CN113928203A

CN113928203A - 换电车

Info

Publication number: CN113928203A
Application number: CN202111316137.4A
Authority: CN
Inventors: 宁子超; 孟得建
Original assignee: Sany Heavy Industry Co Ltd
Current assignee: Sany Lithium Energy Co ltd
Priority date: 2021-11-08
Filing date: 2021-11-08
Publication date: 2022-01-14

Abstract

本发明提供一种换电车，包括车体、电池抓取装置和驱动机构，车体设有用于固定电池的固定部；电池抓取装置用于抓取电池；驱动机构设在车体上，电池抓取装置设在驱动机构上，驱动机构包括水平伸缩机构、第一升降机构和第一回转机构，水平伸缩机构和第一升降机构分别用于驱动电池抓取装置伸缩和升降，第一回转机构用于驱动电池抓取装置绕第一升降机构轴线转动。换电车行驶至待换电车辆工作场地处，待换电车辆无需行驶至固定换电站，在待换电车辆的工作场地即可完成换电实现现场换电；通过第一回转机构、第一升降机构和水平伸缩机构相互配合来调节电池抓取装置的位置，使电池抓取装置准确移动至电池处、准确地抓取电池，有利于快速更换电池。

Description

换电车

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种换电车。

背景技术

随着节能环保的推进以及国家政策的引导与支持，新能源技术得到快速发展，在商用车领域特别是短距离转场工作场景下换电模式最为合适。目前市场上的换电方式主要是固定式换电站换电，对于无法上路行走或行走缓慢车辆(比如挖掘机、压路机等)无法实现快速换电。

发明内容

本发明提供一种换电车，用以解决现有技术中无法上路行走或行走缓慢的车辆无法实现快速换电的缺陷，换电车行驶至待换电车辆的工作场地处，待换电车辆无需行驶至固定换电站，在待换电车辆的工作场地即可完成换电操作，实现了现场换电；并且通过第一回转机构、第一升降机构和水平伸缩机构的相互配合来调节电池抓取装置的位置，使电池抓取装置准确地移动至新电池处和旧电池处、并准确地抓取电池，有利于快速更换电池。

本发明提供一种换电车，包括：

车体，设置有用于固定电池的固定部；

电池抓取装置，用于抓取电池；

驱动机构，设置在所述车体上，所述电池抓取装置设置在所述驱动机构上，所述驱动机构包括水平伸缩机构、第一升降机构和第一回转机构，其中，所述水平伸缩机构和所述第一升降机构分别用于驱动所述电池抓取装置沿水平方向伸缩和沿竖直方向升降，所述第一回转机构用于驱动所述电池抓取装置绕所述第一升降机构的轴线水平转动。

根据本发明提供的一种换电车，所述车体的底盘设置有多个支腿和用于驱动所述支腿竖直伸缩的驱动件。

根据本发明提供的一种换电车，所述水平伸缩机构设置在所述第一升降机构的顶端，所述电池抓取装置设置在所述水平伸缩机构的伸缩端。

根据本发明提供的一种换电车，所述电池抓取装置通过第二回转机构设置在所述水平伸缩机构的伸缩端，且所述第二回转机构能够驱动所述电池抓取装置旋转。

根据本发明提供的一种换电车，所述电池抓取装置通过第二升降机构与所述水平伸缩机构相连接，所述第二升降机构能够驱动所述电池抓取装置升降。

根据本发明提供的一种换电车，所述电池抓取装置包括连接座和至少两个相对设置的抓取件，所述连接座用于与所述水平伸缩机构连接，所述抓取件设置在所述连接座的底端，且所述抓取件包括：

抓取杆，用于插入所述电池的框架内；

竖直伸缩装置，所述竖直伸缩装置与所述连接座的底端相连接，用于驱动所述抓取杆升降；

抓取杆水平伸缩装置，设置在所述竖直伸缩装置的底端，用于驱动所述抓取杆水平伸缩，所述抓取杆设置在所述抓取杆水平伸缩装置的伸缩端。

根据本发明提供的一种换电车，所述第二升降机构包括：

钢丝绳组，与所述电池抓取装置连接，用于带动所述电池抓取装置升降；

卷扬装置，设置在所述水平伸缩机构上，用于收放所述钢丝绳组。

根据本发明提供的一种换电车，所述竖直伸缩装置的底端设置有楔形面。

根据本发明提供的一种换电车，所述第一升降机构设置在所述第一回转机构上，所述第一回转机构能够驱动所述第一升降机构旋转，且所述水平伸缩机构设置在所述第一升降机构的顶端；

或，所述第一回转机构设置在所述第一升降机构的顶端，所述第一回转机构能够驱动所述水平伸缩机构旋转。

根据本发明提供的一种换电车，所述车体的底盘上还设置有用于驱动所述支腿水平移动的水平伸缩件或用于驱动所述支腿水平转动的转动件。

本发明提供的换电车，使换电车行驶至待换电车辆的工作场地处，待换电车辆无需行驶至固定换电站，在待换电车辆的工作场地即可完成换电操作，实现了现场换电；并且通过第一回转机构、第一升降机构和水平伸缩机构的相互配合来调节电池抓取装置的位置，使电池抓取装置准确地移动至新电池处和旧电池处、并准确地抓取电池，有利于快速更换电池。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，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他的附图。

图1是本发明提供的换电车的侧视图之一(第一升降机构和水平伸缩机构伸出时)；

图2是本发明提供的换电车的侧视图之二(第一升降机构和水平伸缩机构收缩时)；

图3是本发明提供的换电车的俯视图；

图4是本发明提供的换电车对待换电车辆更换电池时的示意图；

图5是本发明提供的电池抓取装置的结构示意图之一；

图6是本发明提供的电池抓取装置的结构示意图之二；

图7是本发明提供的抓取杆伸出时的示意图。

附图标记：

1：待换电车辆； 2：车体； 3：底盘；

4：电池； 5：支腿； 6：第一回转机构；

7：第一升降机构； 8：水平伸缩机构； 9：第二回转机构；

10：电池抓取装置； 101：连接座； 102：竖直伸缩装置；

103：抓取杆； 104：导向部。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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作出创造性劳动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。

下面结合图1至图7描述本发明的换电车。

本发明提供的一种换电车，包括车体2、电池抓取装置10和驱动机构。

其中，车体2设置有固定部、以用于固定电池4，具体地，车体2上设置有多个固定部，在对待换电车辆进行换电之前，先在车体2上放置多块电池4，并且，可以在车体2预留一个空置的固定部，以便于将放置待换电车辆1的旧电池。

电池抓取装置10用于抓取电池，以对待换电车辆1进行换电操作。

此外，电池抓取装置10设置在驱动机构上，以使驱动机构调节电池抓取装置的位置。并且驱动机构包括水平伸缩机构8、第一升降机构7和第一回转机构6，其中，水平伸缩机构8和第一升降机构7分别用于驱动电池抓取装置10沿水平方向伸缩和沿竖直方向升降，第一回转机构6用于驱动电池抓取装置10绕第一升降机构7的轴线水平转动，以能够使电池抓取装置10移动到不同位置，从而对不同方向的待换电车辆1进行换电操作。这样，通过水平伸缩机构8、第一升降机构7和第一回转机构6的相互配合能够调节电池抓取装置10的位置，从而便于电池抓取装置10抓取电池4。

并且，驱动机构设置在车体2上，以与车体2组合成换电车，使其能够行驶至待换电车辆1工作现场的指定换电地点。

在其中一种方式中，水平伸缩机构8设置在第一升降机构7的顶端，电池抓取装置10设置在水平伸缩机构8的伸缩端，这样，第一升降机构通过驱动水平伸缩机构8升降，来带动电池抓取装置10升降，从而适应不同高度的待换电车辆1，并且便于更换电池4。

具体地，换电车行驶至待换电车辆1工作现场的指定换电地点，当待换电车辆1行驶到换电车侧面的换电位置，换电车上的第一升降机构7驱动电池抓取装置10升高，并且第一回转机构6驱动水平伸缩机构8旋转至待换电车辆1的方位，水平伸缩机构8驱动电池抓取装置10水平伸出，使电池抓取装置10移动至待换电车辆1的旧电池处，并将旧电池抓取后，第一回转机构6、第一升降机构7和水平伸缩机构8控制电池抓取装置10移动至车体上空置的固定部处，并将旧电池放置在空置的固定部上，从而实现旧电池的取出；然后，第一回转机构6、第一升降机构7和水平伸缩机构8相配合控制电池抓取装置10移动至新电池处，并抓取一块新电池，再使电池抓取装置10将新电池安放到待换电车辆1的电池固定位上，从而实现待换电车辆1电池4的更换。

如此设置，使换电车行驶至待换电车辆1的工作场地处，待换电车辆1无需行驶至固定换电站，在待换电车辆1的工作场地即可完成换电操作，实现了现场换电；并且通过第一回转机构6、第一升降机构7和水平伸缩机构8的相互配合来调节电池抓取装置10的位置，使电池抓取装置10准确地移动至新电池处和旧电池处、并准确地抓取电池4，有利于快速更换电池4；提高了对待换电车辆位置的容错性

在本发明的可选实施例中，车体2的底盘3设置有多个支腿5和驱动件，驱动件能够驱动支腿5竖直伸缩，以使支腿5能够与地面接触。这样，当换电车行驶到固定换电位时，驱动件可以驱动支腿5与地面接触，从而起到支撑车体2的作用，以保持换电车整车稳定，并且，当水平伸缩机构8控制抓取有电池4的电池抓取装置10伸出车体时，多个支腿5能够保证整个车体2受力平衡，不会因为水平伸缩机构8的受力不平衡而造成换电车倾翻。

这里，驱动件可以为伸缩油缸，伸缩油缸的缸体可以安装在车体2底盘3的侧部或底部，支腿5安装在伸缩油缸的活塞杆上，通过伸缩油缸的伸缩来带动支腿5竖直伸缩，从而使支腿5靠近或远离地面。

驱动件的数量与支腿5的数量相一致、并一一对应，以分别驱动多个支腿5，从而便于适应高低不平的地面。

此外，支腿5可以设置为水平伸缩结构，具体地，车体2的底盘3上设置有用于驱动支腿5水平移动的水平伸缩件，支腿5的顶端可以安装在水平伸缩件的伸缩端，这里，驱动件安装在水平伸缩件的伸缩端，并且水平伸缩件可以为油缸或气缸或电动推杆，水平伸缩件通过驱动驱动件水平移动，从而实现支腿5的水平移动，这样，在支撑换电车车体2时，可以使支腿5错开不平整的地面，从而提高支腿5的支撑强度，提高换电车的稳固性。

或者，支腿5可以设置为摆动式结构，具体地，车体2的底盘3上设置有用于驱动支腿5水平转动的转动件，支腿5的顶端可以安装在转动件远离换电车车体2的一端上，这里，驱动件安装在转动件上，并且转动件包括转杆和驱动转杆转动的旋转电机，旋转电机设置在底盘3的侧端，旋转电机通过转杆转动能够带动驱动件水平移动，从而实现支腿5的水平移动，这样，在支撑换电车车体2时，可以使支腿5错开不平整的地面，从而提高支腿5的支撑强度，提高换电车的稳固性；并且在不需要支腿5支撑车体2时，便于收纳支腿5，减小换电车的体积。

或者，支腿5可以设置为固定式结构，即支腿5可以通过驱动件固定安装在底盘3的底端或侧端上。

在可选实施例中，第一升降机构7设置在第一回转机构6上，第一回转机构6能够驱动第一升降机构7旋转，水平伸缩机构8设置在第一升降机构7的顶端，这样，第一回转机构6通过第一升降机构7带动水平伸缩机构8旋转，从而调整电池抓取装置10的水平位置。

其中，第一回转机构6包括第一回转支承和第一驱动电机，其中，第一回转支承包括第一内圈和第一外圈，第一内圈和第一外圈可转动的连接，并且，第一内圈和第一外圈的其中一者与车体2的车架相连接，另一者与第一升降机构7相连接，以使第一升降机构7能够相对于车体2转动。

并且，第一驱动电机用于驱动第一内圈和第一外圈相对转动，以实现第一升降机构7旋转。具体地，第一内圈与车体2的车架固定连接，第一外圈与第一升降机构7固定连接，第一驱动电机的输出轴上设置有第一驱动齿轮，第一外圈上设置有与第一驱动齿轮相啮合的第一齿圈，这样，第一驱动电机能够驱动第一外圈转动，从而驱动第一升降机构7转动，以对电池抓取装置10的方位进行调节。

这里，第一驱动电机可以设置在第一内圈或车体2的车架上。

在本实施例中，第一升降机构7包括可伸缩的立柱和第一驱动装置，这里，立柱可以包括多级依次滑动连接的滑臂，第一级滑臂可以与第一回转支承或车体2的车架相连接，水平伸缩机构8可以安装在最后一级滑臂上，并且第一驱动装置的伸缩端可以与最后一级滑臂相连接，以用于驱动多级滑臂滑动，从而实现立柱的伸缩。这里，第一驱动装置可以安装在第一回转支承或车体2车架上，第一驱动装置可以为电动推杆或液压缸或气缸，或者，第一驱动装置可以包括与最后一级滑臂相连接的绳索和用于收放绳索的卷扬机。

当然，在其他实施例中，立柱也可以为由多级依次嵌套并滑动连接的套筒组成的伸缩套筒结构。

在其他可选的实施例中，第一回转机构6可以设置在第一升降机构7的顶端，具体地，第一回转机构6的第一内圈与第一升降机构7的顶端(伸缩端)固定连接，第一回转机构6的第一外圈与水平伸缩机构8相连接，这样，第一回转机构6能够驱动水平伸缩机构8旋转，从而能够对电池抓取装置10的水平位置进行调节。

或者，第一回转机构6可以设置在第一升降机构7的中部，具体地，第一升降机构7包括与车体2车架固定连接的固定杆和能够驱动水平伸缩机构8升降的伸缩杆，第一回转机构6可以设置在固定杆的顶端，并且伸缩杆的底端与第一回转机构6相连接，这样，第一回转机构6通过驱动伸缩杆旋转来带动水平伸缩机构8旋转。

本实施例中，水平伸缩机构8包括水平安装在第一升降机构7顶端的臂架和驱动臂架水平伸缩的第二驱动装置，臂架包括多级依次滑动连接的滑杆，第一级滑杆可以与第一升降机构7的顶端相连接，电池抓取装置10可以安装在最后一级滑杆上，并且第二驱动装置的伸缩端可以与最后一级滑杆相连接，以用于驱动多级滑杆滑动，从而实现臂架的伸缩。这里，第二驱动装置可以安装在第一级滑杆或第一升降机构7的顶端上，第二驱动装置可以为电动推杆或液压缸或气缸，或者，第二驱动装置可以包括与最后一级滑杆相连接的绳索和用于收放绳索的卷扬机。

在本发明的可选实施例中，电池抓取装置10可以通过第二回转机构9设置在水平伸缩机构8的伸缩端，并且第二回转机构9能够驱动电池抓取装置10旋转，从而调节电池抓取装置10的方位，使其与电池4的框架对正，从而便于抓取电池4。

具体地，第二回转机构9包括第二回转支承和第二驱动电机，其中，第二回转支承包括第二内圈和第二外圈，第二内圈和第二外圈可转动的连接，并且，第二内圈和第二外圈的其中一者与水平伸缩机构8的伸缩端相连接，另一者与电池抓取装置10相连接，以使电池抓取装置10能够相对于水平伸缩机构8转动。

并且，第二驱动电机用于驱动第二内圈和第二外圈相对转动，以实现电池抓取装置10的旋转。具体地，第二内圈与水平伸缩机构8的伸缩端固定连接，第二外圈与电池抓取装置10固定连接，第二驱动电机的输出轴上设置有第二驱动齿轮，第二外圈上设置有与第二驱动齿轮相啮合的第二齿圈，这样，第二驱动电机能够驱动第二外圈转动，从而驱动电池抓取装置10转动，以使电池抓取装置10能够与电池4的框架对正。

这里，第二驱动电机可以设置在第二内圈或水平伸缩机构8上。

在本发明的可选实施例中，电池抓取装置10通过第二升降机构与水平伸缩机构8相连接，并且第二升降机构能够驱动电池抓取装置10升降，从而使电池抓取装置10靠近或远离电池4，从而将电池4抓取和放下。

在其中一种实施例中，第二升降机构可以安装在第二回转机构9上，具体地，第二升降机构安装在第二回转机构9的第二外圈上，这样，第二回转机构9通过驱动第二升降机构旋转来带动电池抓取装置10转动，既能够调整电池抓取装置10的角度，又能够驱动电池抓取装置10升降，使其靠近或远离电池4。

本实施例中，第二升降机构可以为电动推杆或气缸或液压缸，或者，第二升降机构可以包括用于连接电池抓取装置10的钢丝绳和用于收放钢丝绳的卷扬机，卷扬机设置在第二外圈上，通过卷扬机收放钢丝绳来实现电池抓取装置10的升降。

在本发明的可选实施例中，电池抓取装置10包括连接座101和至少两个相对设置的抓取件，连接座101用于与水平伸缩机构8连接，抓取件设置在连接座101的底端，以用于抓取电池4。

其中，抓取件包括抓取杆103、竖直伸缩装置102和抓取杆水平伸缩装置，抓取杆103用于插入电池4的框架内，以实现电池4的抓取；抓取杆水平伸缩装置设置在竖直伸缩装置102的底端，抓取杆103设置在抓取杆水平伸缩装置的伸缩端，以使抓取杆水平伸缩装置能够驱动抓取杆103水平伸缩，从而使抓取杆103能够伸入到电池4的框架内；竖直伸缩装置102与连接座101的底端相连接，并且竖直伸缩装置102能够驱动抓取杆水平伸缩装置升降，以用于驱动抓取杆103升降，从而使抓取杆103能够移动至电池4的框架连接位处，从而便于抓取杆水平伸缩装置驱动抓取杆103伸入电池4的框架内。

在另一种实施例中，第二升降机构可以直接安装在水平伸缩机构8的伸缩端，这里，第二升降机构可以包括钢丝绳组和卷扬装置，钢丝绳组与电池抓取装置10连接，并且钢丝绳组用于带动电池抓取装置10升降，从而使电池抓取装置10靠近或远离电池4；卷扬装置设置在水平伸缩机构8上，并用于收放钢丝绳组，从而实现电池抓取装置10的升降。

其中，钢丝绳组可以包括四根钢丝绳，四根钢丝绳的一端分别与电池抓取装置10的四个端角固定连接，另一端均连接至卷扬装置，以便于卷扬装置同时收放四根钢丝绳，从而保证电池抓取装置10的平衡性。

在其他实施例中，电池抓取装置10可以通过钢丝绳组直接与水平伸缩机构8的伸缩端连接。这样，电池抓取装置10的高度可以只通过第一升降机构7来调节。

此外，为了确保抓取杆103能够插入电池的框架内，在竖直伸缩装置102的底端设置有楔形面，以能够与电池4的框架接触，从而起到导向作用。

具体地，可以在竖直伸缩装置102的底端设置导向部104，楔形面设置在导向部104上，如图5所示，楔形面设置在导向部104的外侧，以便于使竖直伸缩装置102进入电池的框架内；或者，楔形面可以设置在导向部104的内侧，以便于使竖直伸缩装置102滑到电池的框架的外侧，使相对的两个竖直伸缩装置102起到夹持电池框架的作用。这样，当导向部104下降至与电池4的框架接触时，导向部104的楔形面可以起到导向作用，并利用钢丝绳的柔性作用来适应电池4的角度偏差，从而使电池抓取装置10与电池4对正。

需要说明的是，本换电车在行驶时，第一升降机构7和水平伸缩机构8均处于缩回状态，并且第一升降机构7和水平伸缩机构8的尺寸可满足法规对车辆行驶尺寸的要求。具体地，当第一升降机构7和水平伸缩机构8处于缩回状态时，电池抓取装置10的高度小于换电车的最大高度，并且，电池抓取装置10位于车体内，不会凸出于车体，这样，不会影响换电车的正常行驶。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种换电车，其特征在于，包括：

车体，设置有用于固定电池的固定部；

电池抓取装置，用于抓取电池；

2.根据权利要求1所述的换电车，其特征在于，所述车体的底盘设置有多个支腿和用于驱动所述支腿竖直伸缩的驱动件。

3.根据权利要求1所述的换电车，其特征在于，所述水平伸缩机构设置在所述第一升降机构的顶端，所述电池抓取装置设置在所述水平伸缩机构的伸缩端。

4.根据权利要求3所述的换电车，其特征在于，所述电池抓取装置通过第二回转机构设置在所述水平伸缩机构的伸缩端，且所述第二回转机构能够驱动所述电池抓取装置旋转。

5.根据权利要求3所述的换电车，其特征在于，所述电池抓取装置通过第二升降机构与所述水平伸缩机构相连接，所述第二升降机构能够驱动所述电池抓取装置升降。

6.根据权利要求5所述的换电车，其特征在于，所述电池抓取装置包括连接座和至少两个相对设置的抓取件，所述连接座用于与所述水平伸缩机构连接，所述抓取件设置在所述连接座的底端，且所述抓取件包括：

抓取杆，用于插入所述电池的框架内；

7.根据权利要求6所述的换电车，其特征在于，所述第二升降机构包括：

8.根据权利要求7所述的换电车，其特征在于，所述竖直伸缩装置的底端设置有楔形面。

9.根据权利要求3所述的换电车，其特征在于，所述第一升降机构设置在所述第一回转机构上，所述第一回转机构能够驱动所述第一升降机构旋转，且所述水平伸缩机构设置在所述第一升降机构的顶端；

10.根据权利要求2所述的换电车，其特征在于，所述车体的底盘上还设置有用于驱动所述支腿水平移动的水平伸缩件或用于驱动所述支腿水平转动的转动件。