CN214355626U - 一种旋转换电系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种旋转换电系统，包括：至少一个电池旋转装置和至少一个换电桁架装置，其中，所述电池旋转装置包括旋转固定底座和设置在所述旋转固定底座上的旋转架，所述旋转架上设置有若干装配有待取电池的充电槽，所述电池旋转装置用于将所述待取电池通过水平旋转的方式传动到预定位置；所述换电桁架装置包括横梁、固定于所述横梁两侧的立架和抓取结构，所述抓取结构与所述横梁在横梁延伸方向上滑动连接。上述电池旋转装置通过电池旋转装置实现了电池的水平稳定传送，提高了换电效率，减少了换电站占地面积，方便维修。

Description

一种旋转换电系统
技术领域
本实用新型涉及换电领域，特别是涉及一种旋转换电系统。
背景技术
近年来，随着汽车电池技术的不断提升，新能源卡车等大型运输设备也得以快速的发展。
现有换电站主要由换电工位、移栽小车和电池存储机构组成。换电工位用于提供车辆的停放及定位，移栽小车用于在换电工位与电池存储机构之间传送电池。如图1所示，现有换电站包括换电机械手组件1001以及靠近所述换电机械手组件设置，用于存放换电电池包的电池包存储箱1003、换电控制仓1004及电池包放置框架1005等。通过换电机械手1001与电池包存储箱1003的设置，完成换电操作。
但是现有换电站存在诸多问题，换电机械手需要远离卡车换电工位后再与电池包存储箱对接以接驳电池，需要换电站留出足够的空间，以供执行电池接驳操作，导致现有换电站的整体占地面积较大；另外，电池包存储箱呈直线排布，导致换电机械手取放不同工位的电池时，定位繁琐且易产生偏差，耽误换电效率。
发明内容
基于此，有必要针对现有的换电站换电效率低，占地空间大的问题，提供一种旋转换电系统。
一种旋转换电系统，所述旋转换电系统包括：
至少一个电池旋转装置和至少一个换电桁架装置，其中，
所述电池旋转装置包括旋转固定底座和设置在所述旋转固定底座上的旋转架，所述旋转架上设置有若干装配有待取电池的充电槽，所述电池旋转装置用于将所述待取电池通过水平旋转的方式传动到预定位置；
所述换电桁架装置包括横梁、固定于所述横梁两侧的立架和抓取结构，所述抓取结构与所述横梁在横梁延伸方向上滑动连接，用于将待取电池从用电单元的电池槽中取出并将其放置于所述电池旋转装置的预定的充电槽中，以及将所述充电槽中的所述待取电池取出并放置于用电单元的用电槽中。
在其中一个实施例中，所述电池旋转装置为两个或两个以上。
在其中一个实施例中，所述电池旋转装置还包括第一驱动电机，所述第一驱动电机与所述旋转固定底座传动连接，所述第一驱动电机通过传动机构驱动所述旋转固定底座旋转。
在其中一个实施例中，所述换电桁架装置为两个或两个以上，其中每两个所述换电桁架装置包括：一个用于将待充电池从所述用电单元的电池槽中取出并将所述待充电池放置于所述电池旋转装置的充电槽中，另一个用于将所述待取电池从所述电池旋转装置的充电槽中取出并将所述待取电池放置于所述用电单元的电池槽中。
在其中一个实施例中，所述横梁包括导轨结构。
在其中一个实施例中，所述立架包括门式结构。
在其中一个实施例中，所述立架一端与所述横梁可拆卸连接，另一端通过螺栓固定在地面上立架另一端通过螺栓固定在地面上。
在其中一个实施例中，所述换电桁架装置还包括第二驱动电机，所述第二驱动电机用于驱动所述抓取结构实现所述电池的抓取和放置。
上述旋转换电系统通过电池旋转装置实现了电池的水平稳定传送，通过换电桁架装置实现稳定准确换取电池，通过电池旋转装置和换电桁架装置的相互配合实现了旋转换电系统可拓展，多辆车可并行换电，提高了换电效率，减少了换电站占地面积，方便维修。
附图说明
图1为现有技术的换电站示意图；
图2为旋转换电系统的应用环境示意图；
图3为采用单旋转装置的旋转换电系统立体示意图；
图4为采用单旋转装置的旋转换电系统轴侧视图；
图5为采用单旋转装置的旋转换电系统主视图；
图6为采用单旋转装置的旋转换电系统侧视图；
图7为采用单旋转装置的旋转换电系统俯视图；
图8为采用多旋转装置的旋转换电系统的轴侧视图；
图9为采用多旋转装置的旋转换电系统的主视图；
图10为采用多旋转装置的旋转换电系统的侧视图；
图11为采用多旋转装置的旋转换电系统的俯视图；
图12为电池旋转装置的主视图；
图13为电池旋转装置的俯视图；
图14为电池旋转装置的轴侧视图；
图15为电池旋转装置的第一驱动电机驱动示意图；
图16为换电桁架装置的轴侧视图；
图17为换电桁架装置的侧视图；
图18为换电桁架装置的俯视图；
图19为换电桁架装置的主视图；
图20为移动滑轮与导轨结构的装配示意图；
图21为导轨结构的示意图；
图22为立架与地面固定的示意图。
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。
本实用新型提供的旋转换电系统，可以应用于如图2所示的应用环境中。具体地，智能道闸系统310用于换电站入口识别及限制车辆行驶的通道出入口管理。其中，所述智能道闸系统310包括：红外传感器，压力波安全装置和智能道闸。具体地，智能道闸包括：一体机芯(或减速箱)、电机传动机构(或者液压传动机构)、平衡装置、机箱、控制板，闸杆支架、闸杆。在一个实施例中，车辆辅助停车定位机构410用于引导车辆在一定误差内停放到换电区域。其中，车辆辅助停车定位机构410包括：M型防撞护栏和减速带。
如图3所示，提供了一种旋转换电系统，所述旋转换电系统包括：
至少一个电池旋转装置200和至少一个换电桁架装置100，其中，
所述电池旋转装置200包括旋转固定底座210和设置在所述旋转固定底座上的旋转架230，所述旋转架230上设置有若干装配有待取电池的充电槽240，所述电池旋转装置200用于将所述待充电池通过水平旋转的方式传动到预定位置；
所述换电桁架装置100包括横梁111、固定于所述横梁两侧的立架113和抓取结构112，所述抓取结构112与所述横梁111在横梁延伸方向上滑动连接，用于将待取电池从用电单元的电池槽中取出并将其放置于所述电池旋转装置的预定的充电槽中，以及将所述充电槽中的所述待取电池取出并放置于用电单元的用电槽中。
在一个具体实施例中，所述固定于所述横梁两侧的立架113，每一侧均穿过所述电池旋转装置200的中心部位并固定在地面上。在另一个实施例中，所述固定于所述横梁两侧的立架113，一侧穿过所述电池旋转装置200的中心部位并固定在地面上，另一侧直接固定在地面上。
在其中一个实施例中，如图7、图8、图10所示，所述电池旋转装置为两个或两个以上。
在另一个实施例中所述旋转换电系统包括：至少一个电池旋转装置200，所述电池旋转装置200用于控制充电槽240在水平面上沿圆周方向传动；至少一个换电桁架装置100；所述换电桁架装置100用于在所述电池旋转装置200中取放电池；
所述电池旋转装置200包括：旋转固定底座210、旋转架230、回转支撑部件220、充电槽240；所述回转支撑部件220固定连接在所述旋转固定底座210上；所述旋转架230一侧与所述充电槽240固定连接；所述旋转架230另一侧通过固定于所述回转支撑部件220上与所述旋转固定底座210固定连接，其中，所述旋转固定底座210用于支撑所述电池旋转装置200。
在其中一个实施例中，如图2、图14所示，所述旋转换电系统采用多旋转装置结构，能够满足多辆车同时并行换电。在其中一个实施例中，所述换电桁架装置100为两个或两个以上，其中每两个所述换电桁架装置100包括：一个用于将待充电池从所述用电单元的电池槽中取出并将所述待充电池放置于所述电池旋转装置的充电槽240中，另一个用于将所述待取电池从所述电池旋转装置的充电槽中240取出并将所述待取电池放置于所述用电单元的电池槽中。
在其中一个实施例中，所述立架113一端与所述横梁111螺栓连接。具体地，如图22所示，所述立架113另一端通过螺栓114固定在地面上。
在一个实施例中，如图14、图15所示，所述电池旋转装置200包括第一驱动电机250，所述第一驱动电机250与所述旋转固定底座210传动连接，所述第一驱动电机250通过传动机构驱动所述旋转固定底座210旋转。
在其中一个实施例中，所述旋转架230通过方管、圆管或钢板焊接构成。具体地，所述旋转架230的形状包括:圆形或多边形。在其中一个实施例中，所述充电槽240与电池箱底座接口相互匹配。在其中一个实施例中，所述充电槽240具有浮动功能。
在一个实施例中，所述换电桁架装置100中，所述横梁111由“工”字钢、箱式结构或槽钢其中一种或几种拼焊构成，所述横梁111用于所述抓取结构112在所述横梁111上滑动。在其中一个实施例中，如图21所示所述横梁111包括导轨结构1111。在其中一个实施例中，如图20所示，所述抓取结构112包括：移动滑轮1121、升降结构1122、抓取部件1123。具体地，所述移动滑轮1121与所述导轨结构1111连接，用于所述抓取结构112与所述横梁111滑动连接；所述升降结构1122与所述移动滑轮1121连接，用于控制所述抓取结构112垂直移动；所述抓取部件1123与所述升降结构1122固定连接，用于抓取和放置电池。
在一个实施例中，如图17所示，提供了所述换电桁架装置100的侧视图，所述立架113为门式结构，所述立架113用于支撑所述横梁111以及增强所述换电桁架装置100的侧向刚度与稳定性。
在一个实施例中，所述换电桁架装置100还包括第二驱动电机，所述第二驱动电机用于驱动所述抓取结构112实现所述电池的抓取和放置。在一个实施例中，每一个所述换电桁架装置100包括：两个所述立架113，一个横梁111以及一个抓取结构112。
在一个实施例中，提供了一种适用于上述旋转换电系统的旋转式换电方法，所述旋转式换电方法包括：
步骤S101：车辆根据指示进入电池更换区域；
步骤S102：电池更换设备将车辆上的电池组取出并放置在充电槽230上；
步骤S103：充电槽230旋转，将待充电电池转到电池更换设备下方，电池更换设备将待充电电池从充电槽230内取出；
步骤S104：电池更换设备将满电电池组装入车辆；
步骤S105：电池更换设备恢复至待机位；
步骤S106：车辆在完成电池更换过程后驶离换电区域；
步骤S107：监控通信系统采集各充电槽内电池组的充电状态，进行智能调整，将状态信息上传并修复；
步骤S108：电池箱更换设备恢复至待机位，等待下一辆卡车。
进一步地，步骤S107具体包括以下步骤：
步骤S1071，将待充电电池放置在充电槽240；
步骤S1072，充电单元读取所述待充电电池中的BMS电池数据，并将电池数据传输至监控通讯单元；
步骤S1073，监控通讯单元判断所述待充电电池是否存在故障；
步骤S1074，若所述待充电电池存在故障，则由电池箱更换设备将存在故障的待充电电池送到维护舱进行故障诊断和维修，并记录故障信息；
步骤S1075，将维修好的待充电电池经电池箱更换设备送充电槽进入正常的充电程序。
上述旋转换电系统通过电池旋转装置200实现了电池的水平稳定传送，通过换电桁架装置100实现稳定准确换取电池，通过电池旋转装置200和换电桁架装置100的相互配合实现了旋转换电系统可拓展，多辆车可并行换电，提高了换电效率，减少了换电站占地面积，方便维修。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以通过居中的元件固定。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者也可能通过居中元件固定。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种旋转换电系统，其特征在于，其包括：
至少一个电池旋转装置和至少一个换电桁架装置，其中，
所述电池旋转装置包括旋转固定底座和设置在所述旋转固定底座上的旋转架，所述旋转架上设置有若干装配有待取电池的充电槽，所述电池旋转装置用于将所述待取电池通过水平旋转的方式传动到预定位置；
所述换电桁架装置包括横梁、固定于所述横梁两侧的立架和抓取结构，所述抓取结构与所述横梁在横梁延伸方向上滑动连接，用于将待取电池从用电单元的电池槽中取出并将其放置于所述电池旋转装置的预定的充电槽中，以及将所述充电槽中的所述待取电池取出并放置于用电单元的用电槽中。
2.根据权利要求1所述的旋转换电系统，其特征在于，所述电池旋转装置为两个或两个以上。
3.根据权利要求1所述的旋转换电系统，其特征在于，所述电池旋转装置还包括第一驱动电机，所述第一驱动电机与所述旋转固定底座传动连接，所述第一驱动电机通过传动机构驱动所述旋转固定底座旋转。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的旋转换电系统，其特征在于，
所述换电桁架装置为两个或两个以上，其中每两个所述换电桁架装置包括：一个用于将待充电池从所述用电单元的电池槽中取出并将所述待充电池放置于所述电池旋转装置的充电槽中，另一个用于将所述待取电池从所述电池旋转装置的充电槽中取出并将所述待取电池放置于所述用电单元的电池槽中。
5.根据权利要求1所述的旋转换电系统，其特征在于，所述横梁包括导轨结构。
6.根据权利要求1所述的旋转换电系统，其特征在于，所述立架包括门式结构。
7.根据权利要求1所述的旋转换电系统，其特征在于，所述固定于所述横梁两侧的立架，每一侧均穿过所述电池旋转装置的中心部位并固定在地面上。
8.根据权利要求1所述的旋转换电系统，其特征在于，所述固定于所述横梁两侧的立架，一侧穿过所述电池旋转装置的中心部位并固定在地面上，另一侧直接固定在地面上。
9.根据权利要求1所述的旋转换电系统，其特征在于，所述换电桁架装置还包括第二驱动电机，所述第二驱动电机用于驱动所述抓取结构实现所述电池的抓取和放置。
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