CN114655066A - 一种新能源汽车电池包更换装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种新能源汽车电池包更换装置，包括升降单元和拆装单元。升降单元包括升降装置和安装平台，升降装置能够带动安装平台沿竖直方向往复移动；拆装单元包括拆装平台，拆装平台和安装平台可拆卸连接；电池包和车体之间通过多个紧固件连接，拆装平台设置有多个和紧固件相互适配的拆装组件，多个拆装组件分别和多个紧固件对应设置。通过本申请提供了一种自动化程度高，且能够根据不同车型定制不同拆装平台的电池包更换装置。

Description

一种新能源汽车电池包更换装置

技术领域

本申请属于本申请属于新能源汽车技术领域，尤其涉及一种新能源汽车电池包更换装置。

背景技术

随着石油资源的日益枯竭和环境污染的日益加重，新能源汽车由于为电力驱动，环保节能，因此越来越受到大众的喜爱。现有的新能源汽车在进行能量补给时，通常是通过充电桩充电，或者是经过换电站通过更换电池包来实现对新能源汽车动力的快速补充。

现有的换电过程通常是工作人员将电池和车体上的紧固螺栓拆卸下来以后，旧电池包掉落至升降装置，然后通过升降装置将旧电池换下后，升降装置带动新电池向上移动至安装位置后，再由工作人员拧紧连接电池与车体之间的紧固螺栓，从而完成新旧电池的更换，现有的换电过程自动化程度较低。

由此可见，现有技术有待于进一步地改进和提高。

发明内容

本发明提供了一种新能源汽车电池包更换装置，以解决上述技术问题中的至少一个。

为实现上述目的，本发明提供了一种新能源汽车电池包更换装置，包括升降单元和拆装单元。升降单元包括升降装置和安装平台，升降装置能够带动安装平台沿竖直方向往复移动；拆装单元包括拆装平台，拆装平台和安装平台可拆卸连接；电池包和车体之间通过多个紧固件连接，拆装平台设置有多个和紧固件相互适配的拆装组件，多个拆装组件分别和多个紧固件对应设置。

本申请通过使得使拆装平台设置有多个和紧固件相互适配的拆装组件，且多个拆装组件分别和多个紧固件对应设置，拆装组件可以拆装与其对应的紧固件，从而实现电池包的自动化拆卸和安装；且本申请使得拆装平台和安装平台可拆卸连接，能够根据不同车型安装包与车体之间紧固件排布的位置不同，定制不同的拆装平台，不同的拆装平台根据具体的车型设计拆装组件的安装位置以及拆装组件的具体结构，从而在电池包的拆装过程中，能够快速的对不同的车型进行电池包的自动化拆装。通过本申请提供了一种自动化程度高，且能够根据不同车型定制不同拆装平台的电池包更换装置。

在优选的实现方式中，拆装组件包括第一气囊、第一弹簧、转动件和配合件，紧固件设置为紧固螺栓，拆装平台设置有容纳腔，拆装平台还设置和容纳腔相互连通的第一升降孔，第一升降孔和紧固螺栓对应设置；第一气囊设置于容纳腔，第一弹簧设置于第一气囊，转动件设置于第一弹簧，配合件设置于转动件的转动端，配合件设置有和电池包的紧固螺栓相互适配的配合端，第一气囊能够带动配合件在第一升降孔沿竖直方向往复移动以实现电池包的拆装。在拆装电池的过程中，升降装置带动拆装平台向上移动至预设位置后，通过第一气囊的设置，能够带动配合件在一定范围内移动，以松脱或者拧紧紧固螺栓。配合件在拧紧或者松脱紧固螺栓的过程中，由于紧固螺栓的松脱或者紧固，必然会带动电池包的位移，本申请通过弹簧的设置，能够对电池包起到一定的缓冲作用，避免电池包在拆卸过程中出现位移过大出现损坏。

在优选的实现方式中，拆装组件还包括弹性收纳筒，弹性收纳筒环绕第一升降孔设置。在拆卸电池包的过程中，配合件在松脱紧固螺栓的过程中，配合件在第一气囊的作用下向下移动，且紧固螺栓也在配合件的作用下不断向下移动，并最终收纳于弹性收纳筒中。当需要安装电池包时，配合件在第一气囊的作用下向上移动，并同时带动弹性收纳筒内的紧固螺栓向上移动并拧紧以将电池包固定至车体。

在优选的实现方式中，配合端由磁性材料制成。紧固螺栓由金属材料制成，配合端由磁性材料制成，当配合件将紧固螺栓松脱后，能够保证紧固螺栓在配合端磁性的作用下始终与配合端连接，以便于在安装电池包的过程中，在配合件的作用下，再次将紧固螺栓拧紧以连接电池包和车体。

在优选的实现方式中，拆装单元还包括第二气囊和夹持组件，拆装平台还设置有和容纳腔相互连通的第二升降孔；夹持组件包括L形板、弹性件、铰接轴、侧板以及底板，第二气囊设置于容纳腔，L形板设置于第二气囊，L形板设置有铰接轴，底板和侧板分别固定于铰接轴，弹性件包括第二弹簧和第三弹簧，第二弹簧的两端分别连接L形板的一段和侧板，第三弹簧的两端分别连接底板和L形板的另一段；第二气囊能够带动夹持组件沿第二升降孔往复移动以实现电池包的夹持和松脱。本申请通过侧板和底板分别固定于铰接轴，当拆装组件拆装完成后，第一气囊带动配合件向下移动，第二气囊带动夹持组件向上移动，电池包在落在底板上，由于侧板和底板分别固定于铰接轴，在重力的作用下，底板向下移动，侧板向电池包的侧壁倾斜夹紧电池包。本申请通过第二弹簧和第三弹簧的设置，当电池包落在底板上时，第二弹簧的设置能够起到缓冲的作用，第二弹簧和第三弹簧的设置，能够使得当电池包和夹持组件相互脱离时，使得底板和侧板恢复原状，以便于电池包进入夹持组件。

在优选的实现方式中，底板和侧板设置有防滑垫。本申请通过防滑垫的设置，能够增大底板以及侧板和电池包之间的摩擦力，避免电池包和底板或者侧板之间发生滑动，进一步提高夹持组件的夹持强度。

在优选的实现方式中，夹持组件设置于相连两个拆装组件之间，多个夹持组件相对设置。本申请通过将夹持组件设置于相邻两个拆装组件之间，能够使得夹持组件为拆装组件避让空间，以便拆装组件对紧固件的拧紧和松脱；本申请通过使得多个夹持组件相对设置，能够使得相对设置的两个夹持组件对电池包的前后方向或者是左右方向进行限位，以避免电池包水平方向的位移。

在优选的实现方式中，安装平台和拆装平台通过连接螺栓可拆卸连接。本申请通过使得安装平台和拆装平台通过连接螺栓可拆卸连接，能够使得电池包更换装置根据不同的电池包和车体的紧固件位置以及范围的不同，从而通过连接螺栓连接不同的拆装平台。

在优选的实现方式中，还包括压力传感器，压力传感器设置于底板。本申请还设置有控制器，控制器和第二气囊以及压力传感器相连，控制器设置有一预设压力值，压力传感器向控制器输出一压力值，当输出的压力值大于预设压力值时，控制器向第二气囊输出一停止上升的信号。

在优选的实现方式中，升降装置包括底座和叉式升降机构，叉式升降机构的一端和安装平台固定，叉式升降机构的另一端和底座滑动连接。本申请通过叉式升降装置的设置，实现了安装平台平稳的上升，有利于实现更换装置整体的稳定性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例所提供的一种新能源汽车电池包更换装置与车体相互配合的示意图；

图2为本申请实施例所提供的一种新能源汽车电池包更换装置的结构视图；

图3为本申请实施例所提供的所述拆装平台的俯视图；

图4本申请实施例所提供的所述第一气囊和所述第二气囊在所述拆装平台的装配示意图；

图5为本申请实施例所提供的所述拆装平台的剖视图，图中示出了所述拆装组件，图中示出所述第一气囊处于下降状态；

图6为本申请实施例所提供的所述拆装平台的剖视图，图中示出了所述拆装组件，图中示出所述第一气囊处于上升状态；

图7为本申请实施例所提供的所述拆装平台的剖视图，图中示出了所述夹持组件，图中示出所述第二气囊处于下降状态；

图8为本申请实施例所提供的所述拆装平台的剖视图，图中示出了所述夹持组件，图中示出所述夹持组件处于上升状态。

标号说明：

1、升降单元；101、升降装置；1011、底座；1012、叉式升降装置；102、安装平台；

2、拆装单元；201、拆装平台；2011、容纳腔；2012、第一升降孔；2013、第二升降孔；202、拆装组件；2021、第一气囊；2022、第一弹簧；2023、转动件；2024、配合件；2025、弹性收纳筒；203、第二气囊；204、夹持组件；2041、L形板；2042、铰接轴；2043、侧板；2044、底板；2045、第二弹簧；2046、第三弹簧；

3、车体；301、电池包；302、紧固螺栓。

具体实施方式

为了更清楚的阐释本发明的整体构思，下面再结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。

需说明，在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施方式的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。但注明直接连接则说明连接地两个主体之间并不通过过度结构构建连接关系，只通过连接结构相连形成一个整体。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

如图1-8所示，本发明提供了一种新能源汽车电池包更换装置，包括升降单元1和拆装单元2。升降单元1包括升降装置101和安装平台102，升降装置101能够带动安装平台102沿竖直方向往复移动；拆装单元2包括拆装平台201，拆装平台201和安装平台102可拆卸连接；电池包301和车体3之间通过多个紧固件连接，拆装平台201设置有多个和紧固件相互适配的拆装组件202，多个拆装组件202分别和多个紧固件对应设置。

在实际使用过程中，将拆装平台201安装于安装平台102，安装于安装平台102的拆装平台201上设置有和需要更换电池包301的车体3相互适配的拆装组件202，将更换装置移动至车体3底部，升降装置101带动拆装平台201向上移动，使每个拆装组件202与紧固件相互抵接，并通过拆装组件202将紧固件松脱后，电池包301依靠自身重力落至拆装平台201后，升降装置101带动拆装平台201向下移动，工人将拆下来的电池包301拿下，并将新的电池包301放置在拆装平台201上后，升降装置101再次带动拆装平台201向上移动，使得新的电池安装到位并通过拆装组件202将紧固件拧紧即可。

从上述描述中，可以看出本发明实现了如下技术效果：

本申请通过使得使拆装平台201设置有多个和紧固件相互适配的拆装组件202，且多个拆装组件202分别和多个紧固件对应设置，拆装组件202可以拆装与其对应的紧固件，从而实现电池包301的自动化拆卸和安装；且本申请使得拆装平台201和安装平台102可拆卸连接，能够根据不同车型安装包与车体3之间紧固件排布的位置不同，定制不同的拆装平台201，不同的拆装平台201根据具体的车型设计拆装组件202的安装位置以及拆装组件202的具体结构，从而在电池包301的拆装过程中，能够快速的对不同的车型进行电池包301的自动化拆装。通过本申请提供了一种自动化程度高，且能够根据不同车型定制不同拆装平台201的电池包301更换装置。

在具体实施时，如图1所示，可以在水平地面上设置一个可以容纳更换装置的容纳槽，使得车体3行驶至容纳槽上方，从而便于更换装置更换电池包301。当然本领域的技术人员能够理解，也可以将车体3通过吊装装置吊起来，以便于更换装置移动至车体3底部更换电池(未图示)。

在一种实施方式中，如图5和图6所示，拆装组件202包括第一气囊2021、第一弹簧2022、转动件2023和配合件2024，紧固件设置为紧固螺栓302，拆装平台201设置有容纳腔2011，拆装平台201还设置和容纳腔2011相互连通的第一升降孔2012，第一升降孔2012和紧固螺栓302对应设置；第一气囊2021设置于容纳腔2011，第一弹簧2022设置于第一气囊2021，转动件2023设置于第一弹簧2022，配合件2024设置于转动件2023的转动端，配合件2024设置有和电池包301的紧固螺栓302相互适配的配合端，第一气囊2021能够带动配合件2024在第一升降孔2012沿竖直方向往复移动以实现电池包301的拆装。在拆装电池的过程中，升降装置101带动拆装平台201向上移动至预设位置后，通过第一气囊2021的设置，能够带动配合件2024在一定范围内移动，以松脱或者拧紧紧固螺栓302，且本申请通过第一气囊2021的设置，相较于其他升降装置101，第一气囊2021能够保证配合件2024平稳的松脱或者拧紧紧固螺栓302。配合件2024在拧紧或者松脱紧固螺栓302的过程中，由于紧固螺栓302的松脱或者紧固，必然会带动电池包301的位移，本申请通过弹簧的设置，能够对电池包301起到一定的缓冲作用，避免电池包301在拆卸过程中出现位移过大出现损坏。当然本领域的技术人员能够理解，还设置有定位件，定位件可以设置为红外线传感器，红外线传感器设置于配合件2024，当红外线传感器能够测得配合件2024位于紧固件的正下方时，升降装置101开始上升对电池包301进行拆装。在具体实施时，也可以在拆装平台201上设置定位凸起，在车体3上设置定位凹槽(未图示)，以便于配合件2024和紧固件的快速定位。

在一种实施方式中，如图5和图6所示，拆装组件202还包括弹性收纳筒2025，弹性收纳筒2025环绕第一升降孔2012设置。在拆卸电池包301的过程中，配合件2024在松脱紧固螺栓302的过程中，配合件2024在第一气囊2021的作用下向下移动，且紧固螺栓302也在配合件2024的作用下不断向下移动，并最终收纳于弹性收纳筒2025中。当需要安装电池包301时，配合件2024在第一气囊2021的作用下向上移动，并同时带动弹性收纳筒2025内的紧固螺栓302向上移动并拧紧以将电池包301固定至车体3。当然本领域的技术人员能够理解，弹性收纳筒2025可以设置为橡胶材料。在具体实施时，弹性收纳筒2025可以如图1所示中向上方延伸，弹性收纳筒2025也可以收纳腔内延伸(未图示)。

在一种实施方式中，配合端由磁性材料制成(未图示)。紧固螺栓302由金属材料制成，配合端由磁性材料制成，当配合件2024将紧固螺栓302松脱后，能够保证紧固螺栓302在配合端磁性的作用下始终与配合端连接，以便于在安装电池包301的过程中，在配合件2024的作用下，再次将紧固螺栓302拧紧以连接电池包301和车体3。

在一种实施方式中，如图7和图8所示，拆装单元2还包括第二气囊203和夹持组件204，拆装平台201还设置有和容纳腔2011相互连通的第二升降孔2013；夹持组件204包括L形板2041、弹性件、铰接轴2042、侧板2043以及底板2044，第二气囊203设置于容纳腔2011，L形板2041设置于第二气囊203，L形板2041设置有铰接轴2042，底板2044和侧板2043分别固定于铰接轴2042，弹性件包括第二弹簧2045和第三弹簧2046，第二弹簧2045的两端分别连接L形板2041的一段和侧板2043，第三弹簧2046的两端分别连接底板2044和L形板2041的另一段；第二气囊203能够带动夹持组件204沿第二升降孔2013往复移动以实现电池包301的夹持和松脱。本申请通过侧板2043和底板2044分别固定于铰接轴2042，当拆装组件202拆装完成后，第一气囊2021带动配合件2024向下移动，第二气囊203带动夹持组件204向上移动，电池包301在落在底板2044上，由于侧板2043和底板2044分别固定于铰接轴2042，在重力的作用下，底板2044向下移动，侧板2043向电池包301的侧壁倾斜夹紧电池包301。本申请通过第二弹簧2045和第三弹簧2046的设置，当电池包301落在底板2044上时，第二弹簧2045的设置能够起到缓冲的作用，第二弹簧2045和第三弹簧2046的设置，能够使得当电池包301和夹持组件204相互脱离时，使得底板2044和侧板2043恢复原状，以便于电池包301进入夹持组件204。当然本领域的技术人员能够理解，电池包301和车体3在安装时，通常设置有凸出电池包301边缘的安装耳，而夹持组件204则用于夹持电池包301的边缘，安装耳则位于夹持组件204之间。在具体实施时，第二弹簧2045和第三弹簧2046设置为压缩弹簧。

在一种实施方式中，底板2044和侧板2043设置有防滑垫(未图示)。本申请通过防滑垫的设置，能够增大底板2044以及侧板2043和电池包301之间的摩擦力，避免电池包301和底板2044或者侧板2043之间发生滑动，进一步提高夹持组件204的夹持强度。当然本领域的技术人员能够理解，在具体实施时，防滑垫可以设置为橡胶材料或者是硅胶材料。

在一种实施方式中，如图3所示，夹持组件204设置于相连两个拆装组件202之间，多个夹持组件204相对设置。本申请通过将夹持组件204设置于相邻两个拆装组件202之间，能够使得夹持组件204为拆装组件202避让空间，以便拆装组件202对紧固件的拧紧和松脱；本申请通过使得多个夹持组件204相对设置，能够使得相对设置的两个夹持组件204对电池包301的前后方向或者是左右方向进行限位，以避免电池包301水平方向的位移。

在一种实施方式中，安装平台102和拆装平台201通过连接螺栓可拆卸连接。本申请通过使得安装平台102和拆装平台201通过连接螺栓可拆卸连接，能够使得电池包301更换装置根据不同的电池包301和车体3的紧固件位置以及范围的不同，从而通过连接螺栓连接不同的拆装平台201。当然本领域的技术人员能够理解，在具体实施时，安装平台102和拆装平台201二者之一设置有限位槽，二者之另一设置有和限位槽相互适配的限位凸块，以便于拆装平台201和安装平台102之间的配合。

在一种实施方式中，还包括压力传感器，压力传感器设置于底板2044(未图示)。本申请还设置有控制器，控制器和第二气囊203以及压力传感器相连，控制器设置有一预设压力值，压力传感器向控制器输出一压力值，当输出的压力值大于预设压力值时，控制器向第二气囊203输出一停止上升的信号。

在一种实施方式中，如图1至图2所示，升降装置101包括底座1011和叉式升降机构1012，叉式升降机构1012的一端和安装平台102固定，叉式升降机构1012的另一端和底座1011滑动连接。本申请通过叉式升降装置101的设置，实现了安装平台102平稳的上升，有利于实现更换装置整体的稳定性。当然本领域的技术人员能够理解，升降装置101也可以设置为丝杠升降装置101等结构。在具体实施时，底座1011还设置有万向轮，万向轮设置有刹车件。

本发明中未述及的地方采用或借鉴已有技术即可实现。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种新能源汽车电池包更换装置，其特征在于，包括：

升降单元，其包括升降装置和安装平台，所述升降装置能够带动所述安装平台沿竖直方向往复移动；

拆装单元，其包括拆装平台，所述拆装平台和所述安装平台可拆卸连接；电池包和车体之间通过多个紧固件连接，所述拆装平台设置有多个和所述紧固件相互适配的拆装组件，多个所述拆装组件分别和多个所述紧固件对应设置。

2.根据权利要求1所述的一种新能源汽车电池包更换装置，其特征在于，所述拆装组件包括第一气囊、第一弹簧、转动件和配合件，所述紧固件设置为紧固螺栓，所述拆装平台设置有容纳腔，所述拆装平台还设置和所述容纳腔相互连通的第一升降孔，所述第一升降孔和所述紧固螺栓对应设置；

所述第一气囊设置于所述容纳腔，所述第一弹簧设置于所述第一气囊，所述转动件设置于所述第一弹簧，所述配合件设置于所述转动件的转动端，所述配合件设置有和电池包的紧固螺栓相互适配的配合端，所述第一气囊能够带动所述配合件在所述第一升降孔沿竖直方向往复移动以实现电池包的拆装。

3.根据权利要求2所述的一种新能源汽车电池包更换装置，其特征在于，所述拆装组件还包括弹性收纳筒，所述弹性收纳筒环绕所述第一升降孔设置。

4.根据权利要求2所述的一种新能源汽车电池包更换装置，其特征在于，所述配合端由磁性材料制成。

5.根据权利要求2所述的一种新能源汽车电池包更换装置，其特征在于，所述拆装单元还包括第二气囊和夹持组件，所述拆装平台还设置有和所述容纳腔相互连通的第二升降孔；

所述夹持组件包括L形板、弹性件、铰接轴、侧板以及底板，所述第二气囊设置于所述容纳腔，所述L形板设置于所述第二气囊，所述L形板设置有铰接轴，所述底板和所述侧板分别固定于所述铰接轴，所述弹性件包括第二弹簧和第三弹簧，所述第二弹簧的两端分别连接所述L形板的一段和所述侧板，所述第三弹簧的两端分别连接所述底板和所述L形板的另一段；所述第二气囊能够带动所述夹持组件沿所述第二升降孔往复移动以实现电池包的夹持和松脱。

6.根据权利要求5所述的一种新能源汽车电池包更换装置，其特征在于，所述底板和所述侧板设置有防滑垫。

7.根据权利要求6所述的一种新能源汽车电池包更换装置，其特征在于，所述夹持组件设置于相连两个所述拆装组件之间，多个所述夹持组件相对设置。

8.根据权利要求1所述的一种新能源汽车电池包更换装置，其特征在于，所述安装平台和所述拆装平台通过连接螺栓可拆卸连接。

9.根据权利要求5所述的一种新能源汽车电池包更换装置，其特征在于，还包括压力传感器，所述压力传感器设置于所述底板。

10.根据权利要求9所述的一种新能源汽车电池包更换装置，其特征在于，所述升降装置包括底座和叉式升降机构，所述叉式升降机构的一端和所述安装平台固定，所述叉式升降机构的另一端和所述底座滑动连接。

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