CN109501765A - 电池包旋转架以及充换电系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了电池包旋转架和充换电系统。所述电池包旋转架包括：支架组件，其包括第一支架和第二支架，所述第一支架被可旋转地支撑在所述第二支架上，并且所述第一支架具有环绕其旋转轴线的一个或多个设置有电池仓位且能旋转至换电位置的侧部；传动装置，其包括蜗轮和蜗杆，并且所述蜗轮通过轴承与所述第一支架的转动轴相连；以及动力装置，其具有驱动轴，并且所述驱动轴与所述蜗杆固定连接；其中，所述传动装置驱动所述蜗杆转动，并且所述蜗轮在所述蜗杆的带动下转动，从而使所述第一支架环绕其旋转轴线转动。本发明的电池包旋转架具有结构紧凑、布置灵活、易于制造和维护等优势。
Description
技术领域
本发明涉及一种电池包旋转架和设置有该电池包旋转架的充换电系统，属于机电设备技术领域。
背景技术
随着科技进步和社会发展，例如纯电动车辆、混合动力车辆等多种类型的新能源车辆日益获得广泛使用。就这些新型车辆来讲，其中涉及到电池更换等方面的技术越来越成为本领域中的关注和研究课题。例如，如果要实现车辆电池加电的体验超越传统车辆加油的体验，那么电池加电时间将是一个重要指标。更换电池是实现快速加电的一种方式，在电池技术没有取得突破性进展、安全可使用的快充技术出现之前，换电仍将是实现车辆电池加电时间能够对标、甚至超越传统车辆加油时间的最有可能方式。尽管目前已经出现了多种换电装置、设备或系统，但是它们仍然存在着诸如电池包旋转架占用空间大、安装布置不灵活、不易制造和维护等问题。
所以，很有必要针对包括上述这些情况在内的现有问题或弊端进行充分研究，以便加以改进。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了电池包旋转架和充换电系统，从而有效解决了或者至少缓解了现有技术中存在的上述问题和其他方面的问题中的一个或多个。
首先，根据本发明的第一方面，它提供了一种电池包旋转架，其特征在于，其包括：
支架组件，其包括第一支架和第二支架，所述第一支架被可旋转地支撑在所述第二支架上，并且所述第一支架具有环绕其旋转轴线的一个或多个设置有电池仓位且能旋转至换电位置的侧部；
传动装置，其包括蜗轮和蜗杆，并且所述蜗轮通过轴承与所述第一支架相连；以及
动力装置，其具有驱动轴，并且所述驱动轴与所述蜗杆固定连接；
其中，所述传动装置驱动所述蜗杆转动，并且所述蜗轮在所述蜗杆的带动下转动，从而使所述第一支架环绕其旋转轴线转动。
在根据本发明的电池包旋转架，可选地，所述动力装置是电机，所述电机被设置成使得所述蜗轮能进行单向旋转或双向旋转。
在根据本发明的电池包旋转架，可选地，所述蜗轮的转动范围在120°至﹣120°之间。
在根据本发明的电池包旋转架，可选地，所述侧部在环绕所述旋转轴线的周向方向上被均匀布置。
在根据本发明的电池包旋转架，可选地，其特征在于，所述轴承包括内圈和外圈，所述外圈分别与所述蜗轮和第一支架固定连接，而所述内圈固定在所述第二支架上。
在根据本发明的电池包旋转架，可选地，所述外圈与所述蜗轮一体成型。
在根据本发明的电池包旋转架，可选地，所述第一支架具有三个所述侧部。
在根据本发明的电池包旋转架，可选地，所述换电位置设置有两个或更多个。
在根据本发明的电池包旋转架，可选地，所述换电位置是所述侧部在环绕所述旋转轴线的周向方向上的最低位置。
此外，根据本发明的第二方面，它还提供了一种充换电系统，所述充换电系统设置有一个或多个上述的电池包旋转架。
可以了解，本发明创新性地提供了电池包旋转架，不仅彻底改变了现有技术中普遍采用的垂直堆叠式电池存储及充电补能方式，而且能够相当显著地降低电池包旋转架对于场地空间的要求，尤其可以在非常紧凑的空间内选择布置相应装备来完成车辆电池的充换电等操作。
附图说明
以下将结合附图和具体实施方式，对本发明的技术方案作进一步的详细描述，其中：
图1是本发明的电池包旋转架的具体实施方式的结构示意图；
图2是图1中电池包旋转架在省略电池的情形下的结构示意图；
图3是图1中电池包旋转架的传动装置和动力装置的结构示意图；以及
图4是带有图1的电池包旋转架的充换电系统的结构示意图。
具体实施方式
首先，需要说明的是，以下将以示例方式来具体说明本发明的电池包旋转架和充换电系统的结构构造、组成、原理、特点和优点等，然而所有的描述仅是用来进行说明的，而不应将它们理解为对本发明形成任何的限制。
其次，对于在本文所提及的实施例中予以描述或隐含的任意单个技术特征，或者被显示或隐含在各附图中的任意单个技术特征，本发明仍然允许在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行任意组合或者删减，从而获得可能未在本文中直接提及的本发明的更多其他实施例。另外，为了简化图面起见，相同或相类似的零部件和特征在同一附图中可能仅在一处或若干处进行标示。此外，应当理解的是，在本文中所使用的技术术语“车辆电池”包括但不限于用于为车辆提供动力的电池、电池组、电池包等。
图1 是一个根据本发明的电池包旋转架的实施例的立体结构示意图，以下将详细说明此电池包旋转架示例的基本结构组成情况。如图1 所示，所述电池包旋转架的实施例包括支架组件、传动装置和动力装置，其中，就支架组件来讲，它包括两个部分，即第一支架1 和第二支架2，第一支架1 主要用作电池存储支架，而第二支架2 则是用来为第一支架1提供支撑。应指出的是，在本领域中已经广泛采用垂直堆栈方式来存储电池，这样的电池存储充电架布置方式早已被本领域技术人员习以为常从而成为业界的标配模式，然而本发明提出一种完全不同于现有的电池垂直堆栈存储方式的电池仓。
继续参阅图2和图3，所述传动装置包括蜗轮3和蜗杆4，并且所述蜗轮3通过轴承5与所述第一支架1相连。进一步地，所述轴承5是滚动轴承，其包括内圈51和外圈以及位于二者之间的滚珠，其中，所述外圈与所述蜗轮3固定连接，并且所述外圈通过法兰面6和所述第一支架1固定连接。出于节省成本的考虑，所述外圈与所述蜗轮3可优选设计成一体成型的。另外，所述内圈51可以通过诸如螺钉7等紧固件固定在所述第二支架2上。本领域技术人员已知的是，所述蜗轮3和所述蜗杆4形成的组件具有良好的自锁性能，其可以保证所述蜗轮3仅在所述蜗杆4的带动下转动而不会产生不期望的反转。为防止所述蜗轮3在转动过程中与位于其内部的电缆8发生干涉，所述蜗轮的转动范围优选设置在120°至﹣120°之间。
具体而言，在本发明中是借助于动力装置（例如电机9等）来提供动力，由此使得第一支架1 能够围绕着它的旋转轴线相对于第二支架2 进行旋转运动。也就是说，在本发明技术方案中是将用作电池存储支架的第一支架1 可旋转地支撑在第二支架2上，从而不需要再将电池进行垂直堆栈式存储。此外，如图1 中示意性地绘制于第一支架1的端部上的双向箭头方向所示，在本发明的电池包旋转架中可以选择以下类型的电机9来作为上述动力装置，即该电机9能够使得第一支架1围绕着旋转轴线进行双向旋转，如此可以更为方便、灵活地操控第一支架1的旋转运动，促使待换电操作的电池仓位能够智能化地按照最短的旋转路径方向及时准确地到达换电位置，从而有效提高换电操作效率。当然，在一些应用情形下，本发明也允许使用能使第一支架1围绕着旋转轴线进行单向旋转的电机。
更详细来讲，在所给出的电池包旋转架的实施例中，在支架组件的第一支架1上总共设置有三个侧部10，并且这些侧部10是环绕着旋转轴线在周向方向上进行均匀布置的，即这三个侧部10的外形轮廓将使得第一支架1的纵向截面基本上形成为一个等边三角形形状。
在上述电池包旋转架的示例中，每一个侧部10均示范性地仅设置了一个电池仓位11用来存储电池12，该电池仓位11被构造成具有平面形状，例如图1 所示，这样的平面是与第一支架1 的旋转轴线相平行的。在使用该电池包旋转架时，当启动动力装置来驱动第一支架1围绕着旋转轴线进行旋转后，以上这些侧部10将随着这种旋转运动而进行旋转，从而使得位于各侧部10上的相应电池仓位11以及可能已存储就位的电池12能被置于周向方向上的不同位置处。
在可选情形下，为了方便进行电池换电操作起见，可以将侧部10在围绕着旋转轴线旋转的周向方向上的最低位置选择作为换电位置。这也就是说，当将电池包旋转架的第一支架1旋转至该换电位置时就可以进行电池换电操作，即此时可将电池移入到第一支架1的侧部10的电池仓位11中进行存储并充电，或者也可以将已充电的电池从电池仓位11移除以便将其随后安装到车辆上。应当理解的是，在该电池包旋转架中，电池12是被移入到电池仓位中的，即电池12是被可操作性地接合并存储在电池仓位11中，它能够随着电池仓位进行旋转而不会脱离该电池仓位11，并且在电池12已补充电量完毕后需要将其从电池仓位移出时，可以解除电池12与电池仓位11二者之间的此前接合。
图4 是一个根据本发明的充换电系统实施例的立体结构示意图，在该图中同时示范性地显示出了两个根据本发明所提供的旋转式电池仓示例，它们被分别布置在该充换电系统的两侧，并且这两个旋转式电池仓示例具有完全相同的结构组成。
如前所述，采用本发明技术方案成功克服了现有技术中所存在的弊端和不足之处，其尤其能够根据工作现场情况相当灵活且紧凑地布置相应装备来实现快速换电，并且可以有效降低设备投资成本，增强系统整体的空间利用率和可扩展性，这对于进一步推广使用新能源汽车、促进环境保护等均具有重要意义。应当理解，根据在前文中所提及的车辆包括但不局限于纯电动车辆、混合动力车辆等各类新能源车辆。
以上列举了若干具体实施方式来详细阐明本发明的电池包旋转架以及充换电系统，这些个例仅供说明本发明的原理及其实施方式之用，而非对本发明的限制，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本领域的普通技术人员还可以做出各种变形和改进。因此，所有等同的技术方案均应属于本发明的范畴并为本发明的各项权利要求所限定。
Claims (10)
1.一种电池包旋转架，其特征在于，其包括：
支架组件，其包括第一支架和第二支架，所述第一支架被可旋转地支撑在所述第二支架上，并且所述第一支架具有环绕其旋转轴线的一个或多个设置有电池仓位且能旋转至换电位置的侧部；
传动装置，其包括蜗轮和蜗杆，并且所述蜗轮通过轴承与所述第一支架相连；以及
动力装置，其具有驱动轴，并且所述驱动轴与所述蜗杆固定连接；
其中，所述传动装置驱动所述蜗杆转动，并且所述蜗轮在所述蜗杆的带动下转动，从而使所述第一支架环绕其旋转轴线转动。
2.根据权利要求1所述的电池包旋转架，其特征在于，所述动力装置是电机，所述电机被设置成使得所述蜗轮能进行单向旋转或双向旋转。
3.根据权利要求2所述的电池包旋转架，其特征在于，所述蜗轮的转动范围在120°至﹣120°之间。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的电池包旋转架，其特征在于，所述侧部在环绕所述旋转轴线的周向方向上被均匀布置。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的电池包旋转架，其特征在于，所述轴承包括内圈和外圈，所述外圈分别与所述蜗轮和第一支架固定连接，而所述内圈固定在所述第二支架上。
6.根据权利要求5所述的电池包旋转架，其特征在于，所述外圈与所述蜗轮一体成型。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的电池包旋转架，其特征在于，所述第一支架具有三个所述侧部。
8.根据权利要求1-3中任一项所述的电池包旋转架，其特征在于，所述换电位置设置有两个或更多个。
9.根据权利要求1-3中任一项所述的电池包旋转架，其特征在于，所述换电位置是所述侧部在环绕所述旋转轴线的周向方向上的最低位置。
10.一种充换电系统，其特征在于，所述充换电系统设置有一个或多个如权利要求1-9中任一项所述的电池包旋转架。
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