大客车舱门自动开关装置的设计

韩营营 张培明

（潍坊科技学院，山东 寿光262700）

1 概述

随着新能源纯电动客车的日益发展，此类新能源纯电动大客车的动力电池箱安装形式分为二大类：第一类是固定形式的动力电池箱，安装在车身两侧布置的舱体内，手动打开舱门进行日常检查与维护。第二类是快换形式的动力电池箱，安装在车身两侧布置的舱体内，当整车的动力电池需要充电时，即进入相应配套设置的快换充电站内，进入指定位置后手动打开舱门，机器人将已充满电的动力电池箱对整车进行动力电池箱的更换，换电池的时间一般为10 分钟内完成。

2 手动打开舱门存在的问题

目前国内最先进的纯电动快换充电站，在站内除了需要配备现场工作人员手动打开快换纯电动公交大客车的动力电池舱门后给予开始机器人快换的操作，以及快换完成后需要现场工作人员手动关闭动力电池舱门外，整个纯电动公交大客车动力电池快换过程均可以由后台的指令与监控进行，现场可以无人状态下实施完成。也就是要在快换充电站现场每台快换机器人至少需要配备一名现场工作人员，如果快换纯电动公交大客车的动力电池舱门安装了自动开关舱门的装置，就可以使快换纯电动大客车在快换现场无操作人员的状态下可以实现全自动化的动力电池更换的操作。

由于受到快换纯电动公交大客车的整体空间布局的局限，以及动力电池舱内安装了快换动力电池箱与托架及高低压缆线和插拔机构等，所剩空间是无法安装常规的大客车电动舱门装置，而常规应用的大客车自动舱门的装置需要占用舱内多处空间，快换纯电动公交大客车舱内更是没有常规应用的大客车自动舱门的装置的空间可以布置。

3 舱门自动开关装置的结构设计

3.1 设计内容

为实现所述目的的大客车舱门自动开关装置，其特点是，包括直线运动驱动装置、推拉转臂以及控制推拉直线运动驱动装置伸缩的控制部件，在大客车动力电池舱内的一个侧面分别设置有驱动安装点以及转臂安装点，在舱门内表面的一侧设置牵引滑槽，推拉转臂为弯曲形状，该弯曲形状的第一端可转动地安装在驱动安装点，该弯曲形状的第二端与所述牵引滑槽连接能在所述牵引滑槽中滑动，直线运动驱动装置可摆动地安装在驱动安装点，直线运动驱动装置的直线运动输出件通过枢轴可枢转地连接该弯曲形状的含该第一端的臂体上，直线运动驱动装置的直线运动输出件的伸出能驱动推拉转臂向外转动，向外转动的推拉转臂能带动大客车动力电池舱的舱门使舱门打开，且直线运动驱动装置的直线运动输出件的缩回能驱动推拉转臂向内转动，向内转动的推拉转臂能带动大客车动力电池舱的舱门使舱门关闭。

大客车舱门自动开关装置，其进一步的特点是，直线运动驱动装置为气缸；控制部件包括设置在大客车的驾驶区域的开关部件以及耦接该开关部件的转换电磁阀，该转换电磁阀设置在该气缸的气路中，开关部件输出的控制信号能使转换电磁阀切换其通道状态以使所述气缸做出伸或缩的动作；驱动安装点设置有气缸支座，气缸安装在所述气缸支座上；转臂安装点设置有转臂支座，推拉转臂安装在所述转臂支座上；牵引滑槽为直线形；弯曲形状为L 形。

通过产生控制信号给直线运动驱动装置就可以将舱门打开或关闭，因此适用于以上所述快换纯电动公交大客车在进入快换充电站内进行纯电动公交大客车快换动力电池时舱门的自动开启和关闭，以便于实现纯电动公交大客车快换充电站的现场在无操作人员的状态下进行全自动化的动力电池箱快速更换的操作。

3.2 舱门自动开关装置的工作原理

下面结合具体实施例作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本结构设计，需要注意的是，图1仅作为示例，其并非是按照等比例的条件绘制的，并且不应该以此作为对本实用新型实际要求的保护范围构成限制。

在图1 中虚线部分的气缸、推拉转臂、舱门为打开状态，实线部分的气缸、推拉转臂、舱门为关闭状态。舱门1 以枢接处5为中心进行转动。

如图1 所示，大客车舱门自动开关装置包括直线运动驱动装置12、推拉转臂4 以及控制推拉直线运动驱动装置12 伸缩的控制部件。直线运动驱动装置12 在图1 中为气缸，在其他实施例中，可以是油缸、电动缸等。推拉转臂4 为L 形，在其他实施例中，推拉转臂4 还可以是其他的弯曲形状，只要能将舱门翻转都可以。

在大客车7 的动力电池舱内的一个侧面分别设置有驱动安装点10 以及转臂安装点8，在舱门1 内表面的一侧设置牵引滑槽2，推拉转臂4 的第一端(图中右端)可转动地安装在驱动安装点8，推拉转臂4 的第二端与牵引滑槽2 连接能在牵引滑槽2中滑动，可以增设一转臂支架来安装推拉转臂4。气缸12 可摆动地安装在驱动安装点10，安装方式是可以设置一气缸支架9，也可以通过气缸12 上自带的安装部位进行安装。气缸12 的直线运动输出件(活塞杆)通过枢轴14 可枢转地连接转臂4 的含其右端的臂体上，如虚线部分所示，气缸12 的直线运动输出件的伸出能驱动推拉转臂4 向上转动，向上转动的推拉转臂4 能带动大客车动力电池舱的舱门1 使舱门1 打开。如实线部分所示，气缸12 的直线运动输出件的缩回能驱动推拉转臂4 向下转动，向下转动的推拉转臂4 能带动大客车动力电池舱的舱门1使舱门1 关闭。

图1

图2

如图2 所示，气缸12 的控制部件包括转换电磁阀120 以及电控开关(开关部件)121，电控开关121 设置在大客车的驾驶区域，电控开关121 耦接转换电磁阀120，转换电磁阀120 设置在气缸12 的气路中，开关部件120 输出的控制信号能使转换电磁阀120 切换其通道状态以使气缸做出伸或缩的动作，如图2 中的放气回路和进气回路所示，进气时气缸12 进行伸出动作，放气时，气缸12 进行缩回动作。除此之外，还设置有应急放气开关123 以及仪表台应急放气开关124，在紧急情况下使用。不用多说，气缸12 的驱动是来自储气筒125 的压缩空气。电控开关121 配置有电源122，但不限于此，电控开关121 是手动开关也没有问题。开关121 不限于设置在驾驶区域，设置在客车的其他部位也是可以的，开关121 可以是通过有限信号控制或无线信号控制。

3.3 工作过程

大客车舱门自动开关装置，其特征在于，包括直线运动驱动装置、推拉转臂以及控制推拉直线运动驱动装置伸缩的控制部件，在大客车动力电池舱内的一个侧面分别设置有驱动安装点以及转臂安装点，在舱门内表面的一侧设置牵引滑槽，推拉转臂为弯曲形状，该弯曲形状的第一端可转动地安装在驱动安装点，该弯曲形状的第二端与所述牵引滑槽连接能在所述牵引滑槽中滑动，直线运动驱动装置可摆动地安装在驱动安装点，直线运动驱动装置的直线运动输出件通过枢轴可枢转地连接该弯曲形状的含该第一端的臂体上，直线运动驱动装置的直线运动输出件的伸出能驱动推拉转臂向外转动，向外转动的推拉转臂能带动大客车动力电池舱的舱门使舱门打开，且直线运动驱动装置的直线运动输出件的缩回能驱动推拉转臂向内转动，向内转动的推拉转臂能带动大客车动力电池舱的舱门使舱门关闭。

结束语

全自动开关装置实现了纯电动公交大客车快换充电站的现场在无操作人员的状态下进行全自动化的动力电池箱快速更换的操作，节省了大量的人力物力，节约了成本，符合当今科学技术日新月异的社会的发展要求。