CN107521465A - 共享电动汽车快速换电站 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种共享电动汽车快速换电站，涉及换/充电设备领域，包括换电装置和存储装置，存储装置用于存储汽车电池，存储装置设置有多个存储单元，换电装置包括支撑柱和换电机构，支撑柱的远离存储装置的一侧设置有作业区，换电机构与支撑柱活动连接，且换电机构的远离支撑柱的一端为作用端，作用端用于交替的与作业区和存储单元对应。通过换电装置和存储装置的机械结合，使电动汽车在更换电池时更加简单、方便。并且该换电站结构非常简单，安装方便、成本低，解决的换电站建设成本高的问题，适合大范围的推广。而且该换电站基本上采用机械化操作，可以节约劳动力，并且大大缩短了换电时间，提高了更换电池的工作效率。
Description
技术领域
本发明主要涉及换/充电设备领域，具体而言，涉及一种共享电动汽车快速换电站。
背景技术
目前，大多数的汽车都是以不可再生的汽油或者天然气资源为动力源，并且普通汽车在行驶过程中汽油的燃烧会排放大量的尾气，对大气的污染十分严重，所以人们生产出了采用电力作为能源的新型电动汽车，电动汽车的出现不仅可以节约大量能源还可以减少尾气排放防止污染。并且现有技术中还出现了将共享的概念与电动汽车相结合的方式，也就是将电动汽车作为公共的资源，人们只需要花费少许的费用都可以使用，该方法更加的节约资源。但是由于科技手段的局限，现有的电动汽车需要经常更换电池，而汽车电池的体积大、质量大，人工更换不仅相当的麻烦，而且非常浪费时间，使电动汽车共享的效率大大降低。
市面上已经研发出专门用于电动汽车更换电池的设备，例如，中国专利：一种换电设备(CN104842962A)，包括：堆垛装置、电池过渡架、升降装置及换电装置。堆垛装置包括框架、堆垛行走机构、提升机构及货叉机构。堆垛行走机构设置于框架，提升机构设置于框架，货叉机构设置于提升机构。货叉机构的运动方向指向电池过渡架。升降装置包括行车平台、电池运送通道、升降机构及升降平台。换电装置包括行走支撑架、换电行走机构、举升机构、电池举升平台及电池更换机构。换电行走机构沿电池运送通道可行走，举升机构安装在行走支撑架，电池举升平台安装于举升机构，电池更换机构设置于电池举升平台。上述换电设备通过设置相配合的堆垛装置、电池过渡架、升降装置和换电装置，整体结构较紧凑，且在一定程度上提高了换电效率。但其设备非常庞大，对使用环境有较高的要求，使用有一定的局限性，并且结构比较复杂而且造价非常高，实用性不强。
发明内容
本发明的目的在于提供一种共享电动汽车快速换电站，使上述的问题得到有效改善。
本发明是这样实现的：
基于上述目的，本发明的实施例提供了一种共享电动汽车快速换电站，包括换电装置和存储装置，存储装置用于存储汽车电池，存储装置设置有多个存储单元，换电装置包括支撑柱和换电机构，支撑柱的远离存储装置的一侧设置有作业区，换电机构与支撑柱活动连接，且换电机构的远离支撑柱的一端为作用端，作用端用于交替的与作业区和存储单元对应，换电机构包括滑动环以及换电件，滑动环活动的套设于支撑柱，支撑柱的长度方向开设有槽，槽内设置有齿条，滑动环安装有第一驱动件，第一驱动件的驱动轴设置有驱动齿轮，驱动齿轮与齿条咬合，换电件与滑动环的远离第一驱动件的一端连接
在本发明的可选实施例中，上述滑动环的远离第一驱动件的一端并排设置有至少两个连接块，连接块开设有竖直方向的第一通孔，换电件包括连接臂、连接架和承托板，连接臂的一端设置有旋转头，旋转头开设有与第一通孔相匹配的第二通孔，旋转头转动设置于两个连接块之间且通过穿设于第一通孔和第二通孔的销轴固定，连接架的一端与连接臂的远离连接块的一端固定连接，连接架的另一端与承托板固定连接且承托板横向设置。
在本发明的可选实施例中，上述承托板的顶部开设有多个条形沉孔，条形沉孔内活动的设有辊筒且至少一部分辊筒的外表面位于条形沉孔的开口之上，连接臂设置有用于控制汽车电池在辊筒上移动的活塞缸，活塞缸的活塞杆设置有位于承托板与连接臂之间的T型板。
在本发明的可选实施例中，上述的共享电动汽车快速换电站还包括安装台，安装台上开设有安装孔，存储装置包括转轴、安装柱以及用于驱动转轴转动的第二驱动件，转轴可转动的与安装孔插接，安装柱的一端与转轴的顶端连接，存储单元为用于存放汽车电池的箱体，多个存储单元固定于安装柱的外表面，位于同一水平面的多个存储单元为存储单元组，安装柱的长度方向设置有多个等间距并排设置的存储单元组，第二驱动件的驱动轴与转轴通过传动件连接。
在本发明的可选实施例中，上述每个存储单元的外表面均设置有用于指示汽车电池电量的指示灯。
在本发明的可选实施例中，上述的共享电动汽车快速换电站还包括控制台，控制台设置有用于控制换电装置和存储装置运动的控制件。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的实施例提供的共享电动汽车快速换电站，通过换电装置和存储装置的机械结合，可以实现汽车电池快速的更换，使电动汽车在更换电池时更加简单、方便。并且该换电站结构非常简单，安装方便、成本低，解决的换电站建设成本高的问题，适合大范围的推广。而且该换电站基本上采用机械化操作，可以节约劳动力，并且大大缩短了换电时间，提高了更换电池的工作效率。而且可以在很小的占地面积上放置大量的电池，同时对电池的更换和充电进行科学的管理，可以节约电力能源和土地资源。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1是本发明的实施例提供的共享电动汽车快速换电站的结构示意图；
图2是图1的存储装置的结构示意图；
图3是图1的换电装置的一个视角的结构示意图；
图4是图1的换电装置的另一个视角的结构示意图；
图5是图4的连接臂与滑动环的连接结构示意图。
图标：10-存储装置；11-存储单元；110-指示灯；12-转轴；13-安装柱；130-穿线孔；14-第二驱动件；15-传动件；20-换电装置；21-支撑柱；210-槽；211-齿条；22-换电机构；220-作用端；23-滑动环；230-连接块；231-第一通孔；24-换电件；240-连接臂；241-连接架；242-承托板；2420-条形沉孔；2421-辊筒；243-旋转头；244-第二通孔；245-销轴；246-轴帽；247-插孔；248-插销；249-活塞缸；2490-T型板；25-第一驱动件；250-驱动齿轮；30-安装台；31-安装孔；40-控制台；41-控制件。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。
实施例
请参照图1所示，本发明的实施例提供了一种共享电动汽车快速换电站，包括存储装置10、换电装置20、安装台30和控制台40，换电装置20和存储装置10均安装在安装台30上，换电装置20用于对汽车电池进行更换，存储装置10用于存储汽车电池并对汽车电池进行充电。控制台40作为操作人员的操作台，使操作人员可以在控制台40上对换电和充电过程进行操作。
请参照图2所示，存储装置10用于存储汽车电池，存储装置10设置有多个存储单元11，每个存储单元11对应存储一块汽车电池。
在本实施例中，上述的安装台30上开设有安装孔31，安装孔31的截面为圆形。存储装置10包括转轴12、安装柱13以及用于驱动转轴12转动的第二驱动件14，转轴12与安装孔31插接，并且转轴12可以在安装孔31内绕安装孔31的轴线转动，进一步的，可以在转轴12上套设轴承并将轴承与安装孔31固定，可以使转轴12能够更加容易的进行转动。
安装柱13的一端与转轴12的顶端连接，安装柱13可以随转轴12的转动而转动，安装柱13的截面设置成正多边形，多个存储单元11固定于安装柱13的外表面，并且安装柱13的每个面上都可以安装多个存储单元11，可以提高安装柱13的电池存储量。存储单元11为用于存放汽车电池的箱体，箱体的远离安装柱13的一端设置开口，汽车电池可以从该开口的地方取出，也可以将汽车电池从该开口的地方放入箱体内。位于同一水平面的多个存储单元11为存储单元11组，安装柱13的长度方向设置有多个并排设置的存储单元11组，相邻的两个存储单元11组间距相等，采用这样的方式，可以在相同大小的占地面积设置上更多的存储单元11，也就能够放置更多的汽车电池，实现了资源利用的最大化。
进一步的，将安装柱13设置成中空的结构，并在与每个存储单元11相对应的位置开设穿线孔130，在安装柱13的中间设置主电缆，每个穿线孔130设置分线，将分线与主电缆相连，主电缆用于与电源连接，分线用于为安装在每个存储单元11内的充电头供电，使每个存储单元11在具备存储电池功能的基础上还具备为电池充电的功能。
在本实施例中，上述每个存储单元11的外表面均设置有用于指示汽车电池电量的指示灯110。该指示灯110可以指示汽车电池的电量情况，具体而言，当电池的电量充满的时候，指示灯110会显示绿色，当电池正在充电的时候，指示灯110显示红色。操作员可以根据指示灯110的颜色，选择可以进行更换的电池。
第二驱动件14的驱动轴与转轴12通过传动件15连接。这里的第二驱动件14为电动机，也可以为汽油机或者柴油机，而所述传动件15可以是传动带也可以是传动链，第二驱动件14的驱动轴在传动件15的作用下，可以控制转轴12的转动，转轴12的转动对应于安装柱13的转动，也对应于各个存储单元11位置的变化，操作者可以转动安装柱13，使需要进行使用的存储柜到达最适合的位置，以便进行电池的存储和电池的取用。
请参照图3和图4所示，在本实施例中，换电装置20包括支撑柱21和换电机构22，支撑柱21的远离存储装置10的一侧设置有作业区，作业区用于停靠电动汽车，并在作业区进行电动汽车电池的更换作业。
换电机构22与支撑柱21活动连接，支撑柱21沿竖直方向设置，换电机构22可以沿支撑柱21的长度方向滑动。换电机构22的远离支撑柱21的一端为作用端220，作用端220用于交替的与作业区和存储单元11对应。
需要说明的是，首先换电机构22可以沿支撑柱21进行上下的滑动，其次换电机构22的作用端220可以在作业区和存储单元11之间做往复运动，另外，在安装柱13的作用下，每个存储单元11都可以进行转动，也就是说每个存储单元11都可以与作用端220对应。使得换电机构22可以将从电动汽车上取下的电池放入任意一个存储单元11内进行存储和充电，也可以将任意一个存储单元11内的电池取出并安装到电动汽车上。
在本实施例中，上述的换电机构22包括滑动环23以及换电件24，滑动环23活动的套设于支撑柱21，换电机构22与支撑柱21之间的活动连接实际上是滑动环23与支撑柱21的滑动连接。支撑柱21的长度方向开设有槽210，该槽210是沿支撑柱21的通长设置的，槽210内设置有齿条211，滑动环23安装有第一驱动件25，这里的第一驱动件25为电动机。第一驱动件25的驱动轴设置有驱动齿轮250，驱动齿轮250与齿条211咬合，由于齿条211是与支撑柱21固定连接的，而滑动环23与支撑柱21活动连接，并且第一驱动件25安装在滑动环23上，所以，第一驱动件25在转动的时候，驱动齿轮250也进行转动，此时齿条211对驱动齿轮250施加反作用力，使得滑动环23在支撑柱21的长度方向上移动。
换电件24与滑动环23的远离第一驱动件25的一端连接，换电件24与滑动环23的连接是活动连接件，也就是说，换电件24可以绕滑动环23的轴线摆动。
具体而言，上述滑动环23的远离第一驱动件25的一端并排设置有至少两个连接块230，连接块230开设有竖直方向的第一通孔231，该第一通孔231的截面形状为圆形，也可以为其他的形状。
换电件24包括连接臂240、连接架241和承托板242，连接臂240的一端设置有旋转头243，连接臂240通过旋转头243与滑动环23相连如图5所示。具体的，旋转头243开设有与第一通孔231相匹配的第二通孔244，旋转头243转动设置于两个连接块230之间，且第一通孔231和第二通孔244采用销轴245固定，销轴245依次穿过位于顶部的第一通孔231、第二通孔244以及位于底部的第一通孔231，销轴245的顶部设置有轴帽246，轴帽246的宽度大于第一通孔231的孔径，销轴245的远离轴帽246的一端开设有插孔247，销轴245穿过位于底部的第一通孔231后通过穿过插孔247的插销248固定。
连接架241的一端与连接臂240的远离连接块230的一端固定连接，连接架241的另一端与承托板242固定连接。具体的，连接架241为至少两根C型杆，连接架241的中间位置与连接臂240固定，两根连接架241沿连接臂240的长度方向并排设置，连接架241与承托板242之间有四个固定点，也就是两根C型杆四个端部与承托板242固定连接。承托板242沿水平方向设置，承托板242是用于装运汽车电池的，水平方向设置的承托板242可以在运输电池的时候使电池始终保持稳定，而不会出现电池从承托板242上掉落的情况。
在本实施例中，上述承托板242的顶部开设有多个条形沉孔2420，条形沉孔2420内活动的设有辊筒2421，辊筒2421的外周面有一部分位于条形沉孔2420的开口之上，以使汽车电池在进入承托板242之后是与辊筒2421滚动连接的，使得汽车电池在承托板242上移动更加的方便。这里需要说明的是，汽车电池的重量一般都是比较重的，有点可以达到几百公斤，汽车电池与其接触面之间的摩擦力会比较大，很难进行移动，而设置了辊筒2421可以大大减小汽车电池与其接触面之间的摩擦力，使得对电池的搬运变得很轻松，并且更加的节约时间。
进一步的，连接臂240设置有用于控制汽车电池在辊筒2421上移动的活塞缸249，这里的活塞缸249可以为气缸或者油缸。活塞缸249的活塞杆设置有位于承托板242与连接臂240之间的T型板2490。T型板2490的作用是可以抵住汽车电池，在活塞缸249的作用下将电池推出承托板242，增加了与汽车电池的接触面积，避免活塞杆戳伤电池。可选的，可以在T型板2490上设置拉钩，而汽车电池上对应设置拉环，在将汽车电池移动到承托板242上或者是从存储单元11将汽车电池移动到承托板242上的时候，可以用拉钩钩在拉环上，然后用活塞缸249拉动汽车电池，可以节约很大的劳动力。
在本实施例中，上述的控制台40设置有用于控制换电装置20和存储装置10运动的控制件41如图2所示。控制件41包括用于控制第一驱动装置、第二驱动装置和活塞缸249的开关，控制件41还包括用于控制存储单元11内充电的开关，并且每个存储单元11对应于一个控制开关，可以更方便的控制存储单元11内的汽车电池的充电过程。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种共享电动汽车快速换电站，其特征在于，包括换电装置(20)和存储装置(10)，存储装置(10)用于存储汽车电池，存储装置(10)设置有多个存储单元(11)，换电装置(20)包括支撑柱(21)和换电机构(22)，支撑柱(21)的远离存储装置(10)的一侧设置有作业区，换电机构(22)与支撑柱(21)活动连接，且换电机构(22)的远离支撑柱(21)的一端为作用端(220)，作用端(220)用于交替的与作业区和存储单元(11)对应，换电机构(22)包括滑动环(23)以及换电件(24)，滑动环(23)活动的套设于支撑柱(21)，支撑柱(21)的长度方向开设有槽(210)，槽(210)内设置有齿条(211)，滑动环(23)安装有第一驱动件(25)，第一驱动件(25)的驱动轴设置有驱动齿轮(250)，驱动齿轮(250)与齿条(211)咬合，换电件(24)与滑动环(23)的远离第一驱动件(25)的一端连接。
2.根据权利要求1所述的共享电动汽车快速换电站，其特征在于，滑动环(23)的远离第一驱动件(25)的一端并排设置有至少两个连接块(230)，连接块(230)开设有竖直方向的第一通孔(231)，换电件(24)包括连接臂(240)、连接架(241)和承托板(242)，连接臂(240)的一端设置有旋转头(243)，旋转头(243)开设有与第一通孔(231)相匹配的第二通孔(244)，旋转头(243)转动设置于两个连接块(230)之间且通过穿设于第一通孔(231)和第二通孔(244)的销轴(245)固定，连接架(241)的一端与连接臂(240)的远离连接块(230)的一端固定连接，连接架(241)的另一端与承托板(242)固定连接且承托板(242)横向设置。
3.根据权利要求2所述的共享电动汽车快速换电站，其特征在于，承托板(242)的顶部开设有多个条形沉孔(2420)，条形沉孔(2420)内活动的设有辊筒(2421)且至少一部分辊筒(2421)的外表面位于条形沉孔(2420)的开口之上，连接臂(240)设置有用于控制汽车电池在辊筒(2421)上移动的活塞缸(249)，活塞缸(249)的活塞杆设置有位于承托板(242)与连接臂(240)之间的T型板(2490)。
4.根据权利要求1所述的共享电动汽车快速换电站，其特征在于，还包括安装台(30)，安装台(30)上开设有安装孔(31)，存储装置(10)包括转轴(12)、安装柱(13)以及用于驱动转轴(12)转动的第二驱动件(14)，转轴(12)可转动的与安装孔(31)插接，安装柱(13)的一端与转轴(12)的顶端连接，存储单元(11)为用于存放汽车电池的箱体，多个存储单元(11)固定于安装柱(13)的外表面，位于同一水平面的多个存储单元(11)为存储单元(11)组，安装柱(13)的长度方向设置有多个等间距并排设置的存储单元(11)组，第二驱动件(14)的驱动轴与转轴(12)通过传动件(15)连接。
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