一种三级定位电池快换装置及车辆的制作方法

1.本实用新型涉及车辆技术领域，特别涉及一种三级定位电池快换装置及车辆。


背景技术：

2.为节约纯电车辆驾驶员的等待时间、降低运营成本、增加收入，当动力电池即将亏电的时候，将传统到充电站为动力电池充电的方式变更为到换电站更换动力电池的方式，以达成快速换电的目的。
3.现有技术中，在底部托盘上设置有快速插接件，并在快速插接件安装处设置有浮动台，电池包框架在安装时通过导向定位装置安装在底部托盘上。但是，即使在快换插接件安装处设置有浮动台，但浮动台表面积较小，浮动台承受的集中应力大，不仅会对浮动台寿命造成影响，而且还会影响电池框架的平衡度，另外，现有导向定位装置的定位效果也较差，不利于电池的快速安装。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种三级定位电池快换装置，通过设置与所述底部托盘独立的浮动台，可以自由设置浮动台的尺寸，从而可以减小浮动台承受的应力，并且，通过设置三个定位机构，可以保证电池的快速更换。
5.本实用新型第一方面提供一种三级定位电池快换装置，所述装置包括底部托盘和浮动台，所述底部托盘用于承载所述浮动台，所述浮动台用于承载电池包框架；所述底部托盘包括第一定位机构，所述第一定位机构位于所述底部托盘的与所述浮动台靠近的一侧表面，所述第一定位机构用于在所述电池包框架的安装过程中实现所述电池包框架和所述浮动台的第一次定位；所述浮动台包括第二定位机构和快换插接件，所述第二定位机构和所述快换插接件位于所述浮动台的远离所述底部托盘的一侧表面，所述快换插接件包括第三定位机构，所述第二定位机构用于在所述电池包框架的安装过程中实现所述电池包框架和所述浮动台的第二次定位，所述第三定位机构用于在所述电池包框架的安装过程中实现所述电池包框架和所述浮动台的第三次定位。
6.进一步地，所述第一定位机构至所述浮动台的中心区域的距离大于所述第二定位机构至所述浮动台的中心区域的距离，所述第二定位机构至所述浮动台的中心区域的距离大于所述第三定位机构至所述浮动台的中心区域的距离，所述第一定位机构的长度大于所述第二定位机构的长度，所述第二定位机构的长度大于所述第三定位机构的长度。
7.进一步地，所述浮动台的与所述电池包框架接触的一侧表面的表面积小于所述底部托盘的与所述浮动台接触的一侧表面的表面积，并且表面积的差值小于等于预设阈值。
8.进一步地，所述浮动台还包括减振机构，所述减振机构设置在所述浮动台的远离所述底部托盘的一侧表面，所述减振机构与所述电池包框架相抵触，用于对所述电池包框架进行弹性支撑。
9.进一步地，所述减振机构沿所述浮动台的边缘设置。
10.进一步地，所述底部托盘还包括浮动机构，所述浮动机构设置在所述底部托盘靠近所述浮动台的一侧表面，所述浮动机构的自由端与所述浮动台相抵触，用于对所述浮动台进行浮动支撑。
11.进一步地，所述浮动机构有多个，多个所述浮动机构分散设置在所述底部托盘的表面。
12.进一步地，所述浮动台包括定位机构安装孔，所述第一定位机构通过所述定位机构安装孔与所述电池包框架对位。
13.进一步地，所述底部托盘还包括车身固定机构，所述车身固定机构位于所述底部托盘的远离所述浮动台的一侧，所述车身固定机构用于与车辆固定连接。
14.本实用新型第二方面提供一种车辆，所述车辆包括任一所述的三级定位电池快换装置。
15.由于上述技术方案，本实用新型具有如下有益效果：
16.通过设置与所述底部托盘独立的浮动台，可以自由设置浮动台的尺寸，进而可以避免对浮动台寿命造成影响，而且也保证了电池框架的平衡度；并且，通过设置三个定位机构，可以保证电池的快速更换，同时更好地保护快速插接件。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
18.图1是本实用新型实施例提供的一种三级定位电池快换装置和电池包框架的结构示意图；
19.图2是本实用新型实施例提供的一种三级定位电池快换装置中浮动台的结构示意图；
20.图3是本实用新型实施例提供的一种三级定位电池快换装置中底部托盘的结构示意图。
21.附图中：
[0022]1‑
底部托盘
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ2‑
浮动台
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ3‑
电池包框架
[0023]
11
‑
第一定位机构
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
12
‑
浮动机构
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
13
‑
车身固定机构
[0024]
21
‑
第二定位机构
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
22
‑
快换插接件
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
23
‑
第三定位机构
[0025]
24
‑
减振机构
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
25
‑
定位机构安装孔
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
26
‑
快换水口
具体实施方式
[0026]
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。
[0027]
需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
[0028]
本实用新型提供了一种三级定位电池快换装置，如图1
‑
3所示，所述装置包括底部托盘1和浮动台2，所述底部托盘1用于承载所述浮动台2，所述浮动台2用于承载电池包框架3；其中，
[0029]
所述底部托盘1包括第一定位机构11，所述第一定位机构11位于所述底部托盘1的与所述浮动台2靠近的一侧表面，所述第一定位机构11用于在所述电池包框架3的安装过程中实现所述电池包框架3和所述浮动台2的第一次定位；所述浮动台2包括第二定位机构21和快换插接件22，所述第二定位机构21和所述快换插接件22位于所述浮动台2的远离所述底部托盘1的一侧表面，所述快换插接件22包括第三定位机构23，所述第二定位机构21用于在所述电池包框架3的安装过程中实现所述电池包框架3和所述浮动台2的第二次定位，所述第三定位机构23用于在所述电池包框架3的安装过程中实现所述电池包框架3和所述浮动台2的第三次定位。
[0030]
具体的，所述第一定位机构11、第二定位机构21和第三定位机构23均可以为定位销，当然，定位机构也可以为其他可以实现定位的结构。
[0031]
所述快速插接件可以有多种，例如，可以为放电用快速插接件，也可以为充电用快速插接件。
[0032]
在实际应用中，通过设置与所述底部托盘1独立的浮动台2，可以自由设置浮动台2的尺寸，进而可以避免对浮动台2寿命造成影响，而且也保证了电池框架的平衡度；并且，通过设置三个定位机构，可以实现电池包框架3与浮动台2的精准定位，并能在x、y向起到固定作用，保证了电池的快速更换，同时更好地保护快速插接件。
[0033]
在一些实施例中，所述第一定位机构11至所述浮动台2的中心区域的距离大于所述第二定位机构21至所述浮动台2的中心区域的距离，所述第二定位机构21至所述浮动台2的中心区域的距离大于所述第三定位机构23至所述浮动台2的中心区域的距离，所述第一定位机构11的长度大于所述第二定位机构21的长度，所述第二定位机构21的长度大于所述第三定位机构23的长度。
[0034]
其中，所述第一定位机构至所述浮动台的中心区域的距离是指在所述浮动台承载在所述底部托盘上时，所述第一定位机构至所述浮动台的中心区域的最短直线距离，所述第二定位机构至所述浮动台的中心区域的距离以及所述第三定位机构至所述浮动台的中心区域的距离也是最短直线距离。
[0035]
可以理解的是，由于不同定位机构的位置设置，以及不同定位机构的长度设置，即，所述第一定位机构11的长度大于所述第二定位机构21的长度，所述第二定位机构21的长度大于所述第三定位机构23的长度，也即，在所述电池包框架3的安装过程中，所述第一定位机构11能够优先于所述第二定位机构21实现第一次粗定位，所述第二定位机构21能够优先于所述第三定位机构23实现第二次细定位，所述第三定位机构23实现最终的第三次精定位。
[0036]
在实际应用中，通过依次进行第一次的粗定位、第二次的细定位以及第三次的精定位，可以实现电池包框架3与浮动台2的精准定位。
[0037]
在一些实施例中，所述浮动台2的与所述电池包框架3接触的一侧表面的表面积小于所述底部托盘1的与所述浮动台2接触的一侧表面的表面积，并且表面积的差值小于等于预设阈值。
[0038]
其中，所述预设阈值可以根据试验设定，可以理解的是，所述浮动台2的尺寸越大，所述浮动台2承受的应力越小，因此，可以通过增加所述浮动台2的尺寸来减小浮动台2承受的应力，但是，所述浮动台2尺寸越大，所需要的安装空间也越大，因此，可以基于试验来设计合理的预设阈值，以在不过分占用安装空间的同时减小所述浮动台2所承受的应力。
[0039]
在实际应用中，所述浮动台2的尺寸略小于所述底部托盘1的尺寸，从而所述浮动台2可以对所述电池包框架3形成较好的支撑，避免对浮动台2的寿命造成影响，而且也保证了电池包框架3的平衡度。
[0040]
在一些实施例中，所述浮动台2还包括减振机构24，所述减振机构24设置在所述浮动台2的远离所述底部托盘1的一侧表面，所述减振机构24与所述电池包框架3相抵触，用于对所述电池包框架3进行弹性支撑。
[0041]
具体的，所述减振机构24可以有多个，多个所述减振机构24沿所述浮动台2的边缘设置。例如，如图2所示，所述减振机构24可以有12个，其中6个所述减振机构24沿所述浮动台2的其中一侧的长边设置，另外6个沿所述浮动台2的另外一侧的长边设置。
[0042]
所述减振机构24可以由弹性材料制备而成，例如，所述减振机构24可以为橡胶块、海绵垫等。
[0043]
在实际应用中，所述减振机构24可以对所述电池包框架3进行弹性支撑，从而可以减少z向载荷冲击，进一步避免对浮动台2的寿命造成影响。
[0044]
在一些实施例中，所述底部托盘1还包括浮动机构12，所述浮动机构12设置在所述底部托盘1靠近所述浮动台2的一侧表面，所述浮动机构12的自由端与所述浮动台2相抵触，用于对所述浮动台2进行浮动支撑。
[0045]
具体的，所述浮动机构12可以有多个，多个所述浮动机构12分散设置在所述底部托盘的表面。例如，如图3所示，所述浮动台2为矩形，所述浮动机构12共有8个，4个浮动机构12均靠近所述浮动台2的四角边缘设置，另外4个靠近所述浮动台2的中心区域设置，由此，8个所述浮动机构12可以对所述浮动台2形成较为均匀的支撑，从而可以保证电池包框架3的平衡度。
[0046]
所述浮动机构12为可以实现浮动的机构，例如，弹簧。
[0047]
在实际应用中，所述浮动机构12可以对所述浮动台2和所述电池包框架3进行浮动支撑，其同样可以减少浮动台2和电池包框架3的z向载荷冲击，避免对底部托盘1的寿命造成影响。
[0048]
在一些实施例中，所述浮动台2包括定位机构安装孔25，所述第一定位机构11通过所述定位机构安装孔25与所述电池包框架3对位。
[0049]
例如，如图3所示，所述底部托盘1上设置有4个第一定位机构11，4个定位机构均匀设置在所述底部托盘1的表面，相应的，在所述浮动台2上也设置了与所述第一定位机构11对应的定位机构安装孔25，即设置了4个定位机构安装孔25，从而每个第一定位机构11均可
以穿过相应位置的定位机构安装孔25，以实现与所述电池包框架3对位。
[0050]
在实际应用中，由于设置了定位机构安装孔25，并且，所述第一定位机构11通过所述定位机构安装孔25与所述电池包框架3对位，从而可以避免浮动台2在x、y的移位，即起到了在x、y向固定所述浮动台2的作用。
[0051]
在一些实施例中，所述底部托盘1还包括车身固定机构13，所述车身固定机构13位于所述底部托盘1的远离所述浮动台2的一侧，所述车身固定机构13用于与车辆固定连接。
[0052]
在一些实施例中，所述浮动台2还包括快换水口26，所述快换水口26贯穿所述浮动台2的表面，从而可以在所述快换水口26内设置冷却电池包用的水管。
[0053]
任一所述的三级定位电池快换装置的工作过程如下：
[0054]
步骤1：车辆到达换电站后启动换电按钮，开始执行换电，先拆卸旧的电池包框架3，旧的电池包框架3离开车身，选择一装载有满电电池的电池包框架3；
[0055]
步骤2：换电站一端的抓取机构抓取已选择好的电池包框架3，按照换电站预先设定好的路径移动到车辆上方；
[0056]
步骤3：在电池包框架3下落过程中，首先和用于粗定位的第一定位机构11进行定位，保证在x、y向的位移，在继续下落过程中与用于细定位的第二定位机构21进行定位，最后和快换插接件22上的第三定位机构23进行精准定位，完成快换插接件22的插合，从而通过三级定位保证了电池包框架3的精准定位，同时也保护了快换插接件22；
[0057]
步骤4：电池包框架3最后落在浮动台2上，由于设置了减振机构24和浮动机构12，可以降低对电池包框架3的冲击，同时能够减轻行车过程中电池包框架3的振动。
[0058]
本发明实施例还提供了一种车辆，所述车辆包括任一所述的三级定位电池快换装置。
[0059]
所述车辆实施例的车辆与所述三级定位电池快换装置的实施例基于同样的发明构思，此处不再赘述。
[0060]
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0061]
以上实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。