CN207809354U - 充换电站 - Google Patents

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CN207809354U CN201721757788.6U CN201721757788U CN207809354U CN 207809354 U CN207809354 U CN 207809354U CN 201721757788 U CN201721757788 U CN 201721757788U CN 207809354 U CN207809354 U CN 207809354U
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赵志凌
严兵勇
戚文刚
杨潮
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Abstract

本实用新型涉及充换电领域,具体涉及一种充换电站。本实用新型旨在解决现有充换电站存在的换电体验差、运输安装不便的问题。为此目的,本实用新型的充换电站包括电池充储模块和换电平台模块,其中,电池充储模块设置成能够与换电平台模块完成电池的对接;其中,换电平台模块设置成能够与电池充储模块交换电池,以及能够为车辆更换电池。通过使用换电平台模块来完成换电机器人运输和更换电池的功能,本实用新型的充换电站能够在不设置换电机器人和车辆抬升机构的情形下完成换电,加快了换电节拍,并且使得换电平台模块和电池充储模块能够作为两个单独的模块进行模块化的整站运输,解决了现有充换电站存在的换电体验差、运输安装不便的问题。

Description

充换电站
技术领域
[0001]本实用新型涉及充换电领域,具体涉及一种充换电站。
背景技术
[0002]随着新能源汽车的普及,如何有效地为能量不足的汽车提供快速有效的能量补给 成为车主和各大厂商非常关注的问题。以电动汽车为例,当前主流的电能补给方案包括充 电方案和电池更换方案。相对于充电方案,电池更换方案由于可以在很短的时间完成动力 电池的更换且对动力电池的使用寿命没有明显的影响,因此是电能补给的主要发展方向之 一。电池更换方案一般在充换电站内完成,充换电站内设置有存放电池的电池架和换电平 台,以及在电池架和换电平台的之间的运载满电/亏电动力电池的换电机器人,如轨道导引 车(Rail Guided Vehicle,RGV)或自动导引车(Auto Guided Vehicle,AGV)。换电机器人通 过在电池架和换电平台之间往复行驶的方式,完成电池的运输以及电动汽车的电池更换。 [0003]虽然电池更换方案具有上述诸多优点,但是不可避免的也存在着一定的问题。首 先,由于换电机器人集成了电池的运输和更换两个功能,导致换电机器人的高度相对较高, 换电平台需要设置专门的抬升装置将电动汽车抬升至较高的高度后,换电机器人才能进入 车底进行换电。而且这种设置方式还导致了换电过程中驾驶员(无论是乘客还是换电服务 人员)需要把车辆停好后,下车等待换电过程结束后再上车将车辆开走。这样的流程出于安 全的考虑是正确的,但用户体验非常不好。其次,不论是轨道导引车还是自动导引车,在充 换电站中都需要铺设专用的轨道或引导线,而轨道或引导线需要占用电池架和换电平台两 个区域,这就导致了充换电站无法实现模块化安装和运输,为充换电站生产厂家带来运输 和安装上的不便。
[0004] 相应地,本领域需要一种新的充换电站来解决上述问题。 实用新型内容
[0005] 为了解决现有技术中的上述问题,即为了解决现有充换电站存在的换电体验差、 运输安装不便的问题,本实用新型提供了一种充换电站,所述充换电站包括电池充储模块 和换电平台模块,其中,所述电池充储模块储存有多块电池,所述电池充储模块设置成能够 与所述换电平台模块对接并交换电池;其中,所述换电平台模块设置成能够运输电池以及 为车辆更换电池。
[0006] 在上述充换电站的优选技术方案中,所述换电平台模块包括:停车平台,所述停车 平台设置成能够对停放于其上的车辆进行定位;加解锁单元,所述加解锁单元设置成能够 从车辆上卸下亏电电池以及将满电电池安装至车辆;电池运输单元,所述电池运输单元设 置成能够将所述加解锁单元卸下的亏电电池运输至所述电池充储模块,以及接收来自所述 电池充储模块的满电电池并运输至所述加解锁单元。
[0007] 在上述充换电站的优选技术方案中,所述电池运输单元进一步设置成能够在车辆 不被抬升时将所述加解锁单元卸下的亏电电池运输至所述电池充储模块、以及接收来自所 述电池充储模块的满电电池并运输至所述加解锁单元。
[0008] 在上述充换电站的优选技术方案中,所述电池运输单元包括第一驱动机构和第一 传动机构,所述第一驱动机构能够驱动所述第一传动机构运动,所述第一传动机构能够承 载电池。
[0009] 在上述充换电站的优选技术方案中,所述加解锁单元包括举升机构和加解锁机 构,所述举升机构能够将所述加解锁机构举升至换电位置,所述加解锁机构能够在所述换 电位置对电池进行加解锁。
[0010] 在上述充换电站的优选技术方案中,所述加解锁单元还配置有平移单元,所述平 移单元能够使所述加解锁单元沿车辆的前进/后退方向移动。
[0011] 在上述充换电站的优选技术方案中,所述停车平台上设置有第一定位机构和第二 定位机构,所述第一定位机构能够使车辆在车辆的前进/后退方向上定位,所述第二定位机 构能够使车辆在车辆的宽度方向上定位。
[0012] 在上述充换电站的优选技术方案中,所述第一定位机构包括V型辊筒组和I型辊筒 组,所述V型辊筒组能够使车辆的前轮/后轮嵌入其中,并且所述V型辊筒组允许车辆的前 轮/后轮沿所述宽度方向移动;所述I型辊筒组相应地允许车辆的后轮/前轮支撑于其上并 且沿所述宽度方向移动。
[0013] 在上述充换电站的优选技术方案中,所述第二定位机构包括前轮对中推拉杆和/ 或后轮对中推拉杆,所述前轮对中推拉杆和/或所述后轮对中推拉杆能够通过推动/拉动车 辆的前轮/后轮的方式使车辆在所述宽度方向上定位。
[0014] 在上述充换电站的优选技术方案中,所述换电平台模块还包括抬车单元和/或调 平单元,其中,所述抬车单元能够将停放于所述停车平台上的车辆抬升预设量;其中,所述 调平单元能够调节车辆与所述停车平台的平行度。
[0015] 在上述充换电站的优选技术方案中,所述电池充储模块包括电池储存装置和电池 转运装置,所述电池储存装置储存有多块电池,所述电池储存装置设置成能够与电池转运 装置对接并交换电池;所述电池转运装置设置成能够接收所述电池运输单元的亏电电池并 转运至所述电池储存装置,以及接收来自所述电池储存装置的满电电池并转运至所述电池 运输单元。
[0016] 在上述充换电站的优选技术方案中,所述电池储存装置进一步包括多个电池架单 元,每个所述电池架单元上设置有第一电池转运单元,所述第一电池转运单元设置成能够 使电池进入/退出所述电池架单元。
[0017] 在上述充换电站的优选技术方案中,所述第一电池转运单元包括第二驱动机构和 第二传动机构,所述第二驱动机构能够驱动所述第二传动机构运动,所述第二传动机构能 够承载电池。
[0018] 在上述充换电站的优选技术方案中,所述电池转运装置包括电池升降单元和至少 一个第二电池转运单元,所述电池升降单元设置成能够使所述至少一个第二电池转运单元 上升/下降,所述第二电池转运单元设置成能够使电池进入/退出所述电池转运装置。
[0019] 在上述充换电站的优选技术方案中,所述电池转运装置包括两个第二电池转运单 元,所述两个第二电池转运单元设置成:在其中一个所述第二电池转运单元接收/转运亏电 电池的同时或之后,另一个所述第二电池转运单元能够相应地转运/接收满电电池。
[0020] 在上述充换电站的优选技术方案中,所述电池升降单元包括第三驱动机构和第三 传动机构,所述第三驱动机构能够驱动所述第三传动机构上升/下降,所述第三传动机构与 所述至少一个第二电池转运单元连接。
[0021] 在上述充换电站的优选技术方案中,所述第二电池转运单元包括第四驱动机构和 第四传动机构,所述第四驱动机构能够驱动所述第四传动机构运动,所述第四传动机构能 够承载电池。
[0022] 本领域技术人员能够理解的是,在本实用新型的优选技术方案中,充换电站包括 电池充储模块和换电平台模块,并且不包括换电机器人。电池充储模块设置成能够与换电 平台模块对接并交换电池,换电平台模块设置成能够运输电池,以及为车辆更换电池。其 中,换电平台模块进一步包括停车平台、加解锁单元和电池运输单元,电池运输单元进一步 设置成能够在车辆不被抬升时将加解锁单元卸下的亏电电池运输至电池充储模块、以及接 收来自电池充储模块的满电电池并运输至加解锁单元。通过使用换电平台模块来完成换电 机器人运输和更换电池的功能,本实用新型的充换电站能够在不设置换电机器人和车辆抬 升机构的情形下完成换电,这种设置方式不仅省略了换电过程中的车辆抬升过程,加快了 换电节拍,使得驾驶员不用下车即可完成车辆的换电,而且还能够大大简化充换电站的结 构,即简化了换电机器人、轨道以及车辆抬升机构的设置,使得换电平台模块和电池充储模 块能够作为两个单独的模块进行模块化的整站运输和安装。也就是说,本实用新型的充换 电站解决了现有充换电站存在的换电体验差、运输安装不便的问题,实现了充换电站的小 型化和整装整运,减少了充换电站的土建工作,方便了城市内充换电站的安装落地,提升了 换电效率和换电体验。
[0023]方案1、一种充换电站,其特征在于,所述充换电站包括电池充储模块和换电平台 模块,
[0024]其中,所述电池充储模块储存有多块电池,所述电池充储模块设置成能够与所述 换电平台模块对接并交换电池;
[0025]其中,所述换电平台模块设置成能够运输电池以及为车辆更换电池。
[0026]方案2、根据方案1所述的充换电站,其特征在于,所述换电平台模块包括:
[0027]停车平台,所述停车平台设置成能够对停放于其上的车辆进行定位;
[0028]加解锁单元,所述加解锁单元设置成能够从车辆上卸下亏电电池以及将满电电池 安装至车辆;
[0029]电池运输单元,所述电池运输单元设置成能够将所述加解锁单元卸下的亏电电池 运输至所述电池充储模块,以及接收来自所述电池充储模块的满电电池并运输至所述加解 锁单元。
[0030]方案3、根据方案2所述的充换电站,其特征在于,所述电池运输单元进一步设置成 能够在车辆不被抬升时将所述加解锁单元卸下的亏电电池运输至所述电池充储模块、以及 接收来自所述电池充储模块的满电电池并运输至所述加解锁单元。
[0031] 方案4、根据方案3所述的充换电站,其特征在于,所述电池运输单元包括第一驱动 机构和第一传动机构,所述第一驱动机构能够驱动所述第一传动机构运动,所述第一传动 机构能够承载电池。
[0032] 方案5、根据方案2所述的充换电站,其特征在于,所述加解锁单元包括举升机构和 加解锁机构,所述举升机构能够将所述加解锁机构举升至换电位置,所述加解锁机构能够 在所述换电位置对电池进行加解锁。
[0033]方案6、根据方案5中所述的充换电站,其特征在于,所述加解锁单元还配置有平移 单元,所述平移单元能够使所述加解锁单元沿车辆的前进/后退方向移动。
[0034]方案7、根据方案2所述的充换电站,其特征在于,所述停车平台上设置有第一定位 机构和第二定位机构,所述第一定位机构能够使车辆在车辆的前进/后退方向上定位,所述 第二定位机构能够使车辆在车辆的宽度方向上定位。
[0035]方案8、根据方案7所述的充换电站,其特征在于,所述第一定位机构包括V型辊筒 组和I型辊筒组,所述V型辊筒组能够使车辆的前轮/后轮嵌入其中,并且所述V型辊筒组允 许车辆的前轮/后轮沿所述宽度方向移动;所述I型辊筒组相应地允许车辆的后轮/前轮支 撑于其上并且沿所述宽度方向移动。
[0036]方案9、根据方案7所述的充换电站,其特征在于,所述第二定位机构包括前轮对中 推拉杆和/或后轮对中推拉杆,所述前轮对中推拉杆和/或所述后轮对中推拉杆能够通过推 动/拉动车辆的前轮/后轮的方式使车辆在所述宽度方向上定位。
[0037]方案10、根据方案2所述的充换电站,其特征在于,所述换电平台模块还包括抬车 单元和/或调平单元,
[0038]其中,所述抬车单元能够将停放于所述停车平台上的车辆抬升预设量;
[0039]其中,所述调平单元能够调节车辆与所述停车平台的平行度。
[0040]方案11、根据方案2至10中任一项所述的充换电站,其特征在于,所述电池充储模 块包括电池储存装置和电池转运装置,
[0041]所述电池储存装置储存有多块电池,所述电池储存装置设置成能够与电池转运装 置对接并父换电池;
[0042]所述电池转运装置设置成能够接收所述电池运输单元的亏电电池并转运至所述 电池储存装置,以及接收来自所述电池储存装置的满电电池并转运至所述电池运输单元。 [0043]方案12、根据方案11所述的充换电站,其特征在于,所述电池储存装置进一步包括 多个电池架单元,每个所述电池架单元上设置有第一电池转运单元,所述第一电池转运单 元设置成能够使电池进入/退出所述电池架单元。
[0044]方案13、根据方案12所述的充换电站,其特征在于,所述第一电池转运单元包括第 二驱动机构和第二传动机构,所述第二驱动机构能够驱动所述第二传动机构运动,所述第 二传动机构能够承载电池。
[0045]方案14、根据方案11所述的充换电站,其特征在于,所述电池转运装置包括电池升 降单元和至少一个第二电池转运单元,所述电池升降单元设置成能够使所述至少一个第二 电池转运单元上升/下降,所述第二电池转运单元设置成能够使电池进入/退出所述电池转 运装置。
[0046]方案I5、根据方案14所述的充换电站,其特征在于,所述电池转运装置包括两个第 二电池转运单元,所述两个第二电池转运单元设置成:
[0047]在其中一个所述第二电池转运单元接收/转运亏电电池的同时或之后,另一个所 述第二电池转运单元能够相应地转运/接收满电电池。
[0048]方案16、根据方案14所述的充换电站,其特征在于,所述电池升降单元包括第三驱 动机构和第三传动机构,所述第三驱动机构能够驱动所述第三传动机构上升/下降,所述第 三传动机构与所述至少一个第二电池转运单元连接。
[0049] 方案17、根据方案14所述的充换电站,其特征在于,所述第二电池转运单元包括第 四驱动机构和第四传动机构,所述第四驱动机构能够驱动所述第四传动机构运动,所述第 四传动机构能够承载电池。
附图说明
[0050] 下面参照附图并结合电动汽车来描述本实用新型的充换电站。附图中:
[0051] 图1为本实用新型的充换电站的结构示意图;
[0052] 图2为本实用新型的一种V型辊筒组的结构示意图;
[0053] 图3为本实用新型的一种I型辊筒组的结构示意图;
[0054] 图4为本实用新型的一种对中推拉杆的结构示意图;
[0055] 图5为本实用新型的一种电池转运装置的结构示意图;
[0056] 图6为本实用新型的带有平移单元的充换电站的结构示意图(一);
[0057] 图7为本实用新型的带有平移单元的充换电站的结构示意图(二)。
[0058] 附图标记列表
[0059] 1、电池充储模块;11、电池储存装置;111、电池架单元;;12、电池转运装置;121、电 池升降单元;1211、第三驱动机构;1212、第三传动机构;122、第二电池转运单元;13、横移导 轨;2、换电平台模块;21、停车平台;211、V型辊筒组;212、1型辊筒组;213、对中推拉杆;22、 电池运输单元;23、平移单元;3、电池;4、车辆。
具体实施方式
[0060] 下面参照附图来描述本实用新型的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的 是,这些实施方式仅仅用于解释本实用新型的技术原理,并非旨在限制本实用新型的保护 范围。例如,虽然附图中的第三传动机构是以链传动的方式进行描述的,但是这种这是方式 非一成不变,本领域技术人员可以根据需要对其作出调整,以便适应具体的应用场合。
[0061] 需要说明的是,在本实用新型的描述中,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖 直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关 系,这仅仅是为了便于描述,而不是指示或暗示所述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实用新型的限制。此外,术语“第一”、“第二”、 “第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0062] 此外,还需要说明的是,在本实用新型的描述中,除非另有明确的规定和限定,术 语“安装”、“相连”、“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;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间 接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言,可根据具体情况理解上述 术语在本实用新型中的具体含义。
[0063] 为了解决现有充换电站存在的换电体验差、运输安装不便的问题,本实用新型通 过取消充换电站中的换电机器人、并使用换电平台模块中设置的电池运输单元和加解锁单 元代替换电机器人实现动力电池(以下简称电池)的运输和更换功能的设置方式,实现了充 换电站的小型化和整装整运,加快了换电节拍,提升了换电体验。
[00M]首先参照图1,图1为本实用新型的充换电站的结构示意图。
[0065]如图1所示,本实用新型的充换电站主要包括电池充储模块1和换电平台模块2,并 且不包括换电机器人。电池充储模块1储存有多块电池3,并且电池充储模块1设置成能够与 换电平台模块2对接并交换电池3,换电平台模块2设置成能够运输电池3以及为电动汽车更 换电池3。换电平台模块2进一步包括停车平台21、加解锁单元(图中未示出)以及电池运输 单元22。停车平台21设置成能够对停放于其上的电动汽车进行定位,加解锁单元设置成能 够从电动汽车上卸下亏电电池以及将满电电池安装至电动汽车,电池运输单元22优选的设 置成能够在电动汽车不被抬升的情况下,将加解锁单元卸下的亏电电池直接运输至电池充 储模块1、以及接收来自电池充储模块1的满电电池并运输至加解锁单元。电池充储模块1包 括电池储存装置11和电池转运装置12,电池储存装置11储存有多块电池3,并且电池储存装 置11设置成能够为储存于其上的电池3进行充放电、冷却,以及与电池转运装置12对接并交 换电池3,电池转运装置12设置成能够接收电池运输单元22的亏电电池并转运至电池储存 装置11,以及接收来自电池储存装置11的满电电池并转运至电池运输单元22。
[0066]举例而言,电池充储模块1和换电平台模块2可以分别设置在一个一侧开口集装箱 内,两个集装箱的开口侧经过拼接后组装成为本实用新型的充换电站。在为停于停车平台 21上的电动汽车更换电池3时,无需抬升车辆4,而是加解锁单元首先将亏电电池从电动汽 车上卸下,被卸下的亏电电池落在电池运输单元22上;然后电池运输单元22运输亏电电池 移除车底并到达电池转运装置12,电池转运装置12接收亏电电池后,将满电电池转运给电 池运输单元22,完成与电池运输单元22的电池3的交换;最后电池运输单元22将满电电池运 输至电动汽车底部,由加解锁单元将满电电池安装在电动汽车上,完成为电动汽车的换电。 [0067]从上述描述可以看出,本实用新型通过将充换电站分为两个彼此功能独立的电池 充储模块1和换电平台模块2,使得充换电站具备整装整运、无需土建、便于安装等优点。使 用电池运输单元22和加解锁单元来替代现有换电机器人的设置方式,可以因此与省略换电 机器人和抬升装置的设置,实现在不抬升电动汽车的情形下更换电池3的目的,使充换电站 的整体结构更为简单、结构稳定性得到提高。换言之,上述设置方式降低了换电站的建设成 本、提高了换电稳定性和换电效率,解决了现有充换电站存在的系统结构复杂、换电流程冗 余、安装运输步骤繁琐以及换电效率低等诸多问题。
[0068]需要说明的是,上述设置方式仅仅用来解释本实用新型的原理,并非用于限制本 实用新型的保护范围,在不偏离本实用新型原理的条件下,本领域技术人员可以对上述设 置方式进行调整,以便适应更加具体的应用场景。例如,电池充储模块1和换电平台模块2还 可以采用框架结构搭建而成,电池储存装置11还可以仅用来储存电池3而不具备充放电和 冷却功能等。
[0069] 下面参照图1至图4,对本实用新型的原理做进一步阐述。其中,图2为本实用新型 的一种V型辊筒组的结构示意图;图3为本实用新型的一种I型辊筒组的结构示意图;图4为 本实用新型的一种对中推拉杆的结构示意图。
[0070] 如图1至图4所示,在一种可能的实施方式中,停车平台21上设置有能够使电动汽 车在前进/后退方向上定位的第一定位机构(图中未示出),以及使电动汽车在宽度方向定 位的第二定位机构(图中未示出)。其中,第一定位机构包括两个V型辊筒组211和两个I型辊 筒组212,两个V型辊筒组211能够使车辆4的前轮/后轮嵌入其中,以完成电动汽车在前进/ 后退方向上的定位,并且V型辊筒组211还允许车辆4的前轮/后轮沿电动汽车的宽度方向移 动;两个I型辊筒组212相应的允许电动汽车的后轮/前轮支撑于其上并且沿电动汽车的宽 度方向移动。其中,第二定位机构包括前轮对中推拉杆213和后轮对中推拉杆213,前轮对中 推拉杆213和后轮对中推拉杆213可以设置为相同的结构,并且前轮对中推拉杆213和后轮 对中推拉杆213能够通过推动/拉动电动汽车的车轮的方式使电动汽车在宽度方向上定位。 当然,第一定位机构和第二定位机构的形式和数量都并非一成不变,在不偏离本实用新型 原理的条件下,本领域技术人员也可以采用其他位置调节装置对电动汽车进行定位,只要 该定位装置能够使电动汽车在停车平台21上定位即可。
[0071]返回参照图1,在一种可能的实施方式中,电池运输单元22包括设置于停车平台21 靠近电池充储模块1 一侧的第一驱动机构(图中未示出)和第一传动机构(图中未示出),第 一驱动机构能够驱动第一传动机构运动,第一传动机构能够承载电池3并且在第一驱动机 构的驱动下将电池运输至加解锁单元。其中,第一驱动机构可以为伺服电机、电缸或气缸等 动力设备,第一传动机构可以为滑台、传送带、滚轮组或辊筒组等可以承载电池3并与驱动 机构配合使用的设备或部件。例如,使用滚轮组作为第一传动机构,伺服电机作为第一驱动 机构,并且将整个电池运输单元22固定在停车平台21或者充换电站的地面上,从而实现电 池3在加解锁单元与电池充储模块1之间的运输。
[0072]在一种可能的实施方式中,加解锁单元可以包括举升机构(图中未示出)和多个加 解锁机构(图中未示出),举升机构能够将亏电电池降落至滚轮组或将满电电池举升至换电 位置,加解锁机构能够在换电位置对电池3进行加解锁操作。如加解锁机构为驱动电机和设 置在驱动电机输出轴上的加解锁头(如内六角锁头等),多个加解锁机构可以固定在一块底 板上以保证彼此之间的相对位置;举升机构可以使用气缸、伺服电机等驱动机构配合以导 轨、滑台、凸轮机构、刚性链条等导向机构实现对底板以及底板上的电池3和加解锁机构的 举升。整个底板还可以嵌入停车平台21或者落在充换电站的地面上,以加大换电空间,并且 底板上对应滚轮的位置设置一些孔结构以便底板下降后电池3能够顺利的落在滚轮组上。 其中,换电位置可以是加解锁机构能够对电池3进行加解锁的位置,如在加解锁机构通过举 升机构与电动汽车的底盘对准之后,加解锁机构只通过驱动电机的驱动即可将亏电电池卸 下或将满电电池安装的位置。
[0073]进一步地,为了提高加解锁机构的定位精准度,还可以在底板上设置一些定位销, 对应的电动汽车的地盘上设置定位孔,通过定位销与定位孔的定位插接,保证加解锁机构 的定位精准度。
[0074]如前所述,相比于现有技术中通过换电机器人进行电池3的运输和更换的设置方 式,本实用新型通过在充换电站中创新性地设置电池运输单元22和加解锁单元,使得充换 电站能够在取消换电机器人和抬升装置的情形下完成电动汽车的不抬升换电,缩减了换电 步骤,提升了换电效率和用户的换电体验。并且通过上述描述还可以看出,由于电池运输单 元22和加解锁单元结构简单易实现,因此本实用新型还使得充换电站的可靠性和稳定性得 以提高、建设成本大大降低,利于大规模推广使用。
[0075]当然,上述实施方式并非唯一,在不偏离本实用新型原理的条件下,任何形式的调 整都应该落入本实用新型的保护范围之中。
[0076] 例如,在一种可能的实施方式中,为了增加换电空间,提高换电准确性,还可以在 停车平台21上设置抬车单元(图中未示出)和/或调平单元(图中未示出)。其中,抬车单元设 置成能够将停放在停车平台21上的电动汽车抬升预设量(如预设量为10cm或20cm),进而通 过提升电动汽车的高度为电池3的进出和底部加解锁机构留出足够的操作空间,有效地避 让轮胎等车体造成的干涉。其中,调平单元设置成能够调节车辆4与停车平台21的平行度, 进而使加解锁机构与车底保持平行,提高加解锁机构的换电准确性。实现方式上,抬车单元 和调平单元都可以采用电机、电缸、气缸等作为驱动力,采用竖直滑轨,凸轮机构,刚性链 条,丝杆,齿轮等作为传递装置来实现。例如:采用伺服电机作为驱动力,丝杠滑轨作为传动 件与I型辊筒组212连接,通过电机带动丝杠滑轨动作,带动I型辊筒组212上升下降,进而完 成电动汽车底盘的抬升或调平。
[0077]应当注意的是,此处的抬车单元与现有技术中用于车辆4抬升的抬升机构也可以 采用相同的设置方式,但是抬车单元与现有技术中的抬升机构的区别在于,抬车单元无需 将电动汽车抬升很高,即可实现操作空间的提升。举例而言,现有技术的抬升机构需要将电 动汽车抬升80cm才可以为换电机器人留出足够的进出空间,而本实用新型的抬车单元只需 将车辆4抬升2〇cm、甚至10cm既可以实现同样的目的,相对于抬升80cm的情况,抬升20cm或 10cm大大降低了驾驶员坐在车内进行换电的危险,使得驾驶员仍旧可以坐在车内便可完成 换电。
[0078]下面参照图6和图7,其中,图6为本实用新型的带有平移单元的充换电站的结构示 意图(一);图7为本实用新型的带有平移单元的充换电站的结构示意图(二)。
[0079]在另一种可能的实施方式中,为了进一步缩小换电平台整体的尺寸,实现充换电 站的小型化,还可以为加解锁单元配置平移单元23,平移单元23设置成能够使加解锁机构 沿车辆4的前进/后退方向移动。与前述类似地,平移单元23采用的驱动方式也可以有多种, 电机、气缸、电缸等依然可以作为驱动力,常用的丝杠滑轨、齿条等作为传动件与加解锁单 元的底盘连接。这样设置的原因是,通常电池3并未设置在电动汽车底盘的中心位置,而充 换电站内的换电平台模块2和电池充储模块1为了设计和控制上的便利都尽可能的采用对 中设置,这样一来,电池3和加解锁机构的中心不重合(具体的是电池3和加解锁机构沿车辆 4前进/后退方向的中点不重合),加解锁机构不能与换电位置对准。此时若想使电池3和加 解锁机构的沿车辆4前进/后退方向的中点重合,就需要增大换电平台和充换电站的占地面 积。如增大换电平台一侧的占地面积,使车辆4前进/后退方向的中点上移或下移,以便与电 池3在该方向上的中点重合。而采用平移单元23使加解锁机构沿车辆4前进/后退方向移动 的设置方式,使得平移单元23通过自身的平移完成了加解锁机构和电池3中点的对准,既满 足了设计的便利性,又缩小了换电平台的整体尺寸,减小了充换电站的占地面积,实现充换 电站的小型化。
[00S0]下面参照图1和图5,其中,图5为本实用新型的一种电池转运装置的结构示意图。 如图1所示,电池储存装置11进一步包括多个电池架单元111,电池架单元111上设置有第一 电池转运单元(图中未示出),第一电池转运单元包括第二驱动机构(图中未示出)和第二传 动机构(图中未示出),第二驱动机构能够驱动第二传动机构运动,第二传动机构能够承载 电池3,进而实现电池3进入/退出电池架单元111的功能,以便与电池转运装置12完成电池3 的交换。实现方式上,每个电池架单元111可以采用模块化的设置方式实现,通过层级的添 加以及排数的添加实现电池储存单元的扩容,以满足更频繁的换电需求和更多的储存需 求。第二驱动机构仍可以采用电机、电缸、气缸等方式,第二传动机构采用丝杠螺母、导轨、 链条、滚轮组以及辊筒组等方式,进而实现电池进入/退出电池储存装置11、以及与电池转 运装置I2交换电池的功能。当然,电池架单元111也可以采用整体框架拼接的方式实现,以 提高电池储存装置11的整体稳定性。
[0081]如图5所示,在一种可能的实施方式中,电池转运装置12包括电池升降单元121、至 少一个第二电池转运单元122。其中,电池升降单元121设置成能够使至少一个电池转运单 元上升/下降,第二电池转运单元122设置成能够与电池储存装置11以及电池运输单元22完 成电池3的交换。具体地,电池升降单元121包括第三驱动机构1211和第三传动机构1212,第 三驱动机构1211能够驱动第三传动机构1212上升/下降,第三传动机构1212与至少一个第 二电池转运单元I22直接连接或间接连接。第二电池转运单元122包括第四驱动机构(图中 未示出)和第四传动机构(图中未示出),第四驱动机构能够驱动第四传动机构运动,第四传 动机构能够承载电池3,进而实现使电池3进入/退出电池转运装置12的功能,以便与电池转 运装置12完成电池3交换。为保证零构件的统一,方便维修和更换,这里的电池升降单元121 和电池转运单元122仍可以采用电机、电缸、气缸等方式作为第三驱动机构mi或第四驱动 机构,采用丝杠螺母、导轨、链条等方式作为第三传动机构1212或第四传动机构,进而实现 电池的升降、以及与电池运输单元22和电池储存装置11的电池3的交换。此外,为使电池转 运装置12分别与电池储存装置11和电池运输单元22对接,充换电站的地面上还设置有横移 导轨13,电池转运装置I2能够在导轨的导向下移动,以完成与电池运输单元22以及电池储 存装置11中每个电池架单元111的对接。
[0082]在一种更为优选的实施方式中,电池转运装置12可以设置有上下两层或左右并排 排布的两个第二电池转运单元122,并且两个电池转运单元设置成在其中一个电池转运单 兀接收/转运5电电池的同时或之后,另一个电池转运单元能够转运/接收满电电池。通过 电池转运单元以上下两层或者左右两排的设置方式,使得电池转运装置12可以同时存放两 块电池。这样一来,在换电过程中,电池转运装置12可以在一次动作过程中完成亏电电池的 接收和满电电池的转运,进一步加快换电节拍。而电池转运装置12通过横移导轨13相对于 电池储存装置11可以平行移动的设置方式,还使得电池储存装置11或换电平台模块2需要 维修时,通过电池转运装置I2的横移留出足够维修空间,降低维修难度。
[0083]下面结合图6和图7,简述本实用新型的充换电站的一种可能的换电过程:
[0084]驾驶员驾驶电动汽车驶入停车平台21并在第一定位机构和第二定位机构的限制 下完成电动汽车的定位—平移单元23使加解锁单元平移至换电位置的投影位置—举升机 构将加解锁机构举升至换电位置—加解锁机构将亏电电池卸下,亏电电池落在加解锁单元 的底板上—平移单元23使加解锁单元平移至原位后,举升机构使加解锁单元下降,亏电电 池落在电池运输单元22的滚轮组上—电池运输单元22输送亏电电池至电池转运装置12,电 池转运装置I2的上层第二电池转运单元122接收亏电电池—第二电池转运单元122接收亏 电电池后,电池升降单元121使两个第二电池转运单元122同时上升,进而下层的第二电池 转运单元122与电池运输单元22对接-> 下层的第二电池转运单元122将存放的满电电池转 运至电池运输单元22->电池运输单元22接收满电电池并将满电电池输送至加解锁单元的 底板上—平移单元23使加解锁单元再次平移至换电位置的投影位置—举升机构再次将加 解锁机构举升至换电位置—加解锁机构将满电电池安装在电动汽车上->举升机构使加解 锁机构下降,平移单元23使加解锁单元平移至原位—第二定位机构反方向移动,取消对汽 车轮胎的限制,驾驶员驾驶电动汽车驶出充换电站。
[0085]当然,上述换电过程的描述只是为了阐述本实用新型的工作原理,并非旨在于限 制本实用新型的保护范围,在不偏离本实用新型原理的前提下,本领域技术人员可以对上 述流程或机构的动作顺序进行调整,以便本实用新型能够适用于更加具体的应用场景,例 如,在加解锁机构将满电电池安装在电动汽车上后,平移单元23使加解锁单元平移至原位 的动作与举升机构使加解锁机构下降还可以同时进行;再例如,电池运输单元22与电池转 运装置12交换电池时,也可以是电池转运装置I2的下层第二电池转运单元122先接收亏电 电池,然后上层的第二电池转运单元122将满电电池转运至电池运输单元22。
[0086]至此,己经结合附图所示的优选实施方式描述了本实用新型的技术方案,但是,本 领域技术人员容易理解的是,本实用新型的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在 不偏离本实用新型的原理的前提下,本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改 或替换,这些更改或替换之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (17)

1. 一种充换电站,其特征在于,所述充换电站包括电池充储模块和换电平台模块, 其中,所述电池充储模块储存有多块电池,所述电池充储模块设置成能够与所述换电 平台模块对接并交换电池; 其中,所述换电平台模块设置成能够运输电池以及为车辆更换电池。
2. 根据权利要求1所述的充换电站,其特征在于,所述换电平台模块包括: 停车平台,所述停车平台设置成能够对停放于其上的车辆进行定位; 加解锁单元,所述加解锁单元设置成能够从车辆上卸下亏电电池以及将满电电池安装 至车辆; 电池运输单元,所述电池运输单元设置成能够将所述加解锁单元卸下的亏电电池运输 至所述电池充储模块,以及接收来自所述电池充储模块的满电电池并运输至所述加解锁单 〇
3.根据权利要求2所述的充换电站,其特征在于,所述电池运输单元进一步设置成能够 在车辆不被抬升时将所述加解锁单元卸下的亏电电池运输至所述电池充储模块、以及接收 来自所述电池充储模块的满电电池并运输至所述加解锁单元。
4.根据权利要求3所述的充换电站,其特征在于,所述电池运输单元包括第一驱动机构 和第一传动机构,所述第一驱动机构能够驱动所述第一传动机构运动,所述第一传动机构 能够承载电池。
5.根据权利要求2所述的充换电站,其特征在于,所述加解锁单元包括举升机构和加解 锁机构,所述举升机构能够将所述加解锁机构举升至换电位置,所述加解锁机构能够在所 述换电位置对电池进行加解锁。
6. 根据权利要求5中所述的充换电站,其特征在于,所述加解锁单元还配置有平移单 元,所述平移单元能够使所述加解锁单元沿车辆的前进/后退方向移动。
7. 根据权利要求2所述的充换电站,其特征在于,所述停车平台上设置有第一定位机构 和第二定位机构,所述第一定位机构能够使车辆在车辆的前进/后退方向上定位,所述第二 定位机构能够使车辆在车辆的宽度方向上定位。
8. 根据权利要求7所述的充换电站,其特征在于,所述第一定位机构包括V型辊筒组和I 型辊筒组,所述V型辊筒组能够使车辆的前轮/后轮嵌入其中,并且所述V型辊筒组允许车辆 的前轮/后轮沿所述宽度方向移动;所述I型辊筒组相应地允许车辆的后轮/前轮支撑于其 上并且沿所述宽度方向移动。
9. 根据权利要求7所述的充换电站,其特征在于,所述第二定位机构包括前轮对中推拉 杆和/或后轮对中推拉杆,所述前轮对中推拉杆和/或所述后轮对中推拉杆能够通过推动/ 拉动车辆的前轮/后轮的方式使车辆在所述宽度方向上定位。
10. 根据权利要求2所述的充换电站,其特征在于,所述换电平台模块还包括抬车单元 和/或调平单元, 其中,所述抬车单元能够将停放于所述停车平台上的车辆抬升预设量; 其中,所述调平单元能够调节车辆与所述停车平台的平行度。
11. 根据权利要求2至10中任一项所述的充换电站,其特征在于,所述电池充储模块包 括电池储存装置和电池转运装置, 所述电池储存装置储存有多块电池,所述电池储存装置设置成能够与电池转运装置对 接并交换电池; 所述电池转运装置设置成能够接收所述电池运输单元的亏电电池并转运至所述电池 储存装置,以及接收来自所述电池储存装置的满电电池并转运至所述电池运输单元。 I2•根据权利要求11所述的充换电站,其特征在于,所述电池储存装置进一步包括多个 电池架单元,每个所述电池架单元上设置有第一电池转运单元,所述第一电池转运单元设 置成能够使电池进入/退出所述电池架单元。
13.根据权利要求12所述的充换电站,其特征在于,所述第一电池转运单元包括第二驱 动机构和第二传动机构,所述第二驱动机构能够驱动所述第二传动机构运动,所述第二传 动机构能够承载电池。
14.根据权利要求11所述的充换电站,其特征在于,所述电池转运装置包括电池升降单 元和至少一个第二电池转运单元,所述电池升降单元设置成能够使所述至少一个第二电池 转运单元上升/下降,所述第二电池转运单元设置成能够使电池进入/退出所述电池转运装 置。
15. 根据权利要求14所述的充换电站,其特征在于,所述电池转运装置包括两个第二电 池转运单元,所述两个第二电池转运单元设置成: 在其中一个所述第二电池转运单元接收/转运亏电电池的同时或之后,另一个所述第 二电池转运单元能够相应地转运/接收满电电池。
16. 根据权利要求14所述的充换电站,其特征在于,所述电池升降单元包括第三驱动机 构和第三传动机构,所述第三驱动机构能够驱动所述第三传动机构上升/下降,所述第三传 动机构与所述至少一个第二电池转运单元连接。
17. 根据权利要求14所述的充换电站,其特征在于,所述第二电池转运单元包括第四驱 动机构和第四传动机构,所述第四驱动机构能够驱动所述第四传动机构运动,所述第四传 动机构能够承载电池。
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