CN208774573U - 充电单元，换电站 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种充电单元和换电站。所述充电单元包括：用于存储电池的框架，传送机构，所述传送机构的由电机驱动输出运动将所述电池送入或送出所述框架；充电连接装置，所述充电连接装置设置在所述框架上，所述电池通过所述充电连接装置相对于所述框架固定；以及第一扩展构件，所述第一扩展构件设置在所述框架上并且具有第一方向上的第一连接部和第二连接部，所述第一连接部具有第一结构，所述第二连接部具有第二结构，所述第一结构构造成具有与所述第二结构配合的结构。本申请便于规模化生产，成本低，易于推广。

Description

充电单元，换电站
技术领域
本申请属于充电服务领域，具体说涉及一种充电单元和一种换电站。
背景技术
更换电池是目前电动汽车最快速的补电方式，乘用车最佳的换电模式是采用底盘式更换。为保证车辆的通过性，底盘式更换用的动力电池一般高度低，投影面积大，换电站内的充电单元大多按多层布置才能减少占地面积。
换电站内的充电单元按多层布置时，由于体积大、重量重且高度较高，充电单元内部的结构部件和电气元件较多，只能采用整体式安装、装配以及运输，实际生产不便并有较大的安全隐患，不具备在线扩展功能，影响换电站的生产和建设效率。
实用新型内容
本申请涉及的一个方面是提供了一种充电单元，包括：
用于存储电池的框架，
传送机构，所述传送机构的由电机驱动的输出运动将所述电池送入或送出所述框架；
充电连接装置，所述充电连接装置设置在所述框架上，所述电池通过所述充电连接装置相对于所述框架固定；以及
第一扩展构件，所述第一扩展构件设置在所述框架上并且具有第一方向上的第一连接部和第二连接部，所述第一连接部具有第一结构，所述第二连接部具有第二结构，所述第一结构构造成具有与所述第二结构配合的结构。
在上述充电单元中，所述充电单元还包括第二扩展构件，所述第二扩展构件具有第二方向上的第一附接端和第二附接端所述第一附接端和所述第二附接端中的一者附接到所述框架上，其中所述第二方向垂直于所述第一方向。
在上述充电单元中，所述第一连接部为内管，所述第二连接部为外管，所述外管和所述内管的尺寸大小设计成所述外管与所述内管之间形成嵌套连接。
在上述充电单元中，所述第一连接部和所述第二连接部上还分别设置有导向部，所述导向部用于引导所述第一连接部和所述第二连接部中的一者相对于待连接的另一者沿所述第一方向移动的。
在上述充电单元中，所述充电单元还包括限位机构，所述框架具有电池充电位置，一旦所述限位机构感测所述电池到达所述电池充电位置，所述传送机构停止输出运动。
在上述充电单元中，所述传送机构包括布置在所述框架上的电机和与所述电机连接的传动装置，所述传动装置为链传动或带传动。
在上述充电单元中，所述框架上还设置有引导所述电池相对于所述框架传送的导向装置。
本申请涉及的另一个方面是提供了一种换电站，所述换电站包括沿第一方向布置的至少两个根据上述任意一种所述的充电单元，其中第一充电单元的第一扩展构件的第一连接部与第二充电单元的第一扩展构件的第二连接部连接。
在上述换电站中，还包括第三充电单元，所述第三充电单元与所述第一充电单元沿第二方向布置，所述第一充电单元具有第二扩展构件，所述第二扩展构件具有所述第二方向上的第一附接端和第二附接端，所述第一附接端附接到所述第一充电单元的框架上，所述第二附接端附接到所述第二充电单元的框架上，其中所述第二方向垂直于所述第一方向。
在上述换电站中，所述第一连接部为内管，所述第二连接部为外管，所述第一充电单元的第一连接部与所述第二充电单元的第二连接部之间为嵌套连接，所述第一连接部和所述第二连接部通过在它们重合的部分设置固定件来与彼此紧固。
其中所述第一方向为竖直方向，所述第二方向为水平方向。
本申请涉及的充电单元具有扩展功能，通过各自的扩展构件，多个充电单元可以拼装成多层和/或多排的换电站。充电单元中设置有电机驱动的传送机构，通过电机正反转，可以将电池送入或拉出框架，节省人力。一旦送入的电池移动到位，电机可以停下来中止电池传送工作。扩展构件上的导向部能促使充电单元快速定位和组装。经组合的换电站通过使用紧固件组装成一个整体，提高抗震性能。本申请标准化程度高，可批量生产，并且满足日常运输要求，成本低，易于推广。
通过以下参考附图的详细说明，本申请的其他方面和特征变得明显。但是应当知道，该附图仅仅为解释的目的设计，而不是作为本申请的范围的限定，这是因为其应当参考附加的权利要求。还应当知道，附图仅仅意图概念地说明此处描述的结构和流程，除非另外指出，不必要依比例绘制附图。
附图说明
结合附图参阅以下具体实施方式的详细说明，将更加充分地理解本申请，附图中同样的参考附图标记始终指代视图中同样的元件。其中：
图1是本申请涉及的充电单元的一个实施例的结构示意图；
图2是本申请涉及的换电站的一个实施例的结构示意图；
图3-5是根据本申请的一个充电单元在竖直方向装在另一个充电单元上的第一扩展构件之间配合的过程示意图，其中图3是组合前的状态、图4是组合中的状态、图5是组合后的状态；
图6是根据本申请的充电单元的第一扩展构件的一种实施例的结构示意图；以及
图7是根据本申请的充电单元的第一扩展构件的另一种实施例的结构示意图。
具体实施方式
为帮助本领域的技术人员能够确切地理解本申请要求保护的主题，下面结合附图详细描述本申请的具体实施方式。
图1示出本实用新型涉及的充电单元的结构示意图。如图所示，充电单元包括框架1、传送机构2和充电连接装置3。框架1用于接收电池并进行存储并且由数根横梁12和连接横梁的数根侧梁11构成。传送机构2的输出运动可以将电池送入或送出框架1。传送机构2设置在框架1上，在图示实施例中，传送机构2包括电机22、轴23、链轮24和链条25。链轮24和链条25构成链传动，框架1中央为两根相对的侧梁11，链传动有两对，分别设置在各侧侧梁11上。两个主动链轮24之间通过轴23连接。链条25为包胶链条。电机22驱动其附近的链轮24转动，该链轮24通过轴23带动另一个链轮24转动，同时两个链轮24分别驱动链条25工作，由此电池可以在链条25上相对于框架1移动。控制电机22的正反转，实现最终链条25的正反方向的运动，由此电池可以送入或被拉出框架1。当然可以想得到的是，链传动还可以被带传动所替代。充电连接装置3设置在框架1上，其具有使电池相对于框架1固定和对电池进行充电的作用。充电连接装置3在框架1上的位置与电池的充电端口有关，充电连接装置3上设置有与电池的充电端口连接的啮合部31。在图示实施例中，充电连接装置3设置在横梁12的内部，与电池为侧面啮合。当然，充电连接装置3也可以设置在框架1的其他位置，如但非限制地与电池为上下啮合。在框架1上还设置有导向装置4，导向装置4为设置在链条25两侧附近的一对导向条41，导向条41之间的距离设置为对应于电池的尺寸。因为电池比较庞大，在电池相对于框架1的送入或送出的移动过程中，如果两侧链条25运动不一致，会使电池的传送路线发生偏移。导向条41可以为传送中的电池提供约束，使电池在对的传送路线上移动。
框架1具有一个电池充电位置，当电池被传送到该电池充电位置上后，通过充电连接装置3与框架1固定。充电单元还包括限位机构5。限位机构5用于感测电池是否到达电池充电位置上。当电池到达电池充电位置上时，限位机构5感测到并作出响应，电机22停止运转，从而电池停止继续前进。限位机构5可以是传感器、行程开关、微动开关等。在图示实施例中，限位机构5有两个，分开布置在框架1的两侧上。限位机构5的数量和位置可以基于电池尺寸来设计。当电池较为庞大时，需采用至少两个限位机构5以确保正确感测电池是否到达电池充电位置上。
图2为本申请涉及的换电站的结构示意图。如图所示，换电站由多个上述的充电单元组装而成，而且这些充电单元既可以沿着竖直方向x组装，也可以沿着水平方向y组装。先介绍竖直方向的充电单元的组装结构。以上下毗邻的两个充电单元为例，在下层的充电单元作为第一充电单元100，在上层的充电单元作为第二充电单元200。第一充电单元100具有第一扩展构件106，第二充电单元200具有相同的第一扩展构件206。第一充电单元100的第一扩展构件106与第二充电单元200的第一扩展构件206连接，从而第二充电单元200组装到第一充电单元100上。第一扩展构件106沿竖直方向x均具有上方的第一连接部161、261和下方的第二连接部162、262。第一连接部161、261具有第一结构，第二连接部162、262具有第二结构。第一结构构造成具有与第二结构配合的结构，从而在将第二充电单元200组装到第一充电单元100上时，第二充电单元200的第一扩展构件206的第二连接部262与第一充电单元100的第一扩展构件106的第一连接部161配合。在图示实施例中，结合图3-5，第一连接部161为内管，第二连接部262为外管，内管、外管的尺寸设计成在内管和外管之间能形成嵌套连接，即外管可以套在内管上。第一扩展构件的内管与外管之间为焊接连接，由此形成第一扩展构件。在组装时，第二充电单元的第二连接部262（外管）对准第一充电单元的第一连接部161（内管），该第二连接部262套在该第一连接部161上，并沿着该第一连接部161移动，直到第二连接部262抵接在另一个第二连接部162（第一充电单元的第二连接部）上。无论是内管还是外管，管的横截面可以是圆形、方形、矩形、多边形、或其他规则或不规则的形状，只要内管和外管能够相互配合即可。还可以是外管设置在第一扩展构件的上方，而内管设置在第一扩展构件的下面下方。
对于图示实施例，第一连接部161和第二连接部262还设置有引导第一连接部161和第二连接部262中的一者相对于另一者沿竖直方向移动的导向部163、263。参见图6，第一连接部161（内管）的外径设置倒角，第二连接部262（外管）的内径设置倒角。因此，当组装时，倒角的设置方便第一连接部161插入第二连接部262中。参见图7，当组装到位后，使用紧固件8例如图中示出的螺栓穿过第一连接部161和第二连接部262的重合部分并加以固定，从而第一连接部161和第二连接部262彼此紧固。
再回到图1-2，对于每一个充电单元，第一扩展构件106均有四个，布置在框架的四角上。第二充电单元通过四角上的第一扩展构件组装在第一充电单元的四角上的第一扩展构件上。通过这种方式，形成两层结构。以此类推，第二充电单元的上面还可以接收相同结构的其他充电单元。因此换电站可以包含好几层的充电单元。
接下来介绍水平方向的充电单元的组装结构。以左右毗邻的充电单元为例，右边的充电单元为上述的第一充电单元100，左边的充电单元为第三充电单元300。第一充电单元100具有第二扩展构件9。第二扩展构件9沿水平方向具有第一附接端91和第二附接端92，其中第一附接端91附接在第一充电单元100的框架上，第二附接端92附接在第三充电单元300的框架上，从而第一充电单元100与第三充电单元300并排布置在一起。在此基础上，第一充电单元100上可以接着组装上述的第二充电单元200，第三充电单元300上可以接着组装相同结构的其他充电单元。在图示出的实施例中，第二扩展构件9为跨接板。跨接板可以是双数个，布置在充电单元的前后两侧（图2中示出的是前侧的跨接板）。通过这种方式，换电站可以在水平方向上有多排充电单元。
换电站由多个结构相同的充电单元拼装而成，因此可以批量生产，并且解决了安装难，运输难的问题，换电站的生产和建设周期由此缩短。另外，还可以根据需求对已建成的换电站进行在线扩展，为充电服务提供快捷可靠的支持。
虽然已详细地示出并描述了本申请的具体实施例以说明本申请的原理，但应理解的是，本申请可以其它方式实施而不脱离这样的原理。

Claims (11)

1.一种充电单元，其特征是包括：
用于存储电池的框架(1)，
传送机构(2)，所述传送机构(2)的由电机驱动的输出运动将所述电池送入或送出所述框架(1)；
充电连接装置(3)，所述充电连接装置(3)设置在所述框架(1)上，所述电池通过所述充电连接装置(3)相对于所述框架(1)固定；以及
第一扩展构件(106)，所述第一扩展构件(106)设置在所述框架(1)上并且具有第一方向上的第一连接部(161)和第二连接部(162)，所述第一连接部(161)具有第一结构，所述第二连接部(162)具有第二结构，所述第一结构构造成具有与所述第二结构配合的结构。
2.根据权利要求1所述的充电单元，其特征是：所述充电单元还包括第二扩展构件(9)，所述第二扩展构件(9)具有第二方向上的第一附接端(91)和第二附接端(92)，所述第一附接端(91)和所述第二附接端(92)中的一者附接到所述框架(1)上，其中所述第二方向垂直于所述第一方向。
3.根据权利要求1或2所述的充电单元，其特征是：所述第一连接部(161)为内管，所述第二连接部(162)为外管，所述外管和所述内管的尺寸大小设计成所述外管与所述内管之间形成嵌套连接。
4.根据权利要求1或2所述的充电单元，其特征是：所述第一连接部和所述第二连接部上还分别设置有导向部(163,263)，所述导向部(163,263)用于引导所述第一连接部和所述第二连接部中的一者相对于待连接的另一者沿所述第一方向移动。
5.根据权利要求1或2所述的充电单元，其特征是：所述充电单元还包括限位机构(5)，所述框架(1)具有电池充电位置，一旦所述限位机构(5)感测所述电池到达所述电池充电位置，所述传送机构(2)停止输出运动。
6.根据权利要求1或2所述的充电单元，其特征是：所述传送机构(2)包括布置在所述框架(1)上的电机(22)和与所述电机(22)连接的传动装置，所述传动装置为链传动或带传动。
7.根据权利要求1或2所述的充电单元，其特征是：所述框架(1)上还设置有引导所述电池相对于所述框架(1)传送的导向装置(4)。
8.一种换电站，其特征是：所述换电站包括沿第一方向布置的至少两个根据权利要求1-7中任一项所述的充电单元，其中第一充电单元(100)的第一扩展构件(106)的第一连接部(161)与第二充电单元(200)的第一扩展构件(206)的第二连接部(262)连接。
9.根据权利要求8所述的换电站，其特征是还包括第三充电单元(300)，所述第三充电单元(300)与所述第一充电单元(100)沿第二方向布置，所述第一充电单元(100)具有第二扩展构件(9)，所述第二扩展构件(9)具有所述第二方向上的第一附接端(91)和第二附接端(92)，所述第一附接端(91)附接到所述第一充电单元(100)的框架上，所述第二附接端(92)附接到所述第二充电单元(200)的框架上，其中所述第二方向垂直于所述第一方向。
10.根据权利要求8或9所述的换电站，其特征是：所述第一连接部(161)为内管，所述第二连接部(262)为外管，所述第一充电单元的第一连接部(161)与所述第二充电单元的第二连接部(262)之间为嵌套连接，所述第一连接部(161)和所述第二连接部(262)通过在它们重合的部分设置固定件(8)来与彼此紧固。
11.根据权利要求9所述的换电站，其特征是：所述第一方向为竖直方向(x)，所述第二方向为水平方向(y)。
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