设置有第一节流阀和第二节流阀，所述第一节流阀用于所述调节升降机构的举升能力，所述第二节流阀用于调节所述升降机构的下降速度。

可选地，在所述的换电装置中，所述换电装置还包括给所述油缸供油的泵总站总成以及控制所述泵总站总成的液压升降控制器。

根据本发明的实施例的换电装置结构简单，操作方便，适用性广。

附图说明

参照附图，本发明的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在对本发明的保护范围组成限制。此外，图中类似的数字用以表示类似的部件，其中：

图1示出了根据本发明的实施例的换电装置的立体图；

图2示出了根据本发明的实施例的换电装置的底部平台和中间平台的分解视图；

图3示出了根据本发明的实施例的换电装置的中间平台和电池摆放平台的分解视图；

图4示出了根据本发明的实施例的换电装置的中间平台和电池摆放平台的中部连接位置的分解视图；

图5示出了根据本发明的实施例的换电装置以及其上的电池的侧视图；

图6示出了根据本发明的实施例的换电装置的保险机构的放大视图；

图7示出了根据本发明的实施例的换电装置的解锁机构的放大视图；

图8示出了根据本发明的实施例的换电装置的辅助支脚的放大视图；以及

图9示出了根据本发明的实施例的换电装置的油缸入口的放大视图。

具体实施方式

容易理解，根据本发明的技术方案，在不变更本发明实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或者视为对本发明技术方案的限定或限制。

在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。

图1示出了一种换电装置，尤其是一种简易换电装置，该换电装置用于给车辆更换电池，尤其是为电池布置在车辆底部的车辆更换电池。本发明的换电装置较为灵活，适应于各种特殊状况。在一些实施例中，换电装置由下自上可大致包括：脚轮311,312，脚轮311，312布置在底部支架3下方，用于整个换电装置的移动，在一些实施例中，前侧一对脚轮311可为前后向定向脚轮，后侧一对脚轮312可为万向轮；辅助支脚32，用于换电装置的定位；升降机构2，其为典型的剪刀叉式升降机构，包括底部支架3和交叉支杆23，升降机构2还配备了四级保险机构22；驱动升降机构2的油缸21和泵总站总成37；用于推动车辆的把手33和把手33上的操作机构，包括：液压升降控制器/电推杆控制器36和保险解锁机构34，液压升降控制器通过控制线38与泵总站总成37连接，保险解锁机构34通过拉绳35与四级保险机构22；以及平台总成1，包括底部平台13(见图2)，中间平台12和电池摆放平台11。在一些实施例中，平台总成1包括可上下伸缩的车身定位销19，由此使换电装置与车辆底部对准。在一些实施例中，平台总成1包括可上下伸缩的电池定位销18，使得换电装置进一步与电池对准。在一些实施例中，平台总成1还包括围绕平台主体1的螺栓套筒机构17，其用于顶靠车辆底部用于固定电池的螺栓的保护套，使得螺栓头能够被触及，由此便于操作安装或拆卸用于固定电池的螺栓。应当理解，本发明的各个实施例结合剪刀叉式升降机构来描述，但在备选实施例中，本发明可与任何形式的升降机构结合使用。

继续参考图2至图5来详细介绍平台主体1的详细结构，其可包括：底部平台13；底部平台13上的中间平台12，以及中间平台12上的电池摆放平台11。在一些实施例中，中间平台12与底部平台13之间可设置有多个轴承131使得中间平台12能够相对于底部平台13平移。在一些实施例中，电池摆放平台11能够相对于中间平台12倾斜。

更具体地，如图2所示，底部平台13的顶面上设置有多个轴承131以允许中间平台12相对于底部平台13平移。在一些实施例中，轴承131可选用牛眼轴承。尽管在图示实施例中，多个轴承131设置在底部平台13的顶部的凹口中，在备选实施例中，多个轴承131也可设置在中间平台12的底部。在一些实施例中，底部平台13和/或中间平台12上还可设置有限制中间平台平移位置的止挡件133，例如止挡件133可插入底部平台13周围的凹槽132中，其限制中间平台12的移动范围。在一些实施例中，底部平台13和/或中间平台12上还可设置有锁定中间平台12的平移位置的锁定件122，例如中间平台12的周围可设置锁定销122，在中间平台12移动就位时，通过锁定销122能够锁定中间平台12的位置。通过该机构，可在换电装置就位后能够在水平方向上细调中间平台12以及其上的电池摆放平台11的位置。在一些实施例中，中间平台12的周围还设置了用于拉动中间平台12平移的把手121。

继续参考图3，示出了中间平台12和电池摆放平台11之间的连接关系。在一些实施例中，中间平台12与电池摆放平台13的中部通过关节轴承座124连接，中间平台12与电池摆放平台的边缘通过至少一个电动推杆125,126连接。在一些实施例中，中间平台12与电池摆放平台11之间还设置有多组导向件,多组导向件包括设置在中间平台12上的多个导向销123，以及对应设置在电池摆放平台11上的多个导向销套(未示出)。导向销123与导向销套之间可存在一些径向间隙来允许电池摆放平台11倾斜至一定角度。备选地，导向销套可设置在中间平台12上，而导向销可设置在电池摆放平台11的底部对应位置上。在一些实施例中，中间平台12和电池摆放平台11具有对应的矩形形状，中间平台12和电池摆放平台11的中部位置通过向心关节轴承座124连接，中间平台12和电池摆放平台11的一对相邻边缘的中部由电动推杆125,126连接。电动推杆125,126能够伸长或缩短，从而使电池摆放平台11相对于中间平台12倾斜，由此来适应车辆底部电池的倾斜。图4示出了向心关节轴承座124的具体结构，第一安装件1241与向心关节轴承1242的内圈连接并与中间平台12连接，第二安装件1243与向心关节轴承1242的外圈连接并与电池摆放平台11的底部连接，由此允许电池摆放平台11相对于中间平台12转动。

图5示出了根据本发明的换电装置的实际应用场景。由于被举升或吊起的车辆的底部不会完全保持水平，安装在车辆底部的电池100也将倾斜。为了使电池摆放平台11与电池100贴合，可通过调节电动推杆控制器来使一对电动推杆125,126伸长会缩短，使得电池摆放平台11倾斜以便于电池100贴合。

继续参考图6，其示出了根据本发明的实施例的保险机构的放大视图。保险机构22设置在底部框架3的两侧(图中仅一侧可见)，其作用在于防止电池摆放平台11由于承重而下降。在一些实施例中，保险机构包括：设置在升降机构的底部支架3上的棘爪222，棘爪222可绕轴223转动，并且棘爪222的一端设置有拉簧224；设置在升降机构的交叉支杆227底部的齿条220，齿条220具有多个槽口221用于与保险棘爪222配合；棘爪222和多个槽口221的形状设置成使得：在升降机构上升，齿条沿第一方向(图中向左)移动时，棘爪222能够从一个槽口滑入相邻槽口；并且，在所述棘爪222在与任一槽口配合221时，阻止齿条220沿对应于升降机构下降的第二方向移动(图中为向右)。由此，在电池摆放平台11承重时，由于齿条220的槽口221与棘爪222的配合，升降机构2不会由于受力而被压下，该机械保险机构保证了即时液压系统失效，电池摆放平台也不会下坠，提供安全性保证。在一些实施例中，齿条220包括四个槽口221，从而能够提供升降机构2在四级不同高度时的保险。在一些实施例中，齿条220的槽口221具有平滑的第一侧2221，使得棘爪可从该侧滑入相邻槽口，齿条220的槽口221的第二侧2222具有凸起，其与棘爪222的凸起卡住，使得齿条220与棘爪222配合时无法向第二方向移动，即图中6状态齿条220无法向右移动。在一些实施例中，棘爪222与拉绳225连接，拉伸225穿过定位件226延伸至图7所示的解锁机构，解锁机构包括操作手柄341和旋转轴342，当操作手柄341沿R方向旋转时，将拉动棘爪222与齿条的槽口分开，使得齿条能够向对应于升降机构下降的第二方向移动，由此使电池摆放平台11相应地下降。

在一些实施例中，换电装置的底部支架3除了设置有两个定向脚轮311和两个万向脚轮312之外，还设置了辅助支脚32，具体辅助支脚的结构可参考图8。辅助支脚32包括操作端321和支撑端322，当脚踩操作端321使得该操作端321沿R1方向旋转时，支撑端322向下移动至虚线示出的触地位置处并接触地面，使换电装置整体定位不会游动。在操作端321沿R2方向旋转时，支撑端322抬起至抬起位置，使得换电装置能通过脚轮移动。额外的辅助支脚避免换电装置意外滑动，保证了换电装置的安全性。

在一些实施例中，升降机构2由一对油缸21驱动。如图9所示，油缸21由进油管43供应，其入口设置有第一节流阀42和第二节流阀41，第一节流阀42用于调节升降机构的举升能力，即油缸内的油压，第一节流阀42可预先设置好，第二节流阀41用于调节所述升降机构的下降速度，即泄油速度，可根据现场调解。

采用根据本发明的换电装置进行电池拆卸过程包括以下步骤：

1.将换电装置推行至车辆底部合适位置，初步与车辆电池包对齐，锁上各个脚轮并踩下辅助支脚。得益于辅助支脚，换电装置能够更快速和稳定的完成位置锁定。

2.操纵升降机构控制开关，升降机构至合适高度，保险机构自动落锁。得益于电动液压升降机构，举升更便捷省力。由于四级机械伺服保险机构，自动锁止，机械保障更可靠，操作更安全。

3.解锁中间平台锁止件，使中间平台进入自由浮动状态。

4.按需水平移动调节中间平台至合适位置，使电池摆放平台的定位销至车身相应定位孔，并锁定锁止件。由于中间平台能够水平移动，定位更快速。

5.继续操作升降机构控制开关，直至倾斜平台与车底电池包底平面初步贴合,保险机构再次自动落锁。得益于四级机械伺服保险机构，自动锁止，机械保障更可靠，操作更安全。

6.观察电池摆放平台与电池包底平面的贴合度，操纵的电推杆控制开关，调整倾斜平台的倾斜度，使其与车底电池包底平面完全贴合。由于电池摆放平台倾斜度能够调节，实现与车辆底部电池的完美贴合，便于安装或拆卸电池。

7.借助于螺栓套筒机构可方便地拆下电池包螺栓，由此拆下动力电池包。

8.解锁机械保险机构，降下电池包和拆装机构，完成拆卸。

电池包安装过程与拆卸过程类似。

以上所描述的具体实施例仅为了更清楚地描述本发明的原理，其中清楚地示出或描述了各个部件而使本发明的原理更容易理解。在不脱离本发明的范围的情况下，本领域的技术人员可容易地对本发明进行各种修改或变化。故应当理解的是，这些修改或者变化均应包含在本发明的专利保护范围之内。

Claims (13)

1.一种换电装置，其包括：

升降机构；

由所述升降机构支撑的底部平台；

所述底部平台上的中间平台，所述中间平台与所述底部平台之间设置有多个轴承使得所述中间平台能够相对于所述底部平台平移；以及

所述中间平台上的电池摆放平台，所述电池摆放平台能够相对于所述中间平台倾斜。

2.根据权利要求1所述的换电装置，其特征在于，所述中间平台与所述电池摆放平台的中部通过关节轴承座连接，所述中间平台与所述电池摆放平台的边缘通过至少一个电动推杆连接。

3.根据权利要求2所述的换电装置，其特征在于，所述中间平台与所述电池摆放平台之间还设置有多组导向件,所述多组导向件包括设置在所述中间平台和所述电池摆放平台中的一者上的多个导向销以及设置在所述中间平台和所述电池摆放平台中的另一者上的多个导向销套。

4.根据权利要求2所述的换电装置，其特征在于，所述中间平台和所述电池摆放平台具有对应的矩形形状，所述中间平台和所述电池摆放平台的中部位置通过向心关节轴承连接，所述中间平台和所述电池摆放平台的一对相邻边缘处由电动推杆连接。

5.根据权利要求1所述的换电装置，其特征在于，所述底部平台的顶面和/或所述中间平台的底面上设置有多个牛眼轴承。

6.根据权利要求5所述的换电装置，其特征在于，所述底部平台和/或所述中间平台上还设置有限制所述中间平台的平移位置的止挡件，并且所述底部平台和/或所述中间平台上还设置有锁定所述中间平台的平移位置的锁定件。

7.根据权利要求1所述的换电装置，其特征在于，所述升降机构包括底部支架，交叉支杆以及保险机构，

所述保险机构包括：

设置在所述升降机构的底部支架上的棘爪，所述棘爪的一端设置有拉簧；

设置在所述升降机构的交叉支杆底部的齿条，所述齿条具有多个槽口用于与所述保险棘爪配合；

所述棘爪和所述多个槽口的形状设置成使得：在所述齿条沿对应所述升降机构上升的第一方向移动时，所述棘爪能够从一个槽口滑入相邻槽口；并且，所述棘爪在与任一槽口配合时阻止所述齿条沿对应于所述升降机构下降的第二方向移动。

8.根据权利要求7所述的换电装置，其特征在于，所述保险机构还包括解锁机构，所述解锁机构包括操作手柄以及连接至所述棘爪的拉绳，旋转所述操作手柄能够拉动所述拉绳使得所述棘爪与槽口脱离。

9.根据权利要求7所述的换电装置，其特征在于，所述底部支架设置有两个定向脚轮和两个万向脚轮。

10.根据权利要求9所述的换电装置，其特征在于，所述底部支架还设有多个辅助支脚，所述多个辅助支脚能够在触地位置和抬起位置之间切换。

11.根据权利要求7所述的换电装置，其特征在于，所述升降机构由油缸驱动。

12.根据权利要求11所述的换电装置，其特征在于，所述油缸入口设置有第一节流阀和第二节流阀，所述第一节流阀用于所述调节升降机构的举升能力，所述第二节流阀用于调节所述升降机构的下降速度。

13.根据权利要求11所述的换电装置，其特征在于，所述换电装置还包括给所述油缸供油的泵总站总成以及控制所述泵总站总成的液压升降控制器。

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