CN219728153U - 电动重卡底部电池侧向换电机构及侧向换电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电动重卡底部电池侧向换电机构及侧向换电系统，其中底托伸缩机构包括伸缩叉、托板、限位块、及限位钩；所述伸缩叉的顶部为输出托架，输出托架固定住1块托板；所述托板的3个非电动卡车所在方向，均设有限位块；所述托板的朝向电动卡车所在方向，即未设置所述限位块的开口方向，设有限位钩；所述限位钩内设有可升降伸缩的钩体。而电动重卡底部电池侧向换电系统，包括停车地台、底部换电机构、移动轨道、及充电架；所述底部换电机构包括水平移动台、龙门立架、升降台、及底托伸缩机构。本实用新型通过设置伸缩叉，来实现双向伸缩，整体结构精巧、便捷，方便实施；系统结构可靠性高，运行稳定，可满足电动卡车进行底部换电的需求。

Description

电动重卡底部电池侧向换电机构及侧向换电系统

技术领域

本实用新型涉及一种用于电动重卡的底部电池进行侧向换电时使用的换电机构，以及由此构成的侧向换电系统，属于新能源汽车技术领域。

背景技术

电动卡车，特别是电动重卡，目前已被广泛应用在工矿、码头等场合，电动重卡与普通家用机动车不同，为了提高卡车的使用效率，一般都采用换电模式，对卡车快速更换电池包，使卡车能够再次投入使用。

目前大都数电动重卡，都采用类似于中国专利公开号为CN211764962U的具备换电和充电功能的载重卡车的结构；针对这类电池包安装在车斗和车厢之间的结构，衍生出了很多专门的换电系统；如中国专利公开号为CN112623957A的一种换电站智能起重装置及其使用方法，中国专利公开号为CN214728296U的卡车换电站，中国专利公开号为CN214984933U的一种智能便捷式换电站，等。

但随着电动重卡种类的增加，也出现了一类，将电池包安装在车身下方，需要从下方进行换电的结构；针对此结构，即不能采用现有的顶吊式换电结构；又由于电动卡车自重较重，不能参照现有的普通家用车辆的侧向或底部换电系统，在卡车停放位置的正下方进行作业。

故针对电动重卡的底部换电需求，有必要设计一款结构简单可靠的换电机构，及换电系统，以期满足高效快捷的换电需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电动重卡底部电池侧向换电机构及侧向换电系统，以期满足电动卡车的高效、便捷侧的底部换电需求。

为达到上述实用新型目的，本实用新型第一方面，提供了一种电动重卡底部电池侧向换电机构，包括伸缩叉、托板、限位块、及限位钩；

所述伸缩叉起码设有2个以上，且并列设置；

2个以上伸缩叉的输入驱动轴连接到同一驱动元件上；

所述伸缩叉的顶部为输出托架，若干个输出托架同时固定住1块托板；

所述托板的尺寸与目标电池包的底部承托部尺寸相匹配；

所述托板的3个非电动卡车所在方向，均设有限位块；

所述托板的朝向电动卡车所在方向，即未设置所述限位块的开口方向，设有限位钩；

所述限位钩内设有可升降伸缩的钩体。

作为本实用新型的进一步改进，所述限位块在每个方向设有2个以上；

所述限位钩在开口方向设有2个以上。

作为本实用新型的进一步改进，所述限位块为弹性限位块；

所述限位块包括限位座、上部导向斜板、立面限位板、及弹性柱；

所述上部导向斜板与所述立面限位板连接在一起；

所述上部导向斜板位于所述立面限位板的上方；

所述立面限位板通过弹性柱安装在所述限位座上。

作为本实用新型的进一步改进，所述限位钩包括固定板、伸缩缸、连杆机构、及钩体；

所述固定板固定在所述托板的开口部位下方，所述固定板内安装有所述伸缩缸；

所述伸缩缸为直线输出驱动元件；所述伸缩缸的输出端连接有连杆机构；

所述连杆机构的顶部连接有钩体；所述钩体可由所述托板的表面下部向上翻动，突出于所述托板的上表面，且向托板的内侧勾动。

进一步的，所述限位钩的顶部设有导轮。

作为本实用新型的进一步改进，所述托板的上表面设有若干万向球滚珠。

本实用新型第二方面，提供了一种电动重卡底部电池侧向换电系统，包括停车地台、底部换电机构、移动轨道、及充电架；

所述停车地台、移动轨道、及充电架，平行设置；所述底部换电机构安装在所述移动轨道上，且沿所述移动轨道，平行于所述充电架及停车地台进行平移；

所述底部换电机构包括水平移动台、龙门立架、升降台、及如上所述的底托伸缩机构；

所述水平移动台、龙门立架、及升降台构成一2自由度移动机构；

所述水平移动台安装在所述移动轨道上；所述水平移动台上方设有所述龙门立架；

所述龙门立架，包括两根立柱，及顶部梁；所述龙门立架与所述水平移动台构成竖直的矩形框升降导向机构；所述龙门立架内安装有所述升降台，所述升降台沿所述立柱进行升降运动；所述升降台设有2个，分别位于两侧的所述立柱上；

两侧的升降台连接有升降座，其上安装有所述底缩机构。

作为本实用新型的进一步改进，所述移动轨道包括2根平直的轨道，且在内侧设有导槽；

所述水平移动台安装在所述移动轨道内，且所述水平移动台的移动轮组卡在所述导槽内。

本实用新型的电动重卡底部电池侧向换电机构，通过设置伸缩叉，来实现双向伸缩，免去了固定支架等庞大的固定机构；同时通过托板来承托电池包；整体结构精巧、便捷，方便实施。在此基础上形成的电动重卡底部电池侧向换电系统，采用水平移动台、龙门立架、升降台构成2自由度移动机构，结构可靠性高，且各部位进行加固，来增加设备的防倾覆力臂，提高设备运行的稳定性。

本实用新型，可充分满足电动卡车进行底部换电的需求。

附图说明

图1为本实用新型的电动重卡底部电池侧向换电系统的使用状态正视图；

图2为本实用新型的电动重卡底部电池侧向换电系统的使用状态后侧视图；

图3为本实用新型的电动重卡底部电池侧向换电系统的使用状态仰视图；

图4为本实用新型的底部换电机构的整体结构示意图1；

图5为本实用新型的底部换电机构的整体结构示意图2；

图6为本实用新型的底托伸缩机构的整体结构示意图；

图7为本实用新型的底托伸缩机构的整体结构底视图；

图8为本实用新型的伸缩叉的整体结构示意图；

图9为本实用新型的伸缩叉的展开示意图；

图10为本实用新型的限位块的结构示意图；

图11为本实用新型的限位钩的结构示意图1；

图12为本实用新型的限位钩的结构示意图2。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本实用新型做进一步说明。

如图1-图3所示，为本实用新型的电动重卡底部电池侧向换电系统的使用状态示意图；由于电动卡车/电动重卡自重较重，故需要在平直无破碎的地台上实施换电作业，相对于普通家用车辆的侧向或底部换电，可以在地台开设导槽等结构不同，针对电动卡车的换电，不能破坏地台的完整性，相应的机构只能悬臂从电动卡车的侧向伸进电动卡车底部，进行换电作业。

本实用新型针对的电池包也与背景技术中提到的顶吊式换电系统中的电池包有所不同；本实用新型所针对的电池包为“T”形设计的电池包；“T”形电池包的底部平面，可供搬运承托；“T”形电池包的中部两侧伸出臂的底部，设有电池充放电接口，用于与电动卡车或充电站的接口相对接，实现充放电，同时两侧的伸出臂可用于充放电过程中的承托。

本实用新型的电动重卡底部电池侧向换电系统一侧为地台，用于停放待换电的电动卡车/电动重卡；另一侧为电池包存储充电区，设有若干充电架3，所述充电架3并排布置，上面备有若干块备用电池包；中间为换电机构区域；换电机构区域地面低于所述地台，其内底部设有移动轨道2，其与全部所述充电架3区域相平行，且所述移动轨道2的长度覆盖整个所述充电架3区域；所述移动轨道2上方设有底部换电机构1，所述底部换电机构1可沿所述移动轨道2平移。

如图4、图5所示，为底部换电机构1的整体结构示意图，包括水平移动台11、龙门立架12、升降台13、及底托伸缩机构14；其中，由所述水平移动台11、龙门立架12、及升降台13构成一2自由度移动机构，在升降台13内安装有所述底托伸缩机构14，所述底托伸缩机构14可垂直于所述2自由度移动机构(或所述移动轨道2)，进行横向伸缩运动。

本实用新型的电动重卡底部电池侧向换电系统，由于需要悬臂伸缩对电池包进行取放，为防止整个系统倾覆，故所述移动轨道2包括2根平直的轨道，且在内侧设有导槽21；所述水平移动台11安装在所述移动轨道2内，且所述水平移动台11的移动轮组卡在所述导槽21内，从所述移动轨道2的内侧进行卡紧限位，从而防止所述水平移动台11因上部重心外移，而发生脱轨。

所述水平移动台11的上方固定有所述龙门立架12，包括两根立柱121，及顶部梁122；所述龙门立架12与所述水平移动台11构成竖直的矩形框升降导向机构，结构更加可靠；所述龙门立架12内安装有所述升降台13，所述升降台13可沿所述立柱121进行升降运动。同样为了防止因重心外移而造成倾覆，所述升降台13在竖直方向上具有足够长度，形成足够的防倾覆力臂。所述升降台13设有2个，分为位于两侧的立柱121上；两侧的升降台连接有升降座141，其上安装有所述底托伸缩机构14。

如图6、图7所示，所述底托伸缩机构14，包括起码2根并列设置的伸缩叉142，本实施例中设有3根并列的伸缩叉142，所述伸缩叉142优选为三级伸缩机构(可参考使用米亚斯/MIAS公司生产的VIPER X伸缩叉)，可相对于基座进行双向伸缩运动(如图8、图9所示)，若干个伸缩叉142的输入驱动轴1421连接在同一驱动电机上，进行同步驱动伸缩；所述伸缩叉142的顶部为输出托架1422，若干个输出托架1422同时固定住1块托板143，所述托板143的尺寸“T”形电池包的底部承托面的尺寸相匹配；所述托板143的上表面，优选的分别有若干万向球滚珠144，当电池包落在所述托板143上后，由所述万向球滚珠144托在所述托板143的上方，这样当电池包受力需要调整角度时，可以由所述万向球滚珠144提供滚动摩擦，方便进行调节，避免电池包直接落在托板143的表面，两者之间为滑动摩擦，较难供移动调节位置。

所述托板143的3个方向，均设有限位块145，且优选的每个方向设有2个以上所述限位块145，当所述底托伸缩机构14从侧面伸进电动卡车底部时，所述限位块145直接从3个方向包裹住电池包的底部；如图10所示，所述限位块145为弹性限位块，可进行横向伸缩；所述限位块145包括限位座1451、上部导向斜板1452、立面限位板1453、及弹性柱1454；所述上部导向斜板1452、及所述立面限位板1453可连接在一起；所述立面限位板1453通过弹性柱1454安装在所述限位座1451上；通过弹性伸缩机构，可以是所述限位块145的所述立面限位板1453更好的贴合电池包的底部立面；而所述上部导向斜板1452则可在上升对接电池包的过程中，提供进入导向。

在所述托板143的开口方向(未设置所述限位块145的方向)，即为所述底托伸缩机构14伸向电动卡车的方向，设有限位钩146，所述限位钩146优选的设有2个以上；如图11、图12所示，所述限位钩146可升降伸缩，包括固定板1461，其内安装有伸缩缸1462，所述伸缩缸1462可以为气缸、液压缸、或电动缸等直线输出驱动元件；所述伸缩缸1462的输出端连接有连杆机构1463，所述连杆机构1463的顶部连接有钩体1464；所述伸缩缸1462驱动所述连杆机构1463进行摆动，进而带动所述钩体1464相对于所述托板143的上表面升起向内勾，或降下向外展开。所述限位钩146的结构可参考深圳市广德自动化设备有限公司生产销售的型号为MSLD50-50的卧式油压缓冲阻挡器。

所述限位钩146的顶部还可设有导轮1465，当其升起向内勾时，有所述导轮1465压住电池包的立面，减少接触过程中的摩擦力，避免产生划痕。

本实用新型的电动重卡底部电池侧向换电系统的使用步骤大致如下：

1)待换电的电动卡车驶上地台，驶入换电工位，此时所述底部换电机构1处于待机状态，所述升降台13连同所述底托伸缩机构14位于降下状态，且所述底托伸缩机构14处于缩回状态，整体停留在龙门立架12内，留有电动卡车在地台上的驾驶空间；电动卡车就位后，启动所述底部换电机构1；

2)取下电池包；启动所述底托伸缩机构14的伸缩叉142，将所述托板143伸入到电动卡车电池包的正下方；然后所述升降台13启动，带动所述底托伸缩机构14上升，使所述限位块145与电池包进行接触；并进一步上升，所述托板143从电池包的底部托住电池包，将电池包升起，与电动卡车的电源接口发生分离；此时，再启动所述限位钩146，所述限位钩146升起，将电池包向所述底部换电机构1的方向勾动，对电池包进行四周锁紧；可同步启动所述底托伸缩机构14的伸缩叉142，将所述托板143缓缓从电动卡车的底部移出，移入到所述龙门立架12内；

3)放置待充电的电池包；所述水平移动台11启动，将龙门立架连同电池包，移动到空置的所述充电架3所在方位；根据所述充电架3的高度，决定是否需要再启动所述升降台13来调整电池包的高度位置，使电池包内对接接口的停放高度，高于所述充电架3的对接接口高度；然后，启动所述底托伸缩机构14的伸缩叉142，将所述托板143连同电池包缓缓伸向所述充电架3，是电池包的对接接口正好位于所述充电架3的对接接口正上方；此时，启动所述升降台13，使电池包缓缓下降，落在所述充电架3上；电池包在所述充电架3上对接到位后，所述升降台13优选的继续下落一定距离，使电池包与所述托板143进行脱离，在此下落过程中，由于限位块145为弹性限位块，且所述限位钩146具有导轮1465，可无需松开所述限位钩146，与电池包进行脱离；然后，启动所述限位钩146，降下所述钩体1464。

4)取新电池包；此时，根据所述充电架3的底部结构，看是否留有足够的所述托板143移动空间，如无空间，则启动所述底托伸缩机构14，先收回所述托板143，如有空间，则直接启动所述水平移动台11，将龙门立架连同空的所述托板143，移动到可取新电池包所在的所述充电架3所在方位；然后所述托板143伸出，并位于新电池包的正下方，再启动所述升降台13，带动所述底托伸缩机构14上升，取新电池包的过程，与步骤2中取电动卡车上的电池包过程一样；最后托板143带着电池包回到所述水平移动台11内。

5)给电动卡车放置新电池包；参考步骤3，启动所述水平移动台11，将所述底托伸缩机构14连同新电池包移动到电动卡车的电池对接方位，然后视情况启动所述升降台13，使电池包的对接接口高度，高于电动卡车上的对接接口所在高度；然后启动所述底托伸缩机构14的伸缩叉142，使所述托板143连同电池包，向电动卡车方向伸出，并最后使电池包的对接接口正好位于电动卡车内对接接口正上方；由于电动卡车停放方位可能并不垂直于所述伸缩叉142，故电池包下落对接过程中，需要进行姿态自适应，故此时，启动所述限位钩146，将所述钩体1464降下；然后再启动所述升降台13，使所述底托伸缩机构14的所述托板143带着新的电池包下降，使电池包的对接接口与电动卡车内的对接接口进行对接。

电池包完成对接后，所述升降台13优选的继续下降一段距离，是所述托板143与电池包充分脱离，然后再启动所述伸缩叉142，将所述底托伸缩机构14缩回到龙门立架12内，等待下一次作业。

而换完电的电动卡车/电动重卡，恢复动力，驶离本实用新型的电动重卡底部电池侧向换电系统，重新投入工作。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.电动重卡底部电池侧向换电机构，其特征在于，包括伸缩叉、托板、限位块、及限位钩；

所述伸缩叉起码设有2个以上，且并列设置；

2个以上伸缩叉的输入驱动轴连接到同一驱动元件上；

所述伸缩叉的顶部为输出托架，若干个输出托架同时固定住1块托板；

所述托板的尺寸与目标电池包的底部承托部尺寸相匹配；

所述托板的3个非电动卡车所在方向，均设有限位块；

所述托板的朝向电动卡车所在方向，即未设置所述限位块的开口方向，设有限位钩；

所述限位钩内设有可升降伸缩的钩体。

2.根据权利要求1所述的电动重卡底部电池侧向换电机构，其特征在于，所述限位块在每个方向设有2个以上；

所述限位钩在开口方向设有2个以上。

3.根据权利要求1所述的电动重卡底部电池侧向换电机构，其特征在于，所述限位块为弹性限位块；

所述限位块包括限位座、上部导向斜板、立面限位板、及弹性柱；

所述上部导向斜板与所述立面限位板连接在一起；

所述上部导向斜板位于所述立面限位板的上方；

所述立面限位板通过弹性柱安装在所述限位座上。

4.根据权利要求1所述的电动重卡底部电池侧向换电机构，其特征在于，所述限位钩包括固定板、伸缩缸、连杆机构、及钩体；

所述固定板固定在所述托板的开口部位下方，所述固定板内安装有所述伸缩缸；

所述伸缩缸为直线输出驱动元件；所述伸缩缸的输出端连接有连杆机构；

所述连杆机构的顶部连接有钩体；所述钩体可由所述托板的表面下部向上翻动，突出于所述托板的上表面，且向托板的内侧勾动。

5.根据权利要求4所述的电动重卡底部电池侧向换电机构，其特征在于，所述限位钩的顶部设有导轮。

6.根据权利要求1所述的电动重卡底部电池侧向换电机构，其特征在于，所述托板的上表面设有若干万向球滚珠。

7.电动重卡底部电池侧向换电系统，其特征在于，包括停车地台、底部换电机构、移动轨道、及充电架；

所述停车地台、移动轨道、及充电架，平行设置；所述底部换电机构安装在所述移动轨道上，且沿所述移动轨道，平行于所述充电架及停车地台进行平移；

所述底部换电机构包括水平移动台、龙门立架、升降台、及如权利要求1-6任意一条所述的电动重卡底部电池侧向换电机构；

所述水平移动台、龙门立架、及升降台构成一2自由度移动机构；

所述水平移动台安装在所述移动轨道上；所述水平移动台上方设有所述龙门立架；

所述龙门立架，包括两根立柱，及顶部梁；所述龙门立架与所述水平移动台构成竖直的矩形框升降导向机构；所述龙门立架内安装有所述升降台，所述升降台沿所述立柱进行升降运动；所述升降台设有2个，分别位于两侧的所述立柱上；

两侧的升降台连接有升降座，其上安装有如权利要求1-6任意一条所述的电动重卡底部电池侧向换电机构。

8.根据权利要求7所述的电动重卡底部电池侧向换电系统，其特征在于，所述移动轨道包括2根平直的轨道，且在内侧设有导槽；

所述水平移动台安装在所述移动轨道内，且所述水平移动台的移动轮组卡在所述导槽内。