CN117465283A - 一种电池包快换支架、电池包换电站以及换电方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电池包快换支架、电池包换电站以及换电方法，电池包位于车辆底盘支架与电池包快换支架之间，车辆底盘支架与电池包快换支架通过T型螺丝进行连接，T型螺丝顶部设有水平锁定部，车辆底盘支架上设有挂载座，挂载座设有空腔，空腔底部设有开口，水平锁定部通过开口进入空腔，自动加解锁机构作用T型螺丝底部能够使得水平锁定部旋转；当水平锁定部不能通过开口离开挂载座时，车辆底盘支架与电池包快换支架处于锁定状态，当水平锁定部能通过开口离开挂载座时，车辆底盘支架与电池包快换支架处于解锁状态。本发明不仅仅能够符合复杂的换电程序要求，而且还可以确保设备之间的安全拆卸和安全组装，实现了智能换电的目标。

Description

一种电池包快换支架、电池包换电站以及换电方法

技术领域

本发明涉及商用车电动轻卡换电的电池充换电领域，尤其是涉及一种电池包快换支架、电池包换电站以及换电方法。

背景技术

新能源电动汽车补能方式分为两种：充电和换电。

换电是指通过直接更换电能载具的电池来补充电能。目前新能源汽车主要采取充电模式和换电模式，充电模式补能时间长；快充可以30分钟左右充满一半以上电量，但会冲击电池组降低循环寿命，且二者均会大量占用公地资源。换电模式凭借其补能时间短，电池损耗低，电网改建成本低，占地面积小等优势能够有效解决充电模式下的电动车发展困境，助力交通领域电动化的全面普及。

换电站是换电模式的核心设备，它可以完成电池的加解锁以及满电电池和亏电电池的舱内更换。对于电池加解锁装置，主要是完成将电池快换支架与车辆底盘上的挂载板锁止以及解锁功能，是换电站的重要核心模块，其功能的好坏直接影响整体功能的实现。

发明内容

本发明设计了一种电池包快换支架、电池包换电站以及换电方法，其解决的技术问题是现有技术中车辆电池包换电的自动化程度不高，自动化设备无法满足复杂的程序、设备的安全装卸以及换电平台与电池仓之间的智能换电。

为了解决上述存在的技术问题，本发明采用了以下方案：

一种电池包快换支架，其特征在于：电池包位于车辆底盘支架与电池包快换支架之间，电池包固定在电池包快换支架上，车辆底盘支架与电池包快换支架通过T型螺丝进行连接，T型螺丝顶部设有水平锁定部，车辆底盘支架上设有挂载座，挂载座设有空腔，空腔底部设有开口，水平锁定部通过开口进入空腔，自动加解锁机构作用T型螺丝底部能够使得水平锁定部旋转；当水平锁定部不能通过开口离开挂载座时，车辆底盘支架与电池包快换支架处于锁定状态，当水平锁定部能通过开口离开挂载座时，车辆底盘支架与电池包快换支架处于解锁状态。

优选地，T型螺丝包括螺轴、固定套、弹簧、弹簧顶圈、螺丝卡帽以及齿圈环，螺轴顶部为所述水平锁定部，螺轴下部为第一直齿圈，第一直齿圈依次穿过固定套、弹簧、弹簧顶圈，最终进入螺丝卡帽中，弹簧位于固定套中并且底部被弹簧顶圈限定，螺轴设有台阶，所述台阶无法穿过弹簧顶圈的通行孔；螺丝卡帽的第二直齿圈与第一直齿圈配合，螺丝卡帽的第三直齿圈与齿圈环的第五齿圈配合；螺丝卡帽的第四直齿圈暴露在外部能够与自动加解锁机构的齿圈套筒配合；当自动加解锁机构向上移动通过齿圈套筒将螺丝卡帽向上推动，螺丝卡帽作用弹簧顶圈，弹簧顶圈作用螺轴的台阶，使得水平锁定部也向上移动进入挂载座，弹簧此时被挤压；当自动加解锁机构驱使齿圈套筒旋转时，齿圈套筒使得螺丝卡帽旋转，螺轴通过与螺丝卡帽的啮合也同步旋转；当自动加解锁机构与螺丝卡帽分离时，弹簧释放弹力使得螺丝卡帽和弹簧顶圈向下复位，螺轴在自身重力作用下向下复位。

优选地，电池包快换支架包括加强板，电池包安装在加强板上；加强板设有第二导向柱，对应的在车辆底盘支架设有第二导向孔；或者加强板设有第二导向孔，对应的在车辆底盘支架设有第二导向柱。

一种电池包换电站，包括换电平台、电池仓以及换电车，换电车将换电平台中车辆底盘支架装载的电池包卸下并且转移至电池仓中；换电车将换电平台中充好电的电池包转移至换电平台并且装载在车辆底盘支架上，其特征在于：还包括上述的电池包快换支架。

优选地，换电车包括活动平台和固定平台，活动平台通过多个支撑块支撑电池包与电池包快换支架的组合件；自动加解锁机构安装在活动平台上，自动加解锁机构的齿圈套筒通过传动结构与电机连接实现旋转；固定平台设有X轴行走机构实现X轴方向的移动，换电车通过X轴移动增大底盘的覆盖范围针对不同轴距的车型；固定平台设有Y轴行走机构实现Y轴方向的移动，换电车通过Y轴方向的移动实现往返于换电平台和电池仓之间；活动平台和固定平台之间通过Z轴行走机构实现活动平台垂直方向的移动，活动平台通过Z轴方向的移动实现自动加解锁机构的齿圈套筒与螺丝卡帽的第四直齿圈结合与分离。

优选地，换电车还包括第二视觉检测相机，第二视觉检测相机检测自动加解锁机构的齿圈套筒与螺丝卡帽的第四直齿圈的位置或车辆底盘支架的挂载座与T型螺丝的位置，确保两组部件能够对准。

优选地，换电车还包括第一导向柱，对应地在电池包快换支架设有第一导向孔，活动平台通过浮动板机构实现水平方向的左右前后摆动从而提高第一导向柱进入第一导向孔成功率。

优选地，换电平台包括车轮抬升机构、第一视觉检测相机、前定位平台、后定位平台以及车轮归中机构；车辆前后轮分别进入前定位平台和后定位平台，车轮归中机构通过推动车轮将车辆归中，同时四个车轮抬升机构将车辆抬升举起，根据负载及偏载情况，四个车轮抬升机构调整车辆底盘姿态，车辆底盘支架两侧各安装两个标志位，通过第一视觉检测相机检测这两个标志位，将实时数据反馈给四个车轮抬升机构，四个车轮抬升机构最终将车辆底盘支架调节水平。

优选地，电池仓中设有堆垛车和电池架，堆垛车上下两端通过滚轮在天轨和地轨中限定实现直线移动；堆垛车设有伸缩货叉能够进入电池包与电池包快换支架的组合件与换电车之间空隙将电池包与电池包快换支架的组合件进行支撑，堆垛车还设有垂直移动机构，垂直移动机构能够使得伸缩货叉在垂直方向移动，伸缩货叉将电池包与电池包快换支架的组合件转移至电池架不同高度的存放；电池架每个存放位通过多个电池支撑块支撑电池包与电池包快换支架的组合件并且在其下方形成伸缩货叉能够进入的空隙。

优选地，电池架上还设有缓存机构，缓存机构设有多个转动支撑块；换电车进入到缓存机构下方的通道中，活动平台向上移动使得电池包与电池包快换支架的组合件也向上移动，组合件作用水平设置的转动支撑块转动从而不会阻挡组合件通过，组合件位于缓存机构上方时，转动支撑块在自身重力作用下或弹性复位件作用下回复至水平状态；活动平台下行，组合件被多个转动支撑块阻挡和支撑使得组合件与活动平台分离。

一种电池包换电站的换电方法，包括以下步骤：

步骤1、车辆停到换电平台上的前定位平台和后定位平台，车轮归中机构通过推动车轮将车辆归中，同时四个车轮抬升机构将车辆抬升举起，根据负载及偏载情况，四个车轮抬升机构调整车辆底盘姿态，车辆底盘支架两侧各安装两个标志位，通过第一视觉检测相机检测这两个标志位，将检测实时数据反馈给四个车轮抬升机构，四个车轮抬升机构最终将车辆底盘支架调节水平；

步骤2、换电车从电池仓的初始位置移动到换电平台的车辆底部，并通过第二视觉检测相机确定自动加解锁机构的齿圈套筒与螺丝卡帽的第四直齿圈的位置，并反馈给换电车；

步骤3、换电车调节自身的位置，使得活动平台抬升，换电车的第一导向柱进入电池包快换支架的第一导向孔中，最终使得活动平台通过多个支撑块紧贴亏电的电池包与电池包快换支架的组合件，同时螺丝卡帽的第四直齿圈进入到自动加解锁机构的齿圈套筒中；

步骤4、自动加解锁机构的电机工作使得螺轴正向旋转，水平锁定部旋转至完全位于挂载座的开口中，亏电的电池包与电池包快换支架的组合件与车辆底盘支架处于解锁状态；

步骤5、活动平台下降，亏电的电池包与电池包快换支架的组合件与车辆底盘支架分离；

步骤6、换电车带着亏电的电池包与电池包快换支架的组合件返回至电池仓的初始位置，换电车的活动平台举升使亏电的电池包与电池包快换支架的组合件带动水平状态的转动支撑块转动不会阻挡亏电的电池包与电池包快换支架的组合件通行，当亏电的电池包与电池包快换支架的组合件举升高度超过转动支撑块时，转动支撑块不被亏电的电池包与电池包快换支架的组合件作用并靠自重下落至水平状态，换电车的活动平台继续下降，将亏电的电池包与电池包快换支架的组合件放在缓存机构上。

步骤7、堆垛车上的伸缩货叉将已经准备好的满电电池包与电池包快换支架的组合件转移至换电车上，使得自动加解锁机构的齿圈套筒与螺丝卡帽的第四直齿圈配合，换电车的第一导向柱进入电池包快换支架的第一导向孔中；

步骤8、换电车载着满电电池包与电池包快换支架的组合件移动到车辆底盘支架下方，并通过第二视觉检测相机确定换电车移动至预定位置使得车辆底盘支架的挂载座与电池包快换支架上的T型螺丝对准；

步骤9、换电车调节自身的位置，使得活动平台抬升，电池包快换支架上的第二导向柱进入车辆底盘支架的第二导向孔中；自动加解锁机构的齿圈套筒底部将螺丝卡帽向上推动，螺丝卡帽作用螺轴的台阶，螺轴的T型螺丝也向上移动，螺轴的水平锁定部通过挂载座的开口进入到挂载座空腔中；

步骤10、自动加解锁机构的电机工作使得螺轴反向旋转，水平锁定部旋转至不能通过开口离开挂载座时，满电电池包与电池包快换支架的组合件与车辆底盘支架处于锁定状态，完成满电电池包的更换。

该电池包快换支架、电池包换电站以及换电方法具有以下有益效果：

（1）本发明在换电平台与电池仓之间使用换电车进行换电，不仅仅能够符合复杂的换电程序要求，而且还可以确保设备之间的安全拆卸和安全组装，实现了智能换电的目标。

（2）本发明电池包快换支架通过T型螺丝与车辆底盘支架进行锁定或解锁，对加解锁的输出扭矩要求低，防松效果好，加解锁的效率高。

（3）本发明针对轻卡的超载偏载，货箱倾覆，车辆底盘支架不平的问题，通过视觉检测反馈，四轮独立控制举升，对车辆快速进行调平，解决了以上问题，保证了稳定的换电条件。

（4）本发明底盘视觉检测与换电车轴调节移动为换电车提供精准的定位，确保换电的成功率。

附图说明

图1：本发明电池包换电站的结构示意图；

图2：图1中换电平台结构示意图；

图3：图2中局部区域放大示意图；

图4：图1中电池仓结构示意图；

图5：图4中堆垛车结构示意图；

图6：图4中堆垛车结构示意图；

图7：本发明中换电车结构示意图；

图8：图7中活动平台抬升示意图；

图9：本发明中电池包快换支架结构示意图；

图10：本发明中电池包快换支架与电池包结合示意图；

图11：本发明中T型螺丝剖视图；

图12：本发明中T型螺丝爆炸图；

图13：本发明车辆底盘与电池包快换支架连接第一示意图；

图14：本发明车辆底盘与电池包快换支架连接第二示意图；

图15：本发明中挂载座结构示意图。

1—换电平台；11—车轮抬升机构；12—第一视觉检测相机；13—后定位平台；14—前定位平台；15—车轮归中机构；16—限位滚筒。

2—电池仓；21—堆垛车；22—地轨；23—天轨；24—伸缩货叉；25—缓存机构；251—转动支撑块；26—电池支撑块；27—充电接插件机构；28—电池架；29—电池定位销。

3—车辆底盘支架。

4—电池包。

5—换电车；51—Y轴行走机构；52—X轴行走机构；53—浮动板机构；54—Z轴行走机构；55—活动平台；56—第一导向柱；57—自动加解锁机构；58—固定平台；59—支撑块。

6—电池包快换支架；61—加强板；62—固定板；63—第二导向柱；64—充电连接器。

7—T型螺丝；71—螺轴；711—水平锁定部；712—第一直齿圈；713—限位环；72—固定套；73—弹簧；74—弹簧顶圈；75—螺丝卡帽；751—第二直齿圈；752—第三直齿圈；753—第四直齿圈；76—齿圈环；761—第五齿圈；77—螺丝封盖；78—挂载座；781—开口。

具体实施方式

下面结合图1至图15，对本发明做进一步说明：

如图1所示，一种电池包换电站，包括换电平台1、电池仓2以及换电车5，换电车5将换电平台1中车辆底盘支架3装载的亏电的电池包4卸下并且转移至电池仓2中；换电车5将换电平台1中充好电的电池包4转移至换电平台1并且装载在车辆底盘支架3上。

如图2-图3所示，换电平台1包括车轮抬升机构11、第一视觉检测相机12、前定位平台14、后定位平台13以及车轮归中机构15。车辆前后轮分别进入前定位平台14和后定位平台13，车轮归中机构15通过推动车轮将车辆归中，同时四个车轮抬升机构11将车辆抬升举起，根据负载及偏载情况，四个车轮抬升机构11调整车辆底盘姿态，车辆底盘支架3两侧各安装两个标志位，通过第一视觉检测相机12检测这两个标志位，将实时数据反馈给四个车轮抬升机构11，四个车轮抬升机构11最终将车辆底盘支架3调节水平。限位滚筒16能够在车辆入口出对车辆进入位置进行初步限定。

如图4-图6所示，电池仓2中设有堆垛车21和电池架28，堆垛车21上下两端通过滚轮在天轨23和地轨22中限定实现直线移动；堆垛车21设有伸缩货叉24能够进入电池包4与电池包快换支架6的组合件与换电车5之间空隙将电池包4与电池包快换支架6的组合件进行支撑，堆垛车21还设有垂直移动机构能够使得伸缩货叉24垂直方向移动从而将电池包4与电池包快换支架6的组合件转移至电池架28不同高度的进行存放或将电池包4与电池包快换支架6的组合件从电池架28取出；电池架28每个存放位通过多个电池支撑块26支撑电池包4与电池包快换支架6的组合件并且在其下方形成伸缩货叉24能够进入的空隙。

电池架28上还设有缓存机构25。缓存机构25设有多个转动支撑块251；换电车5进入到缓存机构25下方的通道中，活动平台55向上移动使得电池包4与电池包快换支架6的组合件也向上移动，组合件作用水平设置的转动支撑块251转动从而不会阻挡组合件通过，组合件位于缓存机构25上方时，转动支撑块251在自身重力作用下或弹性复位件作用下回复至水平状态；活动平台55下行，组合件被多个转动支撑块251阻挡和支撑使得组合件与活动平台55分离。

如图7-图8所示，换电车5包括活动平台55和固定平台58，活动平台55通过多个支撑块59支撑电池包4与电池包快换支架6的组合件。自动加解锁机构57安装在活动平台55上，自动加解锁机构57的齿圈套筒通过传动结构与电机连接实现旋转；固定平台58设有X轴行走机构52实现X轴方向的移动，换电车5通过X轴移动增大底盘的覆盖范围针对不同轴距的车型；固定平台58设有Y轴行走机构51实现Y轴方向的移动，换电车5通过Y轴方向的移动实现往返于换电平台1和电池仓2之间；活动平台55和固定平台58之间通过Z轴行走机构54实现活动平台55垂直方向的移动，活动平台55通过Z轴方向的移动实现自动加解锁机构57的齿圈套筒与螺丝卡帽75的第四直齿圈753结合与分离。

第二视觉检测相机，第二视觉检测相机检测自动加解锁机构57的齿圈套筒与螺丝卡帽75的第四直齿圈753的位置或车辆底盘支架3的挂载座78与T型螺丝7的位置，确保两组部件能够对准。

换电车5还包括第一导向柱56，对应地在电池包快换支架6设有第一导向孔，活动平台55通过浮动板机构53实现水平方向的左右前后摆动从而提高第一导向柱56进入第一导向孔成功率。

如图9-图10所示，电池包快换支架6包括加强板61，电池包4安装在加强板61上；加强板61设有第二导向柱63，对应的在车辆底盘支架3设有第二导向孔；或者加强板61设有第二导向孔，对应的在车辆底盘支架3设有第二导向柱63。

电池包快换支架6边缘还设有多个固定板62，该固定板62上设置T型螺丝7。

如图11-图12所示，T型螺丝7包括螺轴71、固定套72、弹簧73、弹簧顶圈74、螺丝卡帽75以及齿圈环76，螺轴71顶部为水平锁定部711，螺轴71下部为第一直齿圈712，第一直齿圈712依次穿过固定套72、弹簧73、弹簧顶圈74，最终进入螺丝卡帽75中，弹簧73位于固定套72中并且底部被弹簧顶圈74限定，螺轴71设有台阶，台阶无法穿过弹簧顶圈74的通行孔；螺丝卡帽75的第二直齿圈751与第一直齿圈712配合，螺丝卡帽75的第三直齿圈752与齿圈环76的第五齿圈761配合；螺丝卡帽75的第四直齿圈753暴露在外部能够与自动加解锁机构的齿圈套筒配合。

T型螺丝7工作原理如下：自动加解锁机构向上移动通过齿圈套筒将螺丝卡帽75向上推动，螺丝卡帽75作用弹簧顶圈74，弹簧顶圈74作用螺轴71的台阶，使得螺轴71的水平锁定部711也向上移动进入挂载座78，弹簧73此时被挤压；当自动加解锁机构驱使齿圈套筒旋转时，齿圈套筒使得螺丝卡帽75旋转，螺轴71通过与螺丝卡帽75的啮合也同步旋转；当自动加解锁机构与螺丝卡帽75分离时，弹簧73释放弹力使得螺丝卡帽75和弹簧顶圈74向下复位，螺轴71在自身重力作用下向下复位。

固定套72下方连接螺丝封盖77，该螺丝封盖77使得T型螺丝7底部只有第四直齿圈753暴露在外部。螺轴71上还设有限位环713，该限位环713不能通过固定套72顶部的通行孔，因而能够对螺轴71向上移动范围进行限定。

如图7-图14所示，一种电池包快换支架，电池包4位于车辆底盘支架3与电池包快换支架6之间，电池包4固定在电池包快换支架6上，车辆底盘支架3与电池包快换支架6通过T型螺丝7进行连接，T型螺丝7顶部设有水平锁定部711，车辆底盘支架3上设有挂载座78，挂载座78设有空腔，空腔底部设有开口781，水平锁定部711通过开口781进入空腔，自动加解锁机构作用T型螺丝7底部能够使得水平锁定部711旋转；当水平锁定部711不能通过开口781离开挂载座78时，车辆底盘支架3与电池包快换支架6处于锁定状态，当水平锁定部711能通过开口781离开挂载座78时，车辆底盘支架3与电池包快换支架6处于解锁状态。

如图13-图14所示，本发明电池包换电站的换电方法，包括以下步骤：

步骤1、车辆停到换电平台1上的前定位平台14和后定位平台13，车轮归中机构15通过推动车轮将车辆归中，同时四个车轮抬升机构11将车辆抬升举起，根据负载及偏载情况，四个车轮抬升机构11调整车辆底盘姿态，车辆底盘支架3两侧各安装两个标志位，通过第一视觉检测相机12检测这两个标志位，将检测实时数据反馈给四个车轮抬升机构11，四个车轮抬升机构11最终将车辆底盘支架3调节水平。

步骤2、换电车5从电池仓2的初始位置移动到换电平台1的车辆底部，并通过第二视觉检测相机确定自动加解锁机构57的齿圈套筒与螺丝卡帽75的第四直齿圈753的位置，并反馈给换电车5。

步骤3、换电车5调节自身的位置，使得活动平台55抬升，换电车5的第一导向柱56进入电池包快换支架6的第一导向孔中，最终使得活动平台55通过多个支撑块59紧贴亏电的电池包4与电池包快换支架6的组合件，同时螺丝卡帽75的第四直齿圈753进入到自动加解锁机构的齿圈套筒中。

步骤4、自动加解锁机构的电机工作使得螺轴71正向旋转，水平锁定部711旋转至完全位于挂载座78的开口781中，亏电的电池包4与电池包快换支架6的组合件与车辆底盘支架3处于解锁状态。

步骤5、活动平台55下降，亏电的电池包4与电池包快换支架6的组合件与车辆底盘支架3分离。

步骤6、换电车5带着亏电的电池包4与电池包快换支架6的组合件返回至电池仓的初始位置，换电车5的活动平台55举升使亏电的电池包4与电池包快换支架6的组合件带动水平状态的转动支撑块251转动不会阻挡亏电的电池包4与电池包快换支架6的组合件通行，当亏电的电池包4与电池包快换支架6的组合件举升高度超过转动支撑块251时，转动支撑块251不被亏电的电池包4与电池包快换支架6的组合件作用并靠自重下落至水平状态，换电车5的活动平台55继续下降，将亏电的电池包4与电池包快换支架6的组合件放在缓存机构25上。

步骤7、堆垛车21上的伸缩货叉24将已经准备好的满电电池包4与电池包快换支架6的组合件转移至换电车5上，使得自动加解锁机构57的齿圈套筒与螺丝卡帽75的第四直齿圈753配合，换电车5的第一导向柱56进入电池包快换支架6的第一导向孔中。

步骤8、换电车5载着满电电池包4与电池包快换支架6的组合件移动到车辆底盘支架3下方，并通过第二视觉检测相机确定换电车5移动至预定位置使得车辆底盘支架3的挂载座78与电池包快换支架6上的T型螺丝7对准。

步骤9、换电车5调节自身的位置，使得活动平台55抬升，电池包快换支架6上的第二导向柱63进入车辆底盘支架3的第二导向孔中；自动加解锁机构57的齿圈套筒底部将螺丝卡帽75向上推动，螺丝卡帽75作用螺轴71的台阶，螺轴71的T型螺丝7也向上移动，螺轴71的水平锁定部711通过挂载座78的开口781进入到挂载座78空腔中。

步骤10、自动加解锁机构的电机工作使得螺轴71反向旋转，水平锁定部711旋转至不能通过开口781离开挂载座78时，满电电池包4与电池包快换支架6的组合件与车辆底盘支架3处于锁定状态，完成满电电池包4的更换。

上面结合附图对本发明进行了示例性的描述，显然本发明的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。

Claims (11)

1.一种电池包快换支架，其特征在于：电池包（4）位于车辆底盘支架（3）与电池包快换支架（6）之间，电池包（4）固定在电池包快换支架（6）上，车辆底盘支架（3）与电池包快换支架（6）通过T型螺丝（7）进行连接，T型螺丝（7）顶部设有水平锁定部（711），车辆底盘支架（3）上设有挂载座（78），挂载座（78）设有空腔，空腔底部设有开口（781），水平锁定部（711）通过开口（781）进入空腔，自动加解锁机构作用T型螺丝（7）底部能够使得水平锁定部（711）旋转；当水平锁定部（711）不能通过开口（781）离开挂载座（78）时，车辆底盘支架（3）与电池包快换支架（6）处于锁定状态，当水平锁定部（711）能通过开口（781）离开挂载座（78）时，车辆底盘支架（3）与电池包快换支架（6）处于解锁状态。

2.根据权利要求1所述的电池包快换支架，其特征在于：T型螺丝（7）包括螺轴（71）、固定套（72）、弹簧（73）、弹簧顶圈（74）、螺丝卡帽（75）以及齿圈环（76），螺轴（71）顶部为所述水平锁定部（711），螺轴（71）下部为第一直齿圈（712），第一直齿圈（712）依次穿过固定套（72）、弹簧（73）、弹簧顶圈（74），最终进入螺丝卡帽（75）中，弹簧（73）位于固定套（72）中并且底部被弹簧顶圈（74）限定，螺轴（71）设有台阶，所述台阶无法穿过弹簧顶圈（74）的通行孔；螺丝卡帽（75）的第二直齿圈（751）与第一直齿圈（712）配合，螺丝卡帽（75）的第三直齿圈（752）与齿圈环（76）的第五齿圈（761）配合；螺丝卡帽（75）的第四直齿圈（753）暴露在外部能够与自动加解锁机构的齿圈套筒配合；

当自动加解锁机构向上移动通过齿圈套筒将螺丝卡帽（75）向上推动，螺丝卡帽（75）作用弹簧顶圈（74），弹簧顶圈（74）作用螺轴（71）的台阶，使得水平锁定部（711）也向上移动进入挂载座（78），弹簧（73）此时被挤压；

当自动加解锁机构驱使齿圈套筒旋转时，齿圈套筒使得螺丝卡帽（75）旋转，螺轴（71）通过与螺丝卡帽（75）的啮合也同步旋转；

当自动加解锁机构与螺丝卡帽（75）分离时，弹簧（73）释放弹力使得螺丝卡帽（75）和弹簧顶圈（74）向下复位，螺轴（71）在自身重力作用下向下复位。

3.根据权利要求2所述的电池包快换支架，其特征在于：电池包快换支架（6）包括加强板（61），电池包（4）安装在加强板（61）上；加强板（61）设有第二导向柱（63），对应的在车辆底盘支架（3）设有第二导向孔；或者加强板（61）设有第二导向孔，对应的在车辆底盘支架（3）设有第二导向柱（63）。

4.一种电池包换电站，包括换电平台（1）、电池仓（2）以及换电车（5），换电车（5）将换电平台（1）中车辆底盘支架（3）装载的电池包（4）卸下并且转移至电池仓（2）中；换电车（5）将换电平台（1）中充好电的电池包（4）转移至换电平台（1）并且装载在车辆底盘支架（3）上，其特征在于：还包括权利要求1-3中任何一项所述的电池包快换支架。

5.根据权利要求4所述的电池包换电站，其特征在于：换电车（5）包括活动平台（55）和固定平台（58），活动平台（55）通过多个支撑块（59）支撑电池包（4）与电池包快换支架（6）的组合件；

自动加解锁机构（57）安装在活动平台（55）上，自动加解锁机构（57）的齿圈套筒通过传动结构与电机连接实现旋转；

固定平台（58）设有X轴行走机构（52）实现X轴方向的移动，换电车（5）通过X轴移动增大底盘的覆盖范围针对不同轴距的车型；

固定平台（58）设有Y轴行走机构（51）实现Y轴方向的移动，换电车（5）通过Y轴方向的移动实现往返于换电平台（1）和电池仓（2）之间；

活动平台（55）和固定平台（58）之间通过Z轴行走机构（54）实现活动平台（55）垂直方向的移动，活动平台（55）通过Z轴方向的移动实现自动加解锁机构（57）的齿圈套筒与螺丝卡帽（75）的第四直齿圈（753）结合与分离。

6.根据权利要求5所述的电池包换电站，其特征在于：换电车（5）还包括第二视觉检测相机，第二视觉检测相机检测自动加解锁机构（57）的齿圈套筒与螺丝卡帽（75）的第四直齿圈（753）的位置或车辆底盘支架（3）的挂载座（78）与T型螺丝（7）的位置，确保两组部件能够对准。

7.根据权利要求6所述的电池包换电站，其特征在于：换电车（5）还包括第一导向柱（56），对应地在电池包快换支架（6）设有第一导向孔，活动平台（55）通过浮动板机构（53）实现水平方向的左右前后摆动从而提高第一导向柱（56）进入第一导向孔成功率。

8.根据权利要求7所述的电池包换电站，其特征在于：换电平台（1）包括车轮抬升机构（11）、第一视觉检测相机（12）、前定位平台（14）、后定位平台（13）以及车轮归中机构（15）；车辆前后轮分别进入前定位平台（14）和后定位平台（13），车轮归中机构（15）通过推动车轮将车辆归中，同时四个车轮抬升机构（11）将车辆抬升举起，根据负载及偏载情况，四个车轮抬升机构（11）调整车辆底盘姿态，车辆底盘支架（3）两侧各安装两个标志位，通过第一视觉检测相机（12）检测这两个标志位，将实时数据反馈给四个车轮抬升机构（11），四个车轮抬升机构（11）最终将车辆底盘支架（3）调节水平。

9.根据权利要求8所述的电池包换电站，其特征在于：电池仓（2）中设有堆垛车（21）和电池架（28），堆垛车（21）上下两端通过滚轮在天轨（23）和地轨（22）中限定实现直线移动；堆垛车（21）设有伸缩货叉（24）能够进入电池包（4）与电池包快换支架（6）的组合件与换电车（5）之间空隙将电池包（4）与电池包快换支架（6）的组合件进行支撑，堆垛车（21）还设有垂直移动机构，垂直移动机构能够使得伸缩货叉（24）在垂直方向移动，伸缩货叉（24）将电池包（4）与电池包快换支架（6）的组合件转移至电池架（28）不同高度的存放；电池架（28）每个存放位通过多个电池支撑块（26）支撑电池包（4）与电池包快换支架（6）的组合件并且在其下方形成伸缩货叉（24）能够进入的空隙。

10.根据权利要求9所述的电池包换电站，其特征在于：电池架（28）上还设有缓存机构（25），缓存机构（25）设有多个转动支撑块（251）；转动支撑块（251）初始状态为水平设置，其水平状态能够向上旋转从而开启电池包（4）与电池包快换支架（6）的组合件上行通道，其水平状态不能向下旋转确保电池包（4）与电池包快换支架（6）的组合件位于缓存机构上时不会掉落；换电车（5）进入到缓存机构（25）下方的通道中，活动平台（55）向上移动使得电池包（4）与电池包快换支架（6）的组合件也向上移动，组合件作用水平设置的转动支撑块（251）转动从而不会阻挡组合件通过，组合件位于缓存机构（25）上方时，转动支撑块（251）在自身重力作用下或弹性复位件作用下回复至水平状态；活动平台（55）下行，组合件被多个转动支撑块（251）阻挡和支撑使得组合件与活动平台（55）分离。

11.一种权利要求10所述电池包换电站的换电方法，包括以下步骤：

步骤1、车辆停到换电平台（1）上的前定位平台（14）和后定位平台（13），车轮归中机构（15）通过推动车轮将车辆归中，同时四个车轮抬升机构（11）将车辆抬升举起，根据负载及偏载情况，四个车轮抬升机构（11）调整车辆底盘姿态，车辆底盘支架（3）两侧各安装两个标志位，通过第一视觉检测相机（12）检测这两个标志位，将检测实时数据反馈给四个车轮抬升机构（11），四个车轮抬升机构（11）最终将车辆底盘支架（3）调节水平；

步骤2、换电车（5）从电池仓（2）的初始位置移动到换电平台（1）的车辆底部，并通过第二视觉检测相机确定自动加解锁机构（57）的齿圈套筒与螺丝卡帽（75）的第四直齿圈（753）的位置，并反馈给换电车（5）；

步骤3、换电车（5）调节自身的位置，使得活动平台（55）抬升，换电车（5）的第一导向柱（56）进入电池包快换支架（6）的第一导向孔中，最终使得活动平台（55）通过多个支撑块（59）紧贴亏电的电池包（4）与电池包快换支架（6）的组合件，同时螺丝卡帽（75）的第四直齿圈（753）进入到自动加解锁机构的齿圈套筒中；

步骤4、自动加解锁机构的电机工作使得螺轴（71）正向旋转，水平锁定部（711）旋转至完全位于挂载座（78）的开口（781）中，亏电的电池包（4）与电池包快换支架（6）的组合件与车辆底盘支架（3）处于解锁状态；

步骤5、活动平台（55）下降，亏电的电池包（4）与电池包快换支架（6）的组合件与车辆底盘支架（3）分离；

步骤6、换电车（5）带着亏电的电池包（4）与电池包快换支架（6）的组合件返回至电池仓的初始位置，换电车（5）的活动平台（55）举升使亏电的电池包（4）与电池包快换支架（6）的组合件带动水平状态的转动支撑块（251）转动不会阻挡亏电的电池包（4）与电池包快换支架（6）的组合件通行，当亏电的电池包（4）与电池包快换支架（6）的组合件举升高度超过转动支撑块（251）时，转动支撑块（251）不被亏电的电池包（4）与电池包快换支架（6）的组合件作用并靠自重下落至水平状态，换电车（5）的活动平台（55）继续下降，将亏电的电池包（4）与电池包快换支架（6）的组合件放在缓存机构（25）上；

步骤7、堆垛车（21）上的伸缩货叉（24）将已经准备好的满电电池包（4）与电池包快换支架（6）的组合件转移至换电车（5）上，使得自动加解锁机构（57）的齿圈套筒与螺丝卡帽（75）的第四直齿圈（753）配合，换电车（5）的第一导向柱（56）进入电池包快换支架（6）的第一导向孔中；

步骤8、换电车（5）载着满电电池包（4）与电池包快换支架（6）的组合件移动到车辆底盘支架（3）下方，并通过第二视觉检测相机确定换电车（5）移动至预定位置使得车辆底盘支架（3）的挂载座（78）与电池包快换支架（6）上的T型螺丝（7）对准；

步骤9、换电车（5）调节自身的位置，使得活动平台（55）抬升，电池包快换支架（6）上的第二导向柱（63）进入车辆底盘支架（3）的第二导向孔中；自动加解锁机构（57）的齿圈套筒底部将螺丝卡帽（75）向上推动，螺丝卡帽（75）作用螺轴（71）的台阶，螺轴（71）的T型螺丝（7）也向上移动，螺轴（71）的水平锁定部（711）通过挂载座（78）的开口（781）进入到挂载座（78）空腔中；

步骤10、自动加解锁机构的电机工作使得螺轴（71）反向旋转，水平锁定部（711）旋转至不能通过开口（781）离开挂载座（78）时，满电电池包（4）与电池包快换支架（6）的组合件与车辆底盘支架（3）处于锁定状态，完成满电电池包（4）的更换。