电池箱连接装置、推拉装置和换电设备的制作方法

1.本发明涉及一种电池箱连接装置、推拉装置和换电设备。


背景技术：

2.电动汽车以电代油，实现了零排放与低噪声，是解决能源和环境问题的重要手段，已开始在世界范围内逐渐推广应用。然而，由于电动汽车的电池续航里程有限，需要及时充电，而每次充电需要花费一个小时乃至数个小时的时间，严重制约电动汽车的推广普及。为解决上述问题，逐步出现了快换式电动汽车，这样，只需在电池亏电时，将电动汽车开往在专用的换电站，拆下亏电电池并安装一块满电电池即可继续行驶。
3.目前，在换电站内，电池箱更换托盘机构在更换电动汽车上的电池箱时，电池箱更换托盘机构需要在电动汽车与电池仓之间取放并转运电池箱。在公布号为cn109987070a(申请号为201711486910.5)的专利文件中，推盘盒通过锁定盘与电池箱的磁力件吸附在一起，实现对电池箱的锁定，然后将电池箱拖拉到托盘上；当锁定盘的磁力消失时，推盘盒与电池箱即可分离。由于推盘盒的锁定盘与电池箱之间采用磁力作用吸附在一起，而电池箱的重量高达几百公斤，这就需要在电池箱上加装重达两公斤的磁力件，导致电池箱更换托盘机构和电池箱的整体重量都很重。另外，采用磁力吸附的方式导致连接稳定性较低，容易导致电池箱脱离现象。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是为了克服现有电池箱更换托盘机构与电池箱之间采用磁力作用吸附在一起，造成电池箱更换托盘机构和电池箱的整体重量都较大，连接稳定性较低，存在电池箱脱离现象，而且结构复杂的缺陷，提供一种电池箱连接装置、推拉装置和换电设备。
5.本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
6.一种电池箱连接装置，其包括至少一个卡合机构和第一驱动机构；
7.每个所述卡合机构包含连接侧卡合部，所述连接侧卡合部用于与设置在电池箱侧壁上的电池侧卡合部进行卡合连接；
8.所述第一驱动机构连接于所述连接侧卡合部，并用于驱动所述连接侧卡合部移动以使其与所述电池侧卡合部相卡合连接，从而实现所述电池箱连接装置与所述电池箱相固定连接。
9.在本方案中，采用上述结构形式，通过第一驱动机构驱动连接侧卡合部移动来实现电池箱连接装置与电池箱相固定连接，便于对电池箱的取放。本发明尤其适用于侧面换电方式，即从电动车侧面进行电池取放。通过连接侧卡合部与电池侧卡合部的卡合连接，保证了电池箱连接装置与电池箱连接强度高，不易脱开，连接稳定性高，有效避免了电池箱发生脱离现象，大大提高了安全稳定性。同时，采用连接侧卡合部与电池侧卡合部卡合连接，结构简单，重量轻，有效降低了换电设备的整体重量以及电池箱的整体重量。而且，结构简
单，可移动的卡合机构还能够兼容与多种不同规格的电池箱固定连接。
10.较佳地，所述连接侧卡合部上具有连接凸起或连接槽，所述电池侧卡合部上具有与所述连接侧卡合部上的连接凸起或连接槽相配合的连接槽或连接凸起，所述第一驱动机构用于驱动所述连接侧卡合部移动，以使所述连接侧卡合部上的连接凸起或连接槽和与之配合的所述电池侧卡合部上的连接槽或连接凸起相互卡合连接或脱离连接。
11.在本方案中，采用上述结构形式，卡合或分离非常方便，且结构简单。
12.较佳地，所述连接侧卡合部和电池侧卡合部的数量均为两个，两个中任意一个的两个所述连接槽的凹陷方向相反。
13.在本方案中，采用上述结构形式，电池箱连接装置与电池箱在相互固定连接之后，电池箱连接装置与电池箱之间不会在凹陷方向产生相对位移，有效避免了发生脱离现象，从而保证了两个连接侧卡合部与两个电池侧卡合部的稳定连接，连接稳定性更高。
14.较佳地，所述第一驱动机构包括驱动电机和传动组件，所述驱动电机连接于所述传动组件，所述传动组件连接于所述连接侧卡合部，所述驱动电机驱动所述传动组件转动，从而带动所述连接侧卡合部与所述电池侧卡合部相卡合或相分离。
15.在本方案中，采用上述结构形式，通过传动组件的传动将带动连接侧卡合部移动，以实现连接侧卡合部与电池侧卡合部的卡合连接或者分离，结构简单，传动稳定性高。
16.较佳地，所述电池侧卡合部包含以预定方向间隔设置的两个挂钩，所述连接侧卡合部包含可相对移动两个扣环。
17.在本方案中，采用上述结构形式，通过两个扣环和挂钩实现相互固定连接或者分离，结构简单，重量轻，有效降低了电池箱连接装置和电池箱的整体重量，成本低。
18.较佳地，所述传动组件包括主动轮、从动轮和同步带，所述驱动电机连接于所述主动轮并用于驱动所述主动轮旋转，所述同步带套设于所述主动轮和所述从动轮，所述两个扣环分别固定在所述同步带的两侧，从而被所述同步带带动相对移动或相背移动，从而实现其与所述两个挂钩相卡合或相分离。
19.在本方案中，采用上述结构形式，通过同步带的旋转来实现两个扣环与两个挂钩同时相卡合或者同时相分离，同步性高，提高了电池箱连接装置的稳定性；同时，结构简单，使用方便。
20.较佳地，所述电池箱连接装置还包括框体、导向部和至少一个连接件，所述连接件的两端分别连接于所述连接侧卡合部和所述第一驱动机构，所述导向部设置于所述框体并沿所述连接侧卡合部的移动方向延伸，所述连接件滑设于所述导向部。
21.在本方案中，采用上述结构形式，通过框体进行安装设置，便于组装。同时，导向部具有导向作用，有效避免了连接侧卡合部在滑移的过程中产生偏移错位现象，大大提高了电池箱连接装置的稳定性。
22.较佳地，所述主动轮和所述从动轮安装在所述框体上，所述框体具有向外延伸且与所述同步带的旋转方向相平行的两个侧壁板，该两个所述侧壁板上分别设有一个滑槽，每个所述扣环分别通过贯穿两个所述滑槽的所述连接件固定在朝向所述电池箱的所述侧壁板外部。
23.较佳地，所述框体朝向所述电池箱的所述侧壁板的外壁面上具有至少一个抵靠部，所述抵靠部用于与所述电池侧卡合部相抵接从而抵推所述电池箱。
24.在本方案中，采用上述结构形式，两个滑槽具有导向作用进一步加强了对连接侧卡合部的导向作用，实现连接侧卡合部与电池侧卡合部之间的连接和分离更加稳定。
25.较佳地，所述框体上还设有两个第一传感器，两个所述第一传感器分别位于所述扣环与所述挂钩相卡合或相分离时的所述连接件的对应位置处，以用于检测两个所述扣环的状态信息。
26.在本方案中，采用上述结构形式，通过第一传感器能够检测出扣环与相对应的挂钩的卡合或者分离状态，从而有效检测出电池箱连接装置与电池箱是否固定连接，避免发生误操作以及电池箱脱离现象，大大提高了电池箱连接装置的稳定性。
27.一种推拉装置，其包括如上所述的电池箱连接装置以及用于驱动推拉所述电池箱连接装置和推拉电池箱的第二驱动机构。
28.在本方案中，采用上述结构形式，通过第二驱动机构驱动推拉电池箱连接装置和电池箱的推拉，整体结构简单，使用方便。
29.较佳地，所述推拉装置的底部具有滑动槽，所述推拉装置通过所述滑动槽在设置于换电设备上的导轨上滑移。
30.在本方案中，采用上述结构形式，导轨具有导向作用，通过滑动槽在导轨上滑移，有效避免了推拉装置在滑移的过程中产生偏移错位现象，大大提高了稳定性。
31.一种换电设备，其包括如上所述的推拉装置。
32.在本方案中，采用上述结构形式，实现电池箱连接装置与电池箱的固定连接，有效加强了电池箱连接装置与电池箱之间的连接强度，稳定性高；同时，有效降低了换电设备和电池箱的整体重量。
33.较佳地，所述换电设备还包括朝向位于电动汽车或电池仓内的所述电池箱伸出的双伸出机构，所述双伸出机构上设置有导轨，在所述双伸出机构朝向所述电动汽车或所述电池仓伸出后，所述推拉装置进一步沿所述导轨滑移，所述电池箱连接装置对所述电池箱进行卡合连接。
34.在本方案中，采用上述结构形式，通过双伸出机构带动推拉装置沿靠近电池箱的方向移动后，进一步控制推拉装置沿导轨滑移至双伸出机构的前端而更加靠近于电池箱，便于连接侧卡合部与电池侧卡合部相卡合连接，提高了换电设备取放电池箱时的稳定性。
35.较佳地，所述换电设备还包括两个第二传感器，两个所述第二传感器位于所述双伸出机构的前端，两个所述第二传感器均用于测量自身与所述电池箱之间的距离。
36.在本方案中，采用上述结构形式，实现双伸出机构的精确定位，便于电池箱连接装置准确地与电池箱之间卡合连接，从而大大提高了换电设备在取放电池箱的稳定性。
37.在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
38.本发明的积极进步效果在于：
39.本发明的电池箱连接装置、推拉装置和换电设备，通过第一驱动机构驱动连接侧卡合部的移动来实现电池箱连接装置与电池箱的固定连接，本发明尤其适用于侧面换电方式，即从电动车侧面进行电池箱取放，有效加强了电池箱连接装置与电池箱之间的连接强度，不易脱开，稳定性高；同时，而且，结构简单，可移动的卡合机构还能够兼容与多种不同规格的电池箱固定连接；有效降低了整体重量。
附图说明
40.图1为本发明实施例的换电设备的结构示意图。
41.图2为本发明实施例的换电设备的推拉装置的电池箱连接装置的结构示意图。
42.图3为本发明实施例的换电设备的推拉装置的电池箱连接装置的另一结构示意图。
43.附图标记说明：
44.连接侧卡合部1
45.第一驱动机构2
46.驱动电机21
47.传动组件22
48.主动轮221
49.从动轮222
50.同步带223
51.框体3
52.侧壁板31
53.滑槽32
54.连接件4
55.推拉装置100
56.电池箱连接装置10
57.第二驱动机构20
58.导轨30
59.双伸出机构200
60.第二传感器300
具体实施方式
61.下面通过实施例的方式并结合附图来更清楚完整地说明本发明，但并不因此将本发明限制在的实施例范围之中。
62.如图1、图2和图3所示，本发明实施例的换电设备包括推拉装置100。该推拉装置100包括电池箱连接装置10。电池箱连接装置10包括至少一个卡合机构和第一驱动机构2；每个卡合机构包含连接侧卡合部1，连接侧卡合部1用于与设置在电池箱侧壁上的电池侧卡合部进行卡合连接；第一驱动机构2连接于连接侧卡合部1，并用于驱动连接侧卡合部1移动以使其与电池侧卡合部相卡合连接，从而实现电池箱连接装置10与电池箱相固定连接。
63.该电池箱连接装置10尤其适用于侧面换电方式，即从电动车侧面进行电池箱的取放，只需通过第一驱动机构2驱动连接侧卡合部1移动就能够实现电池箱连接装置10与电池箱相固定连接，便于推拉装置100能够将电池箱拉进至换电设备上或者推出至换电设备外，从而实现从侧面对电池箱的取放。通过连接侧卡合部1与电池侧卡合部卡合连接，实现电池箱连接装置10与电池箱之间形成高强度的卡合连接，连接稳定性高，有效避免了电池箱发生脱离现象，大大提高了安全性和稳定性。同时，采用连接侧卡合部1与电池侧卡合部卡合连接，结构简单，重量轻，从而有效降低了换电设备的整体重量以及电池箱的整体重量。而
且，可移动的卡合机构还能够兼容与多种不同规格的电池箱固定连接。
64.连接侧卡合部1上具有连接凸起，电池侧卡合部上具有与连接侧卡合部1上的连接凸起相配合的连接槽，第一驱动机构2用于驱动连接侧卡合部1移动，以使连接侧卡合部1上的连接凸起和与之配合的电池侧卡合部上的连接槽相互卡合连接或相分离。连接凸起插入至连接槽内，使得连接侧卡合部1与电池侧卡合部相连接，连接凸起拔出至连接槽外，使得连接侧卡合部1与电池侧卡合部相分离，从而实现连接侧卡合部1与电池侧卡合部之间通过连接凸起和连接槽相互卡合连接或相分离，结构简单，卡合或分离非常方便。当然，连接侧卡合部1上具有连接槽，电池侧卡合部上具有与连接槽卡合部上的连接槽相配合的连接凸起，第一驱动机构2用于驱动连接侧卡合部1移动，以使连接侧卡合部1上的连接槽和与之配合的电池侧卡合部上的连接凸起相互卡合连接或相分离。
65.连接侧卡合部1和电池侧卡合部的数量均为两个，两个中任意一个的两个连接槽的凹陷方向相反。当电池侧卡合部上具有连接槽时，连接侧卡合部1上具有连接凸起，两个电池侧卡合部上的连接槽的凹陷方向相反，两个连接侧卡合部1沿凹陷方向相反移动，使得两个连接侧卡合部1都分别插入至两个连接槽内或者拔出至两个连接槽外。电池箱连接装置10与电池箱在相互固定连接之后，电池箱连接装置10与电池箱之间不会在凹陷方向产生相对位移，有效避免了发生脱离现象，从而保证了两个连接侧卡合部1与两个电池侧卡合部的稳定连接，连接稳定性更高。
66.当连接侧卡合部1上具有连接槽时，电池侧卡合部上具有连接凸起，两个连接侧卡合部1上的连接槽的凹陷方向相反，两个连接侧卡合部1之间沿凹陷方向相反移动，使得两个连接侧卡合部1的连接槽都分别套设至两个连接凸起或者脱离出两个连接凸起。电池箱连接装置10与电池箱在相互固定连接之后，电池箱连接装置10与电池箱之间不会在凹陷方向产生相对位移，有效避免了发生脱离现象，从而保证了两个连接侧卡合部1与两个电池侧卡合部的稳定连接，连接稳定性更高。
67.第一驱动机构2包括驱动电机21和传动组件22，驱动电机21连接于传动组件22，传动组件22连接于连接侧卡合部1，驱动电机21驱动传动组件22传动作用力，从而带动连接侧卡合部1与电池侧卡合部相卡合或相分离。驱动电机21用于提供驱动力，通过传动组件22的传动将带动连接侧卡合部1移动，以实现连接侧卡合部1与电池侧卡合部的卡合连接或者分离，结构简单，传动稳定性高。
68.电池侧卡合部包含以预定方向间隔设置的两个挂钩，连接侧卡合部1包含可相对移动两个扣环。第一驱动机构2将连接于两个扣环并驱动两个扣环沿相对方向移动，挂钩上具有连接槽，两个挂钩上的连接槽的凹陷方向相反，使得两个扣环将分别套在两个挂钩上或者脱离出两个挂钩，从而实现电池箱连接装置10与电池箱相互连接或者脱离。通过两个扣环和挂钩实现相互固定连接或者分离，结构简单，重量轻，从而有效降低了换电设备和电池箱的整体重量，成本低。
69.传动组件22包括主动轮221、从动轮222和同步带223，驱动电机21连接于主动轮221并用于驱动主动轮221旋转，同步带223套设于主动轮221和从动轮222，两个扣环分别固定在同步带223的两侧，从而被同步带223带动相对移动或相背移动，从而实现其与两个挂钩相卡合或相分离。驱动电机21将驱动主动轮221旋转，通过主动轮221、从动轮222和同步带223将实现主动轮221、从动轮222和同步带223都一同旋转，两个扣环分别固定在同步带
223的两侧，使得两个扣环能够沿相对或者相反的方向移动，从而实现两个扣环与两个挂钩同时相卡合或者同时相分离。同步性高，提高了电池箱连接装置10的稳定性；同时，结构简单，使用方便。
70.电池箱连接装置10还包括框体3、导向部和至少一个连接件4，连接件4的两端分别连接于连接侧卡合部1和第一驱动机构2，导向部设置于框体3并沿连接侧卡合部1的移动方向延伸，连接件4滑设于导向部。将第一驱动机构2、连接件4都安装设置在框体3上，便于组装。导向部具有导向作用，使得连接件4沿导向部的引导方向移动，该引导方向与连接侧卡合部1的移动方向一致，有效避免了连接侧卡合部1在滑移的过程中产生偏移错位现象，大大提高了电池箱连接装置10的稳定性。
71.主动轮221和从动轮222安装在框体3上，框体3具有向外延伸且与同步带223的旋转方向相平行的两个侧壁板31，该两个侧壁板31上分别设有一个滑槽32，每个扣环分别通过贯穿两个滑槽32的连接件4固定在朝向电池箱的侧壁板31外部。两个滑槽32具有导向作用，连接件4将穿过两个滑槽32并在滑槽32内移动，进一步加强了对连接侧卡合部1的导向作用，实现连接侧卡合部1与电池侧卡合部之间的连接和分离更加稳定。
72.在本实施例中，连接件4的数量为两个，两个连接件4分别连接于同步带223的两侧，两个连接件4的端部分别连接于两个连接侧卡合部1上。为了加强连接件4在滑槽32上滑移的稳定性，连接件4上具有用于与同步带223相连接的连接部，连接件4上还可以具有至少一个限位部，限位部抵靠于侧壁板31的侧面。通过连接部和限位部能够对连接件4起到限制作用，保证了连接件4只能沿滑槽32的延伸方向移动，有效避免了连接件4产生偏移错位现象，进一步加强了电池箱连接装置10的稳定性。
73.框体3上还设有两个第一传感器，两个第一传感器分别位于扣环与挂钩相卡合或相分离时的任意一个连接件4的对应位置处，以用于检测两个扣环的状态信息。通过第一传感器能够检测出扣环与相对应的挂钩的连接或者分离状态，从而有效检测出电池箱连接装置10与电池箱是否固定连接，避免发生误操作以及电池箱脱离现象，大大提高了换电设备的稳定性。
74.换电设备还包括朝向位于电动汽车或电池仓内的电池箱伸出的双伸出机构200，双伸出机构200上设置有导轨30，在双伸出机构200朝向电动汽车或电池仓伸出后，推拉装置100进一步沿导轨30滑移至靠近电池箱的前端，便于电池箱连接装置10对电池箱进行卡合连接。
75.推拉装置100还包括用于驱动推拉电池箱连接装置10和推拉电池箱的第二驱动机构20。第一驱动机构2在驱动连接侧卡合部1的移动并与电池侧卡合部相连接，之后通过第一传感器来用于检测连接侧卡合部1与电池侧卡合部是否固定连接，第一传感器在检测确定电池箱连接装置10与电池箱固定连接，第一传感器将会发出固定连接信号至换电设备，换电设备控制启动第二驱动机构20，通过第二驱动机构20将电池箱连接装置10和电池箱拖拉至双伸出机构200上。反之则通过第二驱动机构20将电池箱连接装置10和电池箱抵推至脱离双伸出机构200上，整体结构简单，使用方便。
76.推拉装置100的底部具有滑动槽，推拉装置100通过滑动槽在设置于换电设备上的导轨30上滑移。导轨30具有导向作用，通过滑动槽在导轨30上滑移，有效避免了推拉装置100在滑移的过程中产生偏移错位现象，大大提高了换电设备的稳定性。
77.推拉装置100在将电池箱推送至电动汽车或电池仓内时，第二驱动机构20将驱动推拉装置100向前移动，从而将电池箱推出并脱离换电设备。框体3朝向电池箱的侧壁板的外壁面上具有至少一个抵靠部(图中未示出)，抵靠部用于与电池侧卡合部相抵接从而抵推电池箱。抵靠部紧邻扣环设置，用于与电池箱上的电池侧卡合部相抵接，从而在推拉装置100移动时抵推电池箱同步移动。优选地，抵靠部与电池侧卡合部一一对应，且抵靠部抵靠于电池箱上的电池侧卡合部。在电池箱中，设置电池侧卡合部的相关区域相对强度较高；通过连接侧卡合部1与电池侧卡合部相连接实现电池箱的固定连接，再通过抵靠部与电池侧卡合部相抵接实现推送，稳定性高，避免电池侧卡合部因抵推力过大而损坏。
78.双伸出机构200在取出电动汽车或电池仓内的电池箱时，双伸出机构200的底部通过滑移将会向前伸出，推拉装置100设置在双伸出机构200的顶部，双伸出机构200在向前伸出并会带动推拉装置100一同向前伸出，然后，推拉装置100通过导轨30将会在双伸出机构200上滑移，使得推拉装置100能够滑移到双伸出机构200的前端部。通过双伸出机构200使得电池箱连接装置10沿靠近电池箱的方向移动并更加靠近电池箱，便于连接侧卡合部1与电池侧卡合部相连接，提高了换电设备在取放电池箱的稳定性。
79.换电设备还包括两个第二传感器300，两个第二传感器300位于双伸出机构200的前端，两个第二传感器300均用于测量自身与电池箱之间的距离。对于侧面换电方式的电动车(即从电动车侧面进行电池取放)，在换电过程中，通过两个第二传感器300来测量自身与电池箱之间的距离，也就是检测出双伸出机构200的前端的两个测量位置与电池箱之间距离。当两个第二传感器300与电池箱之间的距离一致时，此时双伸出机构200中取放电池箱的一侧与电池箱之间平行，第二传感器300将发出信号至换电设备，换电设备将用于驱动双伸出机构200向前伸出并取放电池箱，实现精确定位取放电池箱，从而大大提高了换电设备取放电池箱的稳定性。
80.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。