CN111231737A - 换电系统及包括其的换电站 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种换电系统及包括其的换电站，换电系统包括载车平台、第一换电设备和第二换电设备，载车平台上设有供电动车辆进行电池更换的换电位置，所述载车平台上还设有供电动车辆驶入或驶出的第一工作面，所述载车平台上设有供所述第一换电设备和所述第二换电设备往复行驶于换电位置和充电室之间的第二工作面，其中，所述第一换电设备和所述第二换电设备交替进出所述载车平台上的换电位置，第一工作面与第二工作面共面。本发明使得第二工作面与第一工作面处于同一平面，因此在载车平台上不会产生凹坑和凸起，有利于车辆的行驶，也可以减少建造成本。交替运行的第一换电设备和第二换电设备缩短了换电时间，提高了换电效率。

Description

换电系统及包括其的换电站
技术领域
本发明涉及一种换电系统及包括其的换电站。
背景技术
目前，汽车尾气的排放仍然是环境污染问题的重要因素，为了治理汽车尾气，人们研制出了天然汽车、氢燃料汽车、太阳能汽车和电动汽车以替代燃油型汽车。而其中最具有应用前景的是电动汽车。目前的电动汽车主要包括直充式和快换式两种。
快换式的电动汽车需要换电设备对其电池进行更换。现有的换电设备主要通过接入电动车辆的底部进行换电。即使是换电设备自身的高度足够低可以进入电动车辆底部，但是换电设备拆卸下电池或者带有电池时的高度就无法接入电动车辆底部。因此，常规的换电设备有的是设置较深的凹坑，或者是通过坡道将电动车辆架高，以增加与电动车辆的底部的垂直方向的距离。无论是坡道还是凹坑，或者是需要土工作业，或者是水泥浇筑，均大大增加了换电站的建造成本，且载车平台上高低不平，降低了驾驶车辆的通过性。此外，现有的换电设备换电流程长，导致换电效率不高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中换电系统中换电站建造成本高，且载车平台的工作面高低不平，结构复杂，降低了驾驶车辆的通过性、换电效率不高的缺陷，提供一种换电系统及包括其的换电站。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
一种换电系统，其特点在于，其包括：载车平台、第一换电设备和第二换电设备，载车平台上设有供电动车辆进行电池更换的换电位置，所述载车平台上还设有供电动车辆驶入或驶出的第一工作面，所述载车平台上设有供所述第一换电设备和所述第二换电设备往复行驶于换电位置和充电室之间的第二工作面，其中，所述第一换电设备和所述第二换电设备交替进出所述载车平台上的换电位置，第一工作面与第二工作面共面。
本发明在正常状态下使得第二工作面与第一工作面处于同一平面，因此在载车平台上不会产生凹坑和凸起，有利于车辆的行驶，也可以减少建造成本。其中，在换电时，第一换电设备或第二换电设备直接进入电动车辆底部并带着拆卸下的电池移出。此时相对的第二换电设备或第一换电设备也能够带着准备新换的电池移入，从而完成电池的更换。第一换电设备和第二换电设备分别各自动作，两者的大部分动作在同一时间内进行，由此极大地缩短了换电时间，提高了换电效率。
较佳地，所述第一换电设备和所述第二换电设备在所述换电位置的相对两侧往复行驶。
较佳地，所述第一换电设备和所述第二换电设备分别在所述换电位置的第一侧往复行驶，其中，所述第一换电设备和所述第二换电设备的行驶方向与电动车辆的驶入驶出方向垂直。同一侧的第一换电设备和第二换电设备可以设置为在同一充电室以及换电位置之间往复移动，可以优化和减少换电设备的移动路径。充电室内进一步可以设置有电池转运装置和充电架。换电设备将换下的电池交给电池转运装置，并通过电池转运装置放入充电架充电。电池转运装置也将充完电的电池从充电架取出，并移送给换电设备，供换电设备进行电池的安装。
较佳地，在所述换电位置的与所述第一侧相对的第二侧设有换电等待位置，用于在所述第一换电设备或所述第二换电设备安装电池时，供拆卸完电池的所述第二换电设备或所述第一换电设备停靠。换电等待位置可以提供第一换电设备和第二换电设备的缓冲空间，避免未处于工作状态的换电设备对工作状态的换电设备产生阻碍。
较佳地，所述第一换电设备被设置为从电动车辆的底部拆卸电池并移出电动车辆的下方或载着电池移入电动车辆的下方并将电池安装入电动车辆的底部；所述第二换电设备被设置为与所述第一换电设备相对的载着电池移入电动车辆的下方并将电池安装入汽车的底部或从电动车辆的底部拆卸电池并移出电动车辆的下方。
较佳地，所述第二工作面上设有轨道供所述第一换电设备和所述第二换电设备行驶。
较佳地，所述载车平台上设有用于举升或复位电动车辆的举升机构，第一工作面设于举升机构上，所述举升机构复位时的所述第二工作面与所述第一工作面位于同一平面上。在正常状态下，举升机构复位，从而使得第二工作面与第一工作面处于同一平面其中，在换电时，第一换电设备或第二换电设备直接进入电动车辆底部的同时使得举升机构抬起，在换电设备拆卸电池时，第二工作面已经与第一工作面有足够的距离，由此允许第一换电设备或第二换电设备带着拆卸下的电池移出，或者带着准备新换的电池移入，从而完成电池的更换。
较佳地，第一工作面上设有车辆定位机构，所述车辆定位机构用于将电动车辆定位于所述第一工作面。
较佳地，所述第一换电设备和/或所述第二换电设备包括底盘、举升框架以及顶升机构，所述顶升机构的两端分别连接所述底盘和所述举升框架，并相对于所述底盘顶升所述举升框架。
较佳地，所述第一换电设备以及所述第二换电设备在未举升状态下的高度不高于电动车辆的底部与所述第二工作面之间的距离。由此在第一工作面和第二工作面共面的情况下，第一换电设备以及第二换电设备均能够进入车底，在未举升状态下进行电池的拆卸。
一种换电站，其特点在于，其包括所述换电系统，以及电池转运装置和充电架，所述电池转运装置用于在所述充电架和所述第一换电设备或所述第二换电设备之间交换电池，所述第一换电设备和所述第二换电设备行驶于所述电池转运装置和所述换电位置之间。
本发明的积极进步效果在于：本发明使得第二工作面与第一工作面处于同一平面，因此在载车平台上不会产生凹坑和凸起，有利于车辆的行驶，也可以减少建造成本。交替运行的第一换电设备和第二换电设备缩短了换电时间，提高了换电效率。
附图说明
图1为本发明较佳实施例的换电系统的复位状态的举升机构的示意图。
图2为本发明较佳实施例的换电系统的举升状态的举升机构的示意图。
图3为本发明较佳实施例的一种换电系统的俯视示意图。
图4为本发明较佳实施例的另一种换电系统的俯视示意图。
图5为本发明较佳实施例的第一换电设备的底盘的结构示意图。
图6为本发明较佳实施例的第一换电设备的举升框架的结构示意图。
图7为本发明较佳实施例的第一换电设备的顶升机构的结构示意图。
图8为本发明较佳实施例的一定位机构的结构示意图。
图9为本发明较佳实施例的另一定位机构的结构示意图。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
如图1-图8所示，本实施例公开了一种换电系统，其包括：载车平台3、第一换电设备201和第二换电设备202，载车平台3上设有供电动车辆1进行电池更换的换电位置，载车平台3上还设有供电动车辆1驶入或驶出的第一工作面A，载车平台3上设有供第一换电设备201和第二换电设备202往复行驶于换电位置和充电室6之间的第二工作面B，其中，第一换电设备201和第二换电设备202交替进出载车平台3上的换电位置，第一工作面A与第二工作面B共面。此处共面只是为了表示无需开设供换电设备行驶的凹槽或无需架设供电动车辆停放以使换电设备从电动汽车底下穿过的高架载车平台，该处的同一平面并非是绝对的。
本发明在正常状态下使得第二工作面B与第一工作面A处于同一平面，因此在载车平台3上不会产生凹坑和凸起，有利于车辆的行驶，也可以减少建造成本。其中，在换电时，第一换电设备201或第二换电设备202直接进入电动车辆1底部并带着拆卸下的电池移出。此时相对的第二换电设备202或第一换电设备201也能够带着准备新换的电池移入，从而完成电池的更换。第一换电设备201和第二换电设备202分别各自动作，两者的大部分动作在同一时间内进行，由此极大地缩短了换电时间，提高了换电效率。
如图3所示，本实施例的第一换电设备201和第二换电设备202在换电位置的相对两侧往复行驶。两侧均设置有充电室6。充电室6内进一步可以设置有电池转运装置和充电架。换电设备将换下的电池交给电池转运装置，并通过电池转运装置放入充电架充电。电池转运装置也将充完电的电池从充电架取出，并移送给换电设备，供换电设备进行电池的安装。图3两侧设置换电设备时，在充电室6和换电车辆1之间设有换电等待位置7，当第一换电设备201在换电位置进行拆电池时，第二换电设备202可以载有充满电的电池在换电等待位置7等待第一换电设备201离开换电位置，第二换电设备202进入换电位置6安装电池。
如图4所示，本实施例中，还可以设置为第一换电设备201和第二换电设备202分别在换电位置的第一侧往复行驶，其中，第一换电设备201和第二换电设备202的行驶方向与电动车辆1的驶入驶出方向垂直。同一侧的第一换电设备201和第二换电设备202可以设置为在同一充电室6以及换电位置之间往复移动，可以优化和减少换电设备的移动路径。充电室6内进一步可以设置有电池转运装置和充电架。换电设备将换下的电池交给电池转运装置，并通过电池转运装置放入充电架充电。电池转运装置也将充完电的电池从充电架取出，并移送给换电设备，供换电设备进行电池的安装。
如图4所示，在换电位置的与第一侧相对的第二侧设有换电等待位置7，用于在第一换电设备201或第二换电设备202安装电池时，供拆卸完电池的第二换电设备202或第一换电设备201停靠。换电等待位置7可以提供第一换电设备201和第二换电设备202的缓冲空间，避免未处于工作状态的换电设备对工作状态的换电设备产生阻碍。
本实施例中，第一换电设备201被设置为从电动车辆1的底部拆卸电池并移出电动车辆1的下方或载着电池移入电动车辆1的下方并将电池安装入电动车辆1的底部；第二换电设备202被设置为与第一换电设备201相对的载着电池移入电动车辆1的下方并将电池安装入汽车的底部或从电动车辆1的底部拆卸电池并移出电动车辆1的下方。本实施例中，第二工作面B上设有轨道供第一换电设备201和第二换电设备202行驶。
如图1和图2所示，本实施例的载车平台3上设有用于举升或复位电动车辆1的举升机构31，第一工作面A设于举升机构31上，举升机构31复位时的第二工作面B与第一工作面A位于同一平面上。在正常状态下，举升机构31复位，从而使得第二工作面B与第一工作面A处于同一平面其中，在换电时，第一换电设备201或第二换电设备202直接进入电动车辆1底部的同时使得举升机构31抬起，在换电设备拆卸电池时，第二工作面B已经与第一工作面A有足够的距离，由此允许第一换电设备201或第二换电设备202带着拆卸下的电池移出，或者带着准备新换的电池移入，从而完成电池的更换。
如图1和图2所示，本实施例的第一换电设备201以及第二换电设备202进一步设置为在未举升状态下的高度不高于电动车辆1的底部与第二工作面B之间的距离。由此在第一工作面A和第二工作面B共面的情况下，第一换电设备201以及第二换电设备202均能够进入车底，在未举升状态下进行电池的拆卸。
如图5-图7所示，第一换电设备201和/或第二换电设备202包括底盘21、举升框架22以及顶升机构，顶升机构23的两端分别连接底盘21和举升框架22，并相对于底盘21顶升举升框架22。
其中，如图5所示，底盘21包括第一侧壁211以及第二侧壁212。其中，第一侧壁211的内侧转动连接有顶升机构23的凸轮231。第二侧壁的内侧连接有滑轨213。滑轨213用于引导举升框架22相对于底盘21的垂直方向的上下移动。
如图5所示，底盘21上还设置有驱动设备233。驱动设备233采用例如电机等设备，通过皮带轮或者其他传动机构驱动凸轮231转动。如图6所示的举升框架22上设置有具有水平方向的槽的引导槽232。如图7所示，凸轮231的一端插入于引导槽232内。凸轮231转动时，产生偏心的圆周方向的运动轨迹。其中，运动轨迹在垂直方向的运动中，凸轮231抵住引导槽232并带动引导槽232以及举升框架22上下移动。运动轨迹在水平方向的运动中，凸轮231相对于引导槽232滑动，从而不会使得引导槽232产生水平方向上的移动。本实施例的顶升机构23靠凸轮231的偏心运动实现上下方向上对举升框架22的驱动，不需要折叠的抬升机构，因此可以减少整体的结构高度，由此在空载时可以进入电动车辆1的底部。
如图8和图9所示，本实施例的第一工作面A上进一步可以设有车辆定位机构4，车辆定位机构4用于将电动车辆1定位于第一工作面A。车辆定位机构4包括前限位块41和后限位块42，其中，前限位块41用于对电动车辆1的车轮向前的运动趋势进行限位，后限位块42用于对电动车辆1的车轮向后的运动趋势进行限位，电动车辆1越过后限位块42后被限位在前限位块41和后限位块42之间。
如图8和图9所示，车辆定位机构4还包括左定位件43和右定位件44，其中，左定位件43至少用于对电动汽车的车轮向左的运动趋势进行限位，右定位件44至少用于对电动汽车的车轮向右的运动趋势进行限位。左定位件43和右定位件44共同约束车轮在左右方向上的位置。
如图8和图9所示，车辆定位机构4还包括设于定位组件4左侧或右侧的第一导向部45；电动汽车的车轮在被定位组件4定位之前，第一导向部45用于对电动汽车的车轮导向，以使电动汽车的车轮能够驶入一特定路线上移动。
如图9所示，本实施例的载车平台3还包括导向部件5。导向部件5包括行驶导向组件51和摆正导向组件52，其中，行驶导向组件51设于载车平台3上，用于将电动车辆1的车轮导向至及保持在上述的预设路线上，摆正导向组件52设于举升机构31上，并位于行驶导向组件51的左侧或右侧，摆正导向组件52用于配合行驶导向组件51将电动车辆1的车轮摆正在预设路线上。
本实施例还公开了一种换电站，其包括上述的换电系统，以及电池转运装置和充电架，电池转运装置用于在充电架和第一换电设备201或第二换电设备202之间交换电池，第一换电设备201和第二换电设备202行驶于电池转运装置和换电位置之间。
本发明使得第二工作面与第一工作面处于同一平面，因此在载车平台上不会产生凹坑和凸起，有利于车辆的行驶，也可以减少建造成本。交替运行的第一换电设备和第二换电设备缩短了换电时间，提高了换电效率。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种换电系统，其特征在于，其包括：载车平台、第一换电设备和第二换电设备，载车平台上设有供电动车辆进行电池更换的换电位置，所述载车平台上还设有供电动车辆驶入或驶出的第一工作面，所述载车平台上设有供所述第一换电设备和所述第二换电设备往复行驶于换电位置和充电室之间的第二工作面，其中，所述第一换电设备和所述第二换电设备交替进出所述载车平台上的换电位置，第一工作面与第二工作面共面。
2.如权利要求1所述的换电系统，其特征在于，所述第一换电设备和所述第二换电设备在所述换电位置的相对两侧往复行驶。
3.如权利要求1所述的换电系统，其特征在于，所述第一换电设备和所述第二换电设备分别在所述换电位置的第一侧往复行驶，其中，所述第一换电设备和所述第二换电设备的行驶方向与电动车辆的驶入驶出方向垂直。
4.如权利要求3所述的换电系统，其特征在于，在所述换电位置的与所述第一侧相对的第二侧设有换电等待位置，用于在所述第一换电设备或所述第二换电设备安装电池时，供拆卸完电池的所述第二换电设备或所述第一换电设备停靠。
5.如权利要求2或3所述的换电系统，其特征在于，所述第一换电设备被设置为从电动车辆的底部拆卸电池并移出电动车辆的下方或载着电池移入电动车辆的下方并将电池安装入电动车辆的底部；所述第二换电设备被设置为与所述第一换电设备相对的载着电池移入电动车辆的下方并将电池安装入汽车的底部或从电动车辆的底部拆卸电池并移出电动车辆的下方。
6.如权利要求1所述的换电系统，其特征在于，所述第二工作面上设有轨道供所述第一换电设备和所述第二换电设备行驶。
7.如权利要求1所述的换电系统，其特征在于，所述载车平台上设有用于举升或复位电动车辆的举升机构，第一工作面设于举升机构上，所述举升机构复位时的所述第二工作面与所述第一工作面位于同一平面上。
8.如权利要求1所述的换电系统，其特征在于，第一工作面上设有车辆定位机构，所述车辆定位机构用于将电动车辆定位于所述第一工作面。
9.如权利要求1所述的换电系统，其特征在于，所述第一换电设备和/或所述第二换电设备包括底盘、举升框架以及顶升机构，所述顶升机构的两端分别连接所述底盘和所述举升框架，并相对于所述底盘顶升所述举升框架。
10.如权利要求1所述的换电系统，其特征在于，所述第一换电设备以及所述第二换电设备在未举升状态下的高度不高于电动车辆的底部与所述第二工作面之间的距离。
11.一种换电站，其特征在于，其包括如权利要求1-10任意一项所述的换电系统，以及电池转运装置和充电架，所述电池转运装置用于在所述充电架和所述第一换电设备或所述第二换电设备之间交换电池，所述第一换电设备和所述第二换电设备行驶于所述电池转运装置和所述换电位置之间。
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