CN105552271A - 用于工程车辆的电池组件及放置该电池组件的电池舱 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于工程车辆的电池组件，包括电池主体和支撑架，其中，所述支撑架设置于所述电池主体的底部，所述支撑架具有用于与为所述工程车辆更换电池的换电设备相连接的连接部。本发明还提供了一种用于放置该电池组件的电池舱，所述电池舱设置于所述工程车辆内部，所述限位部为凹陷结构，所述电池舱的底面设置有与所述凹陷结构配合的凸起结构。本发明的用于工程车辆的电池组件和放置该电池组件的电池舱，在更换电池的时候方便装卸和定位，从而提高工作效率。

Description

用于工程车辆的电池组件及放置该电池组件的电池舱

技术领域

本发明涉及一种用于工程车辆的电池组件及放置该电池组件的电池舱。

背景技术

传统工程机械主要以柴油为燃料，加重了环境污染，同时也严重浪费能源。为了改善这一状况，现在许多工程机械厂家投身开发新能源车辆，电池驱动的方式已经被应用在工程机械领域中，这对于降低环境污染，节约能源具有十分重要的意义。

由于工程机械所需的功率一般较大，需要大容量的电池来驱动，使得电池自身的体积和重量都很大。因受到当前电池能量密度的限制，电池充电后的使用时间有限，电池能源耗尽后，车辆直接充电需要工程车辆去往固定充电的位置进行充电，在充电期间无法工作，这大大降低了车辆的工作效率。因此，通过辅助装置给工程车辆更换电池成为最经济最有效的途径。

然而，对于这种体积大，质量大的电池来说，如果采用吊装的方式来进行电池的装卸，将限定电池的取出方式只能是自下而上，这就决定电池的上端除了覆盖件不能有其他部件的安装，而且在更换电池时，对于打开车辆上方覆盖件的操作方便性要求较高；再者，出于对车辆整车布局的紧凑性要求越来越苛刻，电池的安装空间具有一定的局限性，这对于电池在车辆上有限的空间内的安装定位实现起来较为困难，耗时也长；另外，吊装作业只能在固定位置实现，灵活性较差。

针对以上状况，设计发明一种灵活性高，安全性好，且能缩短更换电池时间的用于工程车辆电池更换的平台是十分有必要的。这不但满足了使用性能要求，还解决了现有技术中所存在的弊端。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种用于工程车辆的电池组件及放置该电池组件的电池舱，方便工程车辆进行电池更换。

为实现上述目的，本发明的用于工程车辆的电池组件，包括电池主体和支撑架，其中，所述支撑架设置于所述电池主体的底部，所述支撑架具有用于与为所述工程车辆更换电池的换电设备相连接的连接部。

优选地，所述连接部构造为筒形结构，用于伸入所述换电设备的货叉机构。所述筒形结构的个数与所述货叉机构的叉脚的个数相匹配。

进一步地，所述筒形结构的个数为多个，在两个相邻的所述筒形结构之间设置有限位部。所述限位部的下表面设置有耐磨层。

另一方面，本发明的用于放置所述电池组件的电池舱，设置于所述工程车辆内部，所述限位部为凹陷结构，所述电池舱的底面设置有与所述凹陷结构配合的凸起结构。所述凹陷结构的与所述凸起结构的配合面上设置有耐磨层。

优选地，所述凸起结构为沿所述筒形结构的延伸方向延伸的导轨，所述凹陷结构为与所述导轨的延伸方向一致、形状匹配的凹槽。所述导轨为三角形导轨，所述凹槽具有与所述三角形导轨的两个斜面相贴合的两个侧壁。

进一步地，所述三角形导轨的斜面上设置有耐磨层。

本发明的用于工程车辆的电池组件及放置该电池组件的电池舱，能够克服大体积、大吨位的电池在装卸过程中的运输和定位的困难，提高换电操作的方便性和灵活性，缩短电池的更换时间，从而提高使用这种电池组件和电池舱的工程车辆的工作效率。

附图说明

图1为本发明的用于工程车辆的电池组件的立体结构示意图；

图2为本发明的用于放置该电池组件的电池舱的立体结构示意图，只示出了其部分结构；

图3为本发明的用于工程车辆的电池组件与放置该电池组件的电池舱配合时的示意图；

图4为本发明的用于工程车辆的电池组件适用的换电设备的立体结构示意图，只示出了其部分结构；

图5a、5b、5c、5d分别为使用本发明的用于工程车辆的电池组件及放置该电池组件的电池舱进行更换电池时，拆卸电池的过程的步骤一、二、三、四的示意图，其中为了清晰地示出货叉机构与电池组件的配合、以及电池组件与电池舱的配合，隐藏线以实线表示；

图6a、6b、6c、6d、6e、6f分别为使用本发明的用于工程车辆的电池组件及放置该电池组件的电池舱进行更换电池时，装载电池的过程的步骤一、二、三、四、五、六的示意图，其中为了清晰地示出货叉机构与电池组件的配合、以及电池组件与电池舱的配合，隐藏线以实线表示。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明的用于工程车辆的电池组件及放置该电池组件的电池舱作进一步的详细描述，但不作为对本发明的限定。

图1示出了本发明的用于工程车辆的电池组件100，包括电池主体110和支撑架120。其中，支撑架120设置于电池主体110的底部，支撑架120具有连接部，该连接部用于与换电设备(例如，流动换电车)相连接。图2示出了本发明的电池舱200，其设置于工程车辆的内部，用于放置图1所示的电池组件100。

图1示出电池组件100的支撑架120包括底座121以及在底座上形成的用作连接部的筒形结构122，该筒形结构122用于伸入如图4所示的换电设备的货叉机构310。筒形结构122的个数与货叉机构310的叉脚311的个数相匹配，例如，如图4所示的货叉机构310具有两个叉脚311，相应地，支撑架120具有两个筒形结构122，并且这两个筒形结构122之间的距离与这两个叉脚311之间的距离相匹配，以便于该货叉机构310的两个叉脚311能够伸入该支撑架120的两个筒形结构122之中，从而连接该电池组件100和换电设备。

可以理解的是，当电池组件100适用的货叉机构310的叉脚311的个数为N个时，与之相匹配地，支撑架120的筒形结构122的个数也为N个，并且各个筒形结构122的设置位置和方向、以及各个筒形结构122之间的距离，均需要与适用的货叉机构310相匹配。

当筒形结构122的个数为多个时，为了便于安装电池组件100时的定位，在两个相邻的筒形结构122之间设置有限位部。如图1所示，该限位部优选地为凹陷结构123，用于与电池舱200的底面210上的凸起结构相配合，起到对电池组件100的定位作用。

相应地，如图2所示，电池舱200具有底面210、侧面220、以及背板230。底面210、两个侧面220和背板230共同形成用于放置电池组件100的空间。为了与电池组件100的支撑架120上形成的凹陷结构123相配合，电池舱200的底面210设置有与该凹陷结构123相配合的凸起结构211。

如图2所示，凸起结构211为沿筒形结构122的延伸方向延伸的导轨，凹陷结构123为与导轨的延伸方向一致、形状匹配的凹槽。图2中示出的导轨为三角形导轨，相应地，凹槽具有与该三角形导轨的两个斜面相贴合的两个侧壁。凹陷结构123与凸起结构211配合在一起的状态如图3所示。

可以理解的是，导轨的形状也可以为其他的常规形状，例如梯形、“工字型”、“口字型”等，相应地，凹槽的形状也需要与导轨的形状相匹配。

为了防止凹陷结构123与凸起结构211之间的磨损，在凹陷结构123的下表面和/或凸起结构211的上表面，即凹陷结构123与凸起结构211的接触的表面上，设置有耐磨层124，如图1、3所示，该耐磨层124可以为耐磨尼龙块，以避免换电操作时凹陷结构123与凸起结构211之间的直接碰撞和摩擦，从而有效地保护了支撑架120和电池舱200的钢材，使其不易损坏。

当使用本发明的电池组件和电池舱的工程车辆的电池电量耗光时，需要对该工程车辆更换电池组件。更换电池组件时，需要先从该工程车辆上拆卸掉使用过的电池组件，然后再将充好电的电池组件装载到该工程车辆上。

下面结合图5a～5d说明为使用本发明的电池组件和电池舱的工程车辆拆卸电池组件的过程。

步骤一，如图5a所示，利用换电设备的运动机构320(如图4所示)，将换电设备的货叉机构310运动到需要更换电池组件100的工程车辆停放的位置附近，调整运动机构320以调整货叉机构310的上下和左右位置，使得货叉机构310对准电池组件100的支撑架120上的筒形结构122；步骤二，如图5b所示，调整运动机构320使得货叉机构310向前运动，从而伸入支撑架120上的筒形结构122中；步骤三，当货叉机构310伸入到位，如图5c所示，调整运动机构320来提升货叉机构310，从而抬起电池组件100，使得电池组件100和工程车辆上的电池舱200分离；步骤四，如图5d所示，调整运动机构320和换电设备，以向后运动货叉机构310和电池组件100，直到从工程车辆中取出电池组件100。电池组件100取出之后，可以通过调整运动机构320和换电设备，将电池组件100放置于地面或者运输至其他位置。

下面结合图6a～6f说明为使用本发明的电池组件和电池舱的工程车辆装载电池组件的过程。

步骤一，如图6a所示，换电设备的货叉机构310承托着新的电池组件100，换电设备运动到需要加载电池的工程车辆的旁边，然后调整换电设备和/或调整运动机构320与工程车辆的相对位置，使得电池组件100与电池舱200在竖直方向大致对齐；步骤二，向前移动运动机构320以带动货叉机构310和电池组件100向前运动，逐步将电池组件100送入工程车辆内，如图6b所示，直至电池组件100的重心完全落在电池舱200上；步骤三，调整运动机构320来降低电池组件100的高度，使得电池组件100完全被电池舱200所支撑，如图6c所示；步骤四，将换电设备或者运动机构320向后运动以抽出货叉机构310，如图6d所示，货叉机构310抽出后，电池组件100在自重的作用下，调整位置和姿态，使得电池组件100的支撑架120上的凹陷结构123与电池舱200的底面210上的凸起结构211完全贴合，此时电池组件100和电池舱200的位置关系如图3所示，电池组件100的姿态和位置已经被完全调整适当；步骤五，调整运动机构320，直到将货叉机构310调整到能够抵触到电池组件100的电池主体110或者支撑架120(为了不损害电池主体110，优选为接触支撑架120)，如图6e所示，然后向前运动货叉机构310从而推动电池组件100沿着电池舱200上的凸起结构211向前移动，直到电池组件100运动到位(例如，接触到电池舱200的背板230)；步骤六，将换电设备和/或调整运动机构320向后运动，直至货叉机构310移出工程车辆，装载过程完成。

本发明的用于工程车辆的电池组件及放置该电池组件的电池舱具有如下特点和有益效果：

1)在电池组件的支撑架上设置筒形结构，便于换电设备的货叉机构伸入其中与电池组件连接，从而便于通过调整货叉机构的姿态来调整电池组件的姿态，实现电池组件的取出(拆卸)和安装(装载)。

2)在电池组件的支撑架上设置凹陷结构，在电池舱的底面上设置与该凹陷结构相配合的凸起结构，使得在将电池组件安装到电池舱时，该凹陷结构和凸起结构的配合能够方便电池组件的定位和姿态调整，利于快速地将电池组件放置到位。

3)凸起结构为沿筒形结构的延伸方向延伸的导轨，凹陷结构为与导轨的延伸方向一致、形状匹配的凹槽，导轨和凹槽的配合不仅有定位的功能，还可以起到导向的作用，从而便于在安装电池组件时通过水平推动电池组件即可使得电池安装到位，如图6e所示的步骤。基于现有电池组件和电池舱的结构，安装电池组件时，需要用货叉机构将电池组件运送到电池舱的正上方，即垂直方向上电池组件与电池舱对正，之后再向下运动电池组件直至电池组件落在电池舱里被电池舱支撑。这种方法存在的问题是，由于电池舱通常设置在工程车辆的内部，货叉机构需要承托着电池组件在工程车辆的内部运动到位，由于在工程车辆内部视线被遮挡，操作人员通常要耗时很久才能将电池组件运动到位，而且过程中电池组件容易碰撞到工程车辆内部的机构导致电池组件或者这些机构的损坏，工作效率低、风险大。而基于本发明的电池组件和电池舱的结构，货叉机构只需要将电池组件运动到其重心完全落在电池舱上即可，不需要与电池舱完全对正，因此货叉机构不需要深入工程车辆内部进行操作，提高工作效率的同时降低了操作风险。

4)凹陷结构与凸起结构的配合面上设置有耐磨层，该耐磨层设置在凹陷结构和/或凸起结构上，首先可以防止凹陷结构与凸起结构之间的碰撞，例如在图6c所示的步骤中，电池组件下降直到被电池舱支撑；其次可以防止凹陷结构与凸起结构之间的磨损，例如在图6e所示的步骤中，电池组件沿导轨向前运动。

以上具体实施方式仅为本发明的示例性实施方式，不能用于限定本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这些修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于工程车辆的电池组件，其特征在于，包括电池主体和支撑架，其中，所述支撑架设置于所述电池主体的底部，所述支撑架具有用于与为所述工程车辆更换电池的换电设备相连接的连接部。

2.根据权利要求1所述的用于工程车辆的电池组件，其特征在于，所述连接部构造为筒形结构，用于伸入所述换电设备的货叉机构。

3.根据权利要求2所述的用于工程车辆的电池组件，其特征在于，所述筒形结构的个数与所述货叉机构的叉脚的个数相匹配。

4.根据权利要求2所述的用于工程车辆的电池组件，其特征在于，所述筒形结构的个数为多个，在两个相邻的所述筒形结构之间设置有限位部。

5.根据权利要求4所述的用于工程车辆的电池组件，其特征在于，所述限位部的下表面设置有耐磨层。

6.一种用于放置权利要求4或5所述的电池组件的电池舱，其特征在于，所述电池舱设置于所述工程车辆内部，所述限位部为凹陷结构，所述电池舱的底面设置有与所述凹陷结构配合的凸起结构。

7.根据权利要求6所述的电池舱，其特征在于，所述凹陷结构的与所述凸起结构的配合面上设置有耐磨层。

8.根据权利要求6所述的电池舱，其特征在于，所述凸起结构为沿所述筒形结构的延伸方向延伸的导轨，所述凹陷结构为与所述导轨的延伸方向一致、形状匹配的凹槽。

9.根据权利要求8所述的电池舱，其特征在于，所述导轨为三角形导轨，所述凹槽具有与所述三角形导轨的两个斜面相贴合的两个侧壁。

10.根据权利要求9所述的电池舱，其特征在于，所述三角形导轨的斜面上设置有耐磨层。