CN110371087B - 换电平台无侧向力换电方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供换电平台无侧向力换电方法，包括步骤：取出亏电电池，换电平台上的抬升机构抬升浮动平台，锁定装置对位锁止机构，同时夹紧机构锁紧浮动平台，以消除浮动平台恢复平衡位置的侧向力；更换满电电池，移载装置运送待换上的电池组件至换电位置，换电平台的抬升机构抬升电池组件至抬升机构预设的安装位置，可各向浮动换电平台承载电池组件并对利用锁定装置将待换上的电池组件锁定至车底。本发明设计巧妙，逻辑严谨，降低移载装置垂直方向尺寸，换电过程平稳升降，同时允许电池组件各向浮动，降低对装置的定位要求，并消除浮动过程中产生的侧向力，避免电池组件发生不必要的磕碰，满足新能源车快速换电的要求，便于推广应用。

Description

换电平台无侧向力换电方法

技术领域

本发明属于快速更换电池领域，具体涉及换电平台无侧向力换电方法。

背景技术

随着电动汽车、混合动力汽车等多种类型的新能源汽车日益获得广泛使用，涉及到电池快换等方面的技术也越来越成为人们关注和研究的课题。如何及时有效地为电量不足的电动汽车提供电能补给已成为厂商和车主都非常关注的问题。通过建立换电系统对电动汽车进行换电的方式，即直接用充满电的动力电池更换能量已耗尽的动力电池，能够在分钟级的时间内完成电能的补给，因而换电方式是一种非常高效的电能补充方式。

尽管目前已经出现了多种换电方式，例如采用移动换电小车运送电池实现自动更换电池组件，但在换电过程中，由于车底空间有限，换电小车承载电池组件后无法轻易进出车底，如采用地埋式轨道的方式对换电站整体基建要求高，建设工程耗时长，且机动性差；如采用抬升车辆的方案，对抬升机构要求高，抬升的空间相对较大，对换电整体过程的安全控制难度大及能源消耗多。

在换电过程中，需要准确无误地将底部电池包进行更换，则需要对车辆或移动换电小车的位置进行调整，但是在对车辆或移动换电小车的进行定位和调整时，难免还会存在误差，为了让定位和对准动作顺利进行，需要目标对象可以自由浮动，即需要移动换电小车与电池包接触面和与车辆接触的支撑面是可浮动的，但现有的移动换电小车仅仅能满足上下范围内小幅度的浮动，同时无法在水平面内进行位置下的调整，致使换电过程很难准确高效地进行；但在水平方向上的浮动过程中极易发生偏离中间位置而产生回中的侧向力，使得电池更换过程无法稳定，导致安装与拆卸时易发生不必要的磕碰，影响电池寿命。

对此，急需改进现有的换电方法，解决上述问题。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提出的换电平台无侧向力换电方法，降低移载装置垂直方向尺寸，换电过程平稳升降，同时允许电池组件各向浮动，降低对装置的定位要求，并消除浮动过程中产生的侧向力，避免电池组件发生不必要的磕碰；满足新能源车快速换电需求。

本发明提供换电平台无侧向力换电方法，包括以下步骤：

取出亏电电池，换电平台上的抬升机构抬升浮动平台，以使得可各向浮动的浮动平台上的锁定装置对位用于锁止电池组件的锁止机构，同时夹紧机构锁紧浮动平台，以消除浮动平台恢复平衡位置的侧向力；锁定装置解锁电池组件与车底电池固定结构后电池组件随抬升机构下降，以使得待充电的电池组件运送至移载装置上；

更换满电电池，移载装置运送待换上的电池组件至换电位置，换电平台的抬升机构抬升电池组件至抬升机构预设的安装位置，可各向浮动换电平台承载电池组件并对利用锁定装置将待换上的电池组件锁定至车底部电池安装结构上。

优选地，取出亏电电池中包括：

解锁浮动对位，抬升浮动平台上的锁定装置，浮动平台在接触电池组件后可各向浮动，以使得锁定装置插入电池组件上的锁止机构或车底电池固定结构上的锁止机构；

浮动锁定，连接于换电平台刚性基板的夹紧机构锁紧浮动平台，浮动平台无法浮动并与夹紧机构形成一刚性体，以消除浮动平台恢复平衡位置的侧向力；

电池解锁，电池组件上的锁止机构或车底电池固定结构上的锁止机构在锁定装置的驱使下，解锁电池组件与车底电池固定结构，电池组件随浮动平台下降，以使得待充电的电池组件运送至移载装置上。

优选地，解锁浮动对位中包括：

垂直浮动调节，浮动柱本体的浮动底板一端面上固定有若干支撑件；弹性件一端抵触固定基板；浮动柱本体的支撑件与弹性件分别抵触用于支撑电池组件的第一浮动基板相对的两端面，浮动底板受外力作用，以使得电池组件可沿垂直第一浮动基板端面方向上相对车底部电池安装结构垂直浮动；

水平浮动调节，浮动底板套设于浮动柱本体的浮动限位杆外；浮动限位杆位于浮动底板两侧；浮动限位杆一端固定于固定基板；浮动限位杆穿过第一浮动基板；第一浮动基板与浮动限位杆之间存在间隙，以使得电池组件相对车底部电池安装结构沿水平方向浮动。

优选地，取出亏电电池中还包括：

浮动解锁，获取浮动平台与车底电池固定结构的相对位置，判断浮动平台上的电池组件是否脱离车底，若是，则夹紧机构解锁浮动平台，浮动平台可在侧向力作用下恢复至平衡位置。

优选地，电池解锁中包括：

侧推解锁，浮动平台的侧推机构提供一水平面方向的推力，以使得承载于浮动平台上的电池组件接头从一侧脱离车底电池固定结构。

优选地，所述夹紧机构通过夹紧驱动件驱使两相对上下设置和/或两相对水平设置的摩擦块夹紧与浮动平台固定连接的夹块，以使得浮动平台无法浮动。

优选地，更换满电电池中包括：

电池运载，若车辆到达换电位置，控制移载装置运载待更换的电池组件至换电平台上并等待换电指令；

浮动安装，换电平台接收换电指令后，换电平台的抬升机构抬升电池组件至抬升机构预设的安装位置，换电平台上的浮动柱本体调节位于安装位置的电池组件与车底部电池安装结构的相对位置，电池组件在安装位置可各向浮动，以使得电池组件与车底部电池安装结构不发生干涉；

电池锁定，浮动安装后的换电平台上的锁定装置或电池组件上的锁定装置插入车底部电池安装结构的锁定结构内进行锁定，锁定后换电平台脱离电池组件，完成电池组件安装。

优选地，浮动安装中包括：

垂直浮动调节，浮动柱本体的浮动底板一端面上固定有若干支撑件；弹性件一端抵触固定基板；浮动柱本体的支撑件与弹性件分别抵触用于支撑电池组件的第一浮动基板相对的两端面，浮动底板受外力作用，以使得电池组件可沿垂直第一浮动基板端面方向上相对车底部电池安装结构垂直浮动；

水平浮动调节，浮动底板套设于浮动柱本体的浮动限位杆外；浮动限位杆位于浮动底板两侧；浮动限位杆一端固定于固定基板；浮动限位杆穿过第一浮动基板；第一浮动基板与浮动限位杆之间存在间隙，以使得电池组件相对车底部电池安装结构沿水平方向浮动。

优选地，还包括步骤：

车辆抬升，定位车辆后换电平台上的车辆升降机构抵触车底盘或轮胎，将车辆抬离接触面，以使得车底部能自由进出载有电池组件的移载装置。

优选地，还包括步骤：

安全防护，检测组件采集车门开闭状态并转化为检测信号，若检测到车门开启则发出警告，用于提醒车内人员注意安全。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

本发明提供换电平台无侧向力换电方法，包括步骤：取出亏电电池，换电平台上的抬升机构抬升浮动平台，以使得可各向浮动的浮动平台上的锁定装置对位用于锁止电池组件的锁止机构，同时夹紧机构锁紧浮动平台，以消除浮动平台恢复平衡位置的侧向力；锁定装置解锁电池组件与车底电池固定结构后电池组件随抬升机构下降，以使得待充电的电池组件运送至移载装置上；更换满电电池，移载装置运送待换上的电池组件至换电位置，换电平台的抬升机构抬升电池组件至抬升机构预设的安装位置，可各向浮动换电平台承载电池组件并对利用锁定装置将待换上的电池组件锁定至车底部电池安装结构上。本发明设计巧妙，逻辑严谨，降低移载装置垂直方向尺寸，换电过程平稳升降，同时允许电池组件各向浮动，降低对装置的定位要求，并消除浮动过程中产生的侧向力，避免电池组件发生不必要的磕碰，满足新能源车快速换电的要求，便于推广应用。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明在一实施例中的换电平台无侧向力换电方法整体结构示意图；

图2为本发明在一实施例中的横向移载本体整体结构示意图一；

图3为本发明在一实施例中的横向移载本体整体结构示意图二；

图4为本发明在一实施例中的升降台本体整体结构示意图；

图5为本发明在一实施例中的升降台本体局部结构示意图；

图6为本发明在一实施例中的剪刀叉结构与连接杆的结构示意图；

图7为本发明在一实施例中的剪刀叉结构的整体结构示意图；

图8为本发明在一实施例中的升降台本体的底部结构示意图；

图9为本发明在一实施例中的侧推组件的结构示意图；

图10为本发明在一实施例中应用浮动柱本体的升降台本体结构示意图；

图11为本发明在一实施例中的剪刀叉结构、浮动柱本体、夹紧机构本体相互连接结构示意图；

图12为本发明在一实施例中浮动柱本体与夹紧机构本体正视图；

图13为本发明在图12实施例中的局部正视图；

图14为本发明在图12实施例中的局部结构示意图；

图15为本发明在一实施例中的浮动柱本体的局部结构示意图；

图16为本发明在一实施例中的夹紧机构本体的整体结构示意图；

图17为本发明在一实施例中的夹紧机构本体的正视图；

图18为本发明在一实施例中的夹紧机构本体的局部结构示意图；

图19为本发明换电平台无侧向力换电方法流程示意图；

图20为本发明步骤S1的子流程示意图；

图21为本发明步骤S11的子流程示意图；

图22为本发明步骤S13的子流程示意图；

图23为本发明步骤S2的子流程示意图；

图24为本发明步骤S22的子流程示意图。

图中所示：

浮动柱本体650、浮动限位杆651、浮动底板652、弹性件653、套筒654、支撑件655、夹紧机构本体660、固定柱661、夹块662、夹紧驱动件663、传动块664、第一杆件665、摩擦块666、第一转轴667、第二杆件668、支撑架669、移载总成800、横向移载本体810、机罩8101、横向拖链8102、轨道8103、横向驱动件811、减速结构812、传动轴813、换向结构814、驱动齿轮815、联轴器816、轴承座817、位置检测组件819、升降台本体840、第一放置板841、第二浮动板8411、第一浮动板8412、浮动孔8413、第二放置板842、剪刀叉结构843、固定连接部8431、第一叉杆8432、活动连接部8433、连接转轴8334、第二叉杆8435、连接杆844、侧推组件845、推力电机8451、丝杠8452、第一传动轮8453、第二传动轮8454、升降驱动电机8461、刚性链基座8462、刚性链移动连接块8463、第一固定板847。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，本发明的前述和其它目的、特征、方面和优点将变得更加明显，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。在附图中，为清晰起见，可对形状和尺寸进行放大，并将在所有图中使用相同的附图标记来指示相同或相似的部件。在下列描述中，诸如中心、厚度、高度、长度、前部、背部、后部、左边、右边、顶部、底部、上部、下部等用词为基于附图所示的方位或位置关系。特别地，“高度”相当于从顶部到底部的尺寸，“宽度”相当于从左边到右边的尺寸，“深度”相当于从前到后的尺寸。这些相对术语是为了说明方便起见并且通常并不旨在需要具体取向。涉及附接、联接等的术语(例如，“连接”和“附接”)是指这些结构通过中间结构彼此直接或间接固定或附接的关系、以及可动或刚性附接或关系，除非以其他方式明确地说明。

接下来，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

本发明提供换电平台无侧向力换电方法，如图19所示，包括以下步骤：

S1、取出亏电电池，换电平台上的抬升机构抬升浮动平台，以使得可各向浮动的浮动平台上的锁定装置对位用于锁止电池组件的锁止机构，同时夹紧机构锁紧浮动平台，以消除浮动平台恢复平衡位置的侧向力；锁定装置解锁电池组件与车底电池固定结构后电池组件随抬升机构下降，以使得待充电的电池组件运送至移载装置上；在本实施例中，抬升机构为升降台本体840，移载装置为具有横向移载本体810的移载总成800。

S2、更换满电电池，移载装置运送待换上的电池组件至换电位置，换电平台的抬升机构抬升电池组件至抬升机构预设的安装位置，可各向浮动换电平台承载电池组件并对利用锁定装置将待换上的电池组件锁定至车底部电池安装结构上。

在一优选实施例中，如图20所示，取出亏电电池中包括：

S11、解锁浮动对位，抬升浮动平台上的锁定装置，浮动平台在接触电池组件后可各向浮动，以使得锁定装置插入电池组件上的锁止机构或车底电池固定结构上的锁止机构；

S12、浮动锁定，连接于换电平台刚性基板的夹紧机构锁紧浮动平台，浮动平台无法浮动并与夹紧机构形成一刚性体，以消除浮动平台恢复平衡位置的侧向力；在一实施例中，所述夹紧机构通过夹紧驱动件驱使两相对上下设置的摩擦块夹紧与浮动平台固定连接的夹块，以使得浮动平台无法上下浮动。在另一实施例中，所述夹紧机构通过夹紧驱动件驱使两相对水平设置的摩擦块夹紧与浮动平台固定连接的夹块，以使得浮动平台无法水平浮动；在本实施例中，刚性基板为第一固定板602，夹紧机构为夹紧机构本体660。本发明通过电池状态的自动判断实现浮动平台的侧向力消除，有效避免电池组件不必要的磕碰，满足新能源车快速换电的要求。

S13、电池解锁，电池组件上的锁止机构或车底电池固定结构上的锁止机构在锁定装置的驱使下，解锁电池组件与车底电池固定结构，电池组件随浮动平台下降，以使得待充电的电池组件运送至移载装置上。

在一优选实施例中，如图21所示，解锁浮动对位中包括：

S111、垂直浮动调节，浮动柱本体的浮动底板一端面上固定有若干支撑件；弹性件一端抵触固定基板；浮动柱本体的支撑件与弹性件分别抵触用于支撑电池组件的第一浮动基板相对的两端面，浮动底板受外力作用，以使得电池组件可沿垂直第一浮动基板端面方向上相对车底部电池安装结构垂直浮动；

S112、水平浮动调节，浮动底板套设于浮动柱本体的浮动限位杆外；浮动限位杆位于浮动底板两侧；浮动限位杆一端固定于固定基板；浮动限位杆穿过第一浮动基板；第一浮动基板与浮动限位杆之间存在间隙，以使得电池组件相对车底部电池安装结构沿水平方向浮动。

在一优选实施例中，如图20所示，取出亏电电池中还包括：

S14、浮动解锁，获取浮动平台与车底电池固定结构的相对位置，判断浮动平台上的电池组件是否脱离车底，若是，则夹紧机构解锁浮动平台，浮动平台可在侧向力作用下恢复至平衡位置。在一实施例中，通过获取浮动平台的锁定装置位置，判断锁定装置是否脱离车底电池固定结构的锁止机构，若是，则判定电池组件脱离车底。其中，所述锁定装置中配置有压力传感器，通过获取压力传感器的检测数据判断锁定装置是否脱离车底电池固定结构的锁止机构；在另一实施例中，所述浮动平台上配置有光电传感器或接近开关或测距传感器，通过获取光电传感器或接近开关或测距传感器的检测信号，并转化成浮动平台与车底电池固定结构的相对距离，判断电池组件是否脱离车底。

在一优选实施例中，如图22所示，电池解锁中包括：

S131、侧推解锁，浮动平台的侧推机构提供一水平面方向的推力，以使得承载于浮动平台上的电池组件接头从一侧脱离车底电池固定结构。在本实施例中，侧推机构为侧推组件845。

在一优选实施例中，如图23所示，更换满电电池中包括：

S21、电池运载，若车辆到达换电位置，控制移载装置运载待更换的电池组件至换电平台上并等待换电指令；在本实施例中，还可包括获取车辆停稳信号，换电平台后对车辆位置进行定位，判断是否到达换电位置；在一实施例中，可通过摄像头或位置传感器辅助称重传感器来判断车辆是否到位换电位置，例如，换电平台上的称重传感器检测到重量变化达到预设值后，获取摄像头拍摄图像进行判断，判断车辆是否到达换电位置。

S22、浮动安装，换电平台接收换电指令后，换电平台的抬升机构抬升电池组件至抬升机构预设的安装位置，换电平台上的浮动柱本体调节位于安装位置的电池组件与车底部电池安装结构的相对位置，电池组件在安装位置可各向浮动，以使得电池组件与车底部电池安装结构不发生干涉；

S23、电池锁定，浮动安装后的换电平台上的锁定装置或电池组件上的锁定装置插入车底部电池安装结构的锁定结构内进行锁定，锁定后换电平台脱离电池组件，完成电池组件安装。

在一优选实施例中，如图24所示，浮动安装中包括：

S221、垂直浮动调节，浮动柱本体的浮动底板一端面上固定有若干支撑件；弹性件一端抵触固定基板；浮动柱本体的支撑件与弹性件分别抵触用于支撑电池组件的第一浮动基板相对的两端面，浮动底板受外力作用，以使得电池组件可沿垂直第一浮动基板端面方向上相对车底部电池安装结构垂直浮动；

S222、水平浮动调节，浮动底板套设于浮动柱本体的浮动限位杆外；浮动限位杆位于浮动底板两侧；浮动限位杆一端固定于固定基板；浮动限位杆穿过第一浮动基板；第一浮动基板与浮动限位杆之间存在间隙，以使得电池组件相对车底部电池安装结构沿水平方向浮动。

在一优选实施例中，如图19所示，还包括步骤：

S0、车辆抬升，定位车辆后换电平台上的车辆升降机构抵触车底盘或轮胎，将车辆抬离接触面，以使得车底部能自由进出载有电池组件的移载装置。

S3、安全防护，检测组件采集车门开闭状态并转化为检测信号，若检测到车门开启则发出警告，用于提醒车内人员注意安全。在一实施例中，发出警告的同时停止换电平台上可执行机构的动作；待检测到车门关闭后，再执行换电动作，便于防护车内人员安全。其中，检测组件包括但不限于光电传感器、摄像头、接近开关中的一种或多种，用于检测车门开启或关闭的状态。

基于本发明的换电平台无侧向力换电方法应用到具有无侧向力浮动的换电移载装置，如图1所示，包括用于承载并运送电池组件的移载总成800；移载总成800包括横向移载本体810、升降台本体840、固定基板、浮动基板、浮动柱本体650、夹紧机构本体660；其中，

浮动柱本体650连接固定基板与浮动基板；夹紧机构本体660安装于固定基板与浮动基板之间；

横向移载本体810用于提供电池组件横向运送的驱动力；升降台本体840用于抬升浮动基板上的电池组件；

浮动柱本体650用于浮动支撑浮动基板，以使得浮动基板相对固定基板可上下浮动与水平浮动；

夹紧机构本体660用于固定浮动基板，以使得在换电过程中抵消浮动柱本体650带来的侧向力。

下面分别以实施例的方式进行详细描述。

实施例1、横向移载本体810：

如图2、图3所示，横向移载本体810包括横向驱动件811、传动轴813、换向结构814、驱动齿轮815；其中，

横向驱动件811驱动传动轴813旋转；传动轴813呈垂直于轨道8103方向安装；传动轴813端部连接换向结构814；换向结构814用于将传动轴813的旋转运动换向并驱动驱动齿轮815旋转，驱动齿轮815旋转轴垂直升降台本体840的运动方向；驱动齿轮815与驱动移载总成800运动轨迹方向上设置的齿条818运动配合；在横向驱动件811驱动下，以使得驱动齿轮815带动升降台本体840相对于齿条818沿轨道8103往复运动。在本实施例中，通过驱动齿轮815与齿条818的啮合，实现移载总成800的横向移动，同时由于齿轮齿条传动精度高，移载总成800无需采用额外的定位装置对机构进行运动位置定位；另一方面，采用安装于轨道8103两侧的齿条818结合换向结构814，相较于同步带的横向传动方式更降低移载总成800整体高度。

在一优选实施例中，如图3所示，横向移载本体810还包括减速结构812；传动轴813通过减速结构812联接横向驱动件811，用以降低传动轴813的转速并增大传动轴813的扭矩。在本实施例中，横向驱动件811为伺服电机，减速结构812包括由传动链联接的两链轮；以沿轨道8103运动方向为前后方向，垂直于轨道8103运动方向为上下方向，两链轮的旋转轴呈上下布局或前后布局。

在一优选实施例中，如图3所示，横向移载本体810还包括联轴器816、轴承座817；两传动轴813通过联轴器816联接；两传动轴813的末端都连接有换向结构814；轴承座817用于支撑传动轴813。在本实施例中，通过联轴器816实现一动力装置带动两传动轴813，同时采用联轴器816能消除两侧负载不均衡的现象，避免采用单一传动轴813时两端受力不均导致整体运行不平稳，影响换电。

在一优选实施例中，如图3所示，两驱动齿轮815关于减速结构812对称分布，进一步保证两侧受力相同，避免累计负载不均。

在一优选实施例中，换向结构814包括蜗轮蜗杆或平面齿轮或锥齿轮。如图2所示，换向结构814为两相互啮合的锥齿轮时，驱动齿轮815与一锥齿轮同轴转动。通过两锥齿轮实现将水平方向的扭矩输出转换成垂直方向的扭矩输出。

在一优选实施例中，如图1所示，横向移载本体810还包括机罩8101，机罩8101包裹换向结构814，确保换向结构814传动的可靠性。

在一优选实施例中，如图3所示，横向移载本体810还包括位置检测组件819；位置检测组件819用于检测横向移载本体810的位置；位置检测组件819包括接近开关、光电传感器。通过在行程中设置检测组件819，来感知移载总成800上电池组件的位置。

本发明通过采用安装于轨道8103两侧的齿条818结合换向结构814，相较于同步带的横向传动方式更降低移载总成800整体高度；同时配合横向拖链8102，确保换电移载小车的横向移动的平稳可靠。本发明结构巧妙，设计合理，采用齿轮齿条的传动方式实现横向移动，降低结构整体高度，节省机械定位结构，同时机构运行可靠平稳。

实施例2、升降台本体840：

如图4-图9所示，升降台本体840包括第一放置板841、第二放置板842、升降驱动件、升降导向组件、基架；其中，

第一放置板841与第二放置板842用于限位并承载电池组件；在本实施例中，第一放置板841用于限位电池组件的端部与侧面，第二放置板842用于限位电池组件的侧面；第一放置板841与第二放置板842上配置有由“U”型定位限位结构，形成对电池组件定位与托举。

升降驱动件与升降导向组件的固定部固定于基架上；升降导向组件分别连接第一放置板841、第二放置板842，升降驱动件的可移动端与第一放置板841和/或第二放置板842固定连接；升降驱动件驱使第一放置板841和/或第二放置板842升降，以使得升降导向组件跟随第一放置板841与第二放置板842同步升降。在一优选实施例中，升降驱动件包括气缸、电动推杆、刚性链、液压缸中的一种或多种；通过升降驱动件，提供升降台本体840的动力，当升降驱动件为刚性链时，如图5所示，包括升降驱动电机8461、刚性链基座8462、刚性链移动连接块8463；其中，升降驱动电机8461驱动两边各驱动一刚性链组件，刚性链基座8462中存放有若干链节，刚性链移动连接块8463用于连接第一放置板841或第二放置板842；应当理解，图5中为避免示意混乱，缺省显示刚性链的链节，不应造成对技术方案的不理解。

如图6、图7所示，在一实施例中，升降导向组件为剪刀叉结构843；剪刀叉结构843与第一放置板841固定连接；剪刀叉结构843与第二放置板842活动连接。在本实施例中，如图7所示，剪刀叉结构843包括固定连接部8431、第一叉杆8432、活动连接部8433、连接转轴8334、第二叉杆8435；第一叉杆8432与第二叉杆8435通过连接转轴8334枢接；第一叉杆8432与第二叉杆8435的两端分别铰接固定连接部8431、活动连接部8433；固定连接部8431固定连接第一放置板841，活动连接部8433的可活动端连接第二放置板842。在一优选实施例中，如图7所示，活动连接部8433包括直线导轨、滑块；直线导轨与滑块相配合，以使得第二放置板842升降时滑块相对直线导轨沿水平方向上运动。优选地，直线导轨与第二放置板842固定连接；滑块与第二叉杆8435铰接，以使得在滑块与直线导轨相对运动时，直线导轨不会与第二叉杆8435的铰接部进行干涉。

在一优选实施例中，如图6所示，升降台本体840还包括连接杆844；连接杆844两端分别与第一放置板841、第二放置板842固定连接，保持第一放置板841与第二放置板842之间水平相对位置保持不变。应当理解；电池组件盛放与第一放置板841与第二放置板842上，形成第一放置板841与第二放置板842上表面的水平位置的限定，连接杆844分别与第一放置板841与第二放置板842的底部连接，形成第一放置板841与第二放置板842底表面的水平位置的限定，使结构更加稳定。

如图8所示，升降台本体840还包括侧推组件845，侧推组件845的可移动端与第一放置板841固定连接；侧推组件845的可移动端驱使第一放置板841，并通过连接杆844带动第二放置板842，以使得形成对限位于第一放置板841与第二放置板842上的电池组件的推力。在本实施例中，侧推组件845用于在电池组件解锁后将电池组件从车身接头推离，实现在升降过程中快速拆卸电池组件。

在一优选实施例中，如图9所示，侧推组件845包括推力电机8451、丝杠8452；推力电机8451固定连接基架，丝杠8452的移动部与第一放置板841固定连接；推力电机8451驱动丝杠移动部8452，以使得第一放置板841相对基架水平移动。在本实施例中，为缩小单向传动结构尺寸，同时调节丝杠8452的转速与扭矩，侧推组件845还包括第一传动轮8453、第二传动轮8454；第一传动轮8453与推力电机8451联接，第二传动轮8454与丝杠8452联接；第一传动轮8453与第二传动轮8454通过同步带或传动链联接。

实施例3、浮动柱本体650与夹紧机构本体660：

如图10-18所示，浮动柱本体650连接固定基板与浮动基板；夹紧机构本体660安装于固定基板与浮动基板之间；其中；

浮动柱本体650用于浮动支撑浮动基板，以使得浮动基板相对固定基板可上下浮动与水平浮动；

夹紧机构本体660用于固定浮动基板，以使得在换电过程中抵消浮动柱本体650带来的侧向力。

在本实施例中，结合10、图11所示，浮动基板为第一放置板841，固定基板为第一固定板847。在一实施例中，结合图10-图14所示，浮动基板包括第一浮动板8412、第二浮动板8411，用于承载电池组件；固定基本包括第一固定板847，用于连接剪刀叉结构843。在本实施例中，如图11、图12所示，两浮动柱本体650对称分布于夹紧机构本体660两侧，同时夹紧机构本体660固定浮动基板的等效作用力的方向或方向上的分量位于两浮动柱本体650的中心平衡位置的所在平面，如图12所示，夹紧机构本体660夹持夹块662的部位近似与两浮动柱本体650中心位置重合，平衡整体各向受力，

在一实施例中，第二浮动板8411用于支撑电池组件；第一浮动板8412与第二浮动板8411之间夹持有浮动柱本体650的浮动底板652。如图14所示，第二浮动板8411位于第一浮动板8412上方，第二浮动板8411上设有浮动孔8413，浮动限位杆651在浮动孔8413内可沿水平面内任一方向相对移动；当电池组件放置于第二浮动板8411上的支撑架上时，根据车底距离电池组件高度不同，第二浮动板8411在弹性件653作用下可在垂直方向上浮动，同时由于第二浮动板8411、第一浮动板8412与浮动限位杆651之间的间隙，使得第二浮动板8411与第一浮动板8412携带电池组件一起在水平方向上移动；从而降低电池组件的定位难度，避免因定位误差导致电池组件无法安装及更换的问题。

固定基板与浮动基板之间至少分布有三个浮动柱本体650。如图10，固定基板与浮动基板之间分布有四个浮动柱本体650，通过对称的结构确保各向受力相对分散至每一个浮动柱本体650的支撑件655上，确保移载总成800的可靠性。

如图13、图15所示，浮动柱本体650包括浮动底板652、弹性件653、支撑件655；浮动底板652靠近固定基板的一端面上固定有若干支撑件655；弹性件653一端抵触固定基板；支撑件655与弹性件653分别抵触第一浮动板8412相对的两端面，浮动底板652受外力作用，以使得第一浮动板8412可沿垂直第一浮动板8412端面方向上相对固定基板浮动。在本实施例中，固定基板为第一固定板847，应当理解，通过置于第一浮动板8412上的浮动底板652即可传递弹性件653的可回复的弹力，当电池组件在换电过程中根据需要调整实际高度时，因弹性件653的存在，使得配备有浮动柱本体650的换电平台具备有上下浮动的能力，从而降低换电的定位要求，便于实现快速换电。

在一优选实施例中，如图15所示，浮动柱本体650还包括浮动限位杆651；浮动底板652套设于浮动限位杆651外；浮动限位杆651位于浮动底板652两侧；浮动限位杆651一端固定于固定基板；浮动限位杆651穿过第一浮动板8412；第一浮动板8412与浮动限位杆651之间存在间隙，以使得第一浮动板8412相对固定基板沿水平方向移动。在本实施例中，浮动限位杆651形成第一浮动板8412、第二浮动板8411在水平方向上的中心位置，同时，通过支撑件655与第一浮动板8412摩擦形成相对运动，使得承载电池组件的第一浮动板8412或第二浮动板8411在水平方向上可相对第一固定板847移动，降低水平面内定位要求，提高换电的效率。

在一优选实施例中，如图13所示，弹性件653套设于浮动限位杆651外壁。在本实施例中，弹性件653为弹簧，应当理解，图中弹簧仅为示意用，并无任何长度尺寸及比例关系上的限定。

在一优选实施例中，如图15所示，浮动柱本体650还包括套筒654；套筒654套设于浮动限位杆651外壁，部分弹性件653容置于套筒654内。如图13所示，套筒654固定于第一浮动板8412底部；套筒654与浮动限位杆651之间存在间隙。应当理解，套筒654还可设置于第一固定板847上，用于限定靠近第一固定板847部分的弹簧；在本实施例中，靠近第一固定板847部分的弹簧位置固定，当发生水平方向的位置浮动时，固定于第一浮动板8412底部的套筒654同时发生水平面内位移，使得弹簧呈现顶部末端向旁边偏移的现象，待外力消失后，在弹簧恢复力作用下可实现自行恢复至初始平衡位置。

在一优选实施例中，为防止浮动底板652从浮动限位杆651的末端脱离，靠近浮动基板的浮动限位杆651端部还设有止退部；在本实施例中，止退部可采用抵触浮动底板652上端面的轴肩或螺纹连接的若干螺母，防止因弹簧回复力过大，浮动底板652运动过度而脱离浮动限位杆651。

在一优选实施例中，如图15所示，支撑件655为万向球，万向球壳体固定于浮动底板652上，万向球的主球体接触第一浮动板8412；优选地，万向球的数量至少为三个。在本实施例中，采用四个万向球抵触第一浮动板8412，充分降低摩擦力，使各向浮动自由顺畅。

如图16-图18所示，夹紧机构本体660包括夹块662、夹紧驱动件663、夹紧结构；夹块662与浮动基板固定连接；夹紧驱动件663与夹紧结构固定于固定基板上；夹紧驱动件663的可移动端与夹紧结构连接，夹紧驱动件663驱使夹紧结构运动夹持夹块662外壁，以使得夹块662连接的浮动基板与固定基板保持相对位置不变。在本实施例中，通过夹紧结构夹紧夹块662，实现第二浮动板8411相对第一固定板847的相对位置固定，此时第二浮动板8411不可浮动也不可恢复，从而消除侧向力，确保电池组件以正确的位置安装进车底部，防止碰伤电器接头，影响电池及车辆使用寿命。夹紧驱动件663包括但不限于电动推杆、气缸、直线电机、液压推杆。

如图16所示，在一优选实施例中，夹紧结构包裹夹块662的外轮廓。应当理解，夹紧结构包括但不限于夹爪、可伸缩的连杆机构；在一实施例中，夹紧结构包括摩擦块666、收缩结构；摩擦块666两端连接收缩结构；夹紧驱动件663可移动端连接一收缩结构，夹紧驱动件663驱使收缩结构收缩，以使得摩擦块666紧压夹块662。为增加摩擦块666与夹块662的接触面的摩擦力，接触面可设置有带有滚花的表面结构，或采用橡胶包覆摩擦块666与夹块662。

在一优选实施例中，如图17、图18所示，收缩结构包括第一杆件665、第二杆件668；第一杆件665与第二杆件668枢接，摩擦块666两端分别枢接一第一杆件665或一第二杆件668；第一杆件665与第二杆件668的一枢接轴连接夹紧驱动件663可移动端。应当理解，收缩结构用于牵拉摩擦块666，使得两摩擦块666位置发生变化，呈现收缩或扩张的现象，实现对夹块662的夹紧或放松。在本实施例中，夹块662呈一矩形块，当两摩擦块666呈放松状态时，摩擦块666可防止浮动平台600浮动过大，导致夹块662脱离夹紧结构。

在一优选实施例中，如图17、图18所示，夹紧机构本体660还包括传动块664、支撑架669；支撑架669用于支撑夹紧驱动件663与夹紧结构；传动块664穿设于支撑架669；传动块664一端连接夹紧驱动件663可移动端，另一端连接第一杆件665与第二杆件668的枢接轴。在本实施例中，如图9-11所示，夹紧驱动件663为电动推杆，电动推杆可移动端固定连接传动块664，传动块664穿设于中间的支撑架669并与第一杆件665与第二杆件668的枢接轴连接，如图10所示，横向拉动传动块664，第一杆件665与第二杆件668之间的夹角变小，对夹块662进行夹紧。

在一实施例中，如图17、图18所示，摩擦块666抵触夹块662的顶面与底面。在本实施例中，通过夹块662顶面与底面的摩擦力消除侧向力。应当理解，在另一实施例中，摩擦块666抵触夹块662两相对的侧面，摩擦块666夹持夹块662的侧面(图未示)，同样可实现夹块662的固定。

在一优选实施例中，为全方位固定住夹块662，夹紧机构本体660还包括第一转轴667；第一转轴667用于连接两夹紧结构，以使得两夹紧结构同步运动。在本实施例中，夹紧机构本体660还包括固定柱661；固定柱661一端固定连接夹块662，另一端固定连接浮动基板；两夹紧结构关于固定柱661对称。

本发明结构巧妙，设计合理，降低移载装置垂直方向尺寸，换电过程平稳升降，同时允许电池组件各向浮动，降低对装置的定位要求，并消除浮动过程中产生的侧向力，避免电池组件发生不必要的磕碰，满足新能源车快速换电的要求，便于推广应用。

以上，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上而顺畅地实施本发明；但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时,凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.换电平台无侧向力换电方法，其特征在于，包括以下步骤：

取出亏电电池，换电平台上的抬升机构抬升浮动平台，以使得可各向浮动的浮动平台上的锁定装置对位用于锁止电池组件的锁止机构，同时夹紧机构锁紧浮动平台，以消除浮动平台恢复平衡位置的侧向力；锁定装置解锁电池组件与车底电池固定结构后电池组件随抬升机构下降，以使得待充电的电池组件运送至移载装置上；其中，夹紧机构包括夹紧结构、夹块，夹紧结构包裹固定连接于浮动平台的夹块的外轮廓，以锁紧浮动平台；

更换满电电池，移载装置运送待换上的电池组件至换电位置，换电平台的抬升机构抬升电池组件至抬升机构预设的安装位置，可各向浮动换电平台承载电池组件并对利用锁定装置将待换上的电池组件锁定至车底部电池安装结构上。

2.如权利要求1所述的换电平台无侧向力换电方法，其特征在于，取出亏电电池中包括：

解锁浮动对位，抬升浮动平台上的锁定装置，浮动平台在接触电池组件后可各向浮动，以使得锁定装置插入电池组件上的锁止机构或车底电池固定结构上的锁止机构；

浮动锁定，连接于换电平台刚性基板的夹紧机构锁紧浮动平台，浮动平台无法浮动并与夹紧机构形成一刚性体，以消除浮动平台恢复平衡位置的侧向力；

电池解锁，电池组件上的锁止机构或车底电池固定结构上的锁止机构在锁定装置的驱使下，解锁电池组件与车底电池固定结构，电池组件随浮动平台下降，以使得待充电的电池组件运送至移载装置上。

3.如权利要求2所述的换电平台无侧向力换电方法，其特征在于，解锁浮动对位中包括：

垂直浮动调节，浮动柱本体的浮动底板一端面上固定有若干支撑件；弹性件一端抵触固定基板；浮动柱本体的支撑件与弹性件分别抵触用于支撑电池组件的第一浮动基板相对的两端面，浮动底板受外力作用，以使得电池组件可沿垂直第一浮动基板端面方向上相对车底部电池安装结构垂直浮动；

水平浮动调节，浮动底板套设于浮动柱本体的浮动限位杆外；浮动限位杆位于浮动底板两侧；浮动限位杆一端固定于固定基板；浮动限位杆穿过第一浮动基板；第一浮动基板与浮动限位杆之间存在间隙，以使得电池组件相对车底部电池安装结构沿水平方向浮动。

4.如权利要求2所述的换电平台无侧向力换电方法，其特征在于，取出亏电电池中还包括：

浮动解锁，获取浮动平台与车底电池固定结构的相对位置，判断浮动平台上的电池组件是否脱离车底，若是，则夹紧机构解锁浮动平台，浮动平台可在侧向力作用下恢复至平衡位置。

5.如权利要求2所述的换电平台无侧向力换电方法，其特征在于，电池解锁中包括：

侧推解锁，浮动平台的侧推机构提供一水平面方向的推力，以使得承载于浮动平台上的电池组件接头从一侧脱离车底电池固定结构。

6.如权利要求1-5任一项所述的换电平台无侧向力换电方法，其特征在于，所述夹紧机构通过夹紧驱动件驱使两相对上下设置和/或两相对水平设置的摩擦块夹紧与浮动平台固定连接的夹块，以使得浮动平台无法浮动。

7.如权利要求1所述的换电平台无侧向力换电方法，其特征在于，更换满电电池中包括：

电池运载，若车辆到达换电位置，控制移载装置运载待更换的电池组件至换电平台上并等待换电指令；

浮动安装，换电平台接收换电指令后，换电平台的抬升机构抬升电池组件至抬升机构预设的安装位置，换电平台上的浮动柱本体调节位于安装位置的电池组件与车底部电池安装结构的相对位置，电池组件在安装位置可各向浮动，以使得电池组件与车底部电池安装结构不发生干涉；

电池锁定，浮动安装后的换电平台上的锁定装置或电池组件上的锁定装置插入车底部电池安装结构的锁定结构内进行锁定，锁定后换电平台脱离电池组件，完成电池组件安装。

8.如权利要求7所述的换电平台无侧向力换电方法，其特征在于，浮动安装中包括：

垂直浮动调节，浮动柱本体的浮动底板一端面上固定有若干支撑件；弹性件一端抵触固定基板；浮动柱本体的支撑件与弹性件分别抵触用于支撑电池组件的第一浮动基板相对的两端面，浮动底板受外力作用，以使得电池组件可沿垂直第一浮动基板端面方向上相对车底部电池安装结构垂直浮动；

水平浮动调节，浮动底板套设于浮动柱本体的浮动限位杆外；浮动限位杆位于浮动底板两侧；浮动限位杆一端固定于固定基板；浮动限位杆穿过第一浮动基板；第一浮动基板与浮动限位杆之间存在间隙，以使得电池组件相对车底部电池安装结构沿水平方向浮动。

9.如权利要求1-5任一项所述的换电平台无侧向力换电方法，其特征在于，还包括步骤：

车辆抬升，定位车辆后换电平台上的车辆升降机构抵触车底盘或轮胎，将车辆抬离接触面，以使得车底部能自由进出载有电池组件的移载装置。

10.如权利要求1-5任一项所述的换电平台无侧向力换电方法，其特征在于，还包括步骤：

安全防护，检测组件采集车门开闭状态并转化为检测信号，若检测到车门开启则发出警告，用于提醒车内人员注意安全。

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