CN114132215A - 换电站 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种换电站，换电站包括：第一电池仓和第二电池仓，第一电池仓和第二电池仓并排间隔设置；第一换电装置，设置于第一电池仓和第二电池仓之间，并且第一换电装置靠近第一电池仓设置；第二换电装置，设置于第一电池仓和第二电池仓之间，并且第二换电装置靠近第二电池仓设置，第一换电装置和第二换电装置之间设置有停车位；其中，第一换电装置和第二换电装置都包括：第一座体；抓手装置；第一驱动机构，用于驱动抓手装置沿第一轨迹位移；第二驱动机构，用于驱动第一座体回转以及沿第二轨迹位移，第一轨迹与第二轨迹相垂直。本发明提供的换电站，其能够有效缩短车辆的换电时间，提高换电效率。

Description

换电站

技术领域

本发明涉及换电技术领域，尤其涉及一种换电站。

背景技术

随着新能源汽车的不断普及，电动汽车换电环节是电动汽车行业需要解决的重要问题，利用专门的电池更换设备，实现自动换电，是电动汽车充换电站的技术发展方向。

目前，市场上换电站多为行车顶吊式或单工位RGV(Rail Guided Vehicle,有轨制导车辆)换电。充电仓位并排布置在行车的两侧，仓位增加，造成桁车、RGV小车行车行程加长，延长了换电时间。

发明内容

本发明提供一种换电站，其能够有效缩短车辆的换电时间，提高换电效率。

本发明提供的一种换电站，包括：

第一电池仓和第二电池仓，所述第一电池仓和所述第二电池仓并排间隔设置；

第一换电装置，设置于所述第一电池仓和所述第二电池仓之间，并且所述第一换电装置靠近所述第一电池仓设置；

第二换电装置，设置于所述第一电池仓和所述第二电池仓之间，并且所述第二换电装置靠近所述第二电池仓设置，所述第一换电装置和所述第二换电装置之间设置有停车位；

其中，所述第一换电装置和所述第二换电装置都包括：

第一座体；

抓手装置，设置在所述第一座体上，所述抓手装置包括悬臂座、浮动吊架、连接组件、挠性件及卷扬机构，所述悬臂座包括座体部和与所述座体部相连接的悬臂部，所述座体部可沿第一轨迹位移地设置在所述第一座体上，所述浮动吊架与所述悬臂部相对应设置，所述连接组件设置在所述浮动吊架上，所述连接组件用于和电池框相连接，所述挠性件第一端与所述浮动吊架连接，所述卷扬机构设置在所述座体部上，所述卷扬机构与所述挠性件的第二端相连接，所述卷扬机构用于收放所述挠性件，以带动所述浮动吊架靠近或远离所述悬臂部；

第一驱动机构，用于驱动所述抓手装置沿所述第一轨迹位移；

第二驱动机构，用于驱动所述第一座体回转以及沿第二轨迹位移，所述第一轨迹与所述第二轨迹相垂直。

根据本发明提供的换电站，所述第一座体上设置有第一轨道，所述悬臂座的座体部与所述第一轨道相配合，所述第一轨道的延伸方向与所述停车位的出入方向相垂直。

根据本发明提供的换电站，还包括第二轨道和与所述第二轨道相配合的第二座体，所述第一座体设置于所述第二座体上，所述第二轨道的延伸方向与所述停车位的出入方向相平行，所述第二驱动机构包括回转机构和直线驱动机构，所述回转机构设置在所述第一座体和所述第二座体之间，所述回转机构用于驱动所述第一座体回转运动，所述直线驱动机构用于驱动所述第二座体沿所述第二轨道位移。

根据本发明提供的换电站，所述第一座体的底部设置有万向轮，所述第二驱动机构通过驱动所述万向轮，驱动所述第一座体回转以及沿所述第二轨迹位移。

根据本发明提供的换电站，所述卷扬机构包括：

卷筒，可转动地设置在所述座体部上，所述挠性件的第二端与所述卷筒相连接；

导向轮，设置在所述悬臂座上，所述挠性件绕过所述导向轮；

第一驱动装置，与所述卷筒传动连接。

根据本发明提供的换电站，所述座体部为钢结构框架，所述卷筒和所述第一驱动装置都设置在所述钢结构框架内。

根据本发明提供的换电站，还包括定位销，所述定位销设置在所述悬臂部和所述浮动吊架其中一者上，所述悬臂部和所述浮动吊架中的另一者设置有供所述定位销伸入的定位孔。

根据本发明提供的换电站，所述定位销和所述定位孔二者中的至少一者，相靠近的一端设置为锥形结构。

根据本发明提供的换电站，所述浮动吊架与所述悬臂部相背的一侧设置有导向块，所述导向块与电池框相接触的面设置为导向斜面。

根据本发明提供的换电站，所述连接组件包括：

锁舌，可伸缩地设置于所述浮动吊架上；

第二驱动装置，与所述锁舌通过传动件相连接，用于带动所述锁舌伸缩。

根据本发明提供的换电站，所述锁舌的数量设置为多个，多个所述锁舌沿所述浮动吊架的四周方向分布。

本发明提供的换电站，在车辆进入换电的停车位之前，就可通过第一换电装置从第一电池仓先抓取满电电池，准备换电。当车辆进入换电停车位之后，第二换电装置迅速从车辆上取出待更换电池，最后将第一换电装置所抓取的满电电池置入车辆的电池安装位，完成车辆的换电。

如此设置，相对于现有技术中需要先从车辆取出待更换电池，再从电池仓取出满电电池，然后再将满电电池置入车辆的方式，本发明提供的换电方法，可在车辆进入换电站前先抓取满电电池进行等待，取出亏电电池后可快速地将满电电池置入电池安装位，有效地减少了换电的时间，提高了换电的效率。

而且，本发明提供的抓手装置，在进行抓取电池时，抓取过程如下所述：首先，卷扬机构逐渐放出挠性件，浮动吊架在重力作用下逐渐向下位移至电池的电池框顶部；而后，通过连接组件将电池框连接在浮动吊架上；然后，通过卷扬机构逐渐收卷挠性件，将电池提起。

如此设置，本发明提供的抓手装置在与电池接触过程中处于浮动状态，避免了抓手装置与电池发生刚性碰撞的问题。

而且，本发明提供的抓手装置通过卷扬机构即可实现浮动吊架的升降驱动，相较于通过升降整个抓手装置实现浮动吊架的升降驱动，本发明提供的抓手装置，只需较小的动力即可实现浮动吊架的升降驱动。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，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地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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他的附图。

图1是本发明的实施例中提供的抓手装置结构示意图；

图2是本发明的实施例中提供的浮动吊架第一视角结构示意图；

图3是本发明的实施例中提供的浮动吊架第二视角结构示意图；

图4是本发明的实施例中提供的换电站示意图；

图5是本发明的实施例中提供的换电装置示意图；

图6是本发明的实施例中提供的另一种换电装置示意图；

附图标记：

11：座体部； 12：悬臂部； 13：浮动吊架；

14：卷筒； 15：第一驱动装置； 16：导向块；

17：定位销； 18：挠性件； 19：导向轮；

20：软轴； 21：锁舌； 22：锁舌安装座；

23：第二驱动装置； 24：第一电池仓； 25：第二电池仓；

26：第一换电装置； 27：第二换电装置； 28：车辆；

29：第一座体； 30：第一轨道； 31：第二座体；

32：第二轨道； 33：回转机构； 34：万向轮。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合图1至图6描述本发明的实施例中提供的换电站。

请参考图4，本实施例提供的一种换电站，包括：

第一电池仓24和第二电池仓25，第一电池仓24和第二电池仓25并排间隔设置；第一电池仓24和第二电池仓25用于存储电池并且能够为电池充电，第一电池仓24和第二电池仓25布置在换电停车位的两侧；

第一换电装置26，设置于第一电池仓24和第二电池仓25之间，并且第一换电装置26靠近第一电池仓24设置；

第二换电装置27，设置于第一电池仓24和所述第二电池仓25之间，并且第二换电装置27靠近第二电池仓25设置，第一换电装置26和第二换电装置27之间设置有停车位；第一换电装置26和第二换电装置27布置在停车位两侧；

其中，第一换电装置26和第二换电装置27都包括：

第一座体29；在一些实施例中，第一座体29可为板状结构；

抓手装置，设置在第一座体29上，抓手装置用于抓取电池仓或车辆28上的电池；

第一驱动机构，用于驱动抓手装置沿第一轨迹位移；该第一轨迹可垂直于停车位的出入方向；

第二驱动机构，用于驱动第一座体29回转以及沿第二轨迹位移，第一轨迹与第二轨迹相垂直；该第二轨迹平行于停车位的出入方向，并且第二驱动机构驱动第一座体29回转，以使抓手装置能够回转运动，进而可以改变抓手装置的抓取方向。

本实施例提供的换电站，在车辆28进入换电的停车位之前，就可通过第一换电装置26从第一电池仓24先抓取满电电池，准备换电。当车辆28进入换电停车位之后，第二换电装置27迅速从车辆28的第一侧取出待更换电池，最后将第一换电装置26所抓取的满电电池从车辆28的第二侧置入车辆28的电池安装位，完成车辆28的换电。

在进一步的实施例中，第一座体29上设置有第一轨道30，悬臂座的座体部可设置有与第一轨道30相配合的行走轮，第一轨道30的延伸方向与停车位的出入方向相垂直。第一驱动机构用于驱动抓手装置沿第一轨道30方向位移，以使抓手装置向靠近车辆28或电池仓的方向位移。

在一些实施例中，第一驱动机构可以设置为气缸、电缸、直线电机等。

为了实现第一座体29回转以及沿第二轨迹位移，在进一步的实施例中，如图5所示，换电装置还可以包括第二轨道32和与第二轨道32相配合的第二座体31，第一座体29设置于第二座体31上，第二轨道32的延伸方向与停车位的出入方向相平行，第二驱动机构包括回转机构33和直线驱动机构，回转机构33设置在第一座体29和第二座体31之间，回转机构33用于驱动第一座体29回转运动，直线驱动机构用于驱动第二座体31沿第二轨道32位移。

在一些实施例中，上述回转机构33包括与第一座体29的下端面相连接的齿盘，齿盘通过轴承与第二座体31相连接，回转机构33还包括安装在第二座体31上的电机和与电机输出轴相连接的齿轮，齿轮与齿盘相啮合，电机通过齿轮驱动齿盘转动，进而能够带动第一座体29实现回转运动。

在其它实施例中，也可通过其它方式实现第一座体29回转以及沿第二轨迹位移，比如，如图6所示，第一座体29的底部设置有万向轮34，第二驱动机构通过驱动万向轮34，驱动第一座体29回转以及沿第二轨迹位移。

此外，需要说明的是，请参考图1，本发明实施例提供的抓手装置，都包括：

悬臂座，包括座体部11和与座体部11相连接的悬臂部12；在一些实施例中，座体部11可以为通过型材焊接形成的立体框，悬臂部12可以通过连接件或焊接的方式连接在座体部11的顶端，并且悬臂部12一端与座体部11的顶端连接，另一端悬空设置，在一些实施例中，悬臂部12可以为通过型材焊接形成的框体结构或者也可为板状结构；

浮动吊架13，与悬臂部12相对应设置；浮动吊架13可以为通过型材焊接形成的框体结构或者也可为板状结构，浮动吊架13设置在上述悬臂部12的下方位置；

连接组件，设置在浮动吊架13上，连接组件用于和电池框相连接；当连接组件与电池框的连接位置相对应时，连接组件能够与电池框实现连接，进而将电池框连接在浮动吊架13上，当连接组件解除与电池框的连接关系时，电池框与浮动吊架13相脱离；

挠性件18，第一端与浮动吊架13连接，挠性件18将浮动吊架13悬吊在悬臂部12；在一些实施例中，挠性件18可以为钢丝绳、链条、柔性绳等；为了保持浮动吊架13的平衡，挠性件18可以为多根，多根挠性件18与浮动吊架13的连接点可均匀分布，具体地，挠性件18可以为四根，四根挠性件18分别连接在浮动吊架13的四个角位置，以保证各根挠性件18受到的浮动吊架13的拉力分布均匀；

卷扬机构设置在座体部11上，卷扬机构与挠性件18的第二端相连接，卷扬机构用于收放挠性件18，以带动浮动吊架13靠近或远离悬臂部12。当卷扬机构放出挠性件18时，浮动吊架13在重力作用下逐渐向下位移，当卷扬机构卷收挠性件18时，浮动吊架13逐渐向上位移。

本发明实施例中提供的抓手装置，在进行抓取电池时，抓取过程如下所述：首先，卷扬机构逐渐放出挠性件18，浮动吊架13在重力作用下逐渐向下位移至电池的电池框顶部；然后，通过连接组件将电池框连接在浮动吊架13上；而后，通过卷扬机构逐渐收卷挠性件18，将电池提起。

如此设置，本发明实施例提供的抓手装置在与电池接触过程中处于浮动状态，避免了抓手装置与电池发生刚性碰撞的问题。而且，本实施例提供的抓手装置通过卷扬机构即可实现浮动吊架13的升降驱动，相较于通过升降整个抓手装置实现浮动吊架13的升降驱动，本实施例提供的抓手装置，只需较小的动力即可实现浮动吊架13的升降驱动。

在进一步的实施例中，卷扬机构包括：

卷筒14，可转动地设置在座体部11上，挠性件18的第二端与卷筒14相连接；在一些实施例中，座体部11可安装有转轴，卷筒14通过转轴安装在座体的座体部11，当挠性件18为多根时，设置在转轴上的卷筒14可设置为多个，每个卷筒14可用于收卷一根挠性件18，由于多个卷筒14都设置在同一个转轴上，保证了各个卷筒14的同步性，避免了因挠性件18收卷不同步造成浮动吊架13失衡的问题；

导向轮19，设置在悬臂座上，挠性件18绕过导向轮19；在一些实施例中，导向轮19可以为多个，每根挠性件18都通过多个导向轮19连接至浮动吊具上，导向轮19的具体数量和布置位置可根据实际情况具体设定，此处不再赘述；

第一驱动装置15，与卷筒14传动连接；在一些实施例中，第一驱动装置15可以包括电机和减速机，电机通过减速机与卷筒14相连接，通过电机和减速机带动卷筒14实现对挠性件18的收卷，进而带动浮动吊架13的上升或下降。

为了方便设置，在进一步的实施例中，座体部11为钢结构框架，卷筒14和第一驱动装置15都设置在钢结构框架内。如此设置，卷筒14和第一驱动装置15都安装在座体部11的内部，能够使结构更为紧凑，且避免了卷扬机构对外部装置造成干涉。

在进一步实施例中，还包括定位销17和定位孔，定位销17和定位孔分别设置在悬臂部12和浮动吊架13上，比如，在一些实施例中，定位销17可以设置在悬臂部12上，定位孔设置在浮动吊架13上，并且定位销17和定位孔相对应设置。当然，在其它实施例中，定位销17可以设置在浮动吊架13上，而定位孔设置在悬臂部12上。

当浮动吊架13向下位移时，定位销17能够与定位孔相脱离，当浮动吊架13向上位移时，定位销17能够插入定位孔中，在定位销17和定位孔的相互约束作用下，浮动吊架13与悬臂部12相对定位。

如此设置，当电池被浮动吊架13提起后，电池被平移时，在定位销17和定位孔相互约束的作用下，浮动吊架13不会产生相对晃动，进而避免了电池在平移时因晃动造成装置损坏或电池脱落的问题。

为了快速准确地实现定位销与定位孔的定位，在定位销和定位孔二者中的至少一者，相靠近的一端设置为锥形结构。在一些实施例中，定位销的与定位孔相靠近的一端设置为锥形结构，定位孔的与定位销相靠近的一端也设置为锥形结构，如此设置，定位销与定位孔的配合过程中，即使定位销没有完全对准定位孔，定位销的小径端首先接触到定位孔的大径端，在锥形结构的相互导向作用下，定位销也能够平顺地滑入定位孔中，实现定位销与定位孔的相互定位。

在进一步的实施例中，浮动吊架13与悬臂部12相背的一侧设置有导向块16，导向块16与电池框相接触的面设置为导向斜面。在一些实施例中，导向块16可以设置为多个，每个导向块16都凸出于浮动吊架13与悬臂部12相背的一侧，并且每个导向块16与电池框相接触的面都设置为导向斜面。具体地，导向块16可以为楔形结构，楔形结构的下端为较薄的一端，楔形结构的楔面构成了上述导向斜面。

如此设置，当浮动吊架13下降过程中，即使浮动吊架13没有完全与电池的电池框相对正，在导向块16的导向斜面的作用下，也能逐渐摆正浮动吊架13的位置，使浮动吊架13与电池框对正，进而浮动吊架13上的连接组件能够与电池框相连接。

在进一步的实施例中，连接组件包括：

锁舌21，可伸缩地设置于浮动吊架13上；在一些实施例中，浮动吊架13上可以设置有锁舌安装座22，锁舌安装座22开设有安装孔，锁舌21可滑动地设置在安装孔内，并且锁舌21在伸出状态下，锁舌21局部露出于安装孔。

第二驱动装置23，与锁舌21通过传动件相连接，用于带动锁舌21伸缩。

抓取电池的过程中，锁舌21先缩回，以使锁舌21可置入电池的电池框。在锁舌21置入电池的电池框后，锁舌21伸出，与电池框卡接连接，从而使浮动吊架13与电池框连接。如此设置，在第二驱动装置23的驱动作用下，锁舌21能够伸出，进而与电池框实现卡接，当第二驱动装置23驱动锁舌21缩回时，电池框与浮动吊架13相脱离。

为了提高电池框与浮动吊架13的连接稳定性，在一些实施例中，锁舌21的数量设置为多个，多个锁舌21沿所述浮动吊架13的四周方向分布。

如此设置，电池可通过多个锁舌21连接在浮动吊架13上，有效提高了连接稳定性。

在一些实施例中，第二驱动装置23可以为电缸、气缸、直线电机等伸缩驱动装置，连接组件还包括弹簧及软轴20。其中，弹簧的第一端与浮动吊架13相抵，第二端与锁舌21的第一端相抵，以向锁舌21的第二端方向推动锁舌21。软轴20的第一端与锁舌21的第一端连接，第二端与第二驱动装置23相连接。第二驱动装置23通过软轴20驱动锁舌21位移。使用时，第二驱动装置23缩回，能够通过驱动软轴20拉动锁舌21缩回，并且，当第二驱动装置23伸出时，弹簧可以使锁舌21和软轴20进行伸出复位。为了保证锁舌21伸缩的同步性，第二驱动装置23的伸缩端可连接有多个软轴20，多个软轴20分别与多个锁舌21一一对应连接。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (11)

1.一种换电站，其特征在于，包括：

第一电池仓和第二电池仓，所述第一电池仓和所述第二电池仓并排间隔设置；

第一换电装置，设置于所述第一电池仓和所述第二电池仓之间，并且所述第一换电装置靠近所述第一电池仓设置；

第二换电装置，设置于所述第一电池仓和所述第二电池仓之间，并且所述第二换电装置靠近所述第二电池仓设置，所述第一换电装置和所述第二换电装置之间设置有停车位；

其中，所述第一换电装置和所述第二换电装置都包括：

第一座体；

抓手装置，设置在所述第一座体上，所述抓手装置包括悬臂座、浮动吊架、连接组件、挠性件及卷扬机构，所述悬臂座包括座体部和与所述座体部相连接的悬臂部，所述座体部可沿第一轨迹位移地设置在所述第一座体上，所述浮动吊架与所述悬臂部相对应设置，所述连接组件设置在所述浮动吊架上，所述连接组件用于和电池框相连接，所述挠性件第一端与所述浮动吊架连接，所述卷扬机构设置在所述座体部上，所述卷扬机构与所述挠性件的第二端相连接，所述卷扬机构用于收放所述挠性件，以带动所述浮动吊架靠近或远离所述悬臂部；

第一驱动机构，用于驱动所述抓手装置沿所述第一轨迹位移；

第二驱动机构，用于驱动所述第一座体回转以及沿第二轨迹位移，所述第一轨迹与所述第二轨迹相垂直。

2.根据权利要求1所述的换电站，其特征在于，所述第一座体上设置有第一轨道，所述悬臂座的座体部与所述第一轨道相配合，所述第一轨道的延伸方向与所述停车位的出入方向相垂直。

3.根据权利要求1所述的换电站，其特征在于，还包括第二轨道和与所述第二轨道相配合的第二座体，所述第一座体设置于所述第二座体上，所述第二轨道的延伸方向与所述停车位的出入方向相平行，所述第二驱动机构包括回转机构和直线驱动机构，所述回转机构设置在所述第一座体和所述第二座体之间，所述回转机构用于驱动所述第一座体回转运动，所述直线驱动机构用于驱动所述第二座体沿所述第二轨道位移。

4.根据权利要求1所述的换电站，其特征在于，所述第一座体的底部设置有万向轮，所述第二驱动机构通过驱动所述万向轮，驱动所述第一座体回转以及沿所述第二轨迹位移。

5.根据权利要求1所述的换电站，其特征在于，所述卷扬机构包括：

卷筒，可转动地设置在所述座体部上，所述挠性件的第二端与所述卷筒相连接；

导向轮，设置在所述悬臂座上，所述挠性件绕过所述导向轮；

第一驱动装置，与所述卷筒传动连接。

6.根据权利要求5所述的换电站，其特征在于，所述座体部为钢结构框架，所述卷筒和所述第一驱动装置都设置在所述钢结构框架内。

7.根据权利要求1-6所述的换电站，其特征在于，还包括定位销，所述定位销设置在所述悬臂部和所述浮动吊架其中一者上，所述悬臂部和所述浮动吊架中的另一者设置有供所述定位销伸入的定位孔。

8.根据权利要求7所述的换电站，其特征在于，所述定位销和所述定位孔二者中的至少一者，相靠近的一端设置为锥形结构。

9.根据权利要求1所述的换电站，其特征在于，所述浮动吊架与所述悬臂部相背的一侧设置有导向块，所述导向块与电池框相接触的面设置为导向斜面。

10.根据权利要求1所述的换电站，其特征在于，所述连接组件包括：

锁舌，可伸缩地设置于所述浮动吊架上；

第二驱动装置，与所述锁舌通过传动件相连接，用于带动所述锁舌伸缩。

11.根据权利要求10所述的换电装置，其特征在于，所述锁舌的数量设置为多个，多个所述锁舌沿所述浮动吊架的四周方向分布。

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