CN112477685B - 一种换电系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种换电系统，属于电动汽车换电技术领域。该换电系统中的电池加解锁机构包括触发器以及受第一驱动源驱动的限位部，固定设置在第一安装部上的触发器，在举升机构举升过程中，触发设置在电池总成上的锁紧器，第一驱动源用于驱动卡接在电池总成的限位部朝锁紧器的解锁方向运动，进行加解锁，不需要通过定位装置找寻电池的安装位置，可以快速对电池总成进行更换，提高用户体验；此外，电池加解锁机构浮动地设置在举升机构上，在举升过程中，更便于加解锁器对准电池总成；减少了由于电池总成在汽车上的安装位置的细微差别，导致无法解锁的情况。解决了现有电动汽车换电池过程中，对于电池的加解锁过程定位不够准确，影响换电效率低的问题。

Description

一种换电系统

技术领域

本发明属于电动汽车换电技术领域，更具体地说，涉及一种换电系统。

背景技术

随着世界各国人民生活水平的提高，节能减排成为汽车发展的一种新趋势。电动汽车在这种情况下应运而生，并且将要成为汽车发展的主力军。但是电动汽车由于其充电不方便，续航能力不足等问题，限制了电动汽车的发展。目前有快速充电技术可以在短时间内将电池电量充满，但是这种充电技术严重损害了电池的寿命；还有一种方法是通过充电桩充电，但是充电桩技术发展很不完善需要专车专用，大大降低了充电桩的使用效率。所以，一种类似加油站的汽车电池更换的换电站应运而生。在城市和道路要道建立换电站既能满足电动汽车续航能力的要求也能满足社会发展的需求。

目前，电动汽车电池更换方式主要有以下两种方式：侧向换电和底盘换电。侧向换电主要是在汽车两侧水平方向进行电池更换。底盘换电主要指的是在汽车底部进行电池更换，通常，需换电池的电动汽车被抬升到离地面一定高度，小车沿轨道驶入车辆下，先以电池的方向调整小车角度，随后小车升高以接近电池，并且定位小车与电池的相对位置，接着卸下电池，带着电池降低，并且沿轨道驶离车辆并开向电池存储站去更换充满电的电池，然后再次进入被抬高的车辆下方，重复前面的动作并将电池安装到车辆上。因此，在换电过程中，定位精度和换电时间是评价换电小车性能和换电服务质量的重要因素，如何实现精准定位，快速换电，减少用户的等待时间，是本领域技术人员亟待解决的问题。

中国专利公开号为CN206307626U，公开了一种无线穿梭式换电小车。其中，安装在换电小车上的加解锁装置主要包括伺服电机和由伺服电机驱动的扭矩扳手,通过扭矩扳手拧动电池总成上的螺栓能够将电动汽车或设置在电动汽车换电站上的电池总成储存单元上的电池总成解锁取下并放置到电池定位平台上。该方案虽然能够实现基本的换电功能，但是存在以下问题：其一，在扭矩扳手拧动电池总成上的螺栓过程之前，需要扳手能够精确的对准螺栓，但是由于电池规格不同，螺栓的大小、尺寸以及安装位置也会存在着差异，往往很难一下找准螺栓的位置，这就需要在加解锁时，每次都需要专门的定位装置获取螺栓的位置，影响换电的效率；其二，目前，电动汽车的电池电量有限，需要频繁的更换电池，而将螺栓作为紧固件，经过扭矩扳手多次拧动，难免造成滑丝，影响电池在汽车上安装的稳定性，造成一定的安全隐患。

发明内容

1.要解决的问题

针对现有电动汽车换电池过程中，对于电池的加解锁过程的定位不够准确，影响换电效率低的问题，本发明提供一种换电系统，换电系统中的电池加解锁机构包括触发器以及受第一驱动源驱动的限位部，固定设置在第一安装部上的触发器，在举升机构举升过程中，触发设置在电池总成上的锁紧器，第一驱动源用于驱动卡接在电池总成的限位部朝锁紧器的解锁方向运动，进行加解锁，不需要通过定位装置找寻电池的安装位置，可以快速对电池总成进行更换，减少等待时间，提高用户体验；此外，电池加解锁机构浮动地设置在举升机构上，在举升过程中，更便于加解锁器对准电池总成，减少了由于电池总成在汽车上细微的位置误差，导致无法解锁的情况。

2.技术方案

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

本发明提供一种换电系统，包括：

换电平台，其包括车体以及安装在所述车体上的行走机构和举升机构；所述行走机构用于带动所述换电平台到达换电位置的下方；及

电池加解锁机构，其通过举升机构安装于所述车体上，所述举升机构用于将所述电池加解锁机构举升至换电位置；

其中，所述电池加解锁机构包括：

浮动安装在所述举升机构上的第一安装部以及加解锁器，所述加解锁器包括限位部和触发器，所述第一安装部上通过第一驱动源活动设置限位部；及

固定设置在第一安装部上的触发器，所述触发器用于在所述举升机构举升过程中，触发设置在电池总成上的锁紧器，所述第一驱动源用于驱动卡接在电池总成的限位部进行加解锁。

在一些实施例中，所述第一安装部的中部铰接在所述举升机构上端；所述第一安装部的头部和尾部均通过弹性件与所述举升机构的上端弹性连接。

在一些实施例中，所述的第一安装部上表面设置有一对滑轨，所述滑轨通过第一驱动源滑接有第二安装部；所述的限位部包括活动卡托；

在所述第二安装部上设置活动卡托；所述第一驱动源驱动所述第二安装部在所述滑轨内直线运动。

在一些实施例中，所述的限位部还包括固定卡托，所述固定卡托安装在所述第一安装部上；所述活动卡托安装在所述第二安装部的边缘上，所述活动卡托具有延伸出卡块本体的凸柱，所述的凸块的前端减薄形成尖端。

在一些实施例中，所述的第二安装部上设置有至少两个吸附垫片，其中至少一个吸附垫片的安装位置靠近所述活动卡托。

在一些实施例中，所述的第二安装部一侧开设有边槽，所述触发器穿过所述边槽；且所述触发器包括“凸”型的板状本体，所述板状本体的向一侧折弯形成固定部，固定部安装在所述第一安装部的边缘上。

在一些实施例中，所述的第二安装部的中部开设有减重槽，所述减重槽内设有可伸缩的弹性柱头；所述弹性柱头的端部伸出所述减重槽外；

在第二安装部靠近所述滑轨的一侧，安装有第一位置传感器。

在一些实施例中，所述的行走机构包括第一轨道、第二驱动源和连接于所述第二驱动源上的传动装置，所述传动装置包括相互啮合的齿轮和齿条，所述齿轮设于所述车体上，所述齿条设于所述轨道上且布置成与所述轨道平行。

在一些实施例中，所述的第一轨道两侧均设有与所述第一轨道平行的第二轨道，安装在车体上的滚轮设于所述第二轨道上；所述第二轨道的两端均设有挡块，在所述车体靠近所述滚轮处，设有与所述挡块配合的防撞块。

在一些实施例中，所述的举升机构包括至少一个剪式举升机，所述剪式举升机的一连接端滑动安装在所述车体上；所述车体一侧通过安装板设有承接架；所述安装板上固接有用于驱动所述剪式举升机的第三驱动源。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的有益效果为：

(1)本发明换电系统中的电池加解锁机构包括触发器以及受第一驱动源驱动的限位部，固定设置在第一安装部上的触发器，在举升机构举升过程中，触发设置在电池总成上的锁紧器，第一驱动源用于驱动卡接在电池总成的限位部，朝锁紧器的锁紧方向运动，进行加解锁，不需要通过定位装置找寻电池的安装位置，可以快速对电池总成进行更换，减少换电等待时间，提高用户体验；电池加解锁机构浮动地设置在举升机构上，在举升过程中，更便于加解锁器对准电池总成，减少了由于电池总成在汽车上细微的位置差别，而导致无法解锁的情况；

(2)本发明通过将第一安装部铰接在托盒的上端面上，且第一安装部相对于托盒的上表面具有一定的高度，使第一安装部的两端在第二方向Y上，可以相对于轴承座上下浮动，这样设置使第一安装部成“杠杆”的形式；由于电池总成在电动汽车的安装的位置，总会存在一定的误差，浮动设置的第一安装部，会使限位部和触发器更容易适应电池总成的安装姿态，对电池总成上的锁紧器进行解锁；另外，将第一安装部的头部和尾部弹性地设于托盒内，便于电池总成在解锁后，将第一安装部复位，使电池总成稳定的放在换电平台上，利于将电池总成平稳的运输至充电仓内；

(3)本发明中限位部还包括固定卡托，活动卡托位于第二安装部的边缘上；固定卡托安装在第一安装部上，固定卡托用于在举升过程中，先卡住解锁架的钩型辅助架，防止解锁架跟随活动卡托一起动作，导致电池总成与解锁架无法分离，影响换电效率；

(4)本发明车体上的电池加解锁机构，可通过滚轮可移动地行走在第二轨道上，并且沿着第二轨道在第一方向x上移动于换电站和充电仓之间，车体沿轨道进入提升站后可在车辆下方无需转动，而是直接卸下或安装电池总成，车体在整个换电过程中始终保持着电池总成一定的安装方向，这样可以节省换电时间，避免每次更换时，都需要对电池总成的安装姿态进行调整。

附图说明

图1为本发明实施例提供的电池加解锁机构的结构示意图；

图2为图1中B处的放大图；

图3为本发明实施例提供的换电系统工作示意图a；

图4为图3中A处的放大图；

图5为本发明实施例提供的换电系统的侧视图；

图6为本发明实施例提供的去除电池总成的换电系统立体图；

图7为本发明实施例提供的换电系统工作示意图b；

图8为本发明实施例提供的换电系统的主视图；

图9为本发明实施例提供的电池总成结构示意图；

图10为本发明实施例提供的解锁架结构示意图；

图11为本发明实施例提供的左下侧视角的解锁架结构示意图；

图12为本发明实施例提供的解锁架与电池总成装配图；

图13为本发明实施例提供的锁紧架结构示意图；

图14为本发明实施例提供的锁紧架隐去钩型架时的结构示意图；

图15为本发明实施例提供的钩型架的第一视角示意图；

图16为本发明实施例提供的钩型架的第二视角示意图；

图17为本发明实施例提供的钩型架的第三视角示意图。

图中：

10、机架；101、定位压板；11、第一轨道；12、第二轨道；13、挡块；14、防撞块；19、第二接近开关；

20、行走机构；21、第二驱动源；22、齿条；24、竖梁；25、横梁；26、滚轮；

30、承接架；31、安装板；33、导向齿轮；

40、举升机构；41、第二触发片；42、第一触发片；44、滑块；45、安装滑轨；46、位置传感器；48、第二安装板；49、第一接近开关；401、连接端；47、托盒；

471、安装仓；472、垫片；473、弹性件；

50、电池加解锁机构；51、第一安装部；52、触发器；53、第二安装部；54、第一驱动源；56、轴承座；531、活动卡托；5310、卡块本体；5311、凸柱；532、固定卡托；534、滑轨；535、弹性柱头；541、条形槽；542、抱死卡块；55、第一位置传感器；536、减重槽；

7、锁紧架；71、钩型架；72、主背梁；73、支柱承载槽；74、竖槽；75、F锁；76、主钩；77、副钩；77a、前侧支脚；77b、后侧支脚；78、基台；79、压簧；710、垫块；711、减震通孔；712、减震柱；713、调节螺栓；714、前臂；715、后臂；

8、钩型辅助架；

9、解锁架；91、左纵梁；92、右纵梁；94、前梁；95、后梁；

200、电池总成；201、导向块。

具体实施方式

使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

为了解决或者部分解决上述问题，本公开的实施例提供了一种换电系统，现在参考图1-17来描述一些示范实施例。在下文描述中，以在电动汽车换电站中的换电场景作为描述的对象，但本公开的保护范围不局限于此，任何能够采用在此描述的换电系统均涵盖在本公开的范围内。

如图1-6所示，总体上，根据本公开实施例的换电系统，包括换电平台以及安装在换电平台上的电池加解锁机构50。

换电平台包括车体60以及安装在车体60上的行走机构20和举升机构40；其中行走机构20用于带动所述换电平台到达换电位置的下方。

电池加解锁机构50用于对安装在电动汽车上的电池总成进行加解锁操作，其通过举升机构40安装于所述车体上，举升机构40用于将所述电池加解锁机构举升至换电位置。

其中，电池加解锁机构50包括：浮动安装在所述举升机构上的第一安装部51以及加解锁器，加解锁器包括限位部和触发器52。本发明对于电池总成加解锁的基本思路如下：第一安装部上通过第一驱动源54活动设置有限位部；固定设置在第一安装部上的触发器52，在举升机构举升过程中，触发设置在电池总成上的锁紧器，第一驱动源用于驱动卡接在电池总成的限位部，朝锁紧器的解锁方向运动，进行加解锁，不需要通过定位装置找寻电池的安装位置，可以快速对电池总成200进行更换；且电池加解锁机构浮动地设置在举升机构上，在举升过程中，更便于加解锁器对准电池总成。

下面进行具体说明。

在一些实施例中，车体60和行走机构20可以一起作为RGV小车，RGV小车用于电动汽车的电池总成的更换。本示例中RGV小车为轨道车，在轨道上移动并且往来于换电站和充电仓之间，其中换电站中驶入的是待更换电池总成的电动汽车。本示例中，电池总成也被称为电池包、电池以及电池模组等，是集成化的为电动汽车提供驱动动力的装置。RGV小车以空载状态驶入提升站的车辆下方，将亏电的电池总成从车辆上卸下，并将亏电电池总成从换电站转移至充电仓。亏电电池总成在充电仓更换为满电的电池总成。RGV小车带着满电的电池总成再次进入换电站内，将满电的电池总成安装到车辆上。上述工作流程可以通过控制器控制自动进行，并且适用于小型化的换电场所以及可以进行模块化扩展的换电服务。

如图3、4和6所示，在一种可能的实施方式中：

车体包括相互平行的2支横梁25，2支横梁25的前端通过一支竖梁24连接，2支横梁25后端通过另一支竖梁24连接，从而整体构成车体的矩形框架，矩形框架安装在机架10上，用于承载举升机构40以及电池加解锁机构50。

行走机构20包括设于机架10的第一轨道11、第二驱动源21和连接于第二驱动源上的传动装置，其中机架10布置于换电站和充电仓的路径上，在机架10的中部铺设有第一轨道11，所示第一轨道11为“工”型梁，其通过定位压板101安装在机架10上。

传动装置包括相互啮合的齿轮(未画出)和齿条22，将齿轮设于车体上，所述齿条22设于第一轨道11上且布置成与第一轨道11基本平行，即第一轨道11延第一方向X延伸。优选的，为了节省齿条的安装空间，提高齿条的稳定性，将齿条22滑接于第一轨道11的一侧凹槽内，齿条中的齿尖从凹槽内伸出。第二驱动源为伺服电机，其通过减速机和动齿轮与齿条22传动连接，通过驱动齿条22在第一轨道11内滑动，带动车体从换电站往返至充电仓。

为了进一步，减少传动的能量损耗，并提高转运电池的速度，在第一轨道11两侧均设有与第一轨道11平行的第二轨道12，安装在车体上的滚轮26设于所述第二轨道12上，滚轮通过第二驱动源驱动，在第二轨道12上运动。为了防止车体脱离轨道，在第二轨道的前端和后端均设有挡块13，并在车体靠近所述滚轮26处，设有与所述挡块13配合的防撞块14，防撞块14用于减震，可以减轻车体运输到预定位置(例如换电位置)，车体的框架与防撞块碰撞程度，不会导致承载在车体上的电池总成200发生偏移，以至于限位部无法对电池总成200进行卡合的情况。在具体实施过程中，防撞块14可以是橡胶制成的弹性体，安装在竖梁24的前端，并使弹性体的前端正对挡块13的端部。本领域技术人员应当理解，防撞块14还可以是包括弹簧等其他形式弹性结构，在此不做限定。

本领域技术人员容易理解的是，为了满足车体的转向需求，可以将第一轨道11、齿条22、第二导轨均设置成曲状；或者将车体改装成AGV小车并将导轨改成与AGV小车相对应的无轨引导装置。

车体上的电池加解锁机构50通过滚轮可移动地行走在第二轨道上，并且沿着第二轨道在第一方向x上移动于换电站和充电仓之间。当车体沿轨道进入提升站后可在车辆下方无需转角度，而是直接卸下或安装电池总成。车体在整个换电过程中始终保持着电池总成的安装姿态的方向，这样可以节省换电时间，便于将电池总成重新安装到汽车底盘上。

如图3-6所示，在一些实施例中，举升机构40为一个剪式举升机，剪式举升机的一连接端401滑动安装在车体的框架上；车体一侧通过安装板31设有承接架30；第三驱动源为气缸，气缸安装在安装板31上，气缸的活塞杆一端铰接在剪式举升机的上臂。当电动汽车在刚驶入换电站内，经过承接架30，并在承接架上停驻。此时，剪式举升机为回缩状态，举升机构40与电池加解锁机构50的高度均低于汽车底盘，承接架30承载汽车，使汽车底盘与电池加解锁机构50有一定空间，便于换电的进行。优选的，在承接架30处设有提示装置，用于提示司机在此停车；进一步在承接架30的下方，横梁25的中部靠近齿条22一侧设有导向齿轮33。更进一步，举升机构40还包括一端设置于竖梁24，另一端设于剪式举升机上端的位置传感器46，位置传感器46用于探测剪式举升机的举升高度，并将举升高度转换为电信号传输给控制器。

在具体实施过程中，在车体框架的竖梁24的前端上设有第一安装板，第一安装板设有两根安装滑轨45，安装滑轨45上设有与剪式举升机下臂的一连接端401上铰接有滑块44，在竖梁24的后端设有第二安装板48，剪式举升机下臂的的另一连接端通过定位块铰接在第二安装板48上；以此实现剪式举升机的安装。本领域技术人员应当理解，此处的剪式举升机也可以是2个或者多个，共同安装在车体上，同时对电池加解锁机构50进行举升。

在安装滑轨45的预定位置上设有第一接近开关49，在安装滑块45一侧设有与第一接近开关49配合的第一触发片42。剪式举升机在升降过程中，第一触发片42经过第一接近开关49，第一接近开关49用于感知剪式举升机的上升或者下降的动作，并将该动作转化为电信号，输出给与第一接近开关49连接的控制器。

进一步，在竖梁24靠近第一接近开关49处，设有第二触发片41；在第二轨道12上设有与第二触发片41配合的多个第二接近开关19。第二接近开关19用于感知车体在第二轨道12上的行进轨迹。

如图8至图17所示，本示例还提供一种车载电池总成锁紧架，包括解锁架9。所述解锁架9包括相互平行的左纵梁91、右纵梁92。左纵梁91、右纵梁92的前后两端分别由前梁94与后梁95连接固定，从而整体形成四边形框架结构。在使用时，将电池总成200安装在该四边形框架结构内，从而利用该四边形框架结构将电池总成200包围和固定。

由于上述框架结构形成的目的在于适配地包围在电池总成200周围，因此在有些实施例中，电池总成200的一端相对于其余部分收窄，但是厚度增加，以便容纳电池总成200中的电池以外的系统结构，因此在该实施例中，为了增强该部分的支撑，将左纵梁91、右纵梁92的后端部向内弯折形成适配电池总成200形状的内收结构，并在该部分的内侧加设钩型辅助架8，配合锁紧器做好该部分的支撑。

本实施例中的支撑电池总成200的锁紧器为安装在左纵梁91和右纵梁92内侧面上的若干锁紧架7。锁紧架7的数量和位置按照电池总成200的具体型号和尺寸设置，本实施例中，电池总成200为紧凑型汽车适配型号，因此每一侧仅需三个锁紧架7进行锁紧。除了前文所述左纵梁91、右纵梁92的后端部设置的钩型辅助架8，在左纵梁91、右纵梁92前端内侧面处也设置两个钩型辅助架8，从而实现电池总成200两侧均匀完整支撑。

如图13至图17，锁紧架7的具体结构如下：

锁紧架7包括钩型架71，钩型架71的主体结构为主背梁72。主背梁72的前臂714向下弯折一段距离，再反向弯折一段距离。主背梁72的后臂715也向下弯折，形成支柱承载槽73的另一侧壁，最终在主背梁72下方形成L型的支柱承载槽73，用于容纳和支承电池总成200侧部的导向块201。

主背梁72上开设竖槽74。竖槽74内铰接有F锁75。具体地，F锁75包括扣在钩型架71上方的L型主钩76，及位于F锁75中部向下延伸的副钩77，本实施例中，副钩77下端分别向前、后两侧延伸出前侧支脚77a、后侧支脚77b。前侧支脚77a穿过竖槽74延伸至支柱承载槽73内，形成可封堵支柱承载槽73的活动扣，从而将电池总成200侧部的导向块201锁紧在支柱承载槽73内。前侧支脚77a下端向前倾斜的构型能够避免导向块201从支柱承载槽73与前侧支脚77a下端的间隙中挤出，提高前侧支脚77a的锁紧可靠性。后侧支脚77b铰接在主背梁72的竖槽74内。为了实现主钩76前端的复位，本实施例中，主背梁72后端向后延伸出基台78，主钩76的后端也延伸至基台78上方，并与基台78之间形成压簧79容置空间。

使用时，利用压簧79对主钩76后端的举升，实现以铰接枢轴为旋转中心，将主钩76的前端压扣在主背梁72上，并将副钩77压入竖槽74内，实现副钩77对支柱承载槽73的常闭封堵。当需要将电池总成200快速安装在锁紧架7内之时，导向块201沿支柱承载槽73上移至前侧支脚77a处，并将前侧支脚77a顶升，此时压簧79被压缩。前侧支脚77a上移至支柱承载槽73转角位置后，在向前侧移动，进入支柱承载槽73最前端，此时导向块201已经解除对于前侧支脚77a的顶升，前侧支脚77a在压簧79作用下复位，封堵导向块201的退出路径，从而将导向块201及电池总成200锁死。

在以上实施例中，由于采用了嵌设在主背梁72上内的活动锁扣结构，从而在占用尽可能小的横向空间前提下，巧妙地集成了所有结构。采用以上降低设备横向尺寸的方案，能够在汽车底盘固定的预留空间内尽可能多地将空间留给电池总成200，以提高蓄电量，满足汽车长续航的市场实际需求，这也是纯电动汽车销售卖点的核心之一。

进一步地，为了更好地实现解锁架9对电池总成200的完整支撑，还可以采用以下补充技术方案。

本实施例中，在电池举升平台上设置固定卡托532，并将钩型辅助架8的外形设置为与固定卡托532匹配的形式。使用时，固定卡托532跟随电池举升平台上移，并卡在钩型辅助架8外侧，防止解锁架9随着活动卡托一起移动，导致电池总成无法与解锁架9分离。

支柱承载槽73内部最前端固定有垫块710，所述垫块710内设有延伸至主背梁72前部的减震通孔711。所述减震通孔711内安装有减震柱712，用于对导向块201的移动进行限位和减震。所述减震柱712略伸出垫块710，以便起到减震作用。通过更换不同型号的垫块710可以简单高效地调节导向块201的移动极限。

在另一种可能的实施例中，所述减震柱712替换为调节螺栓713，并采用螺纹连接方式安装于垫块710与主背梁72的前端下弯部内，调节螺栓713的一端伸出主背梁72的前端下弯部，并开设十字槽，通过旋动调节螺栓713可以调节垫块710在支柱承载槽73内的位置，同样可以调节导向块201的移动极限。

为了方便电池总成200从下部更好地进入解锁架9内，避免锁紧架7与电池总成200硬性撞击，本实施例中，将锁紧架7下端靠近内侧面的棱边上设置倒角避让结构。

在另一种可能的实施例中，所述主钩76下方位于副钩77前侧的位置处设有拉簧。所述拉簧一端连接主钩76，另一端连接主背梁72，从而将主钩76前端向下拉，实现常态下将副钩77拉至支柱承载槽73内。

在另一种可能的实施例中，也可以将主钩76的前端铰接在主背梁72上，此时，主钩76的后端相对于主背梁72延伸出一段距离，用于配合触发器52将主钩76的后端顶起，同样可以实现副钩77从支柱承载槽73内灵活退出的目的。相应地，主钩76的中后部与主背梁72之间设置复位拉簧，自然状态下，拉簧将副钩77拉入支柱承载槽73内。

在另一种可能的实施例中，主钩76的后端铰接在主背梁72上，此时，主钩76的前部或中部与主背梁72之间设置复位拉簧，自然状态下，拉簧将副钩77拉入支柱承载槽73内。

在另一种可能实施例中，所述副钩77采用环抱的方式绕过主背梁72的一侧伸至支柱承载槽73内，同时为了避让副钩77上移至极限位置阻挡导向块201的退出路径，在该实施例中，于支柱承载槽73的转角处向上开设避让槽。使用时，当作用力将F锁75向上推动，副钩77回升至避让槽内，此处为副钩77上升的极限位置，然后导向块201可沿支柱承载槽73顺利退出。这种结构的设置虽然需要略微牺牲了锁紧架7的横向尺寸，但是能够保证主背梁72的结构强度，而且，实心的主背梁72与其他零部件装配方式形成的锁紧架7能够降低加工难度，节省物料成本。

针对前述实施例，需要进一步说明的是，与锁紧架7配合使用的钩型辅助架8整体结构与上述主背梁72的结构基本相同，区别仅在于少了F锁75，以及用于装配F锁75的配套结构设计。由于钩型辅助架8不需要配合F锁75，因此也就无需加工成镂空结构，能够明显节省加工成本。以上，在这种需求下，采用该实施例中的实心主背梁72能够通用地作为钩型辅助架8使用，进一步提高了零件通用性。

在另一种可能的实施例中，F锁75与钩型架71之间相对平移运动。将F锁75中的主钩76与主背梁72之间采用拉簧连接，常态下主钩76与主背梁72贴合，且副钩77位于支柱承载槽73内。主钩76相对于钩型架71凸出一段，用于配合解锁机构的顶升操作。使用时，触发器52将主钩76顶升，副钩77沿竖槽74等导向结构稳定上移，退出支柱承载槽73，以解除对导向块201的锁紧。

如图1、2和6所示，来具体说明电池加解锁机构50的结构。电池加解锁机构50包括：浮动安装在所述举升机构上的第一安装部51以及加解锁器，加解锁器包括限位部和触发器52。在一种可能的实施方式中，第一安装部51为板状结构，主要用于承载限位部和触发器52。第一安装部51的中部通过转轴铰接在轴承座56上；第一安装部的头部和尾部均通过弹性件473弹性设置在举升机构上端的托盒47上。在一种可能的实施方式中，托盒47的截面为倒扣的“凹”型，托盒47的两端具有两个向下延伸的安装仓471，托盒的内壁通过垫片472与剪式举升机的上臂铰接。安装仓471的上端面开设有配位孔，在两个安装仓471内均设有穿过配位孔的弹性件473与第一安装部弹性连接；弹性件473位于轴承座56的两侧。通过将第一安装部51铰接在托盒47的上端面上，且第一安装部相对于托盒47的上表面具有一定的高度，使第一安装部的两端在第二方向Y上，可以相对于轴承座上下浮动，使第一安装部成“跷跷板”的形式；由于电池总成在电动汽车的安装的位置总会存在一定的误差，浮动设置的第一安装部，会使限位部和触发器52更容易适应电池总成的安装姿态，对电池总成上的锁紧器进行解锁。另外，将第一安装部的两端弹性地设于托盒47内，便于电池总成在解锁后，将第一安装部复位，使电池总成稳定的放在电池加解锁机构50内，利于将电池总成平稳的运输至充电仓内。

第一安装部51的上端面设置有一对滑轨534，滑轨534内通过第一驱动源54活动安装有第二安装部53；限位部包括活动卡托531；在第二安装部上设有活动卡托531；第一驱动源驱动所述第二安装部在所述滑轨534内直线运动。如图2所示，在本示例中，第一驱动源54包括外罩、抱死卡块542，在外罩内开设有长度大于抱死卡块542宽度的条形槽541，抱死卡块542穿过条形槽541固接在气缸的伸缩端上，抱死卡块的卡口卡住第二安装部53的边缘上。通过气缸的活塞端伸缩，带动活动卡托531在滑轨534上线性运动。活动卡托531具有延伸出卡块本体5310的凸柱5311，凸柱5311的前端减薄形成尖端，扩大了活动卡托531前端的开口宽度，便于活动卡托在举升过程中，卡住电池总成上的导向块201。

在第二安装部53靠近所述滑轨534的一侧，安装有第一位置传感器55。第一位置传感器55用于感知第二安装部靠近或者远离，并将其转换为电信号传输给控制器。

第二安装部53一侧开设于边槽，所述触发器52穿过所述边槽；设置在第一安装部51上。在具体实施过程中，触发器52为“凸”型的板状本体，所述板状本体的向一侧折弯形成固定部，固定部安装在所述第一安装部51上。“凸”型板状本体的突出部522与本体521形成“L”形的触发部，触发部在举升过程中，将主钩76顶起，从而将副钩77从支柱承载槽73内推出，向后推动电池总成200，即可将导向块201移动至支柱承载槽73转角处，然后通过举升机构向下摘取电池总成200即可将电池总成200卸除。

优选的，为了便于电池总成与电池的解锁架9分离，限位部还包括固定卡托532，活动卡托531位于第二安装部的边缘上；固定卡托532安装在第一安装部51上，固定卡托532用于在举升过程中，先卡住解锁架的钩型辅助架8，防止解锁架跟随活动卡托一起动作。

触发器52在举升过程中，移动至主钩76位置，以将主钩76顶起。活动卡托531也完全扣合在电池总成上的导向块201时，固定卡托532完全卡合在钩型辅助架8，防止解锁架9随着活动卡托一起移动；副钩77刚好从支柱承载槽73内完全退出，留出导向块201后移路径，然后，活动卡托531通过第一驱动源驱动，使电池总成上导向块201后移至支柱承载槽73转角处，进而使电池总成与锁紧架分离。

再然后活动卡托531在举升机构带动下，导向块201及整个电池总成200下移，脱离支柱承载槽73。继而使电池总成200从解锁架上脱离，在行走机构20的带动下，将电池总成运往充电仓内。在此过程中，触发器52始终支撑主钩76，直至导向块201移动至副钩77下方。

优选的，为了便于摘取电池总成，第二安装部上还设置有至少两个吸附垫片533，其中至少一个吸附垫片533靠近所述活动卡托531，吸附垫片533吸附住电池总成，更便于活动卡托531在举升机构的带动下，使电池总成从解锁架脱离。在一种实施方式中，吸附垫片533可以是装配有磁铁或者电磁铁的垫片，其与电池总成对应位置上的金属片配合；在另一种实施方式中，吸附垫片533可以是真空吸盘，用于吸附电池总成200的背面。

在一些实施例中，第二安装部53的中部开设有减重槽536，所述减重槽536内设有可伸缩的弹性柱头535；弹性柱头535的端部伸出所述减重槽536外，与电池总成的背面弹性接触。在一种可能的实施方式中，弹性柱头535可以橡胶制成的弹性体，安装在减重槽536内，并使弹性体的前端正对电池总成的底部。弹性柱头535还可以是包括弹簧等其他形式弹性结构，在此不做限定。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

还需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“一”、“二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种换电系统，其特征在于，包括：

换电平台，其包括车体以及安装在所述车体上的行走机构（20）和举升机构（40）；所述行走机构用于带动所述换电平台到达换电位置的下方；及

电池加解锁机构（50），其通过举升机构（40）安装于所述车体上，所述举升机构用于将所述电池加解锁机构举升至换电位置；

其中，所述电池加解锁机构（50）包括：

浮动安装在所述举升机构上的第一安装部（51）以及加解锁器，所述加解锁器包括限位部和触发器（52），所述第一安装部上（51）通过第一驱动源（54）活动设置限位部；及

固定设置在第一安装部上的触发器（52），所述触发器（52）用于在所述举升机构举升过程中，触发设置在电池总成上的锁紧器，所述第一驱动源（54）用于驱动卡接在电池总成的限位部进行加解锁；

F锁包括扣在钩型架上方的L型主钩，及位于F锁中部向下延伸的副钩；

所述副钩（77）采用环抱的方式绕过主背梁（72）的一侧伸至支柱承载槽（73）内，形成可封堵支柱承载槽（73）的活动扣；为避让副钩77上移至极限位置阻挡导向块201的退出路径，于支柱承载槽73的转角处向上开设避让槽；

所述副钩（77）借助钩型架（71）和F锁（75）之间的拉簧使F锁（75）相对于钩型架（71）转动，实现副钩（77）对支柱承载槽（73）的封堵或打开。

2.根据权利要求1所述的换电系统，其特征在于，所述的第一安装部（51）上表面设置有一对滑轨（534），所述滑轨（534）通过第一驱动源滑接有第二安装部（53）；所述的限位部包括活动卡托（531）；

在所述第二安装部上设置活动卡托（531）；所述第一驱动源驱动所述第二安装部（53）在所述滑轨（534）内直线运动。

3.根据权利要求2所述的换电系统，其特征在于，所述的限位部还包括固定卡托（532），所述固定卡托（532）安装在所述第一安装部（51）上；所述活动卡托（531）安装在所述第二安装部（53）的边缘上，所述活动卡托（531）具有延伸出卡块本体（5310）的凸柱（5311），所述的凸柱（5311）的前端减薄形成尖端。

4.根据权利要求3所述的换电系统，其特征在于，所述的第二安装部（53）上设置有至少两个吸附垫片（533），其中至少一个吸附垫片（533）的安装位置靠近所述活动卡托（531）。

5.根据权利要求2-4任意一项所述的换电系统，其特征在于，所述的第二安装部（53）一侧开设有边槽，所述触发器（52）穿过所述边槽；且所述触发器（52）包括“凸”型的板状本体，所述板状本体的一端向一侧折弯形成固定部，固定部安装在所述第一安装部（51）的边缘上。

6.根据权利要求2所述的换电系统，其特征在于，所述的第二安装部（53）的中部开设有减重槽（536），所述减重槽（536）内设有可伸缩的弹性柱头（535）；所述弹性柱头（535）的端部伸出所述减重槽（536）外；

在第二安装部（53）靠近所述滑轨（534）的一侧，安装有第一位置传感器（55）。

7.根据权利要求1所述的换电系统，其特征在于，所述的行走机构（20）包括第一轨道（11）、第二驱动源（21）和连接于所述第二驱动源上的传动装置，所述传动装置包括相互啮合的齿轮和齿条，所述齿轮设于所述车体上，所述齿条（22）设于所述轨道（11）上且布置成与所述轨道（11）平行。

8.根据权利要求7所述的换电系统，其特征在于，所述的第一轨道（11）两侧均设有与所述第一轨道（11）平行的第二轨道（12），安装在车体上的滚轮（26）设于所述第二轨道（12）上；所述第二轨道的两端均设有挡块（13），在所述车体靠近所述滚轮（26）处，设有与所述挡块（13）配合的防撞块（14）。

9.根据权利要求8所述的换电系统，其特征在于，所述的举升机构（40）包括至少一个剪式举升机，所述剪式举升机的一连接端（401）滑动安装在所述车体上；所述车体一侧通过安装板（31）设有承接架（30）；所述安装板（31）上固接有用于驱动所述剪式举升机的第三驱动源。

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