CN211139281U - 一种快速插拔式充电仓及换电站 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种快速插拔式充电仓及换电站，该快速插拔式充电仓包括：第一充电架；以及第二充电架，其与所述第一充电架相对设置，其中，所述第一充电架和/或所述第二充电架上分别具有至少一个用于供电池充电的电池仓，每个所述电池仓中均设有用于实现电池与电源快速通断电的电池充电快速插拔机构。根据本实用新型，其在提高充电接头运动行程以提高对接效率的同时，还能够适当降低插拔机构的高度尺寸，减小其在充电层上占用的高度空间，从而极大地提高了充电仓容纳电池的能力；此外，还能满足在换电过程中对电池的频繁定位需求，提高了充电仓中对电池的对位精度，大大减小了NG状况发生，提高了换电效率。

Description

一种快速插拔式充电仓及换电站

技术领域

本实用新型涉及电动汽车领域，特别涉及一种快速插拔式充电仓及换电站。

背景技术

满亏电池换电过程是一种电动汽车快速充能的方式，具体而言，是指通过换电设备将电动汽车的亏电电池换下，并即刻换上满电电池，换电站则是实现电动汽车的满亏电池换电的场所。

电动汽车在满亏电池换电过程中，需要将亏电电池从汽车上取下，同时再将满电电池从充电仓中取出更换到汽车上，而换下的电池需要放入充电仓中进行充电以备循环使用。现有的充电仓存在以下几个问题：首先，电池在电池仓中与充电插头进行对接时花费的时间过多，导致充电效率低下；其次，为了实现对充电接头的快速插拔，相应地需要充电接头在高度方向上具有较大的运动行程，而则就势必牺牲了充电仓中每层充电层的高度空间，从而导致相同高度尺寸下的充电仓具有较少的充电层，大大减小了充电仓容纳电池的能力；最后，在换电过程中，电池频繁地进出充电仓，而现有的充电仓缺少对电池进行快速、精准的定位功能。

有鉴于此，实有必要开发一种快速插拔式充电仓及换电站，用以解决上述问题。

实用新型内容

针对现有技术中存在的不足之处，本实用新型的目的是提供一种快速插拔式充电仓，其在提高充电接头运动行程以提高对接效率的同时，还能够适当降低插拔机构的高度尺寸，减小其在充电层上占用的高度空间，从而极大地提高了充电仓容纳电池的能力；此外，还能满足在换电过程中对电池的频繁定位需求，提高了充电仓中对电池的对位精度，大大减小了NG状况发生，提高了换电效率。

为了实现根据本实用新型的上述目的和其他优点，提供了一种快速插拔式充电仓，包括：

第一充电架；以及

第二充电架，其与所述第一充电架相对设置，

其中，所述第一充电架和/或所述第二充电架上分别具有至少一个用于供电池充电的电池仓，每个所述电池仓中均设有用于实现电池与电源快速通断电的电池充电快速插拔机构。

优选的是，所述电池充电快速插拔机构包括：

安装架，其固定设于所述电池仓中；

充电接头组件，其滑动安装于所述安装架上；以及

插拔传动组件，其安装于所述安装架上并且所述插拔传动组件的动力输出端分别与所述安装架及所述充电接头组件传动连接。

优选的是，所述插拔传动组件包括：

插拔驱动器，其尾部转动连接于所述安装架上；

第一摇杆，其一端与所述安装架转动连接；以及

第二摇杆，其一端与所述充电接头组件转动连接，

其中，所述第一摇杆与所述第二摇杆相交并且在两者的相交点处相铰接，所述插拔驱动器的动力输出端转动连接于所述第一摇杆与所述第二摇杆的相交点处。

优选的是，所述安装架上具有沿竖直方向延伸的导向轨道，所述充电接头组件滑动安装于所述导向轨道上。

优选的是，所述第一摇杆与所述第二摇杆在所述插拔驱动器的驱动下在合拢状态及张开状态间往复切换，从而使得所述充电接头组件在所述插拔驱动器的驱动下沿所述导向轨道往复升降。

优选的是，当所述充电接头组件位于最高处时，所述第一摇杆与所述第二摇杆呈合拢状态，当所述充电接头组件位于最低处时，所述第一摇杆与所述第二摇杆呈张开状态。

优选的是，所述第二充电架与所述第一充电架间隔设置以形成位于两者之间的搬运通道。

优选的是，所述第一充电架及所述第二充电架上分别具有上下料仓及浮动定位仓。

优选的是，所述上下料仓与所述浮动定位仓相对设置且处于同一高度。

优选的是，所述浮动定位仓中设有浮动定位机构，所述浮动定位机构包括：

至少三个周向布置的浮动定位块，其固定设于所述浮动定位仓中；以及

偶数个导向定位单元，其固定设于所述浮动定位仓的外周边缘；

其中，两两所述导向定位单元组成导向组件，每组所述导向组件中的导向定位单元相对设置。

进一步地，本案还公开一种换电站，其包含有前述任一项或多项所述的快速插拔式充电仓。

本实用新型与现有技术相比，其有益效果是：其在提高充电接头运动行程以提高对接效率的同时，还能够适当降低插拔机构的高度尺寸，减小其在充电层上占用的高度空间，从而极大地提高了充电仓容纳电池的能力；此外，还能满足在换电过程中对电池的频繁定位需求，提高了充电仓中对电池的对位精度，大大减小了NG状况发生，提高了换电效率。

附图说明

图1为根据本实用新型一个实施方式提出的快速插拔式充电仓的俯视图；

图2为根据本实用新型一个实施方式提出的快速插拔式充电仓的正视图；

图3为根据本实用新型一个实施方式提出的快速插拔式充电仓中电池充电快速插拔机构的三维结构视图；

图4为根据本实用新型一个实施方式提出的快速插拔式充电仓中电池充电快速插拔机构在另一视角下的三维结构视图；

图5为根据本实用新型一个实施方式提出的快速插拔式充电仓中第二充电架的三维结构图；

图6为根据本实用新型一个实施方式提出的快速插拔式充电仓中浮动定位机构的俯视图；

图7为根据本实用新型一个实施方式提出的快速插拔式充电仓中浮动定位机构的三维结构视图；

图8为根据本实用新型一个实施方式提出的快速插拔式充电仓中导向定位单元的三维结构视图；

图9为根据本实用新型一个实施方式提出的快速插拔式充电仓中浮动定位块的三维结构视图；

图10为根据本实用新型一个实施方式提出的快速插拔式充电仓中浮动定位块隐藏了第二盖板后的三维结构视图；

图11为根据本实用新型一个实施方式提出的快速插拔式充电仓中浮动定位块的纵向剖视图；

图12为根据本实用新型一个实施方式提出的快速插拔式充电仓中浮动定位块的爆炸视图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，本实用新型的前述和其它目的、特征、方面和优点将变得更加明显，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

在附图中，为清晰起见，可对形状和尺寸进行放大，并将在所有图中使用相同的附图标记来指示相同或相似的部件。

在下列描述中，诸如中心、厚度、高度、长度、前部、背部、后部、左边、右边、顶部、底部、上部、下部等用词是相对于各附图中所示的构造进行定义的，特别地，“高度”相当于从顶部到底部的尺寸，“宽度”相当于从左边到右边的尺寸，“深度”相当于从前到后的尺寸，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化，所以，也不应当将这些或者其他的方位用于解释为限制性用语。

涉及附接、联接等的术语(例如，“连接”和“附接”)是指这些结构通过中间结构彼此直接或间接固定或附接的关系、以及可动或刚性附接或关系，除非以其他方式明确地说明。

根据本实用新型的一实施方式结合图1和图2的示出，可以看出，快速插拔式充电仓200包括：

第一充电架210；以及

第二充电架220，其与所述第一充电架210相对设置，

其中，所述第一充电架210和/或所述第二充电架220上分别具有至少一个用于供电池充电的电池仓，每个所述电池仓中均设有用于实现电池与电源快速通断电的电池充电快速插拔机构500。

在优选的实施方式中，所述第一充电架210或所述第二充电架220的旁侧，设有周转平台260。当出现电池损坏或者NG状况时，可以将问题电池叠放于周转平台260上，等码垛至一定高度(如3层、5层、8层……)时，可通过叉车一次性转运走，从而防止妨碍其他电池的正常循环流转，采用这种方式，一是降低了设备成本，节省了场地面积，二是能够及时地将问题电池送出充电仓，防止由于问题电池无法及时送出而导致的换电中断。

结合图3及图4的示出可以看出，所述电池充电快速插拔机构500包括：

安装架510，其固定设于所述电池仓中；

充电接头组件，其滑动安装于所述安装架510上；以及

插拔传动组件，其安装于所述安装架510上并且所述插拔传动组件的动力输出端分别与所述安装架510及所述充电接头组件传动连接。从而使得所述充电接头组件能够在所述插拔传动组件的驱动下沿安装架510往复升降。

进一步地，所述插拔传动组件包括：

插拔驱动器543，其尾部转动连接于所述安装架510上；

第一摇杆541，其一端与所述安装架510转动连接；以及

第二摇杆542，其一端与所述充电接头组件转动连接，

其中，所述第一摇杆541与所述第二摇杆542相交并且在两者的相交点处相铰接，所述插拔驱动器543的动力输出端转动连接于所述第一摇杆541与所述第二摇杆542的相交点处。

参照图3，所述安装架510上具有沿竖直方向延伸的导向轨道513，所述充电接头组件滑动安装于所述导向轨道513上。

进一步地，所述第一摇杆541与所述第二摇杆542在所述插拔驱动器543的驱动下在合拢状态及张开状态间往复切换，从而使得所述充电接头组件在所述插拔驱动器543的驱动下沿所述导向轨道513往复升降。

参照图3及图4，所述充电接头组件包括：

接头安装架520，其与导向轨道513滑动连接；

充电接头530，其安装于接头安装架520之上。

进一步地，当所述充电接头组件位于最高处时，第一摇杆541与第二摇杆542呈合拢状态，当所述充电接头组件位于最低处时，第一摇杆541与第二摇杆542呈张开状态。从而使得当所述充电接头组件位于最高处时，充电接头530与充电仓上的电源接头相分离，而第一摇杆541与第二摇杆542呈合拢状态，大大减小了电池充电快速插拔机构500在充电层中占用的高度空间，而当第一摇杆541与第二摇杆542呈张开状态时，所述充电接头组件向下运动的总行程较大，能够满足快速插拔需求。

在优选的实施方式中，第一摇杆541上开设有容纳槽5411，当第一摇杆541与第二摇杆542呈合拢状态时，第二摇杆542能够部分或整体收纳于容纳槽5411中。进一步减小了电池充电快速插拔机构500在充电层中占用的高度空间。

进一步地，容纳槽5411贯穿第一摇杆541的上下表面。

参照图1，安装架510的旁侧固接有相对设置的左立板511及右立板512，左立板511与右立板512平行且间隔设置以形成位于两者之间的容纳空间，第一摇杆541及第二摇杆542设于所述容纳空间之中。

进一步地，插拔驱动器543位于所述容纳空间的旁侧，导向轨道513设于左立板511和/或右立板512的外侧。在优选的实施方式中，左立板511和右立板512的外侧均设有导向轨道513。

参照图1，所述第二充电架220与所述第一充电架210间隔设置以形成位于两者之间的搬运通道。结合图1的示出可以看出，所述搬运通道中设有码垛机300，码垛机300的顶部及底部分别滑动连接有上导向轨道370及下导向轨道380，上导向轨道370及下导向轨道380的延伸方向与所述搬运通道的延伸方向相一致。码垛机往返于第一充电架210、第二充电架220及周转平台260之间，以完成满亏电池的取放及问题电池的集中堆垛作业。

进一步地，所述第一充电架210及所述第二充电架220上分别具有上下料仓240及浮动定位仓250。

结合图1及图2的示出可以看出，所述上下料仓240及所述浮动定位仓250相对设置且处于同一高度位置。

在优选的实施方式中，所述上下料仓240及所述浮动定位仓250分别位于所述第一充电架210及所述第二充电架220的最底层。

采用这种设计，可以使得码垛机300在上下料仓240处取得亏电电池后，不需要额外的平移或升级动作，仅需将该亏电电池从码垛机300的另一侧送出，即可快速、便捷地送入与上下料仓240相对且位于同一高度上的浮动定位仓250中进行定位，待定位完成后即可取出该亏电电池并将该亏电电池送入空置的电池仓中进行充电；亦或，当码垛机300从电池仓中取到满电电池后，可将该满电电池送入浮动定位仓250中进行定位，待定位完成后即可取出该满电电池并将该满电电池送入与浮动定位仓250相对且位于同一高度上的上下料仓240中，从而将满电电池从该二次周转式充电仓200中送出。

结合图1、图5及图6的示出可以看出，所述浮动定位仓250中设有浮动定位机构400，所述浮动定位机构400包括：

至少三个周向布置的浮动定位块410，其固定设于所述浮动定位仓250中；以及

偶数个导向定位单元420，其固定设于所述浮动定位仓250的外周边缘；

其中，两两所述导向定位单元420组成导向组件，每组所述导向组件中的导向定位单元420相对设置。在优选的实施方式中，浮动定位工位250设于最底层所述电池仓处。

在优选的实施方式中，浮动定位块410设有四个，且两两浮动定位块410相对设置，以使得四个浮动定位块410呈矩形分布。

参照图7及图8，导向定位单元420包括：

固定设置的导向驱动器421；

与导向驱动器421的动力输出端传动连接的导向块422，

其中，导向块422在导向驱动器421的驱动下可沿竖直方向选择性升降。

进一步地，导向驱动器421的顶端固接有导向柱423，导向柱423的顶端形成有锥形导向面。在电池送入充电架220上的浮动定位工位250处时，浮动定位块410可以对电池提供X轴、Y轴及Z轴三个方向的浮动支撑力，而导向定位单元420用于对电池进行导向定位，具体地，电池的底部设有与导向柱423相对应的定位孔，电池在自身重力的作用下缓慢下降，在其下降过程中，导向柱423在其顶部锥形导向面的导向左右下被导入至电池底部的定位孔中，进而完成了电池的浮动定位。

参照图7～图10，浮动定位块410包括：

固定设置的底板411；

设于底板411上的至少三个浮动单元413；以及

由浮动单元413所支撑的定位盘414，

其中，底板411的外周固接有裙部412，该裙部412在底板411的外周上结合该底板411并且从该底板411的外周向上延伸，以将浮动单元413及定位盘414均容纳于其中。

参照图8，定位盘414与裙部412之间放射状地连接有至少三根弹性维持件415。通常，定位盘414设于裙部412的中心处，弹性维持件415能够使得定位盘414始终保持在裙部412的中心处。

进一步地，定位盘414的中心处向上凸起形成有定位块4141，弹性维持件415放射状地连接于定位块4141与裙部412之间。

在优选的实施方式中，弹性维持件415设有四根，相邻两根弹性维持件415间的夹角呈90°。采用这种结构，能够使得定位块4141受到的弹性恢复力大小、方向均衡，提高了定位块4141保持中心度的能力。

参照图11及图12，定位盘414的正上方设有第一盖板417，第一盖板417的中心处开设有第一让位通孔4171，当第一盖板417覆盖于定位盘414之上时，定位块4141穿过第一让位通孔4171后向上突出。

进一步地，第一盖板417的正上方设有覆盖于弹性维持件415上的第二盖板416，第二盖板416的中心处开设有第二让位通孔4161，当第二盖板416覆盖于弹性维持件415之上时，定位块4141穿过第二让位通孔4161后向上突出。

参照图9～图12，第一盖板417与第二盖板416间支撑有至少三根支撑块419，从而使得第一盖板417与第二盖板416间形成有用于容纳弹性维持件415的容纳空间。

进一步地，定位块4141上固定连接有垫块418，垫块418突出于第二盖板416的顶面。在优选的实施方式中，垫块418由硅胶或橡胶等一些具有一定附着力的弹性材料制成。

结合图1及图2的示出可以看出，本案所述的二次周转式充电仓200还可以包括控制器，所述周转平台260设于所述搬运通道的旁侧，所述搬运通道中设有用于取放电池的码垛机300，每个所述电池仓均设有用于检测此电池仓中有无电池的电池传感器，所述电池传感器及码垛机300与所述控制器电连接。在本案中，二次周转式充电仓200的优势在于，可集中又独立地对每个电池仓中的电池进行充电，同时又可以通过所述电池传感器时时监控每个电池仓内的电池在充电过程中的充电状态，并将该充电状态转化成电信号发送至所述控制器，从而能够保证每个所述电池仓中的电池在充电完成时及时断电及在充电过程中出现故障时及时发现，进而通知码垛机300及时地将该问题电池从该电池仓中取出，集中堆垛于周转平台260上，保证了电池在充电过程中的稳定性与安全性，防止由于问题电池导致充电过程的中止。

本案还提供一种换电站，其包含有前述任一项或多项实施方式的快速插拔式充电仓，其因此带有的技术特征以及具有的技术效果相应于前面的描述，故此不再赘述。

应当理解的是，在本文中所使用的技术术语“电池”包括但不限于用于为车辆提供动力的电池、电池组、电池包等。前文中所提及的“车辆”或“汽车”包括纯电动汽车、混合动力汽车等各类新能源汽车。

这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本实用新型的说明的。对本实用新型的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (11)

1.一种快速插拔式充电仓，其特征在于，包括：

第一充电架(210)；以及

第二充电架(220)，其与所述第一充电架(210)相对设置，

其中，所述第一充电架(210)和/或所述第二充电架(220)上分别具有至少一个用于供电池充电的电池仓，每个所述电池仓中均设有用于实现电池与电源快速通断电的电池充电快速插拔机构(500)。

2.如权利要求1所述的快速插拔式充电仓，其特征在于，所述电池充电快速插拔机构(500)包括：

安装架(510)，其固定设于所述电池仓中；

充电接头组件，其滑动安装于所述安装架(510)上；以及

插拔传动组件，其安装于所述安装架(510)上并且所述插拔传动组件的动力输出端分别与所述安装架(510)及所述充电接头组件传动连接。

3.如权利要求2所述的快速插拔式充电仓，其特征在于，所述插拔传动组件包括：

插拔驱动器(543)，其尾部转动连接于所述安装架(510)上；

第一摇杆(541)，其一端与所述安装架(510)转动连接；以及

第二摇杆(542)，其一端与所述充电接头组件转动连接，

其中，所述第一摇杆(541)与所述第二摇杆(542)相交并且在两者的相交点处相铰接，所述插拔驱动器(543)的动力输出端转动连接于所述第一摇杆(541)与所述第二摇杆(542)的相交点处。

4.如权利要求3所述的快速插拔式充电仓，其特征在于，所述安装架(510)上具有沿竖直方向延伸的导向轨道(513)，所述充电接头组件滑动安装于所述导向轨道(513)上。

5.如权利要求4所述的快速插拔式充电仓，其特征在于，所述第一摇杆(541)与所述第二摇杆(542)在所述插拔驱动器(543)的驱动下在合拢状态及张开状态间往复切换，从而使得所述充电接头组件在所述插拔驱动器(543)的驱动下沿所述导向轨道(513)往复升降。

6.如权利要求5所述的快速插拔式充电仓，其特征在于，当所述充电接头组件位于最高处时，所述第一摇杆(541)与所述第二摇杆(542)呈合拢状态，当所述充电接头组件位于最低处时，所述第一摇杆(541)与所述第二摇杆(542)呈张开状态。

7.如权利要求1所述的快速插拔式充电仓，其特征在于，所述第二充电架(220)与所述第一充电架(210)间隔设置以形成位于两者之间的搬运通道。

8.如权利要求7所述的快速插拔式充电仓，其特征在于，所述第一充电架(210)及所述第二充电架(220)上分别具有上下料仓(240)及浮动定位仓(250)。

9.如权利要求8所述的快速插拔式充电仓，其特征在于，所述上下料仓(240)与所述浮动定位仓(250)相对设置且处于同一高度。

10.如权利要求8所述的快速插拔式充电仓，其特征在于，所述浮动定位仓(250)中设有浮动定位机构(400)，所述浮动定位机构(400)包括：

至少三个周向布置的浮动定位块(410)，其固定设于所述浮动定位仓(250)中；以及

偶数个导向定位单元(420)，其固定设于所述浮动定位仓(250)的外周边缘；

其中，两两所述导向定位单元(420)组成导向组件，每组所述导向组件中的导向定位单元(420)相对设置。

11.一种换电站，其特征在于，其包含有根据权利要求1～10中任一项所述的快速插拔式充电仓。

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