CN111674285A - 用于换电平台的侧向换电方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的用于换电平台的侧向换电方法，步骤如下包括：车辆定位，换电平台的停车部内置的定位模组将车辆限定在固定位置上；电池拆卸，换电平台上的抓取组件从车身一侧伸入与安装在车辆侧边上的待更换的车辆电池连接形成限位结构，车辆与待更换的车辆电池解锁，车辆电池与车辆脱离连接，抓取组件带动待更换的车辆电池脱离车身；电池安装，抓取组件带动待安装的车辆电池从车身一侧伸入车辆侧边内，进而待安装的车辆电池与车辆安装，以使得待安装的车辆电池向车辆提供电能，抓取组件与待安装的车辆电池脱离连接，使得待安装的车辆电池留在在车身内，方便实现循环换电，进而实现自动化，提高换电效率。

Description

用于换电平台的侧向换电方法

技术领域

本发明属于电动汽车的充换电技术领域，具体涉及用于换电平台的侧向换电方法。

背景技术

针对传统化石能源的供应和污染问题，车主和各大厂商开始关注新能源汽车，节能环保的电动汽车在近几年呈现出井喷式发展，目前，电动汽车受电池限制，现有的电动汽车电池的续航里程普遍在200-500KM的范围内，其中电池充电时间较长的问题尤为突出，而为了解决这个问题，现主流的电能补给方案之一是电池更换方案，为了方便将车辆电池从车辆或电池仓内取出放置，并进行循环，以方便进行自动化控制，需要方便电池转向换电设备。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出的用于换电平台的侧向换电方法。

本发明提供的用于换电平台的侧向换电方法，步骤如下包括：

车辆定位，换电平台的停车部内置的定位模组对换电平台上的车辆进行定位，以将车辆限定在换电位置处；

电池拆卸，换电平台上的抓取组件从车身一侧伸入安装在车身侧边的待更换的车辆电池内，抓取组件与待更换的车辆电池连接形成限位结构，车身与待更换的车辆电池解锁，抓取组件带动待更换的车辆电池脱离车身以完成亏电电池的拆卸；

电池安装，抓取组件带动待安装的车辆电池从车身一侧伸入车身上电池安装位，抓取组件与待安装的车辆电池解锁并脱离连接，待安装的车辆电池与车身锁定并电性接入车辆以完成满电电池的安装。

优选地，还包括电池中转步骤，

一抓取组件抓取待安装的车辆电池并等待执行电池安装步骤，另一抓取组件执行电池拆卸步骤。

优选地，还包括电池传输步骤，

换电平台中的移载装置带动抓取组件以及限位于抓取组件上的车辆电池移动，使得抓取组件移动至换电位执行电池拆卸或电池安装步骤，以及带动抓取组件移动至换电平台的电池仓位置处取放电池。

优选地，电池传输步骤包括，

移载装置上的水平移动机构驱动抓取组件在换电位以及电池仓间水平移动；移载装置上的抬升机构调整抓取组件垂直方向上的位置，使得抓取组件对应电池仓或换电位；移载装置上的旋转驱动组件转动抓取组件以使得抓取组件对应电池仓或换电位上的车辆电池。

优选地，抓取组件与车辆电池限位方法包括，

抓取组件上的锁定部伸入车辆电池上的锁头内，锁头内开设有锁槽，通过抓取组件内的锁定驱动器驱使锁定部转动角度，使得锁定部受锁槽限制锁定部伸入方向的位置。

优选地，车辆与车辆电池解锁方法包括，

锁定部带动锁头转动，锁头带动车辆电池上用于限位的锁舌回缩至锁舌与车身脱离连接，使得车辆电池与车辆实现解锁。

优选地，抓取组件与车辆电池限位方法还包括锁定部伸入锁头到位检测步骤，

锁定部伸入锁头过程中，通过抓取组件上的探测器检测伸入锁头的锁定部位置，以判断锁定部伸入锁头的状态。

优选地，车辆与车辆电池解锁方法还包括控制步骤，

探测器检测到锁定部伸入锁头后，探测器向锁定驱动器发出工作指令，从而驱动锁定部转动以使得车辆电池与车辆解锁。

优选地，抓取组件与车辆电池限位方法还包括，

抓取组件上设置的感应元件检测锁定驱动器驱动锁定部的转动角度，通过感应元件控制锁定驱动器暂停工作，用于控制锁定部与锁头形成限位结构的状态。

优选地，车辆定位步骤还包括，

定位模组检测车辆的车轮承压在停车部对应的两滚轮间，定位模组检测到车辆停靠至固定位置后向抓取组件发出工作指令，更换车辆电池。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

本发明提供的用于换电平台的侧向换电方法，包括车辆定位、电池拆卸、电池安装步骤，通过车辆定位对停靠的车辆定位，从而方便抓取组件精确的取放车辆电池，电池拆卸、电池安装循环进行，便于实现自动化，提高换电效率。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明在一实施例中换电方法的步骤示意图；

图2为本发明在一实施例中换电平台的工作步骤示意图；

图3为本发明在一实施例中拆装电池方法步骤示意图；

图4为本发明在一实施例中拆装电池的逻辑图；

图5为本发明在一实施例中换电平台的立体结构示意图一；

图6为本发明在一实施例中换电平台的立体结构示意图二；

图7为本发明在一实施例中停车部的定位示意图；

图8a、b为本发明在一实施例中电池中转的示意图；

图9为本发明在一实施例中移载装置的立体结构示意图；

图10为本发明在一实施例中转运机构的立体结构示意图；

图11为本发明在一实施例中抓取电池的示意图；

图12为本发明在一实施例中抓取组件的立体结构示意图；

图13为本发明在一实施例中车辆电池的立体结构示意图一；

图14图13的局部放大示意图；

图15为本发明在一实施例中车辆电池的立体结构示意图二；

图16a、b、c为本发明在一实施例中锁定部锁定车辆电池的工作简图。

图中所示：

100、移载装置；

110、转运机构；

111、推送组件；1113、推板；11133、接近传感器；1115、第二驱动部；1116、移载板；

112、旋转驱动组件；

113、连接固定架；

114、旋转支架；

120、抬升机构；

130、电控***；

140、水平移动机构；

160、锁定组件；

161、锁定驱动器；1611、转轴；162、支撑座；163、锁定部；164、感应元件；165、固定安装支架；166、探测器；

200、电柜；210、电池仓；220、轨道架；

300、停车部；310、滚轮；

400、车辆电池；410、电池本体；

420、连接部；

421、锁头；4211、锁槽；4212、限位杆；422、连杆；423、锁体；424、锁舌。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，本发明的前述和其它目的、特征、方面和优点将变得更加明显，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。在附图中，为清晰起见，可对形状和尺寸进行放大，并将在所有图中使用相同的附图标记来指示相同或相似的部件。在下列描述中，诸如中心、厚度、高度、长度、前部、背部、后部、左边、右边、顶部、底部、上部、下部等用词为基于附图所示的方位或位置关系。特别地，“高度”相当于从顶部到底部的尺寸，“宽度”相当于从左边到右边的尺寸，“深度”相当于从前到后的尺寸。这些相对术语是为了说明方便起见并且通常并不旨在需要具体取向。涉及附接、联接等的术语(例如，“连接”和“附接”)是指这些结构通过中间结构彼此直接或间接固定或附接的关系、以及可动或刚性附接或关系，除非以其他方式明确地说明。

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

如图13所示，本发明中的换电平台为一种采用侧向换电方式的换电平台，相较于目前市面上的车辆底盘上设置电池，通过抬升车辆车身进行换电的方法，适合于小型汽车，而随着科技的进步，尤其是在汽车电池方面的研究取得了较大的成果，目前电动的货车以及巴士等大型电动汽车已开始陆续上市，对于大型车辆而言，将其抬升换电的方案显然并不实际，为此，为了解决这类问题，目前，侧向换电是大型电动汽车换电的重要方案，其主要的方案包括在电池方案在车身的侧面上，移载装置100移动至车身的侧面即可完成取放电池工作，从而避免了将车辆抬升的步骤，方便简化换电流程，但是，这也使得电池的隐蔽性较低，汽车电池容易成为不法分子的目标，因此，车辆电池400包括用于提供车辆动能的电池本体410以及连接组件420，连接组件420安装在电池本体410的一侧面上，连接组件420内置有锁体方便将车辆电池400锁定在汽车内部；

电池本体410的对应连接组件420的另一侧面上设置有输入输出端口，车辆上的连接端口与电池本体410上的输入输出端口电性连接，可使得电池本体410实现放电工作；具体地，通过外部的传输机构带动车辆电池400脱离车辆或电池仓210的连接端口，以实现拆卸电池的工作，而同理地，通过外部的传输机构将车辆电池400推入车辆或电池仓210，以使得输入输出端口接入连接端口，进而实现车辆电池400的安装，并通过锁体锁定，简化了现有的换电平台中拆装螺丝步骤，使得拆装电池更加方便，节省换电时间，提高了换电效率，其中，待更换的车辆电池400为亏电电池，待安装的车辆电池400为满电电池。

由于本发明主要提供了一种大型汽车的换电设备，而为大型汽车供电则需要大功率放电的电池，为了保证续航则需要提高电池内电能的存储量，受到目前电能存储材料的限制，只能通过增大电池体积用于提高电能储量，这使得大型汽车所需电池的体积大于一般的家用或商务用车，为了取放这类大型的电池则需要特制的电池传输设备，相较于小型汽车的换电平台中的传输设备方便存放多个电池相比，在本申请中为了提高传输设备运载电池的稳定性,单次传输的电池数量不宜过多。

如图1所示，用于换电平台的侧向换电方法,步骤包括：

车辆定位，换电平台的停车部300内置的定位模组将车辆限定在固定位置上，在一优选实施例中，定位模组包括用于限定车辆车轮位置的滚轮310，车辆驶上该换电平台的停车部300，使得车辆轮胎限制在停车部300的滚轮310间，具体地，在停车部300上对应换电的位置处设置与车辆车轮配合的滚轮310，滚轮310设置在车轮两侧，当车轮行驶至两滚轮310间时，车轮受两滚轮310支撑，定位模组内还设置有用于限定滚轮310自转的止转模组，当车轮行至两滚轮310间，止转模组停止工作，则车轮转动带动滚轮310转动，而车身位置不变，从而实现限定车辆位置，完成车辆定位；

电池拆卸，换电平台上的抓取组件与车辆电池400连接形成限位结构，同时车辆与车辆电池400解锁，使得车辆电池400从车辆上脱离，方便抓取组件带动车辆电池400从车辆内移出，以方便换电的后续步骤；

电池安装，抓取组件将原亏电车辆电池400从车辆内拆卸后，抓取组件抓取满电的车辆电池400放置至车辆内，抓取组件与车辆电池400脱离连接，同时车辆与车辆电池400锁止，使得车辆电池400限定在车辆上，从而完成对车辆的换电工作。

电池传输，移载装置100带动抓取组件抓取在停车部300以及电柜200间移动，由于抓取组件与车辆电池400连接形成稳定结构，因此，移载装置100作为车辆电池400的传输设备，实现车辆电池400在停车部300以及电柜200间的转运，其中，电柜200上设置有多个用于存放车辆电池400的电池仓210，抓取组件移动至对电柜200上的电池仓210的位置处，将亏电的车辆电池400放入电池仓210充电，并从电池仓210内取出满电的车辆电池400，为车辆更换电池。

进一步地，侧向换电方法，还包括电池中转步骤，移载装置100内设置有两抓取组件，其中一抓取组件与满电的车辆电池400连接，另一抓取组件拆卸车辆上亏电的车辆电池400，并将满电的车辆电池400安装至车辆上。

通过设置电池中转步骤，节省了移载装置100在停车部300以及电柜200间移动的时间，使得整个换电过程更加紧凑，优化换电步骤，减少换电时间，提高换电效率。

如图2所示，该换电平台的工作包括步骤如下：

S1、车辆行驶至停车部300上，通过定位模组限定车辆位置，使得车辆停靠在固定位置，所处位置即为换电位；

S2、在车辆定位完成后，移载装置100带动抓取组件移动至电柜200位置处，抓取组件对应放置有满电车辆电池400的电池仓210；

S3、其中一抓取组件与满电车辆电池400连接形成限位结构，同时满电车辆电池400与电池仓210脱离连接；

S4、其中一抓取组件抓取满电车辆电池400后，移载装置100带动抓取组件以及满电车辆电池400移动至停车部300位置处；

S5、另一抓取组件对应车辆上的亏电车辆电池400，另一抓取组件将车辆内的亏电车辆电池400拆卸；

S51、移载装置100调整两抓取组件的位置，使得抓取满电车辆电池400的抓取组件对应车辆放置电池的空位，将满电车辆电池400放入车辆内；

S52、在满电车辆电池400放入车辆内后，抓取组件与满电车辆电池400脱离连接，使得满电车辆电池400限定在车辆上。

S6、移载装置100带动抓取组件以及亏电车辆电池400移动至电柜200位置处；

S7、抓取亏电车辆电池400的抓取组件对应空置的充电仓210，将亏电车辆电池400放入对应的充电仓210内充电，从而完成一次换电。

如图5、6所示，具体地，采用上述侧向换电方法的一种侧向换电平台，包括移载装置100、电柜200、停车部300，其中，停车部300用于将车辆停靠在固定位置处，使得车辆精准的停靠在换电位固定位置处；电柜200内设置有用于存放车辆电池400的电池仓210，电柜200上设置有多个电池仓210，方便对车辆电池400的存储，同时电池仓210内设置有充电模块，方便对亏电电池进行充电，从而使得电池仓210内的车辆电池400为后续车辆供电；移载装置100用于驱使车辆电池400在停车部300与电池仓210间移动；

具体地，移载装置100内设置有用于推送至所述移载装置100外部以靠近停车部300或电池仓210侧面的延伸部，延伸部上设置有用于取放车辆电池400的抓取组件，将抓取组件伸出移载装置100方便抓取组件取放车辆电池400，当抓取组件抓取车辆电池400后将其承放在移载装置100上，由移载装置100带动车辆电池400移动；

移载装置100布置在停车部300与电柜200之间，通过移载装置100在停车部300以及电池仓210间往复移动，使得车辆电池400在停车部300、电池仓210间传输，该换电平台方便自动实现循环换电，从而提高自动化换电效率。

如图7所示，停车部300上安装有用于承接车辆车轮的滚轮310，车辆驶上停车部300，当车辆车轮承放在滚轮310上时，限制车辆行驶，停车部300内设置有引导机构，通过引导机构驱使所述滚轮310转动，使得车辆沿推送组件111伸出的方向移动，方便车辆停靠在固定的换电位置，方便移载装置100内推送组件111精确的取放车辆上的车辆电池400，通过滚轮310调节车辆位置以使得车辆精准的停靠在固定位置处，从而使得移载装置100内的抓取组件精确地拆装车身上的车辆电池400。

在一优选实施例中，移载装置100设置在停车部300的一侧，通过移载装置100取放停车部300上停靠车辆或电柜200电池仓210内的车辆电池400，并将其取放至相对应的电池仓210或车辆内，进而完成一次换电工作。

通过移载装置100内设置有伸出至移载装置100抓取电池的推送部，其中，推送部内包括成对的推送组件111，同时，推送组件111沿垂直方向上下排布，通过沿垂直方向依次排布的方式，减小了该转向传输装置的占地面积；由于车辆中电池的排布的方式常使用堆叠式的排布方式进行布局，采用本优选实施例中的转向传输装置方便对应堆叠的车辆电池400。

如图9所示，移载装置100包括转运机构110、抬升机构120、水平移动机构140，其中；转运机构110用于承接车辆电池400；抬升机构120用于驱动转运机构110沿垂直方向移动；水平移动机构140用于驱动抬升机构120在水平方向上移动，水平移动机构140内设置有用于限定抬升机构120移动方向的导向组件；

如图8a、b所示，转运机构110在抬升机构120内部沿垂直方向运动，水平移动机构140驱动抬升机构120运动，从而使得抬升机构120内的转运机构110沿水平方向运动，从而通过水平移动机构140以及抬升机构120驱使转运机构110移动，以使得转运机构110内的车辆电池400方便传输至固定的换电位置处，便于实现快速换电工作。

如图10所示，转运机构110包括旋转部件，通过旋转部件驱动推送组件111转动，其中，具体地，旋转部件包括旋转支架114以及驱动旋转支架114的旋转驱动组件112；旋转支架114内部空置有用于放置车辆电池400的储存空间，而旋转驱动组件112驱动旋转支架114转动，方便使得旋转支架114储存的车辆电池400转向；通过伸出推送组件111的延伸部分将车辆电池400装载至推送组件111上，再由旋转驱动组件112驱动旋转支架114转动，从而带动旋转支架114内装载的车辆电池400转动方向。

进一步地，通过推送组件111取放车辆电池400，推送组件111包括固定支座、推板1113、驱动部、导向部；推板1113与固定支座滑动连接，且推板1113受导向部限定滑动方向；固定支座固定安装在旋转支架114内，通过驱动部驱使推板1113沿导向部方向移动，以使得推板1113伸出至固定支座1111的外部。

具体地，旋转支架114，其内置有用于承放车辆电池400的储存空间，方便将推送组件111安装在旋转支架114的储存空间内；

旋转驱动组件112，用于驱动旋转支架114转动，以使得旋转驱动组件112提供旋转支架114转动的作用力，从而实现车辆电池400的转向；

连接固定架113，用于提供转运机构110的固定基座，使得转运机构110连接形成一整体；旋转支架114与连接固定架113通过导向部限定相对位置，导向部便于限定旋转支架114与连接固定架113间的位置，使得旋转支架114在垂直方向上与连接固定架113的位置相对固定，旋转支架114在水平方向上转动，旋转支架114受导向部限定其转动轴向位置，通过旋转驱动组件112驱动旋转支架114沿导向部限定方向转动，从而实现车辆电池400转向。

在一具体实施例中，旋转驱动组件112包括旋转电机、传动部，通过旋转电机驱动传动机构，从而带动旋转支架114转动，需要指出的是，在本具体实施例中，通过旋转电机提供驱动旋转支架114的作用力，而通过气压、液压等常见的驱动方式同样可以为旋转支架114提供转动所需的作用，应该视为本发明的具体实施方案。

进一步地，传动部通过齿轮传动；传动部包括驱动轮、从动轮，通过驱动轮、从动轮啮合的驱动方式进行传动从而对旋转支架114输出扭矩，同时通过大小齿轮配合的方式，减小旋转电机的输出转速进而提高输出扭矩，以使得旋转支架114转动更加稳定；驱动轮的齿数少于从动轮；从动轮安装在旋转支架114上，通过驱动轮、从动轮耦合，旋转电机1121驱使驱动轮转动，从而带动旋转支架114转动。

进一步地，在本优选实施例中，导向部包括滚轮、滑轨，滑轨安装在旋转支架114上，滚轮安装在连接固定架113上，滚轮在滑轨上滚动，滚轮绕旋转支架114的转动轴向排布，滚轮排布在旋转驱动组件112***，通过多个滚轮在滑轨上滚动，从而减小了旋转支架114与连接固定架113摩擦。

进一步地，在本优选实施例中，连接固定架113上设置有用于调节驱动轮、从动轮间距离的调节块，通过调节块驱动旋转电机在连接固定架113上朝从动轮的圆心方向滑动，从而保证驱动轮、从动轮配合的稳定性；

进一步地，在本具体实施方案中，调节块包括螺杆以及螺母座，螺杆与旋转电机1121连接，螺母座安装在连接固定架113上，通过螺杆与螺母座螺纹连接，使得旋转电机1121在连接固定架113滑动，以方便调节驱动轮、从动轮间的距离。

连接固定架113的两侧安装有用于连接外部设备的连接支脚，方便将连接固定架113固定在抬升机构120的导向元件上。

推送组件111内的驱动部包括第一驱动部、第二驱动部，其中，

推板1113，其上设置有用于取放车辆电池400的抓取部件；第一驱动部，用于驱动推板1113；第二驱动部驱动抓取部件在推板1113上滑动；

工作过程包括，通过第一驱动部驱动推板1113沿固定支座限定的方向滑动，同时配合第二驱动部驱动抓取部件，以使得抓取部件伸出至固定支座的外部，便于抓取部件取放车辆电池400，其中，当抓取部件抓取车辆电池400后第一驱动部驱动推板1113回缩，配合第二驱动部驱动抓取部件回缩，使得电池承放在推板1113上；推送电池的过程类似，通过第一驱动部驱动推板1113，配合第二驱动部驱动抓取部件，使得抓取部件带动车辆电池400伸出至固定支座的外部以便将车辆电池400送入车辆车身内。

需要指出的是，推送组件111并不仅限于对车身实施拆装电池工作，由于将车辆电池400存放至电池仓210内的步骤与拆装电池基本一致，因此本发明中的推送组件111同样可以实现车辆电池400的存放工作，从而进一步地，方便实现自动化换电过程中的车辆电池400的传输工作，通过推送组件111配合该移载设备内的转动以及移动机构方便将车辆电池400在车辆与电池仓210间进行传输。

推送组件111简单工作可靠，配合简单的传感器以及控制指令即可实现自动化控制，以便于提高换电效率，其中，传感器包括位置传感器，在一优选实施例中，位置传感器为光电传感器，通过光电传感器检测车辆电池400是否推送到位，光电传感器包括对射式传感器、反射式传感器、槽开传感器、光纤传感器、光栅尺等的常见光电传感器，位置检测器还可选择如电磁式、霍尔式等常见的位置传感器，常见的方便检测位置关系的位置传感器都应视为本发明的具体实施方案。

抓取部件与推板1113滑动连接，使得抓取部件沿推板1113滑动方向滑动，抓取部件单独运动，使得抓取部件相对推板1113运动，从而抓取部件带动车辆电池400，并将车辆电池400承放在推板1113上，方便通过推板1113承载车辆电池400重量，减少抓取部件的受力从而延长了抓取部件的使用寿命。

进一步地，第二驱动部1115配置在抓取部件内，通过第二驱动部1115驱动抓取部件，以使得抓取部件相对于推板1113运动，自动控制抓取部件的运动。

推板1113上设置有限定抓取部件移动方向的导向模组，所导向模组沿推板1113滑动方向延伸，通过第二驱动部1115驱动，使得抓取部件沿导向模组11131限定方向移动。

在一优选实施例中，第一驱动部、第二驱动部1115通过齿轮齿条传动；第二驱动部1115包括驱动模组、第二齿轮、第二齿条；

第二齿条安装在推板1113上，第二齿条沿推板1113滑动方向延伸，通过第二齿条与第二齿轮耦合，驱动模组驱动第二齿轮，使得抓取部件移动。

进一步地，第一驱动部驱使推板1113滑动，第一驱动部安装在推板1113上，第一驱动部驱动第一齿轮转动，固定支座上安装用于与第一齿轮耦合的第一齿条。

利用齿轮齿条的传动方式，结构简单便于维修，同时齿轮齿条的成本较低，便于减少该推送机构的制造成本，需要指出的是，在本申请中利用齿轮齿条传动实现推板1113以及抓取部件水平移动的技术方案为本发明的一优选方案，而常见的丝杆传动、链条传动、皮带轮传动、气动传动、液压传动等同样可以实现驱动水平移动的技术效果，应视为本发明的具体实施方案。

再进一步地，固定支座包括侧板，所述侧板设置在推板1113两侧，第一齿条安装在侧板上；第一驱动部内设置有同步轴，第一驱动部驱动同步轴转动，同步轴两端安装有第一齿轮，使得第一驱动部同步驱动两第一齿轮。

由于在传输过程中，车辆电池400承放在推板1113，这使得推板1113受力较大，通过一第一驱动部同步驱动两第一齿轮，使得推板1113在运动过程中更加稳定。

同时，第一驱动部还包括减速器，由于推板1113受力较大，通过减速器减小第一驱动部的输出转速，从而提高第一驱动部的输出扭矩以提高推板1113在运动过程中的稳定性。

推板1113伸出固定支座的一端处安装有导滑轮，车辆电池400压设在导滑轮上，随着车辆电池400拖动导滑轮滚动；

通过抓取部件带动车辆电池400，导滑轮受车辆电池400牵引作用力滚动；由于车辆电池400受抓取部件的牵引滑动，若车辆电池400在推板1113表面滑动所受的摩擦力较大，需要增加第二驱动部1115的扭矩从而造成第二驱动部1115的使用寿命减短，通过导滑轮11132将滑动摩擦变为滚动摩擦，减小了摩擦力，使得减小第二驱动部1115的扭矩。

推板1113上设置有导滑轮的一端处还安装有接近传感器,通过接近传感器检测推板1113与车辆或电池仓210间的距离，避免产生碰撞；进一步的，抓取部件受第二驱动部1115驱动，其运动距离保证在固定距离，通过接近传感器11133同时便于检测锁定组件160是否与连接组件420连接。

更具体地工作步骤如下：

具体步骤如下：

S1、电动汽车驶上停车部300，行驶至汽车车轮承放在滚轮310间，进而限制电动汽车位置；

S11、当汽车车轮对应压在滚轮310间后，止转模组暂停工作，使得车辆转动带动滚轮310转动，而车身不动即将车辆限定在固定位置处；

S12、止转模组停止工作后，引导机构驱动车辆调整位置，进而将车辆调整至固定换电位置处，完成定位；

S2、在车辆定位完成后，移载装置100带动抓取组件移动至电柜200位置处，抓取组件对应放置有待安装的车辆电池400的电池仓210；

S21、水平移动机构140带动转动机构110在水平方向移动至电柜200位置处；

S22、抬升机构120带动转动机构110在垂直方向上移动使得其中一抓取组件对应承放有待安装的车辆电池400的电池仓210；

S3、其中一抓取组件与待安装的车辆电池400连接形成限位结构，同时待安装的车辆电池400与电池仓210脱离连接；

S31、抬升机构120将其中一抓取组件抬升至对应电池仓210后，推板1113伸出；

S32、推板1113靠近电池仓210内的车辆电池400，安装推板1113上接近传感器11133检测推板1113与车辆电池400的距离；

S33、推板1113靠近车辆电池400至一定的距离后，接近传感器11133控制推板1113停止伸出；

S34、推板1113停止伸出的同时，接近传感器11133控制第二驱动部1115工作，使得抓取组件相对于推板1113运动，抓取组件靠近车辆电池400；

S4、其中一抓取组件抓取待更换的车辆电池400后，移载装置100带动抓取组件以及待安装的车辆电池400移动至停车部300位置处；

S41、抓取组件与车辆电池400连接形成限位结构，同时车辆电池400与电池仓210脱离连接；

S42、抓取组件与车辆电池400连接完成后，第二驱动部1115驱使抓取组件带动车辆电池400朝远离电池仓210的位置移动；

S43、车辆电池400从电池仓210内拖出，同时，车辆电池400承放在推板1113上；

S44、当第二驱动部1115驱使抓取组件移动至原位置时，车辆电池400完全被拖出至推板1113上；

S45、推板1113回缩；

S46、水平移动机构140带动转动机构110在水平方向移动至停车部300位置处；

S5、另一抓取组件对应车辆上待更换的车辆电池400，另一抓取组件将车辆内的待更换的车辆电池400拆卸，抓取组件抓取车辆上待更换的车辆电池400的步骤与S4中抓取组件抓取待安装的车辆电池400相似，不再赘述；

S51、通过抬升机构120，移载装置100调整两抓取组件的位置，使得抓取待安装的车辆电池400的抓取组件对应车辆放置电池的空位，将待安装的车辆电池400放入车辆内；

S52、在待安装的车辆电池400放入车辆内后，抓取组件与待安装的车辆电池400脱离连接，使得待安装的车辆电池400限定在车辆上。

S6、移载装置100带动抓取组件以及待更换的车辆电池400移动至电柜200位置处；

S7、抓取待更换的车辆电池400的抓取组件对应空置的充电仓210，将待更换的车辆电池400放入对应的充电仓210内充电，从而完成一次换电。

更近一步地，上述的电池中转步骤也可应用于循环换电步骤间的过渡，在该换电平台换电频率较为频繁时，在上述的中转步骤后还包括，移载装置100带着亏电的车辆电池400移动至电柜200，将空置的推板1113对应一装有满电车辆电池400的电池仓210，通过推板1113将满电车辆电池400取出，通过直线驱动机构调整位置，使得装有亏电车辆电池400的推板1113对应取出满电车辆电池400的空置电池仓210，将亏电车辆电池400送入空置电池仓210内，移载装置100进入待机状态，等待下一次换电。

通过上述中转方式，减少了移载装置100寻找空置电池仓210放置亏电车辆电池400所消耗的时间，使得车辆等待换电的时间缩短，进一步减少换电时间。

如图3所示，具体地，拆装车辆电池的方法步骤如下：

S100、锁定部163伸入锁头421内；

S200、探测器166检测判断锁定部163伸入锁头421的连接状态；

S300、探测器166判断锁定部163与锁头421连接后，探测器166向锁定驱动器161发出工作指令，锁定驱动器161驱动锁定部163转动，从而使得锁头421与车辆解锁，进而车辆与车辆电池400脱离连接；

S310、锁定部163转动后，使得锁头421限制锁定部163沿推送组件111伸出方向的位置，从而使得锁定部163与锁头421形成限位结构，推送组件111回缩将车辆电池400脱离车辆；

S320、感应元件164检测锁定驱动器161驱动锁定部163的转动角度,通过感应元件164控制锁定驱动器161暂停工作，使得锁定部163与锁头421处于固定连接的状态；

S400、抓取组件抓取满电电池，推送组件111带着满电电池400伸出，将车辆电池400推送至车辆位置处，抓取组件将满电电池400推入车辆内，锁定驱动器161驱动锁定部163转动，从而使得锁头421与车辆或电池仓210锁止，同时锁头421与锁定部163解除限制连接；

S410、锁定驱动器161驱动锁定部163相对于步骤S400中反向转动；

S500，推送组件111回缩，以使得锁定部163从锁头421内退出。

通过上述的连接组件420与锁定机构160连接形成暂时的限位结构，方便推送组件111将车辆电池400取出，同时便于将车辆电池400与车辆或电池仓400的锁定结构解除，结构简单，稳定可靠且便于维修。

具体地，用于解锁/锁止车辆电池的抓取组件，抓取组件同时包括有用于对连接部420锁止或解锁的拆装模组以及用于与车辆电池400连接形成暂时限位结构的固定模组；

如图11-15所示，抓取部件包括锁定组件160，锁定机构160可同时实现拆装电池以及车辆电池400连接形成暂时限位结构的作用，锁定机构160包括锁定部163，通过电池移载机构驱使锁定机构160朝电池仓210或车辆上车辆电池400的连接组件420方向移动，使得锁定部163与连接组件420锁定以形成限位结构，从而使得电池移载机构带动车辆电池400，以便于车辆电池400在电池仓210与车辆间移动。

电池本体410的另一侧面上设置有输入输出口，电池仓210或车辆上的连接端口与电池本体410上的输入输出口电性连接，可使得电池本体410实现充电或放电工作，在本具体实施例中，由于锁定部163与连接组件420锁定以形成限位结构的，便于电池移载机构带动车辆电池400脱离车辆或电池仓210的连接端口，以实现拆卸电池的工作，而同理地，通过电池移载机构将车辆电池400推入车辆或电池仓210，以使得输入输出口接入连接端口，进而实现车辆电池400的安装，简化了现有的换电平台中拆装螺丝步骤，使得拆装电池更加方便，节省换电时间，提高了换电效率。

由于电柜200与停车部200上的车辆电池400的位置处于固定位置处，通过简单的位置检测器，方便锁定机构160精准与连接组件420锁定形成限位结构，从而省去了繁琐的检测过程，以及逻辑控制***。

在一优选实施例中，电池移载机构上的移动路径上设置对应电池仓210以及停车平台上停靠车辆的位置处设置光电传感器，使得电池移载机构移动至相应位置处，光电传感器控制电池移载机构，以保证电池移载机构停靠的位置，锁定机构160对应连接组件420。

同时，在本优选实施例中，通过光电传感器控制电池移载机构的位置，光电传感器包括对射式传感器、反射式传感器、槽开传感器、光纤传感器、光栅尺等的常见光电传感器，位置检测器还可选择如电磁式、霍尔式等常见的位置传感器，常见的方便检测位置关系的位置传感器都应视为本发明的具体实施方案。

在一优选实施例中，连接组件420包括锁头421、锁体423；锁体423内设置有锁舌424，锁舌424用于限制车辆电池400的位置从而将车辆电池400固定在基座上内，在本优选实施例中，锁舌424用于将车辆电池400固定在车辆或电池仓210内，通过驱动锁头421转动，使得锁舌424运动；

在一优选实施例中，锁定部163与锁头421耦合，以使得锁定部163传动锁头421，从而实现锁定部163带动锁头421转动，通过转动锁定部163，带动锁舌424，使得锁舌424与车辆或电池仓实现解锁或锁止。

进一步地，连接组件420还包括连杆422，通过连杆422将锁舌424与锁头421连接，通过锁头421转动，使得连杆422拉动锁舌424运动，从而实现了锁舌424解锁或锁止。

锁体423的数量为两个，两锁体423设置在锁头421的两侧，锁体423内锁头421的分别通过连杆422连接到锁头421上，锁舌424的位置伸出于电池本体410，便于与车辆或电池仓210卡接位连接，通过两侧布置的方式，使得车辆电池400在车辆或电池仓210受两个限位点限制，使得固定更加稳定。

再进一步地，锁体423内设置有用于锁舌424复位的弹性块，转动锁头421时，锁舌424向锁体423内收缩；而当撤去转动锁头421的作用力后，弹性块驱动锁舌424回弹，锁舌424伸出锁体423，同时锁头421受连杆422牵引回转复位，便于锁定机构160的驱动，由于通过弹性块复位，使得锁定机构160仅需要控制向一个方向转动，从而简化了控制逻辑；具体如下，由于锁头421受弹性块弹力反向复位，因此，使得锁定机构160在转动过程中仅需要检测一个初始位置以及一终止位置，当锁定部163从初始位置转动至终止位置时，锁舌424收缩至锁体423内同时锁定机构160与车辆电池400锁定形成限位结构，而当锁定部163从终止位置反向转动至初始位置时，锁舌424伸出，同时锁定机构160与车辆电池400解除锁定连接关系。

锁定部163包括固定爪，固定爪边缘处设置有向外伸出的限位块；锁头421上开设用于所述固定爪伸入的锁槽4211，锁头421端面上的锁槽4211形状与固定爪间隙配合，锁头421内的锁槽4211形状为固定爪转动形成的形状，锁槽4211内安装有限位杆4212；

固定爪伸入锁槽4211内，通过固定爪转动，使得固定爪上的限位块与限位杆4212相抵触，从而带动锁头421转动，锁舌424与车辆或电池仓210实现解锁。

同时，当固定爪与限位杆4212相抵触时，通过锁槽4211限制固定爪伸入方向的位置，以便于电池移载机构带动车辆电池400移动。

连接组件420还包括固定块，固定块固定安装在电池本体410上，锁头421套接在固定块上，使得锁头421与固定块转动连接，通过固定块限制锁头421的位置，使得锁头421设置在电池本体410上，同时便于锁头421进行转动，从而实现解锁、锁止。

锁定机构160包括用于驱使锁定部163转动的锁定驱动器161，通过锁定驱动器161驱动锁定部163转动，以使得锁定部163与连接组件420实现锁定连接；

在一优选实施例中，固定爪以转动轴向为圆心圆周排布三限位块，限位杆4212的数量对限位块，锁定驱动器161的转轴1611上安装有一用于控制锁定驱动器161开关的感应元件164。

如图16a、b、c所示，具体地，由于固定爪伸入锁槽4211内，锁定驱动器161驱动固定爪转动一定的角度后，限位块才与限位杆4212接触，在此之前，锁定部163相对于锁头421转动，而当限位块与限位杆4212接触后，锁定部163相对于锁头421静止，锁定驱动器161带动锁头421转动，使得锁舌424运动，而完成解锁过程时，锁定驱动器161转过一周，因此，仅需一个感应元件164，同时作为初始位置和终止位置，当锁定驱动器161转过一周后，感应元件164控制锁定驱动器161暂停，在锁定机构160带动车辆电池400移动后锁定驱动器161反向转动一周，使得固定爪从锁槽4211内退出，从而节省电子元器件，同时简化控制逻辑。

锁定驱动器161用于驱动锁定部163转动，锁定驱动器161可选择为伺服电机、旋转气缸以及常见的转动驱动设备，在一优选实施例中，锁定驱动器161需要转过一周，优选的是伺服电机，伺服电机方便对其进行控制，由于锁定驱动器161需要在一定的转动角度内的往复转动，因此，旋转气缸也可作为本发明的一实施例，由于，旋转气缸的转动距离是固定的，可省去感应元件164，从而简化控制逻辑；但是本发明所选择的锁定驱动器161不仅限于伺服电机、旋转气缸，常见的转动驱动设备都应视为本发明的具体实施方案。

进一步地，感应元件164包括光电传感器，其中，光电传感器的感应片安装在转轴1611上，光电传感器的感应端安装在固定基座上；锁定机构160包括支撑座162，通过支撑座162支撑转轴1611，支撑座162内安装有轴承，从而减小了转轴1611旋转过程中的摩擦，光电传感器的感应端安装在支撑座162上。

在一优选实施例中，固定爪靠近锁头421的一端处嵌设有导向杆，导向杆与固定爪间设置有弹性元件，当固定爪伸入锁槽4211时，导向杆先伸入锁槽4211内，导向杆与锁槽4211的槽底接触，弹性元件压缩，通过导向杆使得固定爪伸入锁槽4211时起缓冲作用。

锁定机构160还包括探测器166，通过探测器166检测锁定部163与连接组件420形成的限位结构，探测器166的检测端朝向锁定部163位置处，当锁定部163伸入锁槽4211内后，探测器166方便判断锁定部163与锁槽4211重合，从而通过探测器166控制锁定驱动器161转动，从而形成限位结构。

锁定机构160包括用于将锁定机构160连接形成整体的固定安装支架165，固定安装支架165安装在电池移载机构上。

该锁定机构还包括控制器，控制器内配置有控制锁定驱动器161工作的工作指令，同时，感应元件164通过向控制器传输检测结果，通过控制器内部存储的工作指令控制锁定驱动器161工作。

在一优选实施例中，抬升机构120通过链轮链条传动，以使得转运机构110移动，进而实现车辆电池沿垂直方向上下移动；具体地，

抬升机构120包括动力源、导向元件，动力源驱动链轮转动，使得与链轮耦合的抬升链条牵引转运机构110沿导向元件限定方向移动，导向元件的限定方向沿垂直方向，导向元件包括滑轨以及滑块，滑轨固定安装在抬升机构120，滑块安装在连接固定架113的连接支脚上，滑轨的延伸方向朝向垂直方向，通过滑块与滑轨滑动连接，在动力源的驱动下，使得装运机构110相对抬升机构120沿垂直方向滑动。

在本优选实施例中，导向元件包括滑轨滑块，采用滑轨滑块滑动的方式进行导向，而常见的滚轮与导轨、链条导轨导向、导柱导套导向等导向件同样能实现导向作用，应视为本发明的实施方案。

抬升机构120内还设置有配重块123，抬升链条的一端与配重块连接，另一端与转运机构110连接，通过配重块保证抬升链条张紧以使得抬升链条与链轮稳定相耦合，避免了传动过程中抬升链条与链轮脱离连接，使得装运机构110抬升过程出现故障。

转运机构110受两抬升链条牵引，抬升机构120还包括连接轴，通过连接轴使得动力源驱动两链轮转动，具体地，连接固定架113的上表面安装有两连接块，连接块用于与抬升链条连接，从而使得转运机构110与抬升机构120形成连接结构，进而使得抬升链条牵引转运机构110沿垂直方向移动；通过两链轮链条传动，使得在抬升转运机构110过程中更加稳定；抬升机构120***包覆有壳体，通过设置壳体使得对抬升机构120起到支撑作用。

在一优选实施例中，水平移动机构140包括驱动模组、传动模组以及导向部；通过驱动模组、传动模组耦合传动，以使得抬升机构120沿导向件限定方向移动。

导向件包括导向轨、滑轮，滑轮安装在抬升机构120对应的上下两端面上，导向轨安装在固定基面上，导向轨与滑轮配合，使得滑轮沿导向轨143延伸方向滚动，滑轮设置在导向轨两侧，通过滑轮限制抬升机构120的移动方向，由于导向部从抬升机构120两端导向，使得抬升机构120移动更加稳定。

电柜200上表面安装有轨道架220，轨道架220用于固定抬升机构120上端面位置处的导向件，抬升机构120下端面位置处的导向件固定在地面基面上。

进一步地，传动模组包括齿轮齿条传动，齿轮设置在靠近抬升机构120底部的端面位置处，齿条与导向轨平行设置，以使得抬升机构120在驱动模组驱动下受导向部限定运动方向移动。

本发明提供的移载装置100，还应包括检测装置、电控***130，其中电控***130内配置有用于控制该移载设备运动的工作指令以及供应电能的电路，相应动作机构都应具有相应的动力机构等，相应的也具有相应机构所具有的有益效果，不再赘述。

如图4所示，具体地换电平台的控制方法，车辆停靠在停车部300上，车辆开始换电，换电平台的停车部300内置的定位模组对换电平台上的车辆进行定位，以将车辆限定在换电位置处，定位模组控制滚轮310调整车辆位置，调整至换电位置处进而下一步，否则，滚轮310再次调整车辆位置；

在定位过程中，推板1113靠近电池仓210内的车辆电池400，安装推板1113上接近传感器11133检测推板1113与车辆电池400的距离，推板1113移动靠近至车辆电池400，锁定部163伸入锁头421，探测器166检测判断锁定部163伸入锁头421的连接状态，探测器166检测判断锁定部163伸入锁头421的连接状态，探测器166检测到锁定部163伸入锁头421内后，探测器166向锁定驱动器161发出工作指令，锁定驱动器161驱动锁定部163转动，否则，锁定部163重新伸入锁头421；

感应元件164检测锁定部163的转动角度，当锁定部163转动一定的角度后，感应元件164控制锁定驱动器161暂停工作，使得抓取组件与车辆电池400连接形成限位结构，车辆电池400与车身脱离连接；

抓取组件与车辆电池400连接形成限位结构后，移载装置100驱动抓取组件至停车部，拆卸电池，并将由电池仓210取出的电池伸入车身内，使得车辆电池400电性接入车辆，使得车辆电池400向车辆供电，否则，车辆电池400未电性接入车辆时，则重新将车辆电池400伸入车身，完成车辆电池400电性接入车辆后，锁定驱动器161反向转动，锁定部163从锁头421中退出，车辆电池400锁定在车身内，从而完成换电。

以上，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上而顺畅地实施本发明；但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时,凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.用于换电平台的侧向换电方法,其特征在于，步骤如下包括：

车辆定位，换电平台的停车部(300)内置的定位模组对换电平台上的车辆进行定位，以将车辆限定在换电位置处；

电池拆卸，换电平台上的抓取组件从车身一侧伸入安装在车身侧边的待更换的车辆电池(400)内，抓取组件与待更换的车辆电池(400)连接形成限位结构，车身与待更换的车辆电池(400)解锁，抓取组件带动待更换的车辆电池(400)脱离车身以完成亏电电池的拆卸；

电池安装，抓取组件带动待安装的车辆电池(400)从车身一侧伸入车身上电池安装位，抓取组件与待安装的车辆电池(400)解锁并脱离连接，待安装的车辆电池(400)与车身锁定并电性接入车辆以完成满电电池的安装。

2.如权利要求1所述的用于换电平台的侧向换电方法，其特征在于，还包括电池中转步骤，

一抓取组件抓取待安装的车辆电池(400)并等待执行电池安装步骤，另一抓取组件执行电池拆卸步骤。

3.如权利要求2所述的用于换电平台的侧向换电方法，其特征在于，还包括电池传输步骤，

换电平台中的移载装置(100)带动抓取组件以及限位于抓取组件上的车辆电池(400)移动，使得抓取组件移动至换电位执行电池拆卸或电池安装步骤，以及带动抓取组件移动至换电平台的电池仓(210)位置处取放电池。

4.如权利要求3所述的用于换电平台的侧向换电方法，其特征在于，电池传输步骤包括，

移载装置(100)上的水平移动机构(140)驱动抓取组件在换电位以及电池仓(210)间水平移动；移载装置(100)上的抬升机构(120)调整抓取组件垂直方向上的位置，使得抓取组件对应电池仓(210)或换电位；移载装置(100)上的旋转驱动组件(112)转动抓取组件以使得抓取组件对应电池仓(210)或换电位上的车辆电池(400)。

5.如权利要求1-4中任一项所述的用于换电平台的侧向换电方法，其特征在于，抓取组件与车辆电池(400)限位方法包括，

抓取组件上的锁定部(163)伸入车辆电池(400)上的锁头(421)内，锁头(421)内开设有锁槽(4211)，通过抓取组件内的锁定驱动器(161)驱使锁定部(163)转动角度，使得锁定部(163)受锁槽(4211)限制锁定部(163)伸入方向的位置。

6.如权利要求5所述的用于换电平台的侧向换电方法，其特征在于，车辆与车辆电池(400)解锁方法包括，

锁定部(163)带动锁头(421)转动，锁头(421)带动车辆电池(400)上用于限位的锁舌(424)回缩至锁舌(424)与车身脱离连接，使得车辆电池(400)与车辆实现解锁。

7.如权利要求5所述的用于换电平台的侧向换电方法，其特征在于，抓取组件与车辆电池(400)限位方法还包括锁定部(163)伸入锁头(421)到位检测步骤，

锁定部(163)伸入锁头(421)过程中，通过抓取组件上的探测器(166)检测伸入锁头(421)的锁定部(163)位置，以判断锁定部(163)伸入锁头(421)的状态。

8.如权利要求7所述的用于换电平台的侧向换电方法，其特征在于，车辆与车辆电池(400)解锁方法还包括控制步骤，

探测器(166)检测到锁定部(163)伸入锁头(421)后，探测器(166)向锁定驱动器(161)发出工作指令，从而驱动锁定部(163)转动以使得车辆电池(400)与车辆解锁。

9.如权利要求5所述的用于换电平台的侧向换电方法，其特征在于，抓取组件与车辆电池(400)限位方法还包括，

抓取组件上设置的感应元件(164)检测锁定驱动器(161)驱动锁定部(163)的转动角度，通过感应元件(164)控制锁定驱动器(161)暂停工作，用于控制锁定部(163)与锁头(421)形成限位结构的状态。

10.如权利要求1-4中任一项所述的用于换电平台的侧向换电方法，其特征在于，车辆定位步骤还包括，

定位模组检测车辆的车轮承压在停车部(300)对应的两滚轮(310)间，定位模组检测到车辆停靠至固定位置后向抓取组件发出工作指令，更换车辆电池(400)。

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