CN115284942A - 换电设备及包含其的换电站 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种换电设备及包含其的换电站，所述换电设备包括穿梭车、电池托盘、校平部件以及拆装机构，所述电池托盘设置于所述穿梭车的上方，所述校平部件的底部连接于所述穿梭车上，所述校平部件的顶部用于与车辆的底盘相配合，所述拆装机构连接于所述电池托盘上并用于解锁或者锁止于电池包的固定部件。所述换电站包括如上所述的换电设备。本发明的换电设备及包含其的换电站，位于穿梭车上的电池托盘通过校平部件的顶部与车辆的底盘相配合，在进行解锁或者锁止之前使得位于电池托盘上的拆装机构实现校平对准，从而实现换电设备达到校平位置，自适应性强，换电稳定性高，且工作速度快、效率高。

Description

换电设备及包含其的换电站

技术领域

本发明涉及一种换电设备及包含其的换电站。

背景技术

现有的电动汽车主要有两种充电方式，一种是直充式，另一种是快换式。其中，直充式需要设置充电桩来对电动汽车进行充电，但充电时间较长，效率较低。换电式需要设置换电站，通过对电动汽车更换电池来实现快速换电，相对于直充式缩短了很长时间。

换电设备是换电站内的重要设备，其承担了为车辆换电的主要工作，包括从换电车辆上拆卸电池包以及将电池包安装于换电车辆等。对于车底换电场景，换电设备需要进入车辆的车底拆卸电池包，然后载出卸下的电池包，还需要载着新的电池包再次进入车辆的底部，然后安装新的电池包。

对于可换式的电池包，可以通过紧固件安装至车辆托架，车辆托架上的锁止装置可以实现电池包的固定。托盘上通常设置有拆装机构完成相关操作。拆装机构可以锁紧或解锁紧固件，进而实现电池包的安装或拆卸。在电池包的安装或拆卸过程中需要将车辆与换电设备进行校平对准，传统的换电设备需要人为检测并调节以完成与车辆之间的校平对准，效率较低且需要人工操作，导致电池包不容易取出或者安装到位。

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设备在装载电池包后容易产生晃动，易存在移动错位现象，导致电池包不容易取出或者安装到位，存取效率低，安全性也不高的缺陷，提供一种换电设备及包含其的换电站。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种换电设备，其包括穿梭车、电池托盘、校平部件以及拆装机构，所述电池托盘设置于所述穿梭车的上方，所述校平部件的底部连接于所述穿梭车上，所述校平部件的顶部用于与车辆的底盘相配合，所述拆装机构连接于所述电池托盘上并用于解锁或者锁止于电池包的固定部件。

在本方案中，采用上述结构形式，位于穿梭车上的电池托盘通过校平部件的顶部与车辆的底盘相配合，在进行解锁或者锁止之前使得位于电池托盘上的拆装机构实现校平对准，从而实现换电设备达到校平位置，自适应性强，换电稳定性高，且工作速度快、效率高。

较佳地，所述穿梭车包括升降机构，所述电池托盘设置在所述升降机构上，所述升降机构带动所述电池托盘沿电池包拆装方向上升或下降。

在本方案中，采用上述结构形式，通过升降机构将电池托盘上升至工作位置，使得拆装机构能够与电池包的固定部件相配合，从而实现对电池包的解锁或者锁止。同时，通过升降机构将电池托盘向下移动，使得拆装机构朝远离车辆的方向移动，便于穿梭车驶离出车辆的下方。同时升降机构为托盘安装机构浮动的基准，升降机构带动托盘安装机构升降的过程中，托盘安装机构使得托盘能够浮动，从而实现电池托盘的自适应性。

较佳地，所述升降机构包括第一驱动部和传动部，所述第一驱动部设置在所述穿梭车上，所述传动部分别与所述第一驱动部和所述电池托盘连接。

在本方案中，采用上述结构形式，采用第一驱动部和传动部来实现电池托盘的升降，在保证其升降稳定性的同时，尽可能简化结构以确保不影响换电设备的换电操作。

较佳地，所述第一驱动部为电机，所述传动部为凸轮；

所述电机驱动所述凸轮转动，所述凸轮的凸出部顶起所述电池托盘时，所述电池托盘位于工作高度。

在本方案中，采用上述结构形式，结构简单稳定，安装设置非常方便，且成本低。

较佳地，所述电池托盘沿电池包拆装方向通过托盘安装机构连接于所述穿梭车，所述电池托盘相对于所述穿梭车可沿平行和/或垂直于电池拆装方向弹性移动。

在本方案中，采用上述结构形式，实现电池托盘浮动连接在穿梭车上，从而电池托盘能够带动拆装机构在一定浮动空间内微调在电池包拆装方向上的位置，提高托盘安装机构、电池托盘和拆装机构自适应性，便于拆装机构对准电池包的固定部件，换电稳定性高，且工作速度快、效率高。同时，在电池包拆装方向上的浮动能够避免电池托盘上升过度导致电池托盘上的凸出部件与车辆产生刚性碰撞，减少部件损坏，延长换电设备的使用寿命。

较佳地，所述托盘安装机构包括：

安装部，所述安装部连接于所述电池托盘；

固定部，所述固定部连接于所述穿梭车；及

托盘弹性组件，所述托盘弹性组件设置在所述安装部与所述固定部之间，所述托盘弹性组件沿平行和/或垂直于电池拆装方向发生弹性形变，以使所述安装部相对于所述固定部沿平行和/或垂直于电池拆装方向弹性移动。

在本方案中，采用上述结构形式，将托盘弹性组件设置在安装部与固定部之间，依靠托盘弹性组件自身的弹性形变使得安装部相对于固定部沿平行和/或垂直于电池拆装方向弹性移动，从而实现安装部能够带动电池托盘在一定浮动空间内微调在电池包拆装方向上的位置。托盘安装机构整体结构简单，使用非常方便。

较佳地，所述固定部包括壳体和固定底座，所述固定底座沿电池包拆装方向设于所述安装部的下方，所述壳体环设于所述安装部的外部，所述壳体设于所述固定底座的上方并连接于所述固定底座；

所述托盘弹性组件包括第一弹性组件和/或第二弹性组件，所述第一弹性组件设置于所述安装部的与所述固定底座之间，所述第一弹性组件可沿平行于电池拆装方向发生弹性形变；所述第二弹性组件设置于所述安装部的与所述壳体之间，所述第二弹性组件可沿垂直于电池拆装方向发生弹性形变。

在本方案中，采用上述结构形式，安装部能够将沿垂直于电池包拆装方向浮动传递给壳体，从而仅需将安装部连接于电池托盘，即可同时实现平行于电池包拆装方向和垂直于电池包拆装方向上的浮动，减少安装部上连接的部件，简化了整体结构；同时，能够避免安装部在浮动过程中产生歪斜，保持浮动过程中电池托盘的稳定性。

较佳地，所述托盘安装机构的数量为多个，多个所述托盘安装机构均匀分布在所述电池托盘的底部。

在本方案中，采用上述结构形式，通过多个托盘安装机构保证了电池托盘的浮动更加平稳，避免电池托盘在浮动过程中歪斜影响安装对准过程，从而实现换电稳定性高，工作速度快、效率高。

较佳地，所述拆装机构朝向所述固定部件的一端相对于所述电池托盘可沿平行于电池拆装方向弹性移动和/或沿倾斜于电池拆装方向摆动。

在本方案中，采用上述结构形式，拆装机构的端部将相对于电池托盘能够沿平行于电池拆装方向弹性移动和/或沿倾斜于电池拆装方向摆动，即使拆装机构与固定部件相对定位出现误差，也能够实现拆装机构的一定浮动空间内微调并可以与固定部件相连接，进而实现对固定部件的解锁或者锁止，降低定位精度的要求，提高对准的效率。同时，通过拆装机构的移动使得在电池包拆装方向上的浮动能够避免拆装机构上升过度导致拆装机构与车辆产生刚性碰撞，延长换电设备的使用寿命。

较佳地，所述拆装机构包括安装座、连接部和拆装部，所述安装座的下端安装于所述电池托盘，所述拆装部用于解锁或锁止电池包的固定部件，所述拆装部通过所述连接部连接于所述安装座；

其中，所述拆装部的下端与所述连接部的上端活动连接，所述拆装部的上端能够从所述连接部的轴线处向所述连接部的轴线外侧方向摆动，以使所述拆装部相对于所述电池托盘沿倾斜于电池拆装方向摆动；和/或

所述连接部与所述安装座之间设置有第三弹性组件，所述第三弹性组件沿平行于电池拆装方向发生弹性形变，以使所述拆装部相对于所述电池托盘沿平行于电池拆装方向弹性移动。

在本方案中，采用上述结构形式，拆装部与连接部之间采用活动连接方式，使得拆装部相对于连接部的轴线方向能够摆动，从而能够增大拆装部的活动范围，降低定位精度的要求，能够提高对准固定部件的效率。通过第三弹性组件能够复位，稳定性高。通过安装座增加了结构稳定性，且整体结构简单、紧凑。

较佳地，所述拆装部通过枢转轴与所述连接部相连接。

在本方案中，采用上述结构形式，利用枢转轴实现拆装部与连接部之间的摆动，结构简单、可靠。

较佳地，所述拆装机构还包括复位部件，所述复位部件套设于所述拆装部和所述连接部的外周面，所述复位部件用于使所述拆装部的轴线与所述连接部的轴线相重合。

在本方案中，采用上述结构形式，复位部件套设在拆装部的外周面上并驱使拆装部复位，使得拆装部的轴线能够与固定部件的轴线重合，进而实现固定部件的解锁或者锁止，能够降低定位精度的要求，能够提高对准固定部件的效率。

较佳地，所述拆装机构还包括第二驱动部，所述第二驱动部与所述连接部传动连接，所述第二驱动部通过所述连接部对所述拆装部施加扭矩。

在本方案中，采用上述结构形式，第二驱动部用于提供旋转驱动力，通过连接部的传动对拆装部施加扭矩，从而对固定部件的扭转即可实现解锁或者锁止，使用非常方便，且便于控制，精度高，稳定性高。

较佳地，所述拆装机构为扭矩枪，所述拆装部为套筒装置，所述第二驱动部为电机组件；所述电机组件通过所述连接部驱动所述套筒装置旋转。

在本方案中，通过控制扭矩枪的套筒装置旋转来解锁或锁止固定部件，扭矩枪通过电机驱动，结构简单稳定，且能够实现对转矩以及旋转圈数的精确控制。

较佳地，所述拆装机构的数量为多个，多个所述拆装机构呈阵列分布于所述电池托盘上，多个所述拆装机构的位置与电池包上的多个固定部件分别一一对应。

在本方案中，采用上述结构形式，通过在电池托盘上设置与电池包上的多个固定部件相对应的拆装机构，使得所有拆装机构能够同时对所有固定部件进行解锁或锁止，以实现电池包与车辆之间的拆卸或安装，大幅提高了解锁或锁止的效率和稳定性。

较佳地，所述校平部件的数量为多个，多个所述校平部件分别位于所述穿梭车的四周边缘。

在本方案中，采用上述结构形式，将多个校平部件设置在穿梭车的四周边缘，利用多个校平部件的顶部与车辆的底盘相配合，保证了穿梭车与车辆之间的校平更加稳定，且校平效果更好。

较佳地，所述校平部件的数量为四个，四个所述校平部件分别位于所述穿梭车的四个边角处。

在本方案中，采用上述结构形式，通过将四个校平部件设置在穿梭车的四个边角处，结构简单，且稳定高；同时，四个校平部件之间形成的空间将用于设置电池托盘、拆装机构等结构，且避让用于容纳电池包的位置，有效避免发生干涉现象。

较佳地，所述校平部件的顶端具有抵靠面，多个所述抵靠面位于同一平面上。

在本方案中，采用上述结构形式，通过多个抵靠面位于同一水平面上，实现校平更加稳定，且校平效果更好。

较佳地，所述电池托盘上还设有定位部件，所述定位部件与所述车辆的底盘上设置的定位孔相配合，所述定位部件延伸出所述电池托盘顶面的高度大于所述拆装机构延伸出所述电池托盘顶面的高度。

在本方案中，采用上述结构形式，利用相互配合的定位部件和定位孔，实现车辆与电池托盘之间的精确定位，便于拆装机构对准电池的固定部件，大大提高解锁的成功率，且换电稳定性高，工作速度快、效率高。

较佳地，所述定位部件的顶端具有自上而下直径逐渐增大的导向面。

在本方案中，采用上述结构形式，导向面具有导向作用，通过定位部件顶端的导向面使得定位部件更容易插入定位孔，即便在水平方向上具有微小误差也能够将电池托盘摆正，以实现拆装部与电池包的固定部件的精确对准。

较佳地，所述定位部件的数量为多个，多个所述定位部件分别位于所述电池托盘的中心的两侧。

在本方案中，采用上述结构形式，通过在电池托盘的中心的两侧设置多个定位部件，保证电池托盘能够在其所在的平面内不发生水平移动，从而进一步提高定位的准确性以及解锁的稳定性。

较佳地，所述电池托盘上设有用于支撑承载电池包的支撑部件，所述支撑部件伸出所述电池托盘上表面的高度低于所述拆装机构伸出所述电池托盘上表面的高度。

在本方案中，采用上述结构形式，使电池包在解锁后或者锁止前落在支撑部件上，而不是直接落在拆装机构上，有效避免了电池包对拆装机构的冲击而造成的损坏现象，大大提高了换电设备的安全稳定性。

较佳地，所述支撑部件的数量为多个，多个所述支撑部件设置于所述电池托盘的四周外缘和/或中间区域。

在本方案中，采用上述结构形式，通过多个支撑部件对电池包的四周外缘和/或中间区域实现了有效的支撑，能够有效防止电池包在电池托盘上发生翻转，提高电池托盘承载车用电池包时的稳定性。

一种换电站，其包括如上所述的换电设备。

在本方案中，采用上述结构形式，通过校平部件的顶部与车辆的底盘相配合，在进行解锁或者锁止之前使得位于电池托盘上的拆装机构实现校平对准，从而实现换电设备达到校平位置，自适应性强，换电稳定性高，且工作速度快、效率高。

较佳地，所述换电站还包括控制系统，所述控制系统电连接于所述换电设备，所述控制系统用于控制所述拆装机构工作。

在本方案中，采用上述结构形式，通过控制系统电连接于换电设备并用于控制换电设备，从而实现了对电池包的拆卸或者安装，拆卸、安装非常方便，效率高，且安全性高。

较佳地，所述拆装机构为扭矩枪，所述控制系统用于控制所述扭矩枪的旋转开关、输出功率以及接收所述扭矩枪的旋转圈数与转矩信息。

在本方案中，采用上述结构形式，控制系统通过控制扭矩枪的旋转开关、输出功率以及接收扭矩枪的旋转圈数与转矩信息，从而可以检测扭矩枪在解锁或者锁止的整个过程中各步骤是否成功，从而实现精确控制，安全稳定性高。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的积极进步效果在于：

本发明的换电设备及包含其的换电站，位于穿梭车上的电池托盘通过校平部件的顶部与车辆的底盘相配合，在进行解锁或者锁止之前使得位于电池托盘上的拆装机构实现校平对准，从而实现换电设备达到校平位置，自适应性强，换电稳定性高，且工作速度快、效率高。

附图说明

图1为本发明实施例的换电设备的立体结构示意图。

图2为本发明实施例的换电设备的结构示意图。

图3为本发明实施例的换电设备的部分结构示意图。

图4为本发明实施例的托盘安装机构的结构示意图。

图5为本发明实施例的托盘安装机构的内部结构示意图。

图6为本发明实施例的拆装机构的结构示意图。

图7为本发明实施例的拆装机构的内部结构示意图。

附图标记说明：

穿梭车1

升降机构11

第一驱动部111

传动部112

电池托盘2

定位部件21

支撑部件22

校平部件3

抵靠面31

拆装机构4

安装座41

连接部42

拆装部43

第三弹性组件44

复位部件45

第二驱动部46

托盘安装机构5

固定部51

壳体511

固定底座512

安装部52

托盘弹性组件53

第一弹性组件531

第二弹性组件532

具体实施方式

下面通过实施例的方式并结合附图来更清楚完整地说明本发明，但并不因此将本发明限制在的实施例范围之中。

本发明实施例公开了一种换电站，换电站包括换电设备。需要更换电池包的车辆驶入至换电站，换电设备将车辆中亏电的电池包拆卸下来，且换电设备将充满电的电池包安装至车辆上，从而完成了对车辆的换电操作。

如图1-图7所示，该换电设备包括穿梭车1、电池托盘2、校平部件3以及拆装机构4，电池托盘2设置于穿梭车1的上方，校平部件3的底部连接于穿梭车1上，校平部件3的顶部用于与车辆的底盘相配合，拆装机构4连接于电池托盘2上并用于解锁或者锁止于电池包的固定部件。

当换电设备在工作时，穿梭车1位于车辆底盘的下方。此时车辆被升降机举升至校平部件3的顶部与车辆的底盘相接近的位置；随后经过微调，使得校平部件3的顶部与车辆的底盘相互抵靠配合；之后拆装机构4将用于对电池包的固定部件进行解锁或者锁止，从而实现将电池包拆卸或者安装至车辆上。位于穿梭车1上的电池托盘2通过校平部件3的顶部与车辆的底盘相配合，在进行解锁或者锁止之前使得位于电池托盘2上的拆装机构4实现校平对准，从而实现换电设备达到校平位置，自适应性强，换电稳定性高，且工作速度快、效率高。

校平部件3的数量为可以多个，多个校平部件3分别位于穿梭车1的四周边缘。将多个校平部件3设置在穿梭车1的四周边缘，利用多个校平部件3的顶部与车辆的底盘相配合，保证了穿梭车1与车辆之间的校平更加稳定，且校平效果更好。

校平部件3的顶端具有抵靠面31，多个抵靠面31位于同一平面上。多个校平部件3的高度相同，校平部件3的顶面形成的平面为抵靠面31，通过多个抵靠面31位于同一水平面上，实现校平更加稳定，且校平效果更好。

多个校平部件3的抵靠面31所在的平面与电池托盘2所在的平面平行。从而可以确保车辆底盘/电池固定部件所在的平面与电池托盘平行，使得电池托盘2上的拆装机构4能够精准地与固定部件配合，避免解锁或锁止过程中发生对位偏差或卡死等情况，提高换电精度及效率。

具体地，校平部件3的数量为四个，四个校平部件3分别位于穿梭车1的四个边角处。通过将四个校平部件3设置在穿梭车1的四个边角处，结构简单，且稳定高；同时，四个校平部件3之间形成的空间将用于设置电池托盘2、拆装机构4等结构，且校平部件3设置在边角可以避让穿梭车1上用于容纳电池包的位置，有效避免发生干涉现象。

穿梭车1还包括升降机构11，电池托盘2设置在升降机构11上，升降机构11带动电池托盘2沿电池包拆装方向上升或下降。在校平部件3的顶部与车辆的底盘相配合之后，通过升降机构11将举升电池托盘2上升至工作位置，使得拆装机构4能够与电池包的固定部件相对准配合，从而实现对电池包的解锁或者锁止。在解锁或者锁止完成之后，通过升降机构11将电池托盘2向下移动，使得拆装机构4朝远离车辆的方向移动，便于穿梭车1驶离出车辆的下方。

在本实施例中，换电设备具有初始状态和换电状态。当处于初始状态时，校平部件3高于拆装机构4。在换电过程开始时，先利用位置较高的校平部件3实现车辆的校平，在此之后拆装机构4再进行换电操作。而在本发明的其他实施例中，可以采用升降机构11等方式，使校平部件3与拆装机构4之间的位置关系可以随时调节，以方便进行换电操作。

升降机构11包括第一驱动部111和传动部112，第一驱动部111设置在穿梭车1上，传动部112分别与第一驱动部111和电池托盘2连接。第一驱动部111将用于提供驱动力，通过传动部112将作用力在电池托盘2上，从而实现电池托盘2沿电池包拆装方向上升或下降。采用第一驱动部111和传动部112来实现电池托盘2的升降，在保证其升降稳定性的同时，尽可能简化结构以确保不影响换电设备的换电操作。

在本实施例中，第一驱动部111为电机，传动部112为凸轮，电机驱动凸轮转动，凸轮的凸出部顶起电池托盘2时，电池托盘2位于工作高度。结构简单，安装设置非常方便，且成本低。当然，在其他可选的实施例中，第一驱动部111也可以采用例如液压装置等其他驱动机构来提供驱动力，传动部112也可以采用例如传动杆等其他传动组件来实现作用力的传递。

电池托盘2沿电池包拆装方向通过托盘安装机构5连接于穿梭车1，电池托盘2相对于穿梭车1可沿平行和/或垂直于电池拆装方向弹性移动。通过托盘安装机构5使得穿梭车1与电池托盘2之间能够沿平行和/或垂直于电池拆装方向弹性移动，实现电池托盘2浮动连接在穿梭车1上，从而电池托盘2能够带动拆装机构4在一定浮动空间内微调在电池包拆装方向上的位置，提高托盘安装机构5、电池托盘2和拆装机构4自适应性，便于拆装机构4对准电池包的固定部件，换电稳定性高，且工作速度快、效率高。另外，在电池包拆装方向上的浮动能够避免电池托盘2上升过度导致电池托盘2上的凸出部件与车辆产生刚性碰撞，减少部件损坏，延长换电设备的使用寿命。

托盘安装机构5包括固定部51、安装部52和托盘弹性组件53，安装部52连接于电池托盘2，固定部51连接于穿梭车1，托盘弹性组件53设置在安装部52与固定部51之间，托盘弹性组件53沿平行和/或垂直于电池拆装方向发生弹性形变，以使安装部52相对于固定部51沿平行和/或垂直于电池拆装方向弹性移动。将托盘弹性组件53设置在安装部52与固定部51之间，依靠托盘弹性组件53自身的弹性形变使得安装部52相对于固定部51沿平行和/或垂直于电池拆装方向弹性移动，从而实现安装部52能够带动电池托盘2在一定浮动空间内微调在电池包拆装方向上的位置。托盘安装机构5整体结构简单，使用非常方便。

在本实施例中，固定部51包括壳体511和固定底座512，固定底座512沿电池包拆装方向设于安装部52的下方，壳体511环设于安装部52的外部，壳体511设于固定底座512的上方并连接于固定底座512；托盘弹性组件53包括第一弹性组件531和/或第二弹性组件532，第一弹性组件531设置于安装部52的与固定底座512之间，第一弹性组件531可沿平行于电池拆装方向发生弹性形变；第二弹性组件532设置于安装部52的与壳体511之间，第二弹性组件532可沿垂直于电池拆装方向发生弹性形变。

第一弹性组件531设置在安装部52和固定底座512之间，第一弹性组件531相对于固定底座512伸缩以带动安装部52沿平行于电池包拆装方向浮动。第二弹性组件532设置在安装部52与壳体511之间，第二弹性组件532相对于壳体511伸缩以带动安装部52沿垂直于电池包拆装方向浮动。

在本实施例中，第一弹性组件531以及第二弹性组件532均可以采用弹簧，结构简单可靠，成本较低，在其他可选的实施方式中，第一弹性组件531以及第二弹性组件532也可以采用橡胶件等其他弹性部件。

壳体511和安装部52采用相互套设的形式，一方面安装部52能够将沿垂直于电池包拆装方向浮动传递给壳体511，从而仅需将安装部52连接于电池托盘2，即可同时实现平行于电池包拆装方向和垂直于电池包拆装方向上的浮动，减少安装部52上连接的部件，简化了整体结构；另一方面，壳体511设于安装部52的外侧，能够避免安装部52在浮动过程中产生歪斜，保持浮动过程中电池托盘2的稳定性。

在本实施例中，固定部51套设在安装部52的外部，壳体511和安装部52之间可设置第二弹性组件532的空间较多，沿整个周向均可布置第二弹性组件532，有利于增加在垂直于电池包拆装方向的平面上可浮动的方向，进一步提高托盘安装机构5和电池托盘2的自适应性。

托盘安装机构5的数量为多个，多个托盘安装机构5均匀分布在电池托盘2的底部。通过多个托盘安装机构5保证了电池托盘2的浮动更加平稳，避免电池托盘2在浮动过程中歪斜影响安装对准过程，从而实现换电稳定性高，工作速度快、效率高。具体地，托盘安装机构5的数量至少为四个，至少四个托盘安装机构5在电池托盘2的底部均布。

在一个实施例中，拆装机构4朝向固定部件的一端相对于电池托盘2可沿平行于电池拆装方向弹性移动。拆装机构4的端部将相对于电池托盘2能够在垂直方向上位移，即使拆装机构4与固定部件在垂直方向上相对定位出现误差，也能够实现拆装机构4在垂直方向上一定浮动空间内微调并可以与固定部件相连接，进而实现对固定部件的解锁或者锁止，降低定位精度的要求，提高对准的效率。同时，通过拆装机构4的移动使得在电池包拆装方向上的浮动能够避免拆装机构4上升过度导致拆装机构4与车辆产生刚性碰撞，减少部件损坏，延长换电设备的使用寿命。

拆装机构4包括安装座41、连接部42和拆装部43，安装座41的下端安装于电池托盘2，拆装部43用于解锁或锁止电池包的固定部件，拆装部43通过连接部42连接于安装座41；其中，连接部42与安装座41之间设置有第三弹性组件44，第三弹性组件44沿平行于电池拆装方向发生弹性形变，以使拆装部43相对于电池托盘2沿平行于电池拆装方向弹性移动。拆装部43通过连接部42连接于安装座41，连接部42和安装座41的轴线重合，且连接部42在安装座41上能够沿平行于电池拆装方向移动，过第三弹性组件44分别作用力在连接部42和安装座41上并用于驱动连接部42沿远离安装座41的方向移动，使得拆装部43相对于电池托盘2沿平行于电池拆装方向弹性移动，且在拆装部43使用完成之后通过第三弹性组件44能够复位，稳定性高。其中，连接部42的部分结构设置在安装座41内，通过安装座41以实现连接部42和拆装部43的安装，对连接部42和拆装部43提供可靠的保护结构，增加了结构稳定性，且整体结构简单、紧凑。

拆装机构4朝向固定部件的一端相对于电池托盘2可沿倾斜于电池拆装方向摆动。拆装部43的下端与连接部42的上端活动连接，拆装部43的上端能够从连接部42的轴线处向连接部42的轴线外侧方向摆动，以使拆装部43相对于电池托盘2沿倾斜于电池拆装方向摆动。即使拆装机构4与固定部件在水平方向上相对定位出现误差，也能够通过拆装机构4的摆动一定浮动空间内微调并可以与固定部件相连接，进而实现对固定部件的解锁或者锁止，降低定位精度的要求，提高对准固定部件的效率。

在本实施例中，拆装部43通过枢转轴与连接部42相连接。利用枢转轴实现拆装部43与连接部42之间的摆动，结构简单、可靠。当然拆装部43与连接部42之间也可以采用其他的活动连接方式，在此不做限定。

拆装机构4还包括复位部件45，复位部件45套设于拆装部43和连接部42的外周面，复位部件45用于使拆装部43的轴线与连接部42的轴线相重合。复位部件45套设在拆装部43的外周面上并驱使拆装部43复位，使得拆装部43的轴线能够与固定部件的轴线重合，进而实现固定部件的解锁或者锁止，稳定性更高。

在本实施例中，复位组件45为弹簧，具体可以为波形弹簧。在其他实施例中，复位组件45也可以为橡胶套等其他弹性材质，结构简单，使用可靠。

拆装机构4还包括第二驱动部46，第二驱动部46与连接部42传动连接，第二驱动部46通过连接部42对拆装部43施加扭矩。第二驱动部46用于提供旋转驱动力，通过连接部42的传动对拆装部43施加扭矩，从而对固定部件的扭转即可实现解锁或者锁止，使用非常方便，且便于控制，精度高，稳定性高。

在本实施例中，拆装机构4为扭矩枪，拆装部43为套筒装置，第二驱动部46为电机组件；电机组件通过连接部42驱动套筒装置旋转。通过控制扭矩枪的套筒装置旋转来解锁或锁止固定部件，扭矩枪通过电机组件驱动，结构简单稳定，且能够实现对转矩以及旋转圈数的精确控制。

拆装机构4还可以包括谐波减速机组件，电机组件的动力输出端与谐波减速机组件的动力输入端传动连接，谐波减速机组件的动力输出端用于输出动力，以带动连接部42转动。通过利用电机组件及谐波减速机组件，能够有效地降低拆装机构4的长度，从而便于将拆装机构4设置在换电站的换电设备中。电机组件的输出是高转速低扭矩，通过谐波减速器可以将电机组件的动力转换为低转速高扭矩，以更好适应扭矩枪的套筒装置的工作需求。

拆装机构4的数量为多个，多个拆装机构4呈阵列分布于电池托盘2上，多个拆装机构4的位置与电池包上的多个固定部件分别一一对应。通过在电池托盘2上设置与电池包上的多个固定部件相对应的拆装机构4，使得所有拆装机构4能够同时对所有固定部件进行解锁或锁止，以实现电池包与车辆之间的拆卸或安装，大幅提高了解锁或锁止的效率和稳定性。

电池托盘2上还设有定位部件21，定位部件21与车辆的底盘上设置的定位孔相配合，定位部件21延伸出电池托盘2顶面的高度大于拆装机构4延伸出电池托盘2顶面的高度。校平部件3在校平之后，升降机构11将用于驱动电池托盘2沿电池包拆装方向上升，由于定位部件21的高度大于拆装部43的高度，使得定位部件21将在拆装部43与固定部件接触之前，插入至定位孔内以实现定位。通过设置定位部件21和拆装部43的相对位置与定位孔和固定部件的相对位置相对应，使得定位部件21插入定位孔时拆装部43与电池包的固定部件相对准，以便于拆装部43对固定部件的解锁和锁止。利用相互配合的定位部件21和定位孔，实现车辆与电池托盘2之间的精确定位，使解锁和锁止过程对两者之间的位置精度要求降低，大大提高解锁的成功率，且换电稳定性高，工作速度快、效率高。

定位部件21的顶端具有自上而下直径逐渐增大的导向面。定位部件21的顶端具体可以为锥形或圆台形，形成的导向面具有导向作用，通过定位部件21顶端的导向面使得定位部件21更容易插入定位孔，即便在水平方向上具有微小误差也能够将电池托盘2摆正，以实现拆装部43与电池包的固定部件的精确对准。

定位部件21的数量为多个，多个定位部件21分别位于电池托盘2的中心的两侧。通过在电池托盘2的中心的两侧设置多个定位部件21，保证电池托盘2能够在其所在的平面内不发生水平移动，从而进一步提高解锁的稳定性。在本实施例中，定位部件21的数量为两个，两个定位部件21分别位于电池托盘2的中心的两侧。

电池托盘2上设有用于支撑承载电池包的支撑部件22，支撑部件22伸出电池托盘2上表面的高度低于拆装机构4伸出电池托盘2上表面的高度。通过在电池托盘2上设置支撑部件22，支撑部件22用于支撑承载电池包，使电池包在解锁后或者锁止前落在支撑部件22上，而不是直接落在拆装机构4上，有效避免了电池包对拆装机构4的冲击而造成的损坏现象，大大提高了换电设备的安全稳定性。

在本实施例中，支撑部件22的数量为多个，多个支撑部件22设置于电池托盘2的四周外缘和/或中间区域。通过多个支撑部件22对电池包的四周外缘和/或中间区域实现了有效的支撑，能够有效防止电池包在电池托盘2上发生翻转，提高电池托盘2承载车用电池包时的稳定性。支撑部件22优选为尼龙材质，既能够保证支撑强度，又能够避免支撑部件22对电池包造成碰撞损伤.

换电站还包括控制系统，控制系统通过有线或无线的方式与换电设备通信连接，控制系统用于控制拆装机构4工作。通过控制系统电连接于换电设备并用于控制换电设备，控制系统具体可以控制穿梭车1的移动，以进出电动车辆的下方，还可以升降机构11上升或下降，以及控制拆装机构4的解锁或者锁止操作，从而实现了对电池包的拆卸或者安装，拆卸、安装非常方便，效率高，且安全性高。

拆装机构4为扭矩枪，控制系统用于控制扭矩枪的旋转开关、输出功率以及接收扭矩枪的旋转圈数与转矩信息等。控制系统通过控制扭矩枪的旋转开关、输出功率以及接收扭矩枪的旋转圈数与转矩信息，从而可以检测扭矩枪在解锁或者锁止的整个过程中各步骤是否成功，从而实现精确控制，安全稳定性高。

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 (26)

1.一种换电设备，其特征在于，其包括穿梭车、电池托盘、校平部件以及拆装机构，所述电池托盘设置于所述穿梭车的上方，所述校平部件的底部连接于所述穿梭车上，所述校平部件的顶部用于与车辆的底盘相配合，所述拆装机构连接于所述电池托盘上并用于解锁或者锁止于电池包的固定部件。

2.如权利要求1所述的换电设备，其特征在于，所述穿梭车包括升降机构，所述电池托盘设置在所述升降机构上，所述升降机构带动所述电池托盘沿电池包拆装方向上升或下降。

3.如权利要求2所述的换电设备，其特征在于，所述升降机构包括第一驱动部和传动部，所述第一驱动部设置在所述穿梭车上，所述传动部分别与所述第一驱动部和所述电池托盘连接。

4.如权利要求3所述的换电设备，其特征在于，所述第一驱动部为电机，所述传动部为凸轮；

所述电机驱动所述凸轮转动，所述凸轮的凸出部顶起所述电池托盘时，所述电池托盘位于工作高度。

5.如权利要求1所述的换电设备，其特征在于，所述电池托盘沿电池包拆装方向通过托盘安装机构连接于所述穿梭车，所述电池托盘相对于所述穿梭车可沿平行和/或垂直于电池拆装方向弹性移动。

6.如权利要求5所述的换电设备，其特征在于，所述托盘安装机构包括：

安装部，所述安装部连接于所述电池托盘；

固定部，所述固定部连接于所述穿梭车；及

托盘弹性组件，所述托盘弹性组件设置在所述安装部与所述固定部之间，所述托盘弹性组件沿平行和/或垂直于电池拆装方向发生弹性形变，以使所述安装部相对于所述固定部沿平行和/或垂直于电池拆装方向弹性移动。

7.如权利要求6所述的换电设备，其特征在于，所述固定部包括壳体和固定底座，所述固定底座沿电池包拆装方向设于所述安装部的下方，所述壳体环设于所述安装部的外部，所述壳体设于所述固定底座的上方并连接于所述固定底座；

所述托盘弹性组件包括第一弹性组件和/或第二弹性组件，所述第一弹性组件设置于所述安装部的与所述固定底座之间，所述第一弹性组件可沿平行于电池拆装方向发生弹性形变；所述第二弹性组件设置于所述安装部的与所述壳体之间，所述第二弹性组件可沿垂直于电池拆装方向发生弹性形变。

8.如权利要求6所述的换电设备，其特征在于，所述托盘安装机构的数量为多个，多个所述托盘安装机构均匀分布在所述电池托盘的底部。

9.如权利要求1所述的换电设备，其特征在于，所述拆装机构朝向所述固定部件的一端相对于所述电池托盘可沿平行于电池拆装方向弹性移动和/或沿倾斜于电池拆装方向摆动。

10.如权利要求9所述的换电设备，其特征在于，所述拆装机构包括安装座、连接部和拆装部，所述安装座的下端安装于所述电池托盘，所述拆装部用于解锁或锁止电池包的固定部件，所述拆装部通过所述连接部连接于所述安装座；

其中，所述拆装部的下端与所述连接部的上端活动连接，所述拆装部的上端能够从所述连接部的轴线处向所述连接部的轴线外侧方向摆动，以使所述拆装部相对于所述电池托盘沿倾斜于电池拆装方向摆动；和/或

所述连接部与所述安装座之间设置有第三弹性组件，所述第三弹性组件沿平行于电池拆装方向发生弹性形变，以使所述拆装部相对于所述电池托盘沿平行于电池拆装方向弹性移动。

11.如权利要求10所述的换电设备，其特征在于，所述拆装部通过枢转轴与所述连接部相连接。

12.如权利要求10所述的换电设备，其特征在于，所述拆装机构还包括复位部件，所述复位部件套设于所述拆装部和所述连接部的外周面，所述复位部件用于使所述拆装部的轴线与所述连接部的轴线相重合。

13.如权利要求10所述的换电设备，其特征在于，所述拆装机构还包括第二驱动部，所述第二驱动部与所述连接部传动连接，所述第二驱动部通过所述连接部对所述拆装部施加扭矩。

14.如权利要求13所述的换电设备，其特征在于，所述拆装机构为扭矩枪，所述拆装部为套筒装置，所述第二驱动部为电机组件；所述电机组件通过所述连接部驱动所述套筒装置旋转。

15.如权利要求1所述的换电设备，其特征在于，所述拆装机构的数量为多个，多个所述拆装机构呈阵列分布于所述电池托盘上，多个所述拆装机构的位置与电池包上的多个固定部件分别一一对应。

16.如权利要求1所述的换电设备，其特征在于，所述校平部件的数量为多个，多个所述校平部件分别位于所述穿梭车的四周边缘。

17.如权利要求16所述的换电设备，其特征在于，所述校平部件的数量为四个，四个所述校平部件分别位于所述穿梭车的四个边角处。

18.如权利要求17所述的换电设备，其特征在于，所述校平部件的顶端具有抵靠面，多个所述抵靠面位于同一平面上。

19.如权利要求1所述的换电设备，其特征在于，所述电池托盘上还设有定位部件，所述定位部件与所述车辆的底盘上设置的定位孔相配合，所述定位部件延伸出所述电池托盘顶面的高度大于所述拆装机构延伸出所述电池托盘顶面的高度。

20.如权利要求19所述的换电设备，其特征在于，所述定位部件的顶端具有自上而下直径逐渐增大的导向面。

21.如权利要求19所述的换电设备，其特征在于，所述定位部件的数量为多个，多个所述定位部件分别位于所述电池托盘的中心的两侧。

22.如权利要求1所述的换电设备，其特征在于，所述电池托盘上设有用于支撑承载电池包的支撑部件，所述支撑部件伸出所述电池托盘上表面的高度低于所述拆装机构伸出所述电池托盘上表面的高度。

23.如权利要求22所述的换电设备，其特征在于，所述支撑部件的数量为多个，多个所述支撑部件设置于所述电池托盘的四周外缘和/或中间区域。

24.一种换电站，其特征在于，其包括如权利要求1-23中任意一项所述的换电设备。

25.如权利要求24所述的换电站，其特征在于，所述换电站还包括控制系统，所述控制系统电连接于所述换电设备，所述控制系统用于控制所述拆装机构工作。

26.如权利要求25所述的换电站，其特征在于，所述拆装机构为扭矩枪，所述控制系统用于控制所述扭矩枪的旋转开关、输出功率以及接收所述扭矩枪的旋转圈数与转矩信息。

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