CN115284955A - 换电小车的车身定位组件及包含其的换电穿梭车 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种换电小车的车身定位组件及包含其的换电穿梭车，车身定位组件用于设置于一换电穿梭车，换电穿梭车包括基座和用于放置和移动电池包的第一板组件，车身定位组件包括用于与换电车辆的车身固定且可沿第一方向往复运动的第二板组件；第一板组件设有第一平台，第一平台具有开口部，开口部从第一平台的第一边沿第一方向向第一平台的中央延伸，第二板组件至少部分位于开口部的内侧；第一方向为电池包在换电车辆上进行加解锁过程中的移动方向。本发明的车身定位组件可以避免换电穿梭车在将电池包安装在换电车辆上或将电池包从换电车辆上取下时发生移动，导致无法安全取放电池包或正常取放电池包，从而保证换电的安全性和换电效率。

Description

换电小车的车身定位组件及包含其的换电穿梭车

本申请要求申请日为2021年11月30日的中国专利申请CN202111444383.8的优先权。本申请引用上述中国专利申请的全文。

技术领域

本发明涉及电动汽车换电领域，特别涉及一种换电小车的车身定位组件及包含其的换电穿梭车。

背景技术

现有电动汽车的电池包设置方式一般分为固定式和可换式，其中，固定式电池包一般是固定在车辆上，在充电时直接以车辆作为充电对象。而可换式的电池包一般通过活动安装的方式被固定在车辆上。电池包可以被取下，以单独对电池包进行更换或充电操作。更换下的电池包充电完毕后，再重新安装在车辆上。目前，小型乘用车的快换技术发展最为成熟，乘用车的电池都固定在车辆的底盘上，因此，进行电池包更换时，也需要专用的换电设备移动至车辆底部，以进行电池拆卸或安装。而且，由于乘用车重量较小，电池包的体积也相对较小，电池更换的操作性非常便利。

然而，针对大型车辆而言，例如重卡或轻卡等车型，车体以及载货重量很大，导致大型车辆对电池包的容量需求较高，必须足够大容量的电能才能够支持大型车辆行驶百来公里。因此，现有技术中，新能源系列的大型车辆都是通过顶吊的方式将较大的电池集装箱固定在车辆的大梁上，电池集装箱紧邻驾驶室设置，这导致在行使过程中以及顶吊换电过程中，给驾驶员和车辆本身带来较大的安全隐患；而且，若电池发生故障等，则会直接对驾驶员造成人身损害。另外，顶吊方式对换电站的场地要求很高，需要换电站具有足够大的面积执行吊装设备转运电池以及储存电池等，导致建站成本很高。

因此，针对大型车辆，急需一种更安全可靠、易于普及的换电模式。例如，采用乘用车的底盘式换电模式。而在底盘式换电模式中，电池包可以通过换电穿梭车安装至换电车辆上。但是，换电穿梭车在换电过程中，换电穿梭车容易发生移动，导致换电穿梭车无法安全取放电池包或正常取放电池包，不仅影响换电效率，还可能损坏电池包，产生安全隐患。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术换电穿梭车对电池包时容易发生移动导致电池包一次更换成功率低，并容易损坏电池包产生安全隐患的缺陷，提供一种换电小车的车身定位组件及包含其的换电穿梭车。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

本发明提供一种换电小车的车身定位组件，用于设置于一换电穿梭车，所述换电穿梭车包括基座和用于放置和移动电池包的第一板组件，所述车身定位组件包括：

第二板组件，用于与换电车辆的车身固定，且可沿第一方向往复运动；

所述第一板组件设有第一平台，所述第一平台具有开口部，所述开口部从所述第一平台的第一边沿所述第一方向向所述第一平台的中央延伸，所述第二板组件至少部分位于所述开口部的内侧；

所述第一方向为电池包在所述换电车辆上进行加解锁过程中的移动方向。

在本方案中，通过第二板组件与换电车辆的车身相固定，避免换电穿梭车在将电池包安装在换电车辆上或将电池包从换电车辆上取下时发生移动，导致无法安全取放电池包或正常取放电池包，从而保证换电的安全性和换电效率；通过在第一板组件的第一平台上设置开口部，使得第二板组件暴露在外，一方面防止了其与第一平台发生移动干涉，另一方面便于第二板组件各组成部件的拆卸与更换。

较佳地，所述车身定位组件还包括：

第一驱动机构，所述第一驱动机构的动力输出端连接所述第二板组件，并驱动所述第二板组件沿着所述第一方向相对于所述基座往复移动；

第一导向机构，设置于所述基座上且导向方向沿着所述第一方向延伸，所述第一导向机构用于导向所述第二板组件。

在本方案中，通过第一驱动机构驱动第二板组件在第一方向上往复移动，实现与换电车辆的定位以及解除定位，采用第一导向机构对第二板组件的移动进行导向，保证了第二板组件在移动过程中能够沿预设方向移动，避免偏移，进一步保证换电的安全性和换电效率。

较佳地，所述第二板组件包括第一框架，所述第一框架上设有车身定位件，所述第一框架位于所述第一平台的水平面之上或所述第一框架与所述第一平台平齐。

在本方案中，将第二板组件的第一框架设置在上述位置便于车身定位件与换电车辆进行定位，避免与第一板组件产生干涉。

较佳地，所述第一框架包括叠设的第一子框架与第二子框架，所述第一子框架与所述第二子框架相对固定，所述第二子框架位于所述第一平台的水平面之下，所述第一子框架位于所述第一平台的水平面之上或所述第一子框架与所述第一平台平齐，所述车身定位件设于第一子框架上；

所述第二子框架与所述第一子框架之间设置两个垫块，两个所述垫块分别位于所述第一子框架相对的两个边部，所述垫块的一端与所述第二子框架的一侧固定，所述垫块的另一端与所述第一子框架的一侧固定。

在本方案中，通过将第二板组件的第一子框架和第二子框架分别设置于第一平台的上下两侧，一方面使得第二子框架靠近驱动机构，便于驱动机构直接便捷地来驱动整个第二板组件；另一方面避免了第二板组件在运动过程中与第一平台发生移动干涉。通过设置垫块节省第一框架的材料，降低成本，减轻了第一框架整体的重量；垫块与第二子框架和第一子框架组成的结构可以放置其他组件，节省了设计空间。

较佳地，在垂直于所述第一方向的方向，所述第一子框架在水平面上的正投影位于所述第二子框架在水平面上的正投影的内侧。

在本方案中，采用上述结构，通过将第二子框架设置成比第一子框架更宽并且将第一子框架设置在第二子框架的内侧区域，可以使得第一导向机构的两个导向部的间距可以设置得更宽，有利于第二板组件的平稳移动。

较佳地，所述第一子框架在所述第一方向具有第一端和第二端，所述第一子框架的第一端固定于所述第二子框架上，所述第一子框架的第二端悬空设置于所述第二子框架的上方；

所述基座与所述第一方向平行的两个侧壁对称设置有压接块，所述压接块具有沿所述第一方向延伸的夹持槽，所述第一子框架的第二端的侧边滑动连接于所述夹持槽。

在本方案中，将第一子框架的一端悬空设置与第二子框架的上方，一方面是为了避让其他结构，另一方面是为了更方便地与其对应的组件配合。通过压接块对第一子框架的悬空端进行支撑，防止因车身定位将第一框架压弯；压接块夹持能够保证第一子框架沿着第一方向移动，有效避免其在其他方向上产生位移。

较佳地，所述第一子框架沿所述第一方向伸出所述基座的外侧边。

在本方案中，第一子框架伸出于基座外，可以利用伸出的部分，在更广阔的空间与换电车辆进行交互，满足不同类型车的换电需求。

较佳地，所述车身定位件为定位销，所述定位销位于所述第一子框架上远离所述基座一端的角部，所述定位销的个数至少为两个，所述定位销通过螺纹固定于所述第一子框架。

在本方案中，车身定位件采用多个定位销使得换电车辆被多点定位，定位更加可靠；定位销固定在第一子框架上，方便定位销与其相对应的组件配合，定位销位于角部，尽可能充分地利用第一框架提供的安装空间；通过螺纹固定在第一子框架上方便拆卸，方便磨损的定位销更换。

较佳地，所述定位销包括锥台部和圆柱部，所述锥台部固定连接于所述圆柱部，所述锥台部的横截面积从上到下逐渐变大。

在本方案中，定位销的包括锥台部和圆柱部，锥台部的形状方便第二板组件与换电车辆的对应的定位部进行定位，圆柱部可以伸入换电车辆的定位部内，定位更加牢固。

较佳地，所述第一子框架设置有减重槽，所述减重槽为腰型槽或所述减重槽为若干个减重孔。

在本方案中，第一子框架设置减重槽可以降低第二板组件的整体重量。

较佳地，所述第二子框架的端部设置于所述换电小车在所述第一方向的端部用于避让的凹陷部内。

在本方案中，将第二子框架的端部设置于凹陷部内，一方面避免了第二子框架与换电小车的其他零部件的干涉。

较佳地，所述第一导向机构为沿着所述第一方向延伸的导轨，所述第二板组件上设有与所述导轨滑动连接的滑块。

在本方案中，第一导向机构采用导轨、滑块结构的导向机构，保证第二板组件的运动平稳，减小运动过程中波动。

较佳地，所述导轨的基底部设有导向部支撑座，所述导轨固定连接于所述导向部支撑座上，所述导向部支撑座固定设置于所述基座上；

所述导向部支撑座包括基板和加强筋板，所述导轨设置在所述基板上，所述基板的两侧设有所述加强筋板。

在本方案中，通过加强筋板的设置加强了导轨和基座连接的牢固性，避免第一导向机构因受力过大发生晃动。

较佳地，所述第一导向机构具有两个导向部，两个所述导向部相互平行设置且沿着垂直于所述第一方向的方向间隔设置。

在本方案中，第一导向机构设置为两个且平行保证了导向的可靠性和平稳性。

较佳地，所述第一驱动机构为两组驱动方向相同的驱动组件，两组所述驱动组件设置在两个所述导向部之间。

在本方案中，驱动组件和导向部分别设有两组，提高了第二板组件的承载力；两组驱动组件设置于两个导向部的内侧，提高空间利用率，且使得第二板组件的移动更加平稳。

较佳地，所述第一驱动机构设置于所述第二板组件的下方，且设置于所述基座上。

在本方案中，将第一驱动机构设于第二板组件和基座之间，可以将换电穿梭车的高度尺寸压缩，使得整个换电穿梭车的结构更加紧凑。

较佳地，所述第一驱动机构通过安装架安装在所述基座上，所述安装架具有供所述第一驱动机构穿过的孔，所述安装架设置有加强筋。

在本方案中，采用上述结构，安装架能够对第一驱动机构进行有效固定，避免其晃动，从而有效避免了第一驱动机构因晃动所引起的动力传输不稳定的情况发生。

较佳地，所述车身定位组件还包括到位检测装置和原点检测装置，所述到位检测装置用于检测所述第二板组件是否到达预设位置，所述原点检测装置用于检测所述第二板组件是否位于原点位置；和/或

所述车身定位组件还包括极限位置传感器，所述极限位置传感器用于在所述第二板组件运到预设极限位置时，使所述第二板组件运动停止。

在本方案中，通过设置到位检测装置能够检测第二板组件是否到达预设位置，保证了第二板组件的移动的精确度，提高了换电效率；通过原点检测装置检测第二板组件是否位于原点位置，当第二板组件需要复位时，可以通过原点检测装置来判断是否完成复位，提高了第二板组件的复位的精确度。极限位置传感器避免第二板组件移动超过极限位置，防止第二板组件脱轨或与其他零部件发生干涉。

本发明还提供了一种换电穿梭车，所述换电穿梭车包括基座、用于放置和移动电池包的第一板组件，所述换电穿梭车还包括：与所述基座连接的举升机构、设置在所述基座上的如上所述的换电小车的车身定位组件以及电池移动解锁组件，所述电池移动解锁组件包括所述第一板组件和设置在所述第一板组件上的解锁件。

在本方案中，换电穿梭车的车身定位组件能够将换电小车与换电车辆进行精确定位，举升机构将第一板组件举升到靠近换电车辆的适当高度，从而使电池移动解锁组件安装或拆卸电池。

较佳地，所述电池移动解锁组件还包括第二驱动机构和第二导向机构，所述第二驱动机构用于驱动所述第一板组件沿所述第一方向往复移动；

所述第二驱动机构的动力输出端连接所述第一板组件，以驱动所述第一板组件沿着所述第一方向相对于所述基座往复移动；

所述第二导向机构设置于所述基座上且所述第二导向机构的导向方向沿着所述第一方向延伸，所述第二导向机构用于导向所述第一板组件移动。

在本方案中，通过第二驱动机构驱动第一板组件承载并带动待安装的电池包沿第一方向移动，进而将电池包安装在换电车辆上；通过第二导向机构对第一板组件的移动进行导向，保证了第一板组件在移动过程中能够沿预设方向移动，避免发生偏移。

较佳地，所述第一板组件中第一平台的开口部两侧设置有托盘安装区，所述托盘安装区用于安装承载电池包的托盘，两个所述托盘安装区之间设置有电池固定区，所述电池固定区设置有电池包定位件；

所述解锁件为设置于所述托盘安置区的解锁杆，所述解锁杆穿设于所述托盘上的通孔。

在本方案中，通过第一板组件上电池托盘安装区的托盘承载电池包避免电池包与第一板组件发生刚性碰撞，导致电池包发生损坏。通过设置电池包定位件对电池包进行定位并带动电池包移动；解锁件安装在托盘安装区内，保证了解锁件能够触发电池包的解锁部件，提高运行精度。

本发明的积极进步效果在于：本发明的车身定位组件通过第二板组件与换电车辆的车身相固定，避免换电穿梭车在将电池包安装在换电车辆上或将电池包从换电车辆上取下时发生移动，导致无法安全取放电池包或正常取放电池包，从而保证换电的安全性和换电效率；通过在第一板组件的第一平台上设置开口部，使得第二板组件暴露在外，一方面防止了其与第一平台发生移动干涉，另一方面便于第二板组件各组成部件的拆卸与更换。

附图说明

图1为本发明实施例中换电穿梭车的整体结构示意图。

图2为图1中局部结构示意图。

图3为本发明实施例中换电穿梭车中第一板组件和第二板组件在基座上的安装位置示意图。

图4为本发明中第二板组件的结构示意图。

图5为图4中车身定位件的结构示意图。

图6为本发明中第一板组件的结构示意图。

图7为现有的电动车辆的用于安装电池包的车身支架局部示意图。

图8为本发明较佳实施例的电池包的结构示意图。

图9为本发明较佳实施例的电池包中顶杆的位置示意图。

图10为本发明较佳实施例的扭矩***构示意图。

图11为本发明较佳实施例的锁止机构为螺纹锁时的安装示意图。

图12为本发明较佳实施例的锁止机构为T型锁时的安装示意图。

附图标记说明：

第二板组件100

第一子框架101

减重槽1011

第二子框架102

垫块103

车身定位件110

安装底座111

圆柱部112

锥台部113

第一板组件200

第一平台210

开口部211

解锁件220

电池包定位件230

托盘240

第一驱动组件310

第二驱动组件320

第三驱动组件330

第四驱动组件340

驱动器301

动力输出轴302

传动部303

第一导向部410

第二导向部420

第三导向部430

第四导向部440

滑块401

导向部支撑座402

基座500

车身支架600

第一锁基座610

开口611

锁槽612

锁舌613

锁连杆620

第二锁基座640

第一开孔641

第一螺纹部642

第三锁基座650

第二开孔651

止挡部652

电池包700

安装支架710

挂接件711

顶杆720

第一锁连接结构730

安装座731

解锁部732

第二开孔733

第二螺纹部734

第二锁连接结构740

驱动部741

锁止部742

扭矩枪800

套筒装置810

动力装置820

预压装置830

外壳体840

具体实施方式

下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本发明。

实施例1

如图1-6所示，本实施例公开了一种换电小车的车身定位组件，用于设置于一换电穿梭车，换电穿梭车包括基座500和用于放置和移动电池包的第一板组件200。该车身定位组件包括第二板组件100，第二板组件100用于与换电车辆的车身固定，且可沿第一方向往复运动。第一板组件200设有第一平台210，第一平台210具有开口部211，开口部211从第一平台210的第一边沿第一方向向第一平台210的中央延伸，第二板组件100至少部分位于开口部211的内侧。第一方向为电池包在换电车辆上进行加解锁过程中的移动方向。

该车身定位组件通过第二板组件100与换电车辆的车身相固定，避免换电穿梭车在将电池包安装在换电车辆上或将电池包从换电车辆上取下时发生移动，导致无法安全取放电池包或正常取放电池包，从而保证换电的安全性和换电效率；通过在第一板组件200的第一平台210上设置开口部211，使得第二板组件100暴露在外，一方面防止了其与第一平台210发生移动干涉，另一方面便于第二板组件100各组成部件的拆卸与更换。

该车身定位组件还包括第一驱动机构和第一导向机构，第一驱动机构的动力输出端连接第二板组件100，并驱动第二板组件100沿着第一方向相对于基座500往复移动；第一导向机构设置于基座500上且导向方向沿着第一方向延伸，第一导向机构用于导向第二板组件100。通过第一驱动机构驱动第二板组件100在第一方向上往复移动，实现与换电车辆的定位以及解除定位，采用第一导向机构对第二板组件100的移动进行导向，保证了第二板组件100在移动过程中能够沿预设方向移动，避免偏移，进一步保证换电的安全性和换电效率。

第二板组件100包括第一框架，第一框架上设有车身定位件110，第一框架位于第一平台210的水平面之上或与第一平台210平齐。通过将第二板组件100的第一框架设置在上述位置便于车身定位件110与换电车辆进行定位，避免与第一板组件200产生移动干涉。

如图4所示，在本实施例中，第一框架包括叠设的第一子框架101与第二子框架102，第一子框架101与第二子框架102相对固定，第二子框架102位于第一平台210的水平面之下，第一子框架101位于第一平台210的水平面之上，车身定位件110设于第一子框架101上。通过将第二板组件100的第一子框架101和第二子框架102分别设置于第一平台210的上下两侧，一方面使得第二子框架102靠近驱动机构，便于驱动机构直接便捷地来驱动整个第二板组件100；另一方面避免了第二板组件100在运动过程中与第一平台210发生移动干涉。在其他实施例中，第一子框架101也可与第一平台210平齐。

如图4所示，在本实施例中，第二子框架102与第一子框架101之间设置两个垫块103，两个垫块103分别位于第一子框架101相对的两个边部，垫块103的一端与第二子框架102的一侧固定，垫块103的另一端与第一子框架101的一侧固定。通过设置垫块103节省第一框架的材料，降低成本，减轻了第一框架整体的重量。垫块103与第二子框架102和第一子框架101组成的结构可以放置其他组件，节省了设计空间。

在本实施例中，在垂直于第一方向的方向，第一子框架101在水平面上的正投影位于第二子框架102在水平面上的正投影的内侧。通过将第二子框架102设置成比第一子框架101更宽并且将第一子框架101设置在第二子框架102的内侧区域，可以使得第一导向机构的两个导向部的间距可以设置得更宽，有利于第二板组件100的平稳移动。

如图4所示，第一子框架101在第一方向具有第一端和第二端，第一子框架101的第一端固定于第二子框架102上，第一子框架101的第二端悬空设置于第二子框架102的上方。将第一子框架101的一端悬空设置与第二子框架102的上方，一方面是为了避让其他结构，另一方面是为了更方便地与其对应的组件配合。

在其他实施例中，基座500与第一方向平行的两个侧壁对称设置有压接块，压接块具有沿第一方向延伸的夹持槽，第一子框架101的第二端的侧边滑动连接于夹持槽。通过压接块对第一子框架101的悬空端进行支撑，防止因车身定位将第一框架压弯；压接块夹持能够保证第一子框架101沿着第一方向移动，有效避免其在其他方向上产生位移。夹持部可以为特氟龙，避免与第一子框架101产生刚性摩擦。

第一子框架101沿第一方向伸出基座500的外侧边。第一子框架101伸出于基座500外，可以利用伸出的部分，在更广阔的空间与换电车辆进行交互，满足不同类型车的换电需求。

具体地，如图4-5所示，在本实施例中，车身定位件110为定位销，定位销的个数为两个，定位销通过螺纹固定于第一子框架101上。设置两个定位销使得被定位的组件被多点定位，定位更加可靠，可以将第二板组件100与换电车辆的相互定位更加牢固；通过螺纹固定方便拆卸，方便磨损的定位销更换。

其中，如图5所示，定位销包括锥台部113、圆柱部112和安装底座111，锥台部113固定连接于圆柱部112，圆柱部112固定在安装底座111上，安装底座111上具有安装孔，锥台部113的横截面积从上到下逐渐变大。锥台部113的形状方便第一板组件200与换电车辆进行定位，圆柱部112可以伸入换电车辆的定位部内，定位更加牢固。

在其他实施例中，定位销的数量也可仅为一个或者为两个以上，根据换电车辆上的定位部的数量进行设置，或者为适配更多型号的车辆在不同位置设置多个车身定位件110。并且，车身定位件110不局限为定位销，只要能与换电车辆车身上定位部相配合的结构即可。

如图4所示，第一子框架101设置有减重槽1011，减重槽1011为腰型槽或减重槽1011为若干个减重孔。设置减重槽1011可以降低第二板组件100的整体重量。

第二子框架102的端部设置于换电小车在第一方向的端部用于避让的凹陷部内。将第二子框架102的端部设置于凹陷部内，一方面避免了第二子框架102与换电小车的其他零部件的干涉。

如图1-3所示，第一导向机构具有两个导向部，即第一导向部410和第二导向部420，第一导向部410和第二导向部420相互平行设置且沿着垂直于第一方向的方向间隔设置。第一导向机构设置两个导向部保证了导向的可靠性和平稳性。第一驱动机构为两组驱动方向相同的驱动组件，即第一驱动组件310和第二驱动组件320，第一驱动组件310和第二驱动组件320设置在第一导向部410和第二导向部420之间。驱动组件和导向部分别设有两组，提高了第二板组件100的承载力；两组驱动组件设置于两个导向部的内侧，提高空间利用率，且使得第二板组件100的移动更加平稳。

第一驱动机构设置于第二板组件100的下方，且设置于基座500上。将第一驱动机构设于第二板组件100和基座500之间，可以将换电穿梭车的高度尺寸压缩，使得整个换电穿梭车的结构更加紧凑。

第一驱动机构通过安装架安装在基座500上，安装架具有供第一驱动机构穿过的孔，安装架设置有加强筋。采用上述结构，安装架能够对第一驱动机构进行有效固定，避免其晃动，从而有效避免了第一驱动机构因晃动所引起的动力传输不稳定的情况发生。

如图2所示，第一驱动组件310和第二驱动组件320型号相同，同步运动，均包括驱动器301、动力输出轴302和传动部303，动力输出轴302上套设有传动部303且与传动部303螺纹啮合，传动部303与第二板组件100连接；驱动器301用于驱动动力输出轴302转动。其中，本实施例中，驱动器301为伺服电机，动力输出轴302为与伺服电机输出轴传动连接的丝杆，传动部303为与丝杆配合且沿着丝杆轴向移动的丝杆螺母。两个驱动组件通过驱动器301驱动动力输出轴302转动，传动部303将动力输出轴302的转动运动转化为第二板组件100沿动力输出轴302的轴线方向的线性运动，保证了第二板组件100的移动效率和移动平稳性。

在本实施例中，第一导向部410和第二导向部420均为沿着第一方向延伸的导轨和与导轨配合滑动的滑块401。两个导轨安装在导向部支撑座402，两个滑块401分别与第二板组件100的底部连接，通过第一驱动组件310和第二驱动组件320的同步驱动带动固定在滑块401上的第二板组件100在导轨上沿第一方向往复移动。第二板组件100采用导轨、滑块401作为导向移动机构，使得第二板组件100在移动中保持运动平稳，避免在移动过程中横向波动。

如图2所示，导轨的基底部设有导向部支撑座402，导轨固定连接于导向部支撑座402上，导向部支撑座402固定设置于基座500上。导向部支撑座402包括基板和加强筋板，导轨设置在基板上，基板的两侧设有加强筋板。通过加强筋板的设置加强了导轨和基座500连接的牢固性，避免第一导向机构因受力过大发生晃动。

导向部支撑座402为型钢，型钢的截面为几字型或工字型。型钢作为标准的型材，其规格众多且强度高，从而可以根据需求进行灵活选择。几字型或工字型型钢具有相对较大的上表面，从而便于安装驱动装置并且增加其连接强度；几字型或工字型型钢还具有相对较大的下表面，便于分散压强。

车身定位组件还包括到位检测装置和原点检测装置，到位检测装置用于检测第二板组件100是否到达预设位置，原点检测装置用于检测第二板组件100是否位于原点位置。

到位检测装置包括第一接近开关和第一触发件，第一接近开关设于第二板组件100的安装室的侧壁上，第一触发件设于第二板组件100上。原点检测装置包括第二接近开关和第二触发件，第二接近开关设于第二板组件100的安装室的侧壁上，第二触发件设于第二板组件100上。

通过设置到位检测装置能够检测第二板组件100是否到达预设位置，保证了第二板组件100的移动的精确度，进而保证了电池包的移动的精确度，同时提高了换电效率；通过原点检测装置检测第二板组件100是否位于原点位置，当第二板组件100需要复位时，可以通过原点检测装置来判断是否完成复位，提高了第二板组件100的复位的精确度。

车身定位组件还包括极限位置传感器，极限位置传感器用于在第二板组件100运到预设极限位置时，使第二板组件100运动停止。极限位置传感器避免第二板组件100移动超过极限位置，防止第二板组件100脱轨或与其他零部件发生干涉。极限位置传感器为光电传感器、霍尔元件、电位传感器、磁致伸缩传感器、超声波传感器中的一种。

实施例2

如图1-6所示，本实施例公开了一种换电穿梭车，该换电穿梭车包括基座500、用于放置和移动电池包的第一板组件200，换电穿梭车还包括：与基座500连接的举升机构、设置在基座500上的如上述实施例1中的换电小车的车身定位组件以及电池移动解锁组件，电池移动解锁组件包括第一板组件200和设置在第一板组件200上的解锁件220。

换电穿梭车通过车身定位组件能够将换电小车与换电车辆进行精确定位，举升机构将第一板组件200举升到靠近换电车辆的适当高度，从而使电池移动解锁组件安装或拆卸电池。

电池移动解锁组件还包括第二驱动机构和第二导向机构，第二驱动机构用于驱动第一板组件200沿第一方向往复移动。第二驱动机构的动力输出端连接第一板组件200，以驱动第一板组件200沿着第一方向相对于基座500往复移动。第二导向机构设置于基座500上且第二导向机构的导向方向沿着第一方向延伸，第二导向机构用于导向第一板组件200移动。

通过第二驱动机构驱动第一板组件200承载并带动待安装的电池包沿第一方向移动，进而将电池包安装在换电车辆上；通过第二导向机构对第一板组件200的移动进行导向，保证了第一板组件200在移动过程中能够沿预设方向移动，避免发生偏移。

如图1-3所示，第二驱动机构包括第三驱动组件330和第四驱动组件340。第三驱动组件330和第四驱动组件340和实施例1中的第一驱动机构的两个驱动组件结构类似，也均包括驱动器301、动力输出轴302和传动部303。其中，第三驱动组件330和第四驱动组件340驱动器301的型号以及动力输出轴302和传动部303的尺寸与第一驱动组件310和第二驱动组件320可能有所区别，第三驱动组件330和第四驱动组件340具体工作方式在此不再赘述。

将车身定位组件设置在换电穿梭车上时，第一导向部410位于第一驱动组件310与第三驱动组件330之间，第二导向部420位于第二驱动组件320和第四驱动组件340之间。第一导向部410和第二导向部420设置在上述位置，充分利用了基座500空间，使车身定位组件各零件的布置更加的集约化。

第二导向机构也包括两个导向部，即第三导向部430和第四导向部440。同实施例1中的第一导向部410和第二导向部420结构一样，第三导向部430和第四导向部440也分别通过导向部支撑座402安装在基座500上，第三导向部430和第四导向部440均为沿着第一方向延伸的导轨和与导轨配合滑动的滑块401，具体连接结构在此也不再赘述。第一板组件200采用导轨、滑块401作为导向移动机构，使得第一板组件200在移动中保持运动平稳，避免在移动过程中横向波动。

如图1和图6所示，第一板组件200中第一平台210的开口部211两侧设置有托盘安装区，托盘安装区用于安装承载电池包的托盘240，两个托盘安装区之间设置有电池固定区，电池固定区设置有电池包定位件230。解锁件220为设置于托盘240安置区的解锁杆，解锁杆穿设于托盘240上的通孔。通过第一板组件200上电池托盘安装区的托盘240承载电池包避免电池包与第一板组件200发生刚性碰撞，导致电池包发生损坏。通过设置电池包定位件230对电池包进行定位并带动电池包移动；解锁件220安装在托盘安装区内，保证了解锁件220能够触发电池包的解锁部件，提高运行精度。

本实施例中，解锁件220为销轴，销轴能够触发电池包的顶杆，使电池包的顶杆触发换电车辆中的解锁连杆，解锁连杆进一步触发换电车辆上用于安装电池包的车身支架600的锁止机构，进而对电池包进行解锁或锁止。

该换电穿梭车还包括与基座500连接的举升机构，举升机构用于带动基座500升降。基座500升降带动第一板组件200升降，使得第一板组件200上的电池包安装在换电车辆上，或者将电池包从换电车辆上取下放置在第一板组件200上。解锁件220用于在换电车辆上的电池包被举升时将电池包与换电车辆解锁。举升机构能够将基座500举升进行竖直方向的运动。

相应地，如图7所示，车身支架600的锁止机构包括锁第一基座610，锁基座610内设有供电池包上的锁轴进入并锁定的锁槽612，锁舌613的至少部分***锁槽612内，以限制锁轴离开锁槽612。锁舌613的一端转动设于第一锁基座610内，锁舌613的另一端与锁连杆620连接。锁连杆620用于在解锁驱动力作用下带动锁舌613在解锁状态和锁止状态之间转动，以打开或关闭锁轴进出锁槽612的开口611。上述开口611为喇叭口，便于电池包的锁轴进入锁槽612内。

如图8至图9所示，电池包700上端具有安装支架710，安装支架710上设有挂接件711，锁轴为电池包700上每个安装支架710上的挂接件711。挂接件711设置于电池包700的顶部对应于换电车辆的车身支架600上的锁止机构位置处，电池包700利用挂接件711***锁止机构的锁槽612以实现锁止。电池包700内对应锁止机构的位置处设有顶杆720，顶杆720用于顶起锁止机构的锁连杆620。

在其他实施例中，解锁件还可以为扭矩解锁件，所述扭矩解锁件施加扭矩以与锁止机构配合以实现加解锁，采用这样的结构和解锁形式，这种情况下，解锁件可以为扭矩枪。如图10所示，扭矩枪800包括套筒装置810、动力装置820、预压装置830和外壳体840，套筒装置810的上端对接于电池包的锁止机构，并且能够转动以传递扭矩至锁止机构；动力装置820用于输出动力以带动套筒装置810转动；预压装置830一端抵靠于套筒装置810，另一端抵靠于动力装置820，预压装置830处于预压状态，用于为套筒装置810提供向上的预紧力；外壳体840的下端连接于动力装置820，外壳体840的上端与套筒装置810对接，外壳体840的内部空间用于容纳套筒装置810的一部分和动力装置820的至少一部分。将动力装置820和套筒装置810收纳于同一外壳体840中，使结构紧凑、布局合理，并利用预压装置830提供向上的预紧力，在工作状态下，预压装置830能够持续的提供向上的回复力；在非工作状态下，预压装置830能够在一定受力范围内保持套筒装置810的稳定。

当锁止机构是螺纹锁时，在解锁杆外周面设有外螺纹，当需要进行解锁时解锁杆带动其上的外螺纹运动以实现与锁止机构上的内螺纹进行解锁。如图11所示，锁止机构包括第二锁基座640，第二锁基座640具有沿竖直方向延伸的第一开孔641，第一开孔641内设有第一螺纹部642，该第一螺纹部642为内螺纹。电池包包括第一锁连接结构730，用于与第二锁基座640配合实现锁止。第一锁连接结构730包括安装座731和解锁部732，该安装座732内沿竖直方向延伸的第二开孔733，解锁部732竖向设置在第二开孔733内，该解锁部732可相对于安装座731在竖直方向移动且解锁部732上设有与第一螺纹部642相配合的第二螺纹部734。通过对扭矩枪施加扭矩以带动锁连接结构730转动，以使第二螺纹部734能够与第一螺纹部642啮合，从而实现第二锁基座640与锁连接结构730的锁止和解锁。

当锁止机构是T型锁时，解锁杆的顶部设有横向杆，横向杆与解锁杆的杆体部固定连接使得解锁杆形成T形结构，解锁杆旋转带动横向杆进行角度变化，当横向杆角度与T型锁上的开口角度一致时，横向杆从T型锁上的开口处脱出从实现其与锁止机构进行解锁。如图12所示，锁止机构包括第三锁基座650，第三锁基座650具有沿竖直方向延伸的第二开孔651，该第二开孔651内设有止挡部652，本实施例中，第二开孔651为方形孔且第二开孔651的上方形成该止挡部652。电池包包括第二锁连接结构740，第二锁连接结构740包括驱动部741，该驱动部741的上端设有锁止部742，锁止部742包括沿水平方向延伸的锁止杆，该锁止杆为柱状体且水平设置在驱动部741的顶部，锁止部742与驱动部741共同构成T型结构。通过对扭矩枪施加扭矩以带动第二锁连接结构740转动，当锁止部742处于第一角度时，锁止杆能够穿过第二开孔651并进入第三锁基座650的止挡部652内，当锁止部742旋转至第二角度时，锁止杆能够被限制在止挡部652内，从而使得锁止机构与第二锁连接结构740相对固定。

采用上述的结构和解锁形式，利于使其适用于多种解锁环境。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (21)

1.一种换电小车的车身定位组件，用于设置于一换电穿梭车，所述换电穿梭车包括基座和用于放置和移动电池包的第一板组件，其特征在于，所述车身定位组件包括：

第二板组件，用于与换电车辆的车身固定，且可沿第一方向往复运动；

所述第一板组件设有第一平台，所述第一平台具有开口部，所述开口部从所述第一平台的第一边沿所述第一方向向所述第一平台的中央延伸，所述第二板组件至少部分位于所述开口部的内侧；

所述第一方向为电池包在所述换电车辆上进行加解锁过程中的移动方向。

2.如权利要求1所述的换电小车的车身定位组件，其特征在于，所述车身定位组件还包括：

第一驱动机构，所述第一驱动机构的动力输出端连接所述第二板组件，并驱动所述第二板组件沿着所述第一方向相对于所述基座往复移动；

第一导向机构，设置于所述基座上且导向方向沿着所述第一方向延伸，所述第一导向机构用于导向所述第二板组件。

3.如权利要求1所述的换电小车的车身定位组件，其特征在于，所述第二板组件包括第一框架，所述第一框架上设有车身定位件，所述第一框架位于所述第一平台的水平面之上或所述第一框架与所述第一平台平齐。

4.如权利要求3所述的换电小车的车身定位组件，其特征在于，所述第一框架包括叠设的第一子框架与第二子框架，所述第一子框架与所述第二子框架相对固定，所述第二子框架位于所述第一平台的水平面之下，所述第一子框架位于所述第一平台的水平面之上或所述第一子框架与所述第一平台平齐，所述车身定位件设于第一子框架上；

所述第二子框架与所述第一子框架之间设置两个垫块，两个所述垫块分别位于所述第一子框架相对的两个边部，所述垫块的一端与所述第二子框架的一侧固定，所述垫块的另一端与所述第一子框架的一侧固定。

5.如权利要求4所述的换电小车的车身定位组件，其特征在于，在垂直于所述第一方向的方向，所述第一子框架在水平面上的正投影位于所述第二子框架在水平面上的正投影的内侧。

6.如权利要求4所示的换电小车的车身定位组件，其特征在于，所述第一子框架在所述第一方向具有第一端和第二端，所述第一子框架的第一端固定于所述第二子框架上，所述第一子框架的第二端悬空设置于所述第二子框架的上方；

所述基座与所述第一方向平行的两个侧壁对称设置有压接块，所述压接块具有沿所述第一方向延伸的夹持槽，所述第一子框架的第二端的侧边滑动连接于所述夹持槽。

7.如权利要求4所述的换电小车的车身定位组件，其特征在于，所述第一子框架沿所述第一方向伸出所述基座的外侧边。

8.如权利要求4所述的换电小车的车身定位组件，其特征在于，所述车身定位件为定位销，所述定位销位于所述第一子框架上远离所述基座一端的角部，所述定位销的个数至少为两个，所述定位销通过螺纹固定于所述第一子框架。

9.如权利要求8所述的换电小车的车身定位组件，其特征在于，所述定位销包括锥台部和圆柱部，所述锥台部固定连接于所述圆柱部，所述锥台部的横截面积从上到下逐渐变大。

10.如权利要求4所述的换电小车的车身定位组件，其特征在于，所述第一子框架设置有减重槽，所述减重槽为腰型槽或所述减重槽为若干个减重孔。

11.如权利要求4所述的换电小车的车身定位组件，其特征在于，所述第二子框架的端部设置于所述换电小车在所述第一方向的端部用于避让的凹陷部内。

12.如权利要求2所述的换电小车的车身定位组件，其特征在于，所述第一导向机构为沿着所述第一方向延伸的导轨，所述第二板组件上设有与所述导轨滑动连接的滑块。

13.如权利要求12所述的换电小车的车身定位组件，其特征在于，所述导轨的基底部设有导向部支撑座，所述导轨固定连接于所述导向部支撑座上，所述导向部支撑座固定设置于所述基座上；

所述导向部支撑座包括基板和加强筋板，所述导轨设置在所述基板上，所述基板的两侧设有所述加强筋板。

14.如权利要求2所述的换电小车的车身定位组件，其特征在于，所述第一导向机构具有两个导向部，两个所述导向部相互平行设置且沿着垂直于所述第一方向的方向间隔设置。

15.如权利要求14所述的换电小车的车身定位组件，其特征在于，所述第一驱动机构为两组驱动方向相同的驱动组件，两组所述驱动组件设置在两个所述导向部之间。

16.如权利要求2所述的换电小车的车身定位组件，其特征在于，所述第一驱动机构设置于所述第二板组件的下方，且设置于所述基座上。

17.如权利要求16所述的换电小车的车身定位组件，其特征在于，所述第一驱动机构通过安装架安装在所述基座上，所述安装架具有供所述第一驱动机构穿过的孔，所述安装架设置有加强筋。

18.如权利要求1所述的换电小车的车身定位组件，其特征在于，所述车身定位组件还包括到位检测装置和原点检测装置，所述到位检测装置用于检测所述第二板组件是否到达预设位置，所述原点检测装置用于检测所述第二板组件是否位于原点位置；和/或

所述车身定位组件还包括极限位置传感器，所述极限位置传感器用于在所述第二板组件运到预设极限位置时，使所述第二板组件运动停止。

19.一种换电穿梭车，所述换电穿梭车包括基座、用于放置和移动电池包的第一板组件，其特征在于，所述换电穿梭车还包括：与所述基座连接的举升机构、设置在所述基座上的如权利要求1-18中任一项所述的换电小车的车身定位组件以及电池移动解锁组件，所述电池移动解锁组件包括所述第一板组件和设置在所述第一板组件上的解锁件。

20.如权利要求19所述的换电穿梭车，其特征在于，所述电池移动解锁组件还包括第二驱动机构和第二导向机构，所述第二驱动机构用于驱动所述第一板组件沿所述第一方向往复移动；

所述第二驱动机构的动力输出端连接所述第一板组件，以驱动所述第一板组件沿着所述第一方向相对于所述基座往复移动；

所述第二导向机构设置于所述基座上且所述第二导向机构的导向方向沿着所述第一方向延伸，所述第二导向机构用于导向所述第一板组件移动。

21.如权利要求19所述的换电穿梭车，其特征在于，所述第一板组件中第一平台的开口部两侧设置有托盘安装区，所述托盘安装区用于安装承载电池包的托盘，两个所述托盘安装区之间设置有电池固定区，所述电池固定区设置有电池包定位件；

所述解锁件为设置于所述托盘安置区的解锁杆，所述解锁杆穿设于所述托盘上的通孔。

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