CN116587918A - 一种储能换电柜 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种储能换电柜，属于电源充换电技术领域，储能换电柜包括：柜体，其内部设有转移系统及充电系统。充电系统包括多个充电装置，其包括底座、承接轨道及触动件，底座对应设有插头。转移系统包括转移轨道，其一端用于对接承接轨道，转移轨道与承接轨道均为皮带传输结构或链传输结构，二者之间设有惰轮，转移轨道沿输送方向移动设置。当转移轨道沿输送方向朝充电装置移动至预定位置时，触动件将承接轨道顶升至与转移轨道齐平，此时惰轮分别与转移轨道及承接轨道相连。当转移轨道与触动件分离，承接轨道下降，以使电池的充电孔与插头相连。柜体的下方开设有柜门。本方案方便用户取用，能有效提高用户体验度。

Description

一种储能换电柜

技术领域

本发明属于电源充换电技术领域，尤其涉及一种储能换电柜。

背景技术

换电柜是适用于给移动电源充电的装置，例如电动自行车、电动汽车所使用的电池组。现有的换电柜通常为柜体结构，如申请号为CN202211372555.X的发明专利公开的一种电池包充换电箱，其设有多个格子，每个格子都可以储存一个电池，并可以通过柜子上面的显示屏或者二维码进行电动车电池充换电。为满足对数量的需求，此类换电柜通常将格子设置为多层，而使用此类换电柜的电池通常具有一定的重量，少则几千克，多则几十千克，当用户使用较高格子内的电池时，对于电池的替换取用，较为不便，尤其是体力稍弱的群体使用将十分困难，用户体验感较差。

发明内容

为解决现有技术不足，本发明提供一种储能换电柜，方便用户取用，能有效提高用户体验度，结构简单，且具有较高的自动化程度。

为了实现本发明的目的，拟采用以下方案：

一种储能换电柜，包括：柜体，其内部设有转移系统及充电系统。

充电系统包括由下至上依次设置的多个充电装置，充电装置包括底座，其上方设有水平设置的承接轨道，底座对应承接轨道的下方朝上设有插头，充电装置设有触动件用于驱动承接轨道沿竖直方向移动。

转移系统包括沿竖直方向移动设置的转移轨道，其一端用于对接各层充电装置的承接轨道，转移轨道与承接轨道均为皮带传输结构或链传输结构，转移轨道设有驱动电机，转移轨道与承接轨道之间设有惰轮，转移轨道沿输送方向移动设置。

当转移轨道沿输送方向朝充电装置移动至预定位置时，转移轨道与触动件抵接，用于使承接轨道上升至与转移轨道齐平状态，且承接轨道的输送面高于插头，同时惰轮分别与转移轨道及承接轨道相连。

当转移轨道沿输送方向远离充电装置时，转移轨道与触动件分离，承接轨道下降，此时置于承接轨道上的电池将向下移动，直至电池的充电孔与插头相连。

柜体一侧的下方开设有柜门，用于向转移轨道装取电池。

进一步的，还包括转移框，用于在储能换电柜内承载电池，承接轨道与转移轨道的两侧均设有侧挡板，用于限制转移框的位置。

进一步的，转移轨道底部设有顶杆，其前端用于抵接触动件，顶杆平行于转移轨道的输送方向，且顶杆沿轴线移动设置，转移轨道垂直于输送面穿设有定位杆，定位杆的底部垂直穿设有挡杆，定位杆处于原始位置时，其顶面凸出于转移轨道的输送面，用于实现与电池底部相应的结构定位连接，顶杆的后端设有导向板，其具有倾斜朝向顶杆后端下方的下斜面，挡杆与下斜面滑动接触，下斜面的底部具有钩部，用于限制挡杆下移，当定位杆处于原始位置时，挡杆位于下斜面的上段。

进一步的，转移系统的两侧各设有一组充电系统，且两组充电系统的充电装置沿竖直方向成对设置，每一对充电装置均处于同一水平面。

进一步的，顶杆设有复位弹簧，用于使顶杆呈向前伸出的状态。

进一步的，触动件沿承接轨道的输送方向穿设于底座，触动件的前端朝向转移系统，承接轨道的框架底部设有引导板，引导板朝向转移系统一侧的下方具有引导斜面，触动件的后端与引导斜面滑动接触，电池与插头结合时，触动件的后端位于引导斜面的上段。

进一步的，转移系统还包括升降板，其滑动设于一对竖直设置的导轨上，升降板设有一滑动板，升降板设有一伸缩气缸，用于驱动滑动板沿垂直于柜门的方向移动，转移轨道设于滑动板的上方，且转移轨道沿着输送方向相对滑动板移动设置，滑动板上设有一伸缩装置，用于驱动转移轨道移动。

进一步的，充电系统采用支撑架将充电装置设置于柜体的底板上，柜体的侧板的顶盖与支撑架之间具有间隔。

本发明的有益效果在于：本方案通过转移轨道对收回及输出的电池进行转移，并能将各个充电装置处的电池统一转移至较低位置的柜门处，用户仅需要在柜体的下方对电池进行替换取用即可，避免将电池高举，以节省用户体力，提高使用的便捷性及用户体验度。

附图说明

本文描述的附图只是为了说明所选实施例，而不是所有可能的实施方案，更不是意图限制本发明的范围。

图1示出了本申请的整体外部结构示意图。

图2示出了本申请一种优选方案内部结构的顶面示意图。

图3示出了图2中A处的局部放大图。

图4示出了转移轨道向一侧充电装置移动时本申请一种优选方案的状态示意图。

图5示出了转移轨道向一侧充电装置移动时本申请一种优选方案的俯视图。

图6示出了沿图5中F-F方向的剖视图。

图7示出了图6中B处的局部放大图。

图8示出了图6中C处的局部放大图。

图9示出了图6中D处的局部放大图。

图10示出了图6中E处的局部放大图。

图11示出了充电装置的构造图。

图12示出了转移系统的构造图。

图13示出了转移轨道与转移框的结构示意图。

图14示出了转移轨道一种优选结构的底部视图。

图15示出了触动件与承载轨道的一种连接关系示意简图。

图中标记：柜体-1、柜门-11、充电装置-2、底座-21、触动件-211、承接轨道-22、引导板-221、引导斜面-222、插头-23、惰轮-24、转移轨道-3、顶杆-31、导向板-311、下斜面-312、钩部-313、定位杆-32、挡杆-321、伸缩装置-33、升降板-34、滑动板-35、伸缩气缸-36、导轨-37、复位弹簧-38、转移框-4、定位孔-41、支撑架-5。

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，下面结合附图对本发明的实施方式进行详细说明，但本发明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。

如图1、图2所示，一种储能换电柜，包括柜体1，其内部设有转移系统及充电系统。

具体的，如图4、图6及图11所示，充电系统包括由下至上依次设置的多个充电装置2，充电装置2包括底座21，其上方设有水平设置的承接轨道22，底座21对应承接轨道22的下方朝上设有插头23，充电装置2设有触动件211，用于驱动承接轨道22沿竖直方向移动。

具体的，如图2至图14所示，转移系统包括沿竖直方向移动设置的转移轨道3，其一端用于对接各层充电装置2的承接轨道22，转移轨道3与承接轨道22均为皮带传输结构或链传输结构，因此二者便可实现往复传输，以便于对物品输入及输出，转移轨道3设有驱动电机，转移轨道3与承接轨道22之间设有用于传递动力的惰轮24，因此，当转移轨道3与承接轨道22对接之后，仅需要利用转移轨道3设置的驱动电机便可同时驱动转移轨道3与承接轨道22运转，并且保证转移轨道3与承接轨道22的运转方向一致，从而使得充电装置2不再需要单独设置驱动电机，以使换电柜的整体结构更加简单，制作成本更低，转移轨道3沿输送方向移动设置。

具体的，如图4、图6所示，当转移轨道3沿输送方向朝充电装置2移动至预定位置时，转移轨道3与触动件211抵接，用于使承接轨道22上升至与转移轨道3齐平状态，且如图10所示承接轨道22的输送面高于插头23，以避免插头23阻挡电池在承接轨道22上移动。同时，如图9所示，惰轮24分别与转移轨道3及承接轨道22相连，此时电池可在转移轨道3及承接轨道22上进行转移。

具体的，如图6、图7所示，当转移轨道3沿输送方向远离充电装置2时，转移轨道3与触动件211分离，承接轨道22下降，此时置于承接轨道22上的电池将向下移动，直至电池的充电孔与插头23相连。依据前述特征可知，如图7所示，此时插头23的顶面将高于承接轨道22的顶面。设置转移轨道3沿输送方向移动的功能，其首要目的，是断开或结合惰轮24与转移轨道3及承接轨道22之间的连接；其次是避免转移轨道3与各层充电装置2之间发生干涉，便于转移轨道3与各层充电装置2的承接轨道22对接；最后还利用转移轨道3的移动作为驱动承接轨道22升降的机关，通过承接轨道22的升降从而实现电池与插头23之间的自动结合与分离，当承接轨道22下降时，电池与插头23结合，当承接轨道22上升时，电池与插头23分离，此结构设计在进一步简化换电柜结构设置的同时还能有效保证换电柜的自动化程度。

更具体的，如图12至图14所示，转移系统还包括升降板34，其滑动设于一对竖直设置的导轨37上，具体可采用电机丝杆驱动，也可采用带传动或链传动的方式带动升降板34沿着导轨37实现升降，升降板34设有一滑动板35，升降板34设有一伸缩气缸36，用于驱动滑动板35沿垂直于柜门11的方向移动，转移轨道3设于滑动板35的上方，且转移轨道3沿着输送方向相对滑动板35移动设置，滑动板35上设有一伸缩装置33，用于驱动转移轨道3移动，通过移动设置的滑动板35，可将转移轨道3移动至柜门11的外侧，以方便装取电池。

更具体的，如图3、图9所示，惰轮24为齿轮结构，相应的，承接轨道22及转移轨道3通过设置在各自驱动轴上的齿轮与惰轮24啮合，惰轮24可以安装在承接轨道22上，并始终保持与承接轨道22驱动轴上的齿轮啮合，转移轨道3驱动轴上的齿轮则通过转移轨道3沿输送方向的移动实现与惰轮24的啮合或分离；同理，也可将惰轮24设置在转移轨道3上，并始终保持与转移轨道3驱动轴上的齿轮啮合，通过转移轨道3沿输送方向的移动使惰轮24与承接轨道22驱动轴上的齿轮啮合或分离。

更具体的，通过转移轨道3沿输送方向移动，以驱动承接轨道22上升或下降，其实现结构具有多种：其一，在转移轨道3朝向充电装置2的一端设置一块三角板，三角板朝向充电装置2的一侧具有倾斜朝上设置的斜面，此种结构中触动件211连接于承接轨道22下方，当转移轨道3朝向充电装置2移动时，三角板的斜面与触动件211的底部滑动接触，便可利用三角板的斜面将承接轨道22向上顶起。其二，如图15所示，设置一直角结构的液压缸，其竖直段通过上下移动的竖向活塞与承接轨道22相连，液压缸的水平段内设有水平移动的活塞，此处的水平活塞即为触动件211，利用转移轨道3沿输送方向的移动便可推动水平活塞移动，当转移轨道3向充电装置2移动时，则推动水平活塞，而竖向活塞将向上移动，从而将承接轨道22向上顶起，当转移轨道3与充电装置2分离时，在承接轨道22及电池重力的作用下将使竖向活塞下移，从而使电池下降，以实现与插头23的连接。

具体的，如图1所示，柜体1一侧的下方开设有柜门11，用于向转移轨道3装取电池，并且仅设置一个柜门11还能有效保证柜体1的密封性。

转移轨道3通过沿竖直方向移动，首先可将收回的电池移动至预定位置的充电装置2上进行在此充电，还可将任一充电装置2上已完成充电的电池取出，并将电池转移至柜门11处，方便用户取出，因此用户仅需要在柜体1的下方对电池进行替换取用即可，避免将电池举得更高，能节省体力，有效提高使用的便捷性及用户体验度，而且还能避免因用户操作不当而导致收回的电池无法正常充电。转移轨道3的移动均通过储能换电柜的控制系统进行自动控制，控制系统可检测每处充电装置2上电池的电量情况以及是否处于空位状态，当充电装置2处于空位状态，控制系统便可将转移轨道3移动至该充电装置2所在的位置，然后控伸缩装置33驱动转移轨道3与该充电装置2结合，然后将收回的电池送入该空位的充电装置2；同理，控制系统通过测到完成充电的电池所在位置，便将转移轨道3移动至该电池所在的充电装置2，并最终将该处的电池转移至柜门11处，控制系统通过设置在各个点位的接近开关或者触碰式开关检测到位信号，利用承载轨道22上电池的停止位置，转移轨道3电池的固定位置以及转移轨道3与承载轨道22的结合位置等。

优选的，如图13所示，储能换电柜还包括转移框4，用于在储能换电柜内承载电池，如图11及图13所示，承接轨道22与转移轨道3的两侧均设有侧挡板，用于限制转移框4的位置，以防止转移框4掉落，利用转移框4替代电池在承接轨道22及转移轨道3上进行转移输送，以便于提高转移时的平稳性以及方便定位，同时还能减小对电池的磨损。

优选的，如图14所示，转移轨道3底部设有顶杆31，其前端用于抵接触动件211，顶杆31平行于转移轨道3的输送方向，且顶杆31沿轴线移动设置，转移轨道3垂直于输送面穿设有定位杆32，定位杆32的底部垂直穿设有挡杆321，定位杆32处于原始位置时，其顶面凸出于转移轨道3的输送面，从而便于实现与电池底部相应的结构定位连接，从而实现对电池定位，防止在转移轨道3移动的过程中电池发生移位，从而避免电池掉落或被储能换电柜内部的结构卡住。如图8、图14所示，顶杆31的后端设有导向板311，其具有倾斜朝向顶杆31后端下方的下斜面312，挡杆321与下斜面312滑动接触，下斜面312的底部具有钩部313，用于限制挡杆321下移。本方案中，钩部313实质上为抵挡结构，以防止挡杆321继续向下滑动，因此钩部313可以为平面结构也可为凹槽结构。当定位杆32处于原始位置时，挡杆321位于下斜面312的上段，因此当顶杆31向后端移动时，下斜面312将通过挡杆321带动定位杆32下移，从而使定位杆32与电池分离。工作时，当顶杆31前端与触动件211抵接之后，转移轨道3继续向充电装置2移动，将推动顶杆31向后移动，从而使定位杆32与电池分离，之后电池便可在转移轨道3上移动，当挡杆321移动至钩部313处，顶杆31将无法继续向后移动，转移轨道3之后继续向充电装置2移动过程中，顶杆31将作用于触动件211，以使承接轨道22上升，当承接轨道22与转移轨道3平齐之后，便可启动转移轨道3将电池送入承接轨道22，并通过承接轨道22将电池转移至插头23上方；当顶杆31与触动件211分离之后，定位杆32便可自动分恢复原位，等待与下一个电池相连，定位杆32可通过设置弹簧的方式实现自动复位，并且在定位杆32实现自动复位的过程中，因为挡杆321与下斜面312的配合关系，将带动顶杆31自动伸出，因为转移轨道3需要升降移动，因此伸出后的顶杆31与触动件211之间具有间隔；定位杆32复位还可对承接轨道22进入转移轨道3的电池进行定位，此过程则需要电池移动至转移轨道3上的预定位置之后再使顶杆31与触动件211分离，此过程适用于转移轨道3从充电装置2内取出电池。此方案通过转移轨道3的移动，不仅解决了承接轨道22的上升问题，同时还控制定位杆32与电池的分离，具有较高的自动化程度及更加简单的结构设计，同时使得只有在转移轨道3与承接轨道22开始结合的过程中，定位杆32才会与电池分离，避免了电池过早或过晚分离而导致的设备故障，如定位杆32过早与电池分离，则有可能在转移轨道3移动过程中导致电池发生掉落，继而引发设备故障。

作为本申请的另一种优选方案，如图13、图14所示，在采用转移框4对电池进行转移时，可在转移框4的底部开设定位孔41，用于配合定位杆32。

优选的，如图4至图6所示，转移系统的两侧各设有一组充电系统，且两组充电系统的充电装置2沿竖直方向成对设置，每一对充电装置2均处于同一水平面，转移轨道3便可在同一高度位置可对两侧充电装置2上的电池进行转移，以减少对转移轨道3高度的控制点位，简化储能换电柜的控制程序，并且能增大储能换电柜的容量。

如图14所示，作为本申请另一种优选的方案，转移轨道3底部的两侧均设有顶杆31，分别用于抵接两侧充电装置2的触动件211，顶杆31平行于转移轨道3的输送方向，且顶杆31沿轴线移动设置，转移轨道3垂直于输送面穿设有定位杆32，定位杆32的底部垂直穿设有挡杆321，挡杆321凸出于定位杆32的两侧，定位杆32处于原始位置时，其顶面凸出于转移轨道3的输送面，顶杆31的后端设有导向板311，其具有倾斜朝向顶杆31后端下方的下斜面312，挡杆321与下斜面312滑动接触，下斜面312的底部具有钩部313，用于限制挡杆321下移，如图8、图14所示，转移轨道3底部的两侧顶杆31的导向板311分别与凸出于定位杆32两侧的挡杆321配合，当定位杆32处于原始位置时，挡杆321位于下斜面312的上段。

优选的，如图9、图14所示，顶杆31设有复位弹簧38，用于使顶杆31呈向前伸出的状态，以使顶杆31自动复位，并减小定位杆32复位时的阻力，当顶杆31与触动件211接触时，通过复位弹簧38缓冲抵接瞬间的冲击力，使转移轨道3与充电装置2平稳接触，并防止冲击惯性导致的电池移位。

优选的，如图7、图10及图11所示，触动件211沿承接轨道22的输送方向穿设于底座21，触动件211的前端朝向转移系统，承接轨道22的框架底部设有引导板221，引导板221朝向转移系统一侧的下方具有引导斜面222，触动件211的后端与引导斜面222滑动接触，电池与插头23结合时，触动件211的后端位于引导斜面222的上段。因此，当触动件211向后端移动时，通过与引导斜面222滑动配合，便可将承接轨道22向上顶起，以使电池与插头23分离，并使得承接轨道22与转移轨道3对齐，以便于输送；进一步优选的，触动件211的后端通过滚轮与引导斜面222滚动接触。

优选的，如图2、图4所示，充电系统采用支撑架5将充电装置2设置于柜体1的底板上，柜体1的侧板的顶盖与支撑架5之间具有间隔，以此来减轻柜体1侧板的承重，能有效保证柜体1外观的整洁，同时便于充电系统的组装。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不表示是唯一的或是限制本发明。本领域技术人员应理解，在不脱离本发明的范围情况下，对本发明进行的各种改变或同等替换，均属于本发明保护的范围。

Claims (8)

1.一种储能换电柜，包括：柜体（1），其内部设有转移系统及充电系统，其特征在于：

充电系统包括由下至上依次设置的多个充电装置（2），充电装置（2）包括底座（21），其上方设有水平设置的承接轨道（22），底座（21）对应承接轨道（22）的下方朝上设有插头（23），充电装置（2）设有触动件（211），用于驱动承接轨道（22）沿竖直方向移动；

转移系统包括沿竖直方向移动设置的转移轨道（3），其一端用于对接承接轨道（22），转移轨道（3）与承接轨道（22）均为皮带传输结构或链传输结构，转移轨道（3）设有驱动电机，转移轨道（3）与承接轨道（22）之间设有惰轮（24），转移轨道（3）沿输送方向移动设置；

当转移轨道（3）沿输送方向朝充电装置（2）移动至预定位置时，转移轨道（3）推动触动件（211），用于使承接轨道（22）上升至与转移轨道（3）齐平状态，且承接轨道（22）的输送面高于插头（23），同时惰轮（24）分别与转移轨道（3）及承接轨道（22）相连；

当转移轨道（3）与触动件（211）分离，承接轨道（22）下降，此时置于承接轨道（22）上的电池将向下移动，直至电池的充电孔与插头（23）相连；

柜体（1）一侧的下方开设有柜门（11），用于向转移轨道（3）装取电池。

2.根据权利要求1所述的储能换电柜，其特征在于，还包括转移框（4），用于在储能换电柜内承载电池，承接轨道（22）与转移轨道（3）的两侧均设有侧挡板，用于限制转移框（4）的位置。

3.根据权利要求1所述的储能换电柜，其特征在于，转移轨道（3）底部设有顶杆（31），其前端用于抵接触动件（211），顶杆（31）平行于转移轨道（3）的输送方向，且顶杆（31）沿轴线移动设置，转移轨道（3）垂直于输送面穿设有定位杆（32），定位杆（32）的底部垂直穿设有挡杆（321），定位杆（32）处于原始位置时，其顶面凸出于转移轨道（3）的输送面，用于实现与电池底部相应的结构定位连接，顶杆（31）的后端设有导向板（311），其具有倾斜朝向顶杆（31）后端下方的下斜面（312），挡杆（321）与下斜面（312）滑动接触，下斜面（312）的底部具有钩部（313），用于限制挡杆（321）下移，当定位杆（32）处于原始位置时，挡杆（321）位于下斜面（312）的上段。

4.根据权利要求1或3所述的储能换电柜，其特征在于，转移系统的两侧各设有一组充电系统，且两组充电系统的充电装置（2）沿竖直方向成对设置，每一对充电装置（2）均处于同一水平面。

5.根据权利要求3所述的储能换电柜，其特征在于，顶杆（31）设有复位弹簧（38），用于使顶杆（31）呈向前伸出的状态。

6.根据权利要求1所述的储能换电柜，其特征在于，触动件（211）沿承接轨道（22）的输送方向穿设于底座（21），触动件（211）的前端朝向转移系统，承接轨道（22）的框架底部设有引导板（221），引导板（221）朝向转移系统一侧的下方具有引导斜面（222），触动件（211）的后端与引导斜面（222）滑动接触，电池与插头（23）结合时，触动件（211）的后端位于引导斜面（222）的上段。

7.根据权利要求1所述的储能换电柜，其特征在于，转移系统还包括升降板（34），其滑动设于一对竖直设置的导轨（37）上，升降板（34）设有一滑动板（35），升降板（34）设有一伸缩气缸（36），用于驱动滑动板（35）沿垂直于柜门（11）的方向移动，转移轨道（3）设于滑动板（35）的上方，且转移轨道（3）沿着输送方向相对滑动板（35）移动设置，滑动板（35）上设有一伸缩装置（33），用于驱动转移轨道（3）移动。

8.根据权利要求1所述的储能换电柜，其特征在于，充电系统采用支撑架（5）将充电装置（2）设置于柜体（1）的底板上，柜体（1）的侧板的顶盖与支撑架（5）之间具有间隔。