CN214689108U - 一种具有双向车道的电动重卡换电站 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有双向车道的电动重卡换电站，包括：换电车道，用于待换电车辆的进出和停留；替换电池箱，用于替换待换电车辆中的待换电池箱；储电仓位，用于放置替换电池箱；中转仓位，用于与储电仓位对接并传输电池箱；换电设备，包括导轨和沿导轨运动的换电小车；换电小车用于待换电车辆与中转仓位之间电池箱的抓取和转移换电；换电车道的数量为至少两条，其中两条换电车道的行车进出方向相反。该具有双向车道的电动重卡换电站中设置至少两个换电车道，并且其中两条换电车道的行车进出方向相反，利用换电车站外部的车道将来车导入与来车方向相同的换电车道中，避免车辆在换电站中掉头的问题，换电站占地面积小。

Description

一种具有双向车道的电动重卡换电站

技术领域

本实用新型涉及换电技术领域，具体涉及一种具有双向车道的电动重卡换电站。

背景技术

纯电动重卡的耗电量大，行驶里程长，电池的续航成为制约纯电动重卡发展的重要因素。电动汽车的电池通过更换电池，可实现亏电满电电池箱的快速切换。重卡电池箱重量大，搬运困难，电池在储电仓位与待换电充卡之间传输通常如CN110862008A中所公开的，容纳待换电车辆的待换电池车辆停放区为单个，为了便于换电设备对待换电车辆中的待换电池箱准确取放，停放区中通常设置有待换电车辆的定位装置，包括车道宽度方向和行车方向的定位件。定位装置决定了单个停放区中固定的行车方向。单向换电车道的缺陷在于，不同方向的来车需要在换电站中掉头以进入换电车道中，而重卡的掉头转弯半径大，换电站整体占地面积大。另外，换电车道的数量也决定了换电站的换电效率。

实用新型内容

本实用新型的目的之一在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种具有双向车道的电动重卡换电站，通过设置行车进出方向相反的两个换电车道，换电车道与换电站外部的同向车道连接，避免车辆在换电站中掉头的问题。

为了实现上述技术效果，本实用新型的技术方案为：一种具有双向车道的电动重卡换电站，包括：

换电车道，用于待换电车辆的进出和停留；

替换电池箱，用于替换待换电车辆中的待换电池箱；

储电仓位，用于放置替换电池箱；

中转仓位，用于与所述储电仓位对接并传输电池箱；

换电设备，包括导轨和沿所述导轨运动的换电小车；所述换电小车用于待换电车辆与中转仓位之间电池箱的抓取和转移换电；所述换电车道的数量为至少两条，其中两条换电车道的行车进出方向相反。

优选的技术方案为，一条所述换电车道与1～2个换电小车对应设置。

优选的技术方案为，所述储电仓位和中转仓位均设置有电池箱托架，所述电池箱托架设置有传输电池箱的滚筒输送线。

优选的技术方案为，所述换电车道中设置有车轮定位槽，所述车轮定位槽用于定位待换电车辆中的成对车轮。

优选的技术方案为，所述换电车道中设置有成对的凸起状导向条，所述导向条沿所述换电车道的行车进出方向延伸设置，所述凸起状导向条和所述换电车道组合成限位车道，所述限位车道的进车端为扩口状。

优选的技术方案为，所述储电仓位设置有电连接器，或者所述储电仓位和中转仓位均设置有电连接器；

所述电连接器与电源连接，所述电连接器用于对电池箱充电；

所述电连接器与充电驱动件连接，所述充电驱动件用于驱动所述电连接器与电池箱的充电端口相连接或者相脱离。

优选的技术方案为，所述中转仓位呈一列设置，所述储电仓位设置于成列的中转仓位的侧方。

优选的技术方案为，所述导轨架设与所述中转仓位以及换电车道的上方；

所述换电小车包括：

往复运动件，沿所述直线导轨往复运动；

抓取装置，用于抓取电池箱；

升降吊具，连接所述往复运动件与抓取装置，并驱动所述抓取装置的升降。

优选的技术方案为，所述抓取装置包括：

夹具基座；

成对的夹持抓取件，用于从电池箱的底部和/或相对侧面的中部抓取电池箱，通过转轴与所述夹具基座转动连接，所述转轴的轴向与所述夹具基座的X向一致；

驱动件，用于驱动所述夹持抓取件以所述转轴为中心轴翻转，切换成对夹持抓取件的开合。

优选的技术方案为，行车进出方向相反的两条所述换电车道设置于换电站的两端。

本实用新型的优点和有益效果在于：

该具有双向车道的电动重卡换电站中设置至少两个换电车道，并且其中两条换电车道的行车进出方向相反，利用换电车站外部的车道将来车导入与来车方向相同的换电车道中，避免车辆在换电站中掉头的问题，换电站占地面积小。

附图说明

图1是实施例具有双向车道的电动重卡换电站的俯视图；

图2是一实施例具有双向车道的电动重卡换电站的使用状态立体结构示意图；

图3是另一实施例中转仓位及其两侧的储电仓位的俯视图；

图4是另一实施例换电设备的主视图；

图5是另一实施例抓取装置的立体结构示意图；

图6是图5中A的局部放大图；

图中：1、换电车道；2、替换电池箱；3、储电仓位；4、中转仓位；

5、换电设备；51、导轨；52、换电小车；521、往复运动件；522、抓取装置；5221、夹具基座；5222、夹持抓取件；5223、转轴；5224、驱动件；523、升降吊具；

6、滚筒输送线；61、输送辊；62、驱动电机；63、阻挡器；

7、车轮定位槽；8、导向条；9、电连接器；a、待换电车辆；a1、待换电池箱。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

替换电池箱和待换电池箱

替换电池箱为储存于换电站中的电池箱，待换电池箱为车端电池箱，车端的待换电池箱转入储电仓位后，变为替换电池箱。在本实用新型的描述中，除明确的替换电池箱和待换电池箱外，“电池箱”表示替换电池箱和/或待换电池箱；“车端”表示待换电车辆，与“限位车道的进车端”相区别，“限位车道的进车端”表示限位车道的进车一端。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。

换电车道与换电小车的数量

换电站中换电车道的数量为至少两个，换电小车的数量为一个以上，当换电小车为一个，且换电站中仅停留一辆待换电车辆，则换电小车执行取下待换电池箱和装入替换电池箱的动作。当换电站中停留两辆以上的待换电车辆，则换电小车一次完成待换电车辆的换电。上述方案能达到基本的避免待换电车辆在换电站中掉头的问题。

进一步的，换电车道与换电小车一一对应设置，即换电小车专用于某一换电车道中待换电车辆的换电，执行取下待换电池箱和装入替换电池箱的动作。更进一步的，一个换电车道与两个换电小车对应设置，同一换电车道中的其中一个换电小车执行取下待换电池箱的动作，另一个换电小车执行装入替换电池箱的动作，取下待换电池箱和转移替换电池箱可同时进行，进一步缩短单辆待换电车辆的换电时间。

基于相同的换电站占地面积，换电车道增加，则用于存放替换电池箱的储电仓位数量就减小。因此，换电车道的数量的需要根据换电站的大小以及预计的换电车流量具体确定。

行车进出方向相反是指一条换电车道的行车进出方向为导轨的第一侧方至第二侧方，另一换电车道的行车进出方向为导轨的第二侧方至第一侧方，两换电车道行车进出方向夹角包括但不限于180°，当导轨为弧线形时，两换电车道行车进出方向夹角＞90°且＜180°，。

进一步的，中转仓位呈一列设置，导轨为直线导轨，电池箱在导轨上的取向固定，则两换电车道行车进出方向夹角为180°。

换电设备

换电设备包括但不限于优选的包含导轨和换电小车的吊装换电装置。吊装换电装置中除抓取装置的Z向升降外，抓取装置还可实现XY平面内的双向运动，或者X向或Y向的单向运动。与双向运动相比，导轨导向换电小车的单向运动，换电小车的结构简单。进一步的，中转仓位呈一列设置，导轨为直线导轨，换电小车抓取电池箱转移过程中，电池箱水平方向的晃动幅度小，电池箱装配精度高，通过粗导向即可完成换电装配作业。

电池箱托架

中转仓位和储电仓位中设置电池箱托架。更进一步的，电池箱托架的高度与车端电池支架的高度相等。利用电池箱托架提升电池箱的初始高度，减小电池箱转移过程中的升降行程，进一步加快换电速度。还可以通过调整电池支架基面与换电车道的基面高度差，实现换电提速。

储电仓位和中转仓位之间的电池箱传输驱动组件为滚筒输送线，滚筒输送线设置于储电仓位和中转仓位中，可实现电池箱的双向传输。更进一步的，滚筒输送线设置于电池箱托架上。更进一步的，电池箱托架上设置有传输导向件，用于导向储电仓位与中转仓位之间传输的电池箱。

电池箱托架上还设置有阻挡器，其中第一阻挡器的作用在于限制储电仓位与中转仓位之间电池箱的传输行程，即电池箱传输过程中到达中转仓位或者储电仓位预定位置后，第一阻挡器上升，与电池箱相抵接，阻止电池箱进一步传输。电池箱托架上设置有限制电池箱位置的第二阻挡器，第二阻挡器的作用在于限定电池箱的位置，即电池箱到达中转仓位或者储电仓位预定位置后，第二阻挡器上升，限制电池箱的X向和Y向移动。第一阻挡器和第二阻挡器还可以同时使用。

作为电池箱托架的替代，储电仓位设置承托电池箱的滑动托盘和滚动托盘，滑动托盘与滚动托盘的运动带动电池箱转移至中转仓位，托盘的行走驱动结构即为储电仓位和中转仓位之间的电池箱传输驱动组件。

电连接器

储电仓位上可用于放置满电电池箱，例如电池箱在储电仓位外充电完成后，由转运设备转运至储电仓位上。但是，由于重卡的电池箱本身自重、高度均较大，具有上述功能的换电站还需要另外设置转运设备和电池箱充电区，占地面积较大。在储电仓位设置与电源连接的电连接器，可以直接将待换电池箱转入储电仓位上充电，并且对储电仓位中的替换电池箱充电直至满电或者高于待换电池箱的电量。电连接器同时设置于储电仓位和中转仓位中，电池箱在中转仓位中也可以充电。

具体的，传输电池箱的过程中滚筒输送线的承托面下方，避免与传输状态的电池箱产生运动干涉，电连接器与充电驱动件连接，充电驱动件用于驱动电连接器与替换电池箱的充电端口相连接或者相脱离，进一步的，充电驱动件为电连接器顶升件，例如顶升气缸、顶升油缸等。电池箱托架提升电池箱的初始高度，同时还促进电连接器处以及电池箱底面的散热。

行车进出方向相反的两条换电车道设置于换电站的两端

换电车道可以穿设于储电仓位和中转仓位组成的储电区中，即换电车道的一侧或者两侧设置有储电仓位和中转仓位，优选的，行车进出方向相反的换电车道设置于换电站的两端，换电车道之间设置储电仓位和中转仓位，减小待换电车辆进入换电站的路程，免于在换电站中设置导向车辆进出的转弯车道等，进一步提高换电效率。

实施例

如图1所示，具有双向车道的电动重卡换电站包括：

换电车道1，用于待换电车辆a的进出和停留；

替换电池箱2，用于替换待换电车辆a中的待换电池箱a1；

储电仓位3，用于放置替换电池箱；

中转仓位4，用于与储电仓位3对接并传输电池箱；

换电设备5，包括导轨51和沿导轨51运动的换电小车52；换电小车52用于待换电车辆a与中转仓位4之间电池箱的抓取和转移换电；换电车道1的数量为至少两条，其中两条换电车道1的行车进出方向相反。

如图1所示，在一优选的实施例中，换电站中设置有10个储电仓位，分别标记为①、②、③、④、⑤、⑥、⑦、⑧、⑨、⑩号储电仓位，其中除①号和⑩号储电仓位外，其余储电仓位中设置替换电池箱。10个储电仓位分设于5个中转仓位的两侧；一条换电车道1与一个换电小车52对应设置。在车流量大的换电车道中，换电车道1两侧均设置储电仓位和中转仓位，并且一条换电车道1与两个换电小车52对应设置，减少待换电车辆的等待时间。

如图2-3所示，在另一优选的实施例中，储电仓位3和中转仓位4均设置有电池箱托架，电池箱托架设置有传输电池箱的滚筒输送线6。滚筒输送线6包括转动设置于电池箱托架上的输送辊61以及驱动输送辊61同步转动的驱动电机62，电池箱托架上还设置有阻挡器63，阻挡器63用于限制储电仓位3和中转仓位4之间的电池箱传输行程。图中中转仓位4和储电仓位3上均设置有至少两个阻挡器63，用于阻挡与电池箱传输方向相交的电池箱相对侧面。

如图1-2所示，在另一优选的实施例中，换电车道1中设置有车轮定位槽7，车轮定位槽7用于定位待换电车辆a中的成对车轮。具体的，由于车辆型号不同，车轮的间距也不一致，考虑到现有技术中车端电池箱的安装位置，优选的车轮定位槽7为前轮定位槽。

如图1-2所示，在另一优选的实施例中，换电车道1中设置有成对的凸起状导向条8，导向条8沿换电车道1的行车进出方向延伸设置，凸起状导向条8和换电车道1组合成限位车道，限位车道的进车端为扩口状。扩口状的进车端更便于待换电车辆的驾驶者将车开入限位车道中。

如图3所示，在另一优选的实施例中，储电仓位3设置有电连接器9，或者储电仓位3和中转仓位4均设置有电连接器9；

电连接器9与电源连接，电连接器9用于对电池箱充电；

电连接器9与充电驱动件连接，充电驱动件用于驱动电连接器9与电池箱的充电端口相连接或者相脱离。图中，充电驱动件为顶升件，亏电的待换电池箱进入中转仓位4或者储电仓位3后，顶升件驱动电连接器9上升，直至与亏电的待换电池箱a1充电端口连接；充电完成后，原亏电的待换电池箱a1转换为满电的替换电池箱2，顶升件驱动电连接器9下降，电连接器9与替换电池箱2充电端口脱离。

如图1-2所示，在另一优选的实施例中，中转仓位4呈一列设置，储电仓位3设置于成列的中转仓位4的侧方。

如图4所示，在另一优选的实施例中，导轨51架设与中转仓位4以及换电车道1的上方；

换电小车52包括：

往复运动件521，沿直线导轨51往复运动；

抓取装置522，用于抓取电池箱；

升降吊具523，连接往复运动件521与抓取装置522，并驱动抓取装置522的升降。

如图5-6所示，在另一优选的实施例中，抓取装置522包括：

夹具基座5221；

成对的夹持抓取件5222，用于从电池箱的底部和/或相对侧面的中部抓取电池箱，通过转轴5223与夹具基座5221转动连接，转轴5223的轴向与夹具基座5221的X向一致；

驱动件，用于驱动夹持抓取件5222以转轴5223为中心轴翻转，切换成对夹持抓取件5222的开合。

如图1所示，在另一优选的实施例中，行车进出方向相反的两条换电车道1分别设置于换电站的两端，图中，一条换电车道1设置于导轨51的第一端部下方，一条换电车道1设置于导轨51的第二端部下方。

实施例的换电步骤为：

S1：两不同方向的待换电车辆a经由成对的凸起状导向条8与换电车道1组成的敞口装进车端进入限位车道中，待换电车辆a的成对前轮驶入车轮定位槽7中，车辆停车、解锁待换电池箱a1、熄火、准备换电；

S2：与①号储电仓位3相邻的换电小车52抓取其下方换电车道1中待换电车辆a的待换电池箱a1，提升并沿导轨运动，将待换电池箱a1转入与①号储电仓位3侧方的中转仓位4，中转仓位4通过滚筒输送线6将待换电池箱a1向①号储电仓位3传输，①号储电仓位3中的阻挡器上升至突出滚筒输送线6的载物面以限位电池箱，顶升件驱动电连接器9上升，给待换电池箱a1充电；

S3：通过滚筒输送线6将满电的替换电池箱2转移到其侧方的中转仓位4中，例如②号储电仓位3中的替换电池箱2，换电小车52沿导轨运动至与满电的替换电池箱2上方，抓取电池箱并转入待换电车辆a中；

S4：换电完成后，车辆点火，锁定电池箱，驶离换电车道1。

S1-S3同时，另一换电小车52对⑩号储电仓位3相邻的换电车道1中的待换电车辆a换电，例如将待换电池箱a1传入⑩号储电仓位3中，将8号储电仓位3中的替换电池箱2转入相应的待换电车辆a中。

换电小车转移电池箱的过程包括：抓取装置522的驱动件5224伸缩杆的活塞杆缩回，成对的夹持抓取件5222呈张开状，升降吊具523驱动夹持抓取件下降至预定高度，驱动件5224伸缩杆的活塞杆伸出，成对的夹持抓取件5222与电池箱的相对侧面凹陷部顶面或者底面相钩挂，夹具基座5221位于电池箱的顶面上方，升降吊具523驱动抓取装置522上升至预定高度，往复运动件521带动抓取装置522沿导轨51运动。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种具有双向车道的电动重卡换电站，包括：

换电车道，用于待换电车辆的进出和停留；

替换电池箱，用于替换待换电车辆中的待换电池箱；

储电仓位，用于放置替换电池箱；

中转仓位，用于与所述储电仓位对接并传输电池箱；

换电设备，包括导轨和沿所述导轨运动的换电小车；所述换电小车用于待换电车辆与中转仓位之间电池箱的抓取和转移换电；其特征在于，

所述换电车道的数量为至少两条，其中两条换电车道的行车进出方向相反。

2.根据权利要求1所述的具有双向车道的电动重卡换电站，其特征在于，一条所述换电车道与1～2个换电小车对应设置。

3.根据权利要求1所述的具有双向车道的电动重卡换电站，其特征在于，所述储电仓位和中转仓位均设置有电池箱托架，所述电池箱托架设置有传输电池箱的滚筒输送线。

4.根据权利要求1所述的具有双向车道的电动重卡换电站，其特征在于，所述换电车道中设置有车轮定位槽，所述车轮定位槽用于定位待换电车辆中的成对车轮。

5.根据权利要求1所述的具有双向车道的电动重卡换电站，其特征在于，所述换电车道中设置有成对的凸起状导向条，所述导向条沿所述换电车道的行车进出方向延伸设置，所述凸起状导向条和所述换电车道组合成限位车道，所述限位车道的进车端为扩口状。

6.根据权利要求1所述的具有双向车道的电动重卡换电站，其特征在于，所述储电仓位设置有电连接器，或者所述储电仓位和中转仓位均设置有电连接器；

所述电连接器与电源连接，所述电连接器用于对电池箱充电；

所述电连接器与充电驱动件连接，所述充电驱动件用于驱动所述电连接器与电池箱的充电端口相连接或者相脱离。

7.根据权利要求1所述的具有双向车道的电动重卡换电站，其特征在于，所述中转仓位呈一列设置，所述储电仓位设置于成列的中转仓位的侧方。

8.根据权利要求1所述的具有双向车道的电动重卡换电站，其特征在于，所述导轨架设于所述中转仓位以及换电车道的上方；

所述换电小车包括：

往复运动件，沿所述导轨往复运动；

抓取装置，用于抓取电池箱；

升降吊具，连接所述往复运动件与抓取装置，并驱动所述抓取装置的升降。

9.根据权利要求8所述的具有双向车道的电动重卡换电站，其特征在于，所述抓取装置包括：

夹具基座；

成对的夹持抓取件，用于从电池箱的底部和/或相对侧面的中部抓取电池箱，通过转轴与所述夹具基座转动连接，所述转轴的轴向与所述夹具基座的X向一致；

驱动件，用于驱动所述夹持抓取件以所述转轴为中心轴翻转，切换成对夹持抓取件的开合。

10.根据权利要求1所述的具有双向车道的电动重卡换电站，其特征在于，行车进出方向相反的两条所述换电车道设置于换电站的两端。

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