CN215921945U

CN215921945U - 换电装置及换电站

Info

Publication number: CN215921945U
Application number: CN202122248242.0U
Authority: CN
Inventors: 蒋建平
Original assignee: Sany Heavy Industry Co Ltd
Current assignee: Sany Lithium Energy Co ltd
Priority date: 2021-09-16
Filing date: 2021-09-16
Publication date: 2022-03-01
Anticipated expiration: 2031-09-16

Abstract

本实用新型提供一种换电装置及换电站，本实用新型涉及车辆换电技术领域，提供一种换电装置，包括：取件部，用于提取电池；举升部，取件部可升降地设置在举升部上；旋转部，设置在取件部和举升部之间，并且取件部可转动地设置在旋转部上；第一平移部，设置在举升部下端，用于驱动举升部线性移动；其中，旋转部和第一平移部能够同时动作。本实用新型提供的换电装置，通过旋转部设置在取件部下方，能够对取件部进行单独转动，降低转动能耗；在举升部上端设置旋转部，在举升部下端设置第一平移部，实现旋转部和第一平移部的单独或同时动作，在取件部掉头时，旋转部和第一平移部同时动作能够减小旋转半径提高换电效率，减少换电装置的占用空间。

Description

换电装置及换电站

技术领域

本实用新型涉及车辆换电技术领域，尤其涉及一种换电装置及换电站。

背景技术

随着电池技术的发展，新能源重型车辆正在逐渐推广。由于充电时间还比较长，快速的更换电池可以有效解决充电导致的车辆等待时间过长的问题。

目前市场上车辆动力电池搬运和装卸的轨道车，在抓取电池后需要整个车体旋转180°到另外一侧存放电池，存放完电池重新抓取一块满电池再旋转180°将满电池安装在车上。整个车体旋转的方式不仅旋转半径大，占地方，而且能耗大。

实用新型内容

本实用新型提供一种换电装置及换电站，用以解决现有技术中车辆换电过程需要整车旋转，导致旋转半径大、占用空间大且能耗大的缺陷，实现只旋转取件部，并在取件部旋转的同时可以平移取件部，进一步的减小旋转半径，简化结构，减少占用空间，降低能耗。

本实用新型提供一种换电装置，包括：

取件部，用于提取电池；

举升部，所述取件部可升降地设置在所述举升部上；

旋转部，设置在所述取件部和所述举升部之间，并且所述取件部可转动地设置在所述旋转部上；

第一平移部，设置在所述举升部下端，用于驱动所述举升部线性移动；

其中，所述旋转部和所述第一平移部能够同时动作。

根据本实用新型提供的换电装置，还包括第二平移部，所述第二平移部设置在所述第一平移部下方，用于驱动所述换电装置线性移动，且移动方向与所述第一平移部的移动方向垂直。

根据本实用新型提供的换电装置，所述旋转部包括第一驱动机构和第一执行机构，所述第一驱动机构设置在所述取件部上，所述第一执行机构设置在所述举升部上，

其中，所述第一驱动机构驱动所述第一执行机构使所述取件部相对于所述举升部旋转。

根据本实用新型提供的换电装置，还包括底座，所述底座设置在所述举升部下端，所述第一平移部驱动所述举升部在所述底座上线性移动。

根据本实用新型提供的换电装置，所述第一平移部包括第二驱动机构和第二执行机构，所述第二驱动机构设置在所述举升部上，所述第二执行机构设置在所述底座上，

所述第二驱动机构驱动所述第二执行机构使所述举升部在所述底座上线性移动。

根据本实用新型提供的换电装置，所述第二平移部设置在所述底座下端，所述第二平移部驱动所述底座沿轨道线性移动。

根据本实用新型提供的换电装置，所述第二平移部包括第三驱动机构和第三执行机构，所述第三驱动机构和所述第三执行机构均设置在所述底座上，

其中，所述第三驱动机构驱动所述第三执行机构使所述底座在所述轨道上移动。

根据本实用新型提供的换电装置，所述举升部包括外筒、内筒和举升机构，所述举升机构一端设置在所述外筒上，另一端设置在所述内筒上，所述举升机构用于驱动所述内筒和所述外筒相对伸缩，

其中，所述取件部设置在所述内筒上，所述第一平移部设置在所述外筒下端。

根据本实用新型提供的换电装置，所述取件部沿所述第一平移部移动方向的长度小于等于所述底座沿相同方向的长度。

本实用新型还提供了一种换电站，包括电池仓和上述的换电装置，所述电池仓用于存放电池并给所述电池充电，所述换电装置置于所述电池仓和换电车辆之间。

本实用新型提供的换电装置，通过旋转部设置在取件部下方，能够对取件部进行单独转动，降低转动能耗；在举升部上端设置旋转部，在举升部下端设置第一平移部，实现旋转部和第一平移部的单独或同时动作，在取件部掉头时，旋转部和第一平移部同时动作能够减小旋转半径提高换电效率，减少换电装置的占用空间。

进一步，在本实用新型提供的换电站中，由于具备如上所述的换电装置，因此同样具备如上所述的各种优势。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型提供的换电装置的整体结构示意图之一；

图2是本实用新型提供的换电装置的整体结构示意图之二；

图3是本实用新型提供的换电装置的俯视图；

图4是图3沿A-A的局部剖视图；

图5是本实用新型提供的换电站整体结构示意图；

图6是本实用新型提供的换电站换电过程示意图之一；

图7是本实用新型提供的换电站换电过程示意图之二。

附图标记：

100：取件部； 200：举升部； 300：旋转部；

400：第一平移部； 500：第二平移部； 201：外筒；

202：内筒； 203：举升机构； 210：滑块；

301：第一驱动机构； 302：第一执行机构； 303：第一驱动齿；

304：齿圈； 310：回转轴承； 401：第二驱动机构；

402：第二执行机构； 403：第二驱动齿； 404：齿条；

410：底座； 411：滑轨； 501：第三驱动机构；

502：第三执行机构； 503：轨道； 600：电池仓；

601：电池； 602：换电车辆。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，术语“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实施例和简化描述，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实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型实施例的描述中，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。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实施例中的具体含义。

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实施例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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，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以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

下面结合图1至图7，对本实用新型的实施例进行描述。应当理解的是，以下所述仅是本实用新型的示意性实施方式，并不对本实用新型构成限定。

如图1所示，本实用新型提供了一种换电装置，包括：取件部 100，用于提取电池601；举升部200，用于升降取件部100，取件部 100可升降地设置在举升部200上；旋转部300，设置在取件部100 和举升部200之间，并且取件部100可转动地设置在旋转部300上，用于转动取件部100；第一平移部400，设置在举升部200下端，用于驱动举升部200线性移动；其中，旋转部300和第一平移部400能够同时动作。

具体来说，换电装置通过举升部200、旋转部300、第一平移部 400对取件部100进行升降、旋转和平移实现车辆电池601的换电过程。具体地，取件部100用于拾取电池601，根据电池601结构的不同，取件部100的结构进行适应性调整，以达到取走电池601的效果。例如，电池601的上部带有叉取孔位，因此，取件部100设置为叉臂结构，叉臂结构水平插入叉取孔位中，通过举升部200将叉臂结构抬起，从而将电池601抬起。再进一步地，经过旋转部300和第一平移部400将电池601移动到车辆上，或从车辆上移出。又例如，在电池 601上部设置有磁铁，在取件部100设置有与电池601的磁铁相互吸合的线圈，采用通断电实现电池601和取件部100的吸合和卸载。

其中，旋转部300能够带动取件部100进行360度旋转。第一平移部400能够带动取件部100在电池仓600和换电车辆602之间移动。旋转部300和第一平移部400能够分别单独运动，也能够同时运动。例如，从换电车辆602提取电池601后，可以单独控制旋转部300逆时针或顺时针旋转一定角度(例如45度)后，再同时驱动旋转部300 和第一平移部400进行工作。第一平移部400带动取件部100从换电车辆602向换电站方向移动的同时，旋转部300继续沿旋转方向旋转。从而可以实现取件部100旋转的同时进行平移，减小取件部100旋转半径，减小换电空间，提高换电效率。

另外，也可以根据换电站与换电装置之间的距离大小或换电车辆 602与换电装置之间的距离大小，确定第一平移部400平移到合适位置后，再控制旋转部300带动取件部100旋转。当然，也可以使旋转部300、举升部200和第一平移部400同时工作。本实施例采用驱动机构只驱动取件部100，能耗较小。

如图1至图4所示，在本实用新型的一个实施例中，旋转部300 包括第一驱动机构301和第一执行机构302，第一驱动机构301设置在取件部100上，第一执行机构302设置在举升部200上。其中，第一驱动机构301驱动第一执行机构302使取件部100相对于举升部 200旋转。

具体来说，第一驱动机构301驱动第一执行机构302使取件部 100相对于举升部200能够360度旋转，并且能够停在任一角度保持。例如，在一些实施例中，第一驱动机构301选择第一电机，第一执行机构302选择齿圈304和第一驱动齿303啮合传动。第一电机设置在取件部100上，与第一驱动齿303轴连接，齿圈304设置在举升机构 203上部的外壁上，例如举升机构203的外筒201外壁的上端，在第一电机的驱动下，第一驱动齿303啮合齿圈304转动，从而带动取件部100绕举升机构203旋转。

其中，第一电机的正反转确定了取件部100的逆时针和顺时针旋转，第一电机的启停控制取件部100的旋转角度，当然，第一电机的转速等均可根据需求进行控制和设定。

进一步地，在本实用新型的实施例中，在取件部100和举升部 200的连接处设置有回转轴承310，可以同时承受较大的轴向、径向负荷和倾覆力矩。从而在取件部100提取电池601后旋转或平移的同时旋转可以更加稳定可靠。其中，第一驱动机构301设置在取件部100远离提取电池601的一端，可以在一定程度上平衡电池601的重量，稳定旋转。

参考图1和图2，在本实用新型的另一个实施例中，换电装置还包括底座410，底座410设置在举升部200下端，第一平移部400驱动举升部200在底座410上线性移动。

换句话说，第一平移部400设置在举升部200和底座410之间，驱动举升部200相对于底座410线性移动。例如，在本实用新型的一些实施例中，举升机构203的底部设置有滑块210，例如在外筒201 的底部设置有滑块210，底座410设置有滑轨411，滑块210能够在滑轨411上移动。即第一平移部400驱动滑块210在滑轨411上移动。

如图3所示，其中，在本实用新型的一个实施例中，取件部100 沿第一平移部400移动方向的长度L1小于等于底座410沿相同方向的长度L2。可以最大程度的减小换电装置的尺寸，减小占地面积。使得本实用新型在电池仓600和换电车辆602的距离有限的条件下具有明显优势。此外，在本实用新型的一个可选实施例中，第一平移部 400包括第二驱动机构401和第二执行机构402，第二驱动机构401 设置在举升部200上，第二执行机构402设置在底座410上，第二驱动机构401驱动第二执行机构402使举升部200在底座410上线性移动。

具体地，第二驱动机构401设置在滑块210上，第二执行机构 402设置在滑轨411上，第二驱动机构401驱动第二执行机构402带动滑块210上的举升部200沿着滑轨411线性移动。也相当于，第二驱动机构401驱动第二执行机构402带动取件部100沿着滑轨411方向移动，从而实现取件部100在电池仓600和换电车辆602之间移动。

例如，在一些实施例中，第二驱动机构401选择第二电机，第二执行机构402选择第二驱动齿403和齿条404啮合传动。其中，第二电机设置在滑块210上，第二电机与第二驱动齿403连接，齿条404 沿滑轨411移动方向设置在滑轨411上，第二电机驱动第二驱动齿403转动，第二驱动齿403与齿条404啮合从而实现滑块210沿滑轨411 转动。

其中，第二电机的正反转实现滑块210沿滑轨411的前进和后退，第二电机的启停决定了滑块210与滑轨411的相对位置，进而确定的是取件部100与电池仓600和换电车辆602之间的距离。第二电机的转速等可调。此外，第二电机和第一电机的转动时间以及转速的配合，可以实现减小取件部100的转动半径。

继续参考图1和图2，进一步地，在本实用新型的一个可选实施例中，换电装置还包括第二平移部500，第二平移部500设置在第一平移部400下方，用于使换电装置线性移动，且移动方向与第一平移部400的移动方向垂直。

换句话说，第二平移部500将换电装置从外部运动到电池仓600 和换电车辆602之间。第二平移部500使换电装置在电池仓600的不同位置取放电池601以及根据换电车辆602所停放的位置，移动并确定换电位置。

具体地，在实用新型的一个实施例中，第二平移部500设置在底座410下端，第二平移部500驱动底座410沿轨道503线性移动。其中，轨道503设置在电池仓600和换电车辆602之间，轨道503上可以同时有多个换电装置同时进行工作和移动。轨道503可以为单轨也可以为双轨，轨道503可以设置成直线型也可以是曲线等形状。

如图1所示，在本实用新型的另一个可选实施例中，第二平移部 500包括第三驱动机构501和第三执行机构502，第三驱动机构501 和第三执行机构502均设置在底座410上，其中，第三驱动机构501 驱动第三执行机构502使底座410在轨道503上移动。

例如，在实施例中，第三驱动机构501可以为第三电机，第三执行机构502可以为滚轮，滚轮与轨道503贴合，第三电机驱动滚轮沿着轨道503移动。在轨道503为双轨时，第三电机可以为一个也可以为两个，可以一个第三电机同时驱动两侧的滚轮，也可以两个第三电机分别驱动两侧的滚轮。

继续参考图1和图2，在本实用新型的其它可选实施例中，举升部200包括外筒201、内筒202和举升机构203，举升机构203一端设置在外筒201上，另一端设置在内筒202上，举升机构203用于伸缩内筒202和外筒201，换言之，举升机构203用于驱动内筒202和外筒201相对伸缩，其中，取件部100设置在内筒202上，第一平移部400设置在外筒201下端。

具体来说，例如，举升机构203可以为缸结构，缸结构的伸缩杆与内筒202连接，缸结构的缸体与外筒201连接，通过伸缩实现内筒 202相对于外筒201的升降。当然，在本实施例中，举升机构203可以为齿轮齿条404、链条链轮，钢丝绳卷扬等升降方式。

此外，在本实用新型的另一个实施例中，内筒202与取件部100 连接，内筒202和外筒201之间设置有旋转部300，采用内筒202和外筒201的相对转动实现取件部100的相对转动。换句话说，内筒 202和外筒201即可以上下升降又可以相对转动。

如图5所示，在本实用新型还提供了一种换电站，包括电池仓 600和上述的换电装置，电池仓600用于存放电池并给电池601充电，换电装置置于电池仓600和换电车辆602之间。

以下结合图6和图7对本实用新型实施例的换电装置的整体换电过程进行阐述。

换电车辆602驶入待换电区，在本实施例中可以有多个待换电区。启动换电装置，第二平移部500带动换电装置沿轨道503移动至换电车辆602的待换电电池的对应位置。利用举升部200调整高度，使取件部100对应待换电电池的提起位置，第一平移部400启动，将取件部100沿滑轨411向换电车辆602方向移动，并与待换电电池的提起位置匹配。启动举升部200，将待换电电池提起，离开换电车辆602。

如图6所示，第一平移部400带动取件部100向电池仓600方向移动，移动到取件部100完全离开换电车辆602，根据现场情况，可以先驱动旋转部300转动取件部100，使取件部100与底座410成一定角度(例如45度)，避免第一平移部400移动时，与换电车辆602 干涉。

如图7所示，同时启动旋转部300和第一平移部400，使旋转部 300按原旋转角度继续旋转，在取件部100置于滑轨411中部时，取件部100与滑轨411垂直即取件部100与底座410成90度。第一平移部400带动取件部100向换电车辆602方向移动，直至取件部100 完全朝向电池仓600，即取件部100与底座410平行无夹角。

第二平移部500带动换电装置，达到电池仓600的空位处，伸出取件部100，放到指定位置，落下举升部200，切断取件部100和电池601的配合。退回原位。再重复上述动作，取满电电池，后旋转给换电车辆602。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种换电装置，其特征在于，包括：

取件部，用于提取电池；

举升部，所述取件部可升降地设置在所述举升部上；

其中，所述旋转部和所述第一平移部能够同时动作。

2.根据权利要求1所述的换电装置，其特征在于，还包括第二平移部，所述第二平移部设置在所述第一平移部下方，用于驱动所述换电装置线性移动，且移动方向与所述第一平移部的移动方向垂直。

3.根据权利要求1所述的换电装置，其特征在于，所述旋转部包括第一驱动机构和第一执行机构，所述第一驱动机构设置在所述取件部上，所述第一执行机构设置在所述举升部上，

4.根据权利要求2所述的换电装置，其特征在于，还包括底座，所述底座设置在所述举升部下端，所述第一平移部驱动所述举升部在所述底座上线性移动。

5.根据权利要求4所述的换电装置，其特征在于，所述第一平移部包括第二驱动机构和第二执行机构，所述第二驱动机构设置在所述举升部上，所述第二执行机构设置在所述底座上，

6.根据权利要求4所述的换电装置，其特征在于，所述第二平移部设置在所述底座下端，所述第二平移部驱动所述底座沿轨道线性移动。

7.根据权利要求6所述的换电装置，其特征在于，所述第二平移部包括第三驱动机构和第三执行机构，所述第三驱动机构和所述第三执行机构均设置在所述底座上，

8.根据权利要求1所述的换电装置，其特征在于，所述举升部包括外筒、内筒和举升机构，所述举升机构一端设置在所述外筒上，另一端设置在所述内筒上，所述举升机构用于驱动所述内筒和所述外筒相对伸缩，

9.根据权利要求4所述的换电装置，其特征在于，所述取件部沿所述第一平移部移动方向的长度小于等于所述底座沿相同方向的长度。

10.一种换电站，其特征在于，包括电池仓和权利要求1至9中任一项所述的换电装置，所述电池仓用于存放电池并给所述电池充电，所述换电装置置于所述电池仓和换电车辆之间。