换电用电连接装置、包含其的可换电的船舶和充换电站的制作方法

1.本实用新型涉及换电技术领域，特别涉及一种换电用电连接装置、包含其的可换电的船舶和充换电站。


背景技术：

2.为了保护生态环境，打造绿色环保的零排放运输船舶为目标，越来越多的船舶开始使用电池作为动力源，基于船舶的自重和运输要求，船舶所配置的电池体积较大，因此如若采用充电对船舶电池进行能量补充，势必耗时较久，而换电则相对快捷很多。目前的船舶换电用电池箱采用集装箱形式，通过在码头吊装实现快换。运输船舶需要装载大量集装箱货物，电池箱则需要一个便于拆装的位置，同时又不占据货物空间，因而船舶的甲板是安装电池箱的最佳位置。这样的设计下，使得电池箱处于在户外敞开环境下，相应的船舶上的电连接装置与电池箱进行电连接也是在户外敞开环境下，这对电连接装置的挡雨防水能力提出了较高的要求。
3.一般而言，通过电连接装置上设置遮挡用的防护罩体实现挡雨功能。但是，由于船舶的电池箱在吊装放置在甲板上并不能实现与电连接装置直接对接，需要进一步移动电池箱向电连接装置靠近实现对接，但是这种方式由于电池箱比较笨重难以实现精确定位，因此设计为电连接装置移动与电池箱对位更为可靠。因而，在电连接装置移动过程中确保对电连接装置的挡雨防水很关键。


技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题是解决电连接装置在相对电池箱对接移动过程中的防水问题，提供一种换电用电连接装置、包含其的可换电的船舶和充换电站。
5.本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
6.一种换电用电连接装置，所述电连接装置包括：
7.底座；
8.用于与电池箱的电接头进行电连接的电连接部，所述电连接部可移动设于所述底座上，通过驱动所述电连接部朝向所述电池箱移动以进行电连接；
9.防护罩，罩设在所述电连接部上以与所述电连接部随动，并且所述防护罩可滑动连接于所述电连接部，在所述防护罩抵接所述电池箱时通过使所述电连接部相对所述防护罩滑动实现所述电连接部进一步朝向所述电池箱移动。
10.通过在该电连接装置的电连接部上设置随动的防护罩，实现对电连接部进行挡雨功能的同时，电连接部在移动过程也保持被罩住状态而确保满足电连接器的防水需求。另外，由于防护罩相对电连接部可滑动，在电连接部朝着电池箱移动的过程中，可避免防护罩因抵住电池箱表面而影响电连接部与电池箱可靠对接的情况发生，并且在防护罩因抵住电池箱表面后电连接部可继续移动而实现与电池箱的对接，继续保持对电连接部的挡雨功能。
11.较佳地，所述防护罩包括：
12.第一罩单元，所述第一罩单元设置于所述底座上；
13.第二罩单元，所述第二罩单元可与所述电连接部随动；
14.以及第三罩单元，所述第三罩单元的两端分别与所述第一罩单元和第二罩单元连接，且所述第三罩单元可随所述第二罩单元移动而伸缩。
15.该防护罩，通过三段式的结构设置，并且将位于两端的第一罩单元和第二罩单元分别设置在底座和电连接部上，使得该区域内的底座始终被防护罩所遮挡，同时由于第三罩单元可随电连接部和第二罩单元的移动而伸缩，使得电连接部在移动过程中，防护罩保持遮盖整个电连接部，避免雨水等外部环境因素影响电连接部以及移动机构的正常工作，提高电连接装置的运行可靠性。
16.较佳地，所述电连接装置还包括拉簧，所述拉簧的两端分别连接所述第二罩单元和所述电连接部，且所述拉簧预设有相应的张紧力以使得所述电连接部移动时所述第二罩单元随动。
17.通过设置具有一定张紧力的拉簧，使得第二罩单元可以跟随电连接部移动，避免防护罩的第二罩单元在未抵接电池箱时产生滑动，从而使得第二罩单元在正常情况下保持遮盖电连接部的状态，提高防雨效果。
18.较佳地，所述第二罩单元具有与所述电连接部远离所述电池箱的电接头的第一端相对设置的第一端面，所述第一端面设有连接杆，所述拉簧一端连接所述电连接部的第一端，另一端与所述连接杆相连，所述连接杆可调节以使得所述拉簧保持预设张紧力。
19.上述结构设置，实现对拉簧拉伸松紧度的调节，进而调整第二罩单元的位置，使得第二罩单元在未抵接电池箱时保持遮盖电连接部，同时，避免拉簧的松紧度过紧，导致第二罩单元在抵接电池箱后产生的阻力过大，影响电连接部的正常移动。
20.较佳地，所述第一端面还设有限位杆，所述限位杆一端固定于所述第一端面，另一端朝向所述电连接部的第一端延伸，以在所述电连接部复位时所述电连接部接触到所述限位杆后所述电连接部带动所述第二罩单元随动复位。
21.上述结构设置，使得电连接部解除与电池箱的对接而复位时，先电连接部移动以使得拉簧复位，待电连接部接触到限位杆，电连接部通过限位杆带动第二罩单元随动复位。
22.较佳地，所述限位杆相对所述电连接部的第一端的延伸长度可调，以使得所述电连接部在原位时，所述拉簧保持预设张紧力且所述限位杆与所述电连接部的第一端相接触。
23.上述结构设置，使限位杆具备长度调整能力，以应对不同的拉簧松紧度情况，确保防护罩的随动、挡雨和相对滑动功能。
24.较佳地，所述电连接装置还包括滑动组件，所述滑动组件为滑轨，所述滑轨具有可相对滑动的第一端和第二端，所述滑轨的第一端固定于所述电连接部的外侧表面，所述滑轨的第二端固定于所述防护罩的内表面，使得所述防护罩抵接所述电池箱时所述电连接部可相对所述防护罩滑动以进一步朝向所述电池箱移动而实现与所述电池箱的电接头进行电连接。
25.上述结构设置，通过设置滑轨使得防护罩与电池箱相抵接后，电连接部可以继续移动以与电池箱电连接，既确保了该状态下对电连接部的防雨功能，又可以对防护罩相对
电连接部的位移进行限制，结构简单，可靠性高。
26.较佳地，所述防护罩还包括：
27.导向支撑杆，所述导向支撑杆设置于所述防护罩内侧顶部，且所述导向支撑杆一端固定于第三罩单元靠近第二罩单元的端部，另一端延伸至所述第一罩单元并可相对所述第一罩单元可移动或可伸缩，使得所述第三罩单元的运动自由度限制在沿所述电连接方向移动的范围内，且所述导向支撑杆可支撑所述第三罩单元。
28.上述结构设置，通过导向支撑杆实现第一罩单元相对第二罩单元之间位置的定位，以提高防护罩自身的刚度，避免防护罩在长期过程中产生变形。
29.较佳地，所述导向支撑杆设置有两个，两个所述导向支撑杆分别位于所述防护罩内沿第三罩单元的伸缩方向的两侧的边缘。
30.上述结构设置，导向支撑杆相对第三罩单元的连接受力更均匀，能够提高导向移动的顺滑度。
31.较佳地，所述电连接装置还包括将所述电连接部相对所述底座的移动限定为沿所述电连接方向移动的导向机构，所述导向机构包括：
32.导轨，所述导轨沿所述电连接方向设置于所述底座上；
33.至少两个滑块，所述滑块设置在所述导轨上，并分别连接于所述电连接部，各所述滑块均位于所述电连接部的下方。
34.将多个导轨设置在电连接部的下方，便于导轨和滑块承载电连接部的重量，同时，利用电连接部及防护罩进行挡雨，避免雨水渗入滑块内部，影响导向机构的正常工作。
35.较佳地，所述电连接装置还包括驱动所述电连接部朝向所述电池箱移动的驱动部，所述驱动部还包括：
36.丝杠，所述丝杠沿所述导向机构的导向方向设置于所述底座上，所述电机的旋转轴对接于所述丝杠；
37.螺母，所述螺母套设在所述丝杠上，所述螺母设置于所述电连接部上。
38.通过丝杠旋转驱动螺母水平移动的方式，实现驱动电连接部移动的目的，这种驱动方案的扭矩输出大，运行平稳，有效适配于使电连接部与外部待连接的部件平稳对接。
39.一种可换电的船舶，其包括如上所述的换电用电连接装置，用于与所述船舶的电池箱进行电连接以为所述船舶提供动力源。
40.该可换电的船舶，通过在该电连接装置的电连接部上设置随动的防护罩，实现对电连接部进行挡雨功能的同时，电连接部在移动过程也保持被罩住状态而确保满足电连接器的防水需求。另外，由于防护罩相对电连接部可滑动，在电连接部朝着电池箱移动的过程中，可避免防护罩因抵住电池箱表面而影响电连接部与电池箱可靠对接的情况发生，并且在防护罩因抵住电池箱表面后电连接部可继续移动而实现与电池箱的对接，继续保持对电连接部的挡雨功能，提高可换电的船舶的电池供电可靠性。
41.一种充换电站，用于为船舶快换电池充电，其包括如上所述的换电用电连接装置，用于与所述船舶快换电池进行电连接以为所述船舶快换电池充电。
42.该充换电站，通过在该电连接装置的电连接部上设置随动的防护罩，实现对电连接部进行挡雨功能的同时，电连接部在移动过程中也保持被罩住状态，从而确保满足电连接器的防水需求。另外，由于防护罩相对电连接部可滑动，在电连接部朝着电池箱移动的过
程中，可避免防护罩因抵住电池箱表面而影响电连接部与电池箱可靠对接的情况发生，并且在防护罩因抵住电池箱表面后电连接部可以继续移动从而实现与电池箱的对接，继续保持对电连接部的挡雨功能，提高充换电站的充电可靠性。
43.本实用新型的积极进步效果在于：
44.该换电用电连接装置、包含其的可换电的船舶和充换电站，通过在该电连接装置的电连接部上设置随动的防护罩，实现对电连接部进行挡雨功能的同时，电连接部在移动过程也保持被罩住状态而确保满足电连接器的防水需求。另外，由于防护罩相对电连接部可滑动，在电连接部朝着电池箱移动的过程中，可避免防护罩因抵住电池箱表面而影响电连接部与电池箱可靠对接的情况发生，并且在防护罩因抵住电池箱表面后电连接部可继续移动而实现与电池箱的对接，继续保持对电连接部的挡雨功能。
附图说明
45.图1为本实用新型的实施例1的电连接装置的结构示意图。
46.图2为本实用新型的实施例1的电连接装置与电池箱的位置关系示意图。
47.图3为本实用新型的实施例1的底座的结构示意图。
48.图4为本实用新型的实施例1的防护罩的结构示意图。
49.图5为本实用新型的实施例1的第一罩单元和第二罩单元的位置结构示意图。
50.图6为图5中b部分的局部放大图。
51.图7为本实用新型的实施例1的电连接装置的使用状态示意图(一)。
52.图8为本实用新型的实施例1的第二罩单元的局部结构示意图。
53.图9为本实用新型的实施例1的电连接部的结构示意图。
54.图10为本实用新型的实施例1的电连接装置的使用状态示意图(二)。
55.图11为本实用新型的实施例1的电连接装置的使用状态示意图(三)。
56.图12为本实用新型的实施例1的电连接装置的结构示意图，其中，防护罩被隐藏。
57.附图标记说明：
58.电连接装置100
59.电连接部1
60.底座2
61.防护罩4
62.第一罩单元41
63.第二罩单元42
64.第三罩单元43
65.导向支撑杆44，导向杆441，定位座442
66.连接杆45
67.限位杆46
68.拉簧5
69.滑轨6，第一端61，第二端62
70.导向机构7，导轨71，滑块72
71.驱动部8，丝杠81，螺母82，驱动电机83
72.拖链9
73.电池箱200，侧表面201，电接头202
具体实施方式
74.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。
75.实施例1
76.本实施例提供一种可换电的船舶，通过电连接装置100与放置在船舶上的电池箱200进行电连接操作，以通过电池箱经由电连接装置100向船舶提供动力源。
77.该电连接装置100的具体结构如图1和图3所示，电连接装置100包括：底座2、电连接部1、防护罩4、以及设置在底座2和电连接部1之间的驱动部8。其中，防护罩4罩设在电连接部1的上方，并且与电连接部1随动，以实现对电连接部1的挡雨防护，避免雨水进入电连接部1。
78.如图2所示，驱动部8用于驱动电连接部1朝接近电池箱200的方向移动(即图2中的电连接方向a)，使电连接部1的端部与设置在电池箱200侧表面201上的电接头202实现对接，以为船舶提供电能，以及，驱动部8还能够沿相反方向驱动电连接部1朝向远离电池箱200的方向移动，使电连接部1的端部与电池箱200的电接头202相脱离，以在电池箱200电量耗尽后从船舶上移走以进行换电。
79.本实施例中，驱动部8是沿着水平的直线方向驱动电连接部1朝接近或远离电池箱200的方向移动的，这种沿直线方向进行驱动的方案，电连接部1的运动路径简单，因此运行可靠性更高。
80.具体的，本实施例中，防护罩4相对于电连接部1能够沿着驱动部8驱动电连接部1移动的方向进行滑动。因此，驱动部8驱动电连接部1沿电连接方向a靠近电池箱200的侧表面201的过程中，由于防护罩4保持遮盖电连接部1的状态，防护罩4的端部4a相比于电连接部1过会先与电池箱200的侧表面201接触，此时，通过防护罩4相对于电连接部1的滑动，而电连接部1可以继续朝向电池箱200移动而实现与电池箱200的电接头202对接，以避免防护罩4因抵住电池箱200的侧表面201而影响电连接部1与电池箱200可靠对接的情况发生。并且，该防护罩4在抵住电池箱200的侧表面201而相对电连接部1进行滑动的过程中，也能够保持对电连接部1的挡雨功能。
81.因此，采用该电连接装置100的船舶，通过在电连接装置100的电连接部1上设置随动的防护罩4，实现对电连接部1进行挡雨功能的同时，电连接部1在移动过程也保持被罩住状态而确保满足电连接器1的防水需求，提高船舶运行可靠性。
82.具体的，如图4所示，本实施例中的防护罩4具体包括：第一罩单元41、第二罩单元42和第三罩单元43。
83.其中，第一罩单元41通过其固定端41a安装在底座2上，实现与底座2的稳固连接，第二罩单元42通过位于罩体内侧表面的安装孔42a与电连接部1连接，实现相对电连接部1的随动，而第三罩单元43的两端分别与第一罩单元41和第二罩单元42连接，本实施例中的第三罩单元43为风琴罩，具备伸缩功能，因此在电连接部1相对底座2的水平移动而带动第二罩单元42移动时，第三罩单元43可跟随第二罩单元42的移动同步伸缩，保持为电连接装置100内其他部件进行挡雨的功能。
84.该防护罩4，通过上述的三段式结构设置，将位于两端的第一罩单元41和第二罩单元42分别设置在底座2和电连接部1上，使得该区域内的底座2始终被防护罩4所遮挡，同时由于第三罩单元43可随电连接部1和第二罩电源42的移动而伸缩，使得电连接部1在移动过程中，防护罩4保持遮盖整个电连接部1，避免雨水等外部环境因素影响电连接部1以及移动机构的正常工作，因此可以提高电连接装置100的运行可靠性。
85.另外，防护罩4还包括设置在导向支撑杆44，两组导向支撑杆44均设置在第三罩单元43的内侧顶部，并沿着第三罩单元43的伸缩方向布置在第三罩单元43的两侧的边缘，具体设置位置如图5所示，在图5中隐去第三罩单元43的情况下，可以看出，两组导向支撑杆44设置在第一罩单元41和第二罩单元42之间，也就是导向支撑杆44一端固定于第三罩单元43靠近第二罩单元42的端部，另一端延伸至第一罩单元41并可相对第一罩单元41可移动或可伸缩，使得第二罩单元42的运动自由度限制在沿电连接方向a移动的范围内。并且，导向支撑杆44的外侧表面与第三罩单元43的内侧表面接触，使得这两组导向支撑杆44可以支撑第三罩单元43，避免为柔性的第三罩单元43在中间位置塌陷。
86.导向支撑杆44的具体结构如图5、图6所示，图6为第一罩单元41的部分罩壳隐去后的结构示意图。从中可以看出，导向支撑杆44具体包括连接于第三罩单元43的端部43a上的导向杆441和固定在第一罩单元41上的定位座442，定位座442具有用于容纳导向杆441的通孔，使得导向杆441能够相对定位座442滑动，进而使得第一罩单元41跟随电连接部1移动时带动第三罩单元43能够相对第二罩单元42滑动与导向。第三罩单元43的端部43a固定于第二罩单元42上。本实施例中将两组导向支撑杆44沿防护罩4的宽度方向设置在两侧，使第二罩单元42和第三罩单元43能够相对第一罩单元41能够平滑地伸缩滑动。
87.通过设置导向支撑杆44，可实现第一罩单元41相对第二罩单元42之间位置的定位，以提高防护罩4自身的刚度，避免防护罩4在长期过程中产生变形。
88.本实施例中，如图7所示，电连接装置100还包括拉簧5、限位杆46以及滑动组件，防护罩4的第二罩单元42通过拉簧5和滑动组件相对电连接部1实现连接，并通过限位杆46相对电连接部1进行限位。
89.具体连接关系如图7和图8所示，防护罩4的第二罩单元42具有与电连接部1远离电池箱200的电接头202的第一端1a相对设置的第一端面42b，在电连接部1的第一端1a与第二罩单元42的第一端面42b直接设置有拉簧5，实现电连接部1相对第二罩单元42的弹性连接，该拉簧5预设有相应的张紧力，使得在电连接部1沿电连接方向a移动时，第二罩单元42能够在拉簧5的作用下与电连接部1一起随动。
90.通过设置具有一定张紧力的拉簧5，使得第二罩单元42可以跟随电连接部1移动，避免防护罩4的第二罩单元42在未抵接电池箱200时产生滑动，从而使得第二罩单元42在正常情况下保持遮盖电连接部1的状态，提高防雨效果。
91.本实施例中，如图8所示，在第一端面42b上设置有能够调整位置的连接杆45，拉簧5的末端与开设在连接杆45端部的开孔45a进行连接，通过相对第一端面42b调整连接杆45的位置，使得拉簧5的拉伸长度发生变化，实现调整拉簧5张紧力的目的。因此，通过设置连接杆45可实现对拉簧5拉伸松紧度的调节，进而调整第二罩单元42的位置，使得第二罩单元42在未抵接电池箱200时保持遮盖电连接部1，同时，避免拉簧5的松紧度过紧，导致第二罩单元42在抵接电池箱200后产生的阻力过大，影响电连接部1的正常移动。
92.本实施例中，使连接杆45相对第一端面42b能够调整位置的具体方案如下：在第一端面42b的表面焊接调整螺母82，将连接杆45与调整螺母82螺纹连接，通过旋转连接杆45的方式，实现连接杆45相对第一端面42b调整位置的目的，进而使得拉簧5的松紧度对应调节。
93.另外，如图7和图8所示，在第一端面42b上还设有限位杆46，限位杆46相对于连接杆45的设置位置如图8所示，限位杆46的一端设置在第一端面42b上，限位杆46的另一端朝向电连接部1的第一端1a延伸。在拉簧5的拉力驱动下，第二罩单元42未抵在电池箱200上时，限位杆46的另一端抵住电连接部1的第一端1a，实现第二罩单元42相对电连接部1的限位。
94.另外，如图7所示，在电连接部1的两侧表面上还设置有为滑轨6的滑动组件，该滑轨6具有可相对滑动的第一端61和第二端62(参见图9)，滑轨6的第一端61固定在电连接部1的外侧表面上，而滑轨6的第二端62通过螺钉固定于第二罩单元42的安装孔42a上，使得防护罩4的第二罩单元42在抵接至电池箱200的侧表面201时，该电连接部1可相对防护罩4继续沿电连接方向a进行移动，以进一步朝接近电池箱200的方向移动，进而实现与电池箱200的电接头202电连接的目的，同时确保了该状态下对电连接部1的防雨防水功能。
95.因此，电连接部1与防护罩4的第二罩单元42的相对活动关系如图10和图11所示。首先，在电连接部1在驱动部8的驱动下，带动防护罩4朝电池箱200的方向移动，此时，在拉簧5和限位杆46的作用下，防护罩4保持如图10中相对电连接部1的位置关系，以用于遮挡电连接部1，实现挡雨目的。
96.由于第二罩单元42相对更凸出，因此会先抵住电池箱200的侧表面201，此时，在驱动部8的持续驱动下，电连接部1继续沿电连接方向a向前移动，具体图11所示，第二罩单元42已经抵住电池箱200的侧表面201，无法继续向前移动，因此，通过拉簧5的拉伸，以及滑轨6的导向，使第二罩单元42在保持抵在电池箱200的情况下相对电连接部1沿与电连接方向a相反的方向移动，使电连接部1与电池箱200上的电接头202实现对接。
97.在完成充电操作后，驱动部8驱动电连接部1相对电池箱200回缩，在回缩过程中，拉簧5输出的拉力使得第二罩单元42保持抵住电池箱200的状态，直至限位杆46的端部抵住电连接部1的第一端1a，之后，第二罩单元42与电连接部1共同随动，整体回缩。
98.更优选的，限位杆46在第一端面42b上的前后位置也能够进行调节，使得限位杆46的末端相对电连接部1的第一端1a的延伸长度能够调调节。上述结构设置，使得电连接部1在驱动部8的驱动下回到原位(指电连接部1未被驱动状态下的位置)时，拉簧5能够保持预设张紧力的情况下，使限位杆46的末端保持与电连接部1的第一端进行接触。其中，本实施例中的限位杆46相对于第一端面42b进行前后位置调节的结构方案，与连接杆45相对第一端面42b进行前后位置调节的方案相同，在此不再赘述。
99.本实施例中的驱动部8结构如图3所示，包括丝杠81、螺母82以及驱动电机83。其中，驱动电机83安装在底座2上，驱动电机83的旋转轴与丝杠81连接，驱动丝杠81转动，螺母82穿在丝杠81上，与丝杠81螺纹连接，且螺母82与电连接部1的下表面连接，在驱动电机83的运转下，螺母82沿丝杠81延伸方向移动，带动电连接部1沿电连接方向a进行移动。通过设置丝杠81和螺母82，利用电机驱动丝杠81旋转的方式，带动螺母82水平移动，实现驱动电连接部1移动的目的。这种驱动方案的扭矩输出大，运行平稳，有效适配于使电连接部1与电池箱200的平稳对接。
100.另外，本实施例中的电连接装置100还包括用于将电连接部1相对底座2的移动限定在沿电连接方向a移动的导向机构7，如图3所示，本实施例中的导向机构7有两组，分布在驱动部8的两侧，分别连接电连接部1以进行移动导向，受力均匀，稳固性好。
101.本实施例中，每组导向机构7包括导轨71和两个滑块72，其中，导轨71沿着电连接方向a设置在底座2的上表面上，两个滑块72依次设置在导轨71上，滑块72的上表面分别连接在电连接部1的下表面，且这两个滑块72均设置在电连接部1的下方。这种结构设置方案，将导轨71设置在电连接部1的下方，便于导轨71和滑块72承载电连接部1的重量，同时，利用电连接部1及防护罩4进行挡雨，避免雨水渗入滑块72内部，影响导向机构7的正常工作。
102.另外，如图12所示，在电连接部1与底座2之间还通过两根平行设置的拖链9实现连接，两根拖链9的尺寸规格不同，用于容纳不同规格的线缆，以对连接至电连接部1的电源线等线缆进行引导，避免电连接部1水平移动的过程中，线缆产生弯折。在防护罩4安装于底座2的情况下(参见图1)，防护罩4的第一罩单元41能够覆盖在拖链9的上方，避免雨水滴落在设置于内的线缆上，以进一步提高防雨功能。
103.实施例2
104.本实施例提供一种充换电站，其包括有用于与充换电站内的船舶的电池箱进行对接的电连接装置，该电连接装置的结构与实施例1中提供的电连接装置相同，因此，能够确保对接过程中的电连接器的防水需求，并且在电连接部于电池箱完成对接后可继续保持对电连接部的挡雨功能，可提高充换电站的充电可靠性。
105.该充换电站，通过在该电连接装置的电连接部上设置随动的防护罩，实现对电连接部进行挡雨功能，并且，由于防护罩相对电连接部可滑动，在电连接部朝着电池箱移动的过程中，可避免防护罩因抵住电池箱表面而影响电连接部与电池箱可靠对接的情况发生，并且在防护罩因抵住电池箱表面而相对电连接部滑动时，也能够保持对电连接部的挡雨功能，提高对充换电站内的电池箱进行供电的可靠性。