CN215097116U - 一种车辆电池包更换的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种车辆电池包更换的装置，属于新能源车辆领域。针对现有电池包更换设备复杂笨重，成本高的问题，本实用新型提供一种车辆电池包更换的装置，它包括底架，底架上设有用于升降机构在底架上移动的轨道，升降机构与升降台连接，所述升降台上设有用于与电池包底板接触的滚动板，滚动板与电池包底板接触的一边两端均设有对接锁止件，滚动板的中部设有凹槽，凹槽内设有用于拖拉电池包的拖拉机构，拖拉机构与驱动件连接实现在拖拉机构在凹槽内的移动。本实用新型通过滚动板与电池包底板对接形成平面，带轮子的电池包能够平稳过渡至滚动板上，再由拖拉机构进行电池包的输送，整个装置简单，输送稳定性较高，成本低且实现电池包的灵活更换。

Description

一种车辆电池包更换的装置

技术领域

本实用新型属于新能源车辆技术领域，更具体地说，涉及一种车辆电池包更换的装置。

背景技术

随着汽车拥有量的增加，传统的汽车使用石油作为燃料对大气环境的污染越来越严重，为了减小使用石油汽油对大气环境的污染，新能源电动汽车的研究便成为了热门课题。但是新能源汽车在使用过程中仍然存在一些问题，譬如现有电动汽车电量耗尽时，快速充电站充满一辆汽车供电电池一般需要几十分钟，且充电期间必须依托并靠近电源，耗费时间较长，充电效率极低。目前针对此种情况的解决方式是更换电池，通过更换电动汽车来增加汽车的续航能力。但新的问题随之出现：因电池重量大，在更换过程中需要多个人进行拆卸，浪费了大量人力；同时在更换过程中，电池的拆装操作繁琐，需要大量时间，从而导致更换效率差，容易造成电池更换时出现排队和拥堵的问题。因此现有市场中更换电池是采用移动导轨机器人，配合导轨固定和配重的方式，把将近三吨左右的电池包取下再换上，由于电池包本身的特性，要求更换电移动平台自身重量很大，较为笨重，必须依靠固定的导轨来做到平衡，无法灵活移动。

针对上述问题也进行了相应的改进，如中国专利申请号CN201811384981.9，公开日为2020年5月29日，该专利公开了一种新型纯电动汽车电池包快速更换机构，包括汽车底盘、支撑机构和缓冲机构，所述汽车底盘的内部开设有电池储存槽，所述电池储存槽的底部通过第三转轴转动连接有翻转板，所述电池储存槽的上表面放置有电池，所述电池储存槽远离第三转轴一侧的两端分别固定连接有第一卡座，本实用新型通过支撑机构将汽车底盘撑起，再对翻转板进行拆卸，当翻转板进行下降的时候，通过缓冲机构能降低翻转板下降的速度，方便了对电动汽车电池的更换。该专利的不足之处在于：虽解决了不用去专业的修理厂进行更换，但是结构复杂，使得电动汽车负载增大，部件之间的维修也较为繁琐。

又如中国专利申请号CN202011406771.2，公开日为2021年2月26日，该专利公开了一种自动化电池基站的车载电池包更换机构，包括：设置在地面上的地沟，地沟中的承接台和千斤顶，以及与地沟相连接的电池基站，承接台与地沟通过滑轨滑动连接，承接台还能够通过辅助校准机构实现横向和纵向的校准，以对准电池腔的亏电电池开口并承接亏电电池包；电池基站内设置有若干回收电池腔和动力电池腔，电池基站上设置有一夹持装置，夹持装置通过升降杆调整高度；电池基站上设置有对位机构；夹持装置夹持更换的亏电电池包和电池基站内的动力电池包。该专利的不足之处在于：承接台单纯起到承接过渡作用，整体机构占地面积较大同时增加成本。

实用新型内容

1、要解决的问题

针对现有技术中电池包更换设备复杂笨重，成本高的问题，本实用新型提供一种车辆电池包更换的装置。本实用新型通过滚动板与电池包底板对接形成平面，带轮子的电池包能够平稳过渡至滚动板上，再由拖拉机构进行电池包的输送，整个装置简单，输送稳定性较高，成本低且实现电池包的灵活更换。

2、技术方案

为解决上述问题，本实用新型采用如下的技术方案。

一种车辆电池包更换的装置，包括底架，底架上设有用于升降机构在底架上移动的轨道，升降机构与升降台连接，所述升降台上设有用于与电池包底板接触的滚动板，滚动板与动力源连接实现滚动板朝着电池包底板方向前进或后退，滚动板与电池包底板接触的一边两端均设有对接锁止件，滚动板的中部设有凹槽，凹槽内设有用于拖拉电池包的拖拉机构，拖拉机构与驱动件连接实现拖拉机构在凹槽内的移动。

更进一步的，所述拖拉机构包括呈相对设置的推手和拉手，推手和拉手之间设有驱动件，推手和拉手上均设有用于固定电池包的固定件。

更进一步的，所述固定件包括动力件，动力件与伸缩杆连接，通过伸缩杆的伸或缩完成与电池包的固定或松开。

更进一步的，推手和拉手均呈倒“L”形。

更进一步的，所述驱动件包括电机，电机的输出轴与传动轴连接，传动轴一端设有传动齿轮，传动齿轮与动力轨啮合，动力轨设置在凹槽内。

更进一步的，所述滚动板的两侧均设有限位板，限位板与滚动板呈垂直设置。

更进一步的，限位板上设有用于锁紧电池包的限位锁止件。

更进一步的，滚动板与电池包底板接触的一边设有传感器。

更进一步的，所述升降机构包括底座，底座上设有伸缩件，伸缩件与活动支架连接，底座的底部设有车轮，活动支架的一端与底座铰接，另一端与设置在活动支架上端的支撑架铰接。

更进一步的，升降台与滚动板之间设有旋转台。

3、有益效果

相比于现有技术，本实用新型的有益效果为：

(1)本实用新型采用滚动板与车辆上的电池包底板接触，滚动板与电池包底板之间形成一个平面，因电池包底部配有滑行轮，且滚动板上的对接锁止件进一步对两个板之间的对接起到固定作用，方便电池包从电池包底板到滚动板上的一个平稳过渡，使得大型电池包的输送较为轻便；同时电池包采用拖拉机构对其从电池包底板上拉出并输送至相应位置，操作简便，将拖拉机构设置在滚动板凹槽内，无需额外布置占用空间，即不会对电池包及周围其他部件发生干涉也节省成本，整个电池包输送的稳定性较高；滚动板可根据升降台的升降实现与电池包底板的精准对接，进一步保证电池包输送的顺畅性以及安全性；

(2)本实用新型中的拖拉机构包括用于将电池包从电池包底板上拉出的拉手以及将电池包推进充电平台内的推手，推拉手之间设置驱动件，使得推拉手均与一个驱动件连接形成一个整体，驱动件首先驱动拉手动作完成电池包到滚动板上且在滚动板上滑行至相应位置，再由驱动件驱动推手将滚动板上的电池包放入至充电平台内，这样的设置有效保证电池包能够完全脱离滚动板进入到充电平台内，提高整个电池包输送过程的安全性以及平稳性；

(3)本实用新型中电池包上设有固定孔，通过动力件驱动伸缩杆的伸出或缩回完成与电池包的固定或松开，结构简单且易于操作，只需控制动力件便可实现，无需人力固定耗费劳动力，且有效提高了工作效率；同时将推拉手均设置呈倒“L”形，“L”形中的竖直段呈垂直设置在凹槽内，通过水平段与电池包发生连接，整体结构较为平稳，且方便与电池包的连接；

(4)本实用新型采用电机驱动传动轴旋转，传动轴带动齿轮旋转，齿轮与动力轨啮合实现拖拉机构在凹槽内的移动，因考虑到电池包的重量较大一般可达到三吨左右，采用齿轮啮合传动的方式为拖拉机构移动提供动力，工作平稳性能较高，继而提高电池包输送的稳定性能，使用寿命长，减小部件的维修次数，节省整个装置的维修成本；

(5)本实用新型在滚动板的两侧均设有限位板，限位板对电池包在滚动板上的移动起到一个限位作用，避免电池包发生晃动或连接不稳固跌落至滚动板外，进一步保证电池包输送的稳定性；且在限位板上设有限位锁止件，当电池包需在滚动板上不动时，限位锁止件有效对电池包进行一个锁住，避免电池包在滚动板上晃动发生损坏；

(6)本实用新型在滚动板与电池包底板接触的一边设有传感器，传感器对两个板之间的对接进行一个探测，保证两个板之间对接的准确性；同时在升降台与滚动板之间设有一个旋转台，一方面通过旋转台调整细微角度，使得滚动板与电池包底板完全形成一个平面；另一方面是当车辆停住车辆本身具有一定倾斜时完成对接过程；整个实现无缝对接，保证电池包完好无损的从电池包底板进入到滚动板，进一步保证电池包的质量，避免电池包发生损坏。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1中A部位的放大图；

图3为升降装置的结构示意图。

图中：1、底架；2、车轮；3、升降台；4、旋转台；5、限位锁止件；6、升降机构；61、底座；62、活动支架；63、支撑架；64、伸缩件；7、限位板；8、对接锁止件；9、推手；10、拉手；11、移动轨；12、动力轨；13、滚动板。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本实用新型进一步进行描述。

实施例1

在本申请中，尤其是针对新能源重卡中的电池包更换，因重卡上的电池包重达三吨左右，现有的电池包更换设备较为笨重，无法实现电池包的轻便灵活运输，成本较高。因此如图1、图2和图3所示，特提出一种车辆电池包更换的装置，其具体包括底架1，底架1上设有用于升降机构6在底架1上移动的轨道，因电池包的更换是指将车辆上的用完电量的电池包送至充电平台内，再将充电平台内的满格电量的电池包送至车辆内。因此在底架1上设有轨道，升降机构6与车轮2连接实现升降机构6在轨道上的行驶，方便升降机构6到达指定位置譬如说车辆或充电平台附近，随后完成相应的操作。升降机构6与升降台3连接，通过升降机构6升降带动升降台3的升降，使整个装置适用各种车辆下电池包部位可能出现的高度不一致的情况。具体的，在本实施中升降机构6包括底座61，底座61为整个升降机构6的安装基座，底座61上设有伸缩件64，底座61的底部设有车轮2，通过车轮2实现底座61在底架1上的移动，活动支架62的一端与底座61铰接，另一端与设置在活动支架62上端的支撑架63铰接，控制支撑架63的上升或下降，伸缩件64的伸缩端与活动支架62连接用于驱动活动支架62带动支撑架63升降，支撑架63上设有升降台3，本实施中采用液压缸作为伸缩件64，结构简单，动力传输平稳。其它能够实现升降功能的升降机构6均可使用在本申请中。升降台3上设有用于与电池包底板接触的滚动板13，滚动板13与动力源连接实现滚动板13朝着电池包底板方向前进或后退。所述动力源可为气缸或液压缸，结构简单，动力传输平稳。在这值得说明的是：所谓接触是指滚动板13与电池包底板对接形成一个平面。电池包底板呈矩形，将滚动板13也设置为矩形，电池包底板中的一条边两端与滚动板13一条边的两端分别拼合对接，使其形成一个平面。在本实施中进行定义：滚动板13与电池包底板拼合接触的一边为滚动板13的宽。滚动板13的宽度大小以能容纳电池包在滚动板13上滑行为基准设置，保证电池包能够在滚动板13上进行滑行，并不与其它部件发生干涉。采用滚动板13与电池包底板对接设置形成平面是为了考虑到因电池包的重量非常大，对电池包在电池包底板上进行抓取采用悬空挑起的方式比较费力，现在将电池包底板和滚动板13形成一个无缝平面，可以使得电池包从电池包底板上平移至滚动板13上，随后在滚动板13上进行电池包的移动，灵活移动电池包，同时采用平移的方式能省能耗。并且可以通过在电池包的底部设轮子，通过轮子进行平移，进一步保证电池包能够轻松快捷的从电池包底板移动至滚动板13上。

滚动板13与电池包底板接触的一边两端均设有对接锁止件8，对接锁止件8的设置则保证当两块板拼合接触后不会发生相对错开和移动，保证在电池包平移过程中始终处于固定状态，保证电池包的平移过程顺利。具体的，对接锁止件8包括固定板，固定板的一半设置在滚动板13端部上，另一半延伸出滚动板13端部，同时在滚动板13端部上的固定板上设有销孔，销孔内设有销轴。当滚动板13与电池包底板接触后，固定板延伸出滚动板13的一半压在电池包底板上，同时在固定板的销孔内插入销轴固定，实现电池包底板与滚动板13之间进行固定，方式简单，成本低且紧固性能高，当然，固定板13的设置以不干涉电池包底板与滚动板13接触为原则。滚动板13的中部设有凹槽，凹槽内设有用于拖拉电池包的拖拉机构，拖拉机构与驱动件连接实现拖拉机构在凹槽内的移动。在滚动板13的中部设置凹槽，使得拖拉机构在凹槽进行移动实现电池包在滚动板13上的移动，一来因电池包在滚动板13两边的接触面积相同，使得电池包在滚动板13的移动较为平稳；二来直接将拖拉机构集成设置在滚动板13的内部，无需额外占用空间，减小整个装置的占地面积，从而减小成本，同时避免拖拉机构受到外界环境的干扰发生损坏，对拖拉机构起到保护作用。

本实用新型通过滚动板13与电池包底板对接形成一个平面，带轮子的电池包能够平稳过渡至滚动板13上，再由拖拉机构进行电池包从滚动板13向充电平台上的输送，整个装置简单，过程简便，输送稳定性较高，成本低且能够实现电池包的灵活更换。通过升降机构6实现不同高度下电池包底板与滚动板13之间的精准对接，整个装置的适用性能广，具有较高的使用前景。

实施例2

基本同实施例1，一般来说，需要更换电池包的车辆行驶至充电平台附件，与充电平台呈面对面设置，本实施中车辆电池包更换的装置设置在车辆与充电平台中间，为了进一步保证电池包输送的平稳性能，车辆电池包更换的装置中的拖拉机构具体包括呈相对设置的推手9和拉手10，推手9用于将电池包从滚动板13上推至充电平台内，拉手10用于将电池包从电池包底板拉至滚动板13上。推手9和拉手10之间设有驱动件，推拉手均与该驱动件连接，驱动件分别为推手9或拉手10提供动力，推拉手与驱动件形成一个整体在凹槽内移动。具体的，凹槽沿着电池包运动方向的两侧设有移动轨11，两个移动轨11之间构成一个滑道，推拉手的底部均设有滑块，通过滑块在滑道内移动实现推拉手的移动。推手9和拉手10上均设有用于固定电池包的固定件。采用推拉手配合的方式进行电池包从电池包底板到充电平台内的一个转运，有效保证电池包能够完全脱离滚动板13进入到充电平台内，提高整个电池包输送过程的安全性以及平稳性，且有效对驱动件进行一个保护，避免驱动件受到外界环境干扰发生损坏，同时避免拖拉机构在完成电池包转运过程中与周围部件发生干涉，整体结构简单，使用寿命长，电池包转运灵活。

更进一步的，在本实施中固定件包括动力件，动力件与伸缩杆连接，通过伸缩杆的伸或缩完成与电池包的固定或松开。在现有的电池包上均设有孔，用于固定电池包和其它部件之间的连接。具体的，动力件可为气缸或液压缸，当拉手10需要与电池包固定时，动力件动作带动伸缩杆伸出，伸出至电池包上的孔中，完成固定；当推手9需要与电池包固定时，拉手10上的动力件驱动伸缩杆收回完成与电池的松开；此时推手9上的动力件驱动伸缩杆伸出完成与电池包的固定。优选的，推手9和拉手10均呈倒“L”形，“L”形中的竖直段呈垂直设置在凹槽内，水平段上设有固定件用于与电池包发生连接，这样的设置整体推拉手结构较为平稳，且水平段可伸出至凹槽外，更好的补偿与电池包之间的距离，方便电池包的完全拉出电池包底板和完全推进至充电平台内。

同时本实施中的驱动件包括电机，电机的输出轴与传动轴连接，传动轴的一端设有传动齿轮，传动齿轮与动力轨12啮合，动力轨12设置在凹槽内，传动轴与推拉手连接。考虑到电池包的重量较大一般可达到三吨左右，因此通过传动齿轮与动力轨12啮合的传动方式为推拉手的移动提供动力，工作平稳性能较高，继而提高电池包输送的稳定性能，使用寿命长，减小部件的维修次数，节省整个装置的维修成本。

实施例3

基本同实施例2，为了保证电池包在输送过程中不受到外界环境的干扰，在本实施中在滚动板13的两侧均设有限位板7，限位板7与滚动板13呈垂直设置。限位板7的设置则使得电池包在滚动板13上的运输更为稳定，避免电池包发生晃动或与拖拉机构连接不稳固跌落至滚动板外13的情形发生，提高电池包的使用寿命。更进一步的，当电池包需从滚动板13上移动至充电平台时，需先将整个装置移动至充电平台附近，此时不需要电池包在滚动板13上继续滑行，为了保证电池包在滚动板13上的稳固性，在限位板7上设有用于锁紧电池包的限位锁止件5，限位锁止件5包括电动伸缩杆，当需要固定电池包时，电动伸缩杆伸出与电池包接触并抵住电池包从而限制电池包在滚动板13上的位移，每个限位板7上设有两个限位锁止件5，四个限位锁止件5呈对称设置，有效对电池包的四个部位进行抵住接触，提高电池包在滚动板13上稳固性。

实施例4

基本同实施例3，为了保证滚动板13与电池包底板对接的平稳性，在本实施中滚动板13与电池包底板接触的一边设有传感器。传感器的数量可根据实际情况进行确认。传感器对滚动板13与电池包底板之间的对接进行一个探测，通过传感器判断是否对接成功，保证两个板之间对接的准确性。因传感器判断两个物体是否对接成功在现有技术中较为常见，且不属于本申请的核心创新点，因此不再对传感器的结构以及如何实现其功能做详细赘述。更进一步的，在本实施中在升降台3与滚动板13之间设有旋转台4，一方面通过旋转台4调整细微角度，使得滚动板13与电池包底板完全形成一个平面；另一方面是当车辆停住车辆本身具有一定倾斜时完成对接过程；整个实现无缝对接，保证电池包完好无损的从电池包底板进入到滚动板13，进一步保证电池包的质量，避免电池包发生损坏。

本实用新型的具体工作如下：

S1：当车辆需进行电池包的更换时，升降机构6通过车轮2在底架1上移动，移动至对应位置(即与车辆平行)；

S2：根据车辆电池包的高度升降机构6开始工作，使得滚动板13与电池包底板在同一高度；

S3：动力源开始工作，使得滚动板13向着电池包底板的方向前进，完成滚动板13与电池包底板之间的对接形成平面，该过程可以通过传感器来判断是否对接上；也可以在对接过程中通过旋转台4自动调节使两端面可以有效对接成功，再通过对接锁止件8进行锁止，以达到移动电池包过程中的安全可靠；

S4：对接完成后，拖拉机构开始工作，与电池包通过销锁连接，再将电池包拖移至滚动板13上；同时，当不需要电池包移动时，为防止电池包在滚动板13上移动，通过限位锁止件5对电池包进行定位锁止；

S4：再将滚动板13上的电池包移至充电平台，当需移动至充电平台时，可将滚动板13与充电平台接触对接形成平面，同时再用对接锁止件8进行锁紧，其具体调节过程与滚动板13和电池包底板形成平面一致，再把满电的电池包从充电平台上移至移动至滚动板13，再从滚动板13上移至车辆上。

本实用新型所述实例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型构思和范围进行限定，在不脱离本实用新型设计思想的前提下，本领域工程技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种车辆电池包更换的装置，包括底架(1)，底架(1)上设有用于升降机构(6)在底架(1)上移动的轨道，升降机构(6)与升降台(3)连接，其特征在于：所述升降台(3)上设有用于与电池包底板接触的滚动板(13)，滚动板(13)与动力源连接实现滚动板(13)朝着电池包底板方向前进或后退，滚动板(13)与电池包底板接触的一边两端均设有对接锁止件(8)，滚动板(13)的中部设有凹槽，凹槽内设有用于拖拉电池包的拖拉机构，拖拉机构与驱动件连接实现拖拉机构在凹槽内的移动。

2.根据权利要求1所述的一种车辆电池包更换的装置，其特征在于：所述拖拉机构包括呈相对设置的推手(9)和拉手(10)，推手(9)和拉手(10)之间设有驱动件，推手(9)和拉手(10)上均设有用于固定电池包的固定件。

3.根据权利要求2所述的一种车辆电池包更换的装置，其特征在于：所述固定件包括动力件，动力件与伸缩杆连接，通过伸缩杆的伸或缩完成与电池包的固定或松开。

4.根据权利要求2或3所述的一种车辆电池包更换的装置，其特征在于：推手(9)和拉手(10)均呈倒“L”形。

5.根据权利要求1所述的一种车辆电池包更换的装置，其特征在于：所述驱动件包括电机，电机的输出轴与传动轴连接，传动轴的一端设有传动齿轮，传动齿轮与动力轨(12)啮合，动力轨(12)设置在凹槽内。

6.根据权利要求1或5所述的一种车辆电池包更换的装置，其特征在于：所述滚动板(13)的两侧均设有限位板(7)，限位板(7)与滚动板(13)呈垂直设置。

7.根据权利要求6所述的一种车辆电池包更换的装置，其特征在于：限位板(7)上设有用于锁紧电池包的限位锁止件(5)。

8.根据权利要求1或6所述的一种车辆电池包更换的装置，其特征在于：滚动板(13)与电池包底板接触的一边设有传感器。

9.根据权利要求1所述的一种车辆电池包更换的装置，其特征在于：所述升降机构(6)包括底座(61)，底座(61)上设有伸缩件(64)，伸缩件(64)与活动支架(62)连接，底座(61)的底部设有车轮(2)，活动支架(62)的一端与底座(61)铰接，另一端与设置在活动支架(62)上端的支撑架(63)铰接。

10.根据权利要求1或9所述的一种车辆电池包更换的装置，其特征在于：升降台(3)与滚动板(13)之间设有旋转台(4)。

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