CN213619440U - 一种车辆充换电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种车辆充换电系统，包括至少一个充换电平台总成以及设置在所述充换电平台总成一侧的待换电车辆通道区，所述充换电平台总成包括电池存储仓和换电工位，所述电池存储仓包括电池箱支座，所述电池箱支座用于支撑电池箱并给电池箱充电，所述换电工位具有至少2个电池箱放置位。该车辆充换电系统旨在解决现有技术中的车辆换电系统导致换电操作繁琐、电池转移不便、安全性差的技术问题。

Description

一种车辆充换电系统

技术领域

本实用新型属于车辆换电设备领域，尤其涉及一种车辆充换电系统。

背景技术

现有技术中车辆(例如电动重卡)换电系统由车辆进出通道、电池存储仓、吊运系统、钢结构框架、操控系统组成。现有技术中在针对电动重卡的换电操作的过程主要为：车辆在进入换电区域的时候，需要先找到一个空的电池包托盘位置，利用吊运系统将车上的亏电电池包卸下来，再将车移动到充满电的电池包位置，利用吊运系统将电池包吊装到车上。现有技术中这种车辆换电系统存在的主要缺陷为：

1、由于需要多次挪车，换电时间将会比较长，而且对驾驶员的技术要求较高，需要每次停车找位都要比较准确。

2、其次，电池包与电池包之间相互影响，无法进行电池包工位之间的转移，除非将电池包吊很高，从底部电池包顶部越过去，这将会使整个钢结构增高，一方面增加了成本，另一方面吊的太高将会增加危险，影响安全。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

基于此，本实用新型提出了一种车辆充换电系统，该车辆充换电系统旨在解决现有技术中的车辆换电系统导致换电操作繁琐、电池转移不便、安全性差的技术问题。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本实用新型提出了一种车辆充换电系统，其中，包括至少一个充换电平台总成以及设置在所述充换电平台总成一侧的待换电车辆通道区，所述充换电平台总成包括电池存储仓和换电工位，所述电池存储仓包括电池箱支座，所述电池箱支座用于支撑电池箱并给电池箱充电，所述换电工位具有至少2个电池箱放置位。

优选地，所述车辆充换电系统还包括架设在所述充换电平台总成和待换电车辆通道区上方的滑轨、第一移动装置、第二移动装置和吊具，所述第一移动装置沿第一水平方向可移动地安装在所述滑轨上，所述第二移动装置沿第二水平方向可移动地安装在所述滑轨上，所述吊具能够沿竖直方向进行起吊作业，所述第一水平方向垂直于所述第二水平方向。

优选地，所述车辆充换电系统还包括设置在所述充换电平台总成以及待换电车辆通道区两侧的立柱，每一侧的立柱上设置有所述滑轨，所述第一移动装置的两端分别支撑在每一侧的立柱上对应的滑轨上，所述滑轨的两端设置有限位装置。

优选地，所述吊具包括设置于所述第二移动装置的起吊驱动装置、设置在所述第二移动装置下方的剪叉机构以及设置在所述剪叉机构下方的吊梁夹具，所述起吊驱动装置与所述吊梁夹具传动连接。

优选地，所述吊梁夹具上设置有螺纹吊环，所述起吊驱动装置伸出的牵引件连接于所述螺纹吊环。

优选地，所述电池箱支座沿与所述待换电车辆通道区的延伸方向平行的方向间隔排布有多个，每个电池箱支座的长度方向与所述待换电车辆通道区的延伸方向垂直。

优选地，所述电池箱支座的上方设置有电池箱充电连接器、电池箱导向装置和电池箱在位检测开关。

优选地，所述换电工位包括至少2个无源电池箱支撑座，所述无源电池箱支撑座作为所述电池箱放置位。

优选地，所述充换电平台总成包括平台本体以及设置在所述平台本体上的智能控制室，所述电池存储仓和换电工位设置在所述平台本体上。

优选地，所述充换电平台总成的数量为2，所述待换电车辆通道区位于2个充换电平台总成之间。

(三)有益效果

本实用新型与现有技术对比，本实用新型车辆充换电系统的有益效果包括：

本实用新型独创性地首次引用了换电工位的概念，在电池存储仓之外独立设计了换电工位，可以先从电池存储仓取一个满电电池箱放在换电工位的一个电池箱放置位上，然后待换电车辆驶入到待换电车辆通道区的换电停车位置，然后取下待换电车辆上的亏电电池箱，放到换电工位的另一个电池箱放置位上，然后取换电工位上的满电电池箱，安装至待换电车辆的目标位置，这样无需多次挪动车辆，方便快捷地实现了换电车辆的换电操作，换电工位具有至少2个电池箱放置位，方便电池包位置转移，确保转移时的安全性和便捷性。整套系统，关键部件都集成在了同一个平台上，可实现设备快速转场，减少设备现场安装工作量。

优选方案中：

1、本系统采用的吊装机构可为多维行走桁车，能实现电池箱吊运的X、Y、Z方向的运动，尤其是X方向的运动，大大降低了对驾驶员停车精准度的要求。

2、电池存储仓的电池箱竖向布置，大大节省了电池存储仓的空间，在增加电池箱储存量的时候而不会太增大设备的整体占地面积。

3、吊具的驱动部件可采用电动链式提升葫芦结构，将现有技术中Z向卷扬系统提升结构简化为标准电动链式提升葫芦结构，比如采用4个单独链葫芦提升，与现有结构中采用复杂的钢丝绳绕线、多卷扬轮排线系统和庞大的电机减速机驱动相比，极大地降低了成本。

4、整套系统，占地面积小，长度根据电池箱储备数量而定，由于电池箱竖向布置，在增加少量电池箱时，对整体的占地面积不会增加太多，整体系统的结构简单。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本实用新型的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本实用新型进行任何限制，在附图中：

图1为本实用新型车辆充换电系统的立体示意图；

图2为本实用新型车辆充换电系统的侧视图；

图3为本实用新型车辆充换电系统的俯视图；

图4为本实用新型车辆充换电系统中电池箱支座的立体示意图；

图5为本实用新型车辆充换电系统中无源电池箱支撑座的立体示意图；

图6为本实用新型车辆充换电系统中的部分部件视图；

图7为本实用新型车辆充换电系统中的吊具的立体示意图。

附图标记说明：

1-充换电平台总成、2-待换电车辆通道区、3-平台本体、4-电池存储仓、5-换电工位、6-智能控制室、7-待换电车辆、8-无源电池箱支撑座、100-电池箱支座、101-电池箱充电连接器、102-定位导向轮、103-定位锥、104-充电架、200-滑轨、201-立柱、300-第一移动装置、301-双轨道梁、302-端梁、400-第二移动装置、401-本体框架、500-吊具、501-起吊驱动装置、502-剪叉机构、503-吊梁夹具、504-导向块、505-卡锁钩、506-螺纹吊环。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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2个元件内部的连通，也可以是“传动连接”，即通过带传动、齿轮传动或链轮传动等各种合适的方式进行动力连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

参见图1至图7，本实用新型提供一种车辆充换电系统，包括至少一个充换电平台总成1以及设置在充换电平台总成1一侧的待换电车辆通道区2，充换电平台总成1包括平台本体3、设置在平台本体3上的电池存储仓4、换电工位5、检修平台及楼梯和智能控制室6，智能控制室6用与整套系统的智能控制、信息存储和云传输，智能控制室6具体可以通过其底部的连接板固定在平台本体3上。上述部件全部集成安装在平台本体3上，可减少设备现场安装工作量，便于设备的整体转场和运输，充换电平台总成1的数量为2，待换电车辆通道区2位于2个充换电平台总成1之间，但并不限于此，只要有1个充换电平台总成1，且即使充换电平台总成1上只有电池存储仓4、换电工位5的方案都将落入本实用新型的保护范围，电池存储仓4包括电池箱支座100，电池箱支座100用于支撑电池箱并给电池箱充电，换电工位5具有至少2个电池箱放置位。本实用新型独创性地首次引用了换电工位5的概念，在电池存储仓4之外独立设计了换电工位5，可以先从电池存储仓4取一个满电电池箱放在换电工位5的一个电池箱放置位上，然后待换电车辆7(例如电动重卡，但不限于电动重卡)驶入到待换电车辆通道区2的换电停车位置，然后取下待换电车辆7上的亏电电池箱，放到换电工位5的另一个电池箱放置位上，然后取换电工位5上的满电电池箱，安装至待换电车辆7的目标位置，这样无需多次挪动车辆，方便快捷地实现了换电车辆的换电操作，换电工位5具有至少2个电池箱放置位，方便电池包位置转移，确保转移时的安全性和便捷性。

待换电车辆通道区2具体可以包括：通道入口处设有门禁系统，只有当系统换电准备工作就绪后，门禁解锁，待换电车辆7才可驶入换电区域；车牌识别系统，用于读取待换电车辆7的车牌信息及其他与换电相关的信息，录入系统；导向装置，用于引导待换电车辆7驶入换电停放位置；驶入引导标线，为待换电车辆7提供引导标线，使待换电车辆7参照标线停放在适当位置。

智能控制室6具体可以包括：语音播报系统，用于语音提示，便于操作人员及时进行下一步操作；无线通讯系统，可与待换电车辆7进行无线通讯，读取车辆信息和待换电池箱信息；视频监控系统，用于查看电池存储仓4、吊装机构、设备外围的运行情况等；云平台监控运管系统，可查看车辆上电池箱的运行情况、剩余电量、所在位置、及时通知驾驶员更换电池箱等，且不限于仅有这些系统。

本实用新型可以通过任何吊运电池的设备总成来实现电池的装夹、吊运和位置转换(例如从待换电车辆7上至换电工位5，从换电工位5至待换电车辆7)，根据本实用新型的具体实施方式，用于吊运电池的设备总成为：架设在充换电平台总成1和待换电车辆通道区2上方的滑轨200、滑轨200的长度方向(铺设方向)与待换电车辆通道区2的延伸方向一致，第一移动装置300(具体可为移动大车或其他各种合适的自带动力或不自带动力的移动机构)、第二移动装置400(具体可为移动小车或其他各种合适的自带动力或不自带动力的移动机构)和吊具500，第一移动装置300沿第一水平方向可移动地安装在滑轨200上，第二移动装置400沿第二水平方向可移动地安装在滑轨200上，吊具500能够沿竖直方向进行起吊作业，第一水平方向垂直于第二水平方向。车辆充换电系统还包括设置在充换电平台总成1以及待换电车辆通道区2两侧的立柱201，每一侧的立柱201上设置有滑轨200，第一移动装置300的两端分别支撑在每一侧的立柱201上对应的滑轨200上，滑轨200的两端设置有限位装置，用于限制第一移动装置300跑出滑轨200。即通过第一移动装置300(、第二移动装置400、吊具500在第一水平方向、第二水平方向、竖直方向上的组合运动实现吊具500在x、y、z向的运动，方便精确抵达所需位置，进行换电操作。

根据本实用新型的具体实施方式，参见图6，第一移动装置300包括：双轨道梁301，双轨道梁301上设置有导轨，用于支撑第二移动装置400运动；第一控制柜，固定在双轨道梁301框架上，第一控制柜内设有PLC可编程控制器、第一移动装置300电机变频调速器、电器元件等，实现第一移动装置300的供电、位置控制和速度控制；端梁302：设置在双轨道梁301两侧，用于支承整个第一移动装置300，端梁302上设置有第一驱动滚轮和第一从动滚轮，分别安装在滑轨200上；减速电机，与第一驱动滚轮连接，用于驱动第一移动装置300在滑轨200上移动；第一编码器，与第一驱动滚轮连接，用于实时读取第一驱动滚轮圈数，也是第一移动装置300移动的距离；第一限位防撞块，其设置在端梁302两端。参见图6和图7，第二移动装置400设置在第一移动装置300上，可沿第一移动装置300的导轨方向移动，第二移动装置400具体可以包括：本体框架401，用于承载内部构件；第二控制柜，固定在本体框架401上，第二控制柜内设有PLC可编程控制器、第二移动装置400电机变频调速器、电器元件等，实现第二移动装置400的供电、位置控制和速度控制、吊具500的位置和吊装控制等；滚轮支承梁，其设置在本体框架401的上方两侧；第二驱动滚轮，其设置在滚轮支承梁上；第二从动滚轮，其设置在滚轮支承梁上；减速电机，与第二驱动滚轮连接，用于驱动第二移动装置400在第一移动装置300的导轨上的移动；第二编码器，与第二驱动滚轮连接，用于实时读取第二驱动滚轮圈数，也是第二移动装置400移动的距离；第二限位防撞块，其设置在滚轮支承梁两端，起到制动缓冲的作用，防止滚轮支承梁的端部与第一移动装置300的端梁302直接发生碰撞。

本实用新型的吊具500的具体结构形式并不受特别的限制，但根据本实用新型的优选实施方式，参见图7，吊具500包括设置于第二移动装置400的起吊驱动装置501、设置在第二移动装置400下方的剪叉机构502以及设置在剪叉机构502下方的吊梁夹具503，起吊驱动装置501与吊梁夹具503传动连接，吊装夹具503下方四周设置有导向块504，吊装夹具503下方四角设置有位置检测传感器，用于判断吊具503与电池箱是否贴合到位，吊装夹具503具体可通过可运动地安装在其上的卡锁钩505与待吊装的电池箱装夹配合。吊梁夹具503上设置有螺纹吊环506，起吊驱动装置501伸出的牵引件连接于螺纹吊环506。起吊驱动装置501具体可以是卷扬机或电动链式提升葫芦，牵引件为钢绳或钢链，通过剪叉机构502可以使吊梁夹具503的下降更为平稳。

作为本实用新型的另外的优选实施方式，电池箱支座100沿与待换电车辆通道区2的延伸方向平行的方向间隔排布有多个，每个电池箱支座100的长度方向与待换电车辆通道区2的延伸方向垂直，即电池箱支座100竖向分布形成一排，直接的间隔形成了足够的空间便于后续的检修和维护。电池箱支座100的上方设置有电池箱充电连接器101、电池箱导向装置(包括定位导向轮102和定位锥103)和电池箱在位检测开关，电池箱支座100的还安装有充电架104。换电工位5包括至少2个无源电池箱支撑座8，无源电池箱支撑座8作为电池箱放置位，无源电池箱支撑座8可以和电池箱支座100结构一样，区别是缺少电池箱充电连接器101、充电架104。

虽然结合附图描述了本实用新型的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (10)

1.一种车辆充换电系统，其特征在于，包括至少一个充换电平台总成以及设置在所述充换电平台总成一侧的待换电车辆通道区，所述充换电平台总成包括电池存储仓和换电工位，所述电池存储仓包括电池箱支座，所述电池箱支座用于支撑电池箱并给电池箱充电，所述换电工位具有至少2个电池箱放置位。

2.根据权利要求1所述的车辆充换电系统，其特征在于，所述车辆充换电系统还包括架设在所述充换电平台总成和待换电车辆通道区上方的滑轨、第一移动装置、第二移动装置和吊具，所述第一移动装置沿第一水平方向可移动地安装在所述滑轨上，所述第二移动装置沿第二水平方向可移动地安装在所述滑轨上，所述吊具能够沿竖直方向进行起吊作业，所述第一水平方向垂直于所述第二水平方向。

3.根据权利要求2所述的车辆充换电系统，其特征在于，所述车辆充换电系统还包括设置在所述充换电平台总成以及待换电车辆通道区两侧的立柱，每一侧的立柱上设置有所述滑轨，所述第一移动装置的两端分别支撑在每一侧的立柱上对应的滑轨上，所述滑轨的两端设置有限位装置。

4.根据权利要求2所述的车辆充换电系统，其特征在于，所述吊具包括设置于所述第二移动装置的起吊驱动装置、设置在所述第二移动装置下方的剪叉机构以及设置在所述剪叉机构下方的吊梁夹具，所述起吊驱动装置与所述吊梁夹具传动连接。

5.根据权利要求4所述的车辆充换电系统，其特征在于，所述吊梁夹具上设置有螺纹吊环，所述起吊驱动装置伸出的牵引件连接于所述螺纹吊环。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的车辆充换电系统，其特征在于，所述电池箱支座沿与所述待换电车辆通道区的延伸方向平行的方向间隔排布有多个，每个电池箱支座的长度方向与所述待换电车辆通道区的延伸方向垂直。

7.根据权利要求1至5中任意一项所述的车辆充换电系统，其特征在于，所述电池箱支座的上方设置有电池箱充电连接器、电池箱导向装置和电池箱在位检测开关。

8.根据权利要求1至5中任意一项所述的车辆充换电系统，其特征在于，所述换电工位包括至少2个无源电池箱支撑座，所述无源电池箱支撑座作为所述电池箱放置位。

9.根据权利要求1至5中任意一项所述的车辆充换电系统，其特征在于，所述充换电平台总成包括平台本体以及设置在所述平台本体上的智能控制室，所述电池存储仓和换电工位设置在所述平台本体上。

10.根据权利要求1至5中任意一项所述的车辆充换电系统，其特征在于，所述充换电平台总成的数量为2，所述待换电车辆通道区位于2个充换电平台总成之间。

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