电动汽车中置电池箱快速卸、装系统中的精调对接机构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于电动汽车配套技术领域，涉及电动汽车更换电池箱的换电设备，具体是指用于车辆电池箱导轨和周转平台导轨对接的精调机构。
【背景技术】
[0002]当今社会，能源日益短缺、环境污染严重、全球气候变化潜在影响巨大，电力来源多元化、零排放的电动汽车成为未来汽车的发展方向。电动汽车受电池容量的限制，续航里程较低，限制了电动汽车的推广，因此提高电池容量就成了解决电动汽车续航里程较低的问题的必要技术手段，但随之带来了电池体积和重量加大、电池充电时间延长、电动汽车更换电池过程困难等问题，因此就出现了专用换充电装置。
[0003]目前国家制定的有关政策规定电池更换时间应控制在3分钟以内，与燃油汽车加油时间相近。要满足国家有关政策规定采用更换电池箱的方法，就要面临沉重电池箱的拆卸、安装及搬运等问题。由于电池箱是由多个动力电池串联而成，其轻者数百公斤、重者数千公斤，非一般人力可以搬运，这就为电池箱的更换带来了很大的问题。要解决这个问题，一方面需要从电池安装结构入手，将电池箱设计成易拆卸的结构，使电池箱成为可随时更换的独立部件；同时另一方面，要解决车载电池箱从车体中取出后的快速搬运、充满电电池箱的快速补充、以及电池箱与车体的准确对接等问题。
[0004]对于大、中型电动汽车，为了配重合理和重心平衡，其电池箱不是安装在车辆的前、尾两端，而是安装在车辆中间，为了便于更换时从车尾推拉电池箱，电池箱借助滑轨安装于车体内。由于每辆汽车的车体情况不同，电池箱的重量又大，导轨对接平面的不准确会造成电池箱受力点集中，引起形变，所以怎样解决电池箱周转平台与车体导轨的准确对接，以保证电池箱经周转平台完成装卸工作，并具备快速、安全、低耗的作业要求是目前的重点研发任务。而对接过程中怎样保证两导轨平面的快速、精确对准是其中重要的一环。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的是提供一种用于车辆电池箱导轨和周转平台导轨精确对接的精调机构，借助自校对位平面导引装置的导引和垂直调节举升杆系统的调整实现精确对接，结构简单、易于操作。
[0006]本实用新型采用的技术方案是:电动汽车中置电池箱快速卸、装系统中的精调对接机构，包括处于换电工位、其电池箱移动导轨与电动汽车上的电池箱导轨已粗调基本对正的周转架，关键在于:换电工位上设置有由可调球形支撑和升降驱动杆组成的垂直调节举升杆系统，设置在垂直调节举升杆上的托板表面分布有排辊并匹配设置有刹车机构，周转架位于排辊组上、具有借助自校对位平面导引装置和可调球形支撑摆动调整、借助升降驱动杆锁定轨道平面的自由度。
[0007]进一步的，自校对位平面导引装置包括设置在车辆电池箱导轨端头的导向锥形管和匹配设置在周转架上的自校对位平面导杆。
[0008]采用上述技术方案产生的有益效果在于:本实用新型采用与电动汽车电池箱匹配的转运车和周转架组合来输送满电和亏电电池箱，粗调完成后，周转架上的电池箱移动导轨与电动汽车上的电池箱导轨基本在同一高度、同一平面上，借助调节支撑杆的变换，从三杆定位支撑转换为单杆球面支撑、并借助周转架前端的导杆与电动汽车上的导向锥形管实现周转架中的导轨与车辆电池箱导轨精准对接，再从单杆球面支撑转换为三杆定位支撑锁定导轨平面。
【附图说明】
[0009]图1是本实用新型的结构示意图；
[0010]图2是周转架的结构示意图；
[0011]图3是图2的左视结构示意图；
[0012]图4是导向锥形管的结构示意图；
[0013]图5是垂直调节举升杆系统的结构示意图；
[0014]图6是托板的结构示意图；
[0015]图7是图6的上视结构示意图；
[0016]图8是自校对位平面导杆的结构示意图；
[0017]附图中，1-3代表排辊，1-4是托板，2是周转架，2-1代表电池箱，2_2是上层，2_3是下层，2-4代表导轨，2-9代表自校对位平面导杆，3-4是导向锥形管，4-1是可调球形支撑，4-2代表升降驱动杆，图7中的虚线表示与可调球形支撑和升降驱动杆端头配套的设定区域。
【具体实施方式】
[0018]电动汽车中置电池箱快速卸、装系统中的精调对接机构，包括处于换电工位、其电池箱移动导轨2-4与电动汽车上的电池箱导轨已粗调基本对正的周转架2，关键在于:换电工位上设置有由可调球形支撑4-1和升降驱动杆4-2组成的垂直调节举升杆系统，设置在垂直调节举升杆上的托板1-4表面分布有排辊1-3并匹配设置有刹车机构，周转架2位于排辊1-3组上、具有借助自校对位平面导引装置和可调球形支撑4-1摆动调整、借助升降驱动杆4-2锁定轨道平面的自由度。
[0019]所述自校对位平面导引装置包括设置在车辆电池箱导轨端头的导向锥形管3-4和匹配设置在周转架2上的自校对位平面导杆2-9。自校对位平面导杆2-9的前端为球形，后端设置有螺纹，在周转架2的上、下层2-2、2-3移动导轨端头各设置两个。导向锥形管
3-4借助螺纹连接在车辆电池箱导轨端头。
[0020]活动托板1-4的底面上设置有与可调球形支撑4-1和升降驱动杆4-2端头配套的设定区域。活动托板1-4底面上与可调球形支撑4-1端头配套的设定区域镶嵌有硬度较大的耐磨板。升降驱动杆4-2中至少有三个可调升降支撑杆机构、借助于万向节端头顶撑在托板1-4底面上的设定区域。可调球形支撑4-1的结构中包括伸缩式支撑杆、设在支撑杆上端的具有三维转动自由度的球状支撑、支撑杆下端定位在可以做出水平二维微调的底座上，支撑杆配套直线驱动机构实现可调，以保证其支撑的位置对准升降驱动杆4-2中三个支撑杆的顶升合力作用点。可调球形支撑4-1和升降驱动杆4-2位于换电工位，设置在地面以下，用于升降、调整周转架与车辆对接。可调球形支撑4-1支撑杆端部设置为球形便于活动托板1-4带动周转架2摆动适应调整，升降驱动杆4-2端头设计成万向节结构可以适应活动托板1-4与周转架2的调整状态，支撑、锁定其位置。
[0021]垂直调节举升杆系统中可调球形支撑4-1和升降驱动杆4-2的驱动机构为液压式驱动机构、或机械式直线驱动机构，以上机构配套控制电路以实现各个支撑杆的独立或同步调节。
[0022]具体实施时，周转架2为上、中、下三层结构，上、下层2-2、2_3分别存放满载和亏电电池箱2-1，换装电池箱2-1时，首先借助转运车将托板1-4和装载有满载电池箱的周转架2转运至换电工位，粗调完成后，周转架2下层的电池箱移动导轨2-4与电动汽车上的电池箱导轨基本在同一高度、同一平面上。精调对接时，借助管理电路的启示调整可调球形支撑4-1的位置对准三个升降驱动杆4-2的顶升合力作用点，从三杆定位支撑转换为单杆球面支撑，推动周转架2，使周转架2借助排辊1-3移动的同时自适应校正方位，直到周转架2前端的自校对位平面导杆2-9完全插入电动汽车上的导向锥形管3-4内，锁定排辊1-3，然后上升三个升降驱动杆4-2、再从单杆球面支撑转换为三杆定位支撑锁定导轨平面；借助周转架上的驱动机构从电动汽车上卸载亏电电池箱2-1。
[0023]换装满载电池箱时，先粗调，再重复以上步骤精调，使周转架2上层的电池箱移动导轨2-4与电动汽车上的电池箱导轨精确对接。
【主权项】
1.电动汽车中置电池箱快速卸、装系统中的精调对接机构，包括处于换电工位、其电池箱移动导轨(2-4)与电动汽车上的电池箱导轨已粗调基本对正的周转架(2)，其特征在于:换电工位上设置有由可调球形支撑(4-1)和升降驱动杆(4-2)组成的垂直调节举升杆系统，设置在垂直调节举升杆上的托板(1-4)表面分布有排辊(1-3)并匹配设置有刹车机构，周转架(2 )位于排辊(1-3 )组上、具有借助自校对位平面导引装置和可调球形支撑(4-1)摆动调整、借助升降驱动杆(4-2)锁定轨道平面的自由度。2.根据权利要求1所述的电动汽车中置电池箱快速卸、装系统中的精调对接机构，其特征在于:所述自校对位平面导引装置包括设置在车辆电池箱导轨端头的导向锥形管(3-4)和匹配设置在周转架(2 )上的自校对位平面导杆(2-9 )。3.根据权利要求1所述的电动汽车中置电池箱快速卸、装系统中的精调对接机构，其特征在于:所述托板(1-4)的底面上设置有与可调球形支撑(4-1)和升降驱动杆(4-2)端头配套的设定区域。4.根据权利要求3所述的电动汽车中置电池箱快速卸、装系统中的精调对接机构，其特征在于:升降驱动杆(4-2)中至少有三个可调升降支撑杆机构、借助于万向节端头顶撑在托板(1-4)底面上的设定区域。5.根据权利要求3所述的电动汽车中置电池箱快速卸、装系统中的精调对接机构，其特征在于:可调球形支撑(4-1)的结构中包括伸缩式支撑杆、设在支撑杆上端的具有三维转动自由度的球状支撑、支撑杆下端定位在可以做出水平二维微调的底座上，支撑杆配套直线驱动机构实现可调。6.根据权利要求1所述的电动汽车中置电池箱快速卸、装系统中的精调对接机构，其特征在于:所述垂直调节举升杆系统中可调球形支撑(4-1)和升降驱动杆(4-2)的驱动机构为液压式驱动机构、或机械式直线驱动机构，以上机构配套控制电路以实现各个支撑杆的独立或同步调节。
【专利摘要】本实用新型电动汽车中置电池箱快速卸、装系统中的精调对接机构，属于电动汽车配套技术领域，涉及电动汽车更换电池箱的换电设备，包括处于换电工位、其电池箱移动导轨与电动汽车上的电池箱导轨已粗调基本对正的周转架，关键在于：换电工位上设置有由可调球形支撑和升降驱动杆组成的垂直调节举升杆系统，设置在垂直调节举升杆上的托板表面分布有排辊并匹配设置有刹车机构，周转架位于排辊组上、具有借助自校对位平面导引装置和可调球形支撑摆动调整、借助升降驱动杆锁定轨道平面的自由度。借助自校对位平面导引装置的导引和垂直调节举升杆系统的调整实现精确对接，结构简单、易于操作。
【IPC分类】B60S5/06
【公开号】CN205010199
【申请号】CN201520765982
【发明人】王建排, 王斌, 刘志保, 吴家振
【申请人】河北中能格瑞电动汽车有限公司
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年9月30日