CN110015119B - 电池包定位装置以及换电站 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电池包定位装置以及汽车。电池包定位装置包括用于对电池包进行放置的放置平台；以及设置在所述放置平台上的定位件，其能够与所述电池包上的定位特征相配合，从而固定所述电池包与所述放置平台的相对位置。根据本发明的电池包定位装置能够在换电站中高效地对电池包进行定位。

Description

电池包定位装置以及换电站

技术领域

本发明涉及汽车领域，具体而言，涉及一种电池包定位装置以及带有这样的电池包定位装置的换电站。

背景技术

现有的工业生产大部分是自动化生产结构，产品的加工、组装等各种作业步骤都需要快速、可靠且高效的传输和作业机构来完成。特别是在电动汽车电池包的传输和换电领域中，目前的电池充电技术无法实现像加油一样，几分钟内完成充电，因此，更换电池包成为目前高效便捷的电动汽车电能补充的方法。越来越多地采用自动换电站为电动汽车通过将亏电电池包更换为满电电池包的方式来补充电能。

存在一种嵌入式自动换电平台，其将整个换电小车布置在地面以下，地面上方仅留一个槽用于槽底部的电池更换。也有一种自动换电平台的换电小车沿换电位置的高度方向在各个电池包存储位置之间升降，从而放置或取下电池包，并且行驶于各个换电位置之间。

尽管目前已经出现了多种换电装置或平台，但是它们仍然存在电池包定位耗时较长、定位精确度较低、设备复杂程度高以及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

本发明提出一种电池包定位装置，其能够在换电站中高效地对电池包进行定位。

根据本发明一个方面提出的电池包定位装置，所述电池包定位装置包括：用于对电池包进行放置的放置平台；以及设置在所述放置平台上的定位件，其能够与所述电池包上的定位特征相配合，从而固定所述电池包与所述放置平台的相对位置；

根据本发明一个方面提出的电池包定位装置，所述定位件包括第一定位销，其能够与用于存储电池包的存储仓上的定位孔相配合，从而固定所述放置平台与所述存储仓的相对位置。

根据本发明一个方面提出的电池包定位装置，所述定位件包括第二定位销，其能够与所述电池包上的定位孔相配合。

根据本发明一个方面提出的电池包定位装置，所述定位件包括定位角，其能够与所述电池包的外轮廓相配合。

根据本发明一个方面提出的电池包定位装置，所述放置平台包括支撑块，用于支撑所述电池包。

根据本发明一个方面提出的电池包定位装置，所述放置平台包括：第一平台，用于沿第一方向输送所述电池包；以及第二平台，用于沿第二方向输送所述电池包。

根据本发明一个方面提出的电池包定位装置，第一平台用于沿水平方向输送所述电池包，第二平台用于沿竖直方向输送所述电池包。

根据本发明一个方面提出的电池包定位装置，所述放置平台包括浮动机构，所述浮动机构用于调整第二平台的位置和/或姿态。

根据本发明一个方面提出的电池包定位装置，所述放置平台包括叉剪式机构，所述叉剪式机构用于对第二平台的运动进行导向。

根据本发明一个方面提出的电池包定位装置，所述放置平台包括刚性链举升机，所述刚性链举升机用于驱动所述第二平台。

根据本发明一个方面提出的电池包定位装置，所述定位件包括定位角，其能够与所述电池包的外轮廓相配合；所述定位件包括第二定位销，其能够与所述电池包上的定位孔相配合；所述放置平台包括支撑块，用于支撑所述电池包；所述定位角设置在第一平台上；所述第一定位销、所述第二定位销和所述支撑块设置在第二平台上。

此外，本发明提出一种带有这样的电池包定位装置的换电站。由于该换电站带有根据本发明的电池包定位装置，因此能够具有如上面所述的优点。

本发明的有益效果包括：在换电站中快速、准确地对电池包进行定位，从而缩短换电时间、提高换电效率。

附图说明

参照附图来说明本发明的公开内容。应当了解，附图仅仅用于说明目的，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。在附图中，相同的附图标记用于指代相同的部件。其中：

图1示意性显示了根据本发明一个实施方式提出的电池包定位装置；

图2示意性显示了包含有根据本发明一个实施方式提出的电池包定位装置的设备；

图3示意性显示了根据本发明一个实施方式提出的电池包定位装置与用于存储电池包的存储仓的一个工作状态。

具体实施方式

容易理解，根据本发明的技术方案，在不变更本发明实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或者视为对本发明技术方案的限定或限制。

在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。

在下面的描述中，为不同构造的实施例描述了各种参数和部件，这些具体的参数和部件仅作为示例而不对本申请的实施例做出限制。

根据本发明的一实施方式结合图1和图2示出，其中可看出：电池包定位装置包括：用于对电池包3进行放置的放置平台10；以及设置在所述放置平台10上的定位件，其能够与所述电池包3上的定位特征相配合，从而固定所述电池包3与所述放置平台10的相对位置。该电池包定位装置在换电站中能够快速、准确地对电池包3进行定位，从而缩短换电时间、提高换电效率。需要说明的是，“平台”一词不应该狭义地理解为平面的台面，而是应该广义地理解，即允许根据具体情况具有各种各样的变形，即广义上理解为作业台。

所述放置平台10包括：第一平台1，用于沿第一方向输送所述电池包3；以及第二平台2，用于沿第二方向输送所述电池包3。在该实施方式中，第一方向为水平方向A，第一平台1用于沿水平方向A将所述电池包3输送到所述放置平台10处或者将所述电池包3从所述放置平台10处输送出去；第二方向为竖直方向B，第二平台2用于沿竖直方向B将所述电池包3进行上升和下降操作，有利于电池包3放入位于所述放置平台10上方的、用于存储电池包3的存储仓4或者将电池包3从该存储仓4中取下。第一平台1上具有传输机构19，用于将所述电池包3从所述放置平台10处输送出去。第二平台2例如布置在所述放置平台10的中部，在第二平台2的两侧分别设置有一个第一平台1。

所述传输机构19例如包括链轮。链轮包括带嵌齿式扣链齿的轮子，用以与节链环或缆索上节距准确的块体相啮合，以及包括实心或带辐条的齿轮，与（滚子）链啮合以传递运动等。当然，所述传输机构19也可以由其它类型的轮子构成、例如由马达、尤其是电机来驱动的滚轮。在这种情况下，每个轮子能够单独地进行操控，以便实现特定的传输运动。

“第一方向”和“第二方向”可以根据换电站的具体结构，也就是说根据电池包3从车身上取下的位置以及用于存储电池包3的存储仓4的位置进行设定。在该实施方式中第一方向为水平方向A且第二方向为竖直方向B。此处，“水平方向A”和“竖直方向B”应当广义地理解，也就是说“水平方向A”应当理解成大致水平的方向，“竖直方向B”应当理解成大致竖直的方向。

电池包3上的“定位特征”可以是电池包3的外轮廓或电池包3上的定位孔等具有确定的形状和构造的特征，以便通过该定位特征来确定电池包3的位置。例如当电池包3上的定位特征包括定位孔时，所述定位件包括第二定位销12，其能够与所述电池包3上的定位孔相配合；例如当电池包3上的定位特征包括外轮廓时，所述定位件包括定位角13，其能够与所述电池包3的外轮廓相配合。具体到图中所示出的实施方式中，所述定位角13为两个布置在所述第一平台1的两侧的定位件，并且呈现为具有一定的高度的L形，这尤其有利于当所述电池包3具有直角特征的情况，因为该直角特征能够通过与L形定位件的匹配来实现所述电池包3的整体定位。所述定位角13之间的距离设置成与所述电池包3的尺寸相配合。不言而喻的是，所述定位角13的数量、形状、彼此的距离或者说布置形式能够根据实际情况进行改变。

参考图3，所述定位件包括第一定位销11，其能够与用于存储电池包3的存储仓4上的定位孔相配合，从而固定所述放置平台10与所述存储仓4的相对位置。存储仓4在换电站中用于较长时间地存储电池包3，可选地，存储仓4可以通过管路与电池包3进行电流和流体的交换，以便更新经使用而损耗的电池包3。存储仓4示例性地构造成旋转架的形式，通过旋转架的旋转能够方便地存储或卸载多个电池包3。

需要说明的是，在图示的实施例中第一定位销11构造成长于第二定位销12，但是，本领域技术人员应当了解，第一定位销11和第二定位销12的长短不限于图示的情形，而是可以根据实际应用情况进行调整。

为了使得所述第二平台2能够更好地定位所述电池包3，使得所述第二平台2在升降过程中或上升完毕后能够进行平移、转动甚至翻转运动，在所述第二平台2处设置了浮动机构15。浮动机构15可以包括浮动链条，浮动链条示例性地分别布置在第二平台2的四个盖板17处，每个浮动链条可以进行水平方向A和竖直方向B的运动，从而调整第二平台2的位置和/或姿态；当所述电池包3通过第二定位销12与第二平台2定位时，浮动机构15因此能够调整所述电池包3的位置和/或姿态。能够从图中看出的是，所述第二平台2在其四角处构造有盖板17，所述盖板17用于保护位于其下的结构（例如所述浮动机构）并且有助于需要维修时将所述盖板17取下进而对位于其下的结构进行维修。此外，在所述第二平台2的周缘处还构造有若干支撑块14，所述支撑块14用于支撑所述电池包3。

为了对所述第二平台2的升降进行导向，在所述第二平台2之下布置有叉剪式机构16。叉剪式机构16通过如剪刀那样的交叉式的连杆机构来实现升降运动，并且使得所述升降运动有较高的稳定性、高效性和安全性。此外，在所述第二平台2下还构造有刚性链举升机，所述刚性链举升机用于驱动所述第二平台2。其中，刚性链为经改进的链条，解决了链条主要承受拉力而不太能承受压力的问题。由此，刚性链特别是在线性运动的领域内获得广泛的应用。而举升机是指用于驱动所述第二平台2进行升降运动的驱动器。

在所述盖板17旁边还构造有用于驱动所述刚性链举升机的驱动马达18（例如驱动电机），并且从图中能够看出的是，所述驱动马达18同样布置在所述第二平台2之下，从而不影响电池包3在所述第二平台2上的放置。就此而言，所述盖板17也能够可选地都具有齐平的高度，以便保证所述电池包3的平稳性。不言而喻的是，本领域技术人员能够根据所述第二平台2所要实现的实际目标对所述第二平台2的具体结构形式进行改型。

下面示例性地说明使用根据本发明的电池包定位装置将电池包3放入存储仓4以及将电池包3从该存储仓4中取下的过程。

在从存储仓4获取电池包3的过程中：首先使所述第二平台2上升到预定位置；使第一定位销11插入到存储仓4上的定位孔，所述浮动链条自动调整使得第二平台2上的第一定位销11与存储仓4上的定位孔对准；存储仓4上的夹紧机构松开，存储仓4卸下电池包3，电池包3由于重力作用承载在所述第二平台2上；接着所述第二平台2下降，当所述第二平台2下降到低于第一平台1时，由所述第二平台2所获取的电池包3被置于所述第一平台1上；最后，所述第一平台1上的传输机构19开始工作，将所述电池包3从所述放置平台10处输送出去。该过程例如可以用于将更新后的电池包3更换到电动车上。

在将电池包3放入存储仓4的过程中：首先第一平台1上的传输机构19开始工作，将电池包3输送到第一平台1上；浮动链条自动调整使得第二平台2上的第二定位销12与所述电池包3上的定位孔对准；接着使所述第二平台2上升到预定位置，所述浮动链条自动调整使得第二平台2上的第一定位销11与存储仓4上的定位孔对准；最后，存储仓4上的夹紧机构夹紧，使电池包3顺利地存储在所述存储仓4中。该过程例如可以用于将经使用而损耗的电池包3存储在存储仓4中，并且对该电池包3进行更新。

本发明还包括一种换电站，带有前述的任意一项或多项实施方式的电池包定位装置，其因此带有的技术特征以及具有的技术效果相应于前面的描述，故在此不再赘述。

本发明的技术范围不仅仅局限于上述说明中的内容，本领域技术人员可以在不脱离本发明技术思想的前提下，对上述实施例进行多种变形和修改，而这些变形和修改均应当属于本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种电池包定位装置，其特征在于，所述电池包定位装置包括：用于对电池包（3）进行放置的放置平台（10）；以及设置在所述放置平台（10）上的定位件，其能够与所述电池包（3）上的定位特征相配合，从而固定所述电池包（3）与所述放置平台（10）的相对位置，所述定位件包括第一定位销（11），其能够与用于存储电池包（3）的存储仓（4）上的定位孔相配合，从而固定所述放置平台（10）与所述存储仓（4）的相对位置，所述存储仓在换电站中用于存储电池包，

所述放置平台（10）包括：第一平台（1），用于沿第一方向输送所述电池包（3）；以及第二平台（2），用于沿第二方向输送所述电池包（3）；

所述定位件包括第二定位销（12），其能够与所述电池包（3）上的定位孔相配合；

所述定位件包括定位角（13），其能够与所述电池包（3）的外轮廓相配合。

2.根据权利要求1所述的电池包定位装置，其特征在于，所述放置平台（10）包括支撑块（14），用于支撑所述电池包（3）。

3.根据权利要求1所述的电池包定位装置，其特征在于，第一平台（1）用于沿水平方向（A）输送所述电池包（3），第二平台（2）用于沿竖直方向（B）输送所述电池包（3）。

4.根据权利要求1所述的电池包定位装置，其特征在于，所述放置平台（10）包括浮动机构（15），所述浮动机构（15）用于调整第二平台（2）的位置和/或姿态。

5.根据权利要求1所述的电池包定位装置，其特征在于，所述放置平台（10）包括叉剪式机构（16），所述叉剪式机构（16）用于对第二平台（2）的运动进行导向。

6.根据权利要求5所述的电池包定位装置，其特征在于，所述放置平台（10）包括刚性链举升机，所述刚性链举升机用于驱动所述第二平台（2）。

7.根据权利要求1所述的电池包定位装置，其特征在于，

所述放置平台（10）包括支撑块（14），用于支撑所述电池包（3）；

所述定位角（13）设置在第一平台（1）上；所述第一定位销（11）、所述第二定位销（12）和所述支撑块（14）设置在第二平台（2）上。

8.一种换电站，其特征在于，所述换电站包括根据权利要求1至7中任一项所述的电池包定位装置。

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