CN215398264U - 堆垛式换电执行机构和电动重卡侧换式充换电系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种堆垛式换电执行机构和电动重卡侧换式充换电系统，堆垛式换电执行机构包括电池箱移载伸缩组件和回转式自复位托台，所述电池箱移载伸缩组件包括：伸缩固定部、与所述伸缩固定部滑动相连的伸缩杆、用于驱动所述伸缩杆相对所述伸缩固定部伸缩的伸缩动力部；所述回转式自复位托台包括：固定底座、托台上座和弹性装置，所述固定底座安装于所述伸缩杆上，所述托台上座设于所述固定底座上且所述固定底座转动相连，所述弹性装置设于所述固定底座与所述托台上座之间。该发明旨在解决现有技术中的换电执行机构存在的施工难度大、对操作人员的要求高的技术问题。

Description

堆垛式换电执行机构和电动重卡侧换式充换电系统

技术领域

本发明属于电动重卡换电系统技术领域，尤其涉及一种堆垛式换电执行机构和电动重卡侧换式充换电系统。

背景技术

现有技术的电动重卡换电站中，一种结构中为：采用吊装的结构对电动重卡的电池进行更换。该种结构的不足在于，吊装执行机构采用行车起重机，行车起重机属于特种设备范畴，每年必须年检，以保证现场作业的安全。且采用吊装的结构，换电站整体建筑较高，不属于临建范畴，建站必须报建等。即，现有技术存在施工难度大、维护成本高且安全性较差的技术问题。

现有技术中还公开了一种侧出式集装箱换电站，其利用堆垛机实现电池的更换。该堆垛机的结构为：包括一个上轨道、下轨道，设于上轨道、下轨道之间的堆垛机活动框，所述堆垛机活动框上下两端滑设在上轨道和下轨道上，所述堆垛机活动框受一电机驱动可左右活动，堆垛机活动框中滑设有一个可上下活动的升降台，所述升降台上设有电池抓取运输机构。该侧出式集装箱换电站的不足在于，利用该堆垛机进行电池的抓取时，堆垛机移动到电池的位置，并精确对齐后，才能进行抓取。该种结构的不足在于，为了保证堆垛机的抓取部与电池位置对齐，需要操作人员进行精确控制，对操作人员的要求高，影响作业效率。

发明内容

(一)要解决的技术问题

基于此，本发明提出了一种堆垛式换电执行机构和电动重卡侧换式充换电系统，该堆垛式换电执行机构和电动重卡侧换式充换电系统旨在解决现有技术中的换电执行机构存在的施工难度大、对操作人员的要求高的技术问题。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提出了一种堆垛式换电执行机构，包括电池箱移载伸缩组件和回转式自复位托台，所述电池箱移载伸缩组件包括：伸缩固定部、与所述伸缩固定部滑动相连的伸缩杆、用于驱动所述伸缩杆相对所述伸缩固定部伸缩的伸缩动力部；所述回转式自复位托台包括：固定底座、托台上座和弹性装置，所述固定底座安装于所述伸缩杆上，所述托台上座设于所述固定底座上且所述固定底座转动相连，所述弹性装置设于所述固定底座与所述托台上座之间。

优选的，所述回转式自复位托台还包括设于所述固定底座和所述托台上座之间用于实现二者转动相连的回转轴承。

优选的，所述弹性装置包括：压缩弹簧、分别设于所述压缩弹簧两端且与所述压缩弹簧相连的上固定板和下固定板，所述上固定板固定于所述托台上座上，所述下固定板固定于所述固定底座上。

优选的，所述弹性装置的数量为四套，四套所述弹性装置环绕所述回转轴承的旋转轴设置，四套所述弹性装置分别到所述旋转轴的距离相等，四套所述弹性装置相互平行。

优选的，所述回转式自复位托台还包括定位销轴，所述定位销轴的数量为两个，两个所述定位销轴分别设于所述回转轴承的旋转轴的两侧。

优选的，所述回转式自复位托台还包括设于所述托台上座上的斜面导向块，所述托台上座整体为长方形板状，所述斜面导向块的数量为四块，四块所述斜面导向块两两一组设于所述托台上座的四角，所述斜面导向块上设有用于导向的斜面缺口，每组所述斜面导向块中的斜面缺口相对设置。

优选的，两个所述定位销轴均位于四个所述斜面导向块围成的区域内。

优选的，所述堆垛式换电执行机构还包括换电小车支架和移动框架，所述伸缩固定部安装于所述换电小车支架上；所述移动框架包括横梁、由所述横梁的两端分别向上延伸的两根立柱，所述移动框架设于两根所述立柱之间，所述堆垛式换电执行机构还包括用于驱动所述换电小车支架沿所述立柱升降的升降动力驱动件。

本发明还公开了一种电动重卡侧换式充换电系统，包括如上所述的堆垛式换电执行机构，所述电动重卡侧换式充换电系统还包括导轨，所述横梁下方设有行走轮，所述电动重卡侧换式充换电系统还包括用于驱动所述行走轮沿所述导轨行走的行走动力部；所述导轨的一侧设有电池箱集成车架，所述电池箱集成车架的一侧设有集成充电舱。

优选的，将所述堆垛式换电执行机构、所述导轨、所述行走轮、所述行走动力部、所述电池箱集成车架、所述集成充电舱整体设为第一换电单元，所述堆垛式换电执行机构还包括待换电车辆通道，所述堆垛式换电执行机构还包括与所述第一换电单元为对称结构的第二换电单元，所述第一换电单元和所述第二换电单元分别设于所述待换电车辆通道的两侧。

(三)有益效果

本发明与现有技术对比，本发明堆垛式换电执行机构和电动重卡侧换式充换电系统的有益效果主要包括：

本发明电动重卡侧换式充换电系统中应用了堆垛式换电执行机构，其适用于电池箱布置在车架大梁两侧的电动重卡，该类车辆降低了电池箱的重心，保证了车辆的行驶安全，换电执行机构采用堆垛式结构，避免了设备落入特种设备的范畴。堆垛式换电执行机构中采用回转自复位托台，克服了待换电车辆停车歪斜不便于换电的问题，降低了对驾驶员的停车精准度的要求。提高换电效率，缩短换电时间。

本发明电动重卡侧换式充换电系统占地面积小，其长度可根据电池箱储备数量而定，整体结构简单，采用模块集成理念将设备集成分为几大模块，可实现快速转场和安装。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：

图1为本发明实施方式的堆垛式换电执行机构的立体图；

图2为本发明实施方式的堆垛式换电执行机构中的回转式自复位托台的立体图；

图3为本发明实施方式的堆垛式换电执行机构中的回转式自复位托台的剖视图；

图4为本发明实施方式的堆垛式换电执行机构中的回转式自复位托台的俯视图；

图5为本发明实施方式的电动重卡侧换式充换电系统的俯视示意图；

图6为本发明实施方式的电动重卡侧换式充换电系统的左视示意图。

附图标记说明：

01.第一换电单元，02.第二换电单元，03.待换电车辆通道，04.电动重卡，1.堆垛式换电执行机构，2.导轨，3.行走轮，4.电池箱集成车架，5.集成充电舱，11.电池箱移载伸缩组件，12.回转式自复位托台，13.换电小车支架，14.横梁，15.立柱，111.伸缩固定部，112.伸缩杆，121.固定底座，122.托台上座，123.弹性装置，124.回转轴承，125.定位销轴，126.斜面导向块，1231.压缩弹簧，1232.上固定板，1233.下固定板，1261.斜面缺口。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通，也可以是“传动连接”，即通过带传动、齿轮传动或链轮传动等各种合适的方式进行动力连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图1-6对本发明作进一步的说明。

请重点参考附图1-4，一种堆垛式换电执行机构1，包括：电池箱移载伸缩组件11、回转式自复位托台12。电池箱移载伸缩组件11包括：伸缩固定部111、与伸缩固定部111滑动相连的伸缩杆112、用于驱动伸缩杆112相对伸缩固定部111伸缩的伸缩动力部；回转式自复位托台12包括：固定底座121、托台上座122和弹性装置123，固定底座121安装于伸缩杆112上，托台上座122设于固定底座121上且固定底座121转动相连，弹性装置123设于固定底座121与托台上座122之间。

本实施方式中，堆垛式换电执行机构1用于电池箱的取换，弹性装置123用于限制固定底座121与托台上座122之间的旋转角度，同时弹性装置123用于保证托台上座122旋转后复位。电池箱移载伸缩组件11采用往复式伸缩结构，既可以前伸，也可以后伸。电池箱换电时，电动重卡04司机停车后，若待换电车辆进站后车身与堆垛式换电执行机构1不平行，当伸缩杆112靠近电池箱时，通过回转式自复位托台12的回转结构使电池箱与托台上座122平行，便于电池箱平稳、对正后安装上去。具体地，当回转式自复位托台12靠近电池箱时，通过电池箱移载伸缩组件11的挤压，使托台上座122旋转一定角度与电池箱底座对齐。在电池箱脱离固定支架上的定位销后，在弹性装置123的作用下使托台上座122和电池箱一起反向旋转一定角度，复位到初始位置，同时弹性装置123可防止电池箱在移动过程中随意摆动。

根据本发明的具体实施方式，回转式自复位托台12还包括设于固定底座121和托台上座122之间用于实现二者转动相连的回转轴承124。本实施方式中，回转轴承124用于实现托台上座122和固定底座121之间的转动相连。

根据本发明的具体实施方式，弹性装置123包括：压缩弹簧1231、分别设于压缩弹簧1231两端且与压缩弹簧1231相连的上固定板1232和下固定板1233，上固定板1232固定于托台上座122上，下固定板1233固定于固定底座121上。弹性装置123的数量为四套，四套弹性装置123环绕回转轴承124的旋转轴设置，四套弹性装置123分别到旋转轴的距离相等，四套弹性装置123相互平行。本实施方式中，利用多个弹性装置123可提供较大的弹性力，利于托台上座旋转复位。多个弹性装置123环绕回转轴承124的旋转轴设置，该结构通过多个弹性装置123共同作用，利于提高结构的平稳性，保证弹性装置123能平稳地实现限位的功能。保证电池箱在移动过程中的稳定性。

根据本发明的具体实施方式，回转式自复位托台12还包括定位销轴125，定位销轴125的数量为两个，两个定位销轴125分别设于回转轴承124的旋转轴的两侧。回转式自复位托台12还包括设于托台上座122上的斜面导向块126，托台上座122整体为长方形板状，斜面导向块126的数量为四块，四块斜面导向块126两两一组设于托台上座122的四角，斜面导向块126上设有用于导向的斜面缺口1261，每组斜面导向块126中的斜面缺口1261相对设置。两个定位销轴125均位于四个斜面导向块126围成的区域内。本实施方式中，斜面导向块126用于取电池箱时粗导向定位。定位销轴125安装在托台上座122上，用于取电池箱时精导向定位。具体地，换电时，斜面导向块126先接触电池箱，在导向斜面的作用下，托台上座122往上靠近电池箱，当托台上座122与电池箱未对正时，电池箱将压迫托台上座122沿Y轴向旋转一定距离实现对正，当托台上座122继续上升时，定位销轴125插入电池箱的对应销孔中，实现精确定位。

根据本发明的具体实施方式，堆垛式换电执行机构1还包括换电小车支架13和移动框架，伸缩固定部111安装于换电小车支架13上；移动框架包括横梁14、由横梁14的两端分别向上延伸的两根立柱15，移动框架设于两根立柱15之间，堆垛式换电执行机构1还包括用于驱动换电小车支架13沿立柱15升降的升降动力驱动件。本实施方式中，利用移动框架形成支撑结构，利用换电小车支架13安装伸缩固定部111。如此，在升降动力驱动件的作用下，驱动换电小车支架13沿立柱15升降，如此实现回转式自复位托台12的上升和下降。

请重点参考附图5-6，本发明还公开了一种电动重卡侧换式充换电系统，包括如上述的堆垛式换电执行机构1，电动重卡侧换式充换电系统还包括导轨2，横梁14下方设有行走轮3，电动重卡侧换式充换电系统还包括用于驱动行走轮3沿导轨2行走的行走动力部；导轨2的一侧设有电池箱集成车架4，电池箱集成车架4的一侧设有集成充电舱5。将堆垛式换电执行机构1、导轨2、行走轮3、行走动力部、电池箱集成车架4、集成充电舱5整体设为第一换电单元01，堆垛式换电执行机构1还包括待换电车辆通道03，堆垛式换电执行机构1还包括与第一换电单元01为对称结构的第二换电单元02，第一换电单元01和第二换电单元02分别设于待换电车辆通道03的两侧。

本实施方式中，待换电车辆通道03，用于带换电车辆通行和停放；待换电车辆通道03设置在电动重卡侧换式充换电系统中间。集成充电舱5用于电池箱的充电，集成充电舱5内集成满足电动重卡侧换式充换电系统需求的充电机，通过线缆与电池箱集成车架4上的充电连接器相连，给电池箱充电，集成充电舱5内设有通风空调系统，用于充电机的通风调温。所有充电设备集成安装在集成充电舱5内形成一个独立集成模块。行走动力部可驱动行走轮3沿导轨2行走，如此，可将电池箱移动到不同位置的电池箱集成车架4或从不同位置电池箱集成车架4上将电池箱取出。

更具体地，电池箱集成车架4包括：位于底座上的用于支撑电池箱的立柱组件、位于下部、上部的导轨钢梁。其中：支承立柱组件用于支承电池箱，下部、上部导轨钢梁上用于支承堆垛式换电执行机构沿导轨2的做直线运动，导轨2为钢轨，其两端设有限位装置。

更具体地，电池箱集成车架4用于存储电池箱，支撑立柱组件上设有充电连接器、电池箱导向定位装置和电池箱在位开关；其中，电池箱充电连接器为电池箱充电；电池箱导向定位装置用于固定电池箱；电池箱在位开关用于检测电池箱是否在位。

更具体地，堆垛式换电执行机构1还包括上横梁14，升降动力驱动件包括钢丝绳，换电小车支架13在钢丝绳的牵引下，可沿立柱15导轨2做Y方向的移动；换电小车支架13上装有电池箱移载伸缩组件11，可实现电池箱在Z方向的移动；电池箱移载伸缩组件11装有电池箱回转自适应结构(弹性装置123和回转轴承124)，堆垛式换电执行机构1可在导轨2上做X方向的移动。通过上述机构的运动，可实现电池箱在X、Y、Z方向的空间移动。

更具体地，本发明一种电动重卡侧换式充换电系统中还包括智能控制室。智能控制室设置在电动重卡侧换式充换电系统的端部。智能控制室内集成控制柜、操作台、显示屏等，其用于实现电动重卡侧换式充换电系统的智能控制、信息存储和云传输。

智能控制室还包括语音播报系统，其用于语音提示，便于操作人员及时进行下一步操作。智能控制室还包括无线通讯系统，可与待换电车辆进行无线通讯，读取车辆信息和待换电池箱信息。智能控制室还包括视频监控系统，用于查看电池存储仓、换电执行机构、设备外围的运行情况等。智能控制室还包括云平台监控运管系统，可查看车辆上电池箱的运行情况、剩余电量、所在位置、及时通知驾驶员更换电池箱等信息。

待换电车辆通道03还包括设于通道入口处设有门禁系统，当系统换电准备工作就绪后，门禁解锁，待换电车辆才可驶入换电区域。待换电车辆通道03还包括车牌识别系统，用于读取待换电车辆的车牌信息及其他与换电相关的信息，并录入系统。待换电车辆通道03还包括导向装置，用于引导待换电车辆驶入换电停放位置。待换电车辆通道03还包括驶入引导标线，为待换电车辆提供引导标线，使待换电车辆参照标线停放在适当位置。

使用时，待换电车辆在驶入待换电车辆通道03的换电位置后，传感器先检测堆垛式换电执行机构1与车上电池箱的距离以及偏斜角度，然后堆垛式换电执行机构1开始启动，伸出电池箱移载伸缩组件11的伸缩杆112，将回转式自复位托台12置于车上电池箱底部，检测对准，并将电池箱抬起一定高度，脱离连接器后将电池箱移载伸缩组件11的伸缩杆112收回，启动堆垛式换电执行机构1的驱动电机，移动到电池箱集成车架4的空位位置后，将亏电电池箱放到空位位置后，再从电池箱集成车架4上取一块满电电池箱装到待换电车上去，完成一个换电过程。

参见附图6，电动重卡中的电池箱布置在车架大梁两侧，而传统的电动重卡的电池箱设置在顶部。二者相比，将电池箱布置在车架大梁两侧的结构，降低了电池箱的位置，车辆重心更低，利于保证车辆的行驶安全。

本发明一种电动重卡侧换式充换电系统中，堆垛式换电执行机构、电池箱集成车架和集成充电舱分别为一个独立的模块。安装时，分模块进行安装，需要转场时，可将每个模块整体移动，实现快速转场。

虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (10)

1.一种堆垛式换电执行机构，其特征在于，包括电池箱移载伸缩组件和回转式自复位托台，所述电池箱移载伸缩组件包括：伸缩固定部、与所述伸缩固定部滑动相连的伸缩杆、用于驱动所述伸缩杆相对所述伸缩固定部伸缩的伸缩动力部；所述回转式自复位托台包括：固定底座、托台上座和弹性装置，所述固定底座安装于所述伸缩杆上，所述托台上座设于所述固定底座上且所述固定底座转动相连，所述弹性装置设于所述固定底座与所述托台上座之间。

2.根据权利要求1所述的堆垛式换电执行机构，其特征在于，所述回转式自复位托台还包括设于所述固定底座和所述托台上座之间用于实现二者转动相连的回转轴承。

3.根据权利要求2所述的堆垛式换电执行机构，其特征在于，所述弹性装置包括：压缩弹簧、分别设于所述压缩弹簧两端且与所述压缩弹簧相连的上固定板和下固定板，所述上固定板固定于所述托台上座上，所述下固定板固定于所述固定底座上。

4.根据权利要求3所述的堆垛式换电执行机构，其特征在于，所述弹性装置的数量为四套，四套所述弹性装置环绕所述回转轴承的旋转轴设置，四套所述弹性装置分别到所述旋转轴的距离相等，四套所述弹性装置相互平行。

5.根据权利要求4所述的堆垛式换电执行机构，其特征在于，所述回转式自复位托台还包括定位销轴，所述定位销轴的数量为两个，两个所述定位销轴分别设于所述回转轴承的旋转轴的两侧。

6.根据权利要求5所述的堆垛式换电执行机构，其特征在于，所述回转式自复位托台还包括设于所述托台上座上的斜面导向块，所述托台上座整体为长方形板状，所述斜面导向块的数量为四块，四块所述斜面导向块两两一组设于所述托台上座的四角，所述斜面导向块上设有用于导向的斜面缺口，每组所述斜面导向块中的斜面缺口相对设置。

7.根据权利要求6所述的堆垛式换电执行机构，其特征在于，两个所述定位销轴均位于四个所述斜面导向块围成的区域内。

8.根据权利要求7所述的堆垛式换电执行机构，其特征在于，所述堆垛式换电执行机构还包括换电小车支架和移动框架，所述伸缩固定部安装于所述换电小车支架上；所述移动框架包括横梁、由所述横梁的两端分别向上延伸的两根立柱，所述移动框架设于两根所述立柱之间，所述堆垛式换电执行机构还包括用于驱动所述换电小车支架沿所述立柱升降的升降动力驱动件。

9.一种电动重卡侧换式充换电系统，其特征在于，包括如权利要求8所述的堆垛式换电执行机构，所述电动重卡侧换式充换电系统还包括导轨，所述横梁下方设有行走轮，所述电动重卡侧换式充换电系统还包括用于驱动所述行走轮沿所述导轨行走的行走动力部；所述导轨的一侧设有电池箱集成车架，所述电池箱集成车架的一侧设有集成充电舱。

10.根据权利要求9所述的电动重卡侧换式充换电系统，其特征在于，将所述堆垛式换电执行机构、所述导轨、所述行走轮、所述行走动力部、所述电池箱集成车架、所述集成充电舱整体设为第一换电单元，所述堆垛式换电执行机构还包括待换电车辆通道，所述堆垛式换电执行机构还包括与所述第一换电单元为对称结构的第二换电单元，所述第一换电单元和所述第二换电单元分别设于所述待换电车辆通道的两侧。

Images