CN210653040U - 一种新型快速换电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型快速换电装置，包括下叉臂、中间叉臂、上叉臂、驱动装置、第一传动装置和第二传动装置；所述下叉臂固定在升降平台上，所述下叉臂和中间叉臂上均设置移动导轨，所述下叉臂、中间叉臂和上叉臂依次通过移动导轨滑动连接，所述第一传动装置设置在所述下叉臂和中间叉臂之间，且与所述驱动装置连接，所述第二传动装置设置在所述中间叉臂和上叉臂之间，所述上叉臂通过所述第二传动装置在所述中间叉臂上滑动，该快速换电装置结构简单，便于使用，自动化程度高，提高了工作效率，同时又能实现标准化的生产及应用，试用的范围广。

Description

一种新型快速换电装置

技术领域

本实用新型涉及电动汽车装置领域，特别涉及一种新型快速换电装置。

背景技术

由于纯电动汽车环保性较好，国家政策大力支持纯电动车的发展，但是目前受限于纯电动车电池能量密度与整车轻量化的矛盾限制，大部分纯电动车续航里程较短，并且充电时间较长，通常情况下至少需要2～4小时，从而严重限制了纯电动车的推广。为推进纯电动车的普及，已有不少纯电动车采用快速更换电池的方案，能够将更换电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，也增加了续航里程。

要实现快速更换纯电动车的动力电池，能够实现快速更换电池的装置必不可少。这种装置不仅需要能够在承受高达400千克左右的电池重量时保持良好的稳定性，还需要容易实现自动化，降低人工成本，实现快速更换电池，市场上已经使用的电池快速更换装置大部分为人工抽拉式，这种方式占用空间大，人工成本高，难以实现自动化，更换电池麻烦。

中国专利CN201010182491.8公开了一种用液压拖车实现底盘下更换电池盒的装置，液压拖车的外侧上分别设置有定位臂，该定位臂的一端分别紧固定于液压拖车的液压筒上，而定位臂的另一端上分别设置有定位小车，在液压拖车的两边货叉之间还设置有放置电池盒的方形槽，该方形槽分别与两边的货叉相连接，并在该方形槽内的平面上分别设置有多根平衡弹簧，该平衡弹簧分别与方形槽的平面、电池盒托板相连接，该电池箱开口的两旁还分别设置有供定位小车在内行走和作用于定位的凹形轨道，该凹形轨道的长度与定位臂长度相配合。该种装置占用空间大，人工使用成本高，难以实现自动化，更换电池时间长。

发明内容

针对现有技术的上述问题，本实用新型的目的在于，提供一种新型快速换电装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型的具体技术方案如下：

本实用新型提供一种新型快速换电装置，包括下叉臂、中间叉臂、上叉臂、驱动装置、第一传动装置和第二传动装置；所述下叉臂固定在升降平台上，所述下叉臂和中间叉臂上均设置移动导轨，所述下叉臂、中间叉臂和上叉臂依次通过移动导轨滑动连接，所述第一传动装置设置在所述下叉臂和中间叉臂之间，且与所述驱动装置连接，所述第二传动装置设置在所述中间叉臂和上叉臂之间，所述上叉臂通过所述第二传动装置在所述中间叉臂上滑动。

进一步地，所述新型换电装置还包括换电站，所述换电站包括换电平台和锁止机构；所述换电平台用于托载待换电车辆，所述锁止机构用于对所述待换电车辆的电池包进行解锁和上锁。

具体地，所述驱动装置包括驱动电机和传动轴，所述第一传动装置通过转动轴与所述驱动电机连接。

进一步地，所述第一传动装置包括齿轮和传动齿条，所述齿轮固定在所述下叉臂上，并且设置在远离所述中间叉臂的一端，所述齿轮通过所述传动轴与所述驱动电机连接，所述传动齿条设置在所述下叉臂上，并与所述齿轮啮合，所述中间叉臂上设置与所述传动齿条啮合连接的齿柱。

进一步地，所述第二传动装置包括传动链条、传动链轮、拉链块和拉链机构；所述拉链块设置在所述上叉臂上，所述拉链机构设置在所述下叉臂上，所述传动链轮固定在所述中间叉臂的端部，并且设置在靠近所述上叉臂的一端，所述传动链条与所述传动链轮啮合，并且两端分别与所述拉链块和拉链机构连接，因此所述中间叉臂的运动通过所述第二传动装置的作用下带动所述上叉臂的运动。

进一步地，所述上叉臂上端设置支撑板，利用支撑板和电池包之间的较大的摩擦力，使得在叉臂运动过程中，电池和叉臂之间的相对位置不会发生变化，从而实现电池在叉臂上的定位。

具体地，叉臂上导轨的长度不易过长或者过短，太长的话不利于相邻两个叉臂之间的固定，太短的话也没有很好的伸缩效果，所述移动导轨长度为d₁，所述移动导轨所在的叉臂的长度为d₂，所述d₁＝(1/2～2/3)d₂。

进一步地，所述移动导轨的两端设置挡板，防止叉臂的脱落。

进一步地，所述下叉臂的下端设置固定板，所述固定板上设置固定孔，所述下叉臂通过固定孔固定在升降平台上，下叉臂作为固定端，中间叉臂和上叉臂以下叉臂为起点向外伸缩。

作为优选地，所述固定板设置两个，分别设置在所述下叉臂的两端；所述下叉臂通过螺栓固定在升降平台上。

作为优选地，设置两组平行设置的叉臂组合，分别设置在驱动装置的两侧，在电池体积较大的情况下，一组叉臂组合不利于承载电池进行运动，故设置两组，在工作中作用在电池底部的两端，一方面保证电池的稳定，另一方面能够减少叉臂的受力。

作为优选地，所述中间叉臂设置两个，分别为第一中间叉臂和第二中间叉臂，所述第一中间叉臂设置在所述下叉臂的移动导轨上，所述第二中间叉臂设置在所述第一中间叉臂的移动导轨上。

具体地，所述第一中间叉臂和第二中间叉臂中间设置第二组第二传动装置，所述第一中间叉臂的运动通过第二组设置的第二传动装置带动第二中间叉臂相对于所述第一中间中间叉臂运动。

采用上述技术方案，本实用新型所述的一种新型快速换电装置具有如下有益效果：

1.本实用新型所述的一种新型快速换电装置，通过自由伸缩的叉臂实现电池的更换，结构简单巧妙，实用价值高。

2.本实用新型所述的一种新型快速换电装置，通过电机的驱动以及第一传动装置和第二传动装置的配合，可实现自动的换电过程，自动化程度高，提高了工作效率。

3.本实用新型所述的一种新型快速换电装置，通过分段式的叉臂组合，可在狭小的换电空间应用，节约了空间。

4.本实用新型所述的一种新型快速换电装置，可实现标准化生产及应用，叉臂可根据纯电动车尺寸及电池重量进行批量生产，适用范围广。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，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实用新型的一些实施例，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本实用新型所述的一种新型快速换电装置的俯视图；

图2本实用新型所述的一种新型快速换电装置的轴测图；

图3本实用新型所述的一种新型快速换电装置的正视图；

图4本实用新型所述的一种新型快速换电装置中第二传动装置结构示意图；

图5本实用新型所述的一种新型快速换电装置的换电站示意图。

图中：1-下叉臂，2-中间叉臂，3-下叉臂，4-驱动装置，5-第一传动装置，6-第二传动装置，7-移动导轨，8-换电站，11-固定板，21-齿柱，31-支撑板，41-驱动电机，42-传动轴，51-齿轮，52-传动齿条，61-传动链条，62-传动链轮，63-拉链块，64-拉链机构，71-挡板，81-换电平台，82-锁止机构，111-固定孔。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型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，以便这里描述的本实用新型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

11.现有的电池快速更换装置大部分为人工抽拉式，这种方式占用空间大，人工成本高，难以实现自动化，更换电池麻烦，而液压拖车式的更换电池方式也存在这些问题，因此本实施例提供一种新型快速换电装置，通过叉臂组合和换电站的配合能够在保证工作效率的情况下占用很小的空间，叉臂组合包括包括下叉臂1、中间叉臂2、上叉臂3、驱动装置4、第一传动装置5和第二传动装置6；所述下叉臂1固定在升降平台上，所述下叉臂1和中间叉臂2上均设置移动导轨7，所述下叉臂1、中间叉臂2和上叉臂3依次通过移动导轨7滑动连接，所述第一传动装置5设置在所述下叉臂1和中间叉臂2之间，且与所述驱动装置4连接，所述第二传动装置6设置在所述中间叉臂2和上叉臂3之间，所述上叉臂3通过所述第二传动装置6在所述中间叉臂2上滑动。

在一些实施例中，所述换电装置还包括换电站8，所述换电站8包括换电平台81和锁止机构82；所述换电平台81用于托载待换电车辆，所述锁止机构82用于对所述待换电车辆的电池包进行解锁和上锁。

在一些实施例中，所述驱动装置4包括驱动电机41和传动轴42，所述第一传动装置5通过转动轴42与所述驱动电机41连接。

在一些实施例中，所述第一传动装置5包括齿轮51和传动齿条52，所述齿轮51固定在所述下叉臂1上，并且设置在远离所述中间叉臂2的一端，所述齿轮51通过所述传动轴42与所述驱动电机41连接，所述传动齿条52设置在所述下叉臂1上，并与所述齿轮51啮合，所述中间叉臂2上设置与所述传动齿条52啮合连接的齿柱21。

在一些实施例中，所述第二传动装置6包括传动链条61、传动链轮62、拉链块63和拉链机构64；所述拉链块63设置在所述上叉臂3上，所述拉链机构64设置在所述下叉臂1上，所述传动链轮62固定在所述中间叉臂2的端部，并且设置在靠近所述上叉臂3的一端，所述传动链条61与所述传动链轮62啮合，并且两端分别与所述拉链块63和拉链机构64连接。

在一些实施例中，所述上叉臂3上端设置支撑板31，利用支撑板31和电池包之间的较大的摩擦力，使得在叉臂运动过程中，电池和叉臂之间的相对位置不会发生变化，从而实现电池在叉臂上的定位，电池包在叉臂上转入和转出的过程中不会发生位置偏移。

在一些实施例中，为了取得实际的技术效果，叉臂上导轨的长度不易过长或者过短，太长的话不利于相邻两个叉臂之间的固定，太短的话也没有很好的伸缩效果，所述移动导轨7长度为d₁，所述移动导轨7所在的叉臂的长度为d₂，所述d₁＝(1/2～2/3)d₂。

在一些实施例中，所述移动导轨7的两端设置挡板71，防止叉臂的脱落。

在一些实施例中，所述下叉臂1的下端设置固定板11，所述固定板11上设置固定孔111，所述下叉臂1通过固定孔111固定在升降平台上，下叉臂1作为固定端，中间叉臂和上叉臂以下叉臂为起点向外伸缩。

在本实施例中，所述固定板11设置两个，分别设置在所述下叉臂1的两端；所述下叉臂1通过螺栓固定在升降平台上。

在本实施例中，设置两组平行设置的叉臂组合，分别设置在驱动装置4的两侧，在电池体积较大的情况下，一组叉臂组合不利于承载电池进行运动，故设置两组，在工作中作用在电池底部的两端，一方面保证电池的稳定，另一方面能够减少叉臂的受力。

在一些实施例中，所述中间叉臂设置多个，具体地，所述中间叉臂设置两个，分别为第一中间叉臂和第二中间叉臂，所述第一中间叉臂设置在所述下叉臂的移动导轨上，所述第二中间叉臂设置在所述第一中间叉臂的移动导轨上，所述第一中间叉臂和第二中间叉臂中间设置第二组第二传动装置，所述第一中间叉臂的运动通过第二组设置的第二传动装置带动第二中间叉臂相对于所述第一中间中间叉臂运动。

在一些实施例中，为了提升本换电装置的自动化效果，采用变频电机作为叉臂运动的动力源，编码器进行精确定位，采用PLC编程控制，根据换电站现场实际情况，利用PLC进行记录行走所需要的精确位置，并进行记录，调试成功之后，可实现全自动运行。

本实施例提供的一种新型快速换电装置，通过互相连接的叉臂组合，驱动电机41可以带动传动轴42运动，传动轴42能够带动第一传动装置5的运动，第一传动装置能够带动中间叉臂2的伸缩运动，而中间叉臂2的运动又会通过第二传动装置6带动上叉臂3进行伸缩运动，从而实现电池更换过程中的的转入转出。

该换电装置的工作原理如下：主要分为电池的转出和转入两个流程，如图5所示，

电池转出：纯电动车的电池电量即将耗尽时，车辆驶入换电站内，之后伸缩叉臂的驱动电机带动传动轴运动，通过第一传动装置和第二传动装置叉臂沿着图5中“B”方向伸长进入纯电动车底盘，与叉臂连接的升降机上升，上升至与电动车底盘基本接触时，换电站的解锁机构打开，电池由于重力作用被伸缩货叉的上叉臂承载，之后与叉臂连接的升降机下降，电动机执行反向运动，叉臂沿着“A”方向缩短，电池转出完成。

电池转入：叉臂承载一个电量充足的电池，伸缩叉臂的驱动电机带动传动轴运动，通过第一传动装置和第二传动装置带动叉臂沿着“B”方向伸长进入纯电动车底盘，与叉臂连接的升降机上升，换电站的锁止机构将电池锁紧，之后与货叉连接的升降机下降，电动机执行反向运动，叉臂沿着“A”方向缩短，电池转入完成。

电池转入和转出作业的过程，即实现了纯电动汽车底盘电池的快速更换。

实施例2，实施例1的优选实施例

在本实施例中，为了取得实际的技术效果，叉臂上导轨的长度不易过长或者过短，太长的话不利于相邻两个叉臂之间的固定，太短的话也没有很好的伸缩效果，所述移动导轨7长度为d₁，所述移动导轨7所在的叉臂的长度为d₂，所述d₁＝1/2d₂。

本实施例提供的换电装置的工作原理和实施例1基本一致，在这里就不用一一赘述了，其取得的有益效果如下：本装置通过自由伸缩的叉臂实现电池的更换，结构简单巧妙，实用价值高；通过电机的驱动以及第一传动装置和第二传动装置的配合可实现自动的换电过程，自动化程度高，提高了工作效率；通过分段式的叉臂组合，可在狭小的换电空间应用，节约了空间；本装置可实现标准化生产及应用，叉臂可根据纯电动车尺寸及电池重量进行批量生产，适用范围广。

实施例3，实施例2的可选实施例

本实施例相对实施例2的可选指之处在于：为了取得实际的技术效果，叉臂上导轨的长度不易过长或者过短，太长的话不利于相邻两个叉臂之间的固定，太短的话也没有很好的伸缩效果，所述移动导轨7长度为d₁，所述移动导轨7所在的叉臂的长度为d₂，所述d₁＝2/3d₂，而其工作原理和取得的有益效果与实施例2基本一致。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型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实用新型。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，本实用新型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实用新型内。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 (10)

1.一种新型快速换电装置，其特征在于，包括下叉臂(1)、中间叉臂(2)、上叉臂(3)、驱动装置(4)、第一传动装置(5)和第二传动装置(6)；所述下叉臂(1)固定在升降平台上，所述下叉臂(1)和中间叉臂(2)上均设置移动导轨(7)，所述下叉臂(1)、中间叉臂(2)和上叉臂(3)依次通过移动导轨(7)滑动连接，所述第一传动装置(5)设置在所述下叉臂(1)和中间叉臂(2)之间，且与所述驱动装置(4)连接，所述第二传动装置(6)设置在所述中间叉臂(2)和上叉臂(3)之间，所述上叉臂(3)通过所述第二传动装置(6)在所述中间叉臂(2)上滑动。

2.根据权利要求1所述的一种新型快速换电装置，其特征在于，还包括换电站(8)，所述换电站(8)包括换电平台(81)和锁止机构(82)，所述换电平台(81)用于托载待换电车辆，所述锁止机构(82)用于对所述待换电车辆的电池包进行解锁和上锁。

3.根据权利要求1所述的一种新型快速换电装置，其特征在于，所述驱动装置(4)包括驱动电机(41)和传动轴(42)，所述第一传动装置(5)通过传动轴(42)与所述驱动电机(41)连接。

4.根据权利要求3所述的一种新型快速换电装置，其特征在于，所述第一传动装置(5)包括齿轮(51)和传动齿条(52)，所述齿轮(51)固定在所述下叉臂(1)上，并且设置在远离所述中间叉臂(2)的一端，所述齿轮(51)通过所述传动轴(42)与所述驱动电机(41)连接，所述传动齿条(52)设置在所述下叉臂(1)上，并与所述齿轮(51)啮合，所述中间叉臂(2)上设置与所述传动齿条(52)啮合连接的齿柱(21)。

5.根据权利要求1所述的一种新型快速换电装置，其特征在于，所述第二传动装置(6)包括传动链条(61)、传动链轮(62)、拉链块(63)和拉链机构(64)；所述拉链块(63)设置在所述上叉臂(3)上，所述拉链机构(64)设置在所述下叉臂(1)上，所述传动链轮(62)固定在所述中间叉臂(2)的端部，并且设置在靠近所述上叉臂(3)的一端，所述传动链条(61)与所述传动链轮(62)啮合，并且两端分别与所述拉链块(63)和拉链机构(64)连接。

6.根据权利要求1所述的一种新型快速换电装置，其特征在于，所述上叉臂(3)上端设置支撑板(31)。

7.根据权利要求1所述的一种新型快速换电装置，其特征在于，所述移动导轨(7)长度为d₁，所述移动导轨(7)所在的叉臂的长度为d₂，所述d₁＝(1/2～2/3)d₂。

8.根据权利要求5所述的一种新型快速换电装置，其特征在于，所述移动导轨(7)的两端设置挡板(71)。

9.根据权利要求1所述的一种新型快速换电装置，其特征在于，所述下叉臂(1)的下端设置固定板(11)，所述固定板(11)上设置固定孔(111)，所述下叉臂(1)通过固定孔(111)固定在升降平台上。

10.根据权利要求9所述的一种新型快速换电装置，其特征在于，所述固定板(11)设置两个，分别设置在所述下叉臂(1)的两端；所述下叉臂(1)通过螺栓固定在升降平台上。

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