CN112026577B - 一种换电装置及车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种换电装置，包括电池箱框架组件、电池箱组件和驱动机构；所述电池箱框架组件用于支撑和固定所述电池箱组件，包括电池箱框架和锁止组件，所述锁止组件用于导向和固定所述电池箱组件，所述电池箱框架的底部设置长形孔；所述电池箱组件包括电池箱、锁紧块、齿条和电池包，所述锁紧块设置在所述电池箱的两端，所述锁紧块与所述锁止组件配合使用将所述电池箱锁紧，所述齿条设置在所述电池箱底部，并与所述长形孔配合；所述驱动机构固定在所述电池箱框架的底部，并与所述齿条连接，用于驱动所述电池箱组件的安装和更换。本发明还提供一种车辆，所述车辆设置有该换电装置，本发明结构紧凑，简单可靠，操作简便，节约了成本。

Description

一种换电装置及车辆
技术领域
本发明涉及车辆换电领域，特别涉及一种换电装置及车辆。
背景技术
电动汽车以其节能环保的优点得到了快速发展，但由于车载动力电池的能量密度尚不够理想，电动汽车单次充电的续驶里程较短，而电池每次充电的时间又太长，让电动汽车的使用和推广受到严重限制，因此，应用在电动汽车上的动力电池快速更换技术也成为了新能源领域的研究热点。
目前，主要的换电形式如下所示：如图6所示，该装置主要包括:RGV移动小车101、升降平台102、定位输送平台103、车载电池框104、电池105、万向珠106、电磁铁107、电动滚筒108、车架锁扣109、电池箱固定凸台110、误差调整器1101。
具体组装步骤为:1.将升降平台102固定到RGV移动小车101上。2.将定位输送平台103固定到升降平台102与RGV移动小车101形成一个整体。3.将电池包从A方向推入定位输送平台103，由电动滚筒108、定位销和电磁铁107输送到固定位置进行定位。4.由RGV移动小车101快速将电池105移动到车架锁扣109位置(车架锁扣109为车体电池包的安装加固件，属于电动汽车车体，属于固定件)。5.升高升降平台102，使电池包接近车架锁扣109，并通过定位输送平台103上四周的误差调整器1101进行1厘米的快速微调后，顶入车架锁扣109。可将电池包正确的安装完成。6.降低升降平台102使其降到初始高度后，采用RGV移动小车101听到预先固定位置或重复以上步骤为下一辆进行组装。
具体拆卸步骤为:1.将定位输送平台103固定到升降平台102与RGV移动小车101形成的一个整体，移动到车架锁扣109的下方，不断的升高并通过定位输送平台103上四周的误差调整器1101进行1厘米的快速微调后，顶如车架锁扣109。2.顶入完成后会形成图7的结构。3.此时电磁铁107开始工作,延B方向顶出，同时车架锁扣109受到B方向的力会向C方向移动，当B方向的顶力达到最大时，电磁铁的延伸组件代替了车架锁扣109的位置从而实现开锁目的。此时降低升降平台102高度可顺利将电池包拆卸出来。当电池包离开车架锁扣109的位置后，车架锁扣109会快速弹出，确保下次的电池包安装。
因此常规的换电装置会受到应用场景的限制，而且可靠性不是很强，同时也需要很高的成本。
发明内容
针对现有技术的上述问题，本发明的目的在于，提供一种换电装置及车辆。
为了解决上述技术问题，本发明的具体技术方案如下：
一方面，本发明提供一种换电装置，包括电池箱框架组件、电池箱组件和驱动机构；所述电池箱框架组件用于支撑和固定所述电池箱组件，包括电池箱框架和锁止组件，所述锁止组件设置在所述电池箱框架的两端，所述锁止组件用于导向和固定所述电池箱组件，所述电池箱框架的底部设置长形孔；所述电池箱组件包括电池箱、锁紧块、齿条和电池包，所述锁紧块设置在所述电池箱的两端，所述锁紧块与所述锁止组件配合使用将所述电池箱锁紧，所述齿条设置在所述电池箱底部，并与所述长形孔配合；所述驱动机构固定在所述电池箱框架的底部，并与所述齿条连接，用于驱动所述电池箱组件的安装和更换。
进一步地，所述锁止组件包括固定件和活动件，所述固定件固定在所述电池箱框架的一端，所述活动件设置在所述电池箱框架的另一端；所述长形孔设置在所述固定件和活动件之间，并与所述固定件和活动件垂直。
进一步地，所述固定件和活动件均包括楔形槽和锁紧机构，每个所述楔形槽对应设置一个锁紧机构。
具体地，所述楔形槽与所述锁紧块配合使用，并通过所述锁紧机构进行固定。
作为优选地，所述锁紧机构为工字型锁紧机构，比较切合所述楔形槽和锁紧块的使用，提高锁紧的效率和安全性。
进一步地，所述楔形槽内部设置一层缓冲层，在所述电池箱进行紧固过程中，所述缓冲层可以保护电池箱，缓冲受到的挤压力和撞击力。
作为优选地，所述缓冲层为橡胶。
进一步地，所述电池箱包括底部滚轮和侧边滚轮，用于减少所述电池箱推送时的摩擦力，提高换电效率。
进一步地，所述电池箱框架还包括导向槽，所述导向槽设置在所述电池箱框架的底部，并与所述长形孔平行。
具体地，所述底部滚轮设置在所述导向槽中。
进一步地，所述驱动机构包括齿轮和驱动电机，所述齿轮固定在所述电池箱框架的底部，并与所述齿条啮合；所述驱动电机控制所述齿轮的转动。
进一步地，所述电池箱框架还包括端部集成连接器，所述端部集成连接器设置在所述固定件上，由于连接电池，并为系统提供电能。
进一步地，所述电池箱上还包括与所述端部集成连接器配合的电池连接器，用于向车辆提供电能。
另一方面，本发明还提供一种车辆，所述车辆为纯电动汽车或混合电动汽车，所述车辆设置有上述提供的一种换电装置。
采用上述技术方案，本发明所述的一种换电装置及车辆具有如下有益效果：
1.本发明所述的一种换电装置及车辆，通过平行换电的方式，减少了电池下降的流程，节约了时间。
2.本发明所述的一种换电装置及车辆，通过滚轮以及楔形槽和锁紧块配合使用，能够实现对电池箱很好的定位，简单可靠。
3.本发明所述的一种换电装置及车辆，通过齿轮齿条的传动拆卸和安装电池箱，结构紧凑，易于实现。
4.本发明所述的一种换电装置及车辆，通过简单实用的锁止和减震机构，降低了成本，操作简便，提高了工作效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
图1本发明所述的一种换电装置的结构示意图；
图2本发明所述的一种换电装置的锁紧示意图；
图3本发明所述的一种换电装置的电池箱框架的结构示意图；
图4本发明所述的一种换电装置的电池箱的结构示意图；
图5本发明所述的一种换电装置的电池箱底部的结构示意图；
图6现有技术中的换电装置；
图7现有技术中换电装置的换电示意图。
图中附图标记：1-电池箱框架组件，2-电池箱组件，3-驱动机构，11-电池箱框架，12-锁止组件，21-电池箱，22-锁紧块，23-齿条，24-电池包，31-齿轮，111-长形孔，112-导向槽，121-固定件，122-活动件，123-楔形槽，124-锁紧机构，125-缓冲层；211-底部滚轮，212-侧边滚轮。
101-RGV移动小车，102-升降平台，103-定位输送平台，104-车载电池框，105-电池，106-万向珠，107-电磁铁，108-电动滚筒，109车架锁扣，110-电池箱固定凸台，1101-误差调整器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
实施例1
电动汽车的电池快速换电技术一直是新能源领域的研究热点，这牵扯到电动汽车的使用和推广，常规的换电装置比较复杂，换电设备的体积比较大，换电效率方面相对较低，同时也会受到应用场景的限制，本实施例提供一种换电换电装置，所述换电装置通过简单高效的换电方式能够应用不同的应用场景，如图1所示，所述换电装置包括电池箱框架组件1、电池箱组件2和驱动机构3；所述电池箱框架组件1用于支撑和固定所述电池箱组件2，包括电池箱框架11和锁止组件12，所述锁止组件12设置在所述电池箱框架11的两端，所述锁止组件12用于导向和固定所述电池箱组件2，所述电池箱框架11的底部设置长形孔111；所述电池箱组件2包括电池箱21、锁紧块22、齿条23和电池包24，所述锁紧块22设置在所述电池箱21的两端，所述锁紧块22与所述锁止组件12配合使用将所述电池箱21锁紧，所述齿条23设置在所述电池箱21底部，并与所述长形孔111配合；所述驱动机构3固定在所述电池箱框架11的底部，并与所述齿条23连接，用于驱动所述电池箱组件2的安装和更换。
11.如图3所示，为了提高对所述电池箱21的固定作用，所述锁止组件12包括固定件121和活动件122，所述固定件121固定在所述电池箱框架11的一端，所述活动件122设置在所述电池箱框架11的另一端；所述长形孔111设置在所述固定件121和活动件122之间，并与所述固定件121和活动件122垂直。
如图2所示，所述固定件121和活动件122均包括楔形槽123和锁紧机构124，每个所述楔形槽123对应设置一个锁紧机构124。具体地，所述楔形槽123与所述锁紧块22配合使用，并通过所述锁紧机构124进行固定，所述锁紧块22固定在所述楔形槽123中，既能起到导向的作用，同时能增加所述电池箱21在所述电池箱框架11中的稳定性。
所述楔形槽123内部设置一层缓冲层125，在所述电池箱21进行紧固过程中，所述缓冲层125可以保护电池箱21，缓冲受到的挤压力和撞击力。
由于在所述电池箱21推送的过程中会与所述电池箱框架11的底板和侧壁直接接触，如图5所示，所述电池箱21还设置了底部滚轮211和侧边滚轮212，用于减少所述电池箱21推送时的摩擦力，提高换电效率。
所述电池箱框架11包括导向槽112，所述导向槽112设置在所述电池箱框架11的底部，并与所述长形孔111平行，具体地，所述底部滚轮211在电池箱21安装或拆卸过程中设置在所述导向槽112中。
所述驱动机构3设置了齿轮31和驱动电机，所述齿轮31固定在所述电池箱框架11的底部，在换电工作中与所述齿条23啮合；所述驱动电机控制所述齿轮31的转动。
为了能够实现电池包24电能的输出，所述电池箱框架11还设置了端部集成连接器，所述端部集成连接器设置在所述固定件121上，由于连接电池，并为系统提供电能。
所述电池箱21上还设置了与所述端部集成连接器配合的电池连接器，用于向车辆提供电能。
通过上述提供的换电装置，其在电池换电过程中的工作原理具体如下：
在电池拆卸过程中：利用推送、旋转机构将固定件121和活动件122上的锁紧机构124解锁，然后将活动件122移除；控制驱动机构3将所述电池箱21移动出电池箱框架11；再利用电动叉车或者传送带将电池箱21移动到换电室进行充电。
在电池安装过程中：利用电动叉车或者传送带将电池箱21传送到位；控制驱动机构3将所述电池箱21移动进入电池箱框架11；将活动件122固定到位，再利用推送、旋转机构将固定件121和活动件122上的锁紧机构124锁紧；检测端部集成连接器和电池连接器是否成功连接，并予以警示。
本实施例提供的一种换电装置具有如下有益效果：
1)本发明所述的一种换电装置，通过平行换电的方式，减少了电池下降的流程，节约了时间。
2)本发明所述的一种换电装置，通过滚轮以及楔形槽和锁紧块配合使用，能够实现对电池箱很好的定位，简单可靠。
3)本发明所述的一种换电装置，通过齿轮齿条的传动拆卸和安装电池箱，结构紧凑，易于实现。
4)本发明所述的一种换电装置，通过简单实用的锁止和减震机构，降低了成本，操作简便，提高了工作效率。
实施例2，为实施例1的优选实施例
本实施例相对实施例1的优选之处在于，作为优选地，所述锁紧机构124为工字型锁紧机构，通过工字型锁紧机构便于楔形槽123和锁紧块22之间的固定，同时提高锁紧的效率和安全性。作为优选地，所述缓冲层为橡胶，便于取材同时又能取得很好的技术效果，节约了成本。
本实施例提供的换电装置的工作原理和有益效果和实施例1基本一致，在这里就不一一赘述了。
实施例3
在实施例1和实施例2的基础上本实施例提供一种车辆，所述车辆为纯电动汽车或混合电动汽车，所述汽车设置有上述实施例提供的换电装置，通过所述换电装置，所述车辆能够提高换点效果，节约换电成本。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种换电装置，其特征在于，包括电池箱框架组件(1)、电池箱组件(2)和驱动机构(3)；
所述电池箱框架组件(1)用于支撑和固定所述电池箱组件(2)，包括电池箱框架(11)和锁止组件(12)，所述锁止组件(12)设置在所述电池箱框架(11)的两端，所述锁止组件(12)用于导向和固定所述电池箱组件(2)，所述锁止组件(12)包括固定件(121)和活动件(122)，所述电池箱框架(11)的底部设置长形孔(111)；
所述电池箱组件(2)包括电池箱(21)、锁紧块(22)、齿条(23)和电池包(24)，所述锁紧块(22)设置在所述电池箱(21)的两端，所述锁紧块(22)与所述锁止组件(12)配合使用将所述电池箱(21)锁紧，所述齿条(23)设置在所述电池箱(21)底部，并与所述长形孔(111)配合；
所述驱动机构(3)固定在所述电池箱框架(11)的底部，并与所述齿条(23)连接，用于驱动所述电池箱组件(2)的安装和更换。
2.根据权利要求1所述的一种换电装置，其特征在于，所述固定件(121)固定在所述电池箱框架(11)的一端，所述活动件(122)设置在所述电池箱框架(11)的另一端；所述长形孔(111)设置在所述固定件(121)和活动件(122)之间，并与所述固定件(121)和活动件(122)垂直。
3.根据权利要求2所述的一种换电装置，其特征在于，所述固定件(121)和活动件(122)均包括楔形槽(123)和锁紧机构(124)，每个所述楔形槽(123)对应设置一个锁紧机构(124)。
4.根据权利要求3所述的一种换电装置，其特征在于，所述楔形槽(123)与所述锁紧块(22)配合使用，并通过所述锁紧机构(124)进行固定。
5.根据权利要求3所述的一种换电装置，其特征在于，所述楔形槽(123)内部设有缓冲层(125)。
6.根据权利要求1所述的一种换电装置，其特征在于，所述电池箱(21)包括底部滚轮(211)和侧边滚轮(212)，用于减少所述电池箱组件(2)推送时的摩擦力。
7.根据权利要求6所述的一种换电装置，其特征在于，所述电池箱框架(11)还包括导向槽(112)，所述导向槽(112)设置在所述电池箱框架(11)的底部，并与所述长形孔(111)平行；在所述电池箱组件(2)推送过程中，所述底部滚轮(211)设置在所述导向槽(112)中。
8.根据权利要求1所述的一种换电装置，其特征在于，所述驱动机构(3)包括齿轮(31)和驱动电机，所述齿轮(31)固定在所述电池箱框架(11)的底部，并与所述齿条(23)啮合；所述驱动电机控制所述齿轮(31)的转动。
9.一种车辆，所述车辆为纯电动汽车或混合电动汽车，其特征在于，所述车辆设置有权利要求1至8任一项所述的换电装置。
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