CN221293094U - 换电装置及换电站 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及换电技术领域，提供一种换电装置及换电站，换电装置包括第一座体、第二座体和至少一组换电机构，第一座体安装至导向机构；第二座体通过第一回转机构安装于所述第一座体；所述换电机构均包括机臂、过渡组件和吊具组件，所述机臂与所述第二座体滑动配合，所述过渡组件通过牵引件安装于所述机臂，所述吊具组件通过第二回转机构安装于所述过渡组件。本实用新型不仅能够快速更换至少一组换电机构的位置，可有效减少换电时间，提高换电效率；而且适应不同工况下的换电需求，方便换电操作，允许车辆停靠存在偏差，能够降低对驾驶员的驾驶要求。

Description

换电装置及换电站

技术领域

本实用新型涉及换电技术领域，尤其涉及一种换电装置及换电站。

背景技术

随着电动车的推广，如何及时有效地为电量不足的电动车提供电能补给已经成为当下的主流问题。为了有效解决上述问题，出现了换电站的概念，换电站采用动力电池更换模式，在车辆在进入换电站后通过换电装置将车辆的动力电池取下，直接用充满电的电池更换能量已经耗尽的电池，在短时间内完成电能补给，是一种非常高效的电能补充方式。

目前，换电站的换电装置采用顶吊的形式，由于电池一般位于车辆的驾驶室后方，电池的长度方向沿车辆的宽度方向布置。当车辆在换电站停靠的位置偏斜时，无法实现有效换电，则需要车辆退出停车位后，重新驶入换电站停靠，换电操作不便。

实用新型内容

本实用新型的第一方面提供一种换电装置，用以解决现有技术中当车辆在换电站停靠的位置偏斜时，无法实现有效换电的缺陷，适应不同工况下的换电需求，方便换电操作，允许车辆停靠存在偏差，对驾驶员的驾驶要求降低。

本实用新型的第二方面提供一种换电站。

本实用新型第一方面提供一种换电装置，包括：

第一座体，安装至导向机构；

第二座体，通过第一回转机构安装于所述第一座体；

至少一组换电机构，所述换电机构包括机臂、过渡组件和吊具组件，所述机臂与所述第二座体滑动配合，所述过渡组件通过牵引件安装于所述机臂，所述吊具组件通过第二回转机构安装于所述过渡组件。

根据本实用新型提供的换电装置，所述第一回转机构包括第一驱动件、第一驱动齿轮和第一回转支撑；

所述第一驱动齿轮安装于所述第一驱动件的输出端，所述第一驱动齿轮设于所述第一座体和所述第二座体中的一者，所述第一回转支撑设于所述第一座体和所述第二座体中的另一者。

根据本实用新型提供的换电装置，所述第二回转机构包括第二驱动件、第二驱动齿轮和第二回转支撑；

所述第二驱动齿轮安装于所述第二驱动件的输出端，所述第二驱动齿轮设于所述过渡组件和所述吊具组件中的一者，所述第二回转支撑设于所述过渡组件和所述吊具组件中的另一者。

根据本实用新型提供的换电装置，所述机臂包括移动臂和悬臂，所述悬臂的一端固定于所述移动臂的顶部，所述悬臂的另一端悬空设置；

所述移动臂安装有卷扬机，所述牵引件由所述卷扬机伸出，所述牵引件绕过所述悬臂与所述过渡组件连接。

根据本实用新型提供的换电装置，所述悬臂包括相对设置在所述移动臂上的第一臂架和第二臂架，所述第一臂架和所述第二臂架之间设有换向轮和定滑轮，所述换向轮和所述定滑轮的位置相对应，所述牵引件依次绕设于所述换向轮和所述定滑轮，并与所述过渡组件连接。

根据本实用新型提供的换电装置，所述过渡组件包括承载本体，所述承载本体上设有与所述定滑轮的数量和位置均相对应的动滑轮，所述牵引件绕设于所述动滑轮。

根据本实用新型提供的换电装置，所述承载本体和所述悬臂中的一者设有定位件，所述承载本体和所述悬臂中的另一者设有与所述定位件相配合进行定位的定位孔。

根据本实用新型提供的换电装置，所述定位件和所述定位孔中的一者与另一者相靠近的位置设为锥形结构。

根据本实用新型提供的换电装置，所述吊具组件包括吊具本体和至少两组夹持组件，每组所述夹持组件设于所述吊具本体，所述夹持组件用于抓取电池。

本实用新型的第二方面提供一种换电站，包括电池仓和任一项所述的换电装置，所述换电装置设置在所述电池仓形成的换电空间中。

本实用新型提供的换电装置，将第二座体通过第一回转机构安装于第一座体，能够使第二座体相对于第一座体旋转，可有效减少换电时间，提高换电效率。同时，将吊具组件通过第二回转机构安装于过渡组件，这样，当换电机构通过第一回转机构调整位置后，可以通过第二回转机构进一步微调吊具组件与待换电车辆之间的相对位置，进而调整吊具组件的电池与待换电车辆之间的相对位置，以适应不同工况下的换电需求，方便换电操作，允许车辆停靠存在偏差，降低对驾驶员的驾驶要求。

本实用新型提供的换电站，因包括上述的换电装置，因此具备上述的所有优势。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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是本实用新型实施例提供的换电装置的立体图之一；

图2是本实用新型实施例提供的换电装置的俯视图；

图3是本实用新型实施例提供的换电装置的立体图之二；

图4是本实用新型实施例提供的换电装置中换电机构的结构示意图。

附图标记：

100、第一座体；200、第二座体；300、换电机构；310、机臂；311、移动臂；312、悬臂；3121、第一臂架；3122、第二臂架；3123、换向轮；3124、定滑轮；3125、定位件；320、过渡组件；321、承载本体；3211、定位孔；322、动滑轮；330、吊具组件；400、第一回转机构；500、第二回转机构；510、第二驱动件；520、第二驱动齿轮；530、第二回转支撑；600、导向机构；700、车辆；800、电池。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，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申请实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

在本申请实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请实施例的至少一组实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

图1是本实用新型实施例提供的换电装置的立体图之一；图2是本实用新型实施例提供的换电装置的俯视图；图3是本实用新型实施例提供的换电装置的立体图之二；图4是本实用新型实施例提供的换电装置中换电机构的结构示意图。

参阅图1至图4，本实用新型实施例提供一种换电装置，该换电装置包括第一座体100、第二座体200和至少一组换电机构300。

其中，第一座体100安装至导向机构600，能够沿导向机构600的延伸方向进行移动，以调整换电机构300的位置。在第一座体100的下方设置有行走机构，该行走机构可以包括设置在第一座体100底部的行走轮和导向轮，行走轮可以通过电机驱动沿导向机构600移动。导向机构600包括导轨，导轨的延伸方向和车道的长度方向平行。当然，也可以在第一座体100的底部安装滑块，滑块与导轨滑动配合，通过电缸、气缸等驱动第一座体100沿导轨位移。

其中，第二座体200通过第一回转机构400安装于第一座体100，以使第二座体200可相对于第一座体100转动，以改变安装在第二座体200上的至少一组换电机构300的位置，方便换电操作。比如，当第二座体200上安装有两组换电机构300时，两组换电机构300背对设置，可以相互独立进行抓取作业，实现同步抓取或放置，可提高换电效率。

每组换电机构300均包括机臂310、过渡组件320和吊具组件330，机臂310与第二座体200滑动配合，过渡组件320通过牵引件安装于机臂310，吊具组件330通过第二回转机构500安装于过渡组件320。

当吊具组件330位于待换电的车辆700上方进行定位时，如图1和图3所示，第二回转机构500可以驱动吊具组件330旋转90°左右，使吊具组件330与待换电池800的位置匹配，过渡组件320和吊具组件330在牵引件的作用下向下运动，直至吊具组件330下落至待换的电池800的上方时，吊具组件330的夹具伸出以抓取电池800，随后电池800随吊具组件330上升以脱离车体。

当吊具组件330抓取到需要更换的电池800时，通过第二回转机构500驱动吊具组件330旋转一定角度，使位于吊具组件330的电池800与待换电车辆700的电池安装槽的位置对应，过渡组件320和吊具组件330在牵引件的作用下向下运动，直至吊具组件330下落将电池800放置于待换车辆700上，吊具组件330解锁后，在牵引件的作用下上升至避让位置，吊具组件330旋转回到原位，换电机构300缩回以完成换电操作。

当换电机构300背对设置两组时，其中一组换电机构300从待换电的车辆700上抓取亏电电池800时，另一换电机构300可以同时从电池仓抓取需要更换的满电电池800，第一回转机构400驱动两组换电机构300进行位置切换，以使其中一组换电机构300将抓取的亏电电池800放回电池仓，另一换电机构300同时将满电电池800更换到待换电的车辆700上，这样设置，可有效减少换电时间，提高换电效率。

其中，换电机构300包括第一换电组件和第二换电组件，第一换电组件和第二换电组件并排设置，当第一回转机构400进行回转运动时，第一换电组件和第二换电组件均可沿水平方向移动，以处于缩回状态，有效缩短第一回转机构400的回转半径，以使电池仓和换电组件的距离更近，结构设置更加紧凑，还可减小换电站所占用的场地面积。

可以理解的是，本实用新型将第二座体200通过第一回转机构400安装于第一座体100，能够使第二座体200相对于第一座体100旋转，当至少一组换电机构300安装在第二座体200时，能够快速更换至少一组换电机构300的位置，可有效减少换电时间，提高换电效率。同时，将吊具组件330通过第二回转机构500安装于过渡组件320，这样，当换电机构300通过第一回转机构400调整位置后，可以通过第二回转机构500进一步微调吊具组件330与待换电车辆700之间的相对位置，进而调整位于吊具组件330的电池800与待换电车辆700之间的相对位置，以适应不同工况下的换电需求，方便换电操作，允许车辆700停靠存在偏差，对驾驶员的驾驶要求降低。

即，当车辆700进入换电站并停在停车位后，若车辆700所停放的位置有偏差，换电机构300无法与车辆700上的待更换电池800对正。此时，可通过控制行走机构驱动换电机构300整体移动，以调整至与车辆700上的更换电池800对齐，再通过第一回转机构400和第二回转机构500进行微调，以使换电机构300与车辆700上的待更换电池800对正。

继续参阅图1至图3，在本实用新型的一些实施例中，第一回转机构400包括第一驱动件(图中未示出)、第一驱动齿轮(图中未示出)和第一回转支撑，第一回转支撑的直径大于第一驱动齿轮的直径，相当于采用小齿轮驱动大齿轮运动，这样小齿轮的力矩与大齿轮的力矩相等，而小齿轮的力臂小于大齿轮的力臂，致使小齿轮动力点的动力大于大齿轮阻力点的阻力，更加省力，方便第一驱动件选型，第一驱动件为电机等。

第一驱动齿轮安装于第一驱动件的输出端，第一驱动齿轮设于第一座体100和第二座体200中的一者，第一回转支撑设于第一座体100和第二座体200中的另一者。只要能够驱动第一座体100相对于第二座体200运动，或第二座体200相对于第一座体100运动的结构均是可以的。

继续参阅图4，在本实用新型的一些实施例中，第二回转机构500包括第二驱动件510、第二驱动齿轮520和第二回转支撑530，第二回转支撑530的直径大于第二驱动齿轮520的直径。第二驱动齿轮520安装于第二驱动件510的输出端，第二驱动齿轮520设于过渡组件320和吊具组件330中的一者，第二回转支撑530设于过渡组件320和吊具组件330中的另一者。相当于，第二回转机构500的具体结构和第一回转机构400的具体结构相同。

需要说明的是，第一回转机构400和第二回转机构500均采用电机带动齿轮以驱动回转支撑运动，能够节省各回转机构的安装空间，提高回转支撑的回转精度。

继续参阅图1至图3，在本实用新型的一些实施例中，机臂310包括移动臂311和悬臂312，悬臂312的一端固定于移动臂311的顶部，悬臂312的另一端悬空设置，移动臂311内安装有卷扬机，由卷扬机伸出的牵引件绕过悬臂312与过渡组件320连接。

卷扬机用于收放牵引件，以通过牵引件带动过渡组件320靠近或远离悬臂312。当卷扬机放出牵引件时，过渡组件320和吊具组件330在重力作用下逐渐向下移动，当卷扬机收紧牵引件时，过渡组件320和吊具组件330逐渐向上移动。该牵引件可以为钢丝绳、链条或柔性绳等。

继续参阅图1至图3，在本实用新型的一些实施例中，悬臂312包括相对设置在移动臂311上的第一臂架3121和第二臂架3122，第一臂架3121和第二臂架3122之间设置有换向轮3123和定滑轮3124，换向轮3123和定滑轮3124的位置相对应，牵引件依次绕设于换向轮3123和定滑轮3124，并与过渡组件320连接。

继续参阅图4，在本实用新型的一些实施例中，过渡组件320包括承载本体321，承载本体321包括由型材焊接形成的框体结构或者板状结构，承载本体321上设有与定滑轮3124的数量和位置均相对应的动滑轮322，牵引件绕设于动滑轮322，实现与过渡组件320连接。

其中，动滑轮322设置在承载本体321的四个角的位置，以保证各根牵引件受到过渡组件320的拉力分布均匀。

继续参阅图4，在本实用新型的一些实施例中，承载本体321和悬臂312中的一者设有定位件3125，承载本体321和悬臂312中的另一者设有与定位件3125相配合进行定位的定位孔3211。

比如，在一些实施例中，定位件3125可以设置在悬臂312上，定位孔3211设置在承载本体321上，并且定位件3125和定位孔3211的位置相对应。当然，在其它实施例中，定位件3125可以设置在承载本体321上，而定位孔3211设置在悬臂312上。

当承载本体321向下移动时，定位件3125能够与定位孔3211相脱离，当承载本体321向上移动时，定位件3125能够插入定位孔3211中，在定位件3125和定位孔3211的相互约束作用下，承载本体321和悬臂312的位置保持相对固定。这样设置，当电池800被承载本体321提起后平移时，承载本体321和悬臂312能够在定位件3125和定位孔3211相互约束的作用下保持稳定，避免承载本体321相对于悬臂312晃动，以防止电池800在平移时因晃动造成损坏或电池800脱落的风险。

其中，该定位件3125可以为定位销、定位柱等结构，为了快速准确地实现定位销与定位孔3211的定位，在定位销和定位孔3211二者中的至少一者，相靠近的一端设置为锥形结构。在一些实施例中，定位销与定位孔3211相靠近的一端设置为锥形结构，定位孔3211的与定位销相靠近的一端也设置为锥形结构。这样设置，定位销与定位孔3211在配合过程中，即使定位销没有完全对准定位孔3211，定位销的小径端首先接触到定位孔3211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3211中，实现定位销与定位孔3211相互配合进行定位。

吊具组件330包括吊具本体和至少两组夹持组件，夹持组件设于吊具本体，用于和电池800相连接；当夹持组件与电池800的连接位置相对应时，夹持组件能够与电池800实现连接，进而将电池800连接在吊具本体上，当夹持组件解除与电池800的连接关系时，电池800与吊具本体相脱离。

具体地，夹持组件包括夹具和夹持驱动件，夹具可伸缩地设置于吊具本体上。在一些实施例中，吊具本体上可以设置夹具安装座，夹具安装座开设有安装孔，夹具可滑动地设置在安装孔内，并且夹具在伸出状态下，夹具局部露出于安装孔。夹持驱动件与夹具通过传动件相连接，用于带动夹具伸缩。

在电池800抓取过程中，夹具先缩回，以使夹具可置入电池800的电池框。在夹具置入电池800的电池框后，夹具伸出，与电池框卡接连接，从而使吊具本体与电池框连接。如此设置，在夹持驱动件的驱动作用下，夹具能够伸出，进而与电池框实现卡接，当夹持驱动件驱动夹具缩回时，电池框与吊具本体相脱离。

为了提高电池框与吊具本体的连接稳定性，在一些实施例中，夹具的数量设置为多个，多个夹具沿所述吊具本体的四周方向分布。

本实用新型还提供一种换电站，包括多个电池仓和上述的换电装置，多个电池仓可以呈环形或矩形分布，换电装置设置在电池仓形成的换电空间中，在换电空间的外侧设置有供车辆700停止的停车位置，并且换电空间设置有与停车位置对应的开口。这样设置，换电装置能够从周向取电换电，将电池仓呈环形布置在换电装置的外围，可有效减小电池仓所占用的空间面积。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种换电装置，其特征在于，包括：

第一座体，安装至导向机构；

第二座体，通过第一回转机构安装于所述第一座体；

至少一组换电机构，所述换电机构包括机臂、过渡组件和吊具组件，所述机臂与所述第二座体滑动配合，所述过渡组件通过牵引件安装于所述机臂，所述吊具组件通过第二回转机构安装于所述过渡组件。

2.根据权利要求1所述的换电装置，其特征在于，所述第一回转机构包括第一驱动件、第一驱动齿轮和第一回转支撑；

所述第一驱动齿轮安装于所述第一驱动件的输出端，所述第一驱动齿轮设于所述第一座体和所述第二座体中的一者，所述第一回转支撑设于所述第一座体和所述第二座体中的另一者。

3.根据权利要求1所述的换电装置，其特征在于，所述第二回转机构包括第二驱动件、第二驱动齿轮和第二回转支撑；

所述第二驱动齿轮安装于所述第二驱动件的输出端，所述第二驱动齿轮设于所述过渡组件和所述吊具组件中的一者，所述第二回转支撑设于所述过渡组件和所述吊具组件中的另一者。

4.根据权利要求1至3任一项所述的换电装置，其特征在于，所述机臂包括移动臂和悬臂，所述悬臂的一端固定于所述移动臂的顶部，所述悬臂的另一端悬空设置；

所述移动臂安装有卷扬机，所述牵引件由所述卷扬机伸出，所述牵引件绕过所述悬臂与所述过渡组件连接。

5.根据权利要求4所述的换电装置，其特征在于，所述悬臂包括相对设置在所述移动臂上的第一臂架和第二臂架，所述第一臂架和所述第二臂架之间设有换向轮和定滑轮，所述换向轮和所述定滑轮的位置相对应，所述牵引件依次绕设于所述换向轮和所述定滑轮，并与所述过渡组件连接。

6.根据权利要求5所述的换电装置，其特征在于，所述过渡组件包括承载本体，所述承载本体上设有与所述定滑轮的数量和位置均相对应的动滑轮，所述牵引件绕设于所述动滑轮。

7.根据权利要求6所述的换电装置，其特征在于，所述承载本体和所述悬臂中的一者设有定位件，所述承载本体和所述悬臂中的另一者设有与所述定位件相配合进行定位的定位孔。

8.根据权利要求7所述的换电装置，其特征在于，所述定位件和所述定位孔中的一者与另一者相靠近的位置设为锥形结构。

9.根据权利要求1至3任一项所述的换电装置，其特征在于，所述吊具组件包括吊具本体和至少两组夹持组件，每组所述夹持组件设于所述吊具本体，所述夹持组件用于抓取电池。

10.一种换电站，其特征在于，包括电池仓和权利要求1至9任一项所述的换电装置，所述换电装置设置在所述电池仓形成的换电空间中。