CN113212227B - 新能源汽车电池更换工装及更换方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及新能源汽车领域，特别是涉及新能源汽车电池更换工装及更换方法，包括新能源汽车、电源槽、电池和电池托架，所述新能源汽车的下端横向设有电源槽，所述电池连接在电池托架上，横向设置的电池托架一端转动连接在电源槽内用于电池与新能源汽车的分离和安装；所述电池托架包括托板、侧板、侧板轴和连接机构，侧板设有两个，两个侧板对称固定连接在托板的两侧，连接机构固定连接在托板和两个侧板上，侧板轴设有两个，两个侧板轴分别固定连接在两个侧板的外侧，连接机构转动连接在电源槽内，电池连接在托板上；本发明的能够通过转动电池托架带动电池转动，使电池与汽车分离或安装，继而完成电池的更换，省时省力。

Description

新能源汽车电池更换工装及更换方法

技术领域

本发明涉及新能源汽车领域，特别是涉及新能源汽车电池更换工装及更换方法。

背景技术

新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源，综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。新能源汽车大多以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶。由于车载电源存储的电量有限，导致电动汽车的续驶里程远不及传统燃油车辆，在动力电池电量不足时，为了避免充电会浪费大量时间，通过专业人员进行动力电池的更换，将会节约大量时间，但是现有的电池更换工装在更换电池时，需要将更换工装进行螺纹拆卸，再进行螺纹安装，费时费力。

发明内容

本发明的目的是提供新能源汽车电池更换工装及更换方法，能够通过转动电池托架带动电池转动，使电池与汽车分离或安装，继而完成电池的更换，省时省力。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

新能源汽车电池更换工装，包括新能源汽车、电源槽、电池和电池托架，所述新能源汽车的下端横向设有电源槽，所述电池连接在电池托架上，横向设置的电池托架一端转动连接在电源槽内用于电池与新能源汽车的分离和安装。

进一步的，所述电池托架包括托板、侧板、侧板轴和连接机构，侧板设有两个，两个侧板对称固定连接在托板的两侧，连接机构固定连接在托板和两个侧板上，侧板轴设有两个，两个侧板轴分别固定连接在两个侧板的外侧，连接机构转动连接在电源槽内，电池连接在托板上。

进一步的，所述电池的下端四角处均设有滚轮，电池的上端面并排设有两个电极槽，电源槽内并排设有与两个电极槽相匹配的两个电极板。

进一步的，所述的新能源汽车电池更换工装还包括延展底板、长孔侧板和限位架，长孔侧板设有两个，两个长孔侧板分别固定连接在延展底板的两侧，两个侧板轴分别滑动连接在两个长孔侧板上的长孔内，限位架设有两个，两个限位架均滑动连接在延展底板上，两个限位架均滑动连接在电源槽内，且该滑动方向垂直新能源汽车底盘。

进一步的，所述托板靠近延展底板端设有弧形板，该弧形板在延展底板下移至最低处时与延展底板相切。

进一步的，所述的新能源汽车电池更换工装还包括推板和螺杆，推板限位滑动连接在延展底板上，螺杆与延展底板转动连接，延展底板与螺杆通过螺纹连接。

进一步的，所述推板的内侧设有防撞棉。

进一步的，所述的新能源汽车电池更换工装还包括控制延展底板移动的开关机构，所述开关机构包括齿条板、L形板、滑柱、横向弹簧、竖向弹簧、齿轮轴和蜗杆Ⅱ，延展底板外端的两侧均固定连接有齿条板，延展底板下端面的两侧均固定连接有滑柱，两个限位架的下端均固定连接有L形板，两个L形板分别滑动连接在两个滑柱上，滑柱上均套设有横向弹簧，两个横向弹簧的外端均与延展底板固定连接，两个横向弹簧的内端分别顶紧两个L形板，两个限位架与电源槽之间均设有用于向上顶紧限位架的竖向弹簧，齿轮轴转动连接在电源槽内且与两个齿条板啮合传动连接，蜗杆Ⅱ转动连接在新能源汽车的侧端且与齿轮轴通过蜗轮蜗杆啮合传动连接。

进一步的，所述的新能源汽车电池更换工装还包括能够使电池居中的归中机构，所述归中机构包括固定柱、转动侧板、滑动架和归中弹簧，托板上对称固定连接有两个固定柱，两个固定柱上均转动连接有转动侧板，两个转动侧板对称设置，滑动架设有两个，两个滑动架均滑动连接在连接架上，两个滑动架与两个侧板之间均设有归中弹簧，两个滑动架分别顶紧两个转动侧板。

进一步的，所述连接机构包括连接架、轴管、连接轴、螺纹架、双向螺纹杆和蜗杆Ⅰ；连接架固定连接在托板和两个侧板组成的电池放置腔上，连接架的两侧均设有轴管，两个轴管内均滑动连接有连接轴，两个连接轴上均固定连接有螺纹架，两个螺纹架分别穿过轴管，双向螺纹杆转动连接在连接架内，双向螺纹杆两端的螺纹旋向相反且分别与两个螺纹架通过螺纹连接，蜗杆Ⅰ转动连接在连接架上且与双向螺纹杆的中部通过蜗轮蜗杆啮合传动连接，两个连接轴分别转动连接在电源槽内部的两侧。

所述的新能源汽车电池更换工装进行更换电池的方法，包括以下步骤：

步骤一：转动电池托架，使电池托架携带电池从电源槽内转出；

步骤二：将电池托架内的电池取出，再将新的电池放入电池托架内；

步骤三：将电池托架转入电源槽内，完成新能源汽车的电池更换。

本发明的有益效果：本发明提供新能源汽车电池更换工装及更换方法，能够通过转动电池托架带动电池转动，使电池与汽车分离或安装，继而完成电池的更换，省时省力。

附图说明

图1是本发明对转动电池托架带动电池转动的实施例的示意图；

图2是本发明连接机构的结构示意图一；

图3是本发明连接机构的结构示意图二；

图4是本发明延展底板升降带动托板转动的实施例的示意图；

图5是本发明延展底板的结构示意图；

图6是本发明限位架的结构示意图；

图7是本发明开关机构的结构示意图；

图8是本发明开关机构的局部结构示意图；

图9是本发明开关机构的局部放大结构示意图；

图10是本发明推板的结构示意图；

图11是本发明归中机构的结构示意图；

图12是本发明电池的结构示意图。

图中：

新能源汽车1；电源槽2；电池3；托板4；侧板5；侧板轴6；连接机构7；连接架701；轴管702；连接轴703；螺纹架704；双向螺纹杆705；蜗杆Ⅰ706；延展底板9；固定柱8；齿条板10；长孔侧板11；限位架12；L形板13；滑柱 14；横向弹簧15；竖向弹簧16；齿轮轴17；蜗杆Ⅱ18；螺杆19；推板20；转动侧板21；滑动架22；归中弹簧23。

具体实施方式

下面结合附图来详细说明本发明的具体实施方式，但本发明并不局限于这些具体实施方式。

参照图1，对转动电池托架带动电池转动的实施例进行说明；

在电池托架携带电池3转动进入电源槽2内时，电池3与新能源汽车1实现连接安装，当转动电池托架，使电池托架的一端从电源槽2内转出时，电池3 与新能源汽车1实现分离，此时即可将电池托架内的电池3取出，再将新的电池3放入电池托架内，然后将电池托架转入电源槽2内，完成新能源汽车1的电池更换，整个过程简单方便，省时省力。

参照图1、2，对转动电池托架带动电池转动的实施例进行进一步说明；

通过托板4和两个侧板5组成电池3放置腔，并通过连接机构7在电源槽2 内转动，从而便于放置腔携带电池3转入或转出电源槽2内，在转出时，将新的电池3替换旧的电池，使新能源汽车1的电池更换操作简单方便。

参照图1、12，对电池3的实施例进行说明；

在需要更换电池3时，转动电池托架，电池3通过自身重力随托板4转出电源槽2，同时两个电极槽和两个电极板逐渐分离，在两个电极槽和两个电极板完全分离后，电池3受自身重力影响通过滚轮沿托板4向下滚动，达到快速与电池托架分离，再将新的电池3通过其自身的滚轮推动至电池托架内，回转电池托架，随着电池托架回转，两个电极板逐渐插入两个电极槽，直至电池托架完全转入电源槽2，完成新的电池3更换，通过滚轮的设置，使旧的电池可以快速与电池托架分离，通过电极槽、电极板的设置，使在安装新的电池3，可以快速完成电池与汽车的电路连接。

参照图4、5，对完成电池3的更换的实施例进行说明；

在需要更换电池3时，使延展底板9带动两个限位架12竖直向下移动，从而通过两个长孔侧板11上的长孔带动两个侧板轴6，使托板4和两个侧板5组成电池3放置腔带动连接机构7在电源槽2内转动，直至延展底板9带动两个限位架12下滑至最低处，此时延展底板9与汽车底盘之间的间距高于电池3的高度，然后再使延展底板9向新能源汽车1的侧方移动，即延展底板9在两个限位架12不动的状态下，在其上向侧方滑动，且在不影响托板4转角的情况下，两个长孔侧板11上的长孔与两个侧板轴6相对滑动，同时在托板4带动电池3 转动至两个电极槽和两个电极板完全分离后，电池3受自身重力影响通过滚轮沿托板4向下滚动，直至滚动至延展底板9上，并沿延展底板9滚动至最外端，此时在新能源汽车1的侧方即可将电池3取出，并换上新的电池3放置在托板4 上，然后向内推动延展底板9的同时推动电池3至托板4上，最后将延展底板9 升起，完成电池3的更换，通过延展底板9的设置，可以在能源汽车1的侧方完成电池3的更换，避免了由于汽车底盘与地面之间的空间不足，无法更换电池的问题。

参照图4、10，对托板4与延展底板9转动的实施例进行说明；

通过弧形板在延展底板9下移至最低处时与延展底板9相切的设置，使电池3可以流畅的从托板4上滚动至延展底板9上，或从延展底板9滚动至托板4 上，避免影响电池3滚动，继而影响电池3更换。

参照图4、5，对推动电池3的实施例进行说明；

在延展底板9下降至最下端，电池3受自身重力影响通过滚轮沿托板4斜向下滚动将到达延展底板9上时，通过推板20的设置，对电池3进行格挡，转动螺杆19螺纹传动推板20向外移动，同时使延展底板9向外移动，从而使电池3平稳的滚动至延展底板9的最外端，避免电池3脱离延展底板9，发生损坏，在将新的电池3放置在延展底板9上后，可以转动螺杆19螺纹传动推板20向内移动，从而推动电池3向托板4方向移动，同时使延展底板9向内滑动，直至延展底板9滑动至最里端，此时电池3受推板20推动至托板4上，随着延展底板9上升进入电源槽2内，完成电池的更换。

参照图4、5，对推动电池3的实施例进行进一步说明；

通过防撞棉的设置形成对电池3的保护，避免电池3与推板20接触时，造成电池3的损伤。

参照图6、7、8、9，对开关机构的实施例进行说明；

在更换电池时，通过开关机构控制延展底板9先竖直下降，再向外平移，将新的电池替换旧的电池后，在通过开关机构控制延展底板9先向内平移，在竖直向上，完成电池更换。

参照图11，对归中机构的实施例进行说明；

在通过推板20和延展底板9配合将电池3推送至托板4上时，通过归中机构对电池3位置进行调整归中，从而使两个电极槽和两个电极板位置相应，避免造成电池3损坏。

参照图2，对连接机构的实施例进行进一步说明；

所述连接机构7包括连接架701、轴管702、连接轴703、螺纹架704、双向螺纹杆705和蜗杆Ⅰ706；连接架701固定连接在托板4和两个侧板5组成的电池3放置腔上，连接架701的两侧均设有轴管702，两个轴管702内均滑动连接有连接轴703，两个连接轴703上均固定连接有螺纹架704，两个螺纹架704 分别穿过轴管702，双向螺纹杆705转动连接在连接架701内，双向螺纹杆705 两端的螺纹旋向相反且分别与两个螺纹架704通过螺纹连接，蜗杆Ⅰ706转动连接在连接架701上且与双向螺纹杆705的中部通过蜗轮蜗杆啮合传动连接，两个连接轴703分别转动连接在电源槽2内部的两侧。

通过转动蜗杆Ⅰ706，可以传动双向螺纹杆705转动，从而通过双向螺纹杆 705两端的螺纹传动两个螺纹架704，使两个螺纹架704沿双向螺纹杆705同时相向移动，从而带动两个连接轴703在两个轴管702内同时相向移动，直至两个连接轴703与电源槽2的内壁脱离，即可将连接机构7携带电池3放置腔取下，在本装置发生故障，无法正常更换电池3时，可以通过上述步骤将连接机构7取下，进行电池更换，在安装时，托举电池3放置腔将两个连接轴703与电源槽2的内壁上的轴孔对应，反向转动蜗杆Ⅰ706，即可使两个连接轴703同时滑入电源槽2的内壁，完成安装。

参照图6、7、8、9，对开关机构的实施例进行说明；

所述开关机构包括齿条板10、L形板13、滑柱14、横向弹簧15、竖向弹簧 16、齿轮轴17和蜗杆Ⅱ18，延展底板9外端的两侧均固定连接有齿条板10，延展底板9下端面的两侧均固定连接有滑柱14，两个限位架12的下端均固定连接有L形板13，两个L形板13分别滑动连接在两个滑柱14上，滑柱14上均套设有横向弹簧15，两个横向弹簧15的外端均与延展底板9固定连接，两个横向弹簧15的内端分别顶紧两个L形板13，两个限位架12与电源槽2之间均设有用于向上顶紧限位架12的竖向弹簧16，齿轮轴17转动连接在电源槽2内且与两个齿条板10啮合传动连接，蜗杆Ⅱ18转动连接在新能源汽车1的侧端且与齿轮轴17通过蜗轮蜗杆啮合传动连接。

通过横向弹簧15和竖向弹簧16的设置，使两个齿条板10始终顶紧齿轮轴 17，在需要更换电池3时，转动蜗杆Ⅱ18传动齿轮轴17转动，齿轮轴17转动首先对两个齿条板10的侧端进行啮合传动，使两个齿条板10带动延展底板9 向下移动，随着延展底板9下移至最低处，竖向弹簧16被压缩至最短，随着齿轮轴17继续转动，齿轮轴17与两个齿条板10的上端接触啮合，从而使两个齿条板10带动延展底板9向外侧移动，直至延展底板9移动至所能到达的最外端，此时横向弹簧15也处于被压缩至最短状态，此时进行电池3的替换，替换完成后，回转蜗杆Ⅱ18，使齿轮轴17传动两个齿条板10带动延展底板9向内侧移动，直至两个齿条板10上端面与齿轮轴17接触转至两个齿条板10的前端面接触，两个齿条板10开始带动延展底板9向上移动，直至完全滑入电源槽2，并通过齿轮轴17与蜗杆Ⅱ18的蜗轮蜗杆啮合传动连接，形成锁定。

参照图11，对归中机构的实施例进行说明；

所述归中机构包括固定柱8、转动侧板21、滑动架22和归中弹簧23，托板 4上对称固定连接有两个固定柱8，两个固定柱8上均转动连接有转动侧板21，两个转动侧板21对称设置，滑动架22设有两个，两个滑动架22均滑动连接在连接架701上，两个滑动架22与两个侧板5之间均设有归中弹簧23，两个滑动架22分别顶紧两个转动侧板21。

通过归中弹簧23的设置，使两个滑动架22始终顶紧转动侧板21，继而使两个转动侧板21分别以两个固定柱8为轴进行转动，从而使两个转动侧板21 之间的间距在与连接架701远离端张开最大，在将电池3向托板4上推动时，受两个转动侧板21的导向作用，使电池3逐渐移动至中间，并在电池3移动过两个固定柱8后，推动两个转动侧板21转动，同时通过滑动架22挤压归中弹簧23，直至两个转动侧板21转动至均与电池3侧面贴合，形成对电池3的归中及侧方限位，此时两个电极槽和两个电极板位置相应，在托板4回转时，避免造成电池3损坏。

所述的新能源汽车电池更换工装进行更换电池的方法，包括以下步骤：

步骤一：转动电池托架，使电池托架携带电池3从电源槽2内转出；

步骤二：将电池托架内的电池3取出，再将新的电池3放入电池托架内；

步骤三：将电池托架转入电源槽2内，完成新能源汽车1的电池更换。

Claims (7)

1.新能源汽车电池更换工装，包括新能源汽车(1)、电源槽(2)、电池(3)和电池托架，其特征在于：所述新能源汽车(1)的下端横向设有电源槽(2)，所述电池(3)连接在电池托架上，横向设置的电池托架一端转动连接在电源槽(2)内用于电池(3)与新能源汽车(1)的分离和安装；

所述电池托架包括托板(4)、侧板(5)、侧板轴(6)和连接机构(7)，托板(4)的两侧对称固定连接有侧板(5)，托板(4)和两个侧板(5)均固定连接在连接机构(7)上，两个侧板(5)的外侧均固定连接有侧板轴(6)，连接机构(7)转动连接在电源槽(2)内，电池(3)连接在托板(4)上；

所述电池(3)的下端四角处均设有滚轮，电池(3)的上端面并排设有两个电极槽，电源槽(2)内并排设有两个电极板；

还包括延展底板(9)、长孔侧板(11)和限位架(12)，延展底板(9)的两侧均固定连接有长孔侧板(11)，两个长孔侧板(11)上均设有长孔，两个侧板轴(6)分别滑动连接在两个长孔内，延展底板(9)上滑动连接有两个限位架(12)，两个限位架(12)均垂直新能源汽车(1)底盘方向滑动连接在电源槽(2)内。

2.根据权利要求1所述的新能源汽车电池更换工装，其特征在于：所述托板(4)靠近延展底板(9)端设有弧形板，该弧形板在延展底板(9)下移至最低处时与延展底板(9)相切。

3.根据权利要求1所述的新能源汽车电池更换工装，其特征在于：还包括推板(20)和螺杆(19)，螺杆(19)转动连接在延展底板(9)上，推板(20)限位滑动连接在延展底板(9)上且与螺杆(19)通过螺纹连接。

4.根据权利要求3所述的新能源汽车电池更换工装，其特征在于：所述推板(20)的内侧设有防撞棉。

5.根据权利要求1所述的新能源汽车电池更换工装，其特征在于：还包括控制延展底板(9)移动的开关机构。

6.根据权利要求3所述的新能源汽车电池更换工装，其特征在于：还包括能够使电池(3)居中的归中机构。

7.使用权利要求1所述的新能源汽车电池更换工装进行更换电池的方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：转动电池托架，使电池托架携带电池(3)从电源槽(2)内转出；

步骤二：将电池托架内的电池(3)取出，再将新的电池(3)放入电池托架内；

步骤三：将电池托架转入电源槽(2)内，完成新能源汽车(1)的电池更换。

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