CN219192159U - 跨越式换电站 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种跨越式换电站。跨越式换电站包括电池存放区、停车位和换电设备。电池存放区用于存储电池箱。停车位设于所述电池存放区的沿第一方向的侧方，用于沿垂直于所述第一方向的第二方向停靠车辆。换电设备包括行车机构和抓取机构，所述行车机构包括行车框架，所述行车框架在所述电池存放区的沿第二方向的两侧移动设置，用于跨越所述电池存放区沿第一方向移动；所述抓取机构移动地连接所述行车框架，用于对接电池箱以带动所述电池箱移动。上述的跨越式换电站通过换电设备跨越所述电池存放区沿第一方向移动，通过跨越电池存放区移动，具有较大的支撑距离，避免换电设备在搬运电池箱的过程中倾覆，提高了换电设备的稳定性。

Description

跨越式换电站

技术领域

本公开涉及换电领域，尤其是一种跨越式换电站。

背景技术

现有电动汽车的电池箱设置方式一般分为固定式和可换式，其中，固定式电池一般是固定在车辆上，在充电时直接以车辆作为充电对象。而可换式的电池箱一般通过活动安装的方式被固定在车辆的托架上。电池箱可以被取下，以单独对电池箱进行更换或充电操作。更换下的电池箱充电完毕后，再重新安装在车辆上。

对于电动卡车而言，特别是电动重卡，电动卡车的电池箱通常采用可换式。换电站内的换电设备可以完成电池箱的更换。现有的换电站一般采用侧移式换电，将车辆停靠在电池箱的侧面，换电设备需要从车辆的侧方移出电池箱后，再沿车辆的行使方向移动以搬运电池箱，然后再次侧移电池箱，操作较为繁琐，而且由于因电池箱的存放位置的不同而可能阻碍电池箱的侧向移动，导致换电效率较低。

实用新型内容

鉴于以上内容，有必要提供一种跨越式换电站，旨在提高换电站的换电效率。

为此，本公开首先提供了一种跨越式换电站，包括：

电池存放区，用于存储电池箱；

停车位，设于所述电池存放区的沿第一方向的侧方，用于沿垂直于所述第一方向的第二方向停靠车辆；

换电设备，包括行车机构和抓取机构，所述行车机构包括行车框架，所述行车框架在所述电池存放区的沿第二方向的两侧移动设置，用于跨越所述电池存放区沿第一方向移动；所述抓取机构移动地连接所述行车框架，用于对接电池箱以带动所述电池箱移动。

根据所述的跨越式换电站，还包括框架，所述框架包括沿竖直方向延伸的立柱和沿第一方向延伸的横梁；所述横梁连接所述立柱，并且高度大于所述电池箱，所述横梁位于所述电池存放区的第二方向的两侧；所述行车框架沿第一方向移动地连接所述横梁而安装于所述电池存放区的上方。

根据所述的跨越式换电站，还包括行车轨道，所述行车轨道沿第一方向延伸并且位于所述电池存放区的第二方向的两侧；所述行车框架跨越所述电池存放区并且沿第一方向移动地连接所述行车轨道。

根据所述的跨越式换电站，所述行车机构还包括行车电机、行车链条和行车链轮，所述行车电机设于所述行车框架并且连接所述行车链轮，所述行车链条沿第一方向延伸，所述行车链轮与所述行车链条啮合以牵引所述行车框架沿所述行车链条的长度方向移动。

根据所述的跨越式换电站，所述换电设备还包括横移机构，所述横移机构包括横移框架，所述横移框架沿垂直于所述第二方向移动地连接所述行车框架，所述抓取机构沿竖直方向移动地连接所述横移框架。

根据所述的跨越式换电站，所述横移框架沿第一方向悬伸出所述行车框架，所述抓取机构连接于所述横移框架的悬伸出所述行车框架的位置。

根据所述的跨越式换电站，所述横移机构还包括横移驱动组件，所述横移驱动组件包括横移电机、横移齿轮和横移齿条，所述横移电机设于所述横移框架并且连接所述横移齿轮，所述横移齿轮与所述横移齿条啮合，所述横移齿条沿第二方向延伸且连接所述行车框架。

根据所述的跨越式换电站，所述抓取机构包括抓取件，所述抓取件沿竖直方向移动地连接所述横移框架的悬伸出所述行车框架的位置。

根据所述的跨越式换电站，所述抓取机构还包括支撑组件，所述横移框架包括沿竖直方向延伸的连接槽，所述抓取件通过所述支撑组件沿竖直方向移动地连接所述横移框架的连接槽的内壁。

根据所述的跨越式换电站，所述抓取机构还包括抓取驱动组件，所述抓取驱动组件连接所述抓取件，用于驱动所述抓取件至少部分沿所述连接槽移动。

相较于现有技术，上述的跨越式换电站通过换电设备跨越所述电池存放区沿第一方向移动，在换电作业过程中，抓取机构可以在电池存放区域的上方移动，沿第一方向移动电池箱，实现对车辆的换电作业，不再需要向移动方向的侧方移动电池箱即可完成对车辆的换电作业。而且该跨越式换电站的换电设备通过跨越电池存放区移动，具有较大的支撑距离，避免换电设备在搬运电池箱的过程中倾覆，提高了换电设备的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明具体实施方式，下面将对实施方式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公开的一些实施例，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是跨越式换电站的结构示意图。

图2是跨越式换电站在另一实施方式下的结构示意图。

图3是换电设备的结构示意图。

图4是行走机构的结构示意图。

图5是横移框架和抓取机构的结构示意图。

主要元件符号说明

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本公开。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本公开进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，所描述的实施方式仅仅是本公开一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本公开中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本公开保护的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本公开的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本公开。

在各实施例中，为了便于描述而非限制本公开，本公开专利申请说明书以及权利要求书中使用的术语"连接"并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。"上"、"下"、"下方"、"左"、"右"等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。

图1是跨越式换电站的结构示意图。如图1所示，跨越式换电站包括换电设备50和主框架10。主框架10包括多根沿竖直方向延伸的立柱11和多跟沿水平方向延伸的横梁12，横梁12沿第一方向延伸并且连接立柱11上形成所述主框架10结构。本实施方式中，所述横梁12的高度大于所述电池箱30，位于所述电池存放区60的第二方向的两侧。

所述主框架10的内部具有用于存放电池箱30的电池存放区60，所述存放区可以设置多个阵列式排列的电池座40。电池座40用于承载电池箱30，本实施方式中，每个电池座40可以对应放置一个电池箱30，但本领域技术人员可以根据需要对应设置多个电池箱30。电池箱30在放置在电池座40上时，其方位角度对应于车辆20的存放电池箱30的位置。

所述换电设备50沿第一方向移动地连接所述横梁12而安装于所述电池存放区60的上方，可以沿第一方向在电池箱30的上方来回移动。所述停车位设于所述电池存放区60的沿第一方向的侧方，用于沿垂直于所述第一方向的第二方向停靠车辆20。

在使用过程中，车辆20大体沿垂直于第一方向的第二方向行驶至停车位，并且停靠于停车位上。换电设备50沿第一方向在电池箱30和车辆20的上方移动，将车辆20上的电池箱30拆卸后，沿第一方向将电池箱30移动至电池座40上；然后将另一电池座40上的满电的电池箱30沿第一方向搬运至车辆20，完成对车辆20的换电作业。

图2是跨越式换电站在另一实施方式下的结构示意图。如图2所示，跨越式换电站还包括行车轨道。所述行车轨道的数量为两条，两条行车轨道沿第一方向延伸并且分别位于所述电池存放区60的第二方向的两侧。所述换电设备50的两端跨越所述电池存放区60，形成“门”字形结构，并且沿第一方向移动地连接所述行车轨道。在使用过程中，换电设备50跨过电池存放区60沿第一方向在电池箱30和车辆20的上方移动，将车辆20上的电池箱30拆卸后，沿第一方向将电池箱30移动至电池座40上；然后将另一电池座40上的满电的电池箱30沿第一方向搬运至车辆20，完成对车辆20的换电作业。

图3是换电设备50的结构示意图。如图3所示，换电设备50包括行车机构、横移机构和抓取机构53。行车机构用于实现换电设备50沿第一方向(图3示出的X方向)来回移动，横移机构用于实现换电设备50沿垂直于第一方向的第二方向(图3示出的Y方向)来回移动，抓取机构53用于实现对电池箱30对接而沿竖直方向(图3示出的Z方向)移动电池箱30。

图4是行走机构的结构示意图。如图3和图4所示，所述行车机构包括行车框架51，以及用于沿X方向移动连接主框架10的横梁12的行车导轨515和行车滑块514、用于驱动行车框架51移动的行车电机511、行车链条512和行车链轮513。

所述行车框架51为一个矩形结构的框架结构，用于承载换电设备50的其他部件，在所述电池存放区60的沿第一方向的两侧移动设置，跨越所述电池存放区60沿第一方向移动。具体的，行车框架51的长度方向的两端部分别连接一个或者多个行车滑块514。行车导轨515的数量为两个，沿X方向延伸并且连接于位于电池存放区60的两侧的横梁12上。行车框架51通过行车滑块514移动连接于行车导轨515，实现整体沿X方向移动的作用。本实施方式中，由于横梁12的高度大于电池箱30的高度，使得整个换电设备50得以通过行车框架51安装于主框架10上，实现从电池箱30的顶部移动电池箱30。

为了驱动行车框架51沿X方向移动，本实施方式中，作为示例性的，行车框架51可以通过行车链条512-行车链轮513结构实现行车框架51的驱动。具体的，行车链条512的数量为两根，沿X方向延伸并且两端固定于主框架10上。行车电机511连接于行车框架51，输出轴连接行车链轮513。行车链条512绕过该行车链轮513并且与行车链轮513啮合，这样，行车电机511可以通过驱动行车链轮513咬合行车链条512的方式牵引行车框架51沿X方向移动，实现调整整个换电设备50的X方向的位置。然而，本领域技术人员理解，行车框架51显然也可以通过丝杆-螺母结构，电机驱动行走轮的方式驱动行车框架51移动。

请重新参阅图3，所述横移机构包括横移框架52和横移驱动组件。横移驱动组件用于驱动横移框架52沿Y方向来回移动，从而可以调整抓取机构53在Y方向的位置。具体的，所述横移框架52沿垂直于所述第二方向(即图3示出的Y方向)移动地连接所述行车框架51。本实施方式中，横移机构还包括用于移动连接所述横移框架52和行车框架51的横移滑块524和横移导轨525，其中，横移导轨525为一条或者多条，沿Y方向相互平行地延伸并且连接于所述行车框架51。横移滑块524的数量可以是多个，连接于横移框架52的一端，并且滑动第地连接所述横移导轨525。这样，横移框架52的端部通过所述横移滑块524和横移导轨525滑动地连接行车框架51，另外一端沿第一方向悬伸出所述行车框架51，形成伸出于行车框架51的悬臂结构。所述横移驱动组件包括横移电机521、横移齿轮522和横移齿条523，所述横移电机521设于所述横移框架52并且连接所述横移齿轮522，所述横移齿轮522与所述横移齿条523啮合，所述横移齿条523沿第二方向延伸且连接所述行车框架51。在工作时，横移电机521通过驱动横移齿轮522咬合横移齿条523而带动横移框架52沿横移导轨525移动。

图5是横移框架52和抓取机构53的结构示意图。如图5所示，所述抓取机构53移动地连接于所述横移框架52的悬伸出所述行车框架51的位置，沿竖直方向(图3和图5示出的Z方向)移动地连接所述横移框架52，从而可以相对横移框架52沿竖直方向来回移动，用于对接电池箱30以带动所述电池箱30移动，实现抓取电池箱30沿竖直方向移动。

具体的，所述抓取机构53包括抓取件531、支撑组件和抓取驱动组件。所述抓取件531沿竖直方向移动地连接所述横移框架52的悬伸出所述行车框架51的位置。作为示例性的，所述抓取件531的底部具有一个或者多个钩状部件，通过钩状部件钩取电池箱30的横梁12或者其他部件，实现抓取电池箱30的作用。然而，本领域技术人员理解，抓取件531也可以是其他类型的结构或者实现方式，只要能够实现对接电池箱30即可，本申请对此不作限制。在一些实施方式中，为了提高抓取件531在沿Z方向移动过程中的稳定性，所述横移框架52包括沿竖直方向延伸的连接槽526，所述抓取件531通过所述支撑组件沿竖直方向通过滑块-导轨结构移动地连接所述横移框架52的连接槽526的内壁，实现对抓取件531的支撑作用。

所述抓取驱动组件连接所述抓取件531，用于驱动所述抓取件531至少部分沿所述连接槽526移动。本实施方式中，作为示例性的，抓取驱动组件包括抓取电机532、抓取丝杠和移动座534。抓取电机532被配置于横移框架52上，抓取丝杆533沿连接槽526的长度方向延伸，一端连接于所述抓取电机532，从而可以在抓取电机532的驱动下转动。移动座534通过滑块-导轨结构或者滚轮结构移动地连接于连接槽526的内壁，一端螺纹连接抓取丝杆533，另外一端连接所述抓取件531。工作时，在抓取电机532驱动抓取丝杆533转动时，抓取丝杆533通过螺纹带动移动座534在连接槽526内沿连接槽526的长度方向移动，从而带动抓取座沿竖直方向(Z方向)来回移动。

以下详细描述上述跨越式换电站的工作过程。

在车辆20需要更换电池箱30时，车辆20行驶至停车位，换电设备50的行车框架51在电池箱30的上方跨过电池存放区60沿第一方向移动至靠近车辆20的位置。横移电机521驱动抓取件531相对横移框架52沿第二方向横向移动至对应于车辆20的电池箱30的位置，然后抓取电机532驱动抓取件531沿竖直方向移动，直至抓取件531钩挂住电池箱30后，抓取机构53通过抓取件531将电池箱30吊起，使得电池箱30脱离车辆20。

接着，行车机构的行车框架51移动至放置电池箱30的电池座40的位置，横移电机521驱动抓取件531相对横移框架52横向移动，从而带动电池箱30横向移动，直至电池箱30横向移动至对应于电池座40的位置后，抓取机构53通过抓取件531带动电池箱30沿竖直方向移动，将电池箱30放置于电池座40上，完成拆卸电池箱30的动作。

最后，抓取件531相对横移框架52沿第二方向横向移动，通过抓取件531取得一个满电的电池箱30，并且移动电池箱30至车辆20上，完成整个换电过程。由于向车辆20存放电池箱30的过程与取得电池箱30的动作过程类似，此处不再赘述。

上述的跨越式换电站通过换电设备50跨越所述电池存放区60沿第一方向移动，在换电作业过程中，抓取机构53可以在电池存放区60域的上方移动，沿第一方向移动电池箱30，实现对车辆20的换电作业，不再需要向移动方向的侧方移动电池箱30即可完成对车辆20的换电作业。而且该跨越式换电站通过跨越电池存放区60移动，具有较大的支撑距离，避免换电设备50在搬运电池箱30的过程中倾覆，提高了换电设备50的稳定性。

在本公开所提供的几个具体实施方式中，对于本领域技术人员而言，显然本公开不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本公开的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本公开。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本公开的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本公开内。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

以上实施方式仅用以说明本公开的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本公开进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本公开的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本公开的技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种跨越式换电站，其特征在于，包括：

电池存放区，用于存储电池箱；

停车位，设于所述电池存放区的沿第一方向的侧方，用于沿垂直于所述第一方向的第二方向停靠车辆；

换电设备，包括行车机构和抓取机构，所述行车机构包括行车框架，所述行车框架在所述电池存放区的沿第二方向的两侧移动设置，用于跨越所述电池存放区沿第一方向移动；所述抓取机构移动地连接所述行车框架，用于对接电池箱以带动所述电池箱移动。

2.如权利要求1所述的跨越式换电站，其特征在于，还包括框架，所述框架包括沿竖直方向延伸的立柱和沿第一方向延伸的横梁；所述横梁连接所述立柱，并且高度大于所述电池箱，所述横梁位于所述电池存放区的第二方向的两侧；所述行车框架沿第一方向移动地连接所述横梁而安装于所述电池存放区的上方。

3.如权利要求1所述的跨越式换电站，其特征在于，还包括行车轨道，所述行车轨道沿第一方向延伸并且位于所述电池存放区的第二方向的两侧；所述行车框架跨越所述电池存放区并且沿第一方向移动地连接所述行车轨道。

4.如权利要求1-3任一项所述的跨越式换电站，其特征在于，所述行车机构还包括行车电机、行车链条和行车链轮，所述行车电机设于所述行车框架并且连接所述行车链轮，所述行车链条沿第一方向延伸，所述行车链轮与所述行车链条啮合以牵引所述行车框架沿所述行车链条的长度方向移动。

5.如权利要求4所述的跨越式换电站，其特征在于，所述换电设备还包括横移机构，所述横移机构包括横移框架，所述横移框架沿垂直于所述第二方向移动地连接所述行车框架，所述抓取机构沿竖直方向移动地连接所述横移框架。

6.如权利要求5所述的跨越式换电站，其特征在于，所述横移框架沿第一方向悬伸出所述行车框架，所述抓取机构连接于所述横移框架的悬伸出所述行车框架的位置。

7.如权利要求6所述的跨越式换电站，其特征在于，所述横移机构还包括横移驱动组件，所述横移驱动组件包括横移电机、横移齿轮和横移齿条，所述横移电机设于所述横移框架并且连接所述横移齿轮，所述横移齿轮与所述横移齿条啮合，所述横移齿条沿第二方向延伸且连接所述行车框架。

8.如权利要求7所述的跨越式换电站，其特征在于，所述抓取机构包括抓取件，所述抓取件沿竖直方向移动地连接所述横移框架的悬伸出所述行车框架的位置。

9.如权利要求8所述的跨越式换电站，其特征在于，所述抓取机构还包括支撑组件，所述横移框架包括沿竖直方向延伸的连接槽，所述抓取件通过所述支撑组件沿竖直方向移动地连接所述横移框架的连接槽的内壁。

10.如权利要求9所述的跨越式换电站，其特征在于，所述抓取机构还包括抓取驱动组件，所述抓取驱动组件连接所述抓取件，用于驱动所述抓取件至少部分沿所述连接槽移动。

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