CN113978309A - 一种车辆换电站 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆换电站，属于换电站技术领域。本发明的车辆换电站，包括换电箱，换电箱内设有并排设置的停车仓位和电池仓位，停车仓位设有车辆升降装置，电池仓位设有用于存放电池的电池存放机构；车辆升降装置包括停车平台和升降机构，升降机构包括升降框架、两个承托件和升降驱动组件，两个承托件分别位于停车平台相对的两侧；升降驱动组件用于驱动承托件沿升降框架同步上升至换电位置或同步下降至停车位置。利用两个相对设置且独立工作的承托件分别承托车身的两侧，极大地缩小了承托件的体积及重量；将车辆升降装置和电池存放机构集成于一个换电箱内，极大地缩小了车辆换电站的体积，还可便捷移动车辆换电站，以适应不同需求。

Description

一种车辆换电站

技术领域

本发明涉及换电站技术领域，尤其涉及一种车辆换电站。

背景技术

车辆换电站用于对车辆进行自动更换电池，并对缺电电池进行充电。现有的车辆换电站体积庞大，不仅占地面积大，且各部分之间独立设置，换电站一旦安装完成，就很难再进行移动。

同时，现有的车辆换电站的车辆升降装置，大都通过一个整体的升降平台抬升车身，导致升降平台本身结构庞大，重量也较大，对升降驱动机构的要求就更高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种车辆换电站，不仅缩小了承托件的体积，还提高了换电站的集成化程度，可便捷移动换电站。

为实现上述目的，提供以下技术方案：

一种车辆换电站，包括换电箱，所述换电箱内设有并排设置的停车仓位和电池仓位，所述换电箱上开设有供车辆进出所述停车仓位的进出口，所述停车仓位设有车辆升降装置，所述电池仓位设有用于存放电池的电池存放机构；

所述车辆升降装置包括停车平台和升降机构，所述升降机构包括：

升降框架，架设于所述停车平台上方；

两个承托件，用于承托所述车辆的车身，两个所述承托件分别位于所述停车平台相对的两侧，且两个所述承托件分别与所述升降框架滑动连接；

升降驱动组件，设于所述升降框架；所述升降驱动组件用于驱动所述承托件沿所述升降框架同步上升至换电位置或同步下降至停车位置。

作为车辆换电站的可选方案，所述升降机构还包括与两个所述承托件一一对应设置的位置检测组件，所述位置检测组件用于检测对应的所述承托件是否位于所述换电位置或所述停车位置，所述升降驱动件能根据所述位置检测组件的检测结果选择性启动或停止。

作为车辆换电站的可选方案，所述承托件设有与所述车辆车身上的承托结构相匹配的承托块。

作为车辆换电站的可选方案，所述电池存放机构包括两个并排设置的电池架和设于两个所述电池架之间的电池码垛机，所述电池架包括多个用于存放所述电池的存放层，所述电池码垛机用于在任一所述电池架上放入缺电电池或取出满电电池。

作为车辆换电站的可选方案，沿所述车辆的宽度方向，两个所述承托件分别位于所述停车平台的两侧。

作为车辆换电站的可选方案，所述承托件包括与所述升降框架滑动连接的连接部和用于承托所述车辆的车身的承托部，所述连接部与所述承托部之间呈L形结构设置。

作为车辆换电站的可选方案，所述承托件还包括连接于所述连接部与所述承托部之间的加强结构。

作为车辆换电站的可选方案，所述承托部与所述连接部相邻的一侧固设有导向板，所述导向板倾斜设置并向靠近所述连接部的方向倾斜。

作为车辆换电站的可选方案，所述升降驱动组件包括升降驱动件和两个传动单元，两个所述传动单元的输入端均与所述升降驱动件连接，两个所述传动单元中，其中一个的输出端与两个所述承托件的第一端连接，另一个的输出端与两个所述承托件的第二端连接。

作为车辆换电站的可选方案，两个所述传动单元分别设于所述升降驱动件的两侧，所述传动单元包括：

传动轴，可转动地设于所述升降框架，所述传动轴上固设有传动齿轮，所述传动轴的两端均固设有提升齿轮；

传动链，连接于所述升降驱动件与所述传动齿轮之间；

两个提升链，与两个所述提升齿轮一一对应设置，以通过所述提升齿轮带动对应的所述提升链运动；两个所述提升链一一对应地与两个所述承托件连接，且两个所述提升链均位于所述承托件的第一端或第二端。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明的车辆换电站，利用两个相对设置且独立工作的承托件分别承托车身的两侧，与现有技术相比，极大地缩小了承托件的体积及重量，降低了对升降驱动件的动力需求；将车辆升降装置和电池存放机构集成于一个换电箱内，极大地缩小了车辆换电站的体积，还可便捷移动车辆换电站，以适应不同需求。

附图说明

图1为本发明实施例中车辆换电站的结构示意图；

图2为本发明实施例中车辆升降装置的结构示意图；

图3为本发明实施例中一个视角的前轮定位台的结构示意图；

图4为本发明实施例中另一个视角的前轮定位台的结构示意图；

图5为本发明实施例中夹紧机构的结构示意图。

附图标记：

1、换电箱；11、停车仓位；12、电池仓位；

2、车辆升降装置；21、停车平台；21a、前轮定位台；21b、后轮定位台；211、底座；2111、导辊；212、夹紧机构；2121、夹紧驱动组件；2122、夹块；2123、夹辊；22、升降机构；221、升降框架；222、承托件；2221、承托块；2222、连接部；2223、承托部；2224、加强结构；2225、导向板；223、升降驱动组件；2231、升降驱动件；2232、传动单元；22321、传动轴；22322、传动链；22323、提升链；22324、传动齿轮；22325、提升齿轮；22326、导向齿轮；

3、电池存放机构；31、电池架；32、电池码垛机；

4、停车坡道。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1-5所示，本实施例提供了一种车辆换电站，包括换电箱1，换电箱1内设有并排设置的停车仓位11和电池仓位12，换电箱1上开设有供车辆进出停车仓位11的进出口，停车仓位11设有车辆升降装置2，电池仓位12设有用于存放电池的电池存放机构3。将车辆升降装置2与电池存放机构3集成于一个换电箱1内，极大地缩小了换电站的体积，且便于移动换电站。另外，当换电箱1内的电池存放机构3不能满足需求时，还可在换电箱1外扩展电池存放机构3，操作便捷。

进一步地，电池存放机构3包括两个并排设置的电池架31和设于两个电池架31之间的电池码垛机32，电池架31包括多个用于存放电池的存放层，电池码垛机32用于在任一电池架31上放入缺电电池或取出满电电池。

进一步地，换电站还包括RGV(有轨制导车辆，Rail Guided Vehicle)，RGV可在停车仓位11和电池仓位12之间移动，用于在车辆与电池架31之间运送电池。具体地，RGV能将车辆上卸下的缺电电池运送至电池码垛机32，并能将电池码垛机32从电池架31上取下的满电电池送回车辆。其中，RGV及RGV运送电池的工作原理均为现有技术，在此不再赘述。

在本实施例中，沿换电箱1的长度方向，车辆升降装置2与两个电池架31依次设置于换电箱1内，具体地，停车仓位11位于换电箱1的一端，换电箱1相对的两个侧壁，其中一个开设有车辆进口，另一个开设有车辆出口，以使车辆能通过车辆进口进入停车仓位11，并使车辆能通过车辆出口驶出换电箱1。进一步地，与车辆升降装置2相邻的电池架31的底部设有转存空间，以供RGV运动和停放。

车辆升降装置2包括停车平台21和升降机构22，升降机构22用于抬升车身。可以理解的是，在车辆停放在停车平台21后，也可以理解为抬升车身前，车身所处的位置即为停车位置；在拆装电池时需要将车身抬高并保持在该高度，则车身升高后的位置即为换电位置；换电完成后，车身最终会从换电位置下降至停车位置。

具体地，停车平台21包括与车辆的前轮对应设置的前轮定位台21a和与车辆的后轮对应设置的后轮定位台21b。可以理解的是，在前轮定位台21a、后轮定位台21b及升降机构22之间形成有换电空间，以供RGV运动和停放。在车辆被抬起后，RGV能在换电空间与转存空间之间运动，以通过RGV将从车辆上卸下的缺电电池，由换电空间运送至转存空间，并通过RGV将满电的电池由转存空间运送至换电空间。优选地，前轮定位台21a与后轮定位台21b的外侧均设有停车坡道4，以便车辆上下停车平台21。

进一步地，前轮定位台21a和后轮定位台21b均包括底座211和夹紧机构212，底座211设有两个与车辆的两个前轮或两个后轮一一对应设置的导辊组，导辊组包括多个可转动地设于底座211的导辊2111，多个导辊2111沿车辆的宽度方向排列设置。需要说明的是，前轮定位台21a中的导辊2111与后轮定位台21b中的导辊2111的设置形式不同，具体为：在前轮定位台21a中，同一车轮对应的导辊组分为两排，且两排导辊2111之间呈V形结构设置，以对前轮起到限位作用，每排导辊2111包括多个沿车辆的宽度方向排列设置的导辊2111；在后轮定位台21b中，每个车轮对应的导辊组只包括一排沿车辆的宽度方向排列设置的导辊2111，且该导辊2111水平设置。夹紧机构212包括夹紧驱动组件2121和两个夹块2122，两个夹块2122与车辆的两个前轮或后轮一一对应设置，且夹块2122位于对应的前轮或后轮的外侧，两个夹块2122可滑动地设于底座211，夹紧驱动组件2121用于驱动两个夹块2122沿底座211向相互靠近或远离的方向滑动。在车辆停放在停车平台21上后，四个车轮分别位于四个导辊组，利用夹紧驱动组件2121可驱动两个夹块2122夹紧车辆的前轮和后轮，在夹紧过程中，夹块2122还可推动车辆在导辊2111上平移，以使车辆在停车平台21上居中；在此过程中，导辊2111能起到传送车轮的作用，减少车辆磨损。需要说明的是，夹紧驱动组件2121可以为驱动电机和滚珠丝杠机构的组合，还可以为驱动电机和齿轮齿条机构等其他平移驱动机构，还可以为气缸、液压缸、电缸等平移驱动件，在此不做具体限定。

可选地，夹块2122与对应的前轮或后轮接触的一侧设有夹辊2123，夹辊2123与夹块2122转动连接。夹辊2123可使夹块2122与车轮之间形成滚动摩擦，以避免车轮受损。优选地，夹辊2123平行于车辆的长度方向设置。

具体地，升降机构22包括升降框架221、两个承托件222和升降驱动组件223，升降框架221架设于停车平台21上方。两个承托件222用于承托车辆的车身，两个承托件222分别位于停车平台21相对的两侧，且两个承托件222分别与升降框架221滑动连接，需要说明的是，两个承托件222的承托表面位于同一平面且平行于水平面，比如可在升降承托件222之前采用水平仪将两个承托件222调平，以保证车身水平，便于拆装电池。在不抬升车辆时，承托件221的承托表面与前轮定位台21a及后轮定位台21b的上表面平齐，以保证车辆在车辆升降装置2上行驶平稳。升降驱动组件223设于升降框架221，直接利用停车平台21的顶部空间，有利于进一步缩小换电站的布置空间；升降驱动组件223用于驱动承托件222沿升降框架221同步上升至换电位置或同步下降至停车位置。在本实施例中，沿车辆的宽度方向，两个承托件222分别位于停车平台21的两侧。利用两个相对设置且独立工作的承托件222分别承托车身的左右两侧，与现有技术相比，极大地缩小了承托件222的体积及重量，降低了对升降驱动组件223的动力需求。

进一步地，升降机构22还包括两个位置检测组件，两个位置检测组件与两个承托件222一一对应设置，位置检测组件用于检测对应的承托件222是否位于换电位置或停车位置，升降驱动组件223能根据位置检测组件的检测结果选择性启动或停止。在承托件222上升过程中，只有两个位置检测组件都检测到对应的承托件222达到换电位置，升降驱动组件223才会停止，使车身保持在换电位置；在承托件222下降过程中，只有两个位置检测组件都检测到对应的承托件222达到停车位置时，升降驱动组件223才会停止，使车身保持在停车位置，进而在其中一个承托件222意外不动作时，升降驱动组件223也不会动作，以避免车身倾斜或翻车。

示例性地，若采用接近开关检测承托件222的位置，则每个位置检测组件包括两个接近开关，其中一个设于换电位置，用于检测对应的承托件222是否位于换电位置，另一个设于停车位置，用于检测对应的承托件222是否位于停车位置。位置检测组件还可采用拉绳传感器，则每个位置检测组件包括一个拉绳传感器，拉绳传感器可固定安装于升降框架221，其拉绳的自由端与对应的承托件222固定连接，当承托件222位于停车位置时，对应的拉绳传感器的拉绳拉出第一预设长度；当承托件222位于换电位置时，对应的拉绳传感器的拉绳拉出第二预设长度，且第二预设长度大于第一预设长度。此外，位置检测组件还可采用其他形式的传感器，只要能确认承托件222是否位于换电位置或停车位置即可，在此不作限定。

可选地，承托件222设有与车辆车身上的承托结构相匹配的承托块2221。可以理解的是，车身底部设有四处承托结构，分别位于四个车轮附近，在对车辆进行保养和维修时，可利用千斤顶等液压机构将车身抬起。本实施例中，沿车辆宽度方向，两个承托件222分别设于车身的两侧，具体地，每个承托件222均设有两个承托块2221，用于与车身上对应的承托结构抵接，以将车辆抬起。

可选地，承托件222包括与升降框架221滑动连接的连接部2222和用于承托车辆的车身的承托部2223，连接部2222与承托部2223之间呈L形结构设置，有利于提高承托部2223的水平度。优选地，承托件222还包括连接于连接部2222与承托部2223之间的加强结构2224，以提高承托件222的强度，可避免承托部2223变形而倾斜。

可选地，承托部2223与连接部2222相邻的一侧固设有导向板2225，导向板2225倾斜设置并向靠近连接部2222的方向倾斜。优选地，导向板2225能将加强结构2224完全覆盖，一方面可提高承托件222的美观性，另一方面可避免车轮意外碰撞加强结构2224或连接部2222，有利于保护车轮，避免车身受损。

在本实施例中，升降驱动组件223包括升降驱动件2231和两个传动单元2232，两个传动单元2232的输入端均与升降驱动件2231连接，两个传动单元2232中，其中一个的输出端与两个承托件222的第一端连接，另一个的输出端与两个承托件222的第二端连接。即利用其中一个传动单元2232提升车辆的头部，另一个传动单元2232提升车辆的尾部。可选地，升降驱动件2231包括旋转驱动件和连接于旋转驱动件的输出端的减速器，旋转驱动件输出的动力通过减速器减速后传递给传动单元2232，可提高传动稳定性。示例性地，旋转驱动件为电机。

进一步地，两个传动单元2232分别设于升降驱动件2231的两侧，传动单元2232包括传动轴22321、传动链22322和两个提升链22323，传动轴22321可转动地设于升降框架221，传动轴22321上固设有传动齿轮22324，传动链22322连接于升降驱动件2231与传动齿轮22324之间。传动轴22321的两端均固设有提升齿轮22325，每个提升齿轮22325对应一个提升链22323，且每个提升齿轮22325的下方均固设有导向齿轮22326，即一个提升齿轮22325、一个提升链22323和一个导向齿轮22326组成一个链轮组，传动轴22321的两端均设有一个链轮组，以通过提升齿轮22325带动对应的提升链22323运动；两个提升链22323一一对应地与两个承托件222连接，且两个提升链22323均位于承托件222的第一端或第二端。由于提升链22323绕设在提升齿轮22325和导向齿轮22326上，形成环状结构，该环状结构的厚度小于升降框架221侧壁的厚度，如此设置，可使该环状结构平行于车辆的长度方向，进而通过升降框架221的侧壁可将该环状结构遮挡，一方面提高美观性，另一方面更安全，还有利于减小车辆升降装置2沿车辆宽度方向的尺寸，进而有利于缩小车辆升降装置2占用的空间。在其他实施例中，在不考虑车辆升降装置2占用空间大小时，还可设置为两个传动单元2232的输出端一一对应地与两个承托件222连接，此时提升链22323绕设在提升齿轮22325和导向齿轮22326外形成的环状结构平行于车辆的宽度方向，升降框架221的侧壁不足以遮挡该环状结构，还需设置专门的挡板等结构将该环状结构包覆起来，进而会使车辆升降装置2沿车辆宽度方向的尺寸增大。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种车辆换电站，其特征在于，包括换电箱(1)，所述换电箱(1)内设有并排设置的停车仓位(11)和电池仓位(12)，所述换电箱(1)上开设有供车辆进出所述停车仓位(11)的进出口，所述停车仓位(11)设有车辆升降装置(2)，所述电池仓位(12)设有用于存放电池的电池存放机构(3)；

所述车辆升降装置(2)包括停车平台(21)和升降机构(22)，所述升降机构(22)包括：

升降框架(221)，架设于所述停车平台(21)上方；

两个承托件(222)，用于承托所述车辆的车身，两个所述承托件(222)分别位于所述停车平台(21)相对的两侧，且两个所述承托件(222)分别与所述升降框架(221)滑动连接；

升降驱动组件(223)，设于所述升降框架(221)；所述升降驱动组件(223)用于驱动两个所述承托件(222)沿所述升降框架(221)同步上升至换电位置或同步下降至停车位置。

2.根据权利要求1所述的车辆换电站，其特征在于，所述升降机构(22)还包括与两个所述承托件(222)一一对应设置的位置检测组件，所述位置检测组件用于检测对应的所述承托件(222)是否位于所述换电位置或所述停车位置，所述升降驱动件(2231)能根据所述位置检测组件的检测结果选择性启动或停止。

3.根据权利要求1所述的车辆换电站，其特征在于，所述承托件(222)设有与所述车辆车身上的承托结构相匹配的承托块(2221)。

4.根据权利要求1所述的车辆换电站，其特征在于，所述电池存放机构(3)包括两个并排设置的电池架(31)和设于两个所述电池架(31)之间的电池码垛机(32)，所述电池架(31)包括多个用于存放所述电池的存放层，所述电池码垛机(32)用于在任一所述电池架(31)上放入缺电电池或取出满电电池。

5.根据权利要求1所述的车辆换电站，其特征在于，沿所述车辆的宽度方向，两个所述承托件(222)分别位于所述停车平台(21)的两侧。

6.根据权利要求1所述的车辆换电站，其特征在于，所述承托件(222)包括与所述升降框架(221)滑动连接的连接部(2222)和用于承托所述车辆的车身的承托部(2223)，所述连接部(2222)与所述承托部(2223)之间呈L形结构设置。

7.根据权利要求6所述的车辆换电站，其特征在于，所述承托件(222)还包括连接于所述连接部(2222)与所述承托部(2223)之间的加强结构(2224)。

8.根据权利要求6所述的车辆换电站，其特征在于，所述承托部(2223)与所述连接部(2222)相邻的一侧固设有导向板(2225)，所述导向板(2225)倾斜设置并向靠近所述连接部(2222)的方向倾斜。

9.根据权利要求1-8任一项所述的车辆换电站，其特征在于，所述升降驱动组件(223)包括升降驱动件(2231)和两个传动单元(2232)，两个所述传动单元(2232)的输入端均与所述升降驱动件(2231)连接，两个所述传动单元(2232)中，其中一个的输出端与两个所述承托件(222)的第一端连接，另一个的输出端与两个所述承托件(222)的第二端连接。

10.根据权利要求9所述的车辆换电站，其特征在于，两个所述传动单元(2232)分别设于所述升降驱动件(2231)的两侧，所述传动单元(2232)包括：

传动轴(22321)，可转动地设于所述升降框架(221)，所述传动轴(22321)上固设有传动齿轮(22324)，所述传动轴(22321)的两端均固设有提升齿轮(22325)；

传动链(22322)，连接于所述升降驱动件(2231)与所述传动齿轮(22324)之间；

两个提升链(22323)，与两个所述提升齿轮(22325)一一对应设置，以通过所述提升齿轮(22325)带动对应的所述提升链(22323)运动；两个所述提升链(22323)一一对应地与两个所述承托件(222)连接，且两个所述提升链(22323)均位于所述承托件(222)的第一端或第二端。

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