CN216761505U - 结构稳固式换电站 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种结构稳固式换电站，换电站包括具有多个用于存放电池包的电池仓位的电池架以及用于在电池仓位之间进行电池转运的电池转运设备，电池转运设备位于电池架与对应的换电站侧壁之间，电池转运设备具有用于安装转运主体部的安装部，安装部与换电站的框架和/或电池架固定为一体结构。采用上述结构设置，通过将电池转运设备与换电站框架或电池架固定为一体结构，使电池转运设备运行产生的冲击能够传递和分散，提升运行稳定性和可靠性，使得安装部自身的结构强度需求下降，可以简化安装部的结构与材料厚度，实现降低成本、减重等目的。且安装部、电池架及换电站框架三者之间能够相互加强，使换电站的结构更加稳固。

Description

结构稳固式换电站

技术领域

本实用新型涉及车辆换电技术领域，特别涉及一种结构稳固式换电站。

背景技术

对现有的电动车辆进行换电时，通常需要将亏电的电池从电动车辆取出并运输到电池架上，并从电池架上将满电的电池取出并运输到电动车辆，实现电池相对电池架取放的部件为电池转运设备。其中，在电池架上通常通过堆放的形式储存电池，因此电池转运设备在取出或放置电池的时候，需要电池转运设备在水平方向或垂直方向进行移动，以对应不同的电池仓位；具体地，通过将电池转运设备中的电池取放机构配置为可升降移动来实现与不同的电池仓位进行匹配。基于该结构，由于电池取放机构可移动设置，而且还需负载电池后进行移动，因此，对于电池转运设备的承载本体的稳固性要求很高，需避免运动过程中产生晃动、冲击以及噪音等，导致电池转运设备的成本偏。而且，随着不同的运动方式设置，承载本体的结构与成本也会产生变化。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中电池转运设备存在的缺陷，提供一种结构稳固式换电站，旨在使电池转运设备实现更稳定、可靠且低成本地进行电池转运。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种结构稳固式换电站，所述换电站包括具有多个用于存放电池包的电池仓位的电池架以及用于在所述电池仓位之间进行电池转运的电池转运设备，所述电池转运设备位于所述电池架与对应的所述换电站侧壁之间，所述电池转运设备具有用于安装转运主体部的安装部，所述安装部与所述换电站的框架和/或所述电池架固定为一体结构。

采用上述结构设置，通过将电池转运设备与换电站框架或电池架固定为一体结构，使电池转运设备运行产生的冲击能够传递和分散，提升电池转运设备运行稳定性和可靠性。另外，依靠换电站或者电池架分担来自安装部的一部分载荷，使得安装部自身的结构强度需求下降，可以简化安装部的结构与材料厚度，实现降低成本、减重等目的。

同时，通过将换电站内的安装部、电池架和换电站框架一体连接，安装部、电池架及换电站框架三者之间能够相互加强，使电池架及换电站框架的结构强度和稳固性均得到提升，换电站的结构更加稳固。

较佳地，所述安装部包括具有四根立柱的支撑框架，所述支撑框架的底部和顶面分别与所述换电站的底部和顶部相固定连接。

采用上述结构形式可以加强电池转运设备与换电站的连接稳定性，使得电池转运设备运行产生的冲击能够传递和分散，实现提高运行的稳定性和可靠性的目的。同时换电站能够帮助支撑框架分担一部分载荷，使得支撑框架自身的结构强度需求下降，进而可以简化支撑框架的结构与材料厚度，实现降低成本、减重等目的。

较佳地，所述支撑框架的顶部通过顶面连接单元与所述换电站的顶部固定为一体结构；

和/或，所述支撑框架的底部通过底面连接单元与所述换电站的底部固定为一体结构。

该电池转运设备，通过将其支撑框架的顶部和底部通过顶面连接单元和底面连接单元与换电站进行连接，使支撑框架与换电站的顶部和底部形成一体结构，进一步加强电池转运设备与换电站的连接稳定性，使得电池转运设备运行产生的冲击能够传递和分散，提升运行稳定性和可靠性。同时，换电站能够帮助支撑框架分担一部分载荷，使得支撑框架自身的结构强度需求下降，可以简化支撑框架的结构与材料厚度，实现降低成本、减重等目的。

同时，在换电站设置电池转运设备的位置处，通过支撑框架实现换电站顶部相对换电站底部的间接连接，有利于提高换电站顶部的结构稳固性。

较佳地，所述底面连接单元包括连接底座，所述连接底座覆设于所述换电站的底面，所述连接底座上设有第一安装孔，所述连接底座通过所述第一安装孔与所述换电站的底面连接，所述支撑框架的四根所述立柱均固定于所述连接底座表面。

通过上述结构设置，可提高该支撑框架在位于该电池取放单元的端角位置处的各根立柱之间的连接强度，使得各立柱所受的载荷能够有效传递至换电站的底面，提高整体结构强度，有效降低成本。

较佳地，所述顶面连接单元具有用于连接所述换电站的顶部框架的第二安装孔，所述第二安装孔沿高度方向的位置可调节。

通过上述结构设置，在电池转运设备相对换电站内放置到位后，通过调整第二安装孔的高度位置，便于该顶面连接单元与换电站的顶面框架之间的对位与连接，降低连接难度。

较佳地，所述支撑框架中靠近所述换电站的侧壁的两根所述立柱通过第一连接单元与所述电池架相固定连接；

和/或，所述支撑框架中靠近所述电池架设置的两根所述立柱通过第二连接单元与所述换电站的侧面框架相固定连接。

通过上述结构设置，安装部与电池架和换电站的侧面框架固定成为一体结构，电池架及换电站的侧面框架能够帮助支撑框架分担一部分载荷，使得支撑框架自身的结构强度需求进一步下降，进一步实现简化支撑框架的结构与材料厚度的目的。

较佳地，所述立柱包括：钢构件，所述钢构件沿竖直方向延伸，所述钢构件的横截面为U型，所述钢构件的U型的缺口一侧朝向所述第一连接单元或所述第二连接单元；连接板，所述连接板的两端分别搭接在所述钢构件的U型的两端，所述连接板的外表面用于供所述第一连接单元或所述第二连接单元进行连接。

通过上述结构设置，使得该支撑框架的立柱在满足供第一连接单元进行连接的结构强度的基础上，还可节约用材，实现降本、减重目的。

较佳地，所述安装部包括具有四根立柱的支撑框架；所述转运主体部包括：设于所述四根立柱之间并且可升降移动的电池取放单元；带动所述电池取放单元升降移动的多个传动单元以及，用于向所述传动单元提供动力的驱动单元。

通过上述结构设置，依托支撑框架的四根立柱对电池取放单元进行相对固定与支撑，提高稳固性与平衡性，进一步通过驱动单元向传动单元提供动力，带动电池取放单元实现升降，进而实现电池取放单元实现升降。

较佳地，所述传动单元对应所述立柱设置，每个所述传动单元包括固定于对应的所述立柱上的齿条、设置于所述电池取放单元的预设位置上并且与所述齿条相啮合的齿轮，所述驱动单元通过驱动所述齿轮旋转以带动所述电池取放单元实现升降移动。

传动单元采用齿轮和齿条的方式实现带动电池取放单元升降移动，有效将齿轮齿条的传动平稳和传动效率高的特点与本电池转运设备的工作场景相结合，齿轮齿条传动单元能够将电池取放单元的电池包取放过程保持平稳安全，提高了电池包的取放效率；并且使电池转运设备的结构更紧凑，节约占地空间，进一步降低设备成本。

较佳地，所述传动单元的数量为四个，分别设于所述电池取放单元两侧的端角位置上，所述驱动单元包括两个驱动组件，分别设于所述电池取放单元的两侧。

采用上述结构，通过一个驱动组件驱动同一侧的两个传动单元带动电池取放单元升降移动，进一步简化电池转运设备的整体结构，降低设备成本。

较佳地，每个所述驱动组件包括驱动电机、分别连接两端的所述传动单元的齿轮的同步轴、分别套设在所述驱动电机的输出轴与所述同步轴上的主动轮和从动轮以及在所述主动轮和所述从动轮之间传动的同步带。

采用上述结构设置，通过同步轴使得电池取放单元的一侧只采用一个驱动电机就能同时控制两组齿轮齿条传动单元进行工作，使得电池取放单元一侧的齿轮能够沿着所述支撑部进行同步、统一地升降移动，同时这样的结构能够精简传动单元的整体结构，从而达到减少占地空间、降低制造成本的有益技术效果。另外，驱动电机与同步轴之间采用带传动的方式可以有效降低驱动组件的制造和安装的精度要求，有利于降低制造成本，便于操作人员拆装和维护。

较佳地，所述转运主体部还包括：防坠机构，所述防坠机构具有第一状态和第二状态，在所述第一状态时，所述防坠机构与所述同步轴相卡合以对所述电池取放单元进行限位；在所述第二状态时，所述防坠机构与所述同步轴相远离，所述同步轴正常旋转。

通过设置防坠机构，在传动单元正常运转时，通过与传动单元的同步轴保持脱离，避免影响传动单元驱动电池取放单元进行升降；而在发生特殊情况时，防坠机构通过与同步轴进行卡合的方式限制同步轴的转动，进而限制电池取放单元的位置，实现防坠目的，确保设备运行安全。

较佳地，所述传动单元还包括防脱齿组件，所述防脱齿组件包括多个背轮组，多个所述背轮组分别一一对应所述传动单元设置，并且固定在所述电池取放单元的预设位置上，以定位各所述传动单元中的所述齿轮相对所述齿条的位置。

通过在传动单元中设置防脱齿组件，在对应各齿轮齿条传动单元的位置处设置背轮组，实现对齿轮相对齿条位置的限定，提高齿轮齿条传动单元的传动效果和运行稳定性。

本实用新型的积极进步效果在于：

通过将电池转运设备与换电站框架或电池架固定为一体结构，使电池转运设备运行产生的冲击能够传递和分散，提升电池转运设备运行稳定性和可靠性。另外，依靠换电站或者电池架分担来自安装部的一部分载荷，使得安装部自身的结构强度需求下降，可以简化安装部的结构与材料厚度，实现降低成本、减重等目的。

同时，通过将换电站内的安装部、电池架和换电站框架一体连接，安装部、电池架及换电站框架三者之间能够相互加强，使电池架及换电站框架的结构强度和稳固性均得到提升，换电站的结构更加稳固。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的换电站的结构示意图(一)。

图2为本实用新型一实施例的换电站的结构示意图(二)。

图3为本实用新型一实施例的换电站的局部结构示意图。

图4为本实用新型一实施例的电池转运设备的结构示意图。

图5为本实用新型一实施例的电池转运设备的侧部与换电站的连接关系示意图(一)。

图6为本实用新型一实施例的电池转运设备的侧部与换电站的连接关系示意图(二)。

图7为本实用新型一实施例的电池转运设备的侧部与换电站的连接关系示意图(三)。

图8为本实用新型一实施例的电池转运设备的侧部与电池架的连接关系示意图(一)。

图9为本实用新型一实施例的电池转运设备的侧部与电池架的连接关系示意图(二)。

图10为本实用新型一实施例的电池转运设备的底部相对换电站的连接关系示意图。

图11为本实用新型一实施例的底面连接单元的连接关系示意图。

图12为本实用新型一实施例的顶面连接单元的结构示意图。

图13为本实用新型一实施例的顶面连接单元的连接关系示意图。

图14为本实用新型一实施例的支撑框架的顶面的状态示意图(一)。

图15为本实用新型一实施例的支撑框架的顶面的状态示意图(二)。

图16为本实用新型一实施例的支撑框架的立柱的结构示意图。

图17为本实用新型一实施例的第一连接单元的结构示意图。

图18为本实用新型一实施例的电池转运设备的结构示意图(二)。

图19为本实用新型一实施例的电池转运设备的传动单元的结构示意图。

图20为本实用新型一实施例的防坠机构的整体结构示意图。

图21为本实用新型一实施例的防坠机构在第一状态时的结构示意图。

图22为本实用新型一实施例的防坠机构在第二状态时的结构示意图。

图23为本实用新型一实施例的防坠机构的局部结构示意图。

图24为本实用新型一实施例的防脱齿组件的结构示意图。

图25为本实用新型一实施例的背轮相对齿条的布局位置示意图。

附图标记说明：

换电站100

第一换电模块101、行车道102，第二换电模块103

底部平台104，顶部框架105，框架立柱106

电池转运设备10

安装部1

支撑框架11

立柱111

钢构件1111，连接板1112，第四安装孔11121

顶面12，第三安装孔13

电池取放单元2

顶面连接单元4

水平连接件41，第二安装孔411

调整件42

传动单元5

驱动组件51，同步轴512

主动轮512a，从动轮512b，卡合轮512c

同步带513，驱动电机514

齿轮52

齿条53

防脱齿组件54

背轮组541

背轮5411

底面连接单元6

连接底座61

配重单元7

滑轮组71

第一连接单元81

第一安装板811，第二安装板812，加固板813

第二连接单元82

吊装件9

电池架20

电池仓位201

防坠机构23

限位杆231

啮合齿2311

固定座232

弹性件233

具体实施方式

下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本实用新型。

本实用新型提供了一种结构稳固式换电站100，结构如图1所示。其中，为了便于展示换电站100内部布局，位于换电站100顶部的部分顶板被隐藏。本实施例中，换电站100从左至右依次包括第一换电模块101、行车道102和第二换电模块103。当待换电的车辆驶入并停止于行车道102中的待定位置后，换电小车将电池从车辆底部取下，并向左或向右移动至第一换电模块101或第二换电模块103中。由于第一换电模块101和第二换电模块103中均具有多个用于存放电池包的电池仓位201的电池架20以及用于在电池仓位201之间进行电池转运的电池转运设备10。在此以电池运输至第二换电模块103为例，描述换电小车在换电站100中换电的过程：在换电小车将电池移动至第二换电模块103之后，电池转运设备10将电池从换电小车上取下，并放置在电池架20的某一个电池仓位201上，使得电池架20对该电池进行充电操作。之后，电池转运设备10再从电池架20的另一个电池仓位201上取出另一个已充满电的电池，将该电池运输至换电小车上，换电小车通过水平移动的方式将该电池运送至车辆底部，并安装至车辆上，以实现换电的目的。

在此以换电站100的第二换电模块103为例，第二换电模块103的布局具体如图2和图3所示，电池架20被布置在靠近行车道102一侧的位置处，该电池架20上的各电池仓位201沿竖直方向依次叠放设置，电池转运设备10位于电池架20与对应的换电站100侧壁之间，提高了换电站100的空间利用率。

其中，电池转运设备10具有用于安装转运主体部的安装部1。本实施例中的安装部1分别与换电站100的框架以及电池架20固定为一体结构，使得电池转运设备10运动产生的冲击能够传递和分散至换电站100的框架及电池架20上，以提高该电池转运设备10运行稳定性和可靠性，并且，将电池转运设备10运作产生的冲击传递至换电站100各处，还可以降低换电站100产生的噪音。其中，安装部1朝向电池架20的一侧与电池架20固定为一体结构，朝向背离于电池架20的一侧与换电站100的框架固定为一体结构，使得安装部1自身的结构强度需求下降。另外，依靠换电站100或者电池架20分担来自安装部1的一部分载荷，使得安装部1自身的结构强度需求下降，可以简化安装部1的结构与材料厚度，以实现了降低成本、减重等目的。另外，通过使换电站100内的安装部1与电池架20和换电站100的框架一体连接，安装部1、电池架20及换电站100的框架三者之间能够相互加强，使电池架20及换电站100的框架的结构强度和稳固性均得到提升，换电站100的结构更加稳固。

在本实施例中，安装部1包括支撑框架11，支撑框架11的侧面由四根立柱111组成，因此安装部1的两侧与电池架20及换电站100的框架固定为一体结构是依靠连接支撑框架11的对应立柱111完成的。

本实施例中的支撑框架11的立柱111与换电站100的框架固定为一体结构的结构设置方案如图5-图7所示：在本实施例中，安装部1是依靠第二连接单元82实现立柱111相对换电站100的框架之间的连接的。本实施例中的第二连接单元82具体为沿水平方向延伸的矩形管，为矩形管的第二连接单元82朝向安装部1的一侧表面分别与支撑框架11的两根立柱111连接，而另一侧分别与换电站100两个端角位置处的两根框架立柱106连接，通过上述结构设置，使得安装部1与换电站100实现一体连接。

其中，本实施例中的换电站100的框架立柱106仅设置在换电站100的端角位置处，因此，第二连接单元82沿水平方向延伸的长度较长，在其他实施例中，若换电站100的框架立柱106设置在其他位置处，第二连接单元82也可以延伸并与该框架立柱106进行连接。

本实施例中的支撑框架11的立柱111与电池架20固定为一体结构的结构设置方案如图8和图9所示：在本实施例中，第一连接单元81为呈L型的转接件，通过两个呈90度角设置的安装平面分别固定在电池架20和支撑框架11的立柱111上，实现电池架20相对立柱111的紧固连接。

具体连接结构如图9所示，本实施例中，电池架20朝向支撑框架11一侧的宽度为H₁，小于支撑框架11的宽度H₂，因此，通过在位于两侧的立柱111上分别安装第一连接单元81对电池架20进行连接，通过第一连接单元81的转角连接方式，可以无需考虑电池架20与支撑框架11支架的宽度尺寸差异，有利于不同外形尺寸的电池架与电池转运设备之间的相互连接。

需要明确说明的是，本实施例中提供的第一连接单元81与第二连接单元82的具体结构仅为本实用新型中一种较为优选的结构实施方案，在其他实施例中，第一连接单元81与第二连接单元82也可采用其他结构实现电池转运设备10相对换电站100的框架及电池架20之间的一体连接，例如，在其他实施例中，电池转运设备10也可通过在朝向换电站100一侧的立柱111上安装类似于第一连接单元81的转角连接结构，以实现相对换电站100的框架立柱106的可靠连接。

本实施例中，换电站100的电池转运设备10不仅通过其侧面与电池架20及换电站100的框架进行一体连接，电池转运设备10的支撑框架11的底面和顶面还与换电站100的底部和顶部相固定连接，以进一步对支撑框架11进行加强，进而可以提高电池转运设备10运行的稳定性和可靠性，并且可以简化支撑框架11的结构与材料厚度的目的。

同时，该换电站100通过电池转运设备10的支撑框架11实现换电站100顶部相对换电站100底部的间接连接，也有利于提高换电站100顶部的结构稳固性。

其中，支撑框架11的顶面12通过顶面连接单元4与换电站100顶部固定为一体结构。支撑框架11的底部通过底面连接单元6与换电站100的地步固定为一体结构。采用上述结构形式可以加强电池转运设备10与换电站100的连接，进一步加强电池转运设备10与换电站100的连接稳定性，使得电池转运设备10运行产生的冲击能够传递和分散，实现提高运行的稳定性和可靠性的目的。同时换电站100能够帮助支撑框架11分担一部分载荷，使得支撑框架11自身的结构强度需求下降，进而可以简化支撑框架11的结构与材料厚度，实现降低成本、减重等目的。

此外，如图10所示，支撑框架11中靠近换电站100的侧壁的两根立柱111通过第一连接单元81与电池架20相固定连接。支撑框架11中靠近电池架20设置的两根立柱111通过第二连接单元82与换电站100的侧壁框架固定连接。通过上述结构设置，安装部1与电池架20和换电站100的侧面框架固定成为一体结构，电池架20及换电站100的侧面框架能够帮助支撑框架11分担一部分载荷，使得支撑框架11自身的结构强度需求进一步下降，进一步实现简化支撑框架11结构与材料厚度的目的。

在本实施例中，还提供一种相对较佳的顶面连接单元4和底面连接单元6的结构设置方案。具体如图11所示，本实施例中，底面连接单元6包括连接底座61，连接底座61覆设在换电站100的底部平台104上，以实现与换电站100底面较大面积的接触，便于传递受力，并提高连接稳固性。在本实施例中，支撑框架11对应电池转运设备10的端角位置处的四根立柱111均通过固定连接的方式实现相对该连接底座61的上表面的紧固连接，其中，固定连接的连接方式可采用现有技术中存在的方案，例如焊接、螺栓连接等。

在连接底座61表面设有上下贯通的第一安装孔，第一安装孔用于供螺钉穿入，使得螺钉的末端固定在换电站100的底面上对应开设的螺纹孔内。支撑框架11的四根立柱111均固定在连接底座61表面，提高了支撑框架11在位于该电池转运设备10的端面位置处的各立柱111之间的连接强度，使得各立柱111所受的载荷能够有效传递至换电站100的底面，从而提高换电站100在运行时的整体稳定性。

如图12和图13所示，本实施例中，顶面连接单元4包括水平连接件41和调整件42。

其中，水平连接件41有两根，分别沿着支撑框架11的顶面12相对平行的方向设置，并且位于支撑框架11的顶面12的正上方，水平连接件41的数量至少为两根，各水平连接件41之间平行布置，且至少分布在支撑框架11的顶面12的两端，这些水平连接件41的两端均连接至换电站100的顶部框架105上，实现支撑框架11的顶面12相对换电站100的一体连接。

对于每一根水平连接件41，其两端均具有第二安装孔411，通过螺钉穿入第二安装孔411的方式，将水平连接件41固定在换电站100顶部的顶部框架105侧表面处。第二安装孔411沿高度方向的位置可调节，因此在电池转运设备10相对换电站100内放置到位后，通过调节第二安装孔411的高度位置，便于各水平连接件41与换电站100的顶面框架之间的对应于连接，降低了连接的难度。

在水平连接件41与支撑框架11的顶面12之间设有调整件42。调整件42用于实现水平连接件41相对支撑框架11的顶面12的连接，并且调整件42能够调整水平连接件41沿竖直方向与该支撑框架11的顶面12的间距。因此通过设置调整件42，在支撑框架11的顶面12处以向上扩展的方式形成与换电站100连接的第二安装孔411，使得第二安装孔411的设置无需考虑支撑框架11的高度，以适配于不同高度的电池转运设备10，具有通用性高的特点。

另外，在本实施例中，如图14和图15所示，在电池转运设备10相对于换电站100吊装完成后，在电池转运设备10的顶部安装顶面连接单元4。因此在电池转运设备10的支撑框架11的顶面12上设置第三安装孔13，在顶面连接单元4未安装的情况下，该第三安装孔13还复用为供吊装件9进行安装的结构。通过这种结构设置，在要将电池转运设备10进行吊装进入换电站100内时，利用供调整件42进行安装的第三安装孔13实现临时安装吊装件9的目的，满足吊装需求。在完成吊装之后，拆除吊装件9再安装调整件42，使得第三安装孔13同时具备两种功能。

本实施例中，还提供了一种立柱111的优选结构设置方案，以在满足减重降本节省材料等需求的情况下，实现供第一连接单元81以及第二连接单元82进行安装的需求。如图16所示，该立柱111具体结构如下：该立柱111由沿竖直方向延伸的钢构件1111和多块固定在该钢构件1111上的连接板1112共同构成。其中，钢构件1111的横截面呈U型，该钢构件1111的U型的缺口一侧安装上述的连接板1112，该连接板1112沿长度方向的两侧分别通过焊接方式固定在该钢构件1111的U型的两端，并且，在连接板1112的表面上设有供第一连接单元81或者第二连接单元82进行连接的第四安装孔11121，该第四安装孔11121可以是螺纹孔，以便于通过螺旋进行固定。该立柱111通过这种结构设置，使得立柱111在实现供第一连接单元81或第二连接单元82进行连接的功能的基础上，还可节约立柱111的用材，实现降本、减重的目的。

与本实施例中所提供的立柱111具体实施结构相对应的，第一连接单元81及第二连接单元82可采用下述结构实现立柱111相对电池架20或换电站100侧壁进行可靠连接，同时，还能够具备沿水平或垂直方向调整安装位置的能力，提高安装适配性，在此，以第一连接单元81的具体结构为例：

如图17所示，在本实施例中，第一连接单元81具有相对呈90°夹角设置的第一安装板811和第二安装板812。其中，第一安装板811用于与电池架20的支撑柱进行连接，而第二安装板812通过螺钉固定在立柱111连接板1112的第四安装孔11121上。其中，第一安装板811和第二安装板812之间呈90°夹角，以便于从不同方向分别连接电池架20和电池转运设备10的支撑框架11，从而留出足够的安装空间，方便施工人员通过不同的安装螺栓等紧固件，实现电池架20相对应电池转运设备10的固定连接。从图17中可以看出，在第一安装板811和第二安装板812的表面，分别设有沿不同方向延伸的腰形孔，设置在第一安装板811上的为沿水平方向延伸的腰形孔，设置在第二安装板812上的为两个沿竖直方向延伸的腰形孔。通过这些沿水平或垂直方向设置的腰形孔，使第一连接单元81具备沿水平及竖直方向调整安装位置的能力，以更好地贴合所要连接的结构，实现可靠连接的目的。

另外，第一连接单元81还包括分别与第一安装板811和第二安装板812相连的加固板813，通过设置加固板813，可避免第一安装板811相对第二安装板812的位置在长期使用过程中产生变形。

如图18所示，转运主体部包括用于相对电池架20的任一电池仓进行电池取放的电池取放单元2，该电池取放单元2设置于四根立柱111之间，并通过传动单元5带动电池取放单元2在立柱111上沿垂直方向升降移动。上述结构设置，可以依托支撑框架11的四根立柱111对电池取放单元2进行相对固定与支撑，提高稳固性与平衡性。进一步地，驱动单元可以向传动单元5提供动力，以使传动单元5驱动电池取放单元2移动升降。驱动单元和传动单元5可以按需选择类型和数量，其驱动单元可以选择一组驱动单元同时驱动多组传动单元5，也可以选择多组驱动组件51同时驱动多组传动单元5，前提是保证电池取放单元2的正常运行，达到电池取放操作的目的。在本实施例中，传动单元5共四个，分别被布置在电池取放单元的四个端角位置处，驱动单元包括两个驱动组件，这两个驱动组件分别设在电池取放单元2的左右两侧，位于一侧的驱动组件分别连接同侧两端的两个传动单元5，以向这两个传动单元5提供动力，实现电池取放单元2相对支撑框架11的升降。

另外，如图4所示，本实施例中，转运主体部还包括有两个配重单元7，这两个配重单元7分布在电池取放单元2的左右两侧，并通过链条(图中未示出)与电池取放单元2连接，该链条通过滑轮组71改变其传动方向，使得在电池取放单元2上升时，配重单元7同步下降，而在电池取放单元2下降时，配重单元7同步上升，实现配重目的。

如图19所示，在本实施例中，传动单元5对应立柱111设置，每个传动单元5包括固定于对应立柱111上的齿条53、设置于电池取放位置上并与齿条53向啮合的齿轮52，使得驱动单元通过驱动齿轮52旋转以带动电池取放单元2实现升降。上述方式可以有效地将齿轮52、齿条53的传动平稳和传动效率高的特点与本电池转运设备10的工作场景相结合，使得齿轮52、齿条53和传动单元5能够将电池取放单元2的电池包取放过程保持平稳安全，提高了电池包的取放效率，并且使电池转运设备10的结构更紧凑，节约占地空间，进一步降低设备成本。

传动单元5的数量为四个，四个传动单元5分别对应电池取放单元2两侧的端角位置上，并且分别设置于支撑框架11与电池取放单元2之间。齿轮52设置在电池取放单元2上，齿条53沿竖直方向设置于支撑框架11上，并且齿轮52与齿条53保持相互啮合的状态。两个驱动单元包括两个驱动组件51，并且驱动组件51分别设置于电池取放单元2的两侧，以驱动位于电池取放单元2的同一侧两端的传动单元5同步带513动电池取放单元2升降移动。即当驱动组件51运动，驱动组件51将带动齿轮52在齿条53上进行滚动，进而使得安装在电池取放单元2上的齿轮52带动电池取放单元2在支撑框架11上进行上下升降运动，进一步简化电池转运设备的整体结构，降低设备成本。

如图20至图21所示，对于布置在电池取放单元2左右两侧的驱动组件51，每个驱动组件51均包括驱动电机514、同步轴512和同步带513，其中同步轴512连接两端的传动单元5，同步轴512包括主动轮512a和从动轮512b，驱动电机514的输出轴和主动轮512a同轴连接，主动轮512a和从动轮512b通过同步带513连接，其传动单元5的整个运动过程如下：主动轮512a的转动通过同步带513进而带动从动轮512b的转动，使得带动了同步轴512的转动，进而带动同步轴512两端分别连接的两组传动单元5的齿轮52，使齿轮52在对应的齿条53上升降移动，最终达到使电池取放单元2作升降运动，并运送电池的目的。

其中，同步带513的类型和数量可以按需选择，可以选择传动皮带或链条，也可以设置成上层或者单层多个共同运行。本实施例中，采用链条可满足较大符合运行的需要，以满足换电站100较高的电池转运需求。

电池取放单元2置于支撑框架11中，电池取放单元2的四端与支撑框架11之间分别安装有齿轮齿条传动单元，在电池取放单元2的两侧分别安装有同步轴512和驱动电机514，同步轴512与电池取放单元2同侧的两组齿轮齿条传动单元中的齿轮52相固定连接，以使位于两端的齿轮52与同步轴512实现同轴旋转，驱动电机514与电池取放单元2固定连接，驱动电机514带动同步轴512旋转以带动电池取放单元2一侧的两个齿轮52分别在对应的齿条53上滚动，从而使同步轴512带动电池取放单元2的一侧进行升降运动，即在本实施例中通过分别控制电池取放单元2上安装的两个驱动电机514，就可以保证电池取放单元2四端在同一水平面内进行升降。

在上述的这种结构设置情况下，同步轴512使得电池取放单元2的一侧只采用一个驱动电机514就能同时控制两组齿轮齿条传动单元进行工作，使得电池取放单元2一侧的齿轮52能够沿着支撑部沿竖直方向进行同步、统一地升降移动，同时这样的结构能够精简齿轮齿条传动单元的整体结构，从而达到减少占地空间、降低制造成本的有益技术效果，另外驱动电机514与同步轴512之间采用带传动的方式可以有效降低驱动组件51的制造和安装的精度要求，有利于降低制造成本，便于操作人员拆装和维护。

转运主体部还包括防坠机构23，该防坠机构23设置在电池转运设备10中。设置该防坠机构23的目的是在电池转运设备10在突发状况导致电池转运设备10不能正常操作时，防坠机构23可以保证电池转运设备10的安全，将意外产生的风险降到最低。

该防坠机构23与传动单元5相连接，在本实施例中，择优选择将防坠机构23连接在同步轴512的两端。该防坠机构23具有第一状态和第二状态，其第一状态是当传动单元5发生突发状况时的状态，如当同步带513发生断裂时，防坠机构23起到保证整个电池转运设备10维持在安全情况下的状态(参见图22)；其第二状态是整个电池转运设备10呈现正常工作状态时与同步轴512保持脱离相远离的状态(参见图21)。

所以防坠机构23的工作原理如下：在传动单元5正常运转时，防坠机构23处于第二状态，通过防坠机构23与传动单元5的同步轴512保持相对远离，避免防坠机构23影响传动单元5驱动电池取放单元2的升降；而在发生特殊情况时(即同步带513断裂时)，防坠机构23通过与同步轴512进行卡合的方式限制同步轴512的转动，则防坠机构23从第二状态切换至第一状态，限制电池取放单元2的位置，不会再发生大幅度的升降，实现防坠目的，保证取放单元在正常的工作环境下处于安全的状态。防坠机构23的两个状态的切换即不同的配合状态共同保证了电池转运设备10的正常运行。

本实施例的防坠机构23的具体结构如下：如图23所示，防坠机构23包括限位杆231，限位杆231的一端枢轴连接在电池取放单元2的侧面位置处上并位于同步轴512的下方，另一端通过一滚轮定位在同步带513的，以通过同步带513限制限位杆231的位置。在本实施例中，电池取放单元2侧面用于供限位杆231进行枢轴连接的结构由固定在电池取放单元2的框架上的固定座232提供，限位杆231的一端和该固定座232活动连接，以实现使限位杆231的另一端通过与固定座232的连接点为基点沿图23中箭头所指方向进行摆动的活动方式，通过这种摆动运动的方式，限位杆231在第一状态和第二状态之间切换。在这种运动方式下，限位杆231的运动路径简单，有利于提高防坠机构23的运行可靠性。

具体地，限位杆231在朝向同步轴512的一侧表面上设有用于卡合同步轴512的啮合齿2311，在同步带513处于正常运行状态时，由于限位杆231末端的滚轮相对于同步带513接触限位的关系，限位杆231上的啮合齿2311相对同步轴512距离较远，避免影响同步轴512的正常转动；当同步带513处于异常运行状态(例如断裂等情况)时，同步带513无法通过滚轮限制限位杆231，使得限位杆231朝靠近同步轴512的方向作翻转运动，使啮合齿2311与设置在同步轴512相卡合，以阻止同步轴512进一步转动，实现防坠目的。

本实施例中，当限位杆231沿图22中箭头所指方向从第二状态切换至第一状态时，通过限位杆231上的啮合齿2311是与固定在同步轴512表面的卡合轮512c进行卡合的，实现限位固定同步轴512继续转动的作用，增强同步轴512和限位杆231之间的配合效果，实现防坠机构23的防坠措施。通过在同步轴512表面设置卡合轮512c实现相对限位杆231的卡合，也能够避免啮合导致同步轴512表面损伤，有利于同步轴512的长期运行。

如图21所示，本实施例中的防坠机构23还包括弹性件233，弹性件233的一端连接于限位杆231上且另一端固定连接于电池取放单元2上，弹性件233用于向限位杆231施加使其切换至第一状态的作用力。其中，在图中15所示的弹性件233仅用于说明示意该弹性件233的优选设置位置以及与限位杆231连接关系，弹性件233具体可采用现有技术中所有能够产生弹性的部件，以保持对限位杆231施加切换至第一状态的作用力。

在本实施例中，弹性件233优选为螺旋弹簧，通过设置弹性件233对限位杆231施加作用力，无论防坠机构23处于哪种状态，弹性件233的作用力使得限位杆231一直处于一个高位被弹起的状态，在同步带513发生意外断裂之后，通过弹性件233所施加的作用力使得限位杆231能够更快地切换至第一状态，进而快速实现对同步轴512的卡合固定，增强限位杆231的防坠效率，使得防坠机构23的防坠反应速度快。

其中，弹性件233的优选设置范围如下：在限位杆231和电池取放单元2所呈现的夹角内，且其安装位置可以按需设置在该夹角的任意位置处。在本实施例中，将弹性件233设置在距离限位杆231和固定座232连接处的最远位置上，即弹性件233的一端设置在限位杆231远离固定座232的最远端点上，弹性件233的另一端设置在距离固定座232相对应的距离的电池取放单元2上。

另外，如图24和图25所示，传动单元5还包括防脱齿组件54，防脱齿组件54包括多个背轮组541，多个背轮组541分别一一对应齿轮齿条传动单元设置并且固定于电池取放单元2的预设位置上，以定位每组齿轮齿条传动单元中的齿轮52相对齿条53的位置。

齿轮齿条传动单元中其齿条53与支撑框架11的立柱111固定连接，其齿轮52与同步轴512的端部同轴固定连接，驱动电机514带动同步轴512旋转以使齿轮52在齿条53上进行滚动，为了保证齿轮52在齿条53上滚动过程中，齿轮52与齿条53始终有良好的啮合效果，在同步轴512的端部还安装有防脱齿组件54，防脱齿组件54上设有多个背轮组541，各背轮组541分别与齿条53上的不同壁面相抵靠，以使齿轮52进行相对齿条53的不同方向上的约束，该传动单元5的防脱齿组件54通过在对应各齿轮齿条传动单元的位置处设置背轮组541，实现对齿轮52相对齿条53位置的限定，提高齿轮齿条传动单元的传动效果和运行稳定性。

该防脱齿组件54的背轮组541，通过设置位于齿条53的背面的背轮5411，利用该背轮组541中的两个背轮5411分别对齿轮52相对齿条53的齿面的垂直方向及水平方向上进行限位，以保证齿轮52能够啮合在齿面上不会从垂直方向和水平方向上脱出，使得齿轮52能够与齿条53保持稳定的啮合，传动更为稳定。其中，电池取放单元2通过齿轮52和背轮组541的两个背轮5411从三个方向夹设于齿条53，也可以减少齿轮52上的应力，使齿轮52不易损坏。相比背轮组541的背轮5411从其他方向进行限位，将限位从齿轮52相对齿条53的另一侧改为分别从背面和侧面进行限位，也缩减了电池转运设备10的体积，减少了占地空间，降低了换电站100的成本。

如图25所示，在一个与齿条53轴线垂直的平面内，对齿轮52相对齿条53的齿面的垂直方向及水平方向上进行限位的两个背轮5411形成一个背轮组541。如图24所示，在本实施例中，在齿轮52和齿条53接触位置的上下两侧分别安装有一个背轮组541，这两组背轮组541组成一个防脱齿组件54。也就是说，防脱齿组件54对应于一组由齿轮52齿条53组成的传动单元5配备有四个背轮5411，以使齿轮52保持与齿条53啮合。在齿轮52在齿条53上进行向上或向下滚动时，齿轮52与齿条53啮合位置的上侧和下侧的受力是相互均衡的，有利于保证齿轮52与齿条53啮合时的应力分布始终一致，有利于提高齿轮52和齿条53的使用寿命。同时这样的设计相对于电池取放单元2来说，使得电池取放单元2竖直方向的上下两侧有背轮5411进行支撑，有利于使得电池取放单元2在升降过程中运行更加平稳，以保证换电站100的运行稳定性，降低运行过程中发出的异响。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。

Claims (13)

1.一种结构稳固式换电站，所述换电站包括具有多个用于存放电池包的电池仓位的电池架以及用于在所述电池仓位之间进行电池转运的电池转运设备，其特征在于，所述电池转运设备位于所述电池架与对应的所述换电站侧壁之间，所述电池转运设备具有用于安装转运主体部的安装部，所述安装部与所述换电站的框架和/或所述电池架固定为一体结构。

2.如权利要求1所述的结构稳固式换电站，其特征在于，所述安装部包括具有四根立柱的支撑框架，所述支撑框架的底部和顶面分别与所述换电站的底部和顶部相固定连接。

3.如权利要求2所述的结构稳固式换电站，其特征在于，所述支撑框架的顶部通过顶面连接单元与所述换电站的顶部固定为一体结构；

和/或，所述支撑框架的底部通过底面连接单元与所述换电站的底部固定为一体结构。

4.如权利要求3所述的结构稳固式换电站，其特征在于，所述底面连接单元包括连接底座，所述连接底座覆设于所述换电站的底面，所述连接底座上设有第一安装孔，所述连接底座通过所述第一安装孔与所述换电站的底面连接，所述支撑框架的四根所述立柱均固定于所述连接底座表面。

5.如权利要求3所述的结构稳固式换电站，其特征在于，所述顶面连接单元具有用于连接所述换电站的顶部框架的第二安装孔，所述第二安装孔沿高度方向的位置可调节。

6.如权利要求2所述的结构稳固式换电站，其特征在于，所述支撑框架中靠近所述换电站的侧壁的两根所述立柱通过第一连接单元与所述电池架相固定连接；

和/或，所述支撑框架中靠近所述电池架设置的两根所述立柱通过第二连接单元与所述换电站的侧面框架相固定连接。

7.如权利要求6所述的结构稳固式换电站，其特征在于，所述立柱包括：

钢构件，所述钢构件沿竖直方向延伸，所述钢构件的横截面为U型，所述钢构件的U型的缺口一侧朝向所述第一连接单元或所述第二连接单元；

连接板，所述连接板的两端分别搭接在所述钢构件的U型的两端，所述连接板的外表面用于供所述第一连接单元或所述第二连接单元进行连接。

8.如权利要求2所述的结构稳固式换电站，其特征在于，所述安装部包括具有四根立柱的支撑框架；

所述转运主体部包括：

设于所述四根立柱之间并且可升降移动的电池取放单元；

带动所述电池取放单元升降移动的多个传动单元以及，

用于向所述传动单元提供动力的驱动单元。

9.如权利要求8所述的结构稳固式换电站，其特征在于，所述传动单元对应所述立柱设置，每个所述传动单元包括固定于对应的所述立柱上的齿条、设置于所述电池取放单元的预设位置上并且与所述齿条相啮合的齿轮，所述驱动单元通过驱动所述齿轮旋转以带动所述电池取放单元实现升降移动。

10.如权利要求8所述的结构稳固式换电站，其特征在于，所述传动单元的数量为四个，分别设于所述电池取放单元两侧的端角位置上，所述驱动单元包括两个驱动组件，分别设于所述电池取放单元的两侧。

11.如权利要求10所述的结构稳固式换电站，其特征在于，每个所述驱动组件包括驱动电机、分别连接两端的所述传动单元的齿轮的同步轴、分别套设在所述驱动电机的输出轴与所述同步轴上的主动轮和从动轮以及在所述主动轮和所述从动轮之间传动的同步带。

12.如权利要求11所述的结构稳固式换电站，其特征在于，所述转运主体部还包括：防坠机构，所述防坠机构具有第一状态和第二状态，在所述第一状态时，所述防坠机构与所述同步轴相卡合以所述电池取放单元进行限位；在所述第二状态时，所述防坠机构与所述同步轴相远离，所述同步轴正常旋转。

13.如权利要求9所述的结构稳固式换电站，其特征在于，所述传动单元还包括防脱齿组件，所述防脱齿组件包括多个背轮组，多个所述背轮组分别一一对应所述传动单元设置，并且固定在所述电池取放单元的预设位置上，以定位各所述传动单元中的所述齿轮相对所述齿条的位置。

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