CN112277719B - 一种用于电动汽车的电池更换装置及电池更换系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于电动汽车的电池更换装置及电池更换系统，包括定位装置和提升装置。定位装置包括依次间隙配合的第一定位组件、车身定位平台和第二定位组件；提升装置设于车身定位平台的上方；提升装置包括驱动组件、提升组件和框架组件，框架组件包括第一框架、第二框架和连接第一框架和第二框架的支架结构，第一框架与所述第二框架相对，驱动组件设于第一框架上，提升组件设于支架结构上，驱动组件能够通过提升组件带动第二框架接近或远离车身定位平台。本发明解决现有电动汽车的电池更换平台高度很高，驾乘人员在行驶至电池更换平台时需要行驶上高坡、驾乘人员视线不足、驾乘体验差、存在安全隐患的问题。

Description

一种用于电动汽车的电池更换装置及电池更换系统

技术领域

本发明涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种用于电动汽车的电池更换装置及电池更换系统。

背景技术

由于汽车采用电能可以解决传统能源驱动模式汽车对环境污染中的能源消耗及温室气体排放问题，得到人们广泛关注和政府的大力支持。国内外各家汽车公司也都认识到电动汽车良好的发展前景，纷纷积极投入电动汽车的研发和制造。当今汽车工业的发展，节能减排成为设计的主要方向，但由于现有技术中电池续航里程短、充电时间长等限制，制约电动汽车的应用于推广。为推进电动汽车的普及，已有不少电动汽车采用快速更电池更换池的方案，快速电池更换能够将电动汽车更电池更换池的时间降低至与燃油车加油的时间接近，从而在节省时间的同时，也间接的增加了电动汽车的续航里程。

目前已有的电动汽车快速电池更换装置，通常是采用提升汽车底盘后在汽车的高度方向进行电池更换，将电池的接头与电动汽车的车身结构的高度方向对接，这种电池更换形式动作简单、效率高，但对电动汽车停放在电池更换平台的底盘平行度要求较高，电池更换时对电动汽车进行位置调节必不可少。目前已有的电动汽车的位置调节技术，多采用举升调节，即利用设置在在电池更换平台下方的举升电机，实现电动汽车的车身位置调节。但这种方式电池更换平台高度很高，驾乘人员在行驶至电池更换平台时需要行驶上高坡，驾乘人员视线不足，驾乘体验差，甚至存在安全隐患，威胁汽车乘员的安全；针对上述电池更换方式存在的问题，现有技术有一些是通过挖地坑的方式来降低电池更换平台高度，但挖地坑的方式增加了基建成本和电池更换站布置位置的局限性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电动用于电动汽车的电池更换装置及电池更换系统，解决现有电动汽车的电池更换平台高度很高，驾乘人员在行驶至电池更换平台时需要行驶上高坡、驾乘人员视线不足、驾乘体验差、存在安全隐患的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种用于电动汽车的电池更换装置，包括定位装置，所述定位装置包括第一定位组件、第二定位组件和车身定位平台，所述车身定位平台两端分别与所述第一定位组件的一端及所述第二定位组件的一端间隙配合；以及提升装置，所述提升装置设于所述车身定位平台的上方；所述提升装置包括驱动组件、提升组件和框架组件，所述框架组件包括第一框架、第二框架和连接所述第一框架和所述第二框架的支架结构，所述第一框架与所述第二框架相对，所述驱动组件设于所述第一框架上，所述提升组件设于所述支架结构上，所述驱动组件能够通过所述提升组件带动所述第二框架接近或远离所述车身定位平台。

进一步地，所述支架结构包括多个竖直支架，所述提升组件包括多个第一传送件，多个所述第一传送件分别设于多个所述竖直支架上。

进一步地，所述驱动组件包括驱动件和第二传送件，所述第二传送件分别与所述第一传送件和所述驱动件的输出端传动连接，所述第二传送件能够将所述驱动件输出的动能传递给所述第一传送件。

进一步地，所述第二框架包括两个平行的横梁，两个所述横梁的两端均与所述支架结构相连，两个所述横梁分别设于所述车身定位平台两端的间隙内。

进一步地，两个所述横梁之间连接有两个连接梁，所述车身定位平台上设有分别与两个所述连接梁配合的两个连接梁避让部，所述连接梁的两端顶部均设有顶块，所述顶块与所述连接梁固定连接。

进一步地，所述定位装置还包括与所述第一定位组件的另一端相连的第一斜坡和与所述第二定位组件的另一端相连的第二斜坡。

进一步地，所述第一定位组件用于定位所述电动汽车的前轮，所述第一定位组件包括第一车宽调节部和两个前轮限位部，两个所述前轮限位部分别位于所述第一车宽调节部的两端；所述第二定位组件用于定位所述电动汽车的后轮，所述第二定位组件包括第二车宽调节部和两个后轮限位部。

进一步地，所述前轮限位部具有凹槽结构，所述凹槽结构的截面形状为弧形、倒梯形或V形。

进一步地，所述第二定位组件上还设有两个驶入引导部，所述驶入引导部和所述后轮限位部沿着所述电动汽车驶入的方向依次设置，两个所述驶入引导部相对设置，且两个所述驶入引导部的距离沿着所述电动汽车驶入的方向逐渐增大。

相应地，本发明还公开了一种电池更换系统，包括如上任意一项所述的用于电动汽车的电池更换装置和与所述用于电动汽车的更换装置相连的电池存储仓，所述电池存储仓用于向所述用于电动汽车的电池更换装置提供满电量的替换电池。

实施本发明，具有如下有益效果：本发明通过定位装置对电动汽车进行电池更换之前的位置调节，保证需要更换电池的电动汽车在定位装置上停放位置的精准度。同时，通过用于电动汽车的电池更换装置的提升装置将停放在定位装置上的电动汽车进行提升，驱动组件设置在提升装置上，使得定位装置的高度降低，在电动汽车需要进行电池更换时，驾乘人员无需再行驶上具有高坡的定位装置，因此本发明的用于电动汽车的电池更换装置还具有提高驾乘人员的驾乘体验、安全性更高的优点。

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地介绍，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是本发明的实施例中用于电动汽车的电池更换装置的结构示意图；

图2是本发明的实施例中定位装置的结构示意图；

图3是本发明的实施例中第二定位组件的结构示意图；

图4是本发明的实施例中第一定位组件的结构示意图；

图5是本发明的实施例中提升装置的结构示意图；

图6是本发明的实施例中第二框架的结构示意图；

图7是本发明的实施例中驱动组件的结构示意图。

其中，图中附图标记对应为：

1-定位装置；

11-第一定位组件，111-第一车宽调节部，1111-前轮推杆驱动件，1112-前轮推杆，112-前轮限位部，1121-凹槽结构；

12-第二定位组件，121-第二车宽调节部，122-后轮限位部，123-驶入引导部；

13-车身定位平台，131-连接梁避让部；

14-第一斜坡；

15-第二斜坡；

2-提升装置；

21-驱动组件，211-驱动件，212-第二传送件；

22-提升组件，221-第一传送件；

23-框架组件，231-第一框架，232-第二框架，2321-横梁，2322-连接梁，2323-顶块，233-支架结构，2331-竖直支架。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。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前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“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。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含的包括一个或者更多个该特征。而且，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。

下面结合附图及实施例对本发明做进一步描述。

本发明提供了一种用于电动汽车的电池更换装置包括定位装置1和设置于定位装置1上方的提升装置2。定位装置1用于定位和支撑需要更换电池的电动汽车，提升装置2用于将需要更换电池的电动汽车提升到预设的电池更换操作高度。

请参阅图1-图7，定位装置1包括依次间隙配合的第一定位组件11、车身定位平台13和第二定位组件12，车身定位平台13两端分别与第一定位组件11的一端及第二定位组件12的一端间隙配合。提升装置2设于第一定位组件11的车身定位平台13的上方，提升装置2包括驱动组件21、提升组件22和框架组件23。框架组件23由第一框架231、第二框架232和支架结构233组成，第一框架231和第二框架232相对设置，第一框架231、第二框架232和车身定位平台13在电动汽车的高度方向上依次平行设置。支架结构233分别与第一框架231和第二框架232连接。提升装置2的驱动组件21设于第一框架231上，提升装置2的提升组件22设于支架结构233上，驱动组件21能够通过提升组件22带动第二框架232接近或远离车身定位平台13。

在本发明的一些实施例中，如图1和图2所示，定位装置1还包括第一斜坡14和第二斜坡15，第一斜坡14与第一定位组件11上远离车身定位平台13的一段相连，第二斜坡15与第二定位组件12上远离车身定位平台13的一端相连。如图1的箭头方向所示，需要更换电池的电动汽车沿着第二斜坡15-第二定位组件12-车身定位平台13-第一定位组件11的路径行驶并停在定位装置1上。其中，第一定位组件11用于定位电动汽车的前轮，第二定位组件12用于定位电动汽车的后轮，车身定位平台13用于定位电动汽车的车身。

在本发明的一些实施例中，如图2-图4所示，用于定位电动汽车的前轮的第一定位组件11包括第一车宽调节部111和两个前轮限位部112，两个前轮限位部112分别位于第一车宽调节部111的两端。相应地，用于定位电动汽车的后轮的第二定位组件12包括第二车宽调节部121和两个后轮限位部122，两个后轮限位部122分别位于第二车宽调节部121的两端。在第二定位组件12上还设有两个相对设置的驶入引导部123，驶入引导部123和后轮限位部122沿着电动汽车驶入的方向依次设置，两个驶入引导部123之间的距离沿着电动汽车驶入的方向逐渐增大。如图4所示，前轮限位部112具有凹槽结构1121，凹槽结构1121的截面形状为弧形、倒梯形或V形。第一车宽调节部111内设有前轮推杆驱动件1111和与前轮推杆驱动件1111相连的两个前轮推杆1112，两个前轮推杆1112分别设于第一车宽调节部111的两个端部位置，且两个前轮推杆1112能够在前轮推杆驱动件1111的推动下沿着车宽方向向远离第一车宽调节部111的本体的方向移动。第二车宽调节部121内设有后轮推杆驱动件(图未标注)和与后轮推杆驱动件相连的两个后轮推杆(图未标注)，两个后轮推杆分别设于第二车宽调节部121的两端，且两个后轮推杆能够在后轮推杆驱动件的推动下沿着车宽方向向远离第二车宽调节部121的本体的方向延伸。

电动汽车驶入方向与电动汽车的车长方向相同，电动汽车沿着驶入方向行驶开始向定位装置1行驶，电动汽车的前轮驶过第二斜坡15后，电动汽车的两个前轮分别沿着两个驶入引导部123的外侧行驶，完成电动汽车在车宽方向的初步定位。而后，电动汽车继续沿着驶入方向继续行驶，当前轮驶入前轮限位部112的凹槽结构1121中时，前轮实现在在车身长度方向的定位，相应地，电动汽车的后轮行驶到后轮限位部122上，完成电动汽车在车身长度方向的定位。此时，电动汽车停止沿着行驶。此时，第一车宽调节部111的两个前轮推杆1112开始在前轮推杆驱动件1111的驱动下向两个前轮的方向延伸并触动两个前轮，进而实现电动汽车的前轮在车宽方向的定位矫正；第二车宽调节部121的两个后轮推杆开始在后轮推杆驱动件的驱动下向两个后轮的方向延伸并触动两个后轮，进而实现电动汽车的后轮在车宽方向的定位矫正。

在本发明的一些实施例中，如图3所示，驶入引导部123为多节圆柱形引导杆(图未标注)连接而成，两个驶入引导部123的相对的引导杆之间的距离逐渐增大，两个驶入引导部123之间呈开口逐渐增大的梯形形状。引导杆可以相对定位装置1在车宽方向发生滚动，当电动汽车沿着第二斜坡15向驶入引导部123行驶时，若前轮碰到引导杆，前轮会被滚动的圆柱形引导杆导正后驶入车身定位平台13。

在本发明的一些实施例中，如图5-图7所示，支架结构233包括多个竖直支架2331，提升组件22包括有多个与竖直支架2331数量对应的第一传送件221。优选地，第一边框231和第二边框232的形状均为矩形，竖直支架2331的数量为四个，且四个竖直支架2331分别连接第一框架231和第二框架232对应的四个边角。每个竖直支架2331上设有对应的第一传送件221。

如图7所示，驱动组件21由驱动件211和第二传送件212组成，第二传送件212分别与第一传送件221和驱动件211的输出端传动连接，第二传送件212能够将驱动件211输出的动能传递给第一传送件221，即第二传送件212能够在驱动件211的驱动下通过设置在第一框架231上的两根传动轴(图未标注)，带动第一传送件221在电动汽车的高度方向移动，进而分别位于四个竖直支架2331上的四个第一传送件221能够配合实现第二框架232托载着电动汽车提升，以便后续进行更换电动汽车的电池的操作。

第二框架232的结构如图6所示，第二框架232包括两个平行的横梁2321，两个横梁2321的两端均与支架结构233相连。在将提升装置2安装到定位平台1上时，两个横梁2321分别设于车身定位平台13两端的间隙内。两个横梁2321之间连接有两个连接梁2322，在将提升装置2安装到定位平台1上时，两根连接梁2322分别安装到车身定位平台13上设置的两个连接梁避让部131内。在每个连接梁2322两端的顶部均设有顶块2323，顶块2323与连接梁2322固定连接，顶块2323与电动汽车的车身底部接触，当第二框架232在第一传送件221的带动下沿着电动汽车的高度方向向第一框架231的方向移动时，顶块2323支撑着电动汽车的车身底部，使得电动汽车也能随着第二框架232的移动而产生相应的移动。

顶块2323与车身底部接触的部分可以由橡胶、硅胶等材料制成，以避免顶块2323与车身底部接触的部分刮擦和损坏车底，可以有效地保护电动汽车的车身底部。

在本发明的一些实施例中，在每个顶块2323的内部可以设有相应的传感器(图未示出)，在用于电动汽车的电池更换装置上设有控制器，每个传感器均与控制器相连，在电动汽车行驶到定位平台1上时，顶块2323内的传感器在控制器的控制下检测电动汽车的位置是否停在设定的提升起点位置。

优选地，驱动件211为驱动电机，第二传送件212为与驱动电机相连的传动带组件，第一传送件221为提升传送带。当电动汽车完成提升起点处的位置矫正后，提升装置2上的驱动电机211启动，第二传送件212带动第二框架232沿着电动汽车的高度方向向上运动，顶块2323支撑着设于车身底部下方的顶升块运动；而后驱动电机继续运行，电动汽车的车身被提升直至电动汽车的轮胎离地，而后开始电动汽车的电池更换。

基于上述用于电动汽车的更换装置，本发明的一个实施例中还提供一种电池更换系统，该电池更换系统包括如上任一实施例中所述的用于电动汽车的电池更换装置和电池存储仓，电池存储仓与用于电动汽车的电池更换装置连接，电池存储仓用于向上述用于电动汽车的电池更换装置提供满电量的替换电池。因为本发明的用于电动汽车的更换装置具有定位精准、驾乘体验好、安全性高的优点，因此具有本发明的用于电动汽车的更换装置的电池更换系统的驾乘人员的电池更换体验更好、安全性更高、更换时间更短。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于电动汽车的电池更换装置，其特征在于，包括：

定位装置(1)，所述定位装置(1)包括第一定位组件(11)、第二定位组件(12)和车身定位平台(13)，所述车身定位平台(13)两端分别与所述第一定位组件(11)的一端及所述第二定位组件(12)的一端间隙配合；所述第一定位组件(11)用于定位所述电动汽车的前轮，所述第一定位组件(11)包括第一车宽调节部(111)和两个前轮限位部(112)，两个所述前轮限位部(112)分别位于所述第一车宽调节部(111)的两端，所述第一车宽调节部(111)内设有前轮推杆驱动件(1111)和与前轮推杆驱动件(1111)相连的两个前轮推杆(1112)，两个前轮推杆(1112)分别设于第一车宽调节部(111)的两个端部位置，且两个前轮推杆(1112)能够在前轮推杆驱动件(1111)的推动下沿着车宽方向向远离第一车宽调节部(111)的本体的方向移动；所述第二定位组件(12)用于定位所述电动汽车的后轮，所述第二定位组件(12)包括第二车宽调节部(121)和两个后轮限位部(122)，所述第二定位组件(12)上还设有两个驶入引导部(123)，所述驶入引导部(123)和所述后轮限位部(122)沿着所述电动汽车驶入的方向依次设置，两个所述驶入引导部(123)相对设置，且两个所述驶入引导部(123)的距离沿着所述电动汽车驶入的方向逐渐增大；所述第二车宽调节部(121)内设有后轮推杆驱动件和与后轮推杆驱动件相连的两个后轮推杆，两个后轮推杆分别设于第二车宽调节部(121)的两端，且两个后轮推杆能够在后轮推杆驱动件的推动下沿着车宽方向向远离第二车宽调节部(121)的本体的方向延伸；

提升装置(2)，所述提升装置(2)设于所述车身定位平台(13)的上方；所述提升装置(2)包括驱动组件(21)、提升组件(22)和框架组件(23)，所述框架组件(23)包括第一框架(231)、第二框架(232)和连接所述第一框架(231)和所述第二框架(232)的支架结构(233)，所述第一框架(231)与所述第二框架(232)相对，所述驱动组件(21)设于所述第一框架(231)上，所述提升组件(22)设于所述支架结构(233)上，所述驱动组件(21)能够通过所述提升组件(22)带动所述第二框架(232)接近或远离所述车身定位平台(13)；所述第二框架(232)包括两个平行的横梁(2321)，两个所述横梁(2321)的两端均与所述支架结构(233)相连，两个所述横梁(2321)分别设于所述车身定位平台(13)两端的间隙内，两个所述横梁(2321)之间连接有两个连接梁(2322)，所述车身定位平台(13)上设有分别与两个所述连接梁(2322)配合的两个连接梁避让部(131)。

2.根据权利要求1所述的用于电动汽车的电池更换装置，其特征在于，所述支架结构(233)包括多个竖直支架(2331)，所述提升组件(22)包括多个第一传送件(221)，多个所述第一传送件(221)分别设于多个所述竖直支架(2331)上。

3.根据权利要求2所述的用于电动汽车的电池更换装置，其特征在于，所述驱动组件(21)包括驱动件(211)和第二传送件(212)，所述第二传送件(212)分别与所述第一传送件(221)和所述驱动件(211)的输出端传动连接，所述第二传送件(212)能够将所述驱动件(211)输出的动能传递给所述第一传送件(221)。

4.根据权利要求1所述的用于电动汽车的电池更换装置，其特征在于，所述连接梁(2322)的两端顶部均设有顶块(2323)，所述顶块(2323)与所述连接梁(2322)固定连接。

5.根据权利要求1所述的用于电动汽车的电池更换装置，其特征在于，所述定位装置(1)还包括与所述第一定位组件(11)的另一端相连的第一斜坡(14)和与所述第二定位组件(12)的另一端相连的第二斜坡(15)。

6.根据权利要求1所述的用于电动汽车的电池更换装置，其特征在于，所述前轮限位部(112)具有凹槽结构(1121)，所述凹槽结构(1121)的截面形状为弧形、倒梯形或V形。

7.一种电池更换系统，其特征在于，包括如权利要求1-6中任意一项所述的用于电动汽车的电池更换装置和与所述用于电动汽车的电池更换装置相连的电池存储仓，所述电池存储仓用于向所述用于电动汽车的电池更换装置提供满电量的替换电池。

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