一种电动商用车电池包快捷更换方法及装置与流程

1.本发明涉及电动商用车技术领域，具体是一种电动商用车电池包快捷更换方法及装置。


背景技术：

2.我国新能源汽车在近年来呈现了极其高速的发展态势，无论是技术和产品已经日趋成熟，尤其是在诸如电池等领域，大有赶超国外先进企业的表现。随着电动化发展不断深入，车联网、自动驾驶、换电、氢燃料等新概念新技术也得到了突破，不仅表现在乘用车上，在货车等商用车领域更是如此。
3.但是目前商用车领域新能源应用动力电池大多设定为“背负式”，即电池包安装于驾驶室背部，此方式一个致命的问题：安全性较低。主要由于其受到外力撞击或紧急制动，非常容易导致电池包惯性挤压驾驶舱对驾驶人造成伤害。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种电动商用车电池包快捷更换方法及装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.本发明的技术方案是：一种电动商用车电池包快捷更换装置，包括两个承载箱组合、两个换电箱组合、四个防护罩组合和中间支撑，所述承载箱组合包括承载箱本体，所述承载箱本体还包括箱体，所述换电箱组合安装在承载箱组合的内部上，两个所述承载箱组合通过中间支撑进行连接，所述承载箱组合还包括安装在承载箱本体一端外壁上的夹紧限位装置，所述防护罩组合安装在承载箱组合一端外壁上，并且所述夹紧限位装置与防护罩组合相适配。
6.优选的，所述承载箱组合还包括两个分别安装在承载箱本体底部两端位置处的滚轮减震装置，所述滚轮减震装置是多个滚轮装置、多个减震装置和支撑钢组成，所述支撑钢固定在承载箱本体的底部内壁上，所述支撑钢的两侧外壁均开设有多个安装孔一，所述支撑钢的顶部开设有多个安装孔二，所述滚轮装置包括滚轮、轴承一、卡簧一、滚轮销轴、平垫圈一、弹簧垫圈一和六角螺母一组成，所述滚轮销轴固定安装在两个对齐的安装孔一的内壁上，所述轴承一固定在滚轮销轴的外侧壁上，所述滚轮通过卡簧一固定在轴承一的外侧壁上所述滚轮销轴的一端通过螺纹与六角螺母一链接，所述平垫圈一和弹簧垫圈一均设置在六角螺母一和支撑钢之间，所述减震装置由上弹簧座、螺钉、压簧一、下弹簧座、两个六角螺母二和弹簧垫圈二组成，所述压簧一的两端分别套接在上弹簧座的外侧壁上和下弹簧座的外侧壁上，所述螺钉安装在安装孔二的内壁上，所述螺钉贯穿承载箱本体的底部及上弹簧座的顶部和下弹簧座的顶部，所述螺钉的底端通过螺纹与六角螺母二连接，所述六角螺母二位于下弹簧座的底部，所述弹簧垫圈二设置在两个六角螺母二之间。
7.优选的，所述夹紧限位装置由动力装置和限位座组件组成，所述动力装置由电机、减速机、主动链轮、链条、张紧结构和从动链轮组成，所述电机的输出轴固定在减速机的一
侧外壁上，所述电机的输出轴与减速机的输入轴进行连接，所述减速机固定在承载箱本体的内侧壁上，所述主动链轮和从动链轮均位于承载箱本体的外侧部，所述限位座组件安装在承载箱本体的内部，所述从动链轮安装在限位座组件上，所述链条安装在主动链轮和从动链轮上，所述主动链轮安装在减速机的输出轴上，所述张紧结构安装在承载箱本体的外侧壁上并且与链条接触，所述张紧结构与承载箱本体之间设置有齿形垫圈。
8.优选的，所述限位座组件由调节螺杆、轴承二、卡簧二、调节座、弹性限位块、四个滑动销和卡簧三组成，所述箱体的一侧外壁开设有安装孔三，所述安装孔三的内壁固定有螺杆座，所述箱体的一侧外壁开设有安装孔四，所述安装孔四的内壁固定有滑动套，所述调节座固定在弹性限位块的一侧外壁中部，所述螺杆座的一端与调节座通过螺纹连接，所述调节螺杆设置在轴承二上，所述轴承二通过卡簧二固定装在螺杆座上，所述从动链轮固定通过卡簧三固定在调节螺杆，四个所述滑动销分别固定在弹性限位块一侧外壁的四个拐角处，所述滑动销与滑动套相适配。
9.优选的，两个所述承载箱本体相面对的两侧外壁均安装有水路插接装置和电路插接装置，所述水路插接装置和电路插接装置的结构一致，所述水路插接装置由水路接插件、螺栓、弹簧座、压簧二、平垫圈二和六角螺母三组成，所述水路接插件安装在弹簧座上，所述弹簧座的一侧外壁和箱体的一侧外壁军开设有多个安装孔，所述螺栓安装在安装孔的内壁上，所述六角螺母三通过螺纹连接在螺栓外侧壁上，所述压簧二、平垫圈二在弹簧座和承载箱本体之间。
10.优选的，所述承载箱组合还包括安装在承载箱本体两侧内壁上的快速挂接连接座组合，所述快速挂接连接座组合上安装有快速挂接装置，所述快速挂接装置主要是快速挂接板、快速锁止板、两个扭簧和驱动缸组成，所述快速挂接板和快速锁止板均通过转动件转动安装在承载箱本体的内壁上，并且所述快速挂接板和快速锁止板呈上下分布，所述快速挂接板位于快速锁止板上方，所述扭簧安装在转动件上，所述驱动缸的缸体的一端转动安装在承载箱本体的一侧内壁上，所述驱动缸的伸缩端与快速锁止板的底端一侧面形成转动配合。
11.优选的，所述换电箱组合包括换电箱体，所述换电箱体的一侧外壁分别安装有与水路插接装置和电路插接装置相适配的水插接器和电插接器，所述换电箱体的两侧均安装有与快速挂接装置相适配的快速挂接销轴，所述箱体的内壁固定有导向套，所述换电箱体的一侧外壁固定有与导向套相适配的导向锥。
12.一种电动商用车电池包快捷更换装置的更换方法：
13.第一步：快速挂接板安装状态为打开缺口，换电箱组合通过外力在滚轮装置滚轮上滑动进入承载箱组合中，换电箱组合导向锥导入承载箱本体导向套电插接器及水插接器插入浮动水路插接装置及电路插接装置实现水电通路，同时换电箱组合快速挂接销轴撞击快速挂接板使其关闭缺口卡入承载箱本体快速挂接连接座组合中限位槽后换电箱组合位置到位，气缸动作锁紧，快速锁止板卡紧快速挂接板，实现快速挂接；
14.第二步：挂接完成后启动夹紧限位动力装置，驱动主动链轮旋转，通过链条带动从动链轮旋转，从动链轮上设内渐开线花键与限位座组件调节螺杆上设外渐开线花键配合，从动链轮旋转带动调节螺杆旋转，调节螺杆上另一端设外螺纹与调节座上设内螺纹啮合，调节螺杆旋转实现螺纹啮合，带动弹性限位块实现直线向内运动夹紧换电箱组合，过程中
滑动销在滑动套中滑动，起导向作用实现夹紧限位。
15.第三步：换电箱组合更换时，反向驱动动力装置实现调节螺杆反转向外释放弹性限位块，然后驱动缸动作释放，上下扭簧对应，位于上方的扭簧为快速挂接板复位打开缺口，位于下方扭簧为快速锁止板快速复位，此时可以将换电箱组合抽出。
16.本发明通过改进在此提供一种电动商用车电池包快捷更换方法及装置，与现有技术相比，具有如下改进及优点：
17.其一：本发明的池包安装于车体基梁下部两侧，提高安全性；同时两组电池包更换装置相同，提高通用性；并且通过导向轮加导向锥设计，卡扣式快速挂接，自动夹紧，结构可靠，更换便捷；这样可以有效降低驾驶舱风险；
18.其二：本发明的快速挂接及夹紧限位实现换电箱组合自由度全约束。当工作环境产生震动时，换电箱组合在滚轮减震装置上震压滚轮，同步减震装置上弹簧结构起减震作用。
附图说明
19.下面结合附图和实施例对本发明作进一步解释：
20.图1为本发明一种电动商用车电池包快捷更换方法及装置爆炸视图；
21.图2为本发明一种电动商用车电池包快捷更换方法及装置主视图；
22.图3为本发明一种电动商用车电池包快捷更换方法及装置左视图；
23.图4为本发明一种电动商用车电池包快捷更换方法及装置仰视图；
24.图5为本发明承载箱组合1轴测图；
25.图6为本发明承载箱组合1后视图；
26.图7为本发明承载箱组合1剖视图；
27.图8为本发明承载箱本体11剖视图；
28.图9为本发明快速挂接装置12两视图；
29.图10为本发明滚轮减震装置13两视图；
30.图11为图10滚轮装置131截面视图；
31.图12为图10减震装置132截面视图；
32.图13为本发明夹紧限位14两视图；
33.图14为图13限位座组件142截面视图；
34.图15为本发明水路插接装置15两视图；
35.图16为本发明电路插接装置16两视图；
36.图17为本发明换电箱组合2轴测图。
37.附图标记说明：
38.1、承载箱组合；11、承载箱本体；111、箱体；112、导向套；113、齿形垫圈；114、滑动套；115、螺杆座；116、快速挂接连接座组合；12、快速挂接装置；121、快速挂接板；122、快速锁止板；
39.123、扭簧；124、驱动缸；13、滚轮减震装置；131、滚轮装置；
40.1311、滚轮；1312、轴承一；1313、卡簧一；1314、滚轮销轴；
41.1315、平垫圈一；1316、弹簧垫圈一；1317、六角螺母一；132、减震装置；1321、上弹
簧座；1322、螺钉；1323、压簧一；1324、下弹簧座；1325、六角螺母二；1326、弹簧垫圈二；133、支撑钢；14、夹紧限位装置；141、动力装置；1411、电机；1412、减速机；1413、主动链轮；1414、链条；1415、张紧结构；1416、从动链轮；142、限位座组件；1421、调节螺杆；1422、轴承二；1423、卡簧二；1424、调节座；1425、弹性限位块；1426、滑动销；1427、卡簧三15、水路插接装置；151、水路接插件；152、螺栓；153、弹簧座；154、压簧二；155、平垫圈二；156、六角螺母三；16、电路插接装置；2、换电箱组合；21、换电箱体；22、电插接器；23、导向锥；24、水插接器；25、快速挂接销轴；3、防护罩组合。
具体实施方式
42.下面对本发明进行详细说明，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
43.本发明通过改进在此提供一种电动商用车电池包快捷更换方法及装置，本发明的技术方案是：
44.如图1-图17所示，一种电动商用车电池包快捷更换装置，包括两个承载箱组合1、两个换电箱组合2、两个防护罩组合3和中间支撑4，承载箱组合1包括承载箱本体11，承载箱本体11还包括箱体111，换电箱组合2安装在承载箱组合1的内部上，承载箱组合1通过中间支撑4进行连接，承载箱组合1还包括安装在承载箱本体11一端外壁上的夹紧限位装置14，防护罩组合3安装在承载箱组合1一端外壁上，并且夹紧限位装置14与防护罩组合3相适配。
45.借由上下述进行补充说明：箱体111是由若干钣金板拼焊而成并设有加强筋，形成“l型”容腔，有效利用空间增大电池容量。导向套112、齿形垫圈113、滑动套114、螺杆座115、快速挂接连接座组合116均焊接在箱体111上；防护罩组合3为安全装置，为旋转运动部件提供安全防护；中间支撑4为连接件，本装置为保证动力电池容量具体分两组实施，中间支撑4连接两组装置，锁固更可靠。
46.进一步的，承载箱组合1还包括两个分别安装在承载箱本体11底部两端位置处的滚轮减震装置13，滚轮减震装置13是多个滚轮装置131、多个减震装置132和支撑钢133组成，支撑钢133固定在承载箱本体11的底部内壁上，支撑钢133的两侧外壁均开设有多个安装孔一，支撑钢133的顶部开设有多个安装孔二，滚轮装置131包括滚轮1311、轴承一1312、卡簧一1313、滚轮销轴1314、平垫圈一1315、弹簧垫圈一1316和六角螺母一1317组成，滚轮销轴1314固定安装在两个对齐的安装孔一的内壁上，轴承一1312固定在滚轮销轴1314的外侧壁上，滚轮1311通过卡簧一1313固定在轴承一1312的外侧壁上滚轮销轴1314的一端通过螺纹与六角螺母一1317链接，平垫圈一1315和弹簧垫圈一1316均设置在六角螺母一1317和支撑钢133之间，减震装置132由上弹簧座1321、螺钉1322、压簧一1323、下弹簧座1324、两个六角螺母二1325和弹簧垫圈二1326组成，压簧一1323的两端分别套接在上弹簧座1321的外侧壁上和下弹簧座1324的外侧壁上，螺钉1322安装在安装孔二的内壁上，螺钉1322贯穿承载箱本体11的底部及上弹簧座1321的顶部和下弹簧座1324的顶部，螺钉1322的底端通过螺纹与六角螺母二1325连接，六角螺母二1325位于下弹簧座1324的底部，弹簧垫圈二1326设置在两个六角螺母二1325之间。
47.借由上述结构：滚轮减震装置13是滚轮装置131、减震装置132、支撑钢133组成；滚轮装置131为换电箱组合2提供支撑导向作用，减震装置132为换电箱组合2提供减震作用。
48.进一步的，夹紧限位装置14由动力装置141和限位座组件142组成，动力装置141由电机1411、减速机1412、主动链轮1413、链条1414、张紧结构1415和从动链轮1416组成，电机1411的输出轴固定在减速机1412的一侧外壁上，电机1411的输出轴与减速机1412的输入轴进行连接，减速机1412固定在承载箱本体11的内侧壁上，主动链轮1413和从动链轮1416均位于承载箱本体11的外侧部，限位座组件142安装在承载箱本体11的内部，从动链轮1416安装在限位座组件142上，链条1414安装在主动链轮1413和从动链轮1416上，主动链轮1413安装在减速机1412的输出轴上，张紧结构1415安装在承载箱本体11的外侧壁上并且与链条1414接触，张紧结构1415与承载箱本体11之间设置有齿形垫圈113。
49.借由上述结构：动力装置141为减速电机结构，驱动旋转运动转化为直线运动。
50.进一步的，限位座组件142由调节螺杆1421、轴承二1422、卡簧二1423、调节座1424、弹性限位块1425、四个滑动销1426和卡簧三1427组成，箱体111的一侧外壁开设有安装孔三，安装孔三的内壁固定有螺杆座115，箱体111的一侧外壁开设有安装孔四，安装孔四的内壁固定有滑动套114，调节座1424固定在弹性限位块1425的一侧外壁中部，螺杆座115的一端与调节座1424通过螺纹连接，调节螺杆1421设置在轴承二1422上，轴承二1422通过卡簧二固定在螺杆座115上，从动链轮1416固定通过卡簧三1427固定在调节螺杆1421上，四个滑动销1426分别固定在弹性限位块1425一侧外壁的四个拐角处，滑动销1426与滑动套114相适配。
51.进一步的，两个承载箱本体11相面对的两侧外壁均安装有水路插接装置15和电路插接装置16，水路插接装置15和电路插接装置16的结构一致，水路插接装置15由水路接插件151、螺栓152、弹簧座153、压簧二154、平垫圈二155和六角螺母三156组成，水路接插件151安装在弹簧座153上，弹簧座153的一侧外壁和箱体111的一侧外壁军开设有多个安装孔，螺栓152安装在安装孔的内壁上，六角螺母三156通过螺纹连接在螺栓152外侧壁上，压簧二154、平垫圈二155在弹簧座153和承载箱本体11之间。进一步的，承载箱组合1还包括安装在承载箱本体11两侧内壁上的快速挂接连接座组合116，快速挂接连接座组合116上安装有快速挂接装置12，快速挂接装置12主要是快速挂接板121、快速锁止板122、两个扭簧123和驱动缸124组成，快速挂接板121和快速锁止板122均通过转动件转动安装在承载箱本体11的内壁上，并且快速挂接板121和快速锁止板122呈上下分布，快速挂接板121位于快速锁止板122上方，扭簧123安装在转动件上，驱动缸124的缸体的一端转动安装在承载箱箱本体的一侧内壁上，驱动缸124的伸缩端与快速锁止板122的底端一侧面形成转动配合。
52.进一步的，换电箱组合2包括换电箱体21，换电箱体21的一侧外壁分别安装有与水路插接装置15和电路插接装置16相适配的水插接器24和电插接器22，换电箱体21的两侧均安装有与快速挂接装置12相适配的快速挂接销轴25，箱体111的内壁固定有导向套112，换电箱体21的一侧外壁固定有与导向套112相适配的导向锥23。
53.一种电动商用车电池包快捷更换装置的更换方法：
54.第一步：快速挂接板121安装状态为打开缺口，换电箱组合2通过外力在滚轮装置131滚轮1311上滑动进入承载箱组合1中，换电箱组合2导向锥23导入承载箱本体11导向套112电插接器22及水插接器24插入浮动水路插接装置15及电路插接装置16实现水电通路，
同时换电箱组合2快速挂接销轴25撞击快速挂接板12使其关闭缺口卡入承载箱本体11快速挂接连接座组合116中限位槽后换电箱组合2位置到位，气缸动作锁紧，快速锁止板122卡紧快速挂接板121，实现快速挂接；
55.第二步：挂接完成后启动夹紧限位14动力装置141，驱动主动链轮1413旋转，通过链条1414带动从动链轮1416旋转，从动链轮1416上设内渐开线花键与限位座组件142调节螺杆1421上设外渐开线花键配合，从动链轮1416旋转带动调节螺杆1421旋转，调节螺杆1421上另一端设外螺纹与调节座1414上设内螺纹啮合，调节螺杆1421旋转实现螺纹啮合，带动弹性限位块1415实现直线向内运动夹紧换电箱组合2，过程中滑动销1416在滑动套114中滑动，起导向作用实现夹紧限位。
56.第三步：换电箱组合2更换时，气缸动作释放，扭簧上带动快速挂接板121复位打开缺口，上下扭簧对应，不同号区分，上扭簧为快速挂接板121复位，下扭簧为快速锁止板快速复位抵消气缸上拉叉腰型孔空行程，此时可以将换电箱21抽出。
57.上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。