CN219096675U - 一种换电设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及新能源换电技术领域，具体公开了一种换电设备，包括换电平台和举升装置，举升装置作用于换电平台使换电平台升降，多个举升装置对称地设置于换电平台的两相对侧，举升装置包括传动连接的升降驱动单元和传动单元，传动单元包括连杆式伸缩机构，连杆式伸缩机构包括交叉连接的两个杆组件，举升装置还包括转接部，转接部包括相互连接的转接件和低位延伸件，转接件连接于连杆式伸缩机构的上端，低位延伸件自转接件向下延伸以构成升降连接位，用于在连杆式伸缩机构处于收缩状态时降低换电平台的高度。提升换电平台升降的平稳性和竖直度。

Description

一种换电设备

技术领域

本申请涉及新能源换电技术领域，具体涉及一种换电设备。

背景技术

随着新能源车辆的发展与普及，电池包快换技术也随之发展迅速。目前，小型乘用车的快换技术发展最为成熟，乘用车的电池都固定在车辆的底盘上，因此，进行电池包更换时，也需要专用的换电设备移动至车辆底部，以进行电池拆卸或安装。而且，由于乘用车重量较小，电池包的体积也相对较小，电池更换的操作性非常便利。

然而，针对大型车辆而言，例如重卡或轻卡等车型，车体以及载货重量很大，导致大型车辆对电池包的容量需求较高，必须足够大容量的电能才能够支持大型车辆行驶百来公里。因此，现有技术中，新能源系列的大型车辆都是通过顶吊的方式将较大的电池集装箱固定在车辆的大梁上，电池集装箱紧邻驾驶室设置，这导致在行使过程中以及顶吊换电过程中，给驾驶员和车辆本身带来较大的安全隐患；而且，若电池发生故障等，则会直接对驾驶员造成人身损害。另外，顶吊方式对换电站的场地要求很高，需要换电站具有足够大的面积执行吊装设备转运电池以及储存电池等，导致建站成本很高。

因此，针对大型车辆，急需一种更安全可靠、易于普及的换电模式。例如，采用乘用车的底盘式换电模式。而在底盘式换电模式中，需要将换电设备(或称换电小车)控制移动至换电车辆下方的换电位置，然后执行举升操作以及拆卸或安装电池包操作，以完成整个换电流程。但是，在这种换电过程中，需要利用举升装置对电池包进行举升动作：包括将车辆原有解锁的亏电电池包下降至低位以方便亏电电池包转运至缓存平台进行充电以及将满电电池包举升到可以加锁至车辆的高位。由于车辆底部空间有限而电池包的举升行程需要精准控制，现有的举升装置结构复杂、占用空间较大、举升行程受到换电基座本身高度限制，因此，底盘式换电所用的举升设备换电设备有待优化。

发明内容

本申请的目的在于提供一种换电设备，用以解决现有重卡等换电车辆在换电过程中，普遍存在换电操作较为复杂、精度较低、举升装置结构复杂，占用空间大等问题中的至少一个。

为实现上述目的，本申请提供一种换电设备，包括换电平台和举升装置，举升装置作用于换电平台使换电平台升降，多个所述举升装置对称地设置于所述换电平台的两相对侧，举升装置包括传动连接的升降驱动单元和传动单元，传动单元包括连杆式伸缩机构，连杆式伸缩机构包括交叉连接的两个杆组件，所述举升装置还包括转接部，所述转接部包括相互连接的转接件和低位延伸件，所述转接件连接于所述连杆式伸缩机构的上端，所述低位延伸件自所述转接件向下延伸以构成所述升降连接位，用于在所述连杆式伸缩机构处于收缩状态时降低换电平台的高度。

本申请提供的换电设备包括举升装置作用于换电平台，实现在换电设备拆卸或安装电池包的过程中带动换电平台升降移动，从而实现底盘式换电，更安全可靠、易于普及，通过举升装置保证了电池包的拆装处理的前置准备工作执行的便利性、准确性和效率。通过升降驱动单元和传动单元配合实现换电平台举升，可以保证举升到位控制的及时性和可行性，进而保证整个举升过程的控制精度。连杆式伸缩机构可以提升换电平台升降的平稳性和竖直度，连杆式伸缩机构在收缩状态下，沿着移动方向占用的空间更小，能够节省相对移动方向占用的空间，同时，举升行程远超其收缩状态下占用空间，在保证举升行程的同时使得换电设备在移动方向上结构更为紧凑。两个杆组件的同一端朝向换电平台，从而实现可以并列设置多组杆组件，从而使得多组杆组件共同分担举升换电平台的力，对于升降驱动单元的动力端要求降低，进而减小升降驱动单元的体积，使得换电设备整体在高度方向的占用体积减小，提高换电效率。通过转接件和低位延伸件，可以进一步降低换电平台的高度，结构紧凑，能够更适合车辆底部空间受限的情况。

优选的，连杆式伸缩机构的两个杆组件的上端与转接件连接，转接件的长度方向沿着两个杆组件的上端所在直线延伸，且低位延伸件连接于转接件长度方向上的一端。

结构简单，可靠，实现降低高度的效果。

优选的，转接件为凹槽形截面型材，且连杆式伸缩机构的两个杆组件的上端与转接件连接的连接处位于凹槽形截面型材的凹槽内。

通过凹槽形截面型材，实现传动的同时实现导向效果。

优选的，所述低位延伸件包括相互连接呈L形的立板和横板，所述立板的顶端与所述转接件连接，所述横板构成所述升降连接位。

通过立板和横板，使得升降连接位降至更低，使得换电设备在换电平台下降后的整体高度降低，进而方便进入车辆的底部，换电效率高。

优选的，立板设有用于与连接件连接的凸耳。

通过设置凸耳，可以提供专门的部位进行与连接件连接，连接结构可靠。

优选的，换电平台连接在低位延伸件的底端。

进一步降低换电设备在换电平台下降后的整体高度。方便换电设备进入车辆底部，实现降低整体高度，保证升降行程。

优选的，连杆式伸缩机构设有固定连接位和用于作用于换电平台的升降连接位，通过控制两个杆组件的交叉角度，以使升降连接位相对固定连接位升降。

通过控制两个杆组件的交叉角度，以使升降连接位相对固定连接位升降，进而控制换电平台的升降，提升换电平台升降的平稳性和竖直度，结构简单，举升行程大，控制准确。

优选的，升降驱动单元用于输出直线运动，以驱动连杆式伸缩机构伸缩，升降驱动单元包括线性动力输出单元。

通过采用线性动力输出单元，结构简单，不需要复杂的传动部件，简化换电设备的结构。

优选的，线性动力输出单元包括气缸、液压缸。

优选的，两个杆组件的同一端朝向换电平台。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请一种实施方式中换电设备的结构示意图。

图2为本申请一种实施方式中连杆式伸缩机构与转接部的配合示意图。

图3为本申请一种实施方式中连杆式伸缩机构与转接部的另一角度配合示意图。

图4为本申请一种实施方式中连杆式伸缩机构与液压缸的配合结构示意图。

图5为本申请一种实施方式中导向装置的结构示意图。

附图标记说明：

100-举升装置；200-换电设备；201-换电平台；2011-车身定位部；202-换电基座；2021-容纳区；2022-行走机构；203-导向装置；400-升降驱动单元；410-液压缸；510-连杆式伸缩机构；520-杆件；5201-第一杆件；5202-第二杆件；511-固定连接位；512-升降连接位；513-第一杆组件；514-第二杆组件；515-转动连接端；516-移动连接端；518-同步件；519-滑动副；517-转动副；5171-转动座；5172-转动轴；600-升降行程保护机构；710-转接件；712-凹槽形截面型材；720-低位延伸件；7201-立板；7202-凸耳；7203-横板。

具体实施方式

为了更清楚的阐释本申请的整体构思，下面再结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。

需说明，在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是，本申请还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本申请的保护范围并不受下面公开的具体实施方式的限制。

如图1-5所示，本申请在一种实施方式中提供一种换电设备200，包括换电平台201和举升装置100，举升装置100作用于换电平台201使换电平台201升降，举升装置100包括传动连接的升降驱动单元400和传动单元，传动单元包括连杆式伸缩机构510，连杆式伸缩机构510包括交叉连接的两个杆组件，两个杆组件的同一端朝向换电平台201。参考图1，关于两个杆组件的同一端朝向换电平台即：杆组件的延伸方向与换电平台的左侧边延伸方向垂直，两杆组件的右端部是朝向换电平台的左侧边。关于连杆式伸缩机构510的传动原理在后文结合具体实施方式详述。

本申请提供的换电设备200包括举升装置100作用于换电平台201，实现在换电设备200拆卸或安装电池包300的过程中带动换电平台201升降移动，从而实现底盘式换电，更安全可靠、易于普及，通过举升装置100保证了电池包300的拆装处理的前置准备工作执行的便利性、准确性和效率。通过升降驱动单元400和传动单元配合实现换电平台201举升，可以保证举升到位控制的及时性和可行性，进而保证整个举升过程的控制精度。连杆式伸缩机构510可以提升换电平台201升降的平稳性和竖直度，在收缩状态下，沿着移动方向占用的空间更小，能够节省相对移动方向占用的空间，同时，举升行程远超其收缩状态下占用空间，在保证举升行程的同时使得换电设备200在移动方向上结构更为紧凑。两个杆组件的同一端朝向换电平台201，从而实现可以并列设置多组杆组件，从而使得多组杆组件共同分担举升换电平台201的力，对于升降驱动单元400的动力端要求降低，进而减小升降驱动单元400的体积，使得换电设备200整体在高度方向的占用体积减小。

如图1和图2所示，在一种优选的实施方式中，连杆式伸缩机构510设有固定连接位511和用于作用于换电平台201的升降连接位512，通过控制两个杆组件的交叉角度，以使升降连接位512相对固定连接位511升降。

通过控制两个杆组件的交叉角度，以使升降连接位512相对固定连接位511升降，进而控制换电平台201的升降，提升换电平台201升降的平稳性和竖直度，结构简单，举升行程大，控制准确。

具体的，如图2所示，两个杆组件分别为第一杆件5201和第二杆件5202，每个杆组件的两端分别为用于转动连接的转动连接端515和用于移动连接的移动连接端516；连杆式伸缩机构510的两个杆组件的上端分别为转动连接端515和移动连接端516，并共同构成升降连接位512；连杆式伸缩机构510的两个杆组件的下端分别为转动连接端515和移动连接端516，并共同构成固定连接位511。

如图2所示，在一种优选的实施方式中，转动连接端515通过转动副517实现转动连接，移动连接端516通过滑动副519实现滑动连接。优选的，转动副517包括可转动连接的转动座5171和转动轴5172；或者，滑动副519包括可滑动连接的滑轨和滑块、或可滑动连接的滚轮和滑槽。

通过转动副517实现了转动连接端515的转动连接，通过滑动副519实现移动连接端516的滑动连接，转动副517和滑动副519作为中转连接的结构，结构简单、可靠，可以有效保证杆组件两端与其他部件之间的可靠连接，避免脱落等造成连杆式伸缩机构510的运行卡滞或失效，保证了换电平台201的升降顺畅。通过转动座5171和转动轴5172，连接小巧且可靠，结构简单，可以提高换电设备200的整体紧凑性，实现杆组件与换电设备200的换电基座202或换电平台201的可靠连接，实现换电平台201的顺畅升降。通过滑轨和滑块，保证运行的方向，从而保证运行的平稳和顺畅；滚轮和滑槽配合使得连接更加平稳和顺畅。

在一种优选的实施方式中，如图1所示，举升装置100还包括升降行程保护机构600，升降行程保护机构600包括用于限制移动连接端516移动范围的第一升降行程保护机构600；或者，升降行程保护机构600包括用于限制滑动副519的相对滑动行程的第二升降行程保护机构600。

通过第一升降行程保护机构600和第二行程保护机构，实现对举升最高和最低位置的极限位置保护。避免换电平台201的升降超出换电范围造成换电失败，保证换电效率。

优选的，如图1和图2所示，多个举升装置100对称地设置于换电平台201的两相对侧。

可以使得换电平台201相对两侧均匀受到举升装置100的作用力，从而平稳的升降，保证换电的顺畅。

在一种优选的实施方式中，举升装置100还包括转接部，转接部包括相互连接的转接件710和低位延伸件720，转接件710连接于连杆式伸缩机构510的上端，低位延伸件720自转接件710向下延伸以构成升降连接位512，用于在连杆式伸缩机构510处于收缩状态时降低换电平台201的高度。优选的，如图2和图3所示，换电平台201连接在低位延伸件720的底端。

进一步降低换电设备200在换电平台201下降后的整体高度。方便换电设备200进入车辆底部，实现降低整体高度，保证升降行程。

通过转接件710和低位延伸件720，可以进一步降低换电平台201的高度，结构紧凑，能够更适合车辆底部空间受限的情况。

具体的，结合图2和图3，连杆式伸缩机构510的两个杆组件的上端与转接件710连接，转接件710的长度方向沿着两个杆组件的上端所在直线延伸，且低位延伸件720连接于转接件710长度方向上的一端。

具体的，如图2所示，转接件710为凹槽形截面型材712，且连杆式伸缩机构510的两个杆组件的上端与转接件710连接的连接处位于凹槽形截面型材712的凹槽内。所述低位延伸件包括相互连接呈L形的立板7201和横板7203，所述立板的顶端与所述转接件连接，所述横板构成所述升降连接位。

结构简单，可靠，实现降低高度的效果。通过凹槽形截面型材712，实现传动的同时实现导向效果。通过立板7201，使得升降连接位512降至更低，使得换电设备200在换电平台201下降后的整体高度降低，进而方便进入车辆的底部，换电效率高。通过设置凸耳，可以提供专门的部位进行与连接件连接，连接结构可靠。

当然，本申请不局限的杆组件不局限于上述一种实施方式，例如，在另一种优选的实施方式中，每个杆组件均包括多个依次可转动连接的杆件520，两个杆组件的杆件520一一对应设置，对应设置的杆件520相互交叉并在交叉处可转动连接。通过每个杆组件设置多个依次可转动连接的杆件520，可以增加杆组件在上升后的高度，从而提高换电平台201的升降行程。

本申请对于升降驱动单元400的具体结构不做限定，例如，在一种优选的实施方式中，升降驱动单元400用于输出直线运动，以驱动连杆式伸缩机构510伸缩，升降驱动单元400包括线性动力输出单元。

通过采用线性动力输出单元，结构简单，不需要复杂的传动部件，简化换电设备200的结构。

优选的，线性动力输出单元包括气缸、液压缸410。

在一种优选的实施方式中，换电设备200包括用于辅助举升平台升降并在升降过程中进行导向的导向装置203，导向装置203的导向方向与举升平台的升降方向一致。

关于导向装置的具体结构本申请不做限定，例如：

实施例1，

导向装置203包括设置在换电设备200中的侧面的导轨和设置在换电平台201对应面的滑块。通过设置导向装置203，使得换电平台201的升降稳定性更好，采用导轨和滑块配合的方式使得导向效果更佳。

优选的，举升装置100设有多个，多个举升装置100设置于换电平台201的两个相对侧，导轨设置在换电设备200中未设置有举升装置100的两个侧面。参照图1，在图1中举升装置100位于换电平台的左右两侧，导向装置203设置在换电平台的前后两侧，导向装置203的结构在图1中被遮挡，具体结构参见图5。

举升装置100和导轨采用上述位置布置，实现对换电平台201全方位的导向效果，导向效果更佳，换电平台201的升降稳定性更好。

实施例2，如图5所示，换电设备200还包括换电基座202，换电平台201相对换电基座202升降，导向装置203包括第一杆组件513和第二杆组件514，第一杆组件513和第二杆组件514均具有用于与换电平台201和换电基座202中的一个可移动连接的移动连接端516，以及用于与换电平台201和换电基座202中的另一个可转动连接的转动连接端515，第一杆组件513和第二杆组件514相互铰接，以使导向装置203随换电平台201的升降而沿换电平台201的升降方向伸缩。

采用第一杆组件513和第二杆组件514的导向方式，能够对换电平台201进行导向，与现有技术中的导向装置203相比，本导向组件沿着移动方向占用的空间更小，能够节省高度方向(竖直方向)占用的空间，能够在保证举升行程的同时，有效降低换电设备200的高度，以适应电动车辆尤其是底盘较低的电动车辆的换电需求。

本申请关于换电设备200的完整结构不做限定，例如，在一种优选的实施方式中，换电设备200还包括换电基座202，换电基座202上设有行走机构2022，行走机构2022用于驱动换电设备200移动，而且，换电基座202内形成有开口向上的容纳区2021，换电平台201在容纳区2021中升降，容纳区2021沿换电车辆宽度方向上的尺寸与换电车辆的宽度相匹配，举升装置100设置于容纳区2021沿换电车辆宽度方向上的两相对侧。

优选的，换电平台201上设有向换电基座202外伸出的车身定位部2011，基座设有凹陷部，凹陷部用于避让车身定位部，以使车身定位部可从凹陷部伸出，从而能够降低换电平台201的高度。

通过容纳区2021，提供换电平台201在最低位置的收纳，方便换电设备200进入车辆底部，实现降低整体高度，保证升降行程。通过车身定位部与车辆进行定位，进而有助于后续换电平台201的移动加解锁，保证加解锁过程中换电设备200与车辆的相对静止，从而仅换电平台201移动实现加解锁，控制准确可靠，提高换电效率。换电基座202作为支撑基础，使得换电设备200的结构完整和稳定，行走机构2022用于驱动换电设备200移动，使得换电移动顺畅，使用灵活，提升换电效率。

本申请在图1-5所示的实施方式中，在换电平台的左侧和右侧分别设置四组杆组件(a,b,c，d)，如图3所示，其中a和b共用一个液压缸e驱动，c和d共用一个液压缸f驱动。保证作用力足够，换电平台的平稳。具体的，每个杆组件均包括一个杆件520，两个杆组件的杆件520即第一杆件5201和第二杆件5202相互交叉并在交叉处可转动连接。每个杆组件包括一个杆件520，从而可以简化杆组件的结构以及降低杆组件下降后的高度。第一杆件5201和第二杆件5202的移动连接端之间通过同步件518连接。

结合图3和图4，本实施方式中连杆式伸缩机构的工作原理具体为：液压缸f沿图4中箭头所示方向伸缩，带动同步件518移动，进而使得第一杆件5201的移动连接端516移动，实现第一杆件5201和第二杆件5202交叉夹角的变化，第一杆件5201和第二杆件5202的转动连接端515适应转动，实现带动第二杆件5202的移动连接端516移动，实现换电平台的升降。

需要说明的是，本申请中转动连接端515的运动不局限与转动，例如，第二杆件5202的转动连接端515适应转动的同时做升降运动，进而与第一杆件配合带动换电平台升降。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

本申请所保护的技术方案，并不局限于上述实施例，应当指出，任意一个实施例的技术方案与其他一个或多个实施例中技术方案的结合，在本申请的保护范围内。虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本申请作了详尽的描述，但在本申请基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本申请精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本申请要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种换电设备，其特征在于，包括换电平台和举升装置，所述举升装置作用于所述换电平台使所述换电平台升降，多个所述举升装置对称地设置于所述换电平台的两相对侧，所述举升装置包括传动连接的升降驱动单元和传动单元，所述传动单元包括连杆式伸缩机构，所述连杆式伸缩机构包括交叉连接的两个杆组件，所述举升装置还包括转接部，所述转接部包括相互连接的转接件和低位延伸件，所述转接件连接于所述连杆式伸缩机构的上端，所述低位延伸件自所述转接件向下延伸以构成所述升降连接位，用于在所述连杆式伸缩机构处于收缩状态时降低换电平台的高度。

2.根据权利要求1所述的一种换电设备，其特征在于，所述连杆式伸缩机构的两个所述杆组件的上端与所述转接件连接，所述转接件的长度方向沿着两个所述杆组件的上端所在直线延伸，且所述低位延伸件连接于所述转接件长度方向上的一端。

3.根据权利要求1所述的一种换电设备，其特征在于，所述转接件为凹槽形截面型材，且所述连杆式伸缩机构的两个所述杆组件的上端与所述转接件连接的连接处位于所述凹槽形截面型材的凹槽内。

4.根据权利要求1所述的一种换电设备，其特征在于，所述低位延伸件包括相互连接呈L形的立板和横板，所述立板的顶端与所述转接件连接，所述横板构成升降连接位。

5.根据权利要求4所述的一种换电设备，其特征在于，所述立板设有用于与所述连接件连接的凸耳。

6.根据权利要求1所述的一种换电设备，其特征在于，所述换电平台连接在所述低位延伸件的底端。

7.根据权利要求1所述的一种换电设备，其特征在于，所述升降驱动单元用于输出直线运动，以驱动所述连杆式伸缩机构伸缩，所述升降驱动单元包括线性动力输出单元。

8.根据权利要求7所述的一种换电设备，其特征在于，所述线性动力输出单元包括气缸、液压缸。

9.根据权利要求1所述的一种换电设备，其特征在于，所述连杆式伸缩机构设有固定连接位和用于作用于所述换电平台的升降连接位，通过控制两个所述杆组件的交叉角度，以使所述升降连接位相对所述固定连接位升降。

10.根据权利要求1所述的一种换电设备，其特征在于，两个所述杆组件的同一端朝向所述换电平台。

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