电池固定装置和重卡换电装置的制作方法

1.本公开涉及换电设备技术领域，具体而言，涉及一种电池固定装置和重卡换电装置。


背景技术：

2.随着科技的发展，以及人们对环境污染和资源问题的逐渐重视，新能源汽车在近几年发展迅速，并广泛的应用在各个领域。新能源汽车由于电池有续航限制，当电池电量不足时需要及时充电，但电池充电的时间较长且需要专用的充电桩，因此，相比于充电，采用更换电池的方式更加高效。
3.电动重卡（以下简称重卡）通常需要较大的动能来驱动，所以采用体积较大的电池箱。目前，重卡一般采用侧方换电的方式，具体的，将重卡停靠在换电站的指定位置后，通过设置在地柜上的机器人将电池箱抬升至电池底座的上方，并在对齐后将电池箱放置在电池底座上。
4.然而，由于重卡的电池箱体积较大当重卡的停靠位置存在偏差时，会导致电池箱与电池底座的对齐较为困难，降低了重卡的换电效率。


技术实现要素：

5.本公开的目的在于克服上述相关技术的至少一种不足，提供一种电池固定装置和重卡换电装置，便于将电池箱与电池底座对齐，提高重卡的换电效率。
6.本公开的额外方面和优点将部分地在下面的描述中阐述，并且部分地将从描述中变得显然，或者可以通过本公开的实践而习得。
7.根据本公开的一个方面，提供一种电池固定装置，包括：
8.安装座，可拆卸安装于重卡的车体上；
9.电池底座，设置于所述安装座上，用于承载电池箱；
10.安装板，所述安装板设于所述安装座上，且位于所述电池底座的两侧；
11.导向机构，所述导向机构包括滑轨和滑槽，所述滑轨设于所述电池箱上，所述滑槽设于所述安装板上，所述滑轨与所述滑槽滑动连接；
12.锁止机构，设于所述滑槽内，用于限制所述电池箱的移动距离，以使所述电池箱移动至所述电池箱底座的正上方。
13.在本公开的一种示例性实施方式中，所述滑轨上开设有限位槽，所述滑槽的槽底开设有容纳槽；所述锁止机构包括：
14.限位块，卡设在所述限位槽中；
15.弹性件，位于所述容纳槽中，弹性件与所述限位块连接，用于驱动所述限位块弹出所述限位槽。
16.在本公开的一种示例性实施方式中，所述滑槽的一端为敞口端，所述滑槽的另一端为封闭端。
17.在本公开的一种示例性实施方式中，所述限位块朝向所述滑槽的敞口端的一侧加工有斜面。
18.在本公开的一种示例性实施方式中，所述限位块的长度等于所述滑槽的宽度。
19.在本公开的一种示例性实施方式中，所述电池底座的顶部设置有插接柱，所述电池箱的底部开设有与所述插接柱适配的插接槽。
20.在本公开的一种示例性实施方式中，所述滑槽的宽度大于或等于所述滑轨的厚度与所述插接柱的高度之和。
21.在本公开的一种示例性实施方式中，所述滑轨与所述电池箱可拆卸连接。
22.在本公开的一种示例性实施方式中，所述装置还包括：
23.螺杆，贯穿所述安装板；
24.第一电机，固定设置在所述安装座上，用于驱动所述螺杆转动，以带动所述安装板移动。
25.本公开还提供一种重卡换电装置，包括上述任一项所述的电池固定装置；以及
26.抬升架，用于将所述电池箱转运至所述电池底座的上方。
27.由上述技术方案可知，本实用新型具备以下优点和积极效果中的至少之一：
28.本公开示例实施方式所提供的电池固定装置和重卡换电装置，通过设置在电池箱上的滑轨以及设置在安装板上的滑槽，使电池箱在电池底座上方移动时不会向左右滑移，提高了电池箱的稳定性。通过锁止机构对电池箱滑动的距离进行限定，从而将电池箱的位置进行限定，可使电池箱滑移至电池底座的正上方，便于将电池箱与电池底座对齐，极大地提高了重卡换电的效率。
29.另外，安装座可拆卸连接在重卡车体上，因此可以适配不同车型，提高了电池固定装置的泛用性。通过电池底座和可以向相互靠近或相互远离的方向移动的安装板对不同大小的电池箱进行限定，进一步提高了电池固定装置的泛用性。
30.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
31.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
32.图1是本公开实施方式中在第一视角下的重卡换电装置的结构示意图。
33.图2使本公开实施方式中在第一视角下的重卡换电装置的结构示意图。
34.图3使本公开电池箱剖视结构示意图。
35.图4是图3中a部放大图。
36.图中结构附图标记说明如下：
37.1、车体；11、安装座；111、t型槽；2、电池底座；21、插接柱；3、安装板；31、t型块；32、螺杆；33、第一电机；4、电池箱；41、插接管；42、插接槽；5、导向机构；51、滑槽；511、容纳槽；52、滑轨；521、限位槽；6、锁止机构；61、限位块；62、弹性件；7、抬升架；71、旋转底座；72、移
动台；73、第二电机；74、测距仪。
具体实施方式
38.现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本公开将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。此外，附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。
39.虽然本说明书中使用相对性的用语，例如“上”“下”来描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系，但是这些术语用于本说明书中仅出于方便，例如根据附图中的示例的方向。能理解的是，如果将图标的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“上”的组件将会成为在“下”的组件。当某结构在其它结构“上”时，有可能是指某结构一体形成于其它结构上，或指某结构“直接”设置在其它结构上，或指某结构通过另一结构“间接”设置在其它结构上。
40.用语“一个”、“一”、“该”、
“”
和“至少一个”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等；用语“第一”、“第二”仅作为标记使用，不是对其对象的数量限制。
41.本公开实施方式提供了一种电池固定装置，可以通过导向机构和锁止机构将需要更换的电池箱在移动过程中与电池底座对齐，进而将电池箱安装固定。
42.如图1至图4所示，电池固定装置包括安装座11、电池底座2、安装板3、导向机构5以及锁止机构6，其中：
43.安装座11可拆卸安装于重卡的车体1上，电池底座2可拆卸安装于安装座11上，电池底座2用于承载、安装固定电池箱4，电池底座2上设有连通电池箱4与重卡的车体1之间的电线接口，用于为重卡提供电能。其中，电池箱4可以是由若干单体电池、箱体、电池管理系统及安装结构件等组成的成组电池。
44.本公开实施方式中的安装座11与重卡的车体1可拆卸连接，并且安装座11可以适配不同的重卡车型。具体的，由于型号不同的车辆所需的电池箱4大小不一致，导致对应的电池底座2也有所不同。因此，设置电池底座2与安装座11为可拆卸安装，当为重卡换电时，可以在不同型号车辆的安装座11上安装相适配的电池底座2，不仅提高了电池固定装置的泛用性，还可以使电池箱4在更换过程中方便对齐。
45.安装板3设于安装座11上，且位于电池底座2的两侧。导向机构5包括滑槽51和滑轨52，分别设于电池箱4和安装板3上，用于限制电池箱4在电池底座2上方的移动方向。锁止机构6可设于导向机构5移动路径上，本公开实施方式中，锁止机构6可设于滑槽51内，用于限制电池箱4的移动位置。因此，可以通过导向机构5与锁止机构6共同将电池箱4的移动位置限定在电池底座2的正上方。
46.下面对电池固定装置的各部分进行详细说明：
47.如图1-图4所示，安装座11安装于重卡的车体1上，安装座11的形状可以根据重卡车体1的形状来具体设置，使其与车体1之间的连接可以适用于不同的车型即可。安装座11的材质可以为金属、合金等支撑力较强的材质，本公开对此不进行限定。
48.一些示例实施方式中，安装座11与车体1之间可拆卸连接的方式可以为螺栓连接、铆接等。可以理解的是，为便于安装座11能够适配不同车型的重卡，安装座11上连接固定的位置不是唯一固定的。另外，安装座11与电池底座2之间可拆卸连接的方式可以为铆接、卡接等，可提高电池底座2安装的便捷性和牢固性，并保证电池箱4与车体1可通过电池底座2进行电性连通即可，本公开对此不做限定。
49.进一步的，如图3和图4所示，安装座11上设置有安装板3，安装板3设置有两块，且分别位于电池箱4移动方向的两侧。示例性的，安装板3可滑动设置在安装座11上，安装板3所在的平面与安装座11所在的平面垂直，也就是说安装板3可以在安装座11上滑动且始终与安装座11保持垂直。
50.导向机构5包括滑槽51和滑轨52，滑槽51固定设置于安装板3上，两个安装板3上均设置有滑槽51，且两个滑槽51的槽口相对。滑槽51的槽内截面可为u形，滑轨52设置在电池箱4相对的两个侧壁上。滑槽51的长度方向与电池箱4的移动方向相同，且滑轨52的长度方向与滑槽51的长度方向一致，以通过滑槽51和滑轨52限制电池箱4在电池底座2上方的移动方向。
51.滑槽51和滑轨52可以为金属材质，也可以为合金、复合木板等导电性低的材质。滑轨52在滑槽51中滑动时会相互摩擦从而产生静电，使用导电性低的材质可以降低静电的产生，从而提高电池固定装置的安全性。
52.将电池箱4安装在电池底座2上时，可将电池箱4两侧的滑轨52分别滑入两个滑槽51中，以对电池箱4的移动方向起到限制作用。例如，当电池箱4在电池底座2上方移动时，使得电池箱4只能沿着滑槽51的长度方向移动，而不会发生左右偏移。
53.本公开实施方式中，滑轨52可拆卸固定在电池箱4上。例如，在换电过程中，可将滑轨52安装于需要更换的电池箱4上，当电池箱4更换完成之后，再将滑轨52拆卸下来用于其他电池箱4的更换，不需要在每一个电池箱4上均安装滑轨52，可以有效地降低成本。其中，滑轨52与电池箱4之间可拆卸连接的方式可以为插接、栓接等，本公开对此不做具体限定，只要能够便于安装、降低操作成本即可。
54.需要说明的是，滑槽51的一端为敞口端，另一端为封闭端，并且滑槽51的槽内宽度大于滑轨52的厚度，以便于滑轨52在能够滑槽51内进行上下滑动。
55.示例性的，更换电池箱时，可通过移动电池箱4使滑轨52从滑槽51的敞口端滑入，使得滑轨52可以更方便的滑入滑槽51中。而且，滑轨52滑入滑槽51之后，滑轨52在竖直方向上有可活动空间，使得滑轨52在滑槽51内滑动时不会与滑槽51侧壁产生较大的摩擦，从而可以避免电池底座2与安装座11之间以及安装座11与车体1之间的连接状态被破坏的情况，同时还可以有效地降低产生静电的风险。
56.另外，滑槽51的封闭端可以用于对滑轨52进行限位，避免滑轨52滑出滑槽51。
57.如图3和图4所示，锁止机构6包括限位块61和弹性件62。例如，在滑槽51的槽底开设有容纳槽511，弹性件62设置在容纳槽511内，限位块61插设在容纳槽511中，弹性件62用于与限位块61连接，可以驱动限位块61弹出或完全收纳入容纳槽511中。
58.一种实施方式中，弹性件62可为弹簧，弹簧的一端与容纳槽511的槽底固定连接，弹簧的另一端与限位块61固定连接。例如，限位块61受到压力时，弹簧被压缩，限位块61可以被完全压入容纳槽511中，当限位块61受到的压力消失后，被压缩的弹簧复原，在弹簧的
弹力作用下，限位块61可弹出容纳槽511。
59.限位块61朝向滑槽51的敞口端的一侧加工有斜面，同时，滑轨52上开设有限位槽521。具体的，当滑轨52在滑槽51中滑动时，在滑轨52与限位块61的斜面抵接后，随着滑轨52的继续滑动，滑轨52始终与限位块61的斜面抵接，滑轨52会将限位块61逐渐压入容纳槽511中。滑轨52的先滑入滑槽51一端的端部滑过限位块61时，限位块61可完全进入容纳槽511中，此时，弹簧62被压缩。当滑轨52的先滑入滑槽51一侧的端部与滑槽51的封闭端抵接时，限位槽521与容纳槽511对齐，限位块61受到的压力消失，在弹簧62作用下，限位块61自动弹出并插入限位槽521中，使得滑轨52不会再向滑槽51外滑动。
60.在滑轨52滑入滑槽51后，当滑轨52的先滑入滑槽51一侧的端部与滑槽51的封闭端抵接时，电池箱4处在电池底座2的正上方，滑槽51的封闭端限制电池箱4不继续向前滑动，限位块61插入限位槽521中限制电池箱4不再向后滑动，从而将电池箱4在水平方向内的位置固定并位于电池底座2的正上方，最终完成电池箱4与电池底座2的对齐。
61.如图3所示，电池底座2上固定有插接柱21，电池箱4的底部开设有插接槽42，插接柱21和插接槽42相互配合。当电池箱4处于电池底座2的正上方时，插接槽42也位于插接柱21的正上方，通过导向机构5和锁止机构6使电池箱4与电池底座2对齐后，电池箱4向下移动，使得插接柱21插入插接槽42中，电池箱4的位置被固定。
62.一种实施方式中，滑槽51的宽度可设置为大于或等于滑轨52的厚度与插接柱21的高度之和。例如，在更换电池箱4时，通过转运换电站中电量饱和的电池箱4，使电池箱4移动至电池底座2的上方，并且使滑轨52滑入滑槽51中，此时，电池箱4在电池底座2的上方滑动。在电池箱4滑动过程中，当限位块61滑入限位槽521后，电池箱4可正好滑动至电池底座2的正上方，即实现了电池箱4与电池底座2的对齐。
63.由于滑槽51的宽度大于或等于滑轨52的厚度与插接柱21的高度之和，因此，在电池箱4的滑动过程中，插接柱21不会挡住电池箱4滑动，保证电池箱4的正常安装。然后，电池箱4继续向下移动，最终完成电池箱4的固定安装。
64.限位块61可横设在滑槽51中，且限位块61的高度与滑槽51的宽度相等。滑轨52滑动过程中，滑轨52在滑槽51中任何高度的滑动都可以将限位块61压下。当限位块61进入限位槽521中，电池箱4与电池底座2对齐后，在电池箱4继续向下移动的过程中，限位块61可以始终卡设在限位槽521中对电池箱4进行限位，使得电池箱4不会在水平方向内移动。而且，插接柱21插入插接槽42中后，可以将电池箱4与电池底座2固定安装。
65.如图2所示，安装座11上开设有t型槽111，安装板3上配合设有t型块31，t型块31可在t型槽111中滑动。
66.相应的，两块安装板3可以沿t型槽111的长度方向滑动。例如，两块安装板3可以向相互靠近或相互远离的方向滑动，可以方便对不同型号大小的电池箱4进行固定。
67.并且，当需要更换的电池箱4被固定在电池底座2之后，可使两块安装板3向相互远离的方向移动，从而使滑轨52脱离滑槽51，同时，限位块61也从限位槽521内脱离，此时，电池箱4的位置不再被限定，可以将电池箱4取出，因此，本公开实施方式中的电池固定装置也便于将重卡上的旧电池取下。
68.进一步的，在安装座11上可设置有驱动两块安装板3相对运动的驱动结构，驱动结构可以为液压推动结构，也可以是其他机械驱动结构，只需能够驱动两块安装板3可以向相
互远离或相互靠近的方向移动即可。
69.本公开实施方式中，驱动结构包括螺杆32和第一电机33。螺杆32贯穿两块安装板3且与安装板3螺纹连接，螺杆32两端均加工有螺纹且两端的螺纹方向相反，第一电机33固定在安装板3上，可用于驱动螺杆32转动。
70.当第一电机33工作时，可以带动螺杆32转动，螺杆32转动进而可以驱动两块安装板3向相互靠近或相互远离的方向移动。通过驱动第一电机33来调节两块安装板3之间的距离，以适配不同型号大小的电池箱4。当需要将车体1上的电池箱4取下时，驱动第一电机33使两块安装板3向相互远离的方向移动，可以使限位块61脱离限位槽521，滑轨52脱离滑槽51，便于将电池箱4取下。
71.本公开实施方式还公开一种重卡换电装置，包括电池固定装置和抬升架7，通过抬升架7对换电站中的电池箱4进行转运、升降，也可以将重卡上的旧电池箱4转运至换电站中，以进行充电、维护等。更换电池箱4时，抬升架7将充好电的电池箱4移动至重卡的电池底座2的上方，通过电池固定装置将电池箱4固定在安装座11上。其中，电池固定装置的结构可参考上文中的电池固定装置的实施方式，在此不再赘述。
72.如图1和图2所示，抬升架7的底部设置有旋转底座71和移动台72，抬升架7设置在旋转底座71上，抬升架7的抬升臂可以上下移动。移动台72设置在换电站的地轨上，移动台72带动抬升架7，使抬升架7可以对换电站中的电池箱4以及重卡的旧电池进行移动。同时，移动台72上设置有第二电机73，用于驱动旋转底座71转动，并带动抬升架7的抬升臂进行旋转，以调节抬升架7与重卡车体1之间的夹角。
73.本公开一些实施方式中，重卡换电过程中，可以对抬升架7与重卡车体1之间的夹角进行监测和调节，并且通过转动旋转底座71使抬升架7与重卡车体1保持平行，进而方便更换电池箱4。
74.本公开实施方式中，抬升架7两侧均设置有测距仪74，移动台72上还设置有数据处理模块，测距仪74可以用于检测抬升架7于车体1之间的距离，两个测距仪74可以将检测的数据传输至数据处理模块，数据处理模块通过对两组数据及其数据差进行处理，可以得出抬升架7于车体1之间存在的夹角角度。
75.例如，当车体1停靠在换电位置后，通过抬升架7两侧的测距仪74检测车体1与抬升架7之间的距离，通过数据处理模块计算车体1的长度方向与抬升架7之间的夹角，将得到的数据传达至第二电机73，并启动第二电机73控制抬升架7旋转相应角度，从而使抬升架7旋转至与车体1的长度方向平行的位置处，便于将电池箱4准确地移动至电池底座2上方。
76.如图1和图2所示，在电池箱4的两侧均设置有支撑部41，该支撑部41可以是与抬升架7的抬升臂配合设置的插管结构，也可以为其他支撑结构，本公开对此不做限定。支撑部41与电池箱4可以是一体成型结构，也可以是各自成型后，再进行固定，本公开对此也不做限定，可以实现抬升架7对电池箱4进行抬升和转移即可，本领域技术人员可以根据实际需求自行选定。
77.本公开实施方式中，抬升臂的支撑部41可为固定设置在电池箱4侧壁的插接管，插接管与滑轨52设置在同侧，插接管的长度方向与电池箱4的移动方向一致。插接管可以为方管，也可以为圆管，插接管的形状与抬升架7的抬升臂的形状配合设置即可，在此不做限定。需要移动电池箱4时，将抬升架7的抬升臂插入相应的插接管中，抬升架7进行升降或移动，
进而实现对电池箱4的位置的调整。
78.插接管的管径大于抬升臂的最大宽度。在移动电池箱4时，可以方便将抬升架7的抬升臂插入插接管中，且在抽出抬升臂时，插接管中存在抬升臂移动的空间，可以降低抬升臂的高度。而且，抬升臂在抽出过程中不会与电池箱4产生摩擦，可以有效地降低抬升臂破坏电池箱4的稳定性的风险。
79.本公开的重卡换电装置的实施原理为：将安装座11安装在重卡的车体1上，利用测距仪74和第二电机73调整抬升架7的位置，使抬升架7与车体1平行，通过抬升架7转运电池箱4，使电池箱4侧边的滑轨52滑入滑槽51中，利用锁止机构6将电池箱4水平方向上的位置固定，之后再控制电池箱4向下移动，使插接柱21插入插接槽42中，从而完成电池箱4的固定。
80.本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本实用新型旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。