CN217048332U - 换电站、挂车和移动换电车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及新能源领域，提供一种换电站、挂车和移动换电车辆，换电站包括架体和换电车，架体上设置有多个电池位、电池通道和位于电池位上方且沿电池位的分布方向延伸的移动轨道，其中一个电池位为空置位。换电车包括移动组件和可移动的设置在移动组件的下方的抓取组件，移动组件与移动轨道移动连接，抓取组件可与电池可拆卸连接，且抓取组件可带动电池穿过电池通道。换电车在初始状态时位于电池通道的上方，当车辆需要换电时，将待换电车辆的待换电池与电池通道对正。抓取组件将待换电池放置到空置位内，然后带动其中一个电池位上的满电电池放置到待换电车辆的电池安装位上。如此，解决了现有技术中每次换电均需停靠在不同位置的问题。

Description

换电站、挂车和移动换电车辆

技术领域

本实用新型涉及新能源技术领域，尤其涉及一种换电站、挂车和移动换电车辆。

背景技术

充换电站是为电动汽车的动力电池提供充电和动力电池快速更换的能源站。目前的充换电站的每个电池仓均设置一个换电装置，换电车辆在换电时需要将车辆停靠在可供换电的电池仓的位置，导致每次停靠的位置都不一致，而且换电过程对车辆停靠的位置精度要求高，为车辆换电带来了极大的不便利性。

实用新型内容

本实用新型提供一种换电站、挂车和移动换电车辆，用以解决现有技术中待换电车辆在换电时每次都需将车辆停靠在可供换电的电池仓的位置的缺陷，实现待换电车辆在每次换电时都有固定停车位的效果。

本实用新型提供一种换电站，包括：架体，所述架体上设置有多个电池位、电池通道和移动轨道，所述移动轨道位于所述电池位的上方，所述移动轨道沿所述电池位的分布方向延伸，且其中一个所述电池位为空置位；换电车，所述换电车包括移动组件和抓取组件，所述移动组件与所述移动轨道移动连接，所述抓取组件可移动的设置在所述移动组件的下方，所述抓取组件可与所述可拆卸连接，且所述抓取组件可带动所述电池穿过所述电池通道。

根据本实用新型提供的一种换电站，所述抓取组件包括：伸缩装置，所述伸缩装置的第一端与所述移动组件连接，所述伸缩装置的第二端可沿水平方向双向伸缩；抓手，所述抓手设置在所述伸缩装置的第二端，所述抓手用于与所述电池可拆卸连接。

根据本实用新型提供的一种换电站，所述抓取组件与所述移动组件之间设置有旋转组件，所述旋转组件用于驱动所述抓取组件沿竖直轴线旋转。

根据本实用新型提供的一种换电站，所述移动组件包括移动架和至少三个行走轮，多个所述行走轮分居所述移动架的两侧设置，所述移动轨道包括两根导轨，两根所述导轨均为槽型轨道，且槽口相对设置，所述行走轮位于所述导轨的轨道槽内。

根据本实用新型提供的一种换电站，所述电池通道位于多个所述电池位的中间位置。

根据本实用新型提供的一种换电站，所述架体上还设置有升降装置，所述升降装置用于控制所述移动轨道上下移动。

根据本实用新型提供的一种换电站，还包括充电功率柜和多个充电底座，所述充电功率柜和所述充电底座均设置在所述架体上，所述充电底座的数量与所述电池位的数量相同，且多个所述充电底座一一对应的设置在所述电池位上，多个所述充电底座均与所述充电功率柜电连接。

根据本实用新型提供的一种换电站，还包括箱体，所述箱体扣合在所述架体的外侧，所述箱体的两个侧板可在竖直位与水平位之间翻转，所述箱体的顶板与所述移动轨道连接，且所述箱体的顶板可随所述移动轨道上下移动。

本实用新型还提供一种挂车，包括底盘和如以上任一项所述的换电站，所述换电站设置在所述底盘上。

本实用新型还提供一种移动换电车辆，包括牵引车和如上所述的挂车，所述牵引车用于驱动所述挂车移动。

本实用新型提供的换电站，多个电池一一对应的设置在多个电池位内，且其中一个电池位为空置位。换电车在初始状态时位于电池通道的上方，当车辆需要换电时，将待换电车辆停靠在架体的一侧，且将待换电车辆的待换电池与电池通道对正。抓取组件移动到待换电车辆的待换电池的上方与待换电池连接，然后带动待换电池穿过电池通道，移动到架体远离待换电车辆的一侧，之后移动组件沿移动轨道带动待换电池移动到空置位一侧，最后抓取组件将待换电池放置到空置位内。进一步，移动组件带动抓取组件移动到其中一个满电电池对应的电池位的上方，且抓取组件与满电电池连接，随后，抓取组件带动满电电池移动到该电池位远离待换电车辆的一侧，移动组件带动满电电池沿移动轨道运动到电池通道远离待换电车辆的一侧，最后，抓取组件带动满电电池穿过电池通道并到达待换电车辆的电池安装位，并将电池放置到电池安装位上。如此，待换电车辆在需要换电时只需要停靠在待换电池与电池通道对应的位置即可，换电位置为固定车位，解决了现有技术中每次换电均需停靠在不同位置的问题。

进一步的，本实用新型提供的挂车和移动换电车辆，由于均具有如上所述的换电站，因此，具有与如上所述相同的优势。

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导轨未升起时的移动换电车辆的侧视图；

图2是本实用新型提供的导轨升起时的移动换电车辆的侧视图；

图3是本实用新型提供的换电车带动待换电池穿过电池通道时的移动换电车辆的侧视图；

图4是本实用新型提供的导轨升起时的移动换电车辆的后视图；

图5是本实用新型提供的左侧板和右侧板翻转为水平状态时的移动换电车辆的后视图；

图6是本实用新型提供的换电车从待换电车辆抓取待换电池时的工作俯视图；

图7是本实用新型提供的换电车带动待换电池运动到远离待换电车辆一侧时的工作俯视图；

图8是本实用新型提供的换电车带动待换电池向空置位移动时的工作俯视图；

图9是本实用新型提供的换电车带动待换电池运动到空置位时的工作俯视图；

图10是本实用新型提供的换电车抓取满电电池时的工作俯视图；

图11是本实用新型提供的换电车带动满电电池向电池通道移动的工作俯视图；

图12是本实用新型提供的换电车带动满电电池运动到待换电车辆时的工作俯视图；

图13是本实用新型提供的换电完毕后的移动换电车辆和待换电车辆的俯视图；

图14是本实用新型提供的抓手抓取待换电车辆上的待换电池时的后视图；

图15是本实用新型提供的换电车的俯视图；

图16是本实用新型提供的换电车的后视图；

附图标记：

101：待换电池；102：满电电池；200：换电车；201：移动架；202：行走轮；203：第一驱动电机；301：空置位；302：电池通道；400：导轨；500：立柱；601：旋转盘；602：驱动齿轮；711：第一级堆垛机叉臂；712：第三级堆垛机叉臂；720：挂钩；800：第一升降装置；901：充电功率柜；902：充电底座；1001：左侧板；1002：右侧板；1003：顶板；1100：底盘；1200：牵引车。

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。

下面结合图1至图16描述本实用新型的换电站、挂车和移动换电车辆。

本实用新型提供一种换电站，包括架体和换电车200。架体上设置有多个电池位、电池通道302和移动轨道，移动轨道位于电池位的上方，移动轨道沿电池位的分布方向延伸，且其中一个电池位为空置位301。换电车200包括移动组件和抓取组件，移动组件与移动轨道移动连接，抓取组件可移动的设置在移动组件的下方，抓取组件可与电池可拆卸连接。

架体可以包括底板和立柱500，底板可以为长方形底板，立柱500可以包括四个，四个立柱500呈长方形分布，且两两一组分布在底板沿长度方向的两侧。

移动轨道可以包括两根导轨400，两根导轨400沿底板的长度方向延伸，且两根导轨400平行设置，两根导轨400的两端分别与一个立柱500的顶部连接。移动轨道可以为槽型轨道，且两根移动轨道的槽口相对设置。

多个电池位沿底板的长度方向均匀分布，且在使用时，始终保持一个电池位为空置位301。

在位于两侧的电池位的外侧或者其中相邻两个电池位之间的位置设置电池通道302，用于供电池穿过。

换电车200可以包括移动组件和抓取组件，移动组件可以包括移动架201和行走轮202。移动架201可以为钢框架焊接结构，移动架201上可以设置四个沿水平方向延伸的外伸臂，四个外伸臂均与移动轨道垂直设置，且两两一组分居移动架201的两侧。行走轮202设置四个，一一对应的设置在四个外伸臂上，且行走轮202位于导轨400的轨道槽内。至少其中一个行走轮202为驱动轮，驱动轮由第一驱动电机203驱动旋转。

由于抓取组件抓取电池后需要将电池由架体的一侧运送到另一侧，当电池位于架体两侧位置时，换电车200会产生较大的偏载，靠近电池一侧的行走轮202的底部压在槽型轨道的轨道槽的底部，远离电池一侧的行走轮202的顶部压在槽型轨道的轨道槽的顶部，因此，移动轨道采用槽型轨道可使换电车200保持平衡，防止一侧的行走轮202失去抓地力。

抓取组件可移动的连接在移动架201的下方，抓取组件可沿水平方向移动，抓取组件可与电池可拆卸连接，抓取组件可带动电池沿底板的宽度方向穿过电池通道302。

在使用时，多个电池一一对应的设置在多个电池位内，且其中一个电池位为空置位301。换电车200在初始状态时位于电池通道302的上方，当车辆需要换电时，将待换电车辆停靠在架体的一侧，且将待换电车辆的待换电池101与电池通道302对正。抓取组件移动到待换电车辆的待换电池101的上方与待换电池101连接，然后带动待换电池101穿过电池通道302，移动到架体远离待换电车辆的一侧，之后移动组件沿移动轨道带动待换电池101移动到空置位301的一侧，最后抓取组件将待换电池101放置到空置位301内。进一步，移动组件带动抓取组件移动到其中一个满电电池102对应的电池位的上方，优选距离电池通道最近的满电电池102，抓取组件与该满电电池102连接，随后，抓取组件带动满电电池102移动到该电池位远离待换电车辆的一侧，移动组件带动满电电池102沿移动轨道运动到电池通道302的一侧，最后，抓取组件带动满电电池102穿过电池通道302并到达待换电车辆的电池安装位，并将满电电池102放置到电池安装位上。

如此，待换电车辆在需要换电时只需要停靠在待换电池101与电池通道302对应的位置即可，换电位置为固定车位，解决了现有技术中每次换电均需停靠在不同位置的问题。

在实际换电过程中，由于车辆的停靠位置具有不确定性，不一定每次都与架体的延伸方向平行的停靠在架体的一侧，当车辆与架体的延伸方向不平行时就需要调整抓取组件的抓取角度。

因此，在本实用新型的一个实施例中，在移动架201与抓取组件之间还设置有旋转组件，旋转组件用于驱动抓取组件沿竖直方向的轴线旋转。旋转组件用于旋转抓取组件的角度，以便准确的抓取待换电车辆上的待换电池101，以及准确的将满电电池102放置到待换电车辆上。

在进一步的实施例中，上述的旋转组件可以包括旋转连接件和驱动装置。旋转连接件可以为旋转盘601，旋转盘601的顶部中心可以设置有连接轴，连接轴与移动架201转动连接，抓取组件设置在旋转盘601的底部。驱动装置可以包括第二驱动电机和驱动齿轮602，第二驱动电机可以与移动架201固定连接，驱动齿轮602与第二驱动电机传动连接，且驱动齿轮602的旋转轴线可以沿竖直方向，旋转盘601的外侧设置有与驱动齿轮602啮合的轮齿。第二驱动电机可通过驱动齿轮602带动旋转盘601旋转，进而调整抓取组件的角度。

上述的抓取组件可以包括伸缩装置和抓手，伸缩装置的一端与移动组件连接，抓手设置在伸缩装置的另一端，伸缩装置可沿水平方向双向伸缩，抓手用于与电池可拆卸连接。

在本实用新型的一个实施例中，上述的伸缩装置可以包括三级可双向伸缩的堆垛机叉臂，三级可双向伸缩的堆垛机叉臂为现有技术，此处不做具体赘述。第一级堆垛机叉臂711与上述的旋转盘601连接，抓手连接在第三级堆垛机叉臂712上，抓手可随堆垛机叉臂的伸缩而移动。

抓手可以为夹臂、吸盘或者挂钩720等多种可以与电池可拆卸连接的结构，在以下的实施例中将具体公开一种抓手的结构。

在本实用新型的一个实施例中，上述的电池通道302可以设置在多个电池位的中间位置，比如当电池位为八个时，电池通道302可以位于第四个电池位和第五个电池位之间，当电池位为七个时，电池通道302可以设置在第三个电池位和第四个电池位之间。如此设置，可保证换电车200每次移动的距离最短，若电池通道302位于第一个电池位的前侧或最后一个电池位的后侧时，换电车200可能会出现由最前侧移动到最后侧，或者由最后侧移动到最前侧的情况，换电车200运动距离较长，使换电时间延长。

由于换电车200需要在电池位的上方移动，当电池位内放置有电池时，换电车200的最低点需要高于电池的顶部，如此，可保证换电车200在移动时不与电池发生干涉，但是此种布置形式会导致换电站的高度较高，尤其是当该换电站设置在挂车上用作移动换电站使用时，可能会出现超高的情况，为运输带来不便。

因此，在本实用新型的一个实施例中，可以在上述的立柱500的顶部与移动轨道的导轨400之间分别设置一个第一升降装置800，例如第一升降装置800可以为液压缸，当该换电站在不工作时，可以带动导轨400向下移动，使导轨400的底部与电池的顶部接触，换电车200位于电池通道302内，当该换电站处于工作状态时，第一升降装置800可以驱动导轨400向上移动，使换电车200的底部运动到高于电池顶部的位置。

在本实用新型的一个实施例中，由于上述第一升降装置800的使用，使导轨400和换电车200具有了升降功能，由此，上述的抓手可以包括两个挂钩720，两个挂钩720可以为L形结构，其开口朝向待换电车辆所停靠的一侧，两个挂钩720沿第三级堆垛机叉臂712的延伸方向分布，且两个挂钩720之间的间距等于电池顶部两个横梁之间的距离。

在抓取待换电车辆上的待换电池101时，堆垛机叉臂向待换电车辆方向水平伸出，当伸出到挂钩720即将到达待换电池101的横臂的位置时，第一升降装置800带动导轨400向下移动，使挂钩720的开口对准横臂，然后，堆垛机叉臂继续向外伸出，使待换电池101顶部的横臂进入挂钩720的开口内，然后第一升降装置800带动导轨400向上移动，进而堆垛机叉臂向上移动，将电池由待换电车辆上取下。

当电池到达空置位301或者待换电车辆的电池安装位上方时，第一升降装置800带动导轨400向下运动，电池落入空置位301或电池安装位，然后堆垛机叉臂向与挂钩720的开口朝向相反的方向运动，待挂钩720与电池顶部的横梁脱离后，第一升降装置800带动导轨400向上移动，完成放电池的动作。

此外，还可以在旋转盘601的底部和第一级堆垛机叉臂之间设置第二升降装置，当堆垛机叉臂需要上下移动时，可以由第二升降装置控制升降，可以减少第一升降装置800带动换电车200的整体、导轨400上下移动，以节省能源。

在本实用新型的一个实施例中，该换电站还可以包括充电功率柜901和充电底座902，充电底座902的数量与电池位的数量相同，多个充电底座902一一对应的设置在多个电池位上，且多个充电底座902均与充电功率柜901电连接，当缺电电池放置到电池位后，缺电电池与充电底座902电连接，充电功率柜901可为该缺电电池充电。

在本实用新型的一个实施例中，该换电站还包括箱体，箱体可以包括左侧板1001、右侧板1002、前侧板、后侧板和顶板1003，前侧板和后侧板均与架体连接，左侧板1001和右侧板1002的顶部均与架体转动连接，顶板1003与导轨400连接。在架体与左侧板1001、架体与右侧板1002之间均设置有液压缸，以左侧板1001为例，液压缸的两端分别与架体和左侧板1001铰接，当液压缸伸出时，可推动左侧板1001翻转，使其到达水平状态，当液压缸收回时，带动左侧板1001翻转回竖直状态。当第一升降装置800带动导轨400升降时，可带动顶板1003上下移动。

如此设置，当左侧板1001和右侧板1002分别翻转到水平状态时，左侧板1001、右侧板1002可分别覆盖在中转中的电池以及待换电车辆的顶部，顶板1003覆盖在电池仓的上方。当遇到下雨天气时，可为电池以及待换电车辆挡雨，保证换电过程的安全性。

本实用新型还提供一种挂车，该挂车包括底盘1100和上述的换电站，上述的换电站可以设置在底盘1100上，由于该挂车具有如上所述的换电站，因此，同样具有与如上所述相同的优势。

本实用新型还提供一种移动换电车辆，该移动换电车辆包括牵引车1200和上述的挂车，进而同样具有如上所述的换电站，因此，该移动换电车辆在具有与如上所述的优势的同时，还具有可移动换电的效果，解决了现有技术中换电站不能移动，仅适用于固定线路或者运输线路有固定点的运输场合的问题。

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 (10)

1.一种换电站，其特征在于，包括：

架体，所述架体上设置有多个电池位、电池通道和移动轨道，所述移动轨道位于所述电池位的上方，所述移动轨道沿所述电池位的分布方向延伸，且其中一个所述电池位为空置位；

换电车，所述换电车包括移动组件和抓取组件，所述移动组件与所述移动轨道移动连接，所述抓取组件可移动的设置在所述移动组件的下方，所述抓取组件可与电池可拆卸连接，且所述抓取组件可带动所述电池穿过所述电池通道。

2.根据权利要求1所述的换电站，其特征在于，所述抓取组件包括：

伸缩装置，所述伸缩装置的第一端与所述移动组件连接，所述伸缩装置的第二端可沿水平方向双向伸缩；

抓手，所述抓手设置在所述伸缩装置的第二端，所述抓手用于与所述电池可拆卸连接。

3.根据权利要求1或2所述的换电站，其特征在于，所述抓取组件与所述移动组件之间设置有旋转组件，所述旋转组件用于驱动所述抓取组件沿竖直轴线旋转。

4.根据权利要求1所述的换电站，其特征在于，所述移动组件包括移动架和至少三个行走轮，多个所述行走轮分居所述移动架的两侧设置，所述移动轨道包括两根导轨，两根所述导轨均为槽型轨道，且槽口相对设置，所述行走轮位于所述导轨的轨道槽内。

5.根据权利要求1所述的换电站，其特征在于，所述电池通道位于多个所述电池位的中间位置。

6.根据权利要求1所述的换电站，其特征在于，所述架体上还设置有升降装置，所述升降装置用于控制所述移动轨道上下移动。

7.根据权利要求1所述的换电站，其特征在于，还包括充电功率柜和多个充电底座，所述充电功率柜和所述充电底座均设置在所述架体上，所述充电底座的数量与所述电池位的数量相同，且多个所述充电底座一一对应的设置在所述电池位上，多个所述充电底座均与所述充电功率柜电连接。

8.根据权利要求6所述的换电站，其特征在于，还包括箱体，所述箱体扣合在所述架体的外侧，所述箱体的两个侧板可在竖直位与水平位之间翻转，所述箱体的顶板与所述移动轨道连接，且所述箱体的顶板可随所述移动轨道上下移动。

9.一种挂车，其特征在于，包括底盘和如权利要求1～8任一项所述的换电站，所述换电站设置在所述底盘上。

10.一种移动换电车辆，其特征在于，包括牵引车和如权利要求9所述的挂车，所述牵引车用于驱动所述挂车移动。

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