CN211519318U - 一种纯电动重载卡车侧向充换电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种纯电动重载卡车侧向充换电系统，涉及充换电系统技术领域，包括电池箱充储平台和堆垛系统，电池箱充储平台至少包括一层可多个水平并排放置电池箱的框架，用于电池箱的存储和充电，堆垛系统包括堆垛机器人和伸缩货叉装置，堆垛机器人沿电池箱充储平台长度方形自由移动，伸缩货叉装置固定在堆垛机上，采用放置式将电池箱在电池箱充储平台的电动卡车之间搬运。本实用新型的电池箱仓储平台可多层放置电池箱，大大增加电池箱的存储容量，通过堆垛系统可以轻松将高层的电池箱进行搬运安装，整个充换电系统占地面积小，充储容量大，机构紧凑，利于重载卡车大体积电池箱进行充换电。

Description

一种纯电动重载卡车侧向充换电系统

技术领域

本实用新型涉及一种新能源汽车技术领域的充换电系统，具体地，涉及一种纯电动重载卡车充换电系统。

背景技术

近几年来，纯电动重载卡车发展迅速，采用电池作为动力来源，具有环境友好、经济性能佳的优点。重载卡车耗能大、运行时间长的特点，导致动力电池组体积大、笨重、一般纯电动重载卡车电池大小可达2000*1200*1800，一次充满电需要漫长的时间，严重影响纯电动重载卡车的进一步发展。

针对上述问题，现有的技术中，中国专利CN 110395228 A和专利CN 109534178 A介绍了针对重载卡车吊装换电技术，专利一将电池箱整齐排列在存放区域内，专利二则将电池箱放置在集装箱内，换电机器人在其上方移动吊装。但考虑到动力电池的大体积，要保证始终有可供换用的满电电池箱，即需要足够多的可存放电池箱容量，保证在一轮电池箱更换结束后，至少第一台充电的亏电电池箱已充满电，保证换电过程不中断。为满足此要求，由于吊装换电只能抓取最上面的电池箱，因此专利一所述的电池存放区域面积将会很大，换电机器人移动的距离也会很大，影响换电效率，至于专利二，单个集装箱能存放的电池箱数更少，难以实现持续换电的功能。

实用新型内容

针对现有技术中的问题，本实用新型的目的是提供一种纯电动重载卡车侧向充换电系统，采用放置式换电的方式，快捷地完成大体积电池箱的更换，采用堆垛充储的方式对电池箱进行充电存储，充分利用换电站的高度空间，大大增加换电站电池箱存储容量，保证始终有满电电池箱可供换用。为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种纯电动重载卡车侧向充换电系统，包括：车辆停靠区域1，用于停放待换电车辆11；电池箱充储区域2，设置在所述车辆停靠区域1的外侧，至少包括一层可多个水平并排放置电池箱的框架，用于电池箱的存储和充电；堆垛系统3，包括堆垛机器人31和伸缩货叉装置 32，所述堆垛机器人31包括沿所述电池箱4充储平台2长度方向自由移动的行走部311，沿所述电池箱4充储平台2高度方向自由移动的升降部312以及水平自由旋转的旋转部313；所述伸缩货叉装置32固定设置在所述旋转部313下，采用放置式抓取电池箱；所述伸缩货叉装置32将待换电车辆11上的亏电电池箱提取出来，通过堆垛机器人31移动至所述电池箱4 充储平台2上的目标存放位置后将电池箱放置在其上进行存储充电；或，将所述电池箱充储平台2上的满电电池箱提取并放置在所述待换电车辆11上；

进一步的，所述电池箱充储区域2包括包括一层或多层可多个水平并排放置电池箱的框架，利用换电站的高度空间，增加系统内电池箱的存储容量，同时每个电池架均设有与电池箱电连接的插接座，用于电池箱的存放和充电。

进一步的，所述待换电车辆11上安装有固定电池箱的车载电池架12，所述车载电池架包括吊装电池箱过程中起粗导向作用的下导向板122，起精定位作用的销123，与电池箱电连接的插接器125以及固定所述电池箱的锁止装置122。

进一步的，所述下导向板122固定设在电池架本体外侧，所述销固定设置在电池架本体上，所述导向板比销123高，放置时长方体形的电池箱先伸进开有喇叭口导向板内，再与销 123对接，保证电池箱已对正，然后与电池架上的插接器125对接，最后锁止装置124固定电池箱4。

进一步的，伸缩货叉装置32包括本体框架321，所述本体框架321具有多级移动机构，使本体框架321左右向外伸出，固定设在所述框架321四侧上的旋转锁销323，堆垛机器人行走部311定位待换电车辆后，同步的伸缩货叉装置32向外伸出对正电池箱后，所述升降部 312带动所述伸缩货叉装置32向下运动，所述旋转锁销322将顺利进入所述电池箱顶部四侧的卡口41内，所述旋转锁销322旋转90度，旋转锁销将卡住电池箱顶部，所述升降不提升即可将电池箱提起。

进一步的，所述堆垛系统3设在所述车辆停靠区域1和所电池箱充储区域2之间，包括堆垛机器人31和伸缩货叉装置32，所述堆垛机器人31可沿电池箱充储区域2立面的X，Y，Z方向移动，可将电池箱在电池箱充储区域2上任一电池架上进行存取。

与现有的技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

本实用新型采用堆垛的方式实现大体积电池箱的侧向快速提取和放置，通过多层堆垛存储充电，充分利用换电站的高度空间，大大增加换电站电池箱存储容量，保证始终有满电电池箱可供换用，同时增加堆垛机器人旋转部，可针对停车过程车辆的角度偏差进行角度校正，使停车过程无需校正，减少停车时间，提高换电速度。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是本实用新型一种纯电动重载卡车侧向充换电系统结构俯视图；

图2是本实用新型一种纯电动重载卡车侧向充换电系统结构示意图；

图3是本实用新型一种纯电动重载卡车侧向充换电系统车载电池架结构示意图；

图4(a)是本实用新型一种纯电动重载卡车侧向充换电系统车载电池架锁止机构结构示意，图4(b)是锁止机构初始状态示意图，图4(c)是锁止机构锁止状态示意图；

图5、图6是本实用新型一种纯电动重载卡车侧向充换电系统电池箱放置在车载电池箱上时的状态示意图；

图7是本实用新型一种纯电动重载卡车侧向充换电系统堆垛系统结构示意图；

图8是本实用新型一种纯电动重载卡车侧向充换电系统实施例二的俯视图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

参见图1-2，为本实用新型一种纯电动重载卡车侧向充换电系统一较优实施例结构示意图，其中包括：车辆停靠区域1，电池箱充储平台2，堆垛系统3。其中，待换电车辆11沿导向杆驶进车辆停靠区域1内停车，堆垛机器人31移动至车载电池箱的一侧，伸缩货叉装置32将电池箱4提取出来，并放置至在电池箱充储平台2上，堆垛机器人31将满电电池箱提取并放置在车载电池架上，完成一次换电流程。

参见图3-6，车载电池架12包括框架121，下导向板122、销123、锁止装置124，与电池箱对接的插接器125，所述车载电池架12固定设在待换电车辆11车头后侧，所述下导向板122固定设置在车载电池四周，顶部开有喇叭口，开口比电池箱4稍大，销123和插接器 125固定设置在电池架上，4组锁止装置124则固定设置在下导向板122内侧。其中，锁止装置124包括立板1241，压板1242，旋转卡板1243和底板1244，旋转卡板1243通过销轴安装在底板1244上，在销轴上套扭簧一1248，使旋转卡板1243始终有向右侧旋转的趋势，锁止机构还包括顶板1245、电机1246，顶板1245通过销轴安装在底板1244上，同时在销轴上套扭簧二1249，使顶板1245始终有向左转动的趋势，最后通过压板1242将旋转卡板1243 和顶板1245固定。在初始状态下，旋转卡板1243在扭簧一1248作用下右转到极限，顶板 1245扭簧二1249的作用下向左紧贴旋转卡板1243，此时旋转卡板1243开口朝上，与底板 1244上的开口一致，电池箱4吊装下降过程中，电池箱4两侧的锁杆43伸进卡口与旋转卡板1243接触并促使旋转卡板1243向左侧转动，直至电池箱放置完成，此时顶板1245顶到旋转卡板1243底部的挡口，行程死点，使旋转卡板1243无法再向右侧转动。旋转卡板1243开口将锁杆43牢牢锁住，此时电池箱4便被固定在车载电池架12上。解锁时，电机1246带动凸轮转动，驱使顶板1245向右侧转动，直至顶板1245下部触碰到极限开关1247，此时顶板 1245早已脱离挡口，旋转卡板1243在扭簧一1278的作用下自动向右转动，开口打开，可以将电池箱提取出来。顶板1245触碰极限开关1247后反转回到初始位置，顶板1245在扭簧二 1249的作用下又紧贴旋转卡板1243右下角的圆弧凸面。

下导向板122比销123高，吊装时，长方体形的电池箱先进入开有喇叭口下导向板122 内完成粗定位，再与销123对接完成精定位，保证电池箱已对正，然后与电池架上的插接器 125对接，接通电源，最后电池箱4完全放到车载电池架11上，锁止装置124固定电池箱4。

参见图7，在一较优的实施例中，参考现有的堆垛机技术，作为本实用新型的堆垛系统2 的一种较优结构，包括堆垛机器人31以及伸缩货叉装置32，其中，堆垛机器人31包括沿电池箱存储平台长度方向(Y方向)自由移动的行走部311，沿电池箱存储平台高度方向(Z方向)自由移动的升降部312，和绕水平旋转的旋转部313。其中，所述行走部311主要包括门式框架3111和驱动轮组3112，门式框架3111内设有升降部312，驱动轮组3112驱动门式框架3111沿地轨做直线运动；升降部312包括框架3121，提升链3122以及导向轮组3123，提升链设在门式框架3111上，从顶部向下与框架3121连接，同时固定安装在框架3121两侧的导向轮组3123使框架3121在提升链3122的作用下沿门式框架3111进行上下移动；旋转部 313固定安装在框架3121底部，包括驱动电机以及回转支承，伸缩货叉装置32固定安装在回转支承上，驱动旋转部313可以带动伸缩货叉装置32一同转动。所述伸缩货叉装置32包括固定在旋转部313上的本体框架321和用于固定电池箱4的旋转锁销322，本体框架321 具有多级移动机构，可以左右伸出足够长的距离，使本体框架321可以覆盖待换电车辆上的电池箱，同时可以对电池箱进行定位，旋转锁销322包括销杆和电机，伸缩货叉装置32向外伸出定位电池箱后，随升降部312下降，旋转锁销322上的销杆对应并伸进电池箱上的矩形开口41，电机驱动销杆转动90°使销杆卡住矩形开口41，升降部312向上提升，可将解锁后的电池箱4从车载电池架12上提取出来。

电池箱充储区域2设置在车辆停靠区域1的一侧或两侧，电池箱充储区域2设有至少包括一层可多个水平并排放置电池箱的框架21，电池箱放置的位置均设有与电池箱对应的插接器，用于电池箱充电。设定框有M层，每层可同时放置N个电池箱，则采用此堆垛放置方法最多可放置MXN个电池箱，可满足持续换电存储要求。

参见图7所示为一种纯电动重载卡车充换电系统实施例二，车辆停靠区域1两侧由内至外分别设置有堆垛系统3以及电池箱充储区域2，两侧的电池箱充储区域2至少有1个满电电池箱，待换电车辆11停车后，一侧的堆垛系统3提取待换电车辆上的亏电电池箱，同步的，另一侧的堆垛系统3则从同侧的电池箱充储区域2上提取满电电池箱，待一侧的堆垛系统3 放置亏电电池箱至电池箱充储区域2时，同步的，另一侧的堆垛系统3则将满电电池箱放置在待换电车辆11上，完成一个换电流程。两侧的堆垛系统3同步提取亏电/满电电池箱，同步放置亏电/满电电池箱，相对于实施例一可将总换电时间再缩短一半，换电流程更紧凑。

本实用新型采用侧向堆垛的方式可以实现大体积电池箱的快速提取和放置，同时针对重载卡车大体积动力电池组的特点，增加堆垛式的充储平台，充分利用换电站的高度空间，大大增加换电站电池箱存储容量，保证始终有满电电池箱可供换用，提高换电效率。

上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。

Claims (3)

1.一种纯电动重载卡车侧向充换电系统，其特征在于，包括：

车辆停靠区域(1)，用于停放待换电车辆(11)；

电池箱充储平台(2)，设置在所述车辆停靠区域(1)的外侧，至少包括一层可多个水平并排放置电池箱的框架，用于电池箱的存储和充电；

堆垛系统(3)，包括堆垛机器人(31)和伸缩货叉装置(32)，所述堆垛机器人(31)包括沿所述电池箱充储平台(2)长度方向自由移动的行走部(311)，沿所述电池箱充储平台(2)高度方向自由移动升降部(312)以及可水平自由旋转的旋转部(313)；所述伸缩货叉装置(32)固定设置在所述旋转部(313)下。

2.根据权利要求1所述的一种纯电动重载卡车侧向充换电系统，其特征在于，所述待换电车辆(11)上安装有固定电池箱的车载电池架(12)，所述车载电池架(12)包括放置电池箱过程中起粗导向作用的下导向板(122)，起精定位作用的销(123)，与电池箱电连接的插接器(125)以及固定所述电池箱的锁止装置(124)。

3.根据权利要求1所述的一种纯电动重载卡车侧向充换电系统，其特征在于，所述伸缩货叉装置(32)包括本体框架(321)，所述本体框架(321)具有多级移动机构，使所述本体框架(321)左右向外伸出，固定设在所述本体框架(321)四侧上的旋转锁销(322)，与所述电池箱(4)顶部卡接。

Images