CN110001602A - 电池快换及传送系统、换电平台以及充换电站 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于充换电站的电池快换及传送系统、换电平台以及充换电站。所述电池快换及传送系统包括：快换单元，其被布置在所述充换电站的换电平台中，用于对停驻于所述换电平台上的车辆进行电池拆装操作；传送单元，其至少被布置在所述换电平台中，用于将通过所述快换单元从所述车辆拆下的电池向外传送，或者将朝向所述换电平台传送的已充电电池传送至所述车辆处以通过所述快换单元将其装载到所述车辆。本发明具有结构布局紧凑、无需土建、可兼容不同规格电池、无需调平操作、换电速度快且成功率高等众多优点。

Description

电池快换及传送系统、换电平台以及充换电站

技术领域

本发明涉及充换电技术领域，尤其涉及用于充换电站的电池快换及传送系统、换电平台以及充换电站。

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。这些车辆的电能补充方式一般有对其动力电池进行慢充、快充和快换三种，其中快换是指对车辆进行快速更换电池。与其他两种方式相比较，采用快换方式都更具优势，例如耗时更短、对电池寿命影响更小等，因此具有一定的市场价值。

快换方式通常有从车辆侧面更换和从车辆底部更换两种方式，底部快换方式由于受电池固定结构复杂，可操作空间有限等因素制约，因此对于换电设施的要求更高。

尽管目前已经出现了多种类型的车辆底部换电设施，但是它们在实现方式等方面仍有提升空间。例如，一些常见的换电设施需要进行土建，导致基建施工时间长；有些换电设施的集成度低，不支持整装整运，不便于快速落地投放；有些换电设施体积庞大，单位占地面积内的使用率低；有些换电设施不能实现全自动，需要较多的人工干预；有些换电设施则流程复杂，换电动作效率不够高；有些换电设施则需要驾乘人员离开车辆后，才能允许进行换电操作。因此，导致不论是从换电效率方面，还是从用户体验等方面，都不够完善。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了用于充换电站的电池快换及传送系统、换电平台以及充换电站，从而有效解决或缓解了现有技术中存在的以上这些问题以及其他方面问题中的一个或多个。

首先，根据本发明的第一方面，它提供了一种用于充换电站的电池快换及传送系统，其包括：

快换单元，其被布置在所述充换电站的换电平台中，用于对停驻于所述换电平台上的车辆进行电池拆装操作；以及

传送单元，其至少被布置在所述换电平台中，用于将通过所述快换单元从所述车辆拆下的电池向外传送，或者将朝向所述换电平台传送的已充电电池传送至所述车辆处以通过所述快换单元将其装载到所述车辆上。

在根据本发明的电池快换及传送系统中，可选地，所述快换单元包括：

基座，其固定于所述换电平台；

执行装置，其被设置成用于执行所述电池拆装操作；以及

升降装置，其装设在所述基座上并与所述执行装置相连，用于使得所述执行装置相对于所述基座进行升降运动。

在根据本发明的电池快换及传送系统中，可选地，所述执行装置包括：

至少一个第一定位模块和/或至少一个第二定位模块，所述第一定位模块用于在执行所述电池拆装操作之前与电池之间进行定位，所述第二定位模块用于在执行所述电池拆装操作之前与所述车辆之间进行定位；

至少一个承接模块，其用于在执行所述电池拆装操作时承载电池；以及

至少一个拆装模块，其用于将电池从所述车辆上拆下或装载到所述车辆上；并且/或者

所述执行装置包括浮动部，其被设置成能够相对于所述换电平台在设定的范围内进行浮动运动；并且/或者

所述升降装置采用剪叉式举升机构、链式机构、丝杠抬升机构、气缸机构、电缸机构或液压机构。

在根据本发明的电池快换及传送系统中，可选地，所述第一定位模块和/或所述第二定位模块是定位销；并且/或者

所述承接模块采用金属材料和/或非金属材料制成，所述非金属材料包括尼龙和橡胶；并且/或者

每一个所述拆装模块具有单独的动力部件用以为其提供驱动力，或者至少两个所述拆装模块具有共同的所述动力部件用以为它们提供驱动力，所述动力部件包括电机；并且/或者

每一个所述拆装模块包括电机、拆装头、以及布置在它们之间用于传递动力的减速机，所述电机、所述减速机和所述拆装头均沿着同一轴线进行布置，或者所述电机沿着第一轴线进行布置，所述拆装头沿着与所述第一轴线相垂直的第二轴线进行布置，所述减速机采用直角形式被布置在所述电机和所述拆装头之间；并且/或者

所述第一定位模块、所述第二定位模块、所述承接模块和所述拆装模块均被安装在同一框架结构上；并且/或者

所述浮动部包括浮动牛眼、以自由接触方式设置在所述浮动牛眼上的浮动部件、以及与所述浮动部件相连以调整其位置的复位部件，或者包括悬挂式链条，用以实现所述浮动运动，所述复位部件包括回复弹簧。

在根据本发明的电池快换及传送系统中，可选地，所述框架结构被构造成至少具有两组不同的规格，其中每组规格的尺寸与一种相应的电池的尺寸相适配。

在根据本发明的电池快换及传送系统中，可选地，所述传送单元包括被相互间隔布置的至少两组传送组件，每一组所述传送组件被设置成其高度是固定的或者能够调节的。

在根据本发明的电池快换及传送系统中，可选地，所述传送组件包括：

第一方向传送组件，其被布置成用于沿着第一方向传送电池；以及

第二方向传送组件，其被布置成用于沿着与所述第一方向相垂直的第二方向传送电池。

在根据本发明的电池快换及传送系统中，可选地，所述第一方向是与所述换电平台的纵向方向相垂直的方向；并且/或者

所述第一方向传送组件被布置形成用于传送电池的第一水平传送平面，所述第二方向传送组件被布置形成第二水平传送平面，所述第二水平传送平面具有初始高度和目标高度，所述初始高度小于所述第一水平传送平面的高度，所述目标高度与所述第一水平传送平面的高度相同，所述第二方向传送组件被设置成在将所述已充电电池从所述第一方向传送组件传送至其后从所述初始高度升至所述目标高度，并且在将从所述车辆拆下的电池从其传送至所述第一方向传送组件时从所述目标高度降至所述初始高度。

在根据本发明的电池快换及传送系统中，可选地，所述第二方向传送组件被设置成将所述已充电电池传送第一距离后到达所述快换单元处，并且将从所述车辆拆下的电池传送第二距离后到达所述第一方向传送组件处，所述第一距离与所述第二距离相同。

在根据本发明的电池快换及传送系统中，可选地，至少两个所述第一方向传送组件被布置在所述换电平台的侧部和/或中部，并且至少两个所述第二方向传送组件被布置在所述换电平台的中部；并且/或者

至少一个所述第一方向传送组件和/或至少一个所述第二方向传送组件被嵌装在所述快换单元中。

在根据本发明的电池快换及传送系统中，可选地，至少一个所述第一方向传送组件被布置在所述换电平台的外部，并且位于从所述换电平台至电池仓之间的电池传送路径中。

在根据本发明的电池快换及传送系统中，可选地，所述至少一个所述第一方向传送组件中的一部分被布置在所述电池仓的底部，用于在所述换电平台和电池接驳装置之间传送电池，所述电池接驳装置用于在所述换电平台与所述电池仓之间传送电池；并且/或者

停驻于所述换电平台的车辆上的电池布置方向、所述电池传送路径中的电池传送及存取方向、以及所述电池仓的电池仓位中的电池存取方向均相同。

在根据本发明的电池快换及传送系统中，可选地，所述第一方向传送组件包括：

滚筒架，其固定于所述换电平台；以及

滚筒组，其固定于所述滚筒架上；并且/或者

所述第二方向传送组件包括：

滚筒架，其固定于所述换电平台；以及

滚筒组和顶升装置，所述顶升装置与所述滚筒架和所述滚筒组相连，用于使得所述滚筒组相对于所述滚筒架进行升降运动。

在根据本发明的电池快换及传送系统中，可选地，所述第一方向传送组件的所述滚筒组包括至少一个主动滚筒和至少一个从动滚筒；并且/或者

所述顶升装置采用链式机构、丝杠抬升机构、气缸机构、电缸机构或液压机构。

在根据本发明的电池快换及传送系统中，可选地，所述第一方向传送组件的所述滚筒组包括一个主动滚筒和至少两个从动滚筒，所述至少两个从动滚筒分别设置在所述主动滚筒的两侧，并且两个相邻的所述传送组件被布置成其各自的滚筒组中的主动滚筒在其电池传送方向上相互间隔距离不小于所传送的电池的宽度的1/2。

在根据本发明的电池快换及传送系统中，可选地，所述电池快换及传送系统还包括支撑单元，其被布置在所述换电平台的至少一个侧部并且与所述换电平台的前部和后部相连，所述传送单元被布置在所述支撑单元中。

在根据本发明的电池快换及传送系统中，可选地，所述快换单元被布置在所述传送单元和所述支撑单元之间，并且至少部分地嵌装在所述换电平台中。

在根据本发明的电池快换及传送系统中，可选地，所述快换单元和/或所述支撑单元具有框架结构，并且所述框架结构的顶部设置有覆盖部件。

其次，根据本发明的第二方面，它提供了一种换电平台，所述换电平台包括一个或多个如以上任一项所述的电池快换及传送系统。

此外，根据本发明的第三方面，它提供了一种充换电站，所述充换电站包括一个或多个如以上任一项所述的电池快换及传送系统、或者包括一个或多个如以上所述的换电平台。

从与附图相结合的以下详细描述中，将会清楚地理解根据本发明的各技术方案的原理、特点、特征以及优点等。与现有技术相比较，采用本发明技术方案至少具有以下这些技术特点和性能优势：

1.结构布局紧凑简洁，可以降低整体高度，并且更加安全可靠；

2. 能够快速拆装电池并且传递给后续执行设备，显著提升操作效率；

3.方便进行系统集成，可实现整装整运，无需土建，允许直接投放运行；

4. 无需旋转换电平台，也可以在换电操作之前不必调平操作，支持驾乘人员不必离开车辆即可在换电平台上进行全自动换电操作，能够极大地优化用户的使用体验；

5.组成单元或装置可进行灵活更换，方便兼容不同规格的电池；

6. 通过在电池仓和换电平台之间间隔布置多组电池传送组件，可以非常方便、灵活且快捷地实现电池的位置移送和调整；

7. 在从换电平台至电池仓之间的电池传送路径中不需要对电池进行任何的旋转动作，整体传送和存取动作更加简洁，控制操作更加方便且可靠；

8.去除了现有技术中普遍使用的RGV，取消了一切与换电机构行走相关的零部件，通过利用多组电池传送组件不仅可以节省大量空间且方便维护，而且使得快换机构更加简洁紧凑，运行更加安全可靠，能够有效缩短中间环节耗时，极大地提高换电操作的效率和成功率。

附图说明

以下将结合附图和实施例来对本发明的技术方案作进一步的详细描述，但是应当知道，这些附图只是出于解释目的而设计的，仅意在概念性地说明此处描述的结构构造，而不必要依比例进行绘制。

图1是一个根据本发明的电池快换及传送系统实施例被集成到一个换电平台示例后的俯视结构示意图。

图2是图1所示的电池快换及传送系统实施例及换电平台示例的立体结构示意图。

图3是图1所示的电池快换及传送系统实施例中的一个第二方向传送组件示例的立体结构示意图。

图4是图1所示的电池快换及传送系统实施例中一部分的立体结构示意图，其中示出了快换单元示例的结构组成。

图5是图4所示的快换单元示例中一部分的立体结构示意图，其中示出了安装有执行装置的可更换框架。

图6单独示出了图4所示的快换单元示例中的可更换框架。

图7示出了在图1所示的电池快换及传送系统实施例中的第二方向传送组件示例处于目标高度时的立体结构。

图8示出了在图1所示的电池快换及传送系统实施例中的升降装置处于高位时的立体结构。

图9是图1所示的电池快换及传送系统实施例中的一个拆装模块示例的立体结构示意图。

图10是图1所示的电池快换及传送系统实施例中的另一个拆装模块示例的立体结构示意图。

图11是图1所示的电池快换及传送系统实施例中一部分的立体结构示意图。

图12是图1所示的电池快换及传送系统实施例中的一个第一方向传送组件示例的立体结构示意图。

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用于充换电站的电池快换及传送系统、换电平台以及充换电站的结构、组成、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。

在本文中，技术术语“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，技术术语“第一”、“第二”仅是用于进行区分性表述目的而无意于表示它们的顺序以及相对重要性，技术术语“连接”意味着将一个部件直接连接和/或间接连接至另一个部件，技术术语“上”、“下”、“右”、“左”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”及其派生词等应联系附图中的定向，除非明确指出以外，本发明可采取多种替代定向。

此外，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，从而应当认为这些根据本发明的更多实施例也是在本文的记载范围之内。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。

以下将结合通过图1至图12所示范性给出的根据本发明的用于充换电站的电池快换及传送系统实施例来对本发明技术方案进行详细说明。

首先，如图1和图2所示，在这两个附图中展示了将该电池快换及传送系统实施例集成到一个示例性的换电平台1后的整体组成结构，通过该电池快换及传送系统可以用来实现从车辆上卸下亏电电池、将已充电电池装载到车辆上、进行电池传送等操作。

在所给出的这个实施例中，该电池快换及传送系统可以包括三个部分，即传送单元、快换单元和支撑单元，下面就分别对这些单元进行详细介绍。

对于快换单元5来讲，可以将其布置在换电平台1中用来对停驻在该换电平台1上的车辆进行电池拆装操作。也就是说，在本发明系统中是允许将快换单元5创新性地直接集成到换电平台1的，从而不仅能有效提升换电平台1的刚度，而且可以将它们一起整装整运，并且在到达安装地之后无需做任何调整即可现场安装，这将显著降低对于运输、安装操作等方面的要求。

与本发明相比较，现有技术方案中的快换机构或装置是根本无法与换电平台直接集成在一起的，需要将它们分开各自进行装运，并且在到达安装地之后还需要针对诸如行走轨道等装置、机构或设备进行必要的安装、校准等工作，而且尤其需要对行走机构的位置进行仔细调校以便保证电池传送操作、换电操作等准确性，这将会耗费相当多的时间和人力，导致成本投入很大。采用根据本发明的技术方案能成功克服以上这些问题，并且在本发明中可采用多种方式来实现上述快换单元5的功能，下面就结合附图所示出的具体示例来对此进行更详细的说明。

如图3至图8所示，在这些附图中展示出了一个快换单元5的具体示例。该快换单元5可以包括基座53、执行装置51和升降装置52。其中，可以将基座53固定至换电平台1，例如可将其直接固定到换电平台1的底部上。这是因为，由于本发明采用了创新性的改进设计，因此其中的快换单元5完全不需要如现有技术方案中的RGV之类的换电机构那样进行行走，所以通过将基座53直接固定至换电平台1，不仅可以去除例如行走电机、齿轮齿条、轴承、轮子、轨道等一系列的零部件而节约了制造、装配和维护成本，而且尤其能够降低机构的高度，使得整个换电平台甚至整个换电设施在高度上都可以做得更低，从而能够相当有利地使得车辆无需或者仅需较少的抬升即可进行换电操作，并且减少了误差源而使得整个系统更加可靠，增加了系统的安全性，而且有助于在换电操作前可以不必对车辆进行调平操作。

此外，还应当指出的是，由于RGV通常具有较高的高度，因此为了保证电池的进出，需要在换电平台上将车辆举升到一定高度后才可以提供操作空间，这也导致了驾乘人员必须离开车辆才允许动作，而且在使用现有的换电平台时，需要预先进行调平操作以保证电池拆装操作时的准确性，如果驾乘人员在换电操作时一直位于车中，他们在车内的活动可能将会给电池拆装操作带来不利的甚至严重影响。与此对比，采用本发明技术方案，可以使得驾乘人员在换电操作时无需离开车辆，从而不仅能极大地优化换电操作耗时，而且可以显著提高用户的换电使用体验。

如图6和图7所示，执行装置51是快换单元5中的动作执行部分，即用来执行电池拆装操作。作为举例说明，该执行装置51可以包括一个或多个第一定位模块512、一个或多个第二定位模块513、一个或多个承接模块511、以及一个或多个拆装模块514。

具体来讲，第一定位模块512和第二定位模块513都是被提供用于实现执行装置51与电池或车辆本身进行定位，以便调整与电池或车辆的位置关系并进行准确对接，从而随后能准确可靠地执行电池拆装操作。其中，第一定位模块512是被设置成用于与电池之间进行定位，第二定位模块513则是被设置成用于与车辆之间进行定位，它们通常都可以采用定位销的形式。当然，在一些应用场合下，当能够保证准确可靠地执行电池拆装操作时，有可能仅需要设置第一定位模块512（或第二定位模块513）用来与电池（或车辆）进行定位。

在执行电池拆装操作时，将通过承接模块511来承载电池，例如托载在电池的底面上。这样的承接模块511可采用金属材料和/或非金属材料（如尼龙、橡胶等）来制成，并且可将其布置在执行装置51的外表面上的任何适宜位置处。在具体应用中，承接模块511被允许具有多种可能的结构构造，例如可以如图6中所示地将其构造成凸块形状。

拆装模块514是被提供用于将电池从车辆上拆下或者将电池装载到车辆上，即用来断开或重建电池与车辆之间的物理连接（通常也被称为“加解锁”）。在可选情形下，可以为每一个拆装模块514配置一个单独的动力部件（如电机等），用来为该拆装模块514提供驱动力。当然，也可以为两个或更多个拆装模块514共同配置一个动力部件（如电机等），然后可采用例如带传动、链传动等方式来通过该动力部件为这些拆装模块514一起提供驱动力。

对于一个拆装模块514来讲，它可以包括电机517、拆装头517和减速机518，减速机518被布置在电机517和拆装头517之间，用于将电机517的动力传递给拆装头517，以便后者进行电池拆装操作。在实际应用中，如图9所示，可以将上述的电机517、减速机518和拆装头517沿着同一轴线进行布置，形成直线型结构布局。此外，也可以如图10所示地将电机517沿着一轴线进行布置，并且将拆装头517沿着与该轴线相垂直的另一轴线进行布置，然后再将减速机518以直角形式布置在电机517和拆装头517之间，这将有利于节省拆装模块514例如在竖直方向上的占用空间，使得拆装模块514可以做到更薄，进一步减小整个设备的高度，因此也更适合于实现本发明技术方案所描述的场景。

如图4和图8所示，升降装置52是被装设在基座53上，并且将其与执行装置51进行连接，以便通过升降装置52可以使得执行装置51相对于基座53进行升降运动，由此促使执行装置51能够到达合适的工作位置来进行电池拆装操作。具体来讲，当车辆在换电平台1上停稳准备进行换电操作之前，或者在车辆已经换电操作完毕准备驶离换电平台1时，可以使升降装置52连同拆装模块514一起处于如图4所示的较低位置处，以便保证快换单元不会妨碍车辆的进出。当需要进行换电操作时，可以通过升降装置52带动拆装模块514一起处于如图8所示的较高位置处，以便对车辆上的电池进行相应的拆装操作。

作为举例说明，上述的升降装置52可以采用多种形状的部件、装置或机构等来实现，这包括但不限于例如剪叉式举升机构、链式机构、丝杠抬升机构、气缸机构、电缸机构、液压机构等。

此外，在可选情形下，执行装置51可以具有浮动部，以便通过该浮动部使得执行装置51具备能相对于换电平台1在设定的范围内（例如在换电平台1的水平工作面内的预设误差范围内，该预设误差范围可根据具有需求情形来进行设定）进行浮动运动的功能，这将非常有助于快速、准确地实现与待换电车辆和/或电池上的相对应结构或部件之间的定位对接。在具体应用时，上述浮动部可以采用多种结构形式来实现。例如，可将浮动部设置成具有浮动牛眼、浮动部件和复位部件，其中浮动部件（如板件等）可以采用自由接触方式设置在浮动牛眼上，并且将复位部件（如回复弹簧等）与浮动部件进行连接来调整后者的位置，由此可使得执行装置51具备上述的浮动运动功能。又比如，可将浮动部设置成包括悬挂式链条，采用此类方式也可使得执行装置51能进行上述的浮动运动。

应当指出的是，在可选情形下，可以将第一定位模块512、第二定位模块513、承接模块511和拆装模块514一起安装在同一框架结构515上。可以采用例如螺纹副等连接方式将该框架结构515与升降装置52进行连接，并且可以进行现场拆卸。采用这种模块化的结构设计，可以有效支持系统的兼容和复用。

例如，对于不同规格的动力电池，其定位关系和拆装模块的位置往往也是不同的，因此在现有技术方案中是一种换电设施只能支持一种规格的动力电池。然而，在本发明技术方案中，可以将上述的框架结构515构造成具有两组或更多组的不同规格，其中每组规格的尺寸可以与一种相应的电池的尺寸相适配，这样就可以通过更换其不同规格的框架结构515来实现兼容，并且实现其他部分的复用，即无论采用何种规格的框架结构515，安装在其上的所有电气接口可以都是相同的而无需重新进行电气布线，这样就能轻松地安装上相应的第一定位模块512、第二定位模块513、承接模块511和拆装模块514，从而可以极大地减少工作耗时并降低系统的复杂程度，能够用来快速实现对于不同规格电池的拆装操作。

另外，需要说明的是，关于上述的第一定位模块512、第二定位模块513、承接模块511、拆装模块514的具体设置数量、布置位置等，在不脱离本发明主旨的情况下都是可以根据实际应用情况来进行具体设置和灵活调整的。

如图1-4和图8等所示，传送单元是被设置用来将从停驻在换电平台1的车辆上拆下的电池向外传送，或者用来将朝向换电平台1传送的已充电电池传送到该车辆处（例如传送到车辆的下方位置），以便可以通过快换单元5将已充电电池装载到该车辆上。

在一些具体应用中，通常可以将传送单元全部布置在换电平台1中。当然，在另外一些具体应用中，也可以将传送单元中的一部分布置在换电平台1中，并且将其中的另一部分布置在换电平台1的外部，例如布置在从换电平台1到电池仓（未示出）之间的电池传送路径中。对于电池仓来讲，它是用来存储电池的设施，当将从车辆上卸下的亏电电池存储在电池仓的仓位中时，可以对这些亏电电池进行补充电能、性能检测等操作。根据不同应用场合下的各种实际需求情况，电池仓可以具有各种可能的形状构造、安装布局、电池存储容量等。

传送单元可以包括两组或更多组的传送组件，这样的传送组件可采用链式、带式、滚筒式或者任何其他的适宜方式来实现。根据实际应用需求情况，可将这些传送组件间隔布置在换电平台1的内部和/或外部范围的任何适宜位置处用来传送电池，并且可将这些传送组件的高度设置成固定的或者设置成能够调节的，以便更好地满足各种可能的实际需求。

作为举例说明，可以将上述的传送组件构造成具有多种不同的类型形式。

例如，可以提供如图11中示例性表示的第一方向传送组件3，此类第一方向传送组件3可用于沿着第一方向（即图1中所示的x轴方向，也就是与换电平台1的纵向方向相垂直的方向）传送电池。在图11所展示的示例中，第一方向传送组件3可以包括滚筒架31和滚筒组32，可将该滚筒架31固定到换电平台1，并将滚筒组32固定到该滚筒架31上。在可选情形下，在上述的滚筒组32中可设置一个主动滚筒321以及两个或更多个从动滚筒322，可将这些从动滚筒322分别布置在主动滚筒321的两侧。在具体应用时，可以将两个相邻的传送组件布置成：它们各自的主动滚筒321在电池传送方向上相互之间的间隔距离不小于所传送的电池的宽度的1/2，这样将能够更好地控制电池传送时的稳定性和可靠性。

又如，还可以提供如图12中示例性表示的第二方向传送组件4，此类第二方向传送组件4可用于沿着与第一方向相垂直的第二方向（即图1中所示的y轴方向，也就是换电平台1的纵向方向）传送电池。在图12所展示的示例中，第二方向传送组件4可以包括滚筒架41、滚筒组42和顶升装置43，可将滚筒架41固定到换电平台1，并且将顶升装置43与滚筒架31和滚筒组32进行相连，以便可以通过顶升装置43来使得滚筒组32能够相对于滚筒架31进行升降运动，即实现第二方向传送组件4在高度上的可控性调节。对于顶升装置43来讲，它可以采用例如链式机构、丝杠抬升机构、气缸机构、电缸机构、液压机构或者任何其他的适宜部件、机构或装置等来实现。

在一些具体应用场合下，可以将两个或更多个的第一方向传送组件3布置在换电平台1的侧部和/或中部用来传送电池。此外，可以将两个或更多个的第二方向传送组件4布置在换电平台1的中部用来传送电池。可以理解的是，在不脱离本发明主旨的情况下，这些第一方向传送组件3和第二方向传送组件4的具体布置位置、设置数量、结构形式、使用材料等都被允许根据实际需求来进行灵活的设置、选择和调整。

例如，可以将一个或多个第一方向传送组件3和/或第二方向传送组件4嵌装在快换单元5所形成的结构框架中。此外，如图1、图2等所示，可以将一个或多个第一方向传送组件3布置在换电平台1的外部，并且将其布置在从换电平台1到电池仓之间的电池传送路径中，例如可将第一方向传送组件3中的一部分布置在电池仓的底部，以便用来在换电平台1和电池接驳装置之间传送电池。关于电池接驳装置，它是被设置用于在换电平台1与电池仓之间传送电池。作为优选情形，可以将位于车辆上的电池布置方向、上述电池传送路径中的电池传送及存取方向（可包括电池接驳装置中的电池存取方向）、电池仓的电池仓位中的电池存取方向均相同，这样将可以使得已充电电池（或亏电电池）在电池仓、电池接驳装置和换电平台1之间的中转、存放、传送和换电操作期间始终保持同一方向进行传送，其间没有任何不必要的多余动作（如现有技术方案中通常存在的90°旋转运动），这将有助于进一步缩短更换电池的时间，极大地提高电池存取操作效率，从而能够实现更高效且快捷的换电操作。

此外，在可选情形下，可将传送单元中的第一方向传送组件3布置形成用于传送电池的第一水平传送平面，并将传送单元中的第二方向传送组件4布置形成第二水平传送平面，上述第一水平传送平面通常具有固定的高度，而第二水平传送平面则具有初始高度和目标高度。即，当第二水平传送平面处于初始高度时，其高度是小于第一水平传送平面的高度的；当第二水平传送平面处于目标高度时，其高度是与第一水平传送平面的高度相同的。

采用以上方式，可以避免电池在从第一方向传送组件3传送至第二方向传送组件4（或者与之相反）时，由于第一方向传送组件3和第二方向传送组件4分别具有不同的运动传送方向，所以此时进行交接有可能会对电池造成例如摩损等不利影响，通过将第二方向传送组件4设置成在已充电电池从第一方向传送组件3传送至第二方向传送组件4的位置处时（图4），使第二方向传送组件4从原先的低位开始升高用来举升电池（图7），即使得此时的第二水平传送平面从初始高度升至目标高度；与之相反，在电池拆卸完毕后，可以在将拆下的电池传送至第一方向传送组件3的位置处时，使得第二方向传送组件4从目前的高位降低到原先的低位，即使得此时的第二水平传送平面从目标高度降至初始高度，然后再由第一方向传送组件3继续将该电池向外传送。如此，就可以有效避免以上问题的发生。

此外，应当说明的是，由于电池在车辆上可能不一定居中对称布置，因此在可选情形下，可以将第二方向传送组件4设置成将已充电电池传送第一距离之后到达快换单元5处（即适于进行电池拆装操作的位置，例如车辆下方的电池加解锁位置），并且将从车辆拆下的电池传送第二距离（其可以与上述第一距离相同）之后到达第一方向传送组件3处，以便将该电池传送出换电平台1，并且使其随后例如传送到后续的电池接驳装置、电池仓等。

再请参阅图1、图2和图3等，该电池快换及传送系统可以设置支撑单元2。可以将这样的支撑单元2布置在换电平台1的一个侧部或者两个侧部，并且将其与换电平台1的前部11和后部12进行连接，以便可供车辆的车轮经过该支撑单元2停驻在换电平台1上。

在可选情形下，可以将电池快换及传送系统中的传送单元整体或者其中一部分布置在支撑单元2上。此外，还可以如图1、图2和图3中所展示的，将快换单元5布置在传送单元和支撑单元2二者之间，并且可将该快换单元5的至少一部分地嵌装在换电平台1中，由此能够提高换电平台1的集成度，形成更加紧凑合理的空间布局。

另外，对于快换单元5、支撑单元2来讲，可将它们分别构造成具有框架结构（可采用结构钢，或者也可以采用其他型材并通过焊接、螺纹连接等进行组装形成），并且可在此类框架结构的顶部设置覆盖部件来起到保护、装饰等作用，该覆盖部件例如可采用平板等形式。举例而言，在图2中示范性地图示出了支撑单元2具有框架结构20，并且在该框架结构的顶部配置了盖板21。

当然，应当理解的是，在根据本发明的电池快换及传送系统中，也可以不必设置上述支撑单元2，即此类支撑单元可以直接属于换电平台1本身的一部分结构，而不需要在本发明的电池快换及传送系统中另外进行单独设置。

综上所述，由于在现有技术方案中，对于电池在电池仓和换电平台之间的传送以及相对于车辆的定位来讲，都是需要使用RGV来进行配合。尽管RGV本身以及换电平台存在着结构复杂、出错环节多、成本高等问题，特别是一般需要采用电机驱动来旋转换电平台，这是通过齿轮和固定在换电平台下方的巨大弧形齿条传动来完成，而弧形齿条的制造难度大，但是由于以上现有方式早已被本领域技术人员所熟知并且所习以为常而成为标配模式，因此在本发明提出之前，包括以上所列举问题在内的这些问题一直没有获得良好解决。本案发明人在经过大量研究之后已经提出了如以上所讨论的创新性技术方案，其中通过传送单元和快换单元的配合操作，可以成功地克服现有技术中所存在的问题，并且能够实现了突出的技术效果和优势，而这些都是现有技术方案根本不能提供的。

鉴于本发明的电池快换及传送系统具有这些明显优于现有技术的技术优势，因此非常适合将其应用到充换电站（例如各种固定式充电站、移动式充电站等），以便克服现有技术中所存在的包括前文中描述的弊端和不足之处。根据本发明的一个技术方案，它提供了一种换电平台，其中可以设置一个或多个根据本发明所设计提供的电池快换及传送系统，使用该换电平台时可以不需要对车辆进行举升操作，但考虑到在一些应用场合下有可能存在着电池厚度较大的情形，因此在一些替代性方案中也允许该换电平台可以具有对车辆进行稍微或较大举升的功能。关于电池快换及传送系统在根据本发明的换电平台中的具体配置数量、位置布局等均可以根据不同应用场合下的实际需求情况来进行灵活设定。

另外，本发明还进一步提供了一种充换电站，其可以包括一个或多个根据本发明所设计提供的电池快换及传送系统、或者可以包括一个或多个根据本发明所设计提供的换电平台，以便可以充分发挥出本发明技术方案所具备的如前所述的这些明显技术优势。

以上仅以举例方式来详细阐明根据本发明的用于充换电站的电池快换及传送系统、换电平台以及充换电站，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 (20)

1. 一种用于充换电站的电池快换及传送系统，其特征在于，包括：

快换单元，其被布置在所述充换电站的换电平台中，用于对停驻于所述换电平台上的车辆进行电池拆装操作；以及

传送单元，其至少被布置在所述换电平台中，用于将通过所述快换单元从所述车辆拆下的电池向外传送，或者将朝向所述换电平台传送的已充电电池传送至所述车辆处以通过所述快换单元将其装载到所述车辆上。

2.根据权利要求1所述的电池快换及传送系统，其中，所述快换单元包括：

基座，其固定于所述换电平台；

执行装置，其被设置成用于执行所述电池拆装操作；以及

升降装置，其装设在所述基座上并与所述执行装置相连，用于使得所述执行装置相对于所述基座进行升降运动。

3.根据权利要求2所述的电池快换及传送系统，其中，所述执行装置包括：

至少一个第一定位模块和/或至少一个第二定位模块，所述第一定位模块用于在执行所述电池拆装操作之前与电池之间进行定位，所述第二定位模块用于在执行所述电池拆装操作之前与所述车辆之间进行定位；

至少一个承接模块，其用于在执行所述电池拆装操作时承载电池；以及

至少一个拆装模块，其用于将电池从所述车辆上拆下或装载到所述车辆上；并且/或者

所述执行装置包括浮动部，其被设置成能够相对于所述换电平台在设定的范围内进行浮动运动；并且/或者

所述升降装置采用剪叉式举升机构、链式机构、丝杠抬升机构、气缸机构、电缸机构或液压机构。

4. 根据权利要求3所述的电池快换及传送系统，其中，所述第一定位模块和/或所述第二定位模块是定位销；并且/或者

所述承接模块采用金属材料和/或非金属材料制成，所述非金属材料包括尼龙和橡胶；并且/或者

每一个所述拆装模块具有单独的动力部件用以为其提供驱动力，或者至少两个所述拆装模块具有共同的所述动力部件用以为它们提供驱动力，所述动力部件包括电机；并且/或者

每一个所述拆装模块包括电机、拆装头、以及布置在它们之间用于传递动力的减速机，所述电机、所述减速机和所述拆装头均沿着同一轴线进行布置，或者所述电机沿着第一轴线进行布置，所述拆装头沿着与所述第一轴线相垂直的第二轴线进行布置，所述减速机采用直角形式被布置在所述电机和所述拆装头之间；并且/或者

所述第一定位模块、所述第二定位模块、所述承接模块和所述拆装模块均被安装在同一框架结构上；并且/或者

所述浮动部包括浮动牛眼、以自由接触方式设置在所述浮动牛眼上的浮动部件、以及与所述浮动部件相连以调整其位置的复位部件，或者包括悬挂式链条，用以实现所述浮动运动，所述复位部件包括回复弹簧。

5.根据权利要求4所述的电池快换及传送系统，其中，所述框架结构被构造成至少具有两组不同的规格，其中每组规格的尺寸与一种相应的电池的尺寸相适配。

6.根据权利要求1所述的电池快换及传送系统，其中，所述传送单元包括被相互间隔布置的至少两组传送组件，每一组所述传送组件被设置成其高度是固定的或者能够调节的。

7. 根据权利要求6所述的电池快换及传送系统，其中，所述传送组件包括：

第一方向传送组件，其被布置成用于沿着第一方向传送电池；以及

第二方向传送组件，其被布置成用于沿着与所述第一方向相垂直的第二方向传送电池。

8.根据权利要求7所述的电池快换及传送系统，其中，所述第一方向是与所述换电平台的纵向方向相垂直的方向；并且/或者

所述第一方向传送组件被布置形成用于传送电池的第一水平传送平面，所述第二方向传送组件被布置形成第二水平传送平面，所述第二水平传送平面具有初始高度和目标高度，所述初始高度小于所述第一水平传送平面的高度，所述目标高度与所述第一水平传送平面的高度相同，所述第二方向传送组件被设置成在将所述已充电电池从所述第一方向传送组件传送至其后从所述初始高度升至所述目标高度，并且在将从所述车辆拆下的电池从其传送至所述第一方向传送组件时从所述目标高度降至所述初始高度。

9. 根据权利要求8所述的电池快换及传送系统，其中，所述第二方向传送组件被设置成将所述已充电电池传送第一距离后到达所述快换单元处，并且将从所述车辆拆下的电池传送第二距离后到达所述第一方向传送组件处，所述第一距离与所述第二距离相同。

10.根据权利要求7所述的电池快换及传送系统，其中，至少两个所述第一方向传送组件被布置在所述换电平台的侧部和/或中部，并且至少两个所述第二方向传送组件被布置在所述换电平台的中部；并且/或者

至少一个所述第一方向传送组件和/或至少一个所述第二方向传送组件被嵌装在所述快换单元中。

11. 根据权利要求10所述的电池快换及传送系统，其中，至少一个所述第一方向传送组件被布置在所述换电平台的外部，并且位于从所述换电平台至电池仓之间的电池传送路径中。

12.根据权利要求11所述的电池快换及传送系统，其中，所述至少一个所述第一方向传送组件中的一部分被布置在所述电池仓的底部，用于在所述换电平台和电池接驳装置之间传送电池，所述电池接驳装置用于在所述换电平台与所述电池仓之间传送电池；并且/或者

停驻于所述换电平台的车辆上的电池布置方向、所述电池传送路径中的电池传送及存取方向、以及所述电池仓的电池仓位中的电池存取方向均相同。

13. 根据权利要求6-10中任一项所述的电池快换及传送系统，其中，所述第一方向传送组件包括：

滚筒架，其固定于所述换电平台；以及

滚筒组，其固定于所述滚筒架上；并且/或者

所述第二方向传送组件包括：

滚筒架，其固定于所述换电平台；以及

滚筒组和顶升装置，所述顶升装置与所述滚筒架和所述滚筒组相连，用于使得所述滚筒组相对于所述滚筒架进行升降运动。

14.根据权利要求13所述的电池快换及传送系统，其中，所述第一方向传送组件的所述滚筒组包括至少一个主动滚筒和至少一个从动滚筒；并且/或者

所述顶升装置采用链式机构、丝杠抬升机构、气缸机构、电缸机构或液压机构。

15.根据权利要求14所述的电池快换及传送系统，其中，所述第一方向传送组件的所述滚筒组包括一个主动滚筒和至少两个从动滚筒，所述至少两个从动滚筒分别设置在所述主动滚筒的两侧，并且两个相邻的所述传送组件被布置成其各自的滚筒组中的主动滚筒在其电池传送方向上相互间隔距离不小于所传送的电池的宽度的1/2。

16.根据权利要求1-10所述的电池快换及传送系统，其中，所述电池快换及传送系统还包括支撑单元，其被布置在所述换电平台的至少一个侧部并且与所述换电平台的前部和后部相连，所述传送单元被布置在所述支撑单元中。

17.根据权利要求16所述的电池快换及传送系统，其中，所述快换单元被布置在所述传送单元和所述支撑单元之间，并且至少部分地嵌装在所述换电平台中。

18.根据权利要求17所述的电池快换及传送系统，其中，所述快换单元和/或所述支撑单元具有框架结构，并且所述框架结构的顶部设置有覆盖部件。

19.一种换电平台，其特征在于，所述换电平台包括一个或多个如权利要求1-10和13-18中任一项所述的电池快换及传送系统。

20.一种充换电站，其特征在于，所述充换电站包括一个或多个如权利要求1-18中任一项所述的电池快换及传送系统、或者包括一个或多个如权利要求19所述的换电平台。