專利名稱：大型電動(dòng)汽車電池倉(cāng)快速換電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電動(dòng)汽車附屬設(shè)置技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是大型純電動(dòng)汽車電池倉(cāng)快速換電裝置。
背景技術(shù)：
電動(dòng)汽車作為新能源汽車的代表，具備經(jīng)濟(jì)、清潔等優(yōu)點(diǎn)；但由于受電池容量的限制，續(xù)航里程較低，從而限制了電動(dòng)汽車的推廣。提高容量可以延長(zhǎng)電動(dòng)汽車的續(xù)航里程，但是延長(zhǎng)了充電時(shí)間，且加大了電池的體積和重量使得更換電池的過程更加困難重重。即當(dāng)車載電池電量不足時(shí)，可到充電站迅速更換一個(gè)充滿電的電池箱，目前國(guó)家制定的有關(guān)政策規(guī)定電池更換時(shí)間應(yīng)控制在3分鐘以內(nèi)，與燃油汽車加油時(shí)間相近。這在短短的時(shí)間內(nèi)完成充電和換電池幾乎是不可能的。但是，電動(dòng)汽車的續(xù)航里程，又是必須改進(jìn)的技術(shù)問題，伴隨而來的當(dāng)然是專用換充電的專用工具。采用更換電池倉(cāng)的方法，也會(huì)面臨沉重電池倉(cāng)的拆卸、安裝及搬運(yùn)等問題。由于電池箱是由多個(gè)動(dòng)力電池串聯(lián)而成，其輕者數(shù)百公斤、重者數(shù)千公斤，非一般人力可以搬運(yùn)，這就為電池的更換帶來了很大的問題。要解決這個(gè)問題，一方面需要從電池安裝結(jié)構(gòu)入手，將電池箱設(shè)計(jì)成易拆卸的結(jié)構(gòu)，如專利號(hào)為CN100497023C的專利提出了采用直線滾輪和快速鎖緊裝置，使電池成為可隨時(shí)更換的獨(dú)立部件；同時(shí)另一方面，當(dāng)車載電池從車體中取出后的快速搬運(yùn)、充滿電電池的快速補(bǔ)充、以及電池與車體的準(zhǔn)確對(duì)接等問題，也是急需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)大型純電動(dòng)汽車電池在更換過程中不易搬運(yùn)、更換速度慢的問題，提供大型電動(dòng)汽車專用電池倉(cāng)快速換電裝置，其采用可移動(dòng)的固定臺(tái)面上設(shè)置的滑動(dòng)臺(tái)面承載拆卸后的電池和待換裝的電池、并在同一工位實(shí)現(xiàn)電池的拆卸和換裝，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于操作、換裝速度較快。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是:大型電動(dòng)汽車電池倉(cāng)快速換電裝置，結(jié)構(gòu)中包括帶有行走輪的電池倉(cāng)中間存放工作臺(tái)以及配套的控制電路，關(guān)鍵在于:工作臺(tái)由滑動(dòng)臺(tái)面與固定臺(tái)面組成，兩個(gè)臺(tái)面借助橫向滑軌及橫向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)形成橫向滑動(dòng)配合結(jié)構(gòu)，滑動(dòng)臺(tái)面的上端面設(shè)置兩道平行縱向?qū)к?、相?duì)于兩道平行縱向?qū)к壟涮自O(shè)置的縱向直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，行走輪借助可控升降支柱、萬向節(jié)和可調(diào)節(jié)支撐桿組成的車架定位在固定臺(tái)面下。上述技術(shù)方案既可單獨(dú)使用，也可與流水線型的充電站配合使用。借助起重裝備將充滿電的電池放置在滑動(dòng)臺(tái)面上設(shè)置的其中一個(gè)縱向?qū)к壣?，然后借助輔助扶手調(diào)節(jié)本裝置的位置以使得與大型電動(dòng)汽車中的電池倉(cāng)中的軌道在同一平面上，接著借助橫向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)將另外一個(gè)縱向?qū)к壯貦M向滑軌沿其自由度方向移動(dòng)至電池?fù)Q裝工位以承載移出車體的電池；再將滑動(dòng)臺(tái)面向相反方向移動(dòng)以將存儲(chǔ)的新電池移入車體內(nèi)，完成電池的換裝。另外，在拆卸舊電池與安裝新電池的過程中，在固定臺(tái)面下設(shè)置的可控升降支柱和萬向節(jié)定位機(jī)構(gòu)根據(jù)由于電池走向而導(dǎo)致的車體底盤、及平行導(dǎo)軌的高度與傾斜度的細(xì)微變化而實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)平行縱向?qū)к壍母叨燃皟A斜度，以使得電池倉(cāng)中的軌道與平行縱向?qū)к壞軌蛲昝赖慕榆?、并保持在同一平面上，以克服電池出倉(cāng)及入倉(cāng)過程順利進(jìn)行。
采用本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果在于:(I)采用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)在同一工位實(shí)現(xiàn)電池的拆卸和更換，而且操作簡(jiǎn)單，能夠最大限度節(jié)省操作時(shí)間和人力；(2)借助行走機(jī)構(gòu)、能夠方便地移動(dòng)本裝置；(3)采用在固定臺(tái)面下設(shè)置的可控升降支柱和萬向節(jié)機(jī)構(gòu)對(duì)本發(fā)明裝置與電動(dòng)汽車的相對(duì)位置實(shí)現(xiàn)隨機(jī)微調(diào)，以保證滑動(dòng)臺(tái)面上設(shè)置的平行縱向?qū)к壟c電動(dòng)汽車的儲(chǔ)存電池箱的電池倉(cāng)中設(shè)置的導(dǎo)軌在同一高度、同一平面上，以便于電池箱底部設(shè)置的滾輪更加順利地接軌到滑動(dòng)臺(tái)面上設(shè)置的平行縱向滑軌上。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是圖1的側(cè)視圖； 其中，I是滑動(dòng)臺(tái)面，2是固定臺(tái)面，2-1是輔助扶手，3是橫向滑軌，4-1、4-2代表縱向?qū)к墸?是行走輪，6是可控升降支柱，6-1是滑套，6-2是滑桿，A是電池箱，X是縱向直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，7-1是支撐底盤，7-2是限壓支柱，8是定位栓銷，9是鏈條，10是齒輪，11是萬向節(jié)，12是可調(diào)節(jié)支撐桿，13是聯(lián)軸節(jié)，X2是升降直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
具體實(shí)施方式
大型電動(dòng)汽車電池倉(cāng)快速換電裝置，結(jié)構(gòu)中包括帶有行走輪5的電池倉(cāng)中間存放工作臺(tái)以及配套的控制電路，重要的是:工作臺(tái)由滑動(dòng)臺(tái)面I與固定臺(tái)面2組成，兩個(gè)臺(tái)面借助橫向滑軌3及橫向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)形成橫向滑動(dòng)配合結(jié)構(gòu)，滑動(dòng)臺(tái)面I的上端面設(shè)置兩道平行縱向?qū)к?-1，4-2、相對(duì)于兩道平行縱向?qū)к?-1，4-2配套設(shè)置的縱向直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)X，行走輪5借助可控升降支柱6、萬向節(jié)11和可調(diào)節(jié)支撐桿12組成的車架定位在固定臺(tái)面2下。萬向節(jié)11是球形萬向節(jié)。兩條平行縱向?qū)к?-1、4-2分別作為新、舊電池存儲(chǔ)區(qū)，將待裝的新電池放置于新電池存儲(chǔ)區(qū)上，將滑動(dòng)臺(tái)面I在橫向滑軌3上滑動(dòng)以實(shí)現(xiàn)電池?fù)Q裝； 在換裝期間，借助在固定臺(tái)面下設(shè)置的可控升降支柱和萬向節(jié)機(jī)構(gòu)實(shí)時(shí)對(duì)承載電池的滑動(dòng)臺(tái)面I的水平、及豎直位置進(jìn)行隨機(jī)調(diào)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)平行縱向?qū)к壟c電動(dòng)汽車的電池倉(cāng)中設(shè)置的軌道完美接駁。所述的可控升降支柱6的結(jié)構(gòu)中包括伸縮式滑套6-1、滑桿6-2、以及與滑桿6-2連接的升降直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)X2。
所述的控制電路結(jié)構(gòu)中包括設(shè)置在控制臺(tái)上的PLC控制器、配套的傳感器裝置和伺服機(jī)構(gòu)。PLC控制器根據(jù)配套的傳感器所得的測(cè)量結(jié)果控制升降直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)對(duì)可控升降支柱6進(jìn)行調(diào)節(jié)。
所述的縱向直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)X是由鏈輪鏈條副組成，定位在平行縱向?qū)к壷虚g、下方的滑動(dòng)臺(tái)面I上。在電池?fù)Q裝過程中，首先利用在鏈條上設(shè)置的隱形吊鉤鉤住電池箱A上配套設(shè)置的鉤卡，然后借助鏈輪鏈條的驅(qū)動(dòng)順利地將電池箱A拉出、或裝入。
所述的滑動(dòng)臺(tái)面I借助輔助定位塊定位于橫向直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的鏈條9上，借助鏈條9和齒輪10組成的橫向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)形成滑動(dòng)臺(tái)面I沿橫向滑軌3的滑動(dòng)自由度。為了方便手動(dòng)對(duì)本發(fā)明裝置進(jìn)行位置粗調(diào)，所述的固定臺(tái)面2上還設(shè)置有用于快速變換本裝置位置以進(jìn)行位置粗調(diào)的輔助扶手2-1。在滑動(dòng)臺(tái)面I的前端面上還設(shè)置有借助彈性套柱式萬向節(jié)連接定位的定位栓銷8，所述的定位栓銷8前端呈矛尖狀。彈性套柱式萬向節(jié)的結(jié)構(gòu)包括一個(gè)柱形的聯(lián)軸節(jié)13和套在其外柱面上的拉簧?；瑒?dòng)臺(tái)面I的下端面設(shè)置有鎖定裝置，該裝置包括一個(gè)隨機(jī)平衡的支撐底盤7-1和受控伸縮的限壓支柱7-2，限壓支柱7-2借助萬向節(jié)機(jī)構(gòu)固定在滑動(dòng)臺(tái)面I的下端面上。在具體實(shí)施時(shí)，有待換電池箱A的電動(dòng)汽車?？亢螅幂o助扶手2-1、及行走輪5手動(dòng)將本發(fā)明裝置移動(dòng)至電動(dòng)汽車后，利用PLC控制器控制升降直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)X2對(duì)可控升降支柱6的調(diào)節(jié)以使電池?fù)Q裝工位與電動(dòng)汽車的電池倉(cāng)中設(shè)置的軌道對(duì)齊，再借助橫向直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)將平行縱向?qū)к壣系呐f電池存儲(chǔ)區(qū)移至電池?fù)Q裝工位、借助定位栓銷8插進(jìn)電動(dòng)汽車上設(shè)置的定位孔中鎖緊，將電池箱A拉出至舊電池存儲(chǔ)區(qū)位上，然后將處于平行縱向?qū)к壣系男码姵卮鎯?chǔ)區(qū)移至電池?fù)Q裝工位，將新電池存儲(chǔ)區(qū)的新電池箱推至電動(dòng)汽車中，電池?fù)Q裝完畢。在拆卸舊電池與安裝新電池的過程中升降直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)X2驅(qū)動(dòng)可控升降支柱6根據(jù)由于電池走向而導(dǎo)致的車體底盤、及平行縱向?qū)к壍母叨扰c傾斜度的細(xì)微變化而實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)平行縱向?qū)к壍母叨燃皟A斜度，以使得電池倉(cāng)中的軌道與平行縱向?qū)к壞軌蛲昝赖慕榆墶⒉⒈３衷谕黄矫嫔?，以克服電池出倉(cāng)及入倉(cāng)過程順利進(jìn)行，這期間，萬向節(jié)11使得傾斜度的調(diào)節(jié)更加靈活。
權(quán)利要求
1.大型電動(dòng)汽車電池倉(cāng)快速換電裝置，結(jié)構(gòu)中包括帶有行走輪(5)的電池倉(cāng)中間存放工作臺(tái)以及配套的控制電路，其特征在于:工作臺(tái)由滑動(dòng)臺(tái)面(I)與固定臺(tái)面(2)組成，兩個(gè)臺(tái)面借助橫向滑軌(3)及橫向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)形成橫向滑動(dòng)配合結(jié)構(gòu)，滑動(dòng)臺(tái)面(I)的上端面設(shè)置兩道平行縱向?qū)к?4-1，4-2)、相對(duì)于兩道平行縱向?qū)к?4-1，4-2)配套設(shè)置的縱向直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(X )，行走輪(5)借助可控升降支柱(6)、萬向節(jié)(11 )和可調(diào)節(jié)支撐桿(12)組成的車架定位在固定臺(tái)面(2)下。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型電動(dòng)汽車電池倉(cāng)快速換電裝置，其特征在于:所述的縱向直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(X)是由鏈輪鏈條副和與鏈條聯(lián)動(dòng)的牽引裝置組成，定位在平行縱向?qū)к壷虚g、下方的滑動(dòng)臺(tái)面(I)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型電動(dòng)汽車電池倉(cāng)快速換電裝置，其特征在于:所述的滑動(dòng)臺(tái)面(I)借助輔助定位塊定位于橫向直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的鏈條(9)上，借助鏈條(9)和齒輪(10)組成的橫向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)形成滑動(dòng)臺(tái)面(I)沿橫向滑軌(3)的滑動(dòng)自由度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型電動(dòng)汽車電池倉(cāng)快速換電裝置，其特征在于:所述的控制電路結(jié)構(gòu)中包括設(shè)置在控制臺(tái)上的PLC控制器、配套的傳感器裝置和伺服機(jī)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型電動(dòng)汽車電池倉(cāng)快速換電裝置，其特征在于:所述可控升降支柱(6)的結(jié)構(gòu)中包括伸縮式滑套(6-1)、滑桿(6-2)、以及與滑桿(6-2)連接的升降直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(X2 )。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型電動(dòng)汽車電池倉(cāng)快速換電裝置，其特征在于:所述的固定臺(tái)面(2 )上還設(shè)有用于快速變換本裝置位置的輔助把手(2-1)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型電動(dòng)汽車電池倉(cāng)快速換電裝置，其特征在于:在滑動(dòng)臺(tái)面(I)的前端面上還設(shè)置有借助彈性套柱式萬向節(jié)連接定位的定位栓銷(8)，所述的定位栓銷(8)前端呈矛尖狀。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型電動(dòng)汽車電池倉(cāng)快速換電裝置，其特征在于:滑動(dòng)臺(tái)面(I)的下端面設(shè)置有鎖定裝置，該裝置包括一個(gè)隨機(jī)平衡的支撐底盤(7-1)和受控伸縮的限壓支柱(7-2)，限壓支柱(7-2)借助萬向節(jié)機(jī)構(gòu)固定在滑動(dòng)臺(tái)面(I)的下端面上。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的大型電動(dòng)汽車電池倉(cāng)快速換電裝置，其特征在于:彈性套柱式萬向節(jié)的結(jié)構(gòu)包括一個(gè)柱形的聯(lián)軸節(jié)(13)和套在其外柱面上的拉簧。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型電動(dòng)汽車電池倉(cāng)快速換電裝置，其特征在于:萬向節(jié)(11 )是球形萬向節(jié)。
全文摘要
大型電動(dòng)汽車電池倉(cāng)快速換電裝置，結(jié)構(gòu)中包括帶有行走輪的電池倉(cāng)中間存放工作臺(tái)以及配套的控制電路，關(guān)鍵是工作臺(tái)由滑動(dòng)臺(tái)面與固定臺(tái)面組成，兩個(gè)臺(tái)面借助橫向滑軌及橫向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)形成橫向滑動(dòng)配合結(jié)構(gòu)，滑動(dòng)臺(tái)面的上端面設(shè)置兩道平行縱向?qū)к墶⑾鄬?duì)于兩道平行縱向?qū)к壟涮自O(shè)置的縱向直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，行走輪借助可控升降支柱、萬向節(jié)和可調(diào)節(jié)支撐桿組成的車架定位在固定臺(tái)面下。采用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)在同一工位實(shí)現(xiàn)電池的拆卸和更換，能夠最大限度節(jié)省操作時(shí)間和人力；采用可控升降支柱和萬向節(jié)機(jī)構(gòu)對(duì)本發(fā)明裝置與電動(dòng)汽車的位置實(shí)現(xiàn)隨機(jī)微調(diào)，以保證滑動(dòng)臺(tái)面上設(shè)置的平行縱向滑軌與電動(dòng)汽車的儲(chǔ)存電池箱的電池倉(cāng)中設(shè)置的導(dǎo)軌能夠完美接駁。
文檔編號(hào)B60S5/06GK103192804SQ20131012076
公開日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月9日
發(fā)明者王建排 申請(qǐng)人:王建排