一种跟随式充电拖车、电动车辆移动充电系统的制作方法

1.本发明属于电动车辆技术领域，具体涉及一种跟随式充电拖车、电动车辆移动充电系统。


背景技术：

2.随着可持续发展战略的实施，环境保护意识的增强，世界各国对新能源汽车的重视程度越来越高。其中，电动车依靠电池提供动力，其独特的优势使得电动车产业成为了各个国家发展的战略核心，很多国家纷纷出台了燃油车辆退市时间表。
3.在电动车技术和产业发展过程中，车辆的续航和安全性成为了影响电动车性能的关键因素，随着电动车安全性的不断提高，续航里程低已经成为了电动车行业发展的制约因素。目前，国家推出了一系列标准，将电动车续航里程门槛不断提高，市场上销售的电动车的续航里程均在400公里以上。但是，电动车的续航里程低还存在另一个因素。与燃油车相比，燃油车在燃油耗完后，可以快速加油，以提高续航里程，而电动车在电池电量用完后，必须耗费较长时间充电。即使采用快充技术，完成一次充电也需要在20分钟左右，这与燃油车加油时间相比，完全不具备竞争力。
4.电动车换电模式是解决上述问题的一个较好的途径，换电模式是将车和电完全分开，使用者无需担心充电时间的问题，而且换电站可以采用错峰充电的方式，大大降低充电成本。但是，换电模式仍然存在很多缺点，如换电模式需要大量的电池储备，产业规模巨大，产业链协调难度非常大，截止2021年，换电模式仍然没有太大进展。另外，换电模式需要统一的技术标准，包括统一的电池制造技术、标准化建设、能源补给网络建设、国家智能电网建设、城市规划、车辆准入标准等一系列问题，而这些问题中有很多在现阶段是无法解决的。还有，在实际应用过程中发现，车辆在换电站更换电池仍然需要花费较长时间，而且，更换的电池质量、状态不一，续航能力也容易打折，电动车使用者换电的意愿较低。
5.为了解决上述问题，“电动车充电宝”的概念应运而生。“电动车充电宝”即在各充电站提供能过给电动车充电或供电的拖车，拖车上安装电源系统，在车辆安装上这种充电拖车后，可以在车辆行驶过程中进行充电，在电动车充满电后，将充电拖车归还充电站即可。这种方式不会对电动车原有的动力电池及电控系统的兼容性产生影响，而且仅在电动车续航出现问题时使用，非常方便。
6.发明人在研究和使用中发现，充电拖车的充电性能一般都能够满足需要，但是在具体使用时，由于车辆行驶的环境和路况各异，会导致充电拖车的可靠性出现问题，在高频次使用后，充电拖车的机械连接和电连接部分容易受损，进而出现安全隐患。


技术实现要素：

7.本发明的目的是提供一种高可靠性跟随式充电拖车，同时，本发明还提供一种电动车辆移动充电系统。
8.为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：
一种跟随式充电拖车，包括车体，所述车体包括车架以及设置在车架上的电源系统，电源系统上连接有用来向前车供电或充电的电缆，车体上设置有用来与前车连接的连接机构，连接机构包括连接基板以及设置在连接板上的连接壳体，连接壳体与连接基板围成了防护空间；连接壳体外壁上设置有防护凹槽，防护凹槽中可拆卸设置有所述电缆；连接基板上设置有挂钩，连接基板上还转动设置有卡爪，卡爪转动能够将挂钩的开口封闭或者打开，连接基板上还设置有与连接基板导向滑动配合的锁止件，锁止件能够向靠近卡爪的方向移动并将转动至封闭状态的卡爪位置锁定；连接壳体上设置有用来将锁止件向远离卡爪的方向拉动以将卡爪解锁的解锁机构，解锁机构包括与锁止件相连的连接部以及与连接部相连的拉动部，连接壳体上的防护凹槽的槽底设置有滑动孔，拉动部穿设在滑动孔中，所述电缆可拆卸地卡设在防护凹槽中并将拉动部覆盖。
9.所述锁止件为锁止板，锁止板靠近卡爪的端部上设置有锁止键，卡爪上设置有用来与锁止键插接配合的键槽。
10.锁止板远离卡爪的一端设置有解锁筒，连接部包括依次相连的上插接柱和下插接柱，上插接柱和下插接柱的长度方向垂直于锁止板的滑动方向，下插接柱插设在解锁筒中并与解锁筒滑动配合，上插接柱的上端穿设在所述滑动孔中并构成了所述拉动部，滑动孔为长孔，拉动部在长孔中移动以带动锁止板向靠近或远离卡爪的方向移动。
11.上插接柱上设置有滑动板，滑动板的板面与上插接柱的长度方向垂直，上连接板的靠近连接基板的表面上设置有解锁固定块，解锁固定块上与滑动孔对应位置设置有长孔，滑动板的形状与解锁固定块上的长孔的形状一致以能够使滑动板在长孔中沿上插接柱的长度方向移动；解锁固定块的长孔的孔壁上设置有用来与滑动板远离上插接柱的一端滑动插接配合的盲孔。
12.解锁筒与上插接柱之间设置有弹性件，对上插接柱施加远离解锁筒方向的弹力，并能使上插接柱在受到靠近解锁筒方向的外力作用时使滑动板沿长孔移动至使滑动板与盲孔的位置对应。
13.所述弹性件为压缩弹簧。
14.防护凹槽上的滑动孔在远离卡爪方向上的长度小于解锁固定块上的长孔在同一方向上的长度。
15.卡爪包括卡爪基体以及设置在卡爪基体上的爪体，连接基板上设置有卡爪转轴，卡爪基体与转轴转动配合，爪体上设置有第一弧面和第二弧面，第一弧面用来在卡爪与挂钩抵接以将挂钩的开口封闭，第二弧面用来与挂钩的内侧面配合将前车拖车钩限位。
16.卡爪基体上还设置有拨动臂，拨动臂的延伸方向与连接基板平行，拨动臂上设置有拨动杆，拨动杆垂直于拨动臂；连接壳体上设置有拨动孔，拨动杆远离拨动臂的一端从拨动孔中伸出。
17.连接基板上设置有卡爪复位机构，所述卡爪复位机构包括设置在连接基板上的挡板，挡板上设置有复位穿孔，拨动臂上铰接设置有复位杆，复位杆远离拨动臂的一端穿过复位穿孔并与挡板导向滑动配合，复位杆位于拨动臂和挡板之间部分上套设有压缩弹簧，压缩弹簧对拨动臂施加弹力以使卡爪保持将挂钩的开口封闭的状态。
18.一种电动车辆移动充电系统，包括前车以及连接在前车后的充电拖车，前车包括动力电源，充电拖车包括车体，所述车体包括车架以及设置在车架上的电源系统，电源系统
上连接有用来向前车供电或充电的电缆，车体上设置有用来与前车连接的连接机构，连接机构包括连接基板以及设置在连接板上的连接壳体，连接壳体与连接基板围成了防护空间；连接壳体外壁上设置有防护凹槽，防护凹槽中可拆卸设置有所述电缆；连接基板上设置有挂钩，连接基板上还转动设置有卡爪，卡爪转动能够将挂钩的开口封闭或者打开，连接基板上还设置有与连接基板导向滑动配合的锁止件，锁止件能够向靠近卡爪的方向移动并将转动至封闭状态的卡爪位置锁定；连接壳体上设置有用来将锁止件向远离卡爪的方向拉动以将卡爪解锁的解锁机构，解锁机构包括与锁止件相连的连接部以及与连接部相连的拉动部，连接壳体上的防护凹槽的槽底设置有滑动孔，拉动部穿设在滑动孔中，所述电缆可拆卸地卡设在防护凹槽中并将拉动部覆盖。
19.有益效果：本发明的跟随式充电拖车与静态充电的充电桩不同，是在移动状态下充电，而且被充电的电动车辆的行驶状态、路况、环境等都会对充电拖车的使用可靠性产生较大影响，本发明采用双重甚至三重锁止机构对充电拖车的连接结构进行锁止，大大提高了充电拖车的可靠性。而且该跟随式充电拖车的连接结构，能够提高连接效率，缩减充电拖车与电动车辆的连接时间，在充电拖车与电动车辆连接后，利用机械结构将充电电缆隐藏，以进行防护。
附图说明
20.图1为本发明的充电拖车的结构示意图；图2为图1中的连接机构的结构爆炸示意图；图3为连接机构中的卡爪的结构示意图；图4为连接机构中的插接柱的结构示意图。
具体实施方式
21.为了使本发明所要解决的技术问题、采取的技术方案以及达到的技术效果更容易理解，下面结合具体实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地说明。
22.本发明的充电拖车包括车体1，车体包括车架11，车架上设置有车厢12，车厢内固定安装有电源系统，车厢整体上呈长方体结构。
23.车厢前侧壁上设置有连接机构2以及电缆3，连接机构用来使充电拖车与前车机械相连以带动充电拖车运动，电缆用来与前车电连接以将充电拖车的电能输送至前车的动力电源。
24.连接机构包括外壳，外壳包括连接基板21，连接基板为前后延伸的长板，板面水平。连接基板上设置有连接壳体，使连接机构整体上呈盒状。连接壳体为方形壳体或者弧形壳体，方形壳体包括上连接板22和设置在上连接板四周的侧板，弧形壳体整体上呈长条状，外部为向上外凸的弧形曲面，内部为向上内凹的弧形曲面。
25.本实施例中连接壳体为方形壳体，上连接板上设置有防护凹槽23，防护凹槽为长槽，沿前后方向延伸。防护凹槽中设置有上述电缆。具体的，电缆包括缆芯，缆芯外套设有缓冲套，缓冲套外套设有防护套。缆芯包括2
‑
7根圆形缆芯，缓冲套的横截面外轮廓为长方形，内部设置有与缆芯数量对应的圆形通道，圆形通道内设置上述缆芯。缓冲套可以采用绝缘
的硅胶、sbs等材料制成，弹性非常好。缓冲套外部套设有防护套，防护套为方形筒体结构，防护套采用绝缘橡胶制成。
26.电缆的防护套的水平方向上的横向宽度与防护凹槽在该方向上的宽度一致，或者略大于防护凹槽在该方向上的宽度，使得电缆能够嵌设在防护凹槽中，对电缆的一部分形成防护。电缆用来与前车充电接口相连的一端从防护凹槽中伸出，作为自由端。
27.连接机构的盒状结构内部设置有挂钩24，挂钩包括挂钩杆，挂钩杆一端（后端）固定连接在车体的车架上，另一端（前端）设置有弧形的钩状部。挂钩杆的横截面为长方形，连接基板的上表面与挂钩杆的下表面焊接连接。连接基板后端（靠近车体的一端）也与车体焊接连接，连接壳体与连接基板通过螺栓连接。
28.连接基板上转动设置有卡爪25，卡爪包括卡爪基体251，卡爪基体上设置有转孔252，连接基板上设置有垂直于基板板面的卡爪转轴，卡爪基体套设在卡爪转轴上，使卡爪能够绕卡爪转轴转动。
29.卡爪整体上为板状结构，外形近似呈水滴状。卡爪基体为一圆形，卡爪基体上一体设置有爪体253，爪体整体上呈三角结构，爪体一端与卡爪基体一体设置，另一端形成尖角。爪体包括两个弧形侧面，两个弧形侧面之间的距离在从远离卡爪基体的方向上逐渐变小，使两个弧形侧面形成外凸的结构，使卡爪的整体外形近似呈水滴状。
30.卡爪转轴设置在挂钩的钩状部远离挂钩杆的一端位于靠近车体的一侧（后侧），优选的，卡爪转轴与挂钩的钩状部顶端之间的连线平行于挂钩杆的长度方向。
31.卡爪转动时，能够使卡爪的爪体与挂钩的钩状部之间形成间隙，然后使前车的拖车钩进入，前车的拖车钩位于挂钩的钩状部的弧形空间内时，再将卡爪转动使卡爪将上述间隙封上，表面前车拖车钩从中脱出。
32.卡爪的爪体两个弧形侧面分别为左侧面和右侧面。
33.挂钩的钩状部远离挂钩杆的一端的端部（顶端）设置有缓冲槽，本实施例中缓冲槽为设置在钩状部对应端部的靠近挂钩杆一侧（右侧）侧壁上的缺口，具体的，该右侧壁上设置有弧形凹面，该弧形凹面的形状与爪体的左侧面的对应位置的形状匹配。进一步的，爪体在与钩状部的顶端接触时，爪体的前端的边沿（左侧面和有侧面交汇处）恰好与钩状部的顶端右侧面与其上的弧形凹面交汇边沿重合，这样使得钩状部的右侧面与卡爪爪体的右侧面相接。
34.此时，前车拖车钩的表面也与爪体的右侧面相接触，爪体的右侧面设置为外凸的弧面，能够使右侧面与挂钩杆左侧面之间的距离在从前到后的方向上逐渐缩小，避免前车拖车钩向后方移动，进而停留在挂钩的钩状部的弧形空间内。
35.连接壳体内位于卡爪的后方的位置设置有卡爪的锁紧机构，锁紧机构包括锁止板26，锁止板板面垂直于连接基板的板面设置，锁止板的长度方向沿前后方向延伸。在连接基板的上表面和连接壳体的下表面上均设置有滑动槽，锁止板的上下两侧均设置有滑动凸起。滑动凸起与对应滑动槽配合，使锁止板能够沿前后方向进行导向滑动。
36.锁止板靠近卡爪的一端的端部设置有限位键，本实施例中，限位键由锁止板的前端的端部构成。在其他实施例中，锁止板厚度较大，限位键为设置在锁止板前端的凸起。
37.卡爪的卡爪基体上远离爪体的一侧设置有键槽254，用来与锁止板上的限位键插接配合。在卡爪转动至爪体与挂钩的钩状部顶端接触时，锁止板的限位键插入卡爪的键槽
中，使卡爪停止转动，进而将钩状部与爪体之间的间隙消除，并避免卡爪在车辆运行过程中发生转动。
38.锁止板的后端设置有解锁筒，解锁筒为圆筒结构，轴线沿上下方向延伸，筒壁焊接固定在锁止板的对应端面上，解锁筒在上下方向上的高度略小于锁止板在高方向上的高度。解锁筒上还连接有解锁移动机构，解锁移动机构包括插接柱27，插接柱包括一体设置的下插接柱271和上插接柱272。上、下插接柱均为圆柱结构，下插接柱的外径与解锁筒的内径相等或者略小于解锁筒的内径，下解锁柱插入解锁筒的内部，用来带动锁止板在前后方向上移动。
39.上插接柱连接在下插接柱的上端，并与下插接柱同轴设置。上插接柱的外径大于下插接柱，优选的，上插接柱的外径与解锁筒的外径相等。上解锁柱的上端设置有滑动板273，滑动板的板面水平设置。滑动板前端与上插接柱固定连接，后端向后方远离上插接柱的方向延伸。滑动板前端的端面为内凹圆弧面，并与上插接柱的外周面形状匹配。滑动板的后端的端面为外凸圆弧面。
40.滑动板与上插接柱连接处位于上插接柱靠近上端的部位，上插接柱位于该连接处上方的部位形成了解锁滑动部，解锁滑动部的上端的端面上设置有凹槽274，以供人手滑动操作。
41.连接壳体的上连接板内壁上设置有解锁固定块28，解锁固定块整体上呈水平设置的长方体结构，上表面固定在上连接板的下表面上。
42.上连接板上的防护凹槽在上连接板的下表面形成向下的凸起。防护凹槽为方形槽，相应的，上连接板下表面的凸起也是方形凸起，解锁固定块的上表面与该凸起的下表面固定连接。
43.防护凹槽的底壁上设置有滑动孔，滑动孔为腰形孔，长度沿前后延伸。防护凹槽上的腰形孔的形状均与上插接柱上的滑动板的外形相同，使滑动板能够在该腰形孔中上下滑动。解锁固定块上也设置有长孔，长孔的前端为圆弧形，与上插接柱的外周面形状匹配，长孔在前后方向上的长度小于滑动板的长度，长孔的后端形状为圆弧形或方形均可，使上插接柱能够在该长孔中沿前后方向移动，但是又能够对滑动板向下的移动形成挡止。
44.解锁固定快的上表面上还设置有缓冲凹槽，缓冲凹槽为长槽，整体长度沿前后延伸。缓冲凹槽的槽口朝上，且缓冲凹槽的前端开口设置。在将解锁固定块与防护凹槽的向下凸起的下表面固定连接在一起时，缓冲凹槽与该凸起的下表面配合形成了一个开口朝前的盲孔，该盲孔在左右方向上的宽度与滑动板的宽度一致，深度等于或略大于滑动板在前后方向的长度。
45.防护凹槽上的腰形孔、解锁固定块上的腰形孔的两端的弧形与上插接柱的外形一致，使得上插接柱穿设在腰形孔中并能够在腰形孔中沿前后移动。解锁板能够插入盲孔中，在上插接柱移动到腰形孔的后端时，解锁板插入盲孔中。
46.下插接柱在上下方向上的高度大于解锁筒的高度，下插接柱的下端插入解锁筒后，下插接柱位于解锁筒和上插接柱之间的部分上套设有压缩弹簧275，压缩弹簧的上端与上插接柱的下端面抵接，下端与解锁筒的上端面抵接，用来对上插接柱施加向上的作用力。
47.解锁筒下端与连接基板的上表面之间具有间隙，下插接柱的下端设置有挡止结构，具体的，下插接柱的下端设置有螺纹，在将下插接柱穿过解锁筒后，在其下端安装螺母，
以对下插接柱的移动范围进行限制。为了提高可靠性，螺母与下插接柱的下端之间还可以用胶水粘结。
48.为了防止上插接柱在受到压缩弹簧的弹力作用下导致滑动板向上移动范围过大，在上连接板上的防护凹槽的底壁上还设置有挡止板，挡止板沿水平设置，挡止板上也设置有长孔，该长孔与解锁固定块上的长孔的位置对应，形状、尺寸均相等。具体的，挡止板可以单独焊接在上连接板的防护凹槽底壁上，也可以是与防护凹槽的底壁一体设置。
49.卡爪基体上还设置有拨动臂255，拨动臂设置在卡爪基体远离挂钩杆的一侧，并向远离卡爪基体的方向延伸。拨动臂上设置有拨动杆，拨动杆沿上下方向延伸，在上连接板上设置有拨动孔，拨动孔为弧形长孔，拨动杆的上端穿出拨动孔，并能够在拨动孔中移动。在将锁止板从卡爪基体上的锁止槽中拉出时，拨动杆移动时能够带动卡爪基体转动。
50.在应用时，先将上插接柱向下按压，然后向后方拉，使上插接柱上的滑板插入盲孔中，进而带动解锁筒、锁止板向后运动，将卡爪解锁，拨动拨动杆将卡爪基体转动使卡爪的爪体与挂钩的钩状部之间出现间隙，此时松开上插接柱，锁止板的锁止键顶压在卡爪基体的弧形周面上，不影响卡爪基体的转动。将前车的拖车钩挂入钩状部，然后拨动拨动杆，将卡爪基体转动，转动至使锁止板的锁止键插入卡爪基体上的锁止槽中，实现锁紧。在需要将充电拖车与前车分开时，再将上插接柱向下按压，然后向后拉，实现解锁，再将前车拖车钩从挂钩中脱出。
51.在其他实施例中，解锁固定块包括上固定块和下固定块，上固定块的上表面固定设置在上连接板的下表面。
52.在其他实施例中，连接基板上设置有卡爪复位机构，卡爪复位机构包括挡板，挡板设置在连接基板上表面上，并与连接基板上表面垂直。挡板上设置有复位穿孔，复位穿孔为圆形孔，拨动臂上铰接设置有复位杆，复位杆远离拨动臂的一端穿过复位穿孔并与挡板导向滑动配合，复位杆位于拨动臂和挡板之间部分上套设有压缩弹簧，压缩弹簧保持压缩状态，以对拨动臂施加弹力以使卡爪保持将挂钩的开口打开的状态。此时，拨动臂位于卡爪的左侧，在其他实施例中，卡爪复位机构设置在卡爪右侧，压缩弹簧能够使卡爪保持将挂钩封闭的状态。