底盘式换电设备的电池更换装置的制作方法

1.本实用新型涉及换电技术领域，特别涉及一种底盘式换电设备的电池更换装置。


背景技术：

2.现有的电动汽车的电池包安装方式一般分为固定式和可换式，其中固定式的电池包一般固定在汽车上，充电时直接以汽车作为充电对象。而可换式的电池包，一般采用活动安装的方式，电池包可以随时取下并更换新的电池包。
3.针对大型车辆而言，例如轻型卡车等车型，车体以及载货重量较大，导致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轻卡车辆的行驶里程满足实际需求。因此，现有技术中，新能源系列的轻型卡车，电池一般放置在车身大梁的两侧，通过焊接在大梁上的支架来承载电池包，导致车端固定结构复杂，不便于换电。而且，在进行换电时，需要在车身两侧分别通过两个换电设备进行电池更换，这样使得换电站的场地要求很高，需要一个较大空间，同时由于必须采用两套换电设备，使得换电站的成本大大增加，且效率不高。因此，针对轻型卡车等换电车辆，急需一种更简便易行、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，需要在拆卸或安装电池包前，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，然后执行换电设备上的换电平台的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。
4.然而，针对轻型卡车等换电车辆进行底盘式电池包更换时，由于车辆底盘较低，而电池重量较大，使得车辆底部的换电空间较小，容易导致现有的换电设备在取下旧电池包或安装新的电池包时换电效率较低，也容易造成安全隐患。而且在现有的电池包更换的过程中，换电设备对电池包进行加解锁时，换电设备容易与车辆之间产生相对移动，导致换电效率低。


技术实现要素：

5.本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术的换电设备对电池包进行加解锁时，容易与车辆之间产生相对移动，导致换电效率低缺陷，提供一种底盘式换电设备的电池更换装置。
6.本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
7.一种底盘式换电设备的电池更换装置，应用在用于对换电车辆进行底部换电的换电设备中，所述电池更换装置包括分别可移动设于所述换电设备的基座上的车身定位部和电池定位部，在所述车身定位部与所述换电车辆定位后，通过所述电池定位部带动电池包移动实现电池的拆卸或安装，所述电池更换装置还包括可升降设置在所述车身定位部上并用于对所述电池包进行解锁的解锁机构，所述电池定位部上对应所述解锁机构的位置设有避让机构。
8.在本方案中，当电池更换装置到达换电位置时，所述车身定位部与所述换电车辆定位后，能够防止车辆和电池更换装置产生相对移动，再通过所述电池定位部对电池包进
行精准定位，同时通过设置在车身定位部上的解锁机构能够对所述电池包进行解锁，从而能够提高极大地提高换电效率。另外，所述电池定位部上对应所述解锁机构的位置设有避让机构，一方面避免对解锁机构的工作产生干涉，另一方面合理布局解锁机构的结构与位置，使得结构更紧凑，有效减小电池更换装置整体的大小与高度，便于实现对轻型卡车等换电车辆进行底盘式换电。
9.优选的，所述车身定位部包括可移动设置于所述基座上的第一移动板，所述电池定位部包括可移动设置于所述基座上的第二移动板，
10.所述第一移动板和所述第二移动板的部分边缘区域上下重叠设置，所述解锁机构包括设置在该重叠区域对应所述第一移动板上的升降底座以及设置在该升降底座上的解锁件。
11.在本方案中，在第一移动板和第二移动板的边缘重叠区域内，通过升降底座实现解锁件的升降移动，有效减小解锁机构的高度大小，利于缩小电池更换装置的整体尺寸。另外，当电池更换装置到达换电位置时，第一移动板和第二移动板能够移动位置以完成定位车身与解锁电池包的动作，提高解锁成功率。
12.优选的，所述避让机构包括设置在所述第二移动板上的凹槽，所述解锁机构设置在所述第一移动板上并且贯穿所述凹槽设置。
13.在本方案中，避让机构包括设置在第二移动板上的凹槽，解锁机构设置在第一移动板上并且贯穿凹槽设置，从而使空间更紧凑，减小了电池更换装置的整体尺寸。
14.优选的，所述电池定位部还包括浮动设于所述第二移动板上的托盘，所述避让机构包括设置在所述托盘上对应所述解锁机构的位置的第一贯穿孔。
15.在本方案中，电池定位部设置托盘能够使第二移动板更稳定地承载电池包，避让机构包括设置在托盘上对应解锁机构的位置的第一贯穿孔，一方面能够使空间更紧凑，提高空间利用率；另一方面避免托盘带动电池包移动过程中与解锁件发生干涉或碰撞，防止设备结构损坏，提高使用寿命。
16.优选的，所述凹槽和所述第一贯穿孔内分别形成有供所述第二移动板和所述托盘相对所述解锁机构移动的滑动路径。
17.在本方案中，形成滑动路径，能够避免第二移动板和托盘移动时与解锁机构发生干涉或碰撞，从而对第二移动板和托盘的运动造成影响。
18.优选的，所述升降底座包括解锁导向槽，所述解锁件设于所述解锁导向槽内，所述解锁导向槽呈斜线用于导向所述解锁件上下移动。
19.在本方案中，采用上述结构形式，能够导向所述解锁件上下移动以实现对电池包的加解锁。
20.优选的，所述车身定位部还包括设置在所述第一移动板上的车身定位件，所述车身定位件设置于所述第一移动板上与所述电池包的电连接机构相对侧的端部。
21.在本方案中，设置车身定位件能够快速将车身定位部与车辆连接定位，而且将车身定位件设置在电连接机构的相对侧，避免了与换电车辆底部的电连接机构发生干涉或碰撞，并且有利于降低换电设备的整体高度。
22.优选的，所述电池定位部还包括设置在所述托盘上的电池定位件，所述电池定位件包括设置在所述托盘的端角位置上的多个定位块。
23.在本方案中，设置电池定位件能够快速将托盘与电池包进行连接定位。
24.优选的，所述第二移动板呈中空的框体结构，所述第一移动板呈由内向外夹设所述第二移动板对应的框边的c型结构，所述第一移动板与所述第二移动板之间形成容纳腔，所述容纳腔用于安装所述第一移动板与所述第二移动板的驱动机构，所述电池更换装置还包括盖设于所述容纳腔顶面的保护板。
25.在本方案中，采用上述结构形式，使得第一移动板与第二移动板的结构更紧凑，合理布局，减小整体尺寸，同时不会对彼此的移动过程产生干涉；进一步在容纳腔外设置保护板，能够对容纳腔内的部件进行有效保护。
26.优选的，所述电池更换装置还包括检测机构，所述检测机构包括设置在所述第二移动板的顶面并且朝向所述托盘设置的托盘感应单元，所述托盘感应单元用于在电池安装过程中感应所述托盘是否脱离所述第二移动板。
27.在本方案中，设置托盘感应单元能够检测托盘是否脱离所述第二移动板，在电池包安装到换电车辆上之后，确保托盘与电池包之间有效脱离，从而进一步提升换电成功率。
28.优选的，所述检测机构还包括设置在第一移动板上的电池感应单元，所述保护板的对应位置设有与所述电池感应单元相匹配的第二贯穿孔。
29.在本方案中，设置电池感应单元能够检测托盘或者车辆上是否有电池包，在执行电池拆卸或电池安装操作之前，提前对电池更换装置上或换电车辆上是否有电池包进行预判，有效防止误操作等，提高换电效率。另外，在保护板上设置匹配的第二贯穿孔，能够在满足保护效果的同时满足了传感器的设置需求，兼顾了保护性能和换电成功率。
30.优选的，所述检测机构还包括分别设置在所述基座上与所述第一移动板和/或所述第二移动板的对应位置上的感应件和匹配件，通过所述感应件对所述匹配件的感应实现对所述第一移动板和/或所述第二移动板的移动位置进行检测。
31.在本方案中，设置感应件和匹配件能够检测第一移动板和/或第二移动板的具体移动位置，如原点位置或复位位置以及到位位置等，通过位置检测的反馈结果进行下一步操作，从而能进一步提升换电成功率。
32.本实用新型的积极进步效果在于：本实用新型中，当电池更换装置到达换电位置时，所述车身定位部与所述换电车辆定位后，能够防止车辆和电池更换装置产生相对移动，再通过所述电池定位部对电池包进行精准定位，同时通过设置在车身定位部上的解锁机构能够对所述电池包进行解锁，从而能够提高极大地提高换电效率。另外，所述电池定位部上对应所述解锁机构的位置设有避让机构，一方面避免对解锁机构的工作产生干涉，另一方面合理布局解锁机构的结构与位置，使得结构更紧凑，有效减小电池更换装置整体的大小与高度，便于实现对轻型卡车等换电车辆进行底盘式换电。
附图说明
33.图1为本实用新型优选实施例的底盘式换电设备的电池更换装置的结构示意图。
34.图2为本实用新型优选实施例的底盘式换电设备的电池更换装置的去除托盘后的局部结构示意图。
35.图3为本实用新型优选实施例的解锁机构的结构示意图。
36.图4为本实用新型优选实施例的升降底座的结构示意图。
37.图5本实用新型优选实施例的检测件安装位置示意图。
38.图6本实用新型优选实施例的第二移动板的结构示意图。
39.附图标记说明：
40.基座1
41.第一移动板11
42.车身定位件12
43.第二移动板21
44.托盘22
45.电池定位件23
46.解锁机构3
47.保护板4
48.凹槽5
49.升降底座6
50.解锁导向槽61
51.解锁件62
52.第一贯穿孔7
53.第二贯穿孔8
54.托盘感应单元9
55.电池感应单元10
56.第一检测件003
57.第二检测件004
58.第三检测件005
具体实施方式
59.下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本实用新型。
60.如图1-图4所示，本实施例提供一种底盘式换电设备的电池更换装置，应用在用于对换电车辆进行底部换电的换电设备中。具体地，在本实施例中，电池更换装置是一个能够升降的换电平台，该电池更换装置被举升后用于实现电池包的安装和拆卸。电池更换装置包括分别可移动的设于换电设备的基座1上的车身定位部和电池定位部，车身定位部和电池定位部均沿图1中箭头所示的第一方向移动，且车身定位部和电池定位部之间能够在第一方向上相对移动。在车身定位部与换电车辆定位后，通过电池定位部带动电池包移动实现电池的拆卸或安装，电池更换装置还包括可升降设置在车身定位部上并用于对电池包进行解锁的解锁机构3，电池定位部上对应解锁机构3的位置设有避让机构。
61.在本方案中，当电池更换装置到达换电位置时，车身定位部与换电车辆定位后，由于电池包和车身定位部能够产生相对移动。因此，可以通过移动电池定位部实现对电池包进行精准定位，同时通过设置在车身定位部上的解锁机构3能够对电池包进行解锁，从而能够提高极大地提高换电效率。另外，并且电池定位部上对应解锁机构3的位置设有避让机构，一方面，避免对解锁机构3的工作产生干涉，另一方面合理布局解锁机构的结构与位置，使得结构更紧凑，有效减小电池更换装置整体的大小与高度，便于实现对轻型卡车等换电
车辆进行底盘式换电。
62.如图1-图4所示，车身定位部包括可沿第一方向移动设置于基座1上的第一移动板11，电池定位部包括可沿第一方向移动的设置于基座1上的第二移动板21，第一移动板11和第二移动板21的部分边缘区域上下重叠设置，第一移动板自第二移动板的下方向上延伸，并超出第二移动板的上表面，解锁机构3包括设置在该重叠区域对应第一移动板11上的升降底座6以及设置在该升降底座6上的解锁件62。
63.在本实施例中，在第一移动板11和第二移动板21的边缘重叠区域内，通过升降底座实现解锁件的升降移动，有效减小解锁机构的高度大小，利于缩小电池更换装置的整体尺寸。另外，当电池更换装置到达换电位置时，第一移动板11和第二移动板21能够移动位置以完成定位车身与解锁电池包的动作，提高解锁成功率。
64.如图1-图4所示，避让机构包括设置在第二移动板21上的凹槽5，解锁机构3设置在第一移动板11上并且贯穿凹槽5设置。
65.在本实施例中，避让机构包括设置在第二移动板21上的凹槽5，解锁机构3设置在第一移动板11上并且贯穿凹槽5设置，从而使空间更紧凑，减小了换电设备的整体体积。
66.如图1-图4所示，电池定位部还包括浮动设于第二移动板21上的托盘22，避让机构包括设置在托盘22上对应解锁机构3的位置的第一贯穿孔7，第一贯穿孔7为腰型孔，其连通解锁机构3所处的空间和托盘22上方的空间。
67.在本实施例中，电池定位部设置托盘22能够使第二移动板21更稳定地承载电池包，避让机构包括设置在托盘22上对应解锁机构3的位置的第一贯穿孔7，一方面，从而能够使空间更紧凑，提高空间利用率；另一方面避免托盘带动电池包移动过程中与解锁件发生干涉或碰撞，防止设备结构损坏，提高使用寿命
68.如图1-图4所示，凹槽5和第一贯穿孔7内分别形成有供第二移动板21和托盘22相对解锁机构3移动的滑动路径。
69.在本实施例中，第一贯穿孔7为腰型孔，腰型孔的长度方向沿第二移动板21的移动方向延伸，以形成第二移动板21相对于解锁机构3移动的滑动路径，凹槽5的长度方向也沿第二移动板21的移动方向延伸的，以形成托盘22相对解锁机构3移动的滑动路径，从而能够避免第二移动板21和托盘22移动时与解锁机构发生干涉或碰撞，从而对第二移动板21和托盘22的运动造成影响。
70.如图3-图4所示，升降底座6包括解锁导向槽61，解锁件62设于解锁导向槽内，解锁导向槽呈斜线用于导向解锁件62上下移动。
71.如图3和图4，在本实施例中，解锁杆设置有向侧面延伸的凸部，升降底座6上开设有用于导向所述凸部升降的解锁导向槽61，从而通过升降底座6的水平移动实现所述凸部沿所述解锁导向槽上下移动，进而带动解锁件62上下移动，从而可以在竖直方向上的节省空间，提高驱动解锁件62过程中解锁杆上升稳定性，高效驱动解锁杆。设置最低位至最高位延伸的斜线解锁导向槽61，当升降底座6水平移动时，即可带动解锁件62沿斜线槽中的方向滑动，从而可轻易实现解锁件62上下移动，以实现解锁，结构简单可靠。
72.如图1-图4所示，车身定位部还包括设置在第一移动板11上的车身定位件12，车身定位件12设置于第一移动板11上与电池包的电连接机构相对侧的端部，在本实施例中车身定位件12为定位销，车身定位件12有两个，两个车身定位件12沿垂直于第一方向的方向间
隔设置在第一移动板11的上端面上。
73.在本实施例中，设置车身定位件12能够快速将车身定位部与车辆连接定位，设置锥体部能够更加便于将车身定位件插入车辆既有的结构中，而且将车身定位件设置在电连接机构的相对侧，避免了与换电车辆底部的电连接机构发生干涉或碰撞，并且有利于降低换电设备的整体高度。
74.如图1-图4所示，电池定位部还包括设置在托盘22上的电池定位件23，电池定位件23包括设置在托盘22的端角位置上的多个定位块，本实施例中，定位块的数量为四个，四个定位块结构形状相同，分别设置在托盘22的四个角上，定位块的顶端成锥体状。
75.具体的，电池定位件为浮动机构包括弹性件，弹性件沿其长度方向具有首端和尾端，首端作用于托盘，尾端作用于第二移动板，以使托盘可相对于第二移动板浮动。具体的，弹性件可以是碟簧、拉簧、压簧等。
76.弹性件的内部沿弹性件的长度方向至少在首端和尾端形成有容纳腔；电池托盘背离车辆电池的表面连接有立柱，弹性件的首端的容纳腔套设于立柱外，且弹性件的首端抵接于电池托盘背离车辆电池的表面。一方面，立柱起到定位电池托盘的作用，另一方面电池托盘通过立柱能够较为可靠地支撑在弹性件的上方。
77.弹性件的尾端连接有限位机构，限位机构包括定位柱、保护套和至少一个连接件，定位柱固定于第二移动件，弹性件的尾端的容纳腔套设于定位柱外，保护套固定于移动托板并套设于弹性件的尾端，连接件穿过保护套和弹性件，抵接于定位柱上，用于固定弹性件。其中，定位柱限制了弹性件移动，保护套进一步限制了弹性件沿保护套的周向移动，连接件能够防止弹性件弹出或被电池托盘带出，从而通过保护套和连接件的配合能够提高弹性件的可靠性，进一步提高了换电的可靠性。在本实施例中，设置电池定位件23能够快速将电池定位部与电池包连接定位，设置锥体状的定位块能够更加便于将定位块件插入电池包既有的结构中。
78.如图1-图4所示，第二移动板21呈中空的框体结构，第一移动板11呈由内向外夹设第二移动板21对应的框边的c型结构，第一移动板11与第二移动板21之间形成容纳腔，容纳腔用于安装第一移动板11与第二移动板21的驱动机构，电池更换装置还包括盖设于容纳腔顶面的保护板4，保护板的下方设置有用于驱动第一移动板和第二移动板移动的电机。
79.如图6所示，在本实施例中，采用上述结构形式，使得第一移动板21与第二移动板11的结构更紧凑，合理布局，减小整体尺寸，同时不会对彼此的移动过程产生干涉；进一步在容纳腔外设置保护板，能够对容纳腔内的部件进行有效保护。
80.如图1-图4所示，电池更换装置还包括检测机构，检测机构包括设置在第二移动板21的顶面并且朝向托盘22设置的托盘感应单元9，托盘感应单元9用于在电池安装过程中感应托盘22是否脱离第二移动板21，从而能进一步提升换电成功率。
81.如图1-图4所示，检测机构还包括设置在第一移动板11上的电池感应单元10，保护板4的对应位置设有与电池感应单元相匹配的第二贯穿孔8，所述电池感应单元10露出于第二贯穿孔8。
82.在本实施例中，设置电池感应单元能够检测托盘和车辆上是否有电池包，执行电池拆卸或电池安装操作之前，提前对电池更换装置上或换电车辆上是否有电池包进行预判，有效防止误操作等，提高换电效率。另外，在保护板上设置匹配的第二贯穿孔，能够在满
足保护效果的同时满足了传感器的设置需求，兼顾了保护性能和换电成功率。
83.如图1-图4所示，检测机构还包括分别设置在基座1上与第一移动板11的对应位置上的感应件和匹配件，通过感应件对匹配件的感应实现对第一移动板11的移动位置进行检测。检测机构还可以包括分别设置在基座1上与第二移动板21的对应位置上的感应件和匹配件，通过感应件对匹配件的感应实现对第二移动板21的移动位置进行检测。
84.在本实施例中，如图5所示，检测件包括：第一检测件003，第二检测件004，第三检测件005，第一检测件、第二检测件和第三检测件固定安装于固定部件上背离升降底座6的一侧，第一检测件003安装于固定固件上；远离驱动器的一侧，第二检测件0004安装于固定部件上与解锁件相对应的位置处，第三检测件005安装于固定部件上靠近驱动器的一侧。固定部件能够实现对检测件的固定安装，固定部件能够保证检测件的安装稳定性，利于保证检测件的检测精度。设置感应件和匹配件能够检测第一移动板和/或第二移动板的具体移动位置，如原点位置或复位位置以及到位位置等，通过位置检测的反馈结果进行下一步操作，从而能进一步提升换电成功率。
85.虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。