CN213167799U - 电池转换组件以及换电站 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池转换组件以及换电站。该电池转换组件包括：电池周转装置；换电移动装置，所述换电移动装置以直接对接或间接对接的形式与所述电池周转装置对接，以实现对动力电池的交换；码垛机，所述码垛机以直接对接或间接对接的形式与所述电池周转装置对接，以实现对动力电池的交换。根据本实用新型的电池转换组件，通过设置电池周转装置，并使换电移动装置与电池周转装置对接、码垛机与电池周转装置对接，可使第一动力电池、第二动力电池在电池周转装置处完成交换，从而节省动力电池的交换时间，提升换电效率。

Description

电池转换组件以及换电站

技术领域

本实用新型涉及电池换电站技术领域，具体而言，涉及一种电池转换组件以及换电站。

背景技术

传统的换电站包括换电仓和充电仓，换电站内设置有换电移动装置和码垛机，从电动汽车上拆卸下来的第一动力电池被换电移动装置运载至充电仓内，在充电仓内，码垛机将换电移动装置上的第一动力电池取下，并运送至充电货架上，再将充电货架上的第二动力电池运载至换电移动装置上，完成第一动力电池和第二动力电池的交换。这种交换过程时间较长，导致换电站的换电效率低下。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。为此，本实用新型提出一种电池转换组件，可以提高换电效率。

本实用新型又提出了一种换电站。

根据本实用新型第一方面实施例的电池转换组件包括：电池周转装置；换电移动装置，所述换电移动装置以直接对接或间接对接的形式与所述电池周转装置对接，以实现对动力电池的交换；码垛机，所述码垛机以直接对接或间接对接的形式与所述电池周转装置对接，以实现对动力电池的交换。

根据本实用新型实施例的电池转换组件，通过设置电池周转装置，并使换电移动装置与电池周转装置对接、码垛机与电池周转装置对接，可使第一动力电池、第二动力电池在电池周转装置处完成交换，从而节省动力电池的交换时间，提升换电效率。

根据本实用新型的一些实施例，所述换电移动装置以直接对接的形式与所述电池周转装置对接。

根据本实用新型的一些实施例，所述码垛机以直接对接的形式与所述电池周转装置对接。

根据本实用新型的一些实施例，所述换电移动装置适于将第一动力电池转移至所述电池周转装置，所述码垛机适于将第二动力电池转移至所述电池周转装置，所述电池周转装置适于将所述第二动力电池转移至所述换电移动装置。

具体地，所述电池周转装置具有用于收容动力电池的移动仓位和固定仓位，所述移动仓位可移动至与所述固定仓位重合的位置或移动至与所述固定仓位错开的位置，所述移动仓位用于接收所述第一动力电池或所述第二动力电池，所述固定仓位用于接收所述第一动力电池。

进一步地，所述移动仓位设置为：接收所述换电移动装置上的所述第一动力电池，并将所述第一动力电池转移至所述固定仓位，再接收所述码垛机上的所述第二动力电池。

根据本实用新型的一些实施例，所述换电移动装置与所述电池周转装置对接时，所述换电移动装置适于移动至所述电池周转装置的下方。

根据本实用新型的一些实施例，所述码垛机具有适于与所述电池周转装置对接的伸缩机构。

根据本实用新型的一些实施例，对接时，所述换电移动装置位于所述电池周转装置的一侧，所述码垛机位于所述电池周转装置的另一侧。

根据本实用新型另一方面实施例的换电站，包括上述第一方面实施例的电池转换组件。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

图1a-图1c是电池转换组件的示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种更换动力电池的方法的流程示意图；

图3是本实用新型实施例提供的另一种更换动力电池的方法的流程示意图；

图4是本实用新型实施例提供的再一种更换动力电池的方法的流程示意图；

图5是本实用新型实施例提供的又一种更换动力电池的方法的流程示意图；

图6是电池周转装置的示意图；

图7是图6中A处的局部放大示意图；

图8是图6中B处的局部放大示意图；

图9是旋转支撑组件的示意图。

附图标记：

换电移动装置300、电池周转装置400、码垛机500、充电货架600。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

电池转换组件用在换电站内，用于动力电池的交换。下面结合图1a-图1c、图6-图9详细描述根据本实用新型第一方面实施例的电池转换组件。

参照图1a-图1c所示，根据本实用新型第一方面实施例的电池转换组件包括：电池周转装置400、换电移动装置300和码垛机500，换电移动装置300以直接对接或间接对接的形式与电池周转装置400对接，以实现对动力电池的交换，码垛机500以直接对接或间接对接的形式与电池周转装置400对接，以实现对动力电池的交换。

具体而言，电池周转装置400可以作为周转站，换电移动装置300将从电动汽车上拆卸下来的第一动力电池转移至电池周转装置400上，码垛机500将从换电站内的充电货架600上取来的第二动力电池转移至电池周转装置400上，换电移动装置300接收电池周转装置400上的第二动力电池，以便后续将第二动力电池安装在动力电池上，码垛机500再将电池周转装置400上的第一动力电池转运至换电站内的充电货架600上。

在图1b-图1c所示的实施例中，电池周转装置400设置在充电货架600的正下方，在一些未示出的实施例中，电池周转装置400与充电货架600可以并排布置，或者电池周转装置400与充电货架600位于不同排。

相比于传统换电站中必须等待码垛机500将第一动力电池运送至充电货架600上之后，才能将充电货架600上的第二动力电池运载至换电移动装置300上的方案，使用本实用新型实施例的电池转换组件，换电移动装置300将第一动力电池转移至电池周转装置400上后，便可以直接接收码垛机500放在电池周转装置400上的第二动力电池，由此可以显著提升换电效率。

需要说明的是，在一些实施例中，第一动力电池的电量小于第二动力电池的电量。例如，第一动力电池可以是亏电或空电动力电池，第二动力电池可以是满电动力电池，从而将电动汽车上电量不足的第一动力电池更换为电量充足的第二动力电池，提升电动汽车的续航里程。

根据本实用新型实施例的电池转换组件，通过设置电池周转装置400，并使换电移动装置300与电池周转装置400对接、码垛机500与电池周转装置400对接，可使第一动力电池、第二动力电池在电池周转装置400处完成交换，从而节省动力电池的交换时间，提升换电效率。

在本实用新型的一些实施例中，换电移动装置300以直接对接的形式与电池周转装置400对接。

在本实用新型的一些实施例中，码垛机500以直接对接的形式与电池周转装置400对接。

在本实用新型的一些实施例中，换电移动装置300适于将第一动力电池转移至电池周转装置400，码垛机500适于将第二动力电池转移至电池周转装置400，电池周转装置400适于将第二动力电池转移至换电移动装置300。

具体地，参照图6-图9所示，电池周转装置400具有用于收容动力电池的移动仓位和固定仓位，移动仓位可移动至与固定仓位重合的位置或移动至与固定仓位错开的位置，移动仓位用于接收第一动力电池或第二动力电池，固定仓位用于接收第一动力电池。移动仓位、固定仓位容积均大于动力电池的体积，以便于顺利地收容动力电池。

进一步地，移动仓位设置为：接收换电移动装置300上的第一动力电池，并将第一动力电池转移至固定仓位，再接收码垛机500上的第二动力电池。

换言之，放置在移动仓位内的第一动力电池可被转移至固定仓位中，随后还可以再将第二动力电池置于移动仓位上，从而在电池周转装置400上实现第一动力电池和第二动力电池的周转。固定仓位内暂存的第一动力电池也可再转移至其它指定位置或指定设备(例如充电货架600)上。

在将电池周转装置400应用于换电站时，码垛机500和换电移动装置300均可以直接与电池周转装置400对接，例如，换电移动装置300将电动汽车上的亏电动力电池(相当于第一动力电池)拆下后，将亏电动力电池置于移动仓位，电池周转装置400再将移动仓位内的亏电动力电池周转至固定仓位中，移动仓位被释放，码垛机500将满电动力电池(相当于第二动力电池)置于释放的移动仓位中，随后，移动仓位中的满电动力电池被转移至换电移动装置300上，由此，完成亏电动力电池和满电动力电池的更换，动力电池的更换速率大大提升。

移动仓位由移动仓位支撑装置限定出，固定仓位由固定仓位支撑装置限定出，移动仓位支撑装置相对于固定仓位支撑装置可移动。

移动仓位支撑装置用于支撑动力电池，且当移动仓位支撑装置移动时，可带动动力电池同步移动。固定仓位支撑装置用于支撑动力电池，将该动力电池缓存在固定仓位中。

进一步地，移动仓位支撑装置为升降支撑装置，固定仓位支撑装置为旋转支撑装置，升降支撑装置可升降至与旋转支撑装置平齐的位置或升降至与旋转支撑装置错开的位置。当升降支撑装置与旋转支撑装置平齐时，升降支撑装置上的第一动力电池方便被转移至旋转支撑装置上；当升降支撑装置与旋转支撑装置错开时，升降支撑装置可去承接第二动力电池。

进一步地，如图6所示，电池周转装置400还包括：支撑架401，升降支撑装置适于沿支撑架401升降，旋转支撑装置适于绕支撑架401旋转。支撑架401起到支撑其它零部件的作用。通过搬运支撑架401，也可实现整个电池周转装置400的移动。

升降支撑装置包括升降支撑托臂402，移动仓位形成在升降支撑托臂402上方。升降支撑托臂402可对移动仓位内的动力电池起到托举、支撑作用，并能带动移动仓位内的动力电池同步升降。

参照图6、图8所示，旋转支撑装置包括旋转支撑托臂403，固定仓位形成在旋转支撑托臂403上方。旋转支撑托臂403可对固定仓位内的动力电池起到托举、支撑作用。

电池周转装置400还包括：升降驱动装置，升降驱动装置用于驱动升降支撑装置升降。

具体地，参照图6-图7所示，升降驱动装置包括：升降驱动电机404和传动杆405，升降驱动电机404驱动传动杆405转动，升降支撑装置具有升降框架406，升降支撑托臂402与升降框架406固定连接，传动杆405与升降框架406之间设置有第一传动链组件407。升降驱动电机404的动力传递给传动杆405，传动杆405上的动力再经第一传动链组件407传递至升降框架406，从而驱动升降框架406升降，也就实现了升降支撑托臂402的升降，即实现了移动仓位的升降。

进一步地，第一传动链组件407可以包括：第一上链轮4071、第一下链轮4072和第一传动链本体4073，第一上链轮4071与传动杆405固定相连，第一下链轮4072设置在第一上链轮4071的下方，且第一下链轮4072固定于支撑架401，第一传动链本体4073与第一上链轮4071、第一下链轮4072啮合传动，升降框架406固定于第一传动链本体4073，由此，在第一传动链本体4073运动时，升降框架406跟随第一传动链本体4073同步运动。

参照图6所示，支撑架401上设置有链轮安装板415，第一下链轮4072安装在链轮安装板415上。

可选地，参照图6、图8所示，支撑架401上设置有直线滑轨408，升降框架406具有与直线滑轨408滑动配合的直线滑槽。当升降框架406沿支撑架401升降时，直线滑轨408可对升降框架406起到导向作用，使得升降框架406的升降动作更加平稳、可靠。

参照图6-图7所示，升降驱动电机404与传动杆405之间设置有第二传动链组件409，第二传动链组件409包括：第二电机链轮4091、第二轴链轮4092和第二传动链本体4093，第二电机链轮4091与升降驱动电机404的输出轴固定相连，第二轴链轮4092与传动杆405固定相连，第二传动链本体4093与第二电机链轮4091、第二轴链轮4092啮合传动。升降驱动电机404的动力经第二传动链组件409传递给传动杆405。

参照图6、图8-图9所示，旋转支撑装置还包括：旋转驱动装置411和旋转到位检测装置412，旋转驱动装置411用于驱动旋转支撑托臂403转动，旋转到位检测装置412用于检测旋转支撑托臂403的转动极限位置，防止旋转支撑托臂403转动角度过大而与其它零部件发生干涉，导致旋转支撑托臂403发生碰撞损坏。

换言之，通过设置旋转到位检测装置412，可以限定旋转支撑托臂403的转动极限位置，使得旋转支撑托臂403的转动路径更加可靠。

旋转驱动装置411可以包括：动力装置4111和转动轴4112，旋转支撑托臂403固定于转动轴4112，动力装置4111驱动转动轴4112转动，由此，转动轴4112带动旋转支撑托臂403同步转动。

进一步地，动力装置4111为电动推杆，动力装置4111与转动轴4112之间设置有齿条4113和齿轮4114，电动推杆适于驱动齿条4113往复移动，齿轮4114与齿条4113啮合，且齿轮4114设置在转动轴4112上。当电动推杆驱动齿条4113往复移动时，齿轮4114转动，转动轴4112跟随齿轮4114同步转动，旋转支撑托臂403跟随转动轴4112同步转动，从而使得旋转支撑托臂403能够在支撑动力电池的支撑位置以及不支撑动力电池的收纳位置之间转动。

需要说明的是，上面所说的“支撑位置”可以是图8-图9所示旋转支撑托臂403的位置，“收纳位置”可以是将图8-图9中的旋转支撑托臂403逆时针转动90°后的位置。

在一些实施例中，旋转到位检测装置412为接近开关，旋转支撑托臂403上设置有感应板4115，感应板4115与接近开关接触时，旋转支撑托臂403停止转动。

可选地，感应板4115为两个，旋转到位检测装置412与感应板4115一一对应，且两个感应板4115之间的布置圆心角为30°-150°。旋转支撑托臂403的旋转角度与两个感应板4115之间的布置圆心角相等，这样，旋转支撑托臂403的旋转角度也为30°-150°，从而满足旋转支撑托臂403在支撑位置与收纳位置之间变换。

可选地，图9所示的两个感应板4115之间的布置圆心角为90°。在一些未示出的实施例中，两个感应板4115之间的布置圆心角还可以为60°、75°、120°、135°等。

参照图9所示，旋转支撑组件410还包括：安装基板413，动力装置4111安装在安装基板413上，例如动力装置4111可利用螺栓紧固件安装在安装基板413上。转动轴4112通过安装支座414安装在安装基板413上。安装支座414可利用螺栓紧固件安装在安装基板413上，而安装支座414可利用螺栓紧固件安装在支撑架401上。

进一步地，转动轴4112穿设安装支座414，且转动轴4112与安装支座414之间设置有轴承，由此可使得转动轴4112的转动可以顺畅。

参照图6所示，支撑架401包括：左侧立柱4011、右侧立柱4012以及连接左侧立柱4011、右侧立柱4012的横向连接柱4013，左侧立柱4011、右侧立柱4012上均设置有移动仓位支撑装置和固定仓位支撑装置，由此可从两端托起动力电池，防止动力电池发生倾翻。

在一些实施例中，仅在横向连接柱4013的一侧设置有固定仓位支撑装置，以使固定仓位在未设置固定仓位支撑装置的一侧敞开，动力电池可经未设置固定仓位支撑装置的一侧进、出固定仓位。

下面详细说明移动仓位上升和下降的动力传递路径。

升降驱动电机404正转，带动第二电机链轮4091同步正转，第二电机链轮4091的动力通过第二传动链本体4093传递给第二轴链轮4092，第二轴链轮4092驱动传动杆405同步转动，第一上链轮4071跟随传动杆405同步转动，第一上链轮4071的动力传递给第一传动链本体4073，第一传动链本体4073带动升降框架406上升，也就实现了升降支撑托臂402的上升，即实现了移动仓位的上升。

当升降支撑托臂402上升至与旋转支撑托臂403平齐的位置时，转动旋转支撑托臂403，使旋转支撑托臂403由收纳位置转换至支撑位置，用于承接升降支撑托臂402上的动力电池。

随后，再将升降驱动电机404反转，经过第二传动链组件409、传动杆405、第一传动链组件407的传递作用，可实现升降框架406的下降，也就实现了升降支撑托臂402的下降，即实现了移动仓位的下降。此时便于使用升降支撑托臂402去承接其它动力电池。

在本实用新型的一些实施例中，换电移动装置300与电池周转装置400对接时，换电移动装置300适于移动至电池周转装置400的下方。例如图1c所示，换电移动装置300可运动至电池周转装置400的正下方。如图1b所示，换电移动装置300适于沿换电轨道300a靠近或远离电池周转装置400，换电轨道300a可铺设至电池周转装置400的正下方。设置换电轨道300a，可以使换电移动装置300的运行轨迹固定，运动更加可靠。

在本实用新型的一些实施例中，码垛机500具有适于与电池周转装置400对接的伸缩机构，码垛机500的伸缩机构可向电池周转装置400伸出，以从电池周转装置400上取、放动力电池，码垛机500的伸缩机构还可向远离电池周转装置400的方向伸出，以便向其它充电货架上取、放动力电池。如图1b-图1c所示，码垛机500适于沿码垛机轨道500a移动，以使码垛机500的运行轨迹固定，运动更加可靠。

在本实用新型的一些实施例中，对接时，换电移动装置300位于电池周转装置400的一侧，码垛机500位于电池周转装置400的另一侧，如图1a-图1b所示。

根据本实用新型第二方面实施例的更换动力电池的方法，适用于上述的电池转换组件，下面结合图2-图5详细描述根据本实用新型第二方面实施例的更换动力电池的方法。

参照图2所示，本实用新型实施例的更换动力电池的方法可以包括：

S101、控制换电移动装置将第一动力电池运送至电池周转装置上。

S102、将电池周转装置上的第二动力电池转移到换电移动装置上。

电池周转装置400可用于接收换电移动装置300上的第一动力电池，并使换电移动装置300重新接收电池周转装置400上的第二动力电池，以实现将换电移动装置300上的第一动力电池更换为第二动力电池的目的。

本实用新型实施例的更换动力电池的方法，利用电池周转装置400，可使第一动力电池、第二动力电池在电池周转装置400处完成交换，从而节省动力电池的交换时间，提升换电效率。

在本实用新型的一些实施例中，参照图3所示，控制换电移动装置将第一动力电池运送至电池周转装置上，包括：

S201、控制换电移动装置将第一动力电池运送至电池周转装置的移动仓位中。

即控制换电移动装置300将第一动力电池运送至升降支撑托臂402上。

S202、电池周转装置的移动仓位将第一动力电池周转至电池周转装置的固定仓位中。

升降支撑托臂402上升至与旋转支撑托臂403平齐的位置，旋转支撑托臂403旋转至支撑第一动力电池的位置，此时，移动仓位被释放，可以为接收码垛机500的第二动力电池做准备。

在本实用新型的一些实施例中，参照图4所示，电池周转装置的移动仓位将第一动力电池周转至电池周转装置的固定仓位中之后、将电池周转装置上的第二动力电池转移到换电移动装置上之前，还包括：

S301、将移动仓位与固定仓位分离开。

也就是说，升降支撑托臂402升降至与旋转支撑托臂403错开的位置。

S302、码垛机将第二动力电池转运至电池周转装置的移动仓位中。

码垛机将第二动力电池转运至升降支撑托臂402上。随后，移动仓位中的第二动力电池可进一步被转移到换电移动装置300上。例如升降支撑托臂402下降至与换电移动装置300上表面平齐的位置，使第二动力电池平稳置于换电移动装置300上。

在本实用新型的一些实施例中，参照图5所示，码垛机将第二动力电池转运至电池周转装置的移动仓位中之后，还包括：

S401、码垛机接收固定仓位中的第一动力电池，并将第一动力电池移动至指定位置。例如将第一动力电池移动至充电货架600上，为第一动力电池充电，使其恢复电能，便于再利用。

根据本实用新型第三方面实施例的换电站，包括上述第一方面实施例的电池转换组件。

根据本实用新型第四方面实施例的换电站，可使用上述第二方面实施例的更换动力电池的方法。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种电池转换组件，其特征在于，包括：

电池周转装置；

换电移动装置，所述换电移动装置以直接对接或间接对接的形式与所述电池周转装置对接，以实现对动力电池的交换；

码垛机，所述码垛机以直接对接或间接对接的形式与所述电池周转装置对接，以实现对动力电池的交换。

2.根据权利要求1所述的电池转换组件，其特征在于，所述换电移动装置以直接对接的形式与所述电池周转装置对接。

3.根据权利要求1所述的电池转换组件，其特征在于，所述码垛机以直接对接的形式与所述电池周转装置对接。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的电池转换组件，其特征在于，所述换电移动装置适于将第一动力电池转移至所述电池周转装置，所述码垛机适于将第二动力电池转移至所述电池周转装置，所述电池周转装置适于将所述第二动力电池转移至所述换电移动装置。

5.根据权利要求4所述的电池转换组件，其特征在于，所述电池周转装置具有用于收容动力电池的移动仓位和固定仓位，所述移动仓位可移动至与所述固定仓位重合的位置或移动至与所述固定仓位错开的位置，所述移动仓位用于接收所述第一动力电池或所述第二动力电池，所述固定仓位用于接收所述第一动力电池。

6.根据权利要求5所述的电池转换组件，其特征在于，所述移动仓位设置为：接收所述换电移动装置上的所述第一动力电池，并将所述第一动力电池转移至所述固定仓位，再接收所述码垛机上的所述第二动力电池。

7.根据权利要求2所述的电池转换组件，其特征在于，所述换电移动装置与所述电池周转装置对接时，所述换电移动装置适于移动至所述电池周转装置的下方。

8.根据权利要求1所述的电池转换组件，其特征在于，所述码垛机具有适于与所述电池周转装置对接的伸缩机构。

9.根据权利要求1所述的电池转换组件，其特征在于，对接时，所述换电移动装置位于所述电池周转装置的一侧，所述码垛机位于所述电池周转装置的另一侧。

10.一种换电站，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的电池转换组件。

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