CN220220480U - 浮动换电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种浮动换电装置，设置在所述换电平台上，所述浮动换电装置包括用于承载电池箱的电池托架和设置在所述电池托架上的电池箱推拉组件，关键在于，在所述电池托架头部和所述换电平台间设有十字轴组件，在所述电池托架尾部和所述换电平台间设有驱动所述电池托架以所述十字轴组件为旋转中心转动的复合驱动组件。本实用新型通过在电池托架和换电平台间设有十字轴组和复合驱动组件，可以实现电池箱准确地对准车辆的安装位置，以便于通过电池箱推拉组件将电池箱推入车内或者将电池箱从车内拉出。

Description

浮动换电装置

技术领域

本实用新型属于换电设备技术领域，具体涉及一种浮动换电装置。

背景技术

通过建立换电站对电动汽车进行换电，即直接用电能充足的动力电池更换能量亏损的动力电池，可以在短时间内完成电动汽车电能的补给，高效的解决车辆的续航问题。

在换电过程中，需要将换电设备电池仓与车身电池仓进行定位，从而使电池箱与换电设备的电池仓位对准，以便于从车内抽出电池箱或者将电池箱推入车内电池仓。换电设备与换电车辆进行定位和调整时，由于不同换电车载货量的多少及偏载与否，在换电设备抽拉电池的过程中随着换电车本身电池的抽出自身重量也随着变化，导致换电车电池仓的高度位置会产生不同变化。

因此，有必要设计一种浮动换电装置，可以随时对换电设备中的电池仓位置进行调整，使得换电设备可以快速随着车辆电池仓安装位置的变化而调整，以保证换电过程的顺利。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种浮动换电装置，通过设计十字轴组件和复合驱动组件，可以实现对电池箱位置的调整，以使电池箱对准车辆的对应的安装位置，从而保证换电的顺利进行。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种浮动换电装置，设置在所述换电平台上，所述浮动换电装置包括用于承载电池箱的电池托架和设置在所述电池托架上的电池箱推拉组件，关键在于，在所述电池托架头部和所述换电平台间设有十字轴组件，在所述电池托架尾部和所述换电平台间设有驱动所述电池托架以所述十字轴组件为旋转中心转动的复合驱动组件。

进一步的，所述十字轴组件包括转动设置在所述电池托架头部的纵轴、穿过所述纵轴并限位在安装座上的横轴，所述安装座与所述换电平台相连。

进一步的，所述复合驱动组件包括转动限位在所述电池托架尾部的连接轴、穿过所述连接轴的铰接轴、用于安装所述铰接轴的连接座、两端分别与所述连接座和所述电池托架相铰接的中间连接板以及驱动端与所述电池托架相连的曲柄连杆组件和驱动所述曲柄连杆组件中的曲柄旋转的复合驱动电机。

进一步的，所述曲柄连杆组件和所述复合驱动电机以所述连接轴为对称中心设置有两组。

进一步的，所述浮动换电装置在所述换电平台上并排设置有两组，在所述换电平台上设有驱动两组浮动换电装置同步平移的平移驱动组件，所述平移驱动组件包括与浮动换电装置中的十字轴组件相连的第一平移连接板、设置在所述换电平台和所述第一平移连接板间的第一平移导向组件和设置在所述换电平台上并与第一平移连接板相连的第一丝杆滑台以及与浮动换电装置中的复合驱动组件相连的第二平移连接板、在所述换电平台和所述第二平移连接板间的第二平移导向组件和设置在所述换电平台上并与第二平移连接板相连的第二丝杆滑台。

进一步的，所述十字轴组件包括转动设置在所述电池托架头部的纵轴、穿过所述纵轴并限位在安装座上的横轴，所述安装座与所述第一平移连接板相连。

进一步的，所述复合驱动组件包括转动限位在所述电池托架尾部的连接轴、穿过所述连接轴的铰接轴、用于安装所述铰接轴的连接座、两端分别与所述连接座和所述第二平移连接板相铰接的中间连接板以及驱动端与所述电池托架相连的曲柄连杆组件和驱动所述曲柄连杆组件中的曲柄相连的复合驱动电机，所述复合驱动电机固定在所述第二平移连接板上。

进一步的，所述电池箱推拉组件包括移动滑台、设置在移动滑台上且与所述电池箱相配套的推拉销、驱动所述移动滑台沿所述电池托架的长度方向往复移动的往复驱动装置以及设置在所述往复驱动装置和所述电池托架间的往复驱动装置导向组件。

进一步的，所述往复驱动装置导向组件在所述电池托架上并排设有两组，每组往复驱动装置导向组件均包括固定在所述电池托架上的导轨以及与所述导轨相配合的滑块；两组往复驱动装置导向组件中的滑块均与所述移动滑台相连，所述推拉销与所述移动滑台相连。

进一步的，所述往复驱动装置包括固定在所述移动滑台上的往复驱动电机、所述往复驱动电机的输出轴相连的齿轮以及固定在所述电池托架上且与所述齿轮相啮合的齿条。

本实用新型的有益效果是：通过在电池托架和换电平台间设有十字轴组和复合驱动组件，可以实现电池箱准确地对准车辆的安装位置，以便于通过电池箱推拉组件将电池箱推入车内或者将电池箱从车内拉出；在换电平台上并排设置了两组浮动换电装置，可以通过配套AGV的移动或者移动平台驱动浮动换电装置左右平移实现位置的切换，分别实现电池的抽出和推入；在换电平台上设计了可驱动两组浮动换电装置同步水平移动的平移驱动组件，提升了装置的自由度，保证定位效果。

下面结合附图对本发明进行详细说明。

附图说明

图1是本实用新型浮动换电装置的主视图；

图2是图1的侧视图；

图3是图1的立体图；

图4是本实用新型中十字轴组件的结构示意图；

图5是本实用新型中电池箱推拉组件的结构示意图；

图6是本实用新型中电池箱推拉组件的另一结构示意图；

图7是本实用新型中复合驱动组件的结构示意图；

图8是承载有电池箱的浮动换电装置的结构示意图。

在附图中：1、换电平台，2、电池箱，3、电池托架，4、纵轴，5、横轴，6、安装座，7、连接轴，8、铰接轴，9、连接座，10、中间连接板，11、曲柄连杆组件，12、复合驱动电机，13、第一平移连接板，14、第一平移导向组件，15、第一丝杆滑台，16、第二平移连接板，17、第二平移导向组件，18、第二丝杆滑台，19、推拉销，20、导轨，21、滑块，22、移动滑台，23、往复驱动电机，24、齿轮，25、齿条，26、连接桥。

具体实施方式

参见附图1-8，本实用型提供了一种浮动换电装置，设置在换电平台1上，其包括用于承载电池箱2的电池托架3和设置在电池托架3上的电池箱推拉组件，关键在于，在电池托架3头部和换电平台1间设有十字轴组件，在电池托架3尾部和换电平台1间设有驱动电池托架3以十字轴组件为旋转中心转动的复合驱动组件。

当浮动换电装置在换电平台1上只设置一组时：

本实施例中的十字轴组件包括转动设置在电池托架3头部的纵轴4、穿过纵轴4并限位在安装座6上的横轴5。其中，纵轴4设置的方向与电池托架3长度方向一致，横轴5设置的方向与电池托架3的宽度方向一致，安装座6与换电平台1相连。

本实施例中的复合驱动组件包括转动限位在电池托架3尾部的连接轴7、穿过连接轴7的铰接轴8、用于安装铰接轴8的连接座9、两端分别与连接座9和电池托架3相铰接的中间连接板10以及驱动端与电池托架3相连的曲柄连杆组件11和驱动曲柄连杆组件11中的曲柄旋转的复合驱动电机12。其中，连接轴7与纵轴4处于同一轴线上，铰接轴8与横轴5两者的轴线平行，连接轴7和铰接轴8亦构成十字轴结构。连接座9、中间连接板11用于对电池托架3尾部移动时进行支撑。曲柄连杆组件11和复合驱动电机12优选以连接轴7为对称中心设置有两组，以达到稳定调节的目的。在复合驱动电机12的驱动下，电池托架3可以同时绕纵轴4和横轴5转动，实现电池托架3的俯仰、偏摆，以使电池托架3对准电池仓的位置，保证电池箱2顺利进入电池托架3上或者从电池托架3进入电池仓内。

参见附图1-4、7和8，与实施例一不同的是本实施例中浮动换电装置在换电平台1上并排设置有两组，在换电平台1上设有驱动两组浮动换电装置同步平移的平移驱动组件以进一步提升浮动换电装置的自由度。通过浮动换电装置的平移以及复合驱动组件驱动电池托架3的转动，从而达到电池托架3精准定位的目的。在本实施例中，一组浮动换电装置中的电池托架3上未有电池箱2，以用于承载车内的电池箱2，另一组浮动换电装置中的电池托架3设有电能充足的电池箱2以将其推入车内。

平移驱动组件包括与浮动换电装置中的十字轴组件相连的第一平移连接板13、设置在换电平台1和第一平移连接板13间的第一平移导向组件14和设置在换电平台1上并与第一平移连接板13相连的第一丝杆滑台15以及与浮动换电装置中的复合驱动组件相连的第二平移连接板16、在换电平台1和第二平移连接板16间的第二平移导向组件17和设置在换电平台1上并与第二平移连接板16相连的第二丝杆滑台18。两个平移导向组件均采用导轨和滑块的结构。第一丝杆滑台15和第二丝杆滑台18同时驱动可以带动2组浮动换电装置同步平移以实现装置与商用车的换电位置的水平定位，装置平移的方向与电池箱2的推拉方向相垂直。

参见附图3和8，在本实施例中，两个十字轴组件与对应的第一平移连接板13相连，因此在第一丝杆滑台15的驱动端设置了连接桥26，连接桥26的中部与第一丝杆滑台15的驱动端相连、两端分别与对应的第一平移连接板13相连。在换电平台1上设有供连接桥26的端部穿过和移动的条形孔。

参见附图4，本实施例中的十字轴组件包括转动设置在电池托架3头部的纵轴4、穿过纵轴4并限位在安装座6上的横轴5。其中，纵轴4设置的方向与电池托架3长度方向一致，横轴5设置的方向与电池托架3的宽度方向一致，安装座6与第一平移连接板13相连。

参见附图2和7，本实施例中的复合驱动组件包括转动限位在电池托架3尾部的连接轴7、穿过连接轴7的铰接轴8、用于安装铰接轴8的连接座9、两端分别与连接座9和第二平移连接板16相铰接的中间连接板11以及驱动端与电池托架3相连的曲柄连杆组件11和驱动曲柄连杆组件11中的曲柄相连的复合驱动电机12，复合驱动电机12固定在第二平移连接板16上。其中，连接轴7与纵轴4处于同一轴线上，铰接轴8与横轴5两者的轴线平行，连接轴7和铰接轴8亦构成十字轴结构。连接座9、中间连接板11用于对电池托架3尾部移动时进行支撑。曲柄连杆组件11和复合驱动电机12优选以连接轴7为对称中心设置有两组，以达到稳定调节的目的。

所有复合驱动组件中的复合驱动电机12和中间连接板11均固定于同一第二平移连接板16上，再配合连接桥26连接两个第一平移连接板13，可以保证第一丝杆滑台15和第二丝杆滑台18可以同时驱动两组浮动换电装置。

参见附图5和6，上述的电池箱推拉组件包括移动滑台22、设置在移动滑台22上且与电池箱2相配套的推拉销19、驱动移动滑台22沿电池托架3的长度方向往复移动的往复驱动装置以及设置在往复驱动装置和电池托架3间的往复驱动装置导向组件。在移动滑台22上设有供推拉销19放入的孔或安装套，当移动滑台22与电池箱2对接好后，将推拉销19穿过电池箱2中的牵引孔并放入移动滑台22上的孔或安装套内，以实现移动滑台22与电池箱2的连接。

为实现移动滑台22沿电池托架3的长度方向稳定移动，往复驱动装置导向组件在电池托架3上并排设有两组，每组往复驱动装置导向组件均包括固定在电池托架3上的导轨20以及与导轨20相配合的滑块21；两组往复驱动装置导向组件中的滑块21均与移动滑台22相连，推拉销19与移动滑台22相连。

参见附图5和6，上述的往复驱动装置包括固定在移动滑台22上的往复驱动电机23、往复驱动电机23的输出轴相连的齿轮24以及固定在电池托架3上且与齿轮24相啮合的齿条25。通过电机驱动下的齿轮齿条结构，使移动滑台22带着电池箱2沿导轨20滑动，从而将电池箱2抽拉至电池托架3上或者将电池托架3上的电池箱2推入商用车的电池仓内。

在具体实施时，换电平台1底部设置带有升降装置的AGV或者可以沿至少水平和高度两个方向移动的移动平台。以换电平台1上设有两组浮动换电装置为例，本实用新型的浮动换电装置具体工作过程如下。

（1）、将换电平台1移动至新能源商用车的换电侧同时使得未承载有电池箱2的浮动换电装置基本定位至商用车的换电位置。

（2）、通过平移驱动组件带动浮动换电装置在小范围内水平移动以及复合驱动组件带动电池托架3以十字轴组件为旋转中心进行旋转，使得浮动换电装置精准对接至商用车的换电位置。

若换电平台1与商用车的换电位置偏差过大，则需通过与其配套的设备实现位置的调整后再通过平移驱动组件和/或复合驱动组件对电池托架3的位置进行调整，以使其对准商用车的换电位置。

（3）、浮动换电装置中的往复驱动电机23启动，驱动移动滑台22从电池托架3的一端移动至另一端，安装推拉销19以使得商用车内的电池箱2与移动滑台22相连。

往复驱动电机23再次启动，驱动移动电池箱2从商用车内移出并移动至电池托架3上。

在对电池箱2进行拉动的过程中，商用车整体重量会随着电池拉出而重量减小而电池仓位置升高且会偏载，可以实时的调整换电平台1和电池托架3的位置以使电池箱2顺利拉动至电池托架3上。

（4）、AGV或移动平台驱动承载电能充足电池箱2的浮动换电装置平移，使其基本定位至商用车的换电位置。重复步骤（2）以使得浮动换电装置精准对接至商用车的换电位置。

（5）、浮动换电装置中的往复驱动电机23启动，驱动移动滑台22从电池托架3的一端移动至另一端，使得电池箱2从电池托架3上推入商用车内。

在对电池箱2进行推动的过程中，商用车整体重量会变重而电池仓位置降低且偏载，可以实时的调整换电平台1和电池托架3的位置以使电池箱2顺利推动至商用车内。

最后，取出电池箱2与移动滑台22间的推拉销19，往复驱动电机23驱动移动滑台22移动至初始位置。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明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；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (10)

1.一种浮动换电装置，设置在换电平台（1）上，所述浮动换电装置包括用于承载电池箱（2）的电池托架（3）和设置在所述电池托架（3）上的电池箱推拉组件，其特征在于，在所述电池托架（3）头部和所述换电平台（1）间设有十字轴组件，在所述电池托架（3）尾部和所述换电平台（1）间设有驱动所述电池托架（3）以所述十字轴组件为旋转中心转动的复合驱动组件。

2.根据权利要求1所述的浮动换电装置，其特征在于，所述十字轴组件包括转动设置在所述电池托架（3）头部的纵轴（4）、穿过所述纵轴（4）并限位在安装座（6）上的横轴（5），所述安装座（6）与所述换电平台（1）相连。

3.根据权利要求2所述的浮动换电装置，其特征在于，所述复合驱动组件包括转动限位在所述电池托架（3）尾部的连接轴（7）、穿过所述连接轴（7）的铰接轴（8）、用于安装所述铰接轴（8）的连接座（9）、两端分别与所述连接座（9）和所述电池托架（3）相铰接的中间连接板（10）以及驱动端与所述电池托架（3）相连的曲柄连杆组件（11）和驱动所述曲柄连杆组件（11）中的曲柄旋转的复合驱动电机（12）。

4.根据权利要求3所述的浮动换电装置，其特征在于，所述曲柄连杆组件（11）和所述复合驱动电机（12）以所述连接轴（7）为对称中心设置有两组。

5.根据权利要求1所述的浮动换电装置，其特征在于，所述浮动换电装置在所述换电平台（1）上并排设置有两组，在所述换电平台（1）上设有驱动两组浮动换电装置同步平移的平移驱动组件，所述平移驱动组件包括与浮动换电装置中的十字轴组件相连的第一平移连接板（13）、设置在所述换电平台（1）和所述第一平移连接板（13）间的第一平移导向组件（14）和设置在所述换电平台（1）上并与第一平移连接板（13）相连的第一丝杆滑台（15）以及与浮动换电装置中的复合驱动组件相连的第二平移连接板（16）、在所述换电平台（1）和所述第二平移连接板（16）间的第二平移导向组件（17）和设置在所述换电平台（1）上并与第二平移连接板（16）相连的第二丝杆滑台（18）。

6.根据权利要求5所述的浮动换电装置，其特征在于，所述十字轴组件包括转动设置在所述电池托架（3）头部的纵轴（4）、穿过所述纵轴（4）并限位在安装座（6）上的横轴（5），所述安装座（6）与所述第一平移连接板（13）相连。

7.根据权利要求5所述的浮动换电装置，其特征在于，所述复合驱动组件包括转动限位在所述电池托架（3）尾部的连接轴（7）、穿过所述连接轴（7）的铰接轴（8）、用于安装所述铰接轴（8）的连接座（9）、两端分别与所述连接座（9）和所述第二平移连接板（16）相铰接的中间连接板（10）以及驱动端与所述电池托架（3）相连的曲柄连杆组件（11）和驱动所述曲柄连杆组件（11）中的曲柄相连的复合驱动电机（12），所述复合驱动电机（12）固定在所述第二平移连接板（16）上。

8.根据权利要求1-7任一项所述的浮动换电装置，其特征在于，所述电池箱推拉组件包括移动滑台（22）、设置在移动滑台（22）上且与所述电池箱（2）相配套的推拉销（19）、驱动所述移动滑台（22）沿所述电池托架（3）的长度方向往复移动的往复驱动装置以及设置在所述往复驱动装置和所述电池托架（3）间的往复驱动装置导向组件。

9.根据权利要求8所述的浮动换电装置，其特征在于，所述往复驱动装置导向组件在所述电池托架（3）上并排设有两组，每组往复驱动装置导向组件均包括固定在所述电池托架（3）上的导轨（20）以及与所述导轨（20）相配合的滑块（21）；

两组往复驱动装置导向组件中的滑块（21）均与所述移动滑台（22）相连，所述推拉销（19）与所述移动滑台（22）相连。

10.根据权利要求8所述的浮动换电装置，其特征在于，所述往复驱动装置包括固定在所述移动滑台（22）上的往复驱动电机（23）、所述往复驱动电机（23）的输出轴相连的齿轮（24）以及固定在所述电池托架（3）上且与所述齿轮（24）相啮合的齿条（25）。