一种集成化换电托盘的制作方法

1.本发明属于汽车技术领域，具体的说是一种集成化换电托盘。


背景技术：

2.由于受充电时间和地点的限制，目前很多新能源电动汽车逐步采用快换式(即快速更换电池的模式)进行能源补给。电动汽车上换下的亏电电池需要在换电站或储能站内进行充电，在进行充电时，需将电池包放置在站内的充电仓组件的充电仓位内，充电仓位内设置有充电机，通过充电机给电池进行充电。我国北方地区冬季世界气候寒冷，昼夜温差很大，室外气温易将至零度以下。雨雪天气时车辆在道路上行驶的过程中，会导致车辆底盘部位结冰。
3.对于使用快换电池包的新能源车辆，结冰会导致车辆在换电站换电过程中无法正常从快换框架中取出，导致换电效率大幅度降低，进而影响整个换电站的工作效率。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种集成化换电托盘，能够满足快换电池包车辆冬季站内换电需求，提高换电工作效率，解决了现有换电站存在的上述问题。
5.本发明技术方案结合附图说明如下：
6.一种集成化换电设备，包括除冰装置1、固定支撑装置2和换电移动装置3；所述除冰装置1固定在固定支撑装置2上；所述固定支撑装置2的下端固定在换电移动装置3上；所述除冰装置1用于对电池包进行除冰；所述固定支撑装置用于对电池包进行托举；所述换电移动装置3用于对固定支撑装置2进行x、y、z三个方向的移动。
7.进一步的，所述除冰装置1包括暖风结构12、加热底板14、底壳和集液管36所述暖风结构12固定在加热底板14上；所述加热底板14与固定支撑装置2固定连接；所述加热底板14的下方设置有底壳；所述底壳与集液管36连接；
8.进一步的，所述暖风结构12包括加热片、加热框架13和风扇；所述加热片间隔设置在加热框架13中，相邻的两个加热片之间形成风道；所述风扇设置在加热框架13的下方；所述风扇固定在加热底板14上。
9.进一步的，所述加热底板14上设置有格栅孔，且每个格栅孔向中间呈凹陷状态；融化后的液体通过加热底板14的格栅孔流入到底壳当中收集。
10.进一步的，所述加热框架13上设置有检测电池包冰块是否已经被去除的温度传感器和保证除冰装置移动到正确工作位置的位置传感器11。
11.进一步的，所述固定支撑装置2包括固定框架21和解锁部件；所述解锁部件固定在固定框架21上；所述加热底板14与固定框架21固定连接；所述固定框架21与电池包的框架匹配，用于托举电池包；所述解锁部件用于对电池包上的锁止装置进行解锁。
12.进一步的，所述换电移动装置3包括移动驱动装置和举升装置；所述移动驱动装置包括第一线性导轨32、驱动电机35、第一滑块、溜板31、第二线性导轨38、连接块、第二滑块
和支撑主体22；
13.所述第一线性导轨32固定在溜板31上；所述第一螺母座固定在固定框架21上；所述驱动电机35驱动第一滑块在第一线性导轨32上移动，从而带动固定框架21在x方向上移动；
14.所述第二螺母座固定在支撑主体22的下端；所述第二线性导轨38固定在水平地面上；所述驱动电机35驱动连接块移动，使第二滑块在第二线性导轨38上移动，从而带动框架主体22在y方向移动；
15.所述举升装置包括剪叉式升降机34、滚珠丝杠电机37和升降板33；所述剪叉式升降机34的下端、滚珠丝杠电机37固定在支撑主体22上；所述剪叉式升降机34的上端固定在升降板33的下端；所述滚珠丝杠电机37驱动剪叉式升降机34升降，从而带动升降板33在z方向移动；所述溜板31和升降板33之间通过油压缓冲器39连接。
16.进一步的，所述第二线性导轨38上设置有保证导轨导向精度和重复定位精度的光栅尺和编码器。
17.本发明的有益效果为：
18.本发明通过加热的方式对结冰的电池包进行除冰，能够确保电池包在换电站内正常解锁，并且与凸轮切割冰的除冰方式相比，能更有效地保护电池包；并且本发明将暖风结构与换电站的支撑平台集成在一起，可以在不增加占地面积的前提下实现换电站的站内除冰。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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他相关的附图。
20.图1为本发明的整体结构示意图；
21.图2为本发明中除冰装置的部分结构示意图；
22.图3为本发明部分结构的主视示意图。
23.图中：
24.1、除冰装置；
25.11、位置传感器；12、暖风结构；13、加热框架；14、加热底板；
26.2、固定支撑装置；
27.21、固定框架；22、支撑主体；
28.3、换电移动装置；
29.31、溜板；32、第一线性导轨；33、升降板；34、剪叉式升降机；35、驱动电机；36、集液管；37、滚珠丝杠电机；38、第二线性导轨；39、油压缓冲器。
具体实施方式
30.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便
于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
31.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之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
32.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
33.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
34.参阅图1-图3，一种集成化换电设备，包括除冰装置1、固定支撑装置2和换电移动装置3；所述除冰装置1固定在固定支撑装置2上；所述固定支撑装置2的下端固定在换电移动装置3上。
35.所述除冰装置1用于融化底盘部位冰雪；
36.所述除冰装置1包括暖风结构12、加热底板14、底壳和集液管36所述暖风结构12固定在加热底板14上；所述暖风结构12的上方和下方均开放设置；所述暖风结构12包括加热片、加热框架13和风扇；所述加热片间隔设置在加热框架13中，相邻的两个加热片之间形成风道；所述风扇设置在加热框架13的下方；所述风扇固定在加热底板14上；所述加热底板14与固定支撑装置2固定连接；气流经过风扇之后进入加热片之间的热风道，经过加热之后，从加热部件13上部排除，用来融化冰雪。
37.所述加热底板14上设置有格栅孔，且每个格栅孔向中间呈凹陷状态；融化后的液体通过加热底板14的格栅孔流入到底壳当中收集。所述加热底板14的下方设置有底壳；所述底壳与集液管36连接，能够实现融化冰水自动流出，从而实现连续换电操作，提升换电站工作效率。
38.所述加热框架13上设置有温度传感器和位置传感器11；所述位置传感器11能够使除冰装置1能够移动到正确工作位置；所述温度传感器，在除冰装置1处于工作状态时，能够检测底盘位置的冰块是否已经被去除，在除冰装置1工作区域内的冰块去除后，除冰装置向待除冰区域移动。
39.所述固定支撑装置用于对电池包进行托举；
40.所述固定支撑装置2包括固定框架21和解锁部件；所述解锁部件固定在固定框架21上；所述加热底板14与固定框架21固定连接；所述固定框架21与电池包的框架匹配，用于托举电池包；所述解锁部件用于对电池包上的锁止装置进行解锁。
41.所述固定支撑装置2在托举电池包时，为正确满足换电要求，固定框架21与电池包框架轮廓应满足一一对应要求。当除冰装置1停止工作时，固定支撑装置2可将电池包从固定框架21中托举出来，从而使电池包换电过程顺利进行。
42.所述换电移动装置3用于对固定支撑装置2进行x、y、z三个方向的移动，能够完成对车辆的动力电池进行更换。
43.所述换电移动装置3包括移动驱动装置和举升装置；所述移动驱动装置用于驱动换电移动装置在线性导轨上往复运动；所述举升装置用于安装支撑装置，举升装置能够完成支撑装置的整体举升工作。所述换电移动装置3具有沿车辆前进方向(x向)，垂直于车辆前进方向(y向)的两个水平方向自由度和竖直方向(z向)的一个自由度。
44.所述移动驱动装置包括第一线性导轨32、驱动电机35、第一滑块、溜板31、第二线性导轨38、连接块、第二滑块和支撑主体22；
45.所述第一线性导轨32固定在溜板31上；所述第一螺母座固定在固定框架21上；所述驱动电机35驱动第一滑块在第一线性导轨32上移动，从而带动固定框架21在x方向上移动；
46.所述第二螺母座固定在支撑主体22的下端；所述第二线性导轨38固定在水平地面上；所述驱动电机35驱动连接块移动，使第二滑块在第二线性导轨38上移动，从而带动支撑主体22在y方向移动；所述第二线性导轨38上设置有保证导轨导向精度和重复定位精度的光栅尺和编码器，保证换电工作高效工作。
47.所述举升装置包括剪叉式升降机34、滚珠丝杠电机37和升降板33；所述剪叉式升降机34的下端、滚珠丝杠电机37固定在支撑主体22上；所述剪叉式升降机34的上端固定在升降板33的下端；所述滚珠丝杠电机37驱动剪叉式升降机34升降，从而带动升降板33在z方向移动；所述溜板31和升降板33之间通过油压缓冲器39连接，起到缓冲作用。
48.所述换电移动装置3还包括位置传感器，该实施例利用位置传感器测量电池包的具体位置信息，通过控制系统进行反馈，校准解锁装置与电池包锁止装置位置能够正确相互对应，若位置对应正确，则控制解锁装置解锁电池包与主体框架21之间的锁止块，完成动力电池包顺利脱离换电车辆。
49.所述电机控制装置35安装在支撑主体22上，用来对整个装置的电机进行控制工作，满足动力电池包换电工作的正常进行。
50.本发明的工作过程是：待换电车辆驶入换电站后进入换电支撑平台上方，由换电站的停车限位机构和车辆导向机构对车辆的前后轮进行方向上的限位，判断车辆是否正确进入动力电池更换工位。正确进入动力电池更换工位，首先进入除冰步骤。控制设备控制换电移动装置移动带动暖风装置对电池包进行除冰操作。在该除冰区域预设时间内完成除冰操作后，通过传感器检测冰块是否完全去除。若已经完全去除，驱动电机通过导轨带动除冰装置移动到待除冰区域进行除冰操作。重复上述过程。待底盘冰块去除后，执行换电操作。
51.位置检测装置首先判断解锁装置是否与电池锁止装置一一对应。确认对应后解锁锁止机构，实现动力电池包下落，由固定支撑装置实现托举工作。进而由换电移动装置实现电池包的换电操作。
52.注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、
重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

技术特征：
1.一种集成化换电设备，其特征在于，包括除冰装置(1)、固定支撑装置(2)和换电移动装置(3)；所述除冰装置(1)固定在固定支撑装置(2)上；所述固定支撑装置(2)的下端固定在换电移动装置(3)上；所述除冰装置(1)用于对电池包进行除冰；所述固定支撑装置用于对电池包进行托举；所述换电移动装置(3)用于对固定支撑装置(2)进行x、y、z三个方向的移动。2.根据权利要求1所述的一种集成化换电设备，其特征在于，所述除冰装置(1)包括暖风结构(12)、加热底板(14)、底壳和集液管(36)所述暖风结构(12)固定在加热底板(14)上；所述加热底板(14)与固定支撑装置(2)固定连接；所述加热底板(14)的下方设置有底壳；所述底壳与集液管(36)连接。3.根据权利要求2所述的一种集成化换电设备，其特征在于，所述暖风结构(12)包括加热片、加热框架(13)和风扇；所述加热片间隔设置在加热框架(13)中，相邻的两个加热片之间形成风道；所述风扇设置在加热框架(13)的下方；所述风扇固定在加热底板(14)上。4.根据权利要求2所述的一种集成化换电设备，其特征在于，所述加热底板(14)上设置有格栅孔，且每个格栅孔向中间呈凹陷状态；融化后的液体通过加热底板(14)的格栅孔流入到底壳当中收集。5.根据权利要求2所述的一种集成化换电设备，其特征在于，所述加热框架(13)上设置有检测电池包冰块是否已经被去除的温度传感器和保证除冰装置移动到正确工作位置的位置传感器(11)。6.根据权利要求1所述的一种集成化换电设备，其特征在于，所述固定支撑装置(2)包括固定框架(21)和解锁部件；所述解锁部件固定在固定框架(21)上；所述加热底板(14)与固定框架(21)固定连接；所述固定框架(21)与电池包的框架匹配，用于托举电池包；所述解锁部件用于对电池包上的锁止装置进行解锁。7.根据权利要求6所述的一种集成化换电设备，其特征在于，所述换电移动装置(3)包括移动驱动装置和举升装置；所述移动驱动装置包括第一线性导轨(32)、驱动电机(35)、第一滑块、溜板(31)、第二线性导轨(38)、连接块、第二滑块和支撑主体(22)；所述第一线性导轨(32)固定在溜板(31)上；所述第一螺母座固定在固定框架(21)上；所述驱动电机(35)驱动第一滑块在第一线性导轨(32)上移动，从而带动固定框架(21)在x方向上移动；所述第二螺母座固定在支撑主体(22)的下端；所述第二线性导轨(38)固定在水平地面上；所述驱动电机(35)驱动连接块移动，使第二滑块在第二线性导轨(38)上移动，从而带动支撑主体(22)在y方向移动；所述举升装置包括剪叉式升降机(34)、滚珠丝杠电机(37)和升降板(33)；所述剪叉式升降机(34)的下端、滚珠丝杠电机(37)固定在支撑主体(22)上；所述剪叉式升降机(34)的上端固定在升降板(33)的下端；所述滚珠丝杠电机(37)驱动剪叉式升降机(34)升降，从而带动升降板(33)在z方向移动；所述溜板(31)和升降板(33)之间通过油压缓冲器(39)连接。8.根据权利要求7所述的一种集成化换电设备，其特征在于，所述第二线性导轨(38)上设置有保证导轨导向精度和重复定位精度的光栅尺和编码器。

技术总结
本发明属于汽车技术领域，具体的说是一种集成化换电托盘。包括除冰装置、固定支撑装置和换电移动装置；所述除冰装置固定在固定支撑装置上；所述固定支撑装置的下端固定在换电移动装置上；所述除冰装置用于对电池包进行除冰；所述固定支撑装置用于对电池包进行托举；所述换电移动装置用于对固定支撑装置进行X、Y、Z三个方向的移动。本发明通过加热的方式对结冰的电池包进行除冰，能够确保电池包在换电站内正常解锁，并且与凸轮切割冰的除冰方式相比，能更有效地保护电池包；并且本发明将暖风结构与换电站的支撑平台集成在一起，可以在不增加占地面积的前提下实现换电站的站内除冰。增加占地面积的前提下实现换电站的站内除冰。增加占地面积的前提下实现换电站的站内除冰。


技术研发人员：何鲸宏
受保护的技术使用者：一汽奔腾轿车有限公司
技术研发日：2023.03.28
技术公布日：2023/7/21