一种纯电动重载车辆顶部吊装充换电系统的制作方法

本实用新型涉及新能源车辆领域，具体地，涉及一种纯电动重载车辆顶部吊装充换电系统。

背景技术：

近几年来，新能源汽车发展迅速，依靠蓄电池作为驱动能源的电动车辆,行驶中无有害气体排放污染，噪音小，目前影响电动车辆发展的主要问题是电动汽车电池充电的问题，现在在新能源汽车领域正逐步进行电池充电站的完善和普及。

为了新能源电动车辆的进一步发展和推广，在现有普及更换电池的充电站的工作基础上，还需要同时解决好电池箱的更换速度、便捷性，以及电池箱容量等问题，这对大型或重型电动车辆特别重要。

另外，新能源电动汽车在更换电池箱时，尤其是采用吊装式更换时，经常会存在定位难或定位精度无法保证的问题，导致电池箱更换速度慢以及操作不方便。同时，在更换完成后，还可能会存在安装稳定性不够的问题。新能源电动汽车在行驶过程中经常会遇到转弯、加速以及路况不好等问题，在行驶中会带来振动颠簸或冲击，如电池箱安装稳定性不够，会对汽车的稳定性带来很大影响，在严重的情况下，甚至于会使得电池箱无法工作或直接甩出，从而可能造成严重的交通事故。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种纯电动重载车辆顶部吊装充换电系统。

本实用新型采用以下技术方案实现：

一种纯电动重载车辆顶部吊装充换电系统，包括：

待换电车辆，其上设有电池箱定位锁紧装置；

电池存放区域，包括至少一个已充电电池箱，用于替换所述待换电车辆上的待换电池箱；

自动换电机器人，位于所述待换电车辆、所述电池存放区域上方，能在所述电池存放区域和所述待换电车辆的上方自由移动；其中：

所述待换电车辆上的所述电池箱定位锁紧装置解锁待换电池箱后，所述自动换电机器人从上方抓取所述待换电车辆上的待换电池箱，并将所述待换电车辆上的待换电池箱吊装放入所述电池存放区域；或，

所述自动换电机器人从所述电池存放区域上方抓取所述已充电电池箱，将所述已充电电池箱吊装放置于所述待换电车辆上的电池箱定位锁紧装置所在位置，通过所述电池箱定位锁紧装置进行定位锁紧，实现所述待换电车辆的电池箱的更换。

优选地，所述电池箱定位锁紧装置，包括：

固定主体，该固定主体固定于安装所述待换电车辆上；

X向导向部件，设置于所述固定主体上，用于实现电池箱吊装时X方向的粗导向；

Y向导向部件，设置于所述固定主体上，用于实现电池箱吊装时Y方向的粗导向；

导向锁紧部件，设置于所述固定主体上，用于实现电池箱吊装时X、Y方向的精确定位；

Z向锁紧机构，设置于所述固定主体上，用于实现电池箱吊装到位后的X、Y、 Z方向的锁紧。

本实用新型通过上述的电池箱定位锁紧装置能将重型的电池箱可靠的固定锁紧与所述车辆上，避免车辆的形式过程中因为冲击对电池箱造成损害。

更优选地，所述X向导向部件设置在所述固定主体的外侧边，所述Y向导向部件设置在所述固定主体的内侧边，所述X向导向部件、所述Y向导向部件与所述固定主体之间形成固定电池箱的空间。

更优选地，所述固定主体为一长方形框架，所述X向导向部件设置在所述长方形框架相对的两长边上，所述Y向导向部件设置在所述长方形框架相对的两短边上，所述导向锁紧部件设置于所述X向导向部件内侧，并与所述X向导向部件有一间隙。

更优选地，所述X向导向部件为一柱状件，所述柱状件的上端部设有斜面，该斜面面向所述固定主体的内侧，用于吊装时引导电池箱的定位。

更优选地，所述Y向导向部件也为一柱状件，所述柱状件的上端部设有斜面，该斜面面向所述固定主体的内侧，用于吊装时引导电池箱的定位。

更优选地，所述导向锁紧部件的高度小于所述X向导向部件、所述Y向导向部件的高度，且所述X向导向部件、所述Y向导向部件的斜面最下端高于所述导向锁紧部件的高度。

更优选地，所述导向锁紧部件为一销轴，所述销轴的上端部为锥面，用于与电池箱地面的锥孔配合，完成精确定位。

更优选地，所述Z向锁紧机构包括：锁销、气缸和弹簧，所述锁销后端连接所述弹簧，所述锁销前端在所述气缸拉动下与电池箱上的对应销孔连接；所述锁销的下部设有自锁面，该自锁面与电池箱上的对应销孔连接，防止锁销滑移。

更优选地，所述Z向锁紧机构设置于每个所述X向导向部件一侧；所述X向导向部件为多个，对称设置在所述固定主体的两个对边。

优选地，所述装置进一步设有连接器导向部件，所述连接器导向部件用于使连接器的插头与插座能精准插入。

优选地，所述电池箱，包括：

框体模块，所述框体模块为一层或多层，每层所述框体模块由底部支撑以及竖直设置于所述底部支撑上的侧面框体组成，所述底部支撑与所述侧面框体之间形成容纳电池的空间，所述底部支撑下方设有凹槽；

设置于所述框体模块上的导向定位部件，所述导向定位部件垂直设置于所述侧面框体上，且所述导向定位部件凸出于所述侧面框体的上端边缘的端部形状为锥体，所述锥体的形状与所述凹槽相匹配；

所述框体模块有多层时，除了最底层的所述框体模块，其他每层所述框体模块结构相同，多层所述框体模块上下设置，位于下面一层的所述框体模块通过所述导向定位部件与位于上一层的所述框体模块的凹槽快速定位，所述导向定位部件插入所述凹槽并采用连接件锁紧连接，形成多层堆垛结构；最底层的所述框体模块底部设有与所述导向锁紧部件相配合定位锁紧的孔。

优选地，所述自动换电机器人包括：移动导向机构以及电池抓取机构，所述电池抓取机构设置在所述移动导向机构上，所述移动导向机构带动所述电池抓取机构实现X方向、Y方向或Z方向中至少一种方向的移动，使所述电池抓取机构抓取的电池达到所需区域。

更优选地，所述移动导向机构包括第一移动部件、第二移动部件、第三移动部件和支撑件，所述第一移动部件两端设置在所述支撑件上面，并能沿所述支撑件做X方向的移动；所述第二移动部件设置在所述第一移动部件上，并能沿所述第一移动部件做Z方向的移动，所述第二移动部件上设置所述第三移动部件，所述第三移动部件能做Y方向的移动；所述第三移动部件连接所述电池抓取机构，通过控制所述第一移动部件、所述第二移动部件、所述第三移动部件带动所述电池抓取机构实现X方向、Y方向或Z方向中一个或几个方向的自由移动。

本实用新型通过上述的自动换电机器人能快捷地完成电池箱在X方向、Y方向、Z 方向的移动，从而准确将电池箱定位到所需换电的车辆上。且上述机器人结构简单、控制方便。

更优选地，所述电池抓取机构包括：

一对夹持组件，用于从电池箱顶部的两侧抓取电池箱；

电磁驱动机构，连接所述夹持组件，用于驱动所述夹持组件抓取电池箱；

直线导轨，用于支撑所述夹持组件和所述电磁驱动机构，所述电磁驱动机构驱动所述夹持组件沿所述直线导轨移动；

电控箱，连接所述电磁驱动机构，位于所述夹持组件、所述电磁驱动机构和所述直线导轨上方，用于控制所述电磁驱动机构。

更优选地，所述夹持组件位于所述直线导轨的两端部，与所述电磁驱动机构连接，一对所述夹持组件沿着所述直线导轨相向移动，所述夹持组件下端设有一插件，该插件用于插入电池箱顶部的框架中，一对所述夹持组件从电池箱顶部两边插入。

更优选地，所述夹持组件的侧面设有导向的梯形部，该梯形部的短边位于所述夹持组件的里侧，长边位于所述夹持组件的外侧；所述夹持组件的夹持组件的中间为空腔，用于容纳所述直线导轨，且所述直线导轨从所述夹持组件的空腔的外侧伸出。

更优选地，所述直线导轨为平行的两根导轨，两根导轨中间设有加强部件，所述电磁驱动机构设在一对所述夹持组件之间，并位于所述直线导轨之上。

更优选地，所述电池抓取机构还包括支撑保护框，所述支撑保护框包括顶框和底框，所述电控箱上端固定于所述顶框，所述顶框用于支撑所述电控箱和连接外部吊装设备；所述直线导轨下方设有所述底框，用于支撑所述直线导轨、所述电控箱、所述电磁驱动机构。

更优选地，所述电控箱的两侧分别设有浮动导向组件和吊链组件，所述浮动导向组件和所述吊链组件位于所述顶框与所述底框之间；所述吊链组件包括两条吊链，每条所述吊链的上端固定在所述顶框上，下端连接在所述底框上，两条所述吊链的中间为所述浮动导向组件，所述浮动导向组件下方为所述电磁驱动机构，所述电磁驱动机构通过丝杆传动组件连接所述电池抓取机构。

更优选地，所述浮动导向组件包括：磁铁固定板、导向轴、直线轴承固定框和下浮动板；所述直线轴承固定框固定在顶框底面，所述直线轴承固定框的底部开有导向孔，所述导向轴穿过导向孔，所述导向轴在伸入直线轴承固定框内的端部连接有上限位件，所述导向轴位于直线轴承固定框外部的端部连接有下限位件，所述导向轴的底部连接有磁铁固定板，所述电磁驱动机构固定在磁铁固定板上，所述磁铁固定板的底部固定有下浮动板。

优选地，所述系统还包括支撑机构，所述自动换电机器人设置于所述支撑机构上，使得所述自动换电机器人位于车道、所述电池存放区域上方。

更优选地，所述支撑机构为一框架支撑结构，其中所述车道、所述电池存放区域位于所述框架支撑结构内，且所述车辆能从所述框架支撑结构中自由出入。

更优选地，所述框架支撑结构为一长方体框架，所述电池存放区域位于所述长方体框架的中间，所述车道位于所述电池存放区域的侧面，方便所述自动换电机器人进行电池更换的移动。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

本实用新型总体系统充换电时，电池箱采用吊装方式，能方便、快捷地完成新能源车辆的电池箱的充换电。

本实用新型通过采用自动换电机器人可以实现电池箱X、Y、Z方向的任一移动，从而便于控制电池箱的吊装位置和安装位置，准确完成电池箱从电池存放区域到车辆上的吊装，或，从车辆上将电池箱准确吊装到电池存放区域。进一步的，本实用新型换电机器人中采用夹具从两侧抱取电池箱的方式，然后进行吊装，这种方式更有利于对电池箱位置的控制。

本实用新型采用电池箱定位锁紧装置，对新能源电动汽车，尤其是大型或重型电动车辆的电池箱的安装稳定性进行提升，确保使用中的稳定性和安全性。

本实用新型采用多层结构的电池箱，可以通过设置电池箱的层数来增加换电量，从而能够满足车辆续航时间的需要，尤其是对于纯电动重载车辆。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型一实施例的结构示意图；

图2、图3为本实用新型一实施例的电池抓取机构结构示意图；

图4、图5为本实用新型一实施例中采用的电池箱结构示意图；

图6为本实用新型一实施例中电池抓取机构抱取电池箱的工作示意图；

图7为本实用新型一实施例中电池箱定位锁紧装置结构示意图；

图8为本实用新型一实施例中Z向锁紧机构结构示意图；

图9为本实用新型一实施例中浮动导向组件结构示意图；

图中：待换电车辆100、电池存放区域200、自动换电机器人300、电池箱定位锁紧装置400，支撑机构500；

移动导向机构1、电池抓取机构2、电池箱3、电控箱4、浮动导向组件5、吊链组件6、顶框7、底框8、丝杆传动组件9；

第一移动部件101、第二移动部件102、第三移动部件103；

一对夹持组件201、电磁驱动机构202、直线导轨203、插件204、梯形部205；

框体模块301、导向定位部件302、底部支撑3011、侧面框体3012、凹槽3013、锥体3014；

固定主体401、X向导向部件402、Y向导向部件403、导向锁紧部件404、Z 向锁紧机构405、连接器导向部件406、锁销407、气缸408、弹簧409、加强支撑杆件410；

19为下浮动板，20为磁铁固定板，21为导向轴，22为直线轴承固定框，23为上限位件，24为下限位件。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1-3所示，为本实用新型纯电动重载车辆顶部吊装充换电系统的一实施例结构示意图，其中包括：待换电车辆100，其上设有电池箱定位锁紧装置；电池存放区域 200，包括至少一个已充电电池箱，用于替换待换电车辆100上的待换电池箱；自动换电机器人300，位于待换电车辆100、电池存放区域200上方，能在电池存放区域200 和待换电车辆100的上方自由移动；其中：待换电车辆100上的电池箱定位锁紧装置解锁待换电池箱后，自动换电机器人300从上方抓取待换电车辆100上的待换电池箱，并将待换电车辆100上的待换电池箱吊装放入电池存放区域200；或，自动换电机器人300 从电池存放区域200上方抓取已充电电池箱，将已充电电池箱吊装放置于待换电车辆 100上的电池箱定位锁紧装置所在位置，通过电池箱定位锁紧装置进行定位锁紧，实现待换电车辆的电池箱的更换。

在上述实施例基础上，还可以进一步设置支撑机构500，如图1所示，支撑机构500为一框架支撑结构，其中待换电车辆100、电池存放区域200位于框架支撑机构500内，且车辆能从框架支撑机构500中自由出入。框架支撑结构可以为一长方体框架，电池存放区域200位于长方体框架的中间，车道1位于电池存放区域200 的侧面，方便自动换电机器人300进行电池更换的移动。

如图1所示，在一较优实施例中，自动换电机器人300包括：移动导向机构1以及电池抓取机构2，电池抓取机构2设置在移动导向机构1上，移动导向机构1带动电池抓取机构2实现X方向、Y方向或Z方向中至少一种方向的移动，使电池抓取机构2 抓取的电池箱移动到指定位置。

如图2、3所示，在一较优实施例中，电池抓取机构2包括：一对夹持组件201、电磁驱动机构202、直线导轨203，一对夹持组件201用于从电池箱3顶部的两侧抓取电池箱3；电磁驱动机构202连接夹持组件201，用于驱动夹持组件201抓取电池箱3；直线导轨203用于支撑夹持组件201和电磁驱动机构202，电磁驱动机构202驱动一对夹持组件201沿直线导轨203相向移动。

具体的，参照图1所示，移动导向机构1包括第一移动部件101、第二移动部件 102、第三移动部件103和支撑件，第一移动部件101两端设置在支撑件上面，并能沿支撑件做X方向的移动；第二移动部件102设置在第一移动部件101上，并能沿第一移动部件101做Z方向的移动，第二移动部件102上设置第三移动部件103，第三移动部件103能做Y方向的移动；第三移动部件103连接电池抓取机构1，通过控制第一移动部件101、第二移动部件102、第三移动部件103带动电池抓取机构1实现X方向、Y 方向或Z方向中一个或几个方向的自由移动。

上述实施例中，第一移动部件3011的移动机构可以为大车，采用扁钢或轻轨为行走轨道，每一端有两个行走支撑轮，动力采用伺服电机，传动机构可以为齿轮齿条；第二移动部件3012的移动机构为小车，结构形式可以与大车一样；第三移动部件3013的上下移动机构，可以采用伺服抱闸电机连接大比数蜗轮蜗杆减速机，传动机构可以采用链轮链条组，采用上银重载轨道为导向。实现X、Y、Z各个方向的移动。

通过上述的移动导向机构301和电池抓取机构2的配合，能够将电池箱方便的移动到指定区域，并能通过三个导轨调节电池箱的上下以及左右位置，车辆只要停靠好，不用移动，即可精确、方便的实现电池箱的更换。

如图2-3所示，电池抓取机构2中：夹持组件201位于直线导轨203的两端部，一对夹持组件201沿着直线导轨203移动，夹持组件201下端设有一插件204，该插件204用于插入电池箱3顶部的框架中，一对夹持组件201从电池箱3顶部两边插入，从而将电池箱3抱起。较好地，夹持组件201的侧面设有导向的梯形部205，该梯形部205的短边位于夹持组件201的里侧，长边位于夹持组件201的外侧；夹持组件201的中间为空腔，用于容纳直线导轨203，且直线导轨203能从夹持组件 201的空腔的外侧伸出。部分实施例中，直线导轨203为平行的两根导轨，两根导轨中间设有加强部件，电磁驱动机构202设在一对夹持组件之间，并位于直线导轨 203之上。

电池抓取机构2还可以进一步包括电控箱4，电控箱4连接电磁驱动机构202，位于夹持组件201、电磁驱动机构202和直线导轨203上方，用于控制电磁驱动机构202。电控箱4用于控制电磁驱动机构202的工作。电控箱4上端固定在顶框7 上，顶框7用于支撑电控箱4和连接外部吊装设备，比如吊索或桁架等。直线导轨 203下方设有底框8，用于支撑直线导轨203、电控箱4、电磁驱动机构202等部件。

在一优选实施例中，在顶框7与底框8之间、电控箱4的两侧分别设有浮动导向组件5和吊链组件6，吊链组件6包括两条吊链，每条吊链的上端固定在顶框7 上、下端连接在底框8上，两条吊链的中间为浮动导向组件5，浮动导向组件5下方为电磁驱动机构202，电磁驱动机构202通过丝杆传动组件9连接夹持组件201。通过浮动导向组件5和吊链组件6之间的配合，可以使得电池抓取机构2在抓取电池箱时，位置上可以有一定的冗余度，能实现微调，且控制简单。

在一优选实施例中，浮动导向组件5包括：磁铁固定板20、导向轴21、直线轴承固定框22和下浮动板19；直线轴承固定框22固定在顶框7底面，直线轴承固定框 22的底部开有导向孔，导向轴21穿过导向孔，导向轴21在伸入直线轴承固定框22内的端部连接有上限位件23，导向轴21位于直线轴承固定框22外部的端部连接有下限位件24，导向轴21的底部连接有磁铁固定板20，电磁驱动机构202固定在磁铁固定板 20上且电磁驱动机构202为强力电磁铁机构，磁铁固定板20的底部固定有下浮动板19。当强力电磁铁机构产生磁力，吊链组件6松弛，导向轴21通过直线轴承固定框22向上伸出，直线轴承固定框22抵住下部的下限位件24，下限位件24可以使用聚氨酯材料，凭借强力电磁铁机构的强磁力吸合保持力，使整个电池抓取机构成为一个刚性的整体；当强力电磁铁机构的磁力消失，吊链组件6被拉紧，导向轴21通过直线轴承固定框22向下伸出，导向轴21下伸到上限位件23为止，下浮动板19会与底框8产生一个间隙，顶框7和底框8全靠吊链组件6连接，使整个电池抓取机构成为一个柔性的自适应夹具。

上述实施例中的自动换电机器人300，采用一对夹持组件201从电池箱3顶端两侧抱取电池箱，能准确、快捷地实现全自动的电动车的电池箱更换，特别适用于大型或重型电动车辆。进一步采用浮动导向组件5和吊链组件6，使得电池抓取机构2 在抓取电池箱时，位置上可以有一定的冗余度，能实现微调，且控制简单。上述实施例中的自动换电机器人，采用移动导向机构1，能实现X方向、Y方向或Z方向中一个或几个方向的自由移动，从而即使在较小范围内，也能精确地将电池箱移动到指定位置，实现电池箱更换。

如图5所示，在一具体应用实例中，为了提高电池箱的容量以及更换电池箱的便捷性，与上述自动换电机器人更为匹配，上述电动车充换电站存放的电池箱3可以包括：框体模块301和设置于框体模块上的导向定位部件302。框体模块301由底部支撑3011以及竖直设置于底部支撑上的侧面框体3012组成，底部支撑3011与侧面框体3012之间形成容纳电池的空间，底部支撑3011下方设有凹槽3013；导向定位部件302垂直设置于侧面框体3012上，且导向定位部件302凸出于侧面框体 3012的上端边缘的端部形状为锥体3014，锥体的形状与凹槽3013相匹配。一对夹持组件201的插件204从电池箱3侧面框体3012顶部的两边插入，从而将电池箱3 抱起。

如图6所示，部分实施例中，框体模块301可以多层叠加，多层框体模块上下排列设置。凹槽3013与导向定位部件302的位置在上下层框体模块301中相对应，位于下面一层的框体模块通过导向定位部件302与位于上一层的框体模块5的凹槽 3013快速定位，导向定位部件302插入凹槽3013并采用连接件锁紧连接，形成多层堆垛结构。框体模块301总体是长方体形状，只是每个框体模块301的长方体没有上表面，上一层的框体模块5的长方体的下表面即为下一层框体模块301的长方体上表面。连接件可以是高强度螺栓，也可以是其他连接件。理论上框体模块的层数可以不受限制，但是实际应用中，需要根据电动车辆的实际情况确定，一般不超过驾驶室的高度。

进一步的，为了在电池箱更换过程中能保证电池箱与车体之间的稳定性，如图 7所示，采用一种优选的电池箱定位锁紧装置的结构，图7中所示的电池箱定位锁紧装置包括：固定主体401，该固定主体401固定于安装电池箱的车辆上；固定主体401上设有X向导向部件402、Y向导向部件403，用于实现电池箱吊装时X、Y 方向的粗导向；固定主体401上还设有导向锁紧部件404，用于实现电池箱吊装时 X、Y方向的精确定位；固定主体401上设有Z向锁紧机构405，用于实现电池箱吊装到位后的X、Y、Z方向的锁紧。

参照图7所示，该实施例中采用的固定主体401为一长方形框架，X向导向部件402设置在长方形框架相对的两长边上，Y向导向部件403设置在长方形框架相对的两短边上，导向锁紧部件404设置于X向导向部件402内侧，并与X向导向部件402有一间隙。固定主体401的中间设有加强支撑的加强支撑杆件410，用于增加整个固定主体401的强度，保证整个电池箱安装的稳定性，防止使用中位于车辆上的固定主体401刚度不够，提高安全性。作为优选实施例，X向导向部件402设置在固定主体401的外侧边，且X向导向部件402为一柱状件，柱状件的上端部设有斜面，该斜面面向固定主体401的内侧，用于吊装时引导电池箱的定位。X向导向部件402为多个，对称设置在固定主体401的两个对边。X向导向部件402设置在固定主体401的外侧边、Y向导向部件403设置在固定主体401的内侧边，X向导向部件402、Y向导向部件403与固定主体401之间形成固定电池箱的空间。

在一优选实施例中，参照图7所示，X向导向部件402的柱状件为方形柱状，方形柱状的顶端为斜面，斜面的角度可以根据需要设置，比如该斜角角度小于45 度角。当然，在其他实施例中，柱状也可以是其他形状，并不局限为方形。Y向导向部件403也为一柱状件，柱状件的上端部设有斜面，该斜面面向固定主体401的内侧，用于吊装时引导电池箱的定位。相应的，参照图7所示，Y向导向部件403 的柱状件为方形柱状，方形柱状的顶端为斜面，斜面的角度可以根据需要设置，比如该斜角角度小于45度角。当然，在其他实施例中，柱状也可以是其他形状，并不局限为方形。通过这些斜面的设置，能更好引导电池箱准确进入固定主体401，降低位置控制的复杂度。

在一优选实施例中，导向锁紧部件404为一销轴，销轴的上端部为锥面，用于与电池箱底面的锥孔配合，完成精确定位。导向锁紧部件404的高度小于X向导向部件2、Y向导向部件403的高度，且X向导向部件402、Y向导向部件403的斜面最下端高于导向锁紧部件404的高度。这样电池箱在吊装安装时，先完成X向、 Y向导向，然后再通过导向锁紧部件404精确定位。

在一具体实施例中，固定主体401上销轴的锥面与所要吊装更换的电池箱上相应的锥孔面相互配合实现电池箱与固定主体401的无间隙锁止；由于是锥面配合，避免了因精度问题带来的普通多个销孔配合拔不出的现象；单个销轴可以承受20 吨切向力不断裂，锁紧强度高。通过该种结构实现X向、Y向锁紧。

如图7所示，在一优选实施例中，Z向锁紧机构405设置于每个X向导向部件 402一侧，用于完成Z向锁紧。

如图8所示，在一优选实施例中，Z向锁紧机构405包括：锁销407、气缸408 和弹簧409，锁销407后端连接弹簧409，锁销407前端在气缸408拉动下与电池箱上的对应销孔连接；锁销407的下部设有自锁面，该自锁面与电池箱上的对应销孔连接，防止锁销407滑移。该种结构可以保证整个锁紧的可靠性。

在一具体实施例中，通过4套Z向锁紧机构405完成锁止，实现Z向锁紧；车辆行驶过程中，单套Z向锁紧机构405的弹簧力能确保车辆在50m/s²加速度状况下不脱销，尤其是锁销下部为自锁面，无论承受多大的Z向冲击力都不会使锁销滑移，确保锁止可靠；换电时通过气缸408拉动锁销407进行解锁，解锁简单可靠；锁止状态与车辆实时通讯，确保车辆的行驶安全。

作为本实用新型另一优选实施例，进一步设有连接器导向部件406，连接器导向部件406用于使连接器的插头与插座能精准插入，避免损坏连接器。连接器导向部件6可以设置连接在固定主体401中间的加强支撑杆件410上。其具体位置根据连接器的插头与插座来设计。

以上是本实用新型中的优选结构设计的一种，当然在其他实施例中，各个优选结构可以单独使用，在互相不冲突的前提下，也可以任意组合使用，组合使用时效果会更好。

上述的电池箱定位锁紧装置优选实施例，适用于吊装更换电池箱时使用，电池箱底部设有对应的销孔、侧面设有对应锁销407的销锥面，通过X向导向部件402、Y向导向部件403先实现X向、Y向的导向，然后通过导向锁紧部件404实现精定位，连接器导向部件406等多重导向措施进行准确定位，在一具体应用实例中：(1)导向性能：导向设计适应车体在偏差100mm内的任意位置的停放，方便司机停车，降低了换电机器人定位精度，减少了设备复杂度，提高了换电成功率；(2)精准导向：通过Z向高度差实现4级导向，逐级导向确保快换连接器的插头与插座能够精准插入，避免损坏连接器；(3)锁紧性能：通过多重锁紧，整个连接结构可靠安全。

本实用新型总体系统充换电时，电池箱采用吊装方式，能方便、快捷地完成新能源车辆的电池箱的充换电。在自动换电机器人快捷完成电池吊装移动之后，通过电池箱定位锁紧装置能快速完成电池箱与车体本身的安装固定，提高了整体的可靠性，确保使用中的稳定性和安全性。本实用新型采用多层结构的电池箱，能满足车辆续航时间的需要，尤其适用于纯电动重载车辆。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。