CN116001738A - 具有双车架的搬运器、快速换电系统和方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及具有双车架的搬运器、快速换电系统和方法。具有双车架的搬运器包括车体、第一车架和第二车架。第一车架用于承载电池箱，所述第一车架移动地连接所述车体；第二车架用于承载电池箱，所述第二车架移动地连接所述车体；在所述搬运器移动至预设位置后，移动电池箱至所述第一车架，以及将位于所述第二车架的电池箱移出。上述的具有双车架的搬运器、快速换电系统和方法在更换电池箱的过程中，可以通过搬运器的一次行程，即可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

具有双车架的搬运器、快速换电系统和方法

技术领域

本公开涉及换电设备领域，尤其是一种具有双车架的搬运器、快速换电系统和方法。

背景技术

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，有必要提供一种具有双车架的搬运器、快速换电系统和方法，可以缩短换电时间，提高换电效率。

本公开首先提供了一种具有双车架的搬运器，包括：

车体；

第一车架，用于承载电池箱，所述第一车架移动地连接所述车体；

第二车架，用于承载电池箱，所述第二车架移动地连接所述车体；在所述搬运器移动至预设位置后，移动电池箱至所述第一车架，以及将位于所述第二车架的电池箱移出。

根据所述的具有双车架的搬运器，在所述车体移动至第一预设位置时，所述第一车架和第二车架至少之一悬伸出所述车体，并且对应于车辆的电池箱；在所述车体移动至第二预设位置时，所述第一车架和第二车架位于所述车体内。

根据所述的具有双车架的搬运器，所述第一预设位置为用于为所述车辆更换电池箱的位置，所述第一车架用于接收从所述车辆卸载的电池箱；所述第二车架用于将负载的电池箱移动至所述车辆；所述第二预设位置为用于与搬运设备交接电池箱的位置，所述第二车架用于接收所述搬运设备移入的电池箱。

根据所述的具有双车架的搬运器，还包括用于调整所述第一车架和第二车架之间距离的间距调整机构。

根据所述的具有双车架的搬运器，所述间距调整机构包括伸缩杆，所述伸缩杆一端连接于所述第一车架，另外一端连接于所述第二车架，用于牵引所述第一车架和第二车架相对移动。

根据所述的具有双车架的搬运器，所述伸缩杆包括丝杆、气缸和液压缸中的一种或者多种。

本公开还提供了一种快速换电系统，包括：

电池架，用于存储电池箱；

搬运设备，用于将电池箱移入电池架或者从移出电池架；

所述的搬运器，在所述搬运器移动至第一预设位置时，所述搬运器的第一车架接收从车辆拆卸的电池箱，所述第二车架将负载的电池箱移动至所述车辆；在所述搬运器移动至第二预设位置时，所述搬运设备将位于所述第一车架的电池箱移动至所述电池架，以及将所述电池架的电池箱移动至所述第二车架。

根据所述的快速换电系统，所述搬运设备的下方具有预设空间，在所述搬运器位于所述第二预设位置时，所述第二车架位于所述预设空间内。

本公开又提供了一种双车架快速换电方法，包括：

在搬运器移动至第一预设位置时，所述搬运器的第一车架对应于车辆的电池箱的位置，所述搬运器的第二车架负载另一电池箱；

移动所述车辆的电池箱至所述第一车架后，调整第二车架的位置，直至位于所述第二车架的电池箱的位置对应于所述车辆，将所述电池箱移动至所述车辆；

所述搬运器的第一车架负载电池箱移动至第二预设位置时，将所述电池箱移出所述第一车架。

根据所述的双车架快速换电方法，所述搬运器的第一车架对应于车辆的电池箱的位置包括：所述第一车架和第二车架至少之一的至少部分悬伸出所述车体。

根据所述的双车架快速换电方法，调整第二车架的位置包括：通过所述车体移动或者所述第二车架相对所述车体移动至少之一来调整所述第二车架的位置。

根据所述的双车架快速换电方法，移动所述车辆的电池箱至所述第一车架后，调整第二车架的位置包括：所述第一车架悬伸出所述车体并且位于所述车辆之外，所述第二车架悬伸出所述车体并且位于所述车辆的下方的对应于所述电池箱的位置。

根据所述的双车架快速换电方法，所述搬运器的第一车架负载电池箱移动至第二预设位置包括：

所述第一车架和第二车架相对移动至位于所述车体内，并且所述第一车架位于搬运设备的下方的预设空间以将电池箱通过所述搬运设备转移至电池架。

相较于现有技术，上述的具有双车架的搬运器、快速换电系统和方法通过在搬运器设置第一车架和第二车架，在换电时将车辆的电池箱移动至第一车架，然后经短距离调整位置后，将第二车架的电池箱移出至车辆。在更换电池箱的过程中，通过搬运器的一次行程，即可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。

进一步，由于搬运器同时设置第一车架和第二车架可移动地连接车体，在第一预设位置可以悬伸出车体以适应第一预设位置需要第一车架和第二车架之间具有较大间距的要求；而在第二预设位置时，第一车架和第二车架收缩至车体内以适用在第二预设位置要求降低搬运器整体长度的要求，从而可以满足快速换电系统的空间限制。

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是车体的结构示意图。

图4是第一车架和第二车架的结构示意图。

图5-8是双车架快速换电方法的示意图。

主要元件符号说明

电池架	10
		换电车架	20
搬运器	30
		车体	31
第一车架	32
		第二车架	33
伸缩杆	34
		车辆	50
电池箱	60
		搬运设备	70

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、搬运设备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。在另外一些实施方式中，搬运设备70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。搬运设备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和搬运设备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运输至搬运设备70处，通过搬运设备70将电池箱60移动至电池架10。本实施方式中，搬运器30在第一预设位置和第二预设位置之间移动，其中，第一预设位置为换电工位的位置，用于为车辆50更换电池箱60，即将车辆50的乏电的电池箱60移动至搬运器30，以及将搬运器30上的满电的电池箱60移动至车辆50。第二预设位置为取电工位的位置，用于从电池架10通过搬运设备70取得电池箱60，以及将搬运器30上的乏电电池箱60通过搬运设备70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包括车体31、第一车架32和第二车架33。第一车架32移动地连接所述车体31，用于承载电池箱60。第二车架33的结构与第一车架32类似，移动地连接所述车体31，用于承载所述电池箱60。

图3是车体31的结构示意图。如图3所示，车体31大体呈框架状结构，底部具有多个行走轮以实现在第一预设位置和第二预设位置之间行走的功能。在一些实施方式中，第一预设位置和第二预设位置之间设有连接轨道，车体31可以沿轨道移动实现行走。

图4是第一车架32和第二车架33的结构示意图。如图4所示，第一车架32和第二车架33大体呈平板状结构，顶面可用于承载电池箱60，实现搬运电池箱60的作用。其中，为了便于表述，第一车架32靠近第一预设位置，第二车架33靠近第二预设位置。在一些实施方式中，第一车架32和第二车架33可以通过滑轨-滑块结构移动地连接车体31，也可以通过滚轮结构移动地连接车体31，本领域技术人员还可以通过其他方式移动地连接车体31。其中，第一车架32和第二车架33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。

在使用过程中，第一车架32和第二车架33的外端部至少部分可以悬伸出车体31，使得第一车架32和第二车架33之间具有较大的距离以适应车辆50，起到防止其中之一在对接车辆50时，另外一个产生干涉与车辆的高度限制。

在一些实施方式中，第一车架32和第二车架33之间可以通过独立的运动控制来调整第一车架32和第二车架33之间的距离，本实施方式中，搬运器30通过间距调整机构来调整二者之间的间距，进而调整第一车架32和第二车架33的位置。所述间距调整机构包括伸缩杆34，所述伸缩杆34一端连接于所述第一车架32，另外一端连接于所述第二车架33，用于牵引所述第一车架32和所述第二车架33相对移动。其中，作为示例性的，伸缩杆34可以是包括丝杆电机、气缸、液压缸中的一种或多种，伸缩杆34的端部可以铰接于第一车架32和第二车架33，这样，伸缩杆34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架32和第二车架33的控制器和存储器，通过将第一车架32和第二车架33之间独立控制、独立驱动，相互配合以调整第一车架32和第二车架33之间的间隙。

此外，本公开的实施方式还提供了一种双车架快速换电方法。以下结合图5-8详细描述该双车架快速换电方法。

在图5示出的步骤中，在车辆50停靠于换电车架20后，或者是车辆50停靠于换电车架20之前，搬运器30通过搬运设备70从电池架10上将满电的电池箱60搬运至搬运器30的第二车架33。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位于第二车架33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6示出的步骤中，搬运器30位于第一预设位置，即换电工位。此时，所述搬运器30的第一车架32对应于车辆50的电池箱60，所述第二车架33负载另一电池箱60，所述第一车架32和第二车架33至少之一部分悬伸出所述搬运器30的车体31，这样，第二车架33和第一车架32之间具有足够的间距而可以位于车辆50之外，其负载的电池箱60不会干涉第一车架32对接电池箱60。优选地，第一车架32至少部分悬伸出车体31的一端，第二车架33至少部分悬伸出车体31的另外一端。然后，卸载车辆50的电池箱60至搬运器30的第一车架32。卸载完成后，搬运器30的第二车架33装载有满电的电池箱60，而第一车架32装载有乏电的电池箱60。

在图7示出的步骤中，搬运器30短距离地移动至第二车架33对应于装载电池箱60的位置。然后，搬运器30将第二车架33的电池箱60安装至车辆50，完成车辆50的电池箱60更换。装载完成后，搬运器30的第二车架33空载，第一车架32位于车辆50外侧并且装载着从车辆50更换下的乏电的电池箱60。

在图8示出的步骤中，搬运器30的第一车架32负载乏电的电池箱60驶离车辆50，并且将乏电的电池箱60移动至电池架10处。

在移动至第二预设位置时，所述搬运器30的第一车架31负载电池箱60移动至第二预设位置，对应于搬运设备70，此时，所述第一车架32和第二车架33相对移动至位于所述车体31内，从而可以整体缩短搬运器30的长度，搬运器30可以适应于搬运设备70与电池架10之间的狭窄的空间。

最后，通过搬运设备70将所述电池箱60移出所述第一车架32，将第一车架32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，驶离换电车架20。上述的换电过程以搬运器30在车辆50侧利用双车架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也可以利用双车架优势，实现一些动作的同步实施。

上述的具有双车架的搬运器、快速换电系统和方法通过在搬运器30设置第一车架32和第二车架33，从而可以将电池箱60移动至搬运器30的第一车架32，在车辆停靠至预设位置后，将车辆60的电池箱60移动至第一车架32，然后短距离调整后，将负载在第二车架33的电池箱移出至车辆50，在更换电池箱60的过程中，可以同时实现电池箱60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。

进一步，由于搬运器30同时设置第一车架32和第二车架33可移动地连接车体31，在第一预设位置可以悬伸出车体31以适应第一预设位置需要第一车架32和第二车架33之间具有较大间距的要求；而在第二预设位置时，第一车架32和第二车架33收缩至车体31内以适用在第二预设位置降低搬运器整体长度的要求，从而可以满足快速换电系统的空间限制。

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 (13)

1.一种具有双车架的搬运器，其特征在于，包括：

车体；

第一车架，用于承载电池箱，所述第一车架移动地连接所述车体；

第二车架，用于承载电池箱，所述第二车架移动地连接所述车体；在所述搬运器移动至预设位置后，移动电池箱至所述第一车架，以及将位于所述第二车架的电池箱移出。

2.如权利要求1所述的具有双车架的搬运器，其特征在于，在所述车体移动至第一预设位置时，所述第一车架和第二车架至少之一悬伸出所述车体，并且对应于车辆的电池箱；在所述车体移动至第二预设位置时，所述第一车架和第二车架位于所述车体内。

3.如权利要求2所述的具有双车架的搬运器，其特征在于，所述第一预设位置为用于为所述车辆更换电池箱的位置，所述第一车架用于接收从所述车辆卸载的电池箱；所述第二车架用于将负载的电池箱移动至所述车辆；所述第二预设位置为用于与搬运设备交接电池箱的位置，所述第二车架用于接收所述搬运设备移入的电池箱。

4.如权利要求1所述的具有双车架的搬运器，其特征在于，还包括用于调整所述第一车架和第二车架之间距离的间距调整机构。

5.如权利要求4所述的具有双车架的搬运器，其特征在于，所述间距调整机构包括伸缩杆，所述伸缩杆一端连接于所述第一车架，另外一端连接于所述第二车架，用于牵引所述第一车架和第二车架相对移动。

6.如权利要求5所述的具有双车架的搬运器，其特征在于，所述伸缩杆包括丝杆、气缸和液压缸中的一种或者多种。

7.一种快速换电系统，其特征在于，包括：

电池架，用于存储电池箱；

搬运设备，用于将电池箱移入电池架或者从移出电池架；

如权利要求1-6任一项所述的搬运器，在所述搬运器移动至第一预设位置时，所述搬运器的第一车架接收从车辆拆卸的电池箱，所述第二车架将负载的电池箱移动至所述车辆；在所述搬运器移动至第二预设位置时，所述搬运设备将位于所述第一车架的电池箱移动至所述电池架，以及将所述电池架的电池箱移动至所述第二车架。

8.如权利要求7所述的快速换电系统，其特征在于，所述搬运设备的下方具有预设空间，在所述搬运器位于所述第二预设位置时，所述第二车架位于所述预设空间内。

9.一种双车架快速换电方法，其特征在于，包括：

在搬运器移动至第一预设位置时，所述搬运器的第一车架对应于车辆的电池箱的位置，所述搬运器的第二车架负载另一电池箱；

移动所述车辆的电池箱至所述第一车架后，调整第二车架的位置，直至位于所述第二车架的电池箱的位置对应于所述车辆，将所述电池箱移动至所述车辆；

所述搬运器的第一车架负载电池箱移动至第二预设位置时，将所述电池箱移出所述第一车架。

10.如权利要求9所述的双车架快速换电方法，其特征在于，所述搬运器的第一车架对应于车辆的电池箱的位置包括：所述第一车架和第二车架至少之一的至少部分悬伸出所述车体。

11.如权利要求9所述的双车架快速换电方法，其特征在于，调整第二车架的位置包括：通过所述车体移动或者所述第二车架相对所述车体移动至少之一来调整所述第二车架的位置。

12.如权利要求9所述的双车架快速换电方法，其特征在于，移动所述车辆的电池箱至所述第一车架后，调整第二车架的位置包括：所述第一车架悬伸出所述车体并且位于所述车辆之外，所述第二车架悬伸出所述车体并且位于所述车辆的下方的对应于所述电池箱的位置。

13.如权利要求9所述的双车架快速换电方法，其特征在于，所述搬运器的第一车架负载电池箱移动至第二预设位置包括：

所述第一车架和第二车架相对移动至位于所述车体内，并且所述第一车架位于搬运设备的下方的预设空间以将电池箱通过所述搬运设备转移至电池架。

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