CN209142105U - 电动乘用车动力电池更换装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电动乘用车动力电池更换装置，包括行走部、装卸部和浮动部，行走部包括底座、竖直升降装置、行走单元和升降支撑体，竖直升降装置、行走单元以及升降支撑体均安装在底座上；浮动部包括浮动平台、浮动支架和柔性钢丝绳，浮动支架、柔性钢丝绳安装在浮动平台上，浮动部通过升降支撑体与行走部连接；装卸部包括装卸平台、解锁工具、电池导向销和支架，解锁工具和电池导向销安装在装卸平台上，装卸部通过柔性钢丝绳与浮动部相连；竖直升降装置包括升降电机、与升降电机相连的齿轮副、与齿轮副同轴线固连的轴以及与轴相连的刚性链条副。该装置降低车辆的定位精度要求，能实现乘用车动力电池的快速更换，同时可以节省操作空间。

Description

电动乘用车动力电池更换装置

技术领域

本实用新型涉及电动乘用车领域工业自动化及电动汽车充换电领域，具体涉及一种电电动乘用车动力电池更换装置。

背景技术

电池更换模式的乘用车其动力电池大多安装在车辆底盘下方，为方便电池更换，需要将车辆进行精确定位才能保证换电的效率。

现有车辆的定位一般采用机械方式通过挤压导向车辆轮胎来实现的，这种方式受车型和轮胎胎压不一致的影响，挤压导向容易磨损轮胎且定位精度无法保证一致性。另外车辆的举升采用整体方式进行，由于动力电池重量较重，动力电池取下和装载在车辆上的过程中无法保证车身始终保持水平，影响换电设备对车身位置判断，从而需要引入更多的技术手段来提高对车身的识别精度，成本增加的同时降低了效率。

现有快速更换模式下，电池更换装置把动力电池从车辆上拆卸后需要再平移到合适位置进行充电，为充分利用空间，动力电池往往采用堆垛机等传统堆垛方式，由于堆垛机必须要用巷道空间，换电站的小型化难度较大，同时堆垛机的工作时效浪费严重。有个别厂家采用固定升降机方式代替了传统的堆垛机节省了空间，但需要在升降机上添加横移功能，或者在动力电池更换装置上添加横移功能，相应的增加了设备成本和换电系统的难度。

实用新型内容

针对以上情况，本实用新型提供一种电动乘用车动力电池更换装置，可以快速更换安装在电动乘用车底盘下方的动力电池。

本实用新型的一种电动乘用车动力电池更换装置，包括行走部、装卸部和浮动部，所述行走部包括底座、竖直升降装置、行走单元和升降支撑体，所述竖直升降装置、所述行走单元以及所述升降支撑体均安装在所述底座上，所述升降支撑体包括剪刀叉以及与所述剪刀叉相连的直线导轨；所述浮动部包括浮动平台、浮动支架和柔性钢丝绳，所述浮动支架、所述柔性钢丝绳安装在所述浮动平台上，所述浮动部通过所述剪刀叉与所述行走部连接；所述装卸部包括装卸平台、解锁工具、电池导向销和支架，所述解锁工具和所述电池导向销安装在所述装卸平台上，所述装卸部通过所述柔性钢丝绳与所述浮动部相连。

优选地，所述竖直升降装置能通过升降电机、与所述升降电机相连的齿轮副、与所述齿轮副同轴线固连的轴以及与所述轴相连的刚性链条副实现升降功能。

优选地，所述行走单元能通过行走电机、行走齿轮副、X方向行走轮、转轴、Y方向行走轮和锥齿轮换向器实现行走功能，所述行走电机通过所述行走齿轮副驱动所述X方向行走轮，所述X方向行走轮与所述转轴同轴线相连，所述转轴通过所述锥齿轮换向器与所述Y方向行走轮相连。

优选地，所述竖直升降装置和所述行走单元能通过液压驱动实现升降及行走功能。

优选地，所述X方向行走轮的数量、所述锥齿轮换向器的数量和所述Y方向行走轮的数量均为四个，分别呈矩形排列，所述X方向行走轮的轴线方向与所述Y方向行走轮的轴线方向相互垂直。

优选地，所述X方向行走轮的轴线、所述锥齿轮换向器的轴线与所述Y方向行走轮的轴线在同一平面内，所述X方向行走轮的半径大于所述Y方向行走轮的半径。

优选地，所述柔性钢丝绳的第一端固定在所述浮动支架的螺纹孔上，所述柔性钢丝绳的第二端固定在所述支架的螺纹孔上，所述柔性钢丝绳的数量为四个。

本实用新型的有益效果在于，既能实现整车定位准确，又能保证举升车辆过程中车身的水平，同时有节省空间，为车辆底盘的电池更换提供了方便。

附图说明

图1是一种电动乘用车动力电池更换装置；

图2是一种电动乘用车动力电池更换装置的升降行程；

图3是一种电动乘用车动力电池更换装置的组成1；

图4是一种电动乘用车动力电池更换装置的组成2；

图5是一种电动乘用车动力电池更换装置的组成3；

图6是一种电动乘用车动力电池更换装置的X向行走轨道示意；以及

图7是一种电动乘用车动力电池更换装置的Y向行走轨道示意。

主要附图标记：

Y方向代表电动乘用车长度方向；X方向代表电动乘用车宽度方向；

电动乘用车动力电池更换装置0；行走部1；装卸部2；浮动部3；

底座11；竖直升降装置12；行走单元13；升降支撑体14；装卸平台21；解锁工具22；电池导向销23；支架24；浮动平台31；浮动支架32；柔性钢丝绳33；

升降电机121；刚性链条副122；轴123；齿轮副124；

行走电机131；齿轮副132；转轴133；X方向行走轮134；Y方向行走轮135；锥齿轮换向器136；

剪刀叉141；直线导轨142。

具体实施方式

为详尽本实用新型之技术内容、结构特征、所达成目的及功效，以下将结合说明书附图进行详细说明。

如图1所示，本实用新型的实施例的一种电动乘用车动力电池更换装置，包括：行走部1、装卸部2和浮动部3。如图3所示，行走部1的竖直升降装置12、行走单元13、直线导轨142 安装在底座11，呈刚性连接，竖直升降装置12包括升降电机121、刚性链条副122、轴123和齿轮副124，升降电机121通过相连的齿轮副124驱动轴123正反转，轴123带动刚性链条副122作上下移动，从而驱动浮动部3升降。装卸部2包括装卸平台21、解锁工具22、电池导向销23和支架24，浮动部3包括浮动平台31、浮动支架32和柔性钢丝绳33。

行走单元13包括行走电机131、行走齿轮副132、转轴133、X方向行走轮134、Y方向行走轮135和锥齿轮换向器136，通过行走电机131驱动行走齿轮副132，带动转轴133转动，转轴133带动X方向行走轮134转动，并通过锥齿轮换向器136带动Y方向行走轮135运动，X方向行走轮134、Y方向行走轮135半径不同，相应地设有X方向轨道和Y方向轨道，虽然X 方向行走轮134、Y方向行走轮135都在转动，但同一时刻只有一个会接触到相应轨道，实现运动，且能根据需要进行切换，如图6和图7所示。

X方向行走轮134、Y方向行走轮135和锥齿轮换向器136的数量相等，优选为四个，但不局限于四个，当数量为四个时，其排列方式呈矩形排列，且X方向行走轮134的轴线方向与 Y方向行走轮135的轴线方向相互垂直。X方向行走轮134的轴线、Y方向行走轮135的轴线和锥齿轮换向器136的轴线在同一平面内。

升降支撑体14中剪刀叉141的数量为多个，分设于设备两侧，剪刀叉141的第一端固定在底座11，剪刀叉141的第二端固定在浮动部3的浮动平台31下方，通过底座11上的直线导轨 142进行活动连接并实现导向。剪刀叉141的末端可设滚轮以减小摩擦。

如图5所示，装卸部2的解锁工具22、电池导向销23和支架24安装在装卸平台21，呈刚性连接。电池导向销23末端为尖端，能起到导向作用，浮动部3与行走部1的升降支撑体14中剪刀叉141、直线导轨142刚性连接。

柔性钢丝绳33的一端固定在浮动支架32的螺纹孔上，另一端固定在装卸部2的支架24 的螺纹孔上，柔性钢丝绳33的数量优选为四个，但不局限于四个，装卸部2通过四个柔性钢丝绳33与浮动部3连接在一起，在一定尺寸范围内呈浮动状态，能降低对车辆定位精度的要求，适应电池导向销23更准确地插入到动力电池的导向孔中。

竖直升降装置12与行走单元13可采用其它驱动形式，如液压驱动、电液混合驱动等方式，附图仅以电机驱动为例进行阐述。

本实用新型的具体实施过程如下：

1、电动乘用车进入换电场所，停车在换电位置并准备就绪；

2、如图1、2、3、6所示，空载的电动乘用车动力电池更换装置0在X方向轨道上，行走单元13的行走电机131转动带动齿轮副132通过转轴133将扭矩传递给X方向行走轮134，带动电动乘用车动力电池更换装置0沿X方向移动到车辆底部，到达预定换电位置；

3、如图3所示，竖直升降装置12的升降电机121转动通过齿轮副124传递扭矩到轴123，由轴123分配扭矩到2组刚性链条副122，刚性链条副122向上传递力到浮动部3，使浮动部3 上升，由于浮动部3与升降支撑体14是刚性连接，故而带动升降支撑体14同步上升，也同时带动安装在浮动部3上方的装卸部2向上移动，剪刀叉141的两分支夹角变小，末端沿直线导轨142滑动，使电动乘用车动力电池更换装置0从低位上升到高位，如图2所示，直至到达高位时停止；

4、如图4所示，在装卸部2向上移动过程中接近车辆动力电池的同时，电池导向销23首先进入动力电池的导向孔内，由浮动部3校正导向销23的位置，带动装卸部2浮动使解锁工具 22准确对应动力电池的锁紧机构；

5、解锁工具22转动解锁动力电池的锁紧机构；

6、竖直升降装置12从当前状态进行对上述步骤3的逆操作，使电动乘用车动力电池更换装置0连同车辆更解锁下来的动力电池一起从高位下降到低位，如图2所示；

7、带载的电动乘用车动力电池更换装置0在X方向轨道上，从车辆底部行走设定位置，此时电动乘用车动力电池更换装置0的下方同时有X方向轨道和Y方向轨道；

8、Y方向轨道上升接触Y方向行走轮135，并到达目标高度，X方向行走轮134此时脱离X方向轨道，行走单元13工作带动电动乘用车动力电池更换装置0连同车辆刚解锁下来的动力电池一起向Y方向行走；

9、电动乘用车动力电池更换装置0到达预定位置，升至高位将动力电池锁紧在充电位置后下降至低位，并返回到原设定位置；

10、Y方向轨道升降到目标高度，电动乘用车动力电池更换装置0沿Y方向行走到达下一预定位置，上升至高位将目标动力电池解锁后下降至低位，电动乘用车动力电池更换装置0沿 Y方向行走，返回到原设定位置；

11、Y方向轨道下降至初始位置，X方向行走轮135落在X方向轨道上，Y方向行走轮134离开Y方向轨道，行走单元13工作带动电动乘用车动力电池更换装置0连同车辆动力电池一起向X方向行走到车辆底部，到达预定换电位置；

12、电动乘用车动力电池更换装置0上升至高位将目标动力电池锁紧到车辆后下降至低位，沿X方向行走，返回到原设定位置待命；

电动乘用车驶离换电场所，等待下一个换电流程。

以上所述是本申请的优选实施方式，不以此限定本实用新型的保护范围，应当指出，对于该技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (7)

1.一种电动乘用车动力电池更换装置，其特征在于，包括行走部、装卸部和浮动部，

所述行走部包括底座、竖直升降装置、行走单元和升降支撑体，所述竖直升降装置、所述行走单元以及所述升降支撑体均安装在所述底座上，所述升降支撑体包括剪刀叉以及与所述剪刀叉相连的直线导轨；

所述浮动部包括浮动平台、浮动支架和柔性钢丝绳，所述浮动支架、所述柔性钢丝绳安装在所述浮动平台上，所述浮动部通过所述剪刀叉与所述行走部连接，以及

所述装卸部包括装卸平台、解锁工具、电池导向销和支架，所述解锁工具和所述电池导向销安装在所述装卸平台上，所述装卸部通过所述柔性钢丝绳与所述浮动部相连。

2.根据权利要求1所述的一种电动乘用车动力电池更换装置，其特征在于，所述竖直升降装置能通过升降电机、与所述升降电机相连的齿轮副、与所述齿轮副同轴线固连的轴以及与所述轴相连的刚性链条副实现升降功能。

3.根据权利要求1所述的一种电动乘用车动力电池更换装置，其特征在于，所述行走单元能通过行走电机、行走齿轮副、X方向行走轮、转轴、Y方向行走轮和锥齿轮换向器实现行走功能，所述行走电机通过所述行走齿轮副驱动所述X方向行走轮，所述X方向行走轮与所述转轴同轴线相连，所述转轴通过所述锥齿轮换向器与所述Y方向行走轮相连。

4.根据权利要求1所述的一种电动乘用车动力电池更换装置，其特征在于，所述竖直升降装置和所述行走单元能通过液压驱动实现升降及行走功能。

5.根据权利要求3所述的一种电动乘用车动力电池更换装置，其特征在于，所述X方向行走轮的数量、所述锥齿轮换向器的数量和所述Y方向行走轮的数量均为四个，分别呈矩形排列，所述X方向行走轮的轴线方向与所述Y方向行走轮的轴线方向相互垂直。

6.根据权利要求5所述的一种电动乘用车动力电池更换装置，其特征在于，所述X方向行走轮的轴线、所述锥齿轮换向器的轴线与所述Y方向行走轮的轴线在同一平面内，所述X方向行走轮的半径大于所述Y方向行走轮的半径。

7.根据权利要求1所述的一种电动乘用车动力电池更换装置，其特征在于，所述柔性钢丝绳的第一端固定在所述浮动支架的螺纹孔上，所述柔性钢丝绳的第二端固定在所述支架的螺纹孔上，所述柔性钢丝绳的数量为四个。