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技术领域

本发明涉及乘用电动车设备领域，具体而言，涉及一种乘用电动车电池的换装设备及应 用其换装电池的方法。

背景技术

目前，乘用电动车的电池均安装在汽车底盘下方，并且电池相对于汽车的沿其前进方向 的中心轴线相对称。针对乘用电动车的底盘中的电池进行换装，工作人员无法从车厢中对电 池进行换装操作，只能从乘用电动车底盘下方进行操作，这使得对乘用电动进行更换电池的 过程需要将汽车托起，然后人工地在底盘下方对电池进行拆装。这样，工作人员在对电池进 行拆装的过程中，势必对工作人员的工作安全造成威胁，并导致拆装电池的换装效率下降。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种乘用电动车电池的换装设备及应用其换装电池的方法， 以解决现有技术中针对乘用电动车的底盘中的电池进行换装工作威胁工作人员的工作安全， 并导致拆装电池的换装效率低的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种乘用电动车电池的换装设备， 包括：支座；定位结构，定位结构包括第一定位结构和第二定位结构，第一定位结构用于支 撑乘用电动车，并在乘用电动车的前进方向上定位乘用电动车，第二定位结构安装在支座上； 电池换装部，电池换装部安装在支座上，且电池换装部与第二定位结构随动连接，第二定位 结构控制电池换装部沿垂直前进方向的方向调节其与电池之间的相对位置，电池换装部的部 分在竖直方向上拆装电池。

进一步地，电池换装部包括：第一驱动机构，第一驱动机构可移动地安装在支座上，且 第一驱动机构与第二定位结构随动连接；升降结构，升降结构与第一驱动机构驱动连接，第 一驱动机构用于驱动升降结构上升或下降。

进一步地，换装设备还包括：车身定位传感器，车身定位传感器固定安装在升降结构的 侧边上，车身定位传感器用于确定电池换装部与乘用电动车的车身之间的相对位置。

进一步地，换装设备还包括：电池定位传感器，电池定位传感器固定安装在升降结构的 顶部，电池定位传感器用于检测升降结构的顶部与电池之间的相对距离。

进一步地，第一定位结构为设置在地面上的与乘用电动车的车轮一一对应的V型车轮定 位区域。

进一步地，第二定位结构包括：第二驱动机构，第二驱动机构可移动地安装在支座上； 多个伸缩杆，多个伸缩杆的第一端与电池换装部固定连接，多个伸缩杆与第二驱动机构固定 连接，且第二驱动机构与多个伸缩杆驱动连接，以控制多个伸缩杆进行伸缩调节；定位头， 定位头安装在伸缩杆的第二端上，定位头用于与乘用电动车的车轮接触以对电池换装部相对 于电池进行定位。

进一步地，多个伸缩杆数量为两两组合的四个，且四个伸缩杆与乘用电动车的车轮一一 对应。

根据本发明的另一方面，提供了一种换装电池的方法，该换装电池的方法采用前述的乘 用电动车电池的换装设备进行换装电池，换装电池的方法包括以下步骤：

步骤S10：将乘用电动车停车并定位在换装设备的第一定位结构上；

步骤S20：操作换装设备的第二定位结构调节换装设备的电池换装部与电池之间的相对位 置；

步骤S30：在竖直方向上，操作电池换装部靠近并接触电池，然后将电池顶起并进行拆装。

进一步地，在步骤S20的过程中，根据换装设备的车身定位传感器确定电池换装部与电 池之间的相对位置。

进一步地，在步骤S30的过程中，通过换装设备的电池定位传感器控制电池换装部的升 降结构不与电池发生碰撞。

应用本发明的技术方案，在对乘用电动车进行能够底盘换装电池操作时，换装设备通过 支座进行支撑，然后通过第一定位结构将乘用电动车停住定位，再通过第二定位结构对电池 换装部与电池之间的相对位置进行调节，使得电池换装部对准电池，并通过电池换装部对电 池进行拆卸、安装。应用本发明的乘用电动车电池的换装设备，使得在换装电池时工作人员 不必再进入电动车的车底，保证了工作人员的安全，并通过换装设备的机械操作提高了换装 效率。

附图说明

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

图1示出了根据本发明的乘用电动车电池的换装设备的实施例的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

100、支座；200、车轮；

10、定位结构；11、第一定位结构；

20、电池换装部；30、车身定位传感器；

40、电池定位传感器；12、定位头。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。 下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1所示，本发明的实施例提供了一种乘用电动车电池的换装设备，该换装设备包括 支座100、定位结构10和电池换装部20，其中，定位结构10包括第一定位结构11和第二定 位结构，第一定位结构11用于支撑乘用电动车，并在乘用电动车的前进方向上定位乘用电动 车，第二定位结构安装在支座100上，电池换装部20安装在支座100上，且电池换装部20 与第二定位结构随动连接，第二定位结构控制电池换装部20沿垂直前进方向的方向调节其与 电池之间的相对位置，电池换装部20的部分在竖直方向上拆装电池。

通过支座100进行支撑，然后通过第一定位结构11将乘用电动车停住定位，再通过第二 定位结构对电池换装部20与电池之间的相对位置进行调节，使得电池换装部20对准电池， 并通过电池换装部20对电池进行拆卸、安装。应用本发明的乘用电动车电池的换装设备，使 得在换装电池时工作人员不必再进入电动车的车底，保证了工作人员的安全，并通过换装设 备的机械操作提高了换装效率。

在本实施例中，电池换装部20包括第一驱动机构和升降结构，第一驱动机构可移动地安 装在支座100上，且第一驱动机构与第二定位结构随动连接，升降结构与第一驱动机构驱动 连接，第一驱动机构用于驱动升降结构上升或下降。在利用电池换装部20对电池进行拆卸时， 在将电池换装部20和电池之间的相对位置调节正确之后，即将升降结构与电池之间的相对位 置调节正确之后，通过启动第一驱动机构向升降结构输入动力，使得升降结构在竖直方向上 向上上升，直至将电池顶起预定的高度，然后工作人员对电池与车辆底盘之间的锁止结构进 行解锁，使得电池能够顺利从底盘中被拆卸下来。

在升降结构上升的过程中，为了防止升降结构的顶部在上升的过程与电池发生碰撞而损 坏电池，因此，换装设备还包括电池定位传感器40，该电池定位传感器40固定安装在升降结 构的顶部，电池定位传感器40用于检测升降结构的顶部与电池之间的相对距离。通过电池定 位传感器40对升降结构的顶部与电池之间的距离进行监控，能够时时地监控升降结构的顶部 与电池之间的距离，在升降结构的顶部越来越靠近电池时(在升降结构的顶部距离电池5mm 时，电池定位传感器40开始工作)，通过控制第一驱动机构向升降结构输入的动力，从而控 制升降机构放慢上升速度而缓慢地接近电池，直至升降结构的顶部与电池平顺地进行接触。

在利用电池换装部20对电池进行拆装之前，必须要使乘用电动车停放定位在正确的位置 上，这样才能实现快速地对电池进行换装。因此，工作人员首先驾驶乘用电动车停放在第一 定位结构11上，在本实施例中，优选地第一定位结构11为设置在地面上的与乘用电动车的车 轮200一一对应的V型车轮定位区域。当乘用电动车驶入该V型车轮定位区域之后，在行驶 方向上，乘用电动车则被定位而无法在向前或向后行驶，工作人员回正乘用电动车的方向盘。 然后，工作人员启动第二定位结构，通过第二定位结构对电池换装部20和电池之间的位置进 行调节，以使电池换装部20的升降结构与电池对准。在本实施例中，第二定位结构包括第二 驱动机构、多个伸缩杆和定位头12，第二驱动机构可移动地安装在支座100上，多个伸缩杆 的第一端与电池换装部20固定连接，多个伸缩杆与第二驱动机构固定连接，且第二驱动机构 与多个伸缩杆驱动连接，以控制多个伸缩杆进行伸缩调节，定位头12安装在伸缩杆的第二端 上，定位头12用于与乘用电动车的车轮200接触以对电池换装部20相对于电池进行定位。 并且，在升降结构的侧边上固定安装有车身定位传感器30，该车身定位传感器30用于确定电 池换装部20与乘用电动车的车身之间的相对位置(此外，车身定位传感器30也能够对升降 结构的顶部和电池之间的距离进行测量，在升降结构和电池之间的距离达到100mm时，车身 定位传感器30对升降结构和电池之间的距离开始测量，以使升降结构能够安全地快速上升而 靠近电池)。在第二驱动机构驱动伸缩杆进行伸缩时，当伸缩杆带动定位头12和车轮200接 触之后，第二驱动机构会被伸缩杆带动而在支座100上移动，并且电池换装部20同时随伸缩 杆的第一端在支座100上移动。在定位头12通过伸缩杆慢慢接近车轮200的过程中，通过车 身定位传感器30时时地监测升降结构与车轮之间的距离(由于电池安装在乘用电动车的底盘 中，电池与车轮200之间的距离是在车辆设计之初就确定的，因此，通过检测升降结构和车 轮200之间的距离等于设计时的电池与车轮200之间的距离，就可以确定升降结构和电池之 间的相对位置已经对准正确)。

优选地，本发明的乘用电动车电池的换装设备的多个伸缩杆数量为两两组合的四个，且 四个伸缩杆与乘用电动车的车轮200一一对应。通过一一对应的四个伸缩杆对电池换装部20 与电池之间的相对位置进行定位，能够使升降结构与电池完全对准，从而避免拆卸电池的错 误操作，提高工作效率。

根据本发明的另一方面，提供了一种换装电池的方法，该换装电池的方法采用前述的乘 用电动车电池的换装设备进行换装电池，换装电池的方法包括以下步骤：

步骤S10：将乘用电动车停车并定位在换装设备的第一定位结构11上，使得乘用电动车 在行驶方向上无法前进或者后退，从而确保乘用电动车在换装电池的过程中始终在第一定位 结构11上保持驻车状态；

步骤S20：操作换装设备的第二定位结构调节换装设备的电池换装部20与电池之间的相 对位置，通过第二定位结构的伸缩杆和定位头带动电池换装部20在支座100上移动位置，从 而调节电池换装部20与电池之间的相对位置以方便拆装工作；

步骤S30：在竖直方向上，操作电池换装部20的升降结构靠近并接触电池，然后利用升 降结构将电池顶起并进行拆装。

在步骤S20的过程中，在垂直车辆行驶方向的方向上，根据换装设备的车身定位传感器 30确定电池换装部20与电池之间的相对位置(在行驶方向上，工作人员能够根据电池所在的 位置放置好乘用电动车电池的换装设备，使得换装设备在该方向上与电池位置对应)。

在步骤S30的过程中，通过换装设备的电池定位传感器40控制电池换装部20的升降结 构不与电池发生碰撞(当升降结构上升到距离电池5mm时，电池定位传感器40开始工作， 并根据检测到的升降结构顶部和电池之间的距离控制第一驱动机构向升降结构输入的动力而 使升降结构缓缓接近电池，然后升降结构和电池接触，升降结构再继续缓缓上升，从而将电 池举升10mm，此时升降结构托举电池并停止上升，工作人员对电池与底盘之间的锁止结构进 行解锁，然后将电池拆卸下来)，确保了电池在换装过程中的完整。

在对电池进行安装的过程中，应用本发明的换装设备以免去电池的初始定位的过程。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

与现有技术相比，本发明的换装设备的优点在于通过第一定位结构、第二定位结构、车 身定位传感器以及电池定位传感器的多重定位，极大地提高了定位的精度，提高了快换电池 的效率和安全性。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员 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则之内，所作的任何修改、等 同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。