CN109501764A - 换电平台、充换电系统和换电站 - Google Patents

Abstract

本发明提供换电平台、充换电系统和换电站。其中，该换电平台包括：第一车轮定位组件，其用于对车辆前轮进行调整和定位；第二车轮定位组件，其用于对车辆后轮进行调整和定位；电池拆装组件，其用于从车辆上拆卸动力电池和/或将动力电池安装到车辆上；以及电池输送组件，其用于输送动力电池。本发明的换电平台、充换电系统和换电站具有结构简单、易于制造、使用方便等优点，能够实现动力电池的快速拆卸、输送和安装，有效地提高了用户体验。

Description

换电平台、充换电系统和换电站

技术领域

本发明涉及机电设备技术领域。更具体而言，本发明涉及一种换电平台，其用于对动力电池提供快速更换。本发明还涉及一种包括上述换电平台的充换电系统，以及一种包括上述换电平台和/或上述充换电系统的换电站。

背景技术

随着环境保护标准的不断提高，越来越多的车辆开始采用电力来驱动。为了存储电力，车辆上通常需要设计动力电池。现有的动力电池通常提供合适的行驶里程。

然而，充满电之前需要进行若干小时的充电。较长的充电时间带来了不良的用户体验。因此，已经开发了能够更换动力电池的车辆，其中，车辆上设置有可拆卸的动力电池。为了对动力电池进行更换，迫切需要的是开发对应的换电平台，以实现动力电池的快速准确更换。

因此，存在对于开发新的换电平台解决方案的持续需求，所期望的是该解决方案能够实现车载动力电池的全自动更换，提供更高效率的更换效率。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种换电平台，其能够实现动力电池的全自动拆卸、输送和安装。本发明的另一个目的在于提供一种包括上述换电平台的充换电系统，以及一种包括上述换电平台和/或上述充换电系统的换电站。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的：

一种换电平台，包括：

第一车轮定位组件，其用于对车辆前轮进行调整和定位；

第二车轮定位组件，其用于对车辆后轮进行调整和定位；

电池拆装组件，其用于从车辆上拆卸动力电池和/或将动力电池安装到车辆上；以及

电池输送组件，其用于输送动力电池。

可选地，第一车轮定位组件包括：

第一车轮定位组件本体；

第一车轮支承模块，其构造于第一车轮定位组件本体上以支承车辆前轮；以及

第一横向定位件，其以能够沿第一车轮定位组件本体在横向方向上相对于第一车轮支承模块移动的方式设置于第一车轮定位组件本体上。

可选地，第一车轮定位组件包括供第一横向定位件移动的第一导轨。

可选地，第一横向定位件设置在第一车轮支承模块在横向方向上的侧面处。

可选地，第二车轮定位组件包括：

第二车轮定位组件本体；

第二车轮支承模块，其构造于第一车轮定位组件本体上以支承车辆后轮；以及

第二横向定位件，其以能够沿第二车轮定位组件本体在横向方向上相对于第二车轮支承模块移动的方式设置于第二车轮定位组件本体上。

可选地，第二车轮定位组件包括供第二横向定位件移动的第二导轨。

可选地，第二横向定位件设置在第二车轮支承模块在横向方向上的侧面处。

可选地，第一车轮支承模块和第二车轮支承模块中的至少一个包括V型槽。

可选地，第一车轮定位组件和第二车轮定位中的至少一个构造为能够在纵向方向上移动。

可选地，还包括垂直定位部件，其用于检测车辆底部的在垂直方位上的定位；并且

其中，第一车轮定位组件和第二车轮定位组件中的至少一个构造为能够在垂直方向上升降。

可选地，垂直定位部件包括激光发射装置。

可选地，电池拆装组件包括能够在垂直方向上升降的子平台，其中，子平台上带有电池加锁装置和电池解锁装置，或带有电池加解锁装置。

可选地，电池拆装组件和电池输送组件上设置有多个滚子，其中，多个滚子中的至少一部分能够转动来输送动力电池。

可选地，还包括：

框架，框架内依次布置有第一车轮定位组件、电池拆装组件和电池输送组件、以及第二车轮定位组件；

其中，电池拆装组件和电池输送组件邻近彼此设置。

可选地，还包括：

坡道组件，其设置为邻近第一车轮定位组件或第二车轮定位组件，使得车辆能够进入和离开换电平台。

一种充换电系统，其包括：

上述换电平台；

一个或多个电池存储装置，用于存储动力电池；以及

一个或多个电池充电装置，用于对已失电的动力电池进行充电。

一种换电站，其包括上述换电平台，和/或包括上述充换电系统。

本发明的换电平台、充换电系统和换电站具有结构简单、易于制造、使用方便等优点。通过采用本发明的换电平台、充换电系统和换电站，能够实现动力电池的快速拆卸、输送和安装，有效地提高了用户体验。

附图说明

以下将结合附图和优选实施例来对本发明进行进一步详细描述，但是本领域技术人员将领会的是，这些附图仅是出于解释优选实施例的目的而绘制的，并且因此不应当作为对本发明范围的限制。此外，除非特别指出，附图仅是意在概念性地表示所描述对象的组成或构造并可能包含夸张性显示，并且附图也并非一定按比例绘制。

图1是本发明的换电平台的一个实施例的立体视图。

图2是图1所示实施例在运行过程中的立体视图。

图3是根据本发明的换电站的一个实施例的立体视图。

具体实施方式

以下将参考附图来详细描述本发明的优选实施例。本领域中的技术人员将领会的是，这些描述仅为描述性的、示例性的，并且不应被解释为限定了本发明的保护范围。

首先，需要说明的是，在本文中所提到的顶部、底部、朝上、朝下等方位用语是相对于各个附图中的方向来定义的，它们是相对的概念，并且因此能够根据其所处于的不同位置和不同的实用状态而变化。所以，不应将这些或其他方位用语理解为限制性用语。

此外，还应当指出的是，对于本文的实施例中描述或隐含的任意单个技术特征，或在附图中示出或隐含的任意单个技术特征，仍能够在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行组合，从而获得未在本文中直接提及的本发明的其他实施例。

应当注意的是，在不同的附图中，相同的参考标号表示相同或大致相同的组件。

本发明涉及一种换电平台，包括：

第一车轮定位组件，其用于对车辆前轮进行调整和定位；

第二车轮定位组件，其用于对车辆后轮进行调整和定位；

电池拆装组件，其用于拆卸和安装动力电池；以及

电池输送组件，其用于输送动力电池。

在本文中采用的“动力电池”指的是车辆上用于为驱动车辆移动的电动机提供电力的电能存储装置。在一个实施例中，动力电池设置在车辆的底部，并且可通过机械装置来固定到车辆底部上。

图1是本发明的换电平台的一个实施例的立体视图，并且图2是图1所示实施例在运行过程中的立体视图。其中，换电平台100包括：第一车轮定位组件120，用于对车辆前轮进行定位和调整；第二车轮定位组件130，分别用于对车辆后轮进行定位和调整；电池拆装组件160，其用于从车辆(未示出)上拆卸动力电池(未示出)和/或将动力电池安装到车辆上；以及电池输送组件140，其用于输送动力电池。

其中，如图所示，换电平台100还包括：框架110，其内部依次布置有第一车轮定位组件120、电池拆装组件160和电池输送组件140、以及第二车轮定位组件130；其中，电池拆装组件160和电池输送组件140邻近彼此设置。本文中所记载的“邻近”既包含相邻或靠近的情况，也包含两个组件之间具备间隙的情况，只要间隙的尺寸不影响动力电池经过间隙的输送，则本发明意在覆盖这些布置情况。在图示的实施例中，电池输送组件140布置在电池拆装组件160的侧面处。然而，根据实际需要，还可采用其他的布置来达到本发明的目的。本发明意在覆盖这些变型和改变。

根据本发明的换电平台100通过在水平方向上布置各个组件，可获得相对较低的结构高度，有利于车辆动力电池的更换。

以下将结合附图来详细描述根据本发明的换电平台的各个组件的详细结构。

第一车轮定位组件120包括：第一车轮定位组件本体120a和120b，第一车轮支承模块121和122，分别构造于第一车轮定位组件本体120a和120b上以支承车辆前轮；以及第一横向定位件151，以能够沿第一车轮定位组件本体120a和120b在横向方向上相对于第一车轮支承模块121和122移动的方式设置于第一车轮定位组件本体120a和120b上。也即，当车辆前轮在第一车轮支承模块121和122上停留时，第一横向定位件151可移动来在横向方向上推动车辆前轮，调整车辆前轮的横向位置。

本领域技术人员容易理解的是，本文中所称的“横向位置”指的是在图示的第一车轮支承模块121和122的延伸方向上(也即，图1坐标轴中的X轴所指示的方向)的位置。“横向方向”指的是图1中坐标轴中的X轴所指示的方向。“纵向位置”指的是在图示的工作面上与横向方向相垂直的方向上(也即，图1坐标轴中的Y轴所指示的方向)的位置。“纵向方向”指的是图1中坐标轴中的Y轴所指示的方向。“垂直位置”指的是在与X轴和Y轴相垂直的Z轴所指示的方向上的位置。“垂直方向”指的是图1中坐标轴中的Z轴所指示的方向。本领域技术人员容易理解的是，上述各个轴、方向和位置的定义是为了在本文中对本发明的准确说明，并且在实际操作中可采用其他定向和坐标轴。本发明意在覆盖上述变型和改变。

在图示的实施例中，两个第一横向定位件151分别设置在第一车轮支承模块121和122的在横向方向上的侧面处，具体而言，是在在第一车轮支承模块121和122的外侧。在另一个实施例中，两个第一横向定位件可设置在第一车轮支承模块121和122在横向方向上的内侧，并且仍然能够在横向方向上调整车辆前轮的位置。此外，还可将横向定位件同时设置在第一车轮支承模块121和122在横向方向上的内侧和外侧处。容易理解的是，第二横向定位件152也具有类似的布置。

第二车轮定位组件130包括：第二车轮定位组件本体130a和130b，第二车轮支承模块131和132，分别构造于第二车轮定位组件本体130a和130b上以支承车辆后轮；以及第二横向定位件152，以能够沿第二车轮定位组件本体130a和130b在横向方向上相对于第二车轮支承模块131和132移动的方式设置于第二车轮定位组件本体130a和130b上。也即，当车辆后轮在第二车轮支承模块131和132上停留时，第二横向定位件152可移动来推动车辆后轮，调整车辆后轮的横向位置。在图示的实施例中，第二车轮支承模块131和132的左右两侧可分别设置有第二横向定位件152。

因此，第一横向定位件151和第二横向定位件152协助完成车辆前后轮的横向定位，也即使车辆在横向方向上定位。

在一个实施例中，一个横向定位件可设置在第一车轮支承模块121的一侧(例如，左侧或右侧)，并且一个横向定位件设置在第二车轮支承模块131的另一侧(例如，右侧或左侧)，并且增加能够与车体接触的组栏杆来协助完成车辆前后轮的横向定位。

在图示的实施例中，第一车轮定位组件本体120a和120b上分别设置有第一导轨151a，供所述第一横向定位件151移动。第二车轮定位组件本体130a和130b上也分别设置有第二导轨152a，供所述第二横向定位件152移动。在图示的实施例中，第一导轨151a和第二导轨152a布置为沿横向方向延伸。

在图示的实施例中，第一横向定位件151和第二横向定位件152为推杆，能够分别推动车辆的前轮和后轮移动。根据实际需要，第一横向定位件151和第二横向定位件152也可为其他合适形状的部件。

此外，在图示的实施例中，第一导轨151a和第二导轨152a大致设置在第一车轮定位组件本体120a和120b以及第二车轮定位组件本体130a和130b的侧面的中部处，使得第一横向定位件151和第二横向定位件152设置为大致面朝在第一车轮定位组件本体120a和120b以及第二车轮定位组件本体130a和130b的侧面的中部。然而，根据实际需要，也可将第一导轨151a和第二导轨152a设置为偏离上述侧面的中部，并且第一横向定位件151和第二横向定位件152仍然能够在横向方向上推动车辆的车轮。

可选地，第一车轮支承模块121、122和第二车轮支承模块131、132中的至少一个包括V型槽。在图示的实施例中，第一车轮支承模块121和122构造为V型槽。并且其中，第一车轮支承模块121、122和第二车轮支承模块131、132中的至少一个构造为能够在图中的纵向方向上移动。

在实际的车辆上，相同的车型具有大致相等的前后轮距离，并且不同车型的前后轮距离通常是已知的。因此，通过将第一车轮支承模块121、122和第二车轮支承模块131、132中的至少一个构造为能够在图中的纵向方向上移动，则能够根据车型来调整。第一车轮支承模块121、122与第二车轮支承模块131、132之间的纵向距离。通过将第一车轮支承模块121、122和第二车轮支承模块131、132中的至少一个设置为V型槽，可以在车辆的前轮或后轮移动到V型槽中时，判断车辆在纵向方向上已经完成定位。

因此，第一车轮支承模块121、122和第二车轮支承模块131、132协同来完成车辆前后轮的纵向定位，也即使车辆在纵向方向上定位。

尽管图示的实施例中展示的是V型槽，但容易理解的是，还可采用其他形状的支承和定位结构，例如U型槽和方槽等。

可选地，还包括垂直定位部件170，其用于检测车辆底部在垂直方向上的定位。在图示的实施例中，垂直定位组件170包括一个或多个激光发射器，图中示意性地示出了激光的方向。本领域技术人员将领会的是，还可采用其他装置或方法来感测车辆的垂直定位，并且这些装置可以设置在图示位置之外的位置上。

在图示的实施例中，多个激光发射器布置在换电平台100上，并且可选地布置在电池拆装组件160的周围的同一平面上。当车辆停靠在换电平台100上时，激光发射器能发射激光，并且因此感测车辆底部的不同位置与发射器所在的平面之间的距离。通过比较在各个激光发射器的位置处感测到的车辆底部的高度，可以判断车辆底部是否位于同一平面上。本领域技术人员容易理解的是，在进行动力电池拆卸和安装时，所期望的是车辆布置为使得车辆底部与电池拆装组件160大致平行的。

其中，第一车轮支承模块121、122和第二车轮支承模块131、132的至少一个构造为能够在垂直方向上升降。因此，在垂直定位部件170感测到车辆底部在垂直方向上的定位存在偏差时，使得第一车轮支承模块121、122和第二车轮支承模块131、132中的一个或多个进行调整。各个支承模块调整来确保车辆底部与子平台保持大致相对平行，从而为动力电池的安装和拆卸创造调节。可选地，第一横向定位件151和第二横向定位件152构造为分别随第一车轮支承模块121、122和第二车轮支承模块131、132一起在垂直方向上升降。

在图示的实施例中，第一车轮支承模块121、122构造为能够分别与第一横向定位件151一起在纵向方向和/或垂直方向上移动，也即，第一车轮定位组件本体120a和120b构造为能够在纵向方向和垂直方向上移动。第二车轮支承模块131、132构造为能够分别与第二横向定位件152一起在纵向方向和/或垂直方向上移动，也即，第二车轮定位组件本体130a和130b构造为能够整体在纵向方向和垂直方向上移动。然而，根据实际需要，也可以将第一车轮支承模块121、122、第二车轮支承模块131、132以及各个第一横向定位件151和各个第二横向定位件152分别构造为可单独在纵向方向和垂直方向上移动。

可选地，电池拆装组件160包括能够在垂直方向上升降的子平台，其中，子平台上带有电池加锁装置和电池解锁装置。本领域技术人员容易领会的是，电池加锁装置用于动力电池的固定，并且电池解锁装置用于动力电池的解锁。在一些实施例中，电池加锁装置和电池解锁装置可为同一个装置。

可选地，电池拆装组件160和电池输送组件140上设置有多个滚子161和141，其中，多个滚子中的至少一部分能够转动来输送未示出的动力电池。滚子可以直接由电池拆装组件160和/或电池输送组件140上的驱动器来带动，也可由未示出的其他装置上的驱动器通过传动机构来带动。在本发明的一个实施例中，驱动器为电机。在本发明的一个实施例中，多个滚子中的至少一部分是由一个或多个驱动器来直接带动的，以便推动动力电池移动。多个滚子中的一部分也可不由任何驱动器带动，而是在支承移动的动力电池，并且在动力电池移动的过程中被动地转动，来允许动力电池的输送。在另一个实施例中，所有滚子都是由一个或多个驱动器来直接带动。

可选地，还包括坡道组件111和112，其设置为邻近第一车轮定位组件120或第二车轮定位组件130，使得车辆能够进入和离开换电平台100。在一个实施例中，坡道组件111和112设置为可伸缩的。根据本发明的坡道组件可具有相对较低的高度，有利于车辆的进入和离开。

在图2所示实施例中，电池拆装组件160构造为可在垂直方向上运动，并且在图2中处于升起的状态下。第一车轮支承模块121、122和第二车轮支承模块131、132也构造为可在垂直方向上运动，并且在图2中处于升起的状态下。

图3是根据本发明的换电站的一个实施例的立体视图。如图3中所示，本发明还提供一种充换电系统，其包括：根据上文所描述的换电平台100；一个或多个电池存储装置200，用于存储动力电池；以及一个或多个电池充电装置，用于对已失电的动力电池进行充电。其中，一个或多个电池充电装置位于一个或多个电池存储装置200上。

本发明还提供一种换电站，其包括上述换电平台，和/或包括上述充换电系统。

本说明书参考附图来公开本发明，并且还使本领域中的技术人员能够实施本发明，包括制造和使用任何装置或系统、选用合适的材料以及使用任何结合的方法。本发明的范围由请求保护的技术方案限定，并且包含本领域中的技术人员想到的其他实例。只要此类其他实例包括并非不同于请求保护的技术方案字面语言的结构元件，或此类其他实例包含与请求保护的技术方案的字面语言没有实质性区别的等价结构元件，则此类其他实例应当被认为处于由本发明请求保护的技术方案所确定的保护范围内。

Claims (17)

1.一种换电平台，其特征在于，包括：

第一车轮定位组件，其用于对车辆前轮进行调整和定位；

第二车轮定位组件，其用于对车辆后轮进行调整和定位；

电池拆装组件，其用于从车辆上拆卸动力电池和/或将动力电池安装到车辆上；以及

电池输送组件，其用于输送动力电池。

2.根据权利要求1所述的换电平台，其特征在于，所述第一车轮定位组件包括：

第一车轮定位组件本体；

第一车轮支承模块，其构造于所述第一车轮定位组件本体上以支承车辆前轮；以及

第一横向定位件，其以能够沿所述第一车轮定位组件本体在横向方向上相对于所述第一车轮支承模块移动的方式设置于所述第一车轮定位组件本体上。

3.根据权利要求2所述的换电平台，其特征在于，所述第一车轮定位组件包括供所述第一横向定位件移动的第一导轨。

4.根据权利要求2或3所述的换电平台，其特征在于，所述第一横向定位件设置在所述第一车轮支承模块在横向方向上的侧面处。

5.根据权利要求1所述的换电平台，其特征在于，所述第二车轮定位组件包括：

第二车轮定位组件本体；

第二车轮支承模块，其构造于所述第一车轮定位组件本体上以支承车辆后轮；以及

第二横向定位件，其以能够沿所述第二车轮定位组件本体在横向方向上相对于所述第二车轮支承模块移动的方式设置于所述第二车轮定位组件本体上。

6.根据权利要求4所述的换电平台，其特征在于，所述第二车轮定位组件包括供所述第二横向定位件移动的第二导轨。

7.根据权利要求5或6所述的换电平台，其特征在于，所述第二横向定位件设置在所述第二车轮支承模块在横向方向上的侧面处。

8.根据权利要求2、3、5或6所述的换电平台，其特征在于，所述第一车轮支承模块和所述第二车轮支承模块中的至少一个包括V型槽。

9.根据权利要求8所述的换电平台，其特征在于，所述第一车轮定位组件和所述第二车轮定位中的至少一个构造为能够在纵向方向上移动。

10.根据权利要求8所述的换电平台，其特征在于，还包括垂直定位部件，其用于检测车辆底部的在垂直方位上的定位；并且

其中，所述第一车轮定位组件和所述第二车轮定位组件中的至少一个构造为能够在垂直方向上升降。

11.根据权利要求8所述的换电平台，其特征在于，所述垂直定位部件包括激光发射装置。

12.根据权利要求1所述的换电平台，其特征在于，所述电池拆装组件包括能够在垂直方向上升降的子平台，其中，所述子平台上带有电池加锁装置和电池解锁装置，或带有电池加解锁装置。

13.根据权利要求12所述的换电平台，其特征在于，所述电池拆装组件和所述电池输送组件上设置有多个滚子，其中，多个滚子中的至少一部分能够转动来输送动力电池。

14.根据权利要求1所述的换电平台，其特征在于，还包括：

框架，所述框架内依次布置有所述第一车轮定位组件、所述电池拆装组件和所述电池输送组件、以及所述第二车轮定位组件；

其中，所述电池拆装组件和所述电池输送组件邻近彼此设置。

15.根据权利要求14所述的换电平台，其特征在于，还包括：

坡道组件，其设置为邻近所述第一车轮定位组件或所述第二车轮定位组件，使得车辆能够进入和离开所述换电平台。

16.一种充换电系统，其特征在于，其包括：

根据权利要求1-15中任一项所述的换电平台；

一个或多个电池存储装置，用于存储动力电池；以及

一个或多个电池充电装置，用于对已失电的动力电池进行充电。

17.一种换电站，其特征在于，其包括根据权利要求1-15中任一项所述的换电平台，和/或包括根据权利要求16所述的充换电系统。