CN216184725U - 换电车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种换电车辆，包括牵引车和车厢。车厢与牵引车连接。车厢的尾部设置有换电开口。车厢内设置至少一个满电电池放置区域和至少一个亏电电池放置区域。满电电池放置区域内由下至上依次叠加放置有多块满电电池。车厢内还安装有用于抓取满电电池或者亏电电池的轨道旋转抓取装置。该换电车辆通过车厢尾部的换电开口进行换电。与侧开门的换电车辆相比，该换电车辆的换电稳定性较高。同时，其使用轨道旋转抓取装置作为电池抓取装置。与传统的机械手抓取装置相比，轨道旋转抓取装置的结构简单，成本也相对较低。另外，各满电电池放置区域内由下至上依次叠加放置有多块满电电池，换电车辆能够连续为多台待换电车辆进行换电，换电效率较高。

Description

换电车辆

技术领域

本实用新型涉及新能源换电技术领域，尤其涉及一种换电车辆。

背景技术

近年来，新能源汽车的发展较为迅猛。新能源汽车主要依靠电池作为驱动能源，因而具有较好的节能性和环保型。目前，市场上较为成熟的换电方式为固定式换电站换电。这种换电方式需要待换电车辆行驶至换电站内进行换电操作，其并不适用于无法上路行走的车辆换电。现有移动式换电车辆大多采用侧开门换电的方式，其换电稳定性较差。且大多采用机械手作为电池抓取装置，结构复杂且成本较高。

实用新型内容

本实用新型提供了一种换电车辆，用以解决现有移动式换电车辆的换电稳定性差，且电池抓取装置的结构复杂成本较高的问题。

根据本实用新型提供的一种换电车辆，包括牵引车和车厢。

其中，所述车厢与所述牵引车连接。所述车厢的尾部设置有换电开口。所述车厢内设置至少一个满电电池放置区域和至少一个亏电电池放置区域。所述满电电池放置区域内由下至上依次叠加放置有多块满电电池。所述车厢内还安装有用于抓取满电电池或者亏电电池的轨道旋转抓取装置。

根据本实用新型提供的一种换电车辆，所述轨道旋转抓取装置包括轨道、第一移动基座、第二移动基座、旋转机构、升降机构以及抓取部件。

其中，所述轨道沿着所述车厢的长度方向设置。所述第一移动基座滑动安装至所述轨道内。所述第二移动基座滑动连接至所述第一移动基座的下侧。且所述第二移动基座能够在所述第一移动基座上沿着所述车厢的宽度方向移动，

所述旋转机构连接于所述第二移动基座的下侧。所述升降机构的一端与所述旋转机构连接。所述升降机构的另一端与所述抓取部件连接。所述旋转机构用于带动所述抓取部件在水平面内旋转。所述升降机构用于带动所述抓取部件升降。

根据本实用新型提供的一种换电车辆，所述轨道固定连接至所述车厢的侧壁，以使所述轨道与所述车厢形成一体式结构。

根据本实用新型提供的一种换电车辆，所述车厢内部安装有用于支撑固定所述轨道的支撑立柱。所述轨道支撑并固定连接于所述支撑立柱。

根据本实用新型提供的一种换电车辆，所述换电车辆还设置有用于充电的充电座。

根据本实用新型提供的一种换电车辆，上下相邻的两个所述满电电池或所述亏电电池之间均设置有用于连接相邻所述满电电池或所述亏电电池的电池锁扣装置。

根据本实用新型提供的一种换电车辆，所述牵引车包括电力牵引车。所述电力牵引车包括自供电电源。所述自供电电源安装在所述车厢内部。

根据本实用新型提供的一种换电车辆，所述自供电电源的额定容量、额定电压、充放电速率及尺寸大小均与所述满电电池放置区域内的所述满电电池的额定容量、额定电压、充放电速率及尺寸大小相同，以使所述车厢内的所述满电电池能够作为所述牵引车的备用电源使用。

根据本实用新型提供的一种换电车辆，所述换电车辆内还设置有控制器和用于检测与所述牵引车电性连接的所述自供电电源或所述备用电源的电池电量的电量检测装置。所述控制器与所述电量检测装置电性连接。所述控制器内设定有最低电量值。

当与所述牵引车电性连接的所述自供电电源的电量低于所述最低电量值时，所述控制器控制所述备用电源与所述牵引车电性连接；

或者，当与所述牵引车电性连接的所述备用电源的电量低于所述最低电量值时，所述控制器控制另一所述备用电源与所述牵引车电性连接。

根据本实用新型提供的一种换电车辆，所述牵引车包括燃油牵引车。所述燃油牵引车包括油箱。所述油箱安装在所述车厢的外部。

在本实用新型提供的换电车辆中，所述车厢与所述牵引车连接。所述车厢的尾部设置有换电开口。所述车厢内设置至少一个满电电池放置区域和至少一个亏电电池放置区域。所述满电电池放置区域内由下至上依次叠加放置有多块满电电池。所述车厢内还安装有用于抓取满电电池或者亏电电池的轨道旋转抓取装置。

在换电过程中，牵引车将车厢牵引至待换电车辆处。车厢内设有至少一个满电电池放置区域和至少一个亏电电池放置区域。轨道旋转抓取装置移动并旋转至适合的角度，由车厢尾部的换电开口进行抓取待换电车辆上的亏电电池，并将该亏电电池放置于车厢内的亏电电池放置区域内。

轨道旋转抓取装置移动并旋转至合适的角度，抓取满电电池放置区域内的满电电池，并通过调整轨道旋转抓取装置的移动位置将满电电池安装至待换电车辆内。

由于在满电电池放置区域内由下至上依次叠加放置有多块满电电池，因此，换电车辆在完成一次换电后，还可以继续行驶至下一待换电车辆处进行换电，无需频繁返回至充电站点携带满电电池。

通过这种结构设置，该换电车辆通过车厢尾部的换电开口进行换电。由于车厢的长度尺寸大于车厢的宽度尺寸，与侧开门的换电车辆相比，该换电车辆的换电稳定性较高。同时，该换电车辆使用轨道旋转抓取装置作为电池抓取装置。与传统的机械手抓取装置相比，轨道旋转抓取装置的结构简单，成本也相对较低。另外，各满电电池放置区域内由下至上依次叠加放置有多块满电电池，换电车辆能够连续为多台待换电车辆进行换电，换电效率较高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例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换电车辆的结构示意图一；

图2是本实用新型提供的换电车辆的结构示意图二，不包含车厢；

图3是本实用新型提供的车厢内部及轨道旋转抓取装置的结构示意图；

附图标记：

100：牵引车； 101：自供电电源；

102：备用电源； 200：车厢；

201：换电开口； 202：满电电池放置区域；

203：亏电电池放置区域； 300：轨道旋转抓取装置；

301：轨道； 302：第一移动基座；

303：第二移动基座； 304：旋转机构；

305：升降机构； 306：抓取部件；

400：满电电池； 500：亏电电池。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不能用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。

在本实用新型实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，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3对本实用新型实施例提供的一种换电车辆进行描述。应当理解的是，以下所述仅是本实用新型的示意性实施方式，并不对本实用新型构成任何特别限定。

本实用新型的实施例提供了一种换电车辆，如图1至图3所示，该换电车辆包括：牵引车100和车厢200。

其中，车厢200与牵引车100连接。车厢200的尾部设置有换电开口201。车厢200内设置至少一个满电电池放置区域202和至少一个亏电电池放置区域203。满电电池放置区域202内由下至上依次叠加放置有多块满电电池400。车厢200内还安装有用于抓取满电电池400或者亏电电池500的轨道旋转抓取装置300。

在换电过程中，牵引车100将车厢200牵引至待换电车辆处。车厢200内设有至少一个满电电池放置区域202和至少一个亏电电池放置区域203。轨道旋转抓取装置300移动并旋转至适合的角度，由车厢200尾部的换电开口201进行抓取待换电车辆上的亏电电池500，并将该亏电电池500放置于车厢200内的亏电电池放置区域203内。

轨道旋转抓取装置300移动并旋转至合适的角度，抓取满电电池放置区域202内的满电电池400，并通过调整轨道旋转抓取装置300 的移动位置将满电电池400安装至待换电车辆内。

由于在满电电池放置区域202内由下至上依次叠加放置有多块满电电池400，因此，换电车辆在完成一次换电后，还可以继续行驶至下一待换电车辆处进行换电，无需频繁返回至充电站点携带满电电池。

通过这种结构设置，该换电车辆通过车厢200尾部的换电开口 201进行换电。由于车厢200的长度尺寸大于车厢200的宽度尺寸，与侧开门的换电车辆相比，该换电车辆的换电稳定性较高。同时，该换电车辆使用轨道旋转抓取装置300作为电池抓取装置。与传统的机械手抓取装置相比，轨道旋转抓取装置300的结构简单，成本也相对较低。另外，各满电电池放置区域202内由下至上依次叠加放置有多块满电电池400，换电车辆能够连续为多台待换电车辆进行换电，换电效率较高。

此处应当说明的是，对于满电电池放置区域202和亏电电池放置区域203的数量及布置形式，本实用新型不做任何限定。例如，如图 2所示，沿着车厢200的长度方向，由内向外依次间隔设置有四个满电电池放置区域202，靠近车厢200的尾部设置有一个亏电电池放置区域203。各满电电池放置区域202内均由下至上依次叠加放置有多块满电电池400。

在本实用新型的一个实施例中，轨道旋转抓取装置300包括轨道 301、第一移动基座302、第二移动基座303、旋转机构304、升降机构305以及抓取部件306。

其中，轨道301沿着车厢200的长度方向设置。第一移动基座302滑动安装至轨道301内。第二移动基座303滑动连接至第一移动基座302的下侧。且第二移动基座303能够在第一移动基座302上沿着车厢200的宽度方向移动。

旋转机构304连接于第二移动基座303的下侧。升降机构305的一端与旋转机构304连接。升降机构305的另一端与抓取部件306连接。旋转机构304用于带动抓取部件306在水平面内旋转。升降机构 305用于带动抓取部件306升降。

例如，如图3所示，轨道旋转抓取装置300位于车厢200的顶部。第一移动基302座能够沿着轨道301在车厢200的长度方向上移动。安装在第一移动基座底部302的第二移动基座303能够在第二移动基座303上沿着车厢200的宽度方向移动。旋转机构304设置于第二移动基座303的底部，且旋转机构304能够相对于第二移动基座303转动。升降机构305的上端与旋转机构304连接，升降机构305的下端与抓取部件306连接。旋转机构304能够带动升降机构305和抓取部件306以旋转机构304的竖直中心线为轴线旋转。也就是说，旋转机构304能够最终带动抓取部件306在水平面内旋转。升降机构305能够带动抓取部件306上下升降。由此，该轨道旋转抓取装置300不仅能够实现沿着车厢200的长度方向、宽度方向及高度方向移动，还能够调整抓取角度。

根据以上描述的实施例可知，相比于传统的机械手抓取装置，该轨道旋转抓取装置300的结构简单、成本较低且方位调整灵活性较好。由此，待换电车辆无需完全对齐停放在换电车辆的尾部，通过调整轨道旋转抓取装置300的角度等即可实现灵活换电。进而，能够极大提升换电车辆的换电效率。

此处应当说明的是，对于升降机构305和旋转机构304等的具体类型，本实用新型不做任何具体限定。

在本实用新型的一个实施例中，车厢200内部安装有用于支撑固定轨道301的支撑立柱。轨道301支撑并固定连接于支撑立柱。

例如，在车厢200内部的左右两侧分别安装有支撑立柱。轨道 301支撑并固定连接在支撑立柱上。第一移动基座302滑动安装至该轨道301上，并能够在该轨道301上沿着车厢200的长度方向滑动。

或者，在本实用新型的一个实施例中，轨道301固定连接至车厢 200的侧壁，以使轨道301与车厢200形成一体式结构。

例如，如图1和图3所示，在车厢200的侧壁上，沿着车厢200 的长度方向设置有轨道301。即将轨道301与车厢200设置为一体式结构。第一移动基座302滑动安装至该轨道301上，并能够沿着该轨道301滑动。与设立独立支撑结构的轨道相比，该一体式的结构能够减小车厢200的横向占用空间，并降低成本。

在本实用新型的一个实施例中，换电车辆还设置有用于充电的充电座。

当需要对换电车辆车厢200内的亏电电池500充电时，无需将亏电电池500卸载，仅需将外部电源线与充电座连接即可。由此，不仅能够减少人工劳动力，还能够提升亏电电池500的充电效率。

在本实用新型的一个实施例中，上下相邻的两个满电电池400或亏电电池500之间均设置有用于连接相邻满电电池400或亏电电池 500的电池锁扣装置。

在具体换电过程中，可以根据不同的车型选择一次性更换一块或者多块满电电池。例如，当需要单独更换一块满电电池时，最上层的满电电池和次上层的满电电池之间的电池锁扣装装置处于解锁状态，以使轨道旋转抓取装置300能够单独抓取最上层的满电电池并进行更换。

当需要一次性更换两块满电电池时，由上至下的第一块满电电池与第二块满电电池之间的电池锁扣装置处于锁紧状态，第二块满电电池与第三块满电电池之间的电池锁扣装置处于解锁状态，以使轨道旋转抓取装置300能够一次性抓取两块满电电池，并实现多块电池一体式换电操作。依次类推，可以实现任意数量的满电电池一体式更换操作。由此，能够极大提升换电车辆的换电效率。

此处应当说明的是，对于牵引车100的具体类型，本实用新型不做任何限定。例如，在本实用新型的一个实施例中，牵引车100包括燃油牵引车。燃油牵引车包括油箱。油箱安装在车厢200的外部。

又例如，在本实用新型的一个实施例中，牵引车100包括电力牵引车。电力牵引车包括自供电电源101。自供电电源101安装在车厢 200内部。

进一步，在本实用新型的一个实施例中，自供电电源101的额定容量、额定电压、充放电速率及尺寸大小均与满电电池放置区域202 内的满电电池400的额定容量、额定电压、充放电速率及尺寸大小相同，以使车厢200内的满电电池400能够作为牵引车100的备用电源 102使用。

更进一步，在本实用新型的一个实施例中，换电车辆内还设置有控制器和用于检测与牵引车100电性连接的自供电电源101或备用电源102的电池电量的电量检测装置。控制器与电量检测装置电性连接。控制器内设定有最低电量值。

当与牵引车100电性连接的自供电电源101的电量低于最低电量值时，控制器控制备用电源102与牵引车100电性连接。

或者，当与牵引车100电性连接的备用电源102的电量低于最低电量值时，控制器控制另一备用电源102与牵引车100电性连接。

例如，如图1所示，牵引车100为电力牵引车。在车厢200内部安装自供电电源101。该自供电电源101能够作为牵引车100的驱动电力来源。牵引车100的自供电电源101的各类规格参数均与车厢 200内的满电电池400的规格参数相同。例如，上述规格参数包括但是不限于额定容量、额定电压、充放电速率及尺寸大小。由此，车厢200内的满电电池400均能够作为牵引车100的备用电源102使用。

换电车辆包括控制器和电量检测装置。电量检测装置能够检测与牵引车100电性连接的自供电电源101或者与牵引车100电性连接的备用电源102的电量。电量检测装置与控制器电性连接，以将其所检测到的电量值传输至控制器内。控制器内预先设定有最低电量值。例如，可以将最低电量值设定为额定容量的5％。

初始状态下，自供电电源101与牵引车100电性连接，电量检测装置能够检测出自供电电源101的电池电量。当控制器接收到电量检测装置所传输的实时电池电量值低于5％时，控制器控制自供电电源 101与牵引车100断开连接，并使备用电源102与牵引车100电性连接，以将备用电源102作为牵引车100的驱动电力来源。

此时，电量检测装置能够实时检测该备用电源102的电量。当控制器接收到电量检测装置所传输的实时电池电量值低于5％时，控制器控制该备用电源102与牵引车100断开连接，并使另一备用电源 102或者已经处于满电状态的自供电电源101与牵引车100电性连接，由此，能够保证牵引车100始终处于有电状态。

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)

1.一种换电车辆，其特征在于，包括牵引车和车厢，

其中，所述车厢与所述牵引车连接，所述车厢的尾部设置有换电开口，所述车厢内设置至少一个满电电池放置区域和至少一个亏电电池放置区域，所述满电电池放置区域内由下至上依次叠加放置有多块满电电池，所述车厢内还安装有用于抓取满电电池或者亏电电池的轨道旋转抓取装置。

2.根据权利要求1所述的换电车辆，其特征在于，所述轨道旋转抓取装置包括轨道、第一移动基座、第二移动基座、旋转机构、升降机构以及抓取部件，

其中，所述轨道沿着所述车厢的长度方向设置，所述第一移动基座滑动安装至所述轨道内，所述第二移动基座滑动连接至所述第一移动基座的下侧，且所述第二移动基座能够在所述第一移动基座上沿着所述车厢的宽度方向移动，

所述旋转机构连接于所述第二移动基座的下侧，所述升降机构的一端与所述旋转机构连接，所述升降机构的另一端与所述抓取部件连接，所述旋转机构用于带动所述抓取部件在水平面内旋转，所述升降机构用于带动所述抓取部件升降。

3.根据权利要求2所述的换电车辆，其特征在于，所述轨道固定连接至所述车厢的侧壁，以使所述轨道与所述车厢形成一体式结构。

4.根据权利要求2所述的换电车辆，其特征在于，所述车厢内部安装有用于支撑固定所述轨道的支撑立柱，所述轨道支撑并固定连接于所述支撑立柱。

5.根据权利要求1所述的换电车辆，其特征在于，所述换电车辆还设置有用于充电的充电座。

6.根据权利要求2所述的换电车辆，其特征在于，上下相邻的两个所述满电电池或所述亏电电池之间均设置有用于连接相邻所述满电电池或所述亏电电池的电池锁扣装置。

7.根据权利要求1所述的换电车辆，其特征在于，所述牵引车包括电力牵引车，所述电力牵引车包括自供电电源，所述自供电电源安装在所述车厢内部。

8.根据权利要求7所述的换电车辆，其特征在于，所述自供电电源的额定容量、额定电压、充放电速率及尺寸大小均与所述满电电池放置区域内的所述满电电池的额定容量、额定电压、充放电速率及尺寸大小相同，以使所述车厢内的所述满电电池能够作为所述牵引车的备用电源使用。

9.根据权利要求8所述的换电车辆，其特征在于，所述换电车辆内还设置有控制器和用于检测与所述牵引车电性连接的所述自供电电源或所述备用电源的电池电量的电量检测装置，所述控制器与所述电量检测装置电性连接，所述控制器内设定有最低电量值，

当与所述牵引车电性连接的所述自供电电源的电量低于所述最低电量值时，所述控制器控制所述备用电源与所述牵引车电性连接，

或者，当与所述牵引车电性连接的所述备用电源的电量低于所述最低电量值时，所述控制器控制另一所述备用电源与所述牵引车电性连接。

10.根据权利要求1所述的换电车辆，其特征在于，所述牵引车包括燃油牵引车，所述燃油牵引车包括油箱，所述油箱安装在所述车厢的外部。

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