CN113928175A - 双工位快速换电方法和具有双工位的搬运器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种双工位快速换电方法和具有双工位的搬运器。双工位快速换电方法包括：移动电池箱至搬运器的第一工位；在所述搬运器移动至预设位置后，将另外一电池箱移动至所述搬运器的第二工位；将所述第一工位上的电池箱移出所述搬运器。上述的双工位快速换电方法和具有双工位的搬运器通过在搬运器设置第一工位和第二工位，从而可以将电池箱移动至搬运器的第一工位，在车辆停靠至预设位置后，将另外一电池箱移动至第二工位，然后将第一工位的电池箱移出，在更换电池箱的过程中，可以同时实现电池箱的移入和移出，不仅可以有效缩短搬运器的移动行程，可以调整换电步骤，有效地提高了换电效率，缩减了换电时间。

Description

双工位快速换电方法和具有双工位的搬运器

技术领域

本公开涉及换电设备领域，尤其是一种双工位快速换电方法和具有双工位的搬运器。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

现有的换电设备需要先从车辆将乏电的电池箱取下，然后移动至电池架将搬运的电池箱移动至电池架，然后从电池架将满电的电池箱取下，在移动至车辆处为车辆更换电池箱。在实践中，由于更换电池箱的过程一般从车辆位于预设位置开始计算，现有的换电过程需要才从车辆停靠在预设位置才能开始启动换电动作，导致换电时间过长。

发明内容

鉴于以上内容，有必要提供一种双工位快速换电方法和具有双工位的搬运器，可以缩短换电时间，提高换电效率。

本公开首先提供了一种双工位快速换电方法，包括：

移动电池箱至搬运器的第一工位；

在所述搬运器移动至预设位置后，将另外一电池箱移动至所述搬运器的第二工位；

将所述第一工位上的电池箱移出所述搬运器。

优选地，移动电池箱至搬运器的第一工位包括：

在所述搬运器移动至电池架对应的位置后，移动所述电池架的电池箱至所述搬运器的第一工位。

优选地，搬运器移动至预设位置包括：

所述搬运器移动至车辆的下方，并且所述第二工位对应于所述车辆的电池箱的位置，以将所述车辆的电池箱转移至所述第二工位。

优选地，将所述第一工位上的电池箱移出所述搬运器包括：所述搬运器移动至第一工位对应于所述车辆的位置后，将所述第一工位的电池箱转移至所述车辆；

以及，在所述第一工位上的电池箱移出所述搬运器之后，还包括：所述搬运器移动至对应于电池架的位置，移动所述搬运器的第二工位的电池箱至所述电池架。

优选地，移动电池箱至搬运器的第一工位包括：

在所述搬运器移动至车辆的下方后，移动车辆的电池箱至所述搬运器的第一工位，以及，

在移动车辆的电池箱至所述搬运器的第一工位时，搬运设备从所述电池架获取所述电池箱。

优选地，所述搬运器移动至预设位置后，将另外一电池箱移动至所述搬运器的第二工位包括：

所述搬运器移动至电池架对应的位置，所述搬运设备将获取的电池箱转移至所述搬运器的第二工位，以及将位于所述搬运器的第一工位上的电池箱移出至所述电池架；

在将所述搬运器的第一工位上的电池箱移出至所述电池架之后，还包括：

所述搬运器移动至第二工位对应于所述车辆的位置后，将所述第二工位的电池箱转移至所述车辆。

此外，本公开还提供了一种具有双工位的搬运器，包括：

第一车体，具有用于承载电池箱的第一工位；

第二车体，具有用于承载电池箱的第二工位，在所述搬运器移动至预设位置后，将位于所述第一工位的电池箱移出，以及移动另外一电池箱至所述第二工位。

优选地，还包括用于调整所述第一车体和第二车体之间距离的间距调整机构。

优选地，所述间距调整机构包括：

导向部件，包括导向柱和导向套筒，所述导向柱和导向套筒分别连接于所述第一车体和第二车体，所述导向柱移动地连接于所述导向套筒；

伸缩部件，包括驱动机和连接杆，所述驱动机连接于所述第一车体，所述连接杆一端连接于所述驱动机，另外一端连接于所述第二车体，所述驱动机通过伸缩所述连接杆牵引所述第二车体相对所述第一车体移动。

优选地，所述驱动机包括丝杆、电机、气缸和液压缸中的一种或者多种，用于驱动所述连接杆移动，从而驱动所述第一车体和第二车体相对移动。

相较于现有技术，上述的双工位快速换电方法和具有双工位的搬运器通过在搬运器设置第一工位和第二工位，从而可以将电池箱移动至搬运器的第一工位，在车辆停靠至预设位置后，将另外一电池箱移动至第二工位，然后将第一工位的电池箱移出，在更换电池箱的过程中，可以同时实现电池箱的移入和移出，不仅可以有效缩短搬运器的移动行程，可以调整换电步骤，有效地提高了换电效率，缩减了换电时间。

附图说明

为了更清楚地说明具体实施方式，下面将对实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是换电系统的结构示意图。

图2搬运器的结构示意图。

图3是间距调整机构的结构示意图。

图4-7是双工位快速换电方法的示意图。

主要元件符号说明

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本公开。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本公开进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，所描述的实施方式仅仅是本公开一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本公开中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本公开保护的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本公开的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本公开。

在各实施例中，为了便于描述而非限制本公开，本公开专利申请说明书以及权利要求书中使用的术语"连接"并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。"上"、"下"、"下方"、"左"、"右"等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。

图1是换电系统的结构示意图。如图1所示，换电系统用于为车辆50，尤其是新能源乘用车更换电池箱60。该换电系统包括电池架10、堆垛机70和搬运器30，电池箱60可以存放于电池架10以对电池箱60进行充电和存储。本实施方式中，搬运设备为堆垛机70，但另外一些实施方式中，搬运设备也可以是其他类型的设备，例如可以是塔吊或者其他吊装移动设备。堆垛机70设置于电池架10附近，用于将电池箱60在搬运器30和电池架10之间转移，即，将电池箱60从搬运器30移动至电池架10或者将电池箱60从电池架10移动至搬运器30。搬运器30用于在车辆50和堆垛机70之间运输电池箱60，将满电的电池箱60更换至车辆50以及车辆50的乏电的电池箱60运输至堆垛机70处，通过堆垛机70将电池箱60移动至电池架10。

图2搬运器30的结构示意图。如图2所示，搬运器30包括第一车体31和第二车体32，第一车体31具用于承载电池箱60的第一工位311，在电池箱60被放置于第一工位311时，第一车体31可以将电池箱60运输至指定位置。第二车体32的结构与第一车体31类似，具有用于承载所述电池箱60的第二工位321。在所述搬运器30移动至预设位置后，移动电池箱60至所述第二工位321，将所述第一工位311的电池箱60移动至所述车辆50或者电池架10。其中，第一车体31之间可以通过机械结构相互连接，也可以独立控制、相互配合进行协作，从而可以不需要机械连接。

图3是间距调整机构的结构示意图。如图3所示，间距调整机构用于调整所述第一车体31和第二车体32之间的距离，从而可以适应多种换电场合，例如适应于各种轮间距的车型，以及适应于场地要求而调整第一车体31和第二车体32之间的间距。间距调整机构包括导向部件和伸缩部件。导向部件用于导引第一车体31和第二车体32相互靠近或者远离移动，伸缩部件用于驱动第一车体31和第二车体32相互靠近或者远离移动。

所述导向部件包括导向柱42和导向套筒43。所述导向柱42和导向套筒43分别连接于所述第一车体31和第二车体32，并且沿轴向方向延伸。所述导向柱42移动地连接于所述导向套筒43。本实施方式中，导向柱42的一端固定连接于第二车体32，另外一端朝向第二车体32延伸。导向套筒43安装于第二车体32并且对应于导向柱42的位置，导向柱42插接于导向套筒43并且可以相对导向套筒43移动。本实施方式中，导向部件为两组，分别位于第一车体31和第二车体32移动方向的两侧，从两侧分别导引所述第一车体31和第二车体32相对移动。

伸缩部件包括驱动机40和连接杆41。驱动机40可以是包括丝杆电机或者气缸，用于驱动连接杆40沿轴向方向伸出或者缩短。所述驱动机40连接于所述第一车体31，所述连接杆41一端连接于所述驱动机40，另外一端连接于所述第二车体32，所述驱动机40通过伸缩所述连接杆41牵引所述第二车体32相对所述第一车体31移动。本实施方式中，连接杆41的端部可以铰接于第二车体32，这样，连接杆41具有较大的自由度。

在另外的一些实施方式中，间隙调整机构也可以是设置于第一车体31和第二车体32的控制器和存储器，通过将第一车体31和第二车体32之间独立控制、独立驱动，相互配合以调整第一车体31和第二车体32之间的间隙。

此外，本公开的实施方式还提供了一种双工位快速换电方法。以下结合图4-7详细描述该双工位快速换电方法。

在图4示出的步骤中，可以是在车辆50停靠于换电工位20后，也可以是车辆50停靠于换电工位20之前，搬运器30通过堆垛机70从电池架10上将电池箱60搬运至搬运器30的第一工位311。本实施方式中，满电为至少具有预设电量的电池箱60，此时，满电的电池箱60位于第一工位311等待更换，而车辆50上的电池箱60为乏电的电池箱60，即，至少电池箱60的电量低于预设值。

在图5示出的步骤中，搬运器30移动至车辆50的下方，并且第二工位321位于对应于车辆50的电池箱60的位置，然后，卸载车辆50的电池箱60至搬运器30的第二工位321。此时，搬运器30的第一工位311装载有满电的电池箱60，而第二工位321装载有乏电的电池箱60。在换电过程中，还可以通过间距调整机构调整第一车体31和第二车体32之间的相对位置，以适应车辆50的宽度或者换电环境下的空间限制，防止第一车体31或第二车体32阻碍换电。

在图6示出的步骤中，搬运器30短距离地移动至第一工位311对应于装载电池箱60的位置。本实施方式中，搬运器30移动至位于第一工位311的电池箱60位于车辆50的安装电池箱60的位置。然后，将第一工位311的电池箱60安装至车辆50，完成车辆50的电池箱60更换。此时，搬运器30的第一工位311空载，第二工位321装载乏电的电池箱60。

在图7示出的步骤中，搬运器30驶离车辆50，并且将乏电的电池箱60移动至电池架10处，通过堆垛机70将第二工位321上的电池箱60移动至电池架10进行充电，完成换电过程。在搬运器30驶离过程中，车辆50完成换电，驶离换电工位20。

上述的换电过程以搬运器30在车辆50侧利用双工位结构实现在车辆处交接满电和乏电电池箱60，在实际应用中，搬运器30也可以利用双工位优势，实现一些动作的同步实施。在另外一些实施方式中，该双工位快速换电方法包括如下步骤。

首先，所述搬运器30移动至车辆50的下方后，将车辆50的电池箱60至所述搬运器30的第一工位311，同时，在搬运器30在车辆50处将车辆50的电池箱60移动至搬运器30的第一工位311的过程中，堆垛机70(即搬运设备)从电池架10处获取车辆50对应的电池箱60。

接着，搬运器30负载乏电的电池箱60移动至对应于堆垛机70的位置，所述堆垛机70将获取的电池箱60转移至所述搬运器30的第二工位321，以及将位于所述搬运器30的第一工位311上的电池箱60移出，此时，搬运器30即可驶离电池架10，从而可以提高换电效率。在堆垛机70从第一工位311获取电池箱60后，将电池箱60放入电池架10进行存储和充电。

最后，搬运器30移动至车辆50的下方，并且第二工位321位于对应于车辆50的电池箱60的位置，然后，将第二工位321的电池箱60安装至车辆50，完成车辆50的电池箱60更换。

总之，上述的双工位快速换电方法和具有双工位的搬运器30通过在搬运器30设置至少两个工位(第一工位311和第二工位321)，从而可以先将电池箱60移动至搬运器30的第一工位311，在搬运器30移动至预设位置后，将电池箱60移动至第二工位321，然后将第一工位311的电池箱60移出，这样，不仅可以调整换电步骤，在车辆50尚未完全到达预定位置即可启动换电作业，将满电的电池箱60装载至搬运器30，从而可以缩短换电时间，提升换电效率。另一方向，在更换电池箱60的过程中，完成将乏电的电池箱60移动至搬运器30后，通过短距离的移动搬运器30即可将满电的电池箱60更换至车辆50，有效地缩短搬运器30的移动行程，也进一步提高了换电效率，缩减了换电时间。

另一方面，在另外一些实施方式中，也可以通过双工位设置，使得搬运器30在车辆50处交接电池箱60时，堆垛机70即同步开始获取电池箱60的动作，在搬运器30移动至电池架10处后，堆垛机70可以依次将电池箱60放入搬运器30，然后将乏电的电池箱60移走，这样搬运器30即可快速驶离电池架10，同样可以实现快速更换电池箱60的目的。

在本公开所提供的几个具体实施方式中，对于本领域技术人员而言，显然本公开不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本公开的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本公开。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本公开的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本公开内。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

以上实施方式仅用以说明本公开的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本公开进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本公开的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本公开的技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种双工位快速换电方法，其特征在于，包括：

移动电池箱至搬运器的第一工位；

在所述搬运器移动至预设位置后，将另外一电池箱移动至所述搬运器的第二工位；

将所述第一工位上的电池箱移出所述搬运器。

2.如权利要求1所述的双工位快速换电方法，其特征在于，移动电池箱至搬运器的第一工位包括：

在所述搬运器移动至电池架对应的位置后，移动所述电池架的电池箱至所述搬运器的第一工位。

3.如权利要求2所述的双工位快速换电方法，其特征在于，搬运器移动至预设位置包括：

所述搬运器移动至车辆的下方，并且所述第二工位对应于所述车辆的电池箱的位置，以将所述车辆的电池箱转移至所述第二工位。

4.如权利要求3所述的双工位快速换电方法，其特征在于，将所述第一工位上的电池箱移出所述搬运器包括：所述搬运器移动至第一工位对应于所述车辆的位置后，将所述第一工位的电池箱转移至所述车辆；

以及，在所述第一工位上的电池箱移出所述搬运器之后，还包括：所述搬运器移动至对应于所述电池架的位置，移动所述搬运器的第二工位的电池箱至所述电池架。

5.如权利要求1所述的双工位快速换电方法，其特征在于，移动电池箱至搬运器的第一工位包括：

在所述搬运器移动至车辆的下方后，移动车辆的电池箱至所述搬运器的第一工位，以及，在移动车辆的电池箱至所述搬运器的第一工位时，搬运设备从电池架获取所述电池箱。

6.如权利要求5所述的双工位快速换电方法，其特征在于，所述搬运器移动至预设位置后，将另外一电池箱移动至所述搬运器的第二工位包括：

所述搬运器移动至电池架对应的位置，所述搬运设备将获取的电池箱转移至所述搬运器的第二工位，以及将位于所述搬运器的第一工位上的电池箱移出至所述电池架；

在将所述搬运器的第一工位上的电池箱移出至所述电池架之后，还包括：

所述搬运器移动至第二工位对应于所述车辆的位置后，将所述第二工位的电池箱转移至所述车辆。

7.一种具有双工位的搬运器，其特征在于，包括：

第一车体，具有用于承载电池箱的第一工位；

第二车体，具有用于承载电池箱的第二工位，在所述搬运器移动至预设位置后，将位于所述第一工位的电池箱移出，以及移动另外一电池箱至所述第二工位。

8.如权利要求7所述的具有双工位的搬运器，其特征在于，还包括用于调整所述第一车体和第二车体之间距离的间距调整机构。

9.如权利要求8所述的具有双工位的搬运器，其特征在于，所述间距调整机构包括：

导向部件，包括导向柱和导向套筒，所述导向柱和导向套筒分别连接于所述第一车体和第二车体，所述导向柱移动地连接于所述导向套筒；

伸缩部件，包括驱动机和连接杆，所述驱动机连接于所述第一车体，所述连接杆一端连接于所述驱动机，另外一端连接于所述第二车体，所述驱动机通过伸缩所述连接杆牵引所述第二车体相对所述第一车体移动。

10.如权利要求9所述的具有双工位的搬运器，其特征在于，所述驱动机包括丝杆、电机、气缸和液压缸中的一种或者多种，用于驱动所述连接杆移动，从而驱动所述第一车体和第二车体相对移动。

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