CN218174558U - 抽拉式新能源商用车换电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种抽拉式新能源商用车换电装置，包括行走组件、设置在所述行走组件上的两组升降组件以及设置在每组升降组件的升降端的伸缩货叉组件，关键在于：在两个伸缩货叉组件的前叉间设有连接框架，在所述连接框架内设有推拉组件，所述推拉组件包括设置在所述连接框架内的推拉板、驱动所述推拉板旋转并进入电池箱底部槽内或者位于电池箱外侧的旋转驱动电机以及驱动所述旋转驱动电机和所述推拉板水平移动并将所述电池箱拉动至所述伸缩货叉组件的前叉上或者将所述前叉上的电池箱推送至商用车内的直线驱动组件。本实用新型通过抽拉实现电池箱的更换，可以使商用车的电池安装结构更加的紧凑，也可以增大电池箱的尺寸以适应更大容量的电池。

Description

抽拉式新能源商用车换电装置

技术领域

本实用新型属于新能源汽车技术领域，具体涉及一种抽拉式新能源商用车换电装置。

背景技术

目前对新能源商用车（如物流车、卡车、半挂车等）的电能补给方式主要有充电和换电两种。其中，充电方式存在等待时间长，需额外返回充电站等不足，大大降低了商用车的作业效率。对于换电方式，可以将商用车中电量即将用尽的电池取出并放入充电站进行充电，同时将满电电池放入商用车内，满足商用车继续作业的要求。

现有技术中，对于侧向换电的商用车换电装置，一般通过设计可沿XYZ三个轴的轴向移动的组件实现货叉与电池箱的对接，然后将电池箱托举出后再反向操作更换充满电的电池箱。

现有上述的托举式的换电装置需要电池箱在商用车内留有一定的高度空间以方便货叉的升降，这导致了电池箱尺寸的受限，从而限制了电池箱内电池的容量，同时在托举的过程中也有可能碰撞商用车导致部件的损坏。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种抽拉式新能源商用车换电装置，通过抽拉式的结构将电池箱从商用车移出并将需要更换的电池箱推入商用车内，减小电池箱换电过程中空间的占用并且换电过程平稳可靠。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种抽拉式新能源商用车换电装置，包括行走组件、设置在所述行走组件上的两组升降组件以及设置在每组升降组件的升降端的伸缩货叉组件，关键在于：在两个伸缩货叉组件的前叉间设有连接框架，在所述连接框架内设有推拉组件，所述推拉组件包括设置在所述连接框架内的推拉板、驱动所述推拉板旋转并进入电池箱底部槽内或者位于电池箱外侧的旋转驱动电机以及驱动所述旋转驱动电机和所述推拉板水平移动并将所述电池箱拉动至所述伸缩货叉组件的前叉上或者将所述前叉上的电池箱推送至商用车内的直线驱动组件。

进一步的，所述直线驱动组件包括借助轴承转动限位在所述连接框架内的丝杠、驱动所述丝杠旋转的直线驱动电机、与所述丝杠螺纹连接的螺母以及设置在所述螺母和所述连接框架间的导向组件，所述旋转驱动电机固定在所述螺母上。

进一步的，所述导向组件包括固定在所述螺母上的连接杆以及固定在所述连接杆的自由端且限位在所述连接框架中的导向槽内的导向轮。

进一步的，所述推拉组件在所述连接框架内并排设置有2个。

进一步的，在所述电池箱的底部两侧均设有滚轮组件，所述滚轮组件包括设置在电池箱底部的安装槽板以及设置在安装槽板的槽内并沿安装槽板的长度方向设置有多个的滚轮，沿所述滚轮的周向设有定位槽，在所述伸缩货叉组件的前叉上设有与所述定位槽相配合的定位板。

进一步的，在所述前叉的外侧设有定位组件，所述定位组件包括固定在所述前叉上的操纵杆、套装在所述操纵杆上且端部呈锥形的定位杆以及设置在所述定位杆端部的微动开关。

进一步的，在所述操纵杆配套的连接板或前叉上设有位置传感器。

进一步的，所述连接框架的长度大于所述前叉的长度且所述连接框架的一端或两端位于所述前叉端部的外侧。

进一步的，所述行走组件包括行走框架、设置在所述行走框架上的行走电机、与所述行走电机的输出轴相连的行走轮以及与所述行走轮相配套的轨道。

进一步的，每组升降组件包括固定在所述行走框架上且升降端与所述伸缩货叉组件相连的至少两个电缸。

本实用新型的有益效果是：通过抽拉实现电池箱的更换，在商用车内可以不再为电池箱预留高度上的空间，因此可以使商用车的电池安装结构更加的紧凑，也可以增大电池箱的尺寸以适应更大容量的电池；采用抽拉式的设计可以使得换电过程更加的平稳，防止现有换电时对电池箱的托举过程中可能对商用车的损坏。

下面结合附图对本实用新型进行详细说明。

附图说明

图1是本实用新型抽拉式新能源商用车换电装置的结构示意图；

图2是图1去除电池箱后的结构示意图；

图3是本实用新型抽拉式新能源商用车换电装置中推拉组件的结构示意图；

图4是本实用新型抽拉式新能源商用车换电装置中定位组件的结构示意图；

图5是本实用新型抽拉式新能源商用车换电装置中电池箱的结构示意图；

图6是图5中A处的局部放大图。

附图中，1、连接框架，1-1、导向槽，2、推拉板，3、旋转驱动电机，4、电池箱，5、丝杠，6、螺母，7、直线驱动电机，8、连接杆，9、导向轮，10、安装槽板，11、滚轮，11-1、定位槽，12、定位板，12-1、凸棱，13、操纵杆，14、定位杆，15、微动开关，16、行走框架，17、行走电机，18、轨道，19、电缸，20、伸缩货叉组件，21、前叉，22、位置传感器，23、连接板。

具体实施方式

参见附图1-3，本实用新型提供了一种抽拉式新能源商用车换电装置，包括行走组件、设置在行走组件上的两组升降组件以及设置在每组升降组件中升降端的伸缩货叉组件20，关键在于：在两个伸缩货叉组件20的前叉21间设有连接框架1，在连接框架1内设有推拉组件。上述的推拉组件包括设置在连接框架1内的推拉板2、驱动推拉板2旋转并进入电池箱4底部槽内或者电池箱4外侧的旋转驱动电机3以及驱动旋转驱动电机3和推拉板2水平移动并将电池箱4拉动至伸缩货叉组件20的前叉21上或者将前叉21上的电池箱4推送至商用车内的直线驱动组件。推拉板2在旋转驱动电机3的驱动下具有水平和竖直两个状态，水平状态时推拉板2不起作用，竖直状态时则起到拉动或者推动电池箱4的作用。在电池箱4的底部两侧均设置有与推拉板2配合的凹槽，分别用于在推拉板2的驱动下拉动电池箱4和推动电池箱4。通过设计抽拉组件，可以将推拉板2定位在电池箱4底部的凹槽内，实现拉动电池箱4实现换电以及推动电池箱4至商用车内的目的。在推动电池箱4时，推拉板2也可以位于电池箱4的底部外侧，通过推动电池箱4实现电池箱4的移动。由于通过水平推拉实现电池的更换，商用车可以不再为电池箱在高度上预留空间，可以装入更大尺寸的电池箱以提升电池容量。

上述的行走组件包括行走框架16、设置在行走框架16上的行走电机17、与行走电机17的输出轴相连的行走轮以及与行走轮相配套的工字形的轨道18。工字形的轨道18可以对行走框架16进行限位及导向。

每组升降组件均包括固定在行走框架16上且升降端与同一伸缩货叉组件20相连的多个电缸19。在本实施例中，每组升降组件包括2个电缸19，通过电缸19的同步升降实现驱动对应的伸缩货叉组件20的高度调整。

上述的伸缩货叉组件20优先具有至少两级伸缩，这样可以使得前叉21可以向前或者向后移动的距离较远。前叉21的长度大于电池箱4底部的长度，以电池箱4整体位于前叉21上。连接框架1的长度大于前叉21的长度，同时连接框架1的一端或两端位于前叉21端部的外侧。在本实施例中，连接框架1的两个端部均位于前叉21两个自由端的外侧，以利于连接框架1进入电池箱4的底部以使得旋转驱动电机3带动推拉板2旋转至电池箱4底部的槽内，从而在直线驱动组件的驱动下带动电池箱4移动至前叉21上，随后前叉21在对应驱动装置的驱动下将电池箱4向另外一侧移动以将当前的电池箱4换为满电的电池箱4。

参见附图2和3，上述的直线驱动组件包括借助轴承转动限位在连接框架1内的丝杠5、驱动丝杠5旋转的直线驱动电机7、与丝杠5螺纹连接的螺母6以及设置在螺母6和连接框架1间的导向组件，旋转驱动电机3固定在螺母6上。导向组件包括固定在螺母6上的连接杆8以及固定在连接杆8的自由端且限位在连接框架1中的导向槽1-1内的导向轮9。

上述的推拉组件在连接框架1内沿其宽度方向并排设置有2个，可以分别实现推拉动作，以便于更加快捷地实现电池的更换。

参见附图5和6，在电池箱4的底部两侧均设有滚轮组件。滚轮组件包括设置在电池箱4底部的安装槽板10以及设置在安装槽板10的槽内并沿安装槽板10的长度方向设置有多个的滚轮11，沿滚轮11的周向设有定位槽11-1，在伸缩货叉组件20的前叉21上设有与定位槽11-1相配合的定位板12。在定位板12上设有与定位槽11-1相配合的凸棱12-1。在商用车上也设有截面形状相同的定位板，以实现电池箱4在两个定位板对接后可以平稳移动。

参见附图3，在前叉21的外侧设有定位组件，以保证前叉21可以与商用车准确定位，定位组件包括固定在前叉21上的操纵杆13、套装在操纵杆13上且端部呈锥形的定位杆14以及位于定位杆14端部的微动开关15。操纵杆13和配套的遥控装置均可以对行走组件、升降组件以及伸缩货叉组件20，以使得定位杆14可以准确的对接在商用车上配套的定位杆管内且使得微动开关15动作，进而实现连接框架1准确的定位在电池箱4的下方，使得换电过程更加平稳。此外，定位组件还包括固定在前叉21上或者通过操纵杆13配套的连接板23上的位置传感器22。位置传感器22可以采用接近开关、光电开关等部件。位置传感器22传感器可以设置有一个或多个，以便于精确检测电池箱4的移动位置。

在本实施例中，在每个连接板23上并排设置有2个位置传感器22。在前叉21向前移动定位的过程中，当处于前端的位置传感器22检测到电池箱4且处于后端的位置传感器22没有检测到电池箱4后即认为前叉21已移动到位。将电池箱4拉到前叉21的过程中，两个位置传感器22均可检测到电池箱4；而当电池箱4完全进入前叉21上后，后端的位置传感器22检测到前端的位置传感器22没有检测到电池箱4，此时直线驱动电机7停止驱动，此时电池箱4进入前叉21上。在电池箱4推动过程中，两个位置传感器22均可检测到电池箱4，而处于前端的位置传感器22检测到电池箱4且处于后端的位置传感器22没有检测到电池箱4后，则停止推动，此时电池箱4已被推动到位。

本实用新型的装置工作过程如下：

1、通过行走组件、升降组件以及伸缩货叉组件20驱动前叉21在XYZ三个轴向移动使得前叉21上的定位组件与商用车实现定位。

2、直线驱动电机7驱动丝杠5旋转使得螺母6上的旋转驱动电机3移动至最外侧。

3、旋转驱动电机3带动推拉板2旋转使推拉板2进入电池箱4底部的槽内。直线驱动电机7驱动丝杠5旋转使得螺母6上的旋转驱动电机3以及推拉板2由最外侧向内侧移动使电池箱4底部的滚轮组件进入前叉21的定位板12上并沿定位板12的轴向移动。

4、当电池箱4整体进入前叉21上时，伸缩货叉组件20驱动前叉21从当前方向移动至另一方向以便于将前叉21上的电池箱4推送至置物架上以进行充电。

具体地，旋转驱动电机3带动推拉板2旋转使推拉板2离开电池箱4底部的槽内同时直线驱动电机7驱动丝杠5旋转使得旋转驱动电机3再次移动至最外侧。旋转驱动电机3带动推拉板2旋转使推拉板2呈竖直状态（此时推拉板2位于电池箱4的外侧，也可以是电池箱4底部另一侧的凹槽内）。直线驱动电机7驱动丝杠5旋转使得螺母6上的旋转驱动电机3以及推拉板2移动使得前叉4上的电池箱4推送至置物架上。

在此过程，行走驱动组件和升降组件还可以驱动整个伸缩货叉组件20平移或升降以使得电池箱4进入置物架的不同储物腔内。

5、通过行走组件、升降组件以及伸缩货叉组件20驱动前叉21在XYZ三个轴向移动使得前叉21上的定位组件与置物架进行定位。

6、另一组推拉组件中的直线驱动电机7驱动丝杠5旋转使得螺母6上的旋转驱动电机3移动至最外侧。

7、旋转驱动电机3带动推拉板2旋转使推拉板2进入置物架内已充满电的电池箱4底部的槽内。直线驱动电机7驱动丝杠5旋转使得螺母6上的旋转驱动电机3以及推拉板2由最外侧向内侧移动使电池箱4底部的滚轮组件进入前叉21的定位板12上并沿定位板12的轴向移动。

8、当电池箱4整体进入前叉21上时，伸缩货叉组件20驱动前叉21从当前方向移动至商用车方向以将前叉21上的电池箱4推送至商用车内。

具体地，旋转驱动电机3带动推拉板2旋转使推拉板2离开电池箱4底部的槽内同时直线驱动电机7驱动丝杠5旋转使得旋转驱动电机3再次移动至最外侧。旋转驱动电机3带动推拉板2旋转使推拉板2呈竖直状态（此时推拉板2位于电池箱4的外侧，也可以是电池箱4底部凹槽内）。直线驱动电机7驱动丝杠5旋转使得螺母6上的旋转驱动电机3以及推拉板2移动使得前叉4上的电池箱4推送至商用车的电池仓内。

在此过程，行走驱动组件和升降组件还可以驱动整个伸缩货叉组件20平移或升降以使得电池箱4准确定位于商用车的电池仓。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。

Claims (10)

1.一种抽拉式新能源商用车换电装置，包括行走组件、设置在所述行走组件上的两组升降组件以及设置在每组升降组件的升降端的伸缩货叉组件（20），其特征在于：在两个伸缩货叉组件（20）的前叉（21）间设有连接框架（1），在所述连接框架（1）内设有推拉组件，所述推拉组件包括设置在所述连接框架（1）内的推拉板（2）、驱动所述推拉板（2）旋转并进入电池箱（4）底部槽内或者位于电池箱（4）外侧的旋转驱动电机（3）以及驱动所述旋转驱动电机（3）和所述推拉板（2）水平移动并将所述电池箱（4）拉动至所述伸缩货叉组件（20）的前叉（21）上或者将所述前叉（21）上的电池箱（4）推送至商用车内的直线驱动组件。

2.根据权利要求1所述的抽拉式新能源商用车换电装置，其特征在于：所述直线驱动组件包括借助轴承转动限位在所述连接框架（1）内的丝杠（5）、驱动所述丝杠（5）旋转的直线驱动电机（7）、与所述丝杠（5）螺纹连接的螺母（6）以及设置在所述螺母（6）和所述连接框架（1）间的导向组件，所述旋转驱动电机（3）固定在所述螺母（6）上。

3.根据权利要求2所述的抽拉式新能源商用车换电装置，其特征在于：所述导向组件包括固定在所述螺母（6）上的连接杆（8）以及固定在所述连接杆（8）的自由端且限位在所述连接框架（1）中的导向槽（1-1）内的导向轮（9）。

4.根据权利要求1所述的抽拉式新能源商用车换电装置，其特征在于：所述推拉组件在所述连接框架（1）内并排设置有2个。

5.根据权利要求1所述的抽拉式新能源商用车换电装置，其特征在于：在所述电池箱（4）的底部两侧均设有滚轮组件，所述滚轮组件包括设置在电池箱（4）底部的安装槽板（10）以及设置在安装槽板（10）的槽内并沿安装槽板（10）的长度方向设置有多个的滚轮（11），沿所述滚轮（11）的周向设有定位槽（11-1），在所述伸缩货叉组件（20）的前叉（21）上设有与所述定位槽（11-1）相配合的定位板（12）。

6.根据权利要求1所述的抽拉式新能源商用车换电装置，其特征在于：在所述前叉（21）的外侧设有定位组件，所述定位组件包括固定在所述前叉（21）上的操纵杆（13）、套装在所述操纵杆（13）上且端部呈锥形的定位杆（14）以及设置在所述定位杆（14）端部的微动开关（15）。

7.根据权利要求6所述的抽拉式新能源商用车换电装置，其特征在于：在所述操纵杆（13）配套的连接板（23）或前叉（21）上设有位置传感器（22）。

8.根据权利要求1所述的抽拉式新能源商用车换电装置，其特征在于：所述连接框架（1）的长度大于所述前叉（21）的长度且所述连接框架（1）的一端或两端位于所述前叉（21）端部的外侧。

9.根据权利要求1-8任一项所述的抽拉式新能源商用车换电装置，其特征在于：所述行走组件包括行走框架（16）、设置在所述行走框架（16）上的行走电机（17）、与所述行走电机（17）的输出轴相连的行走轮以及与所述行走轮相配套的轨道（18）。

10.根据权利要求9所述的抽拉式新能源商用车换电装置，其特征在于：每组升降组件包括固定在所述行走框架（16）上且升降端与所述伸缩货叉组件（20）相连的至少两个电缸（19）。

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