CN220349515U - 一种电动重卡用底盘换电式的换电站 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电动重卡用底盘换电式的换电站，包括换电站仓体和与换电站仓体平行设置的停车平台，停车平台中部下方换电区设置有支撑框架，支撑框架上方叠放有输送框架，输送框架置于换电站仓体中部，输送框架长度短于支撑框架，输送框架两侧的换电站仓体相对称，RGV小车滑动安装在输送框架底部，沿着水平X方向进行移动；输送框架包括分别固定安装在输送框架顶部两侧的平移导轨、沿着平移导轨水平X方向移动的连接板以及沿着连接板垂直Y方向移动的夹持板；解决现有技术中电动重卡吊装换电存在的拆装不方便，存在安全隐患的问题。

Description

一种电动重卡用底盘换电式的换电站

技术领域

本实用新型属于新能源汽车换电技术领域，涉及一种电动重卡用底盘换电式的换电站。

背景技术

纯电动重卡发展越来越迅速，阻碍纯电动重卡发展的瓶颈之一是动力电池的充电难题；传统的方式是采用充电桩快速充电，但此方式具有诸多缺点：效率仍然远不及加油快速、降低电池使用寿命、电池维护的成本高。为了解决效率问题，现有解决方式是采用换电方式，直接更换电动车上的电池，采用从换电站更换满电电池，并把亏电电池换下后在换电站充电，这提高了电动重卡的续航效率，但采用换电方式最重要的是换电效率。

由于商用车尤其是电动重卡质量较重，不方便定位抬升，因此现有的电动重卡电池基本采用背驮式换电方式，采用吊装的方式拆卸或者安装电池，吊装机构一般位于电池存放区和行车通道的上方，用以将电池存放区内的满电电池吊运至行车通道内的换电车辆上；但是，吊装机构一般占地面积较大，需要设置桁架和吊装通道，因此不方便安装和移动；并且采用吊装的方式装配电池，由于电池较重，电池在吊装移动的过程中，受惯性的影响会摆动，难以快速的将电池放置到指定的位置，如果电池滑落会造成一定的安全隐患。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型为了解决现有技术中电动重卡吊装换电存在的拆装不方便，存在安全隐患的问题，提供一种电动重卡用底盘换电式的换电站，改变电动重卡电池的安装位置，将电池安装在底盘上，对应完成对设置在底盘上电池的换电动作。

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种电动重卡用底盘换电式的换电站，包括换电站仓体和与换电站仓体平行设置的停车平台，停车平台中部下方换电区设置有支撑框架，支撑框架上方叠放有输送框架，输送框架置于换电站仓体中部，输送框架长度短于支撑框架，输送框架两侧的换电站仓体相对称，RGV小车滑动安装在输送框架底部，沿着水平X方向进行移动；输送框架包括分别固定安装在输送框架顶部两侧的平移导轨、沿着平移导轨水平X方向移动的连接板以及沿着连接板垂直Y方向移动的夹持板。

进一步，输送框架两侧的换电站仓体内依次设置有用于移动电池包的堆垛机模组、用于并排放置电池包的缓存电池架、用于为换电站仓体内电池包降温的水冷模组和观察室，输送框架远离停车平台的一侧也为缓存电池架，即每个堆垛机模组的两侧均为缓存电池架。

进一步，水冷模组所在的换电站仓体内设置有用于为电池包充电的充电机，观察室配置有数控设备，便于工作人员实时查看换电站工作情况。

进一步，支撑框架底部和侧壁沿着长度方向分别固定安装有相互平行的一组移动导轨，支撑框架顶部滑动安装有过桥垫板，过桥垫板下表面两侧固定安装有与对应侧壁移动导轨相适配的移动块和驱动移动块沿着支撑框架长度方向移动的第四动力组件，RGV小车与对应支撑框架底部的移动导轨相适配。

进一步，连接板上连接有第二动力组件，夹持板上连接有第三动力组件，连接板的两侧开设有长方形凹槽，夹持板插设在对应的长方形凹槽内，平移导轨之间的输送框架上固定安装有用于安装第二动力组件的固定板；通过第二电机驱动连接板沿着平移导轨水平X方向移动，夹持板内侧的连接板上固定安装有限位挡板，限位挡板用于固定安装第三动力组件，通过第三电机驱动夹持板沿着连接板垂直Y方向移动。

进一步，RGV小车包括底板、转动安装在底板四角处的滚轮、安装在底板上表面的旋转机构、安装在旋转机构上的支撑板、安装在支撑板上的若干组剪刀叉支架以及对应安装在每组剪刀叉支架上的置物台，置物台用于支撑换电电池包，旋转机构包括与支撑板固定连接的齿圈以及与齿圈啮合的主动齿轮，齿圈的转轴固定在支撑板上，主动齿轮的转轴固定在底板上。

进一步，支撑板上表面和对应每组置物台下表面两侧均固定安装有U型卡槽，中心铰接的剪刀叉支架四角铰接在对应U型卡槽，其中一侧U型卡槽上固定安装有滑块，对应的支撑板上表面和置物台下表面上固定安装有与滑块配合使用的滑轨，支撑板上表面固定安装有与置物台对应的第一动力组件。

进一步，每组置物台与其所对应的剪刀叉支架外套装有钣金壳。

进一步，齿圈上固定安装有刻度尺，主动齿轮的半径小于齿圈半径。

进一步，每组置物台上均设置有解锁机构，解锁机构与电动重卡底盘上的电池锁止机构配合使用。

该电动重卡用底盘换电式换电站的换电方法，包括以下步骤：

S1、电动重卡驶入到换电站前，闸机识别车辆信息，通过云平台调取车辆电池信息，判定车型及相关信息匹配后，闸机打开；

S2、车辆驶入到换电站的停车平台上，RGV小车开始工作，RGV小车从停车平台侧面向停车平台方向移动，在移动的过程中停车平台上的过桥垫板打开，RGV小车停到电动重卡底部，通过检测机构定位电池包精确位置；

S3、RGV小车带动从电动重卡拆卸下来的亏电电池包从停车平台中移出至输送框架下方，与此同时过桥垫板复位，这时，将过桥垫板封闭在停车平台上，保证停车平台的完整性，防止在这个过程中有人员误入到停车平台中，输送框架中夹持板在第三动力组件作用下将RGV小车上拆卸下来亏电电池包取走，并通过堆垛机模组中码垛机将其放置在堆垛机模组两侧的缓存电池架上进行充电；

S4、与步骤S3动作相反，堆垛机模组中码垛机将缓存电池架上满电电池包转移至输送框架，通过输送框架上夹持板将其转移至RGV小车上为电动重卡换电；

S5、电动重卡换电完毕，闸机打开，电动重卡驶出停车平台。

进一步，步骤S2中通过RGV小车中剪刀叉支架将置物台升降至换电电池包下方，使得置物台上解锁机构与电动重卡底盘上的电池锁止机构相配合。

本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型所公开的电动重卡用底盘换电式的换电站，改变现有的背驮式换电方式，将电动重卡的电池设置在底盘上，采用底盘换电的方式，设置换电机器人移动到电动重卡的下方，实现对电池的拆卸和安装，一方面减小了换电站的占地面积，使换电站更容易安装，另一方面不仅提高了电池换电的效率，还提高了电池换电的安全性，并且，在换电机器人移动的过程中，设置过桥垫板实现停车平台的功能转换，在电动重卡驶入停车平台时，过桥垫板起到支撑的作用，在换电的过程中，过桥垫板避让移动，为换电机器人提供换电空间和电池运输空间，适用性强、安全性好。

2、本实用新型所公开的电动重卡用底盘换电式的换电站，支撑框架下沉设置于换电站停车平台下方，用于RGV小车的水平移动，输送框架置于换电站仓体中部，输送框架长度短于支撑框架，输送框架垂直于停车平台，输送框架两侧的换电站仓体相对称，输送框架用于将RGV小车上拆卸下来的亏电电池包运输至缓存电池存储架或者缓存电池存储架上满电电池包运输至RGV小车，通过输送框架上连接板的水平移动和夹持板的竖直移动，能够实现对RGV小车上不同位置换电电池包的夹持，换电电池包的传动更加省力方便，解决现有RGV小车与缓存电池存储架上电池包转移的过程中存在行程较长，传动效率低，增加了亏电和满电的交互时间，从而增加整站节拍时间的问题，电动重卡吊装换电拆装更加方便。

3、本实用新型所公开的电动重卡用底盘换电式的换电站，RGV小车中底板上的旋转机构将置物台旋转角度，满足不同停放角度电动重卡换电需求。支撑板上置物台用于支撑换电电池包，可以同时转移多个换电电池包，解决现有换电小车灵活性比较差且一次性只能更换一个电池包，工作效率比较低的问题。

本实用新型的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作优选的详细描述，其中：

图1为本实用新型电动重卡用底盘换电式的换电站的结构示意图；

图2为图1去掉电动重卡的换电站的结构示意图；

图3为图1去掉换电通道壳体的换电站的结构示意图；

图4为图3的俯视图；

图5为本实用新型中支撑框架、输送框架安装在换电站仓体的结构示意图；

图6为图5的俯视图；

图7为本实用新型中支撑框架、输送框架连接的结构示意图；

图8为图7中输送框架的结构示意图一；

图9为图7中输送框架的结构示意图二；

图10为本实用新型图5中RGV小车的结构示意图；

图11为图10的主视图；

图12为图11沿A-A方向的剖视图；

图13为本实用新型图10中RGV小车去除钣金壳的结构示意图。

附图标记：底板11、滚轮12、旋转机构13、齿圈131、主动齿轮132、支撑板14、置物台15、剪刀叉支架16、钣金壳17、铁链18、换电电池包19、支撑框架21、移动导轨22、输送框架31、夹持板32、连接板33、平移导轨34、限位挡板35、第二动力组件36、第三动力组件37、固定板38、换电站仓体41、堆垛机模组42、缓存电池架43、水冷模组44、观察室45、停车平台46、充电机47、电动重卡48。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本实用新型的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

现有技术的电动重卡主要采用吊装的换电方式进行电池的更换，随着电动重卡的普及，吊装换电方式的弊端越来越明显，一方面，吊装换电站占地面积较大，不方便建站，另一方面，吊装的换电方式效率低，且存在安全隐患，因此，结合现有技术中小型车的换电方式，提出一种类似于小型车采用底盘换电的换电方式；现有的小型车换电平台，一般都需要先将车辆定位，使车辆上电池的位置能够与加解锁机构的位置准确对应，然后再将车辆进行抬升，从而给换电机器人预留出进入到车辆下方的运输通道，但是针对电动重卡定位和抬升的方法都是不可行的，因为，电动重卡的重量是小车的10～20倍，电动重卡一旦驶入停车平台就很难推动电动重卡，对其进行移动定位，更不可能将电动重卡抬起，避让出换电机器人的运行通道了，因此想要实现对电动重卡的底盘换电需要克服难以定位和无法抬升的问题。

如图1～13所示的电动重卡用底盘换电式的换电站，电动重卡的电池设置在底盘上，采用底盘换电的方式，整个换电站包括换电站仓体41和与换电站仓体41平行设置的停车平台，停车平台用于电动重卡的停靠，停车平台中部下方开设有用于RGV换电机器人工作的换电区，换电区低于停车平台位于地面下方。RGV小车在地面下方沿着水平X方向进行移动，实现对电动重卡底盘上电池的拆卸和安装，减小了换电站的占地面积，使得换电站更容易安装，同时也提高了电池换电效率和换电安全性。即停车平台中部下方换电区设置有支撑框架21，支撑框架21上方叠放输送框架31，输送框架31置于换电站仓体41中部，输送框架31长度短于支撑框架21，输送框架31垂直于停车平台，输送框架31两侧的换电站仓体41相对称，输送框架31用于将RGV小车上拆卸下来的亏电电池包运输至缓存电池存储架或者缓存电池存储架上满电电池包运输至RGV小车。RGV小车在地面下方沿着水平X方向进行移动，实现对电动重卡底盘上电池的拆卸和安装，减小了换电站的占地面积，使得换电站更容易安装，同时也提高了电池换电效率和换电安全性。

支撑框架21底部和侧壁沿着长度方向分别固定安装有相互平行的一组移动导轨22，支撑框架21顶部滑动安装有过桥垫板，过桥垫板下表面两侧固定安装有与对应侧壁移动导轨22相适配的移动块和驱动移动块沿着支撑框架21长度方向移动的第四动力组件，第四动力组件包括第四电机和第四减速器，第四电机的输出端与第四减速器的输入端连接，第四减速器的输出端与移动块连接；通过第四电机驱动过桥垫板沿着支撑框架21长度方向移动。

支撑框架21沿着长度方向平行设置两条移动导轨22，上侧移动导轨22便于过桥垫板的滑移，过桥垫板滑移至RGV小车上方时，整个停车平台呈一个整体，便于电动重卡通过；电动重卡通过后，过桥垫板滑移至输送框架31下侧使得RGV小车露出对电动重卡进行拆装电池包。

RGV小车与对应支撑框架21底部的移动导轨22相适配，通过底板11四角处的滚轮12在对应支撑框架21底部的移动导轨22上滑移，使得RGV小车沿着水平X方向移动。

输送框架31包括分别固定安装在输送框架31顶部两侧的平移导轨34、沿着平移导轨34水平移动的连接板33以及沿着连接板33垂直移动的夹持板32，连接板33上连接有第二动力组件36，夹持板32上连接有第三动力组件37，夹持板32呈L型，连接板33的两侧开设有长方形凹槽，夹持板32插设在对应的长方形凹槽内，平移导轨34之间的输送框架31上固定安装有用于安装第二动力组件36的固定板38，第二动力组件36包括第二电机和第二减速器，第二电机的输出端与第二减速器的输入端连接，第二减速器的输出端与连接板33连接；通过第二电机驱动连接板33沿着平移导轨34水平X方向移动，夹持板32内侧的连接板33上固定安装有限位挡板35，限位挡板35用于固定安装第三动力组件37，第三动力组件37包括第三电机和第三减速器，第三电机的输出端与第三减速器的输入端连接，第三减速器的输出端与夹持板32连接；通过第三电机驱动夹持板32沿着连接板33垂直Y方向移动。限位挡板35相对一侧的两端固定安装有楔形块，用于支撑限位挡板35，提高其稳定性。

如图6～10所示的RGV小车包括底板11、转动安装在底板11四角处的滚轮12、安装在底板11上表面的旋转机构13、安装在旋转机构13上的支撑板14、安装在支撑板14上的若干组剪刀叉支架16以及对应安装在每组剪刀叉支架16上的置物台15，置物台15用于支撑换电电池包19，该RGV小车可以同时支撑多组剪刀叉支架16和置物台15，同时转移多个换电电池包19。每组置物台15与其所对应的剪刀叉支架16外套装有钣金壳17，钣金壳17对置物台15与其所对应的剪刀叉支架16起到防护效果。

旋转机构13用于将置物台15旋转角度，满足不同停放角度电动重卡换电需求。旋转机构13包括与支撑板14固定连接的齿圈131以及与齿圈131啮合的主动齿轮132，齿圈131的转轴固定在支撑板14上，主动齿轮132的转轴固定在底板11上，齿圈131上固定安装有刻度尺，通过齿圈131能够调节支撑板14上换电电池包19的旋转角度，主动齿轮132的半径小于齿圈131半径，这样主动齿轮132转动一圈，齿圈131仅仅转几个齿，实现了齿圈131上支撑板14旋转交底的精确调整。

支撑板14上表面和对应每组置物台15下表面两侧均固定安装有U型卡槽，中心铰接的剪刀叉支架16四角铰接在对应U型卡槽，其中一侧U型卡槽上固定安装有滑块，对应的支撑板14上表面和置物台15下表面上固定安装有与滑块配合使用的滑轨，支撑板14上表面固定安装有与置物台15对应的第一动力组件，第一动力组件能够驱动剪刀叉支架16闭合或者打开以使剪刀叉支架16带动对应每组置物台15上的换电电池包19上升或者下降，对电动重卡进行更换电池包。具体的第一动力组件包括第一电机和第一减速器，第一电机的输出端与第一减速器的输入端连接，第一减速器的输出端与左侧U型卡槽连接，第一电机能够通过第一减速器驱动U型卡槽沿着对应的滑轨直线移动，进而使得每组剪刀叉支架16带动对应的置物台15上升或者下降，置物台15上的换电电池包19在剪刀叉支架16和动力组件的协同作用下将换电电池包19运输至指定高度位置。

置物台15底部与U型卡槽之间固定连接有铁链18，剪刀叉支架16带动对应置物台15上升或者下降时，铁链18能够使得该过程更加平稳，

每组置物台15上均设置解锁机构，解锁机构与电动重卡底盘上的电池锁止机构配合使用，在移载机构调整好置物台15相对于电池的位置后，能够与锁止机构配合，实现对电池的拆卸和安装，具体地，根据锁止机构的形式，设置匹配的解锁机构。

输送框架31作为用于缓存换电电池包的中转缓存架，其两侧的换电站仓体41内依次设置有用于移动电池包的堆垛机模组42、用于并排放置电池包的缓存电池架43、用于为换电站仓体41内电池包降温的水冷模组44和观察室45，输送框架31远离停车平台46的一侧也为缓存电池架43，即每个堆垛机模组42的两侧均为缓存电池架43。水冷模组44所在的换电站仓体内设置有用于为电池包充电的充电机47，观察室45配置有数控设备，便于工作人员实时查看换电站工作情况。

该电动重卡用底盘换电式换电站的换电方法，包括以下步骤：

S1、电动重卡48驶入到换电站前，闸机识别车辆信息，通过云平台调取车辆电池信息，判定车型及相关信息匹配后，如果车辆与该换电站匹配，则闸机打开，允许车辆进入；如果车辆与该换电站不匹配，则闸机关闭，不允许车辆进入；

S2、车辆驶入到换电站的停车平台46上，RGV小车开始工作，RGV小车从停车平台46侧面向停车平台46方向移动，在移动的过程中停车平台46上的过桥垫板打开，RGV小车停到电动重卡48底部，通过检测机构定位电池包精确位置，在此过程中通过RGV小车中剪刀叉支架将置物台升降至换电电池包下方，使得置物台上解锁机构与电动重卡48底盘上的电池锁止机构相配合；

S3、RGV小车带动从电动重卡48拆卸下来的亏电电池包从停车平台46中移出至输送框架下方，与此同时过桥垫板复位，这时，将过桥垫板封闭在停车平台46上，保证停车平台46的完整性，防止在这个过程中有人员误入到停车平台46中，输送框架中夹持板在第三动力组件作用下将RGV小车上拆卸下来亏电电池包取走，并通过堆垛机模组42中码垛机将其放置在堆垛机模组42两侧的缓存电池架43上进行充电；

S4、与步骤S3动作相反，堆垛机模组42中码垛机将缓存电池架43上满电电池包转移至输送框架，通过输送框架上夹持板将其转移至RGV小车上为电动重卡48换电；

S5、电动重卡48换电完毕，闸机打开，电动重卡48驶出停车平台46。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种电动重卡用底盘换电式的换电站，其特征在于，包括换电站仓体和与换电站仓体平行设置的停车平台，停车平台中部下方换电区设置有支撑框架，支撑框架上方叠放有输送框架，输送框架置于换电站仓体中部，输送框架长度短于支撑框架，输送框架两侧的换电站仓体相对称，RGV小车滑动安装在输送框架底部，沿着水平X方向进行移动；输送框架包括分别固定安装在输送框架顶部两侧的平移导轨、沿着平移导轨水平X方向移动的连接板以及沿着连接板垂直Y方向移动的夹持板。

2.如权利要求1所述的电动重卡用底盘换电式的换电站，其特征在于，输送框架两侧的换电站仓体内依次设置有用于移动电池包的堆垛机模组、用于并排放置电池包的缓存电池架、用于为换电站仓体内电池包降温的水冷模组和观察室，输送框架远离停车平台的一侧也为缓存电池架，即每个堆垛机模组的两侧均为缓存电池架。

3.如权利要求2所述的电动重卡用底盘换电式的换电站，其特征在于，水冷模组所在的换电站仓体内设置有用于为电池包充电的充电机，观察室配置有数控设备。

4.如权利要求1所述的电动重卡用底盘换电式的换电站，其特征在于，支撑框架底部和侧壁沿着长度方向分别固定安装有相互平行的一组移动导轨，支撑框架顶部滑动安装有过桥垫板，过桥垫板下表面两侧固定安装有与对应侧壁移动导轨相适配的移动块和驱动移动块沿着支撑框架长度方向移动的第四动力组件，RGV小车与对应支撑框架底部的移动导轨相适配。

5.如权利要求4所述的电动重卡用底盘换电式的换电站，其特征在于，连接板上连接有第二动力组件，夹持板上连接有第三动力组件，连接板的两侧开设有长方形凹槽，夹持板插设在对应的长方形凹槽内，平移导轨之间的输送框架上固定安装有用于安装第二动力组件的固定板；通过第二电机驱动连接板沿着平移导轨水平X方向移动，夹持板内侧的连接板上固定安装有限位挡板，限位挡板用于固定安装第三动力组件，通过第三电机驱动夹持板沿着连接板垂直Y方向移动。

6.如权利要求5所述的电动重卡用底盘换电式的换电站，其特征在于，RGV小车包括底板、转动安装在底板四角处的滚轮、安装在底板上表面的旋转机构、安装在旋转机构上的支撑板、安装在支撑板上的若干组剪刀叉支架以及对应安装在每组剪刀叉支架上的置物台，置物台用于支撑换电电池包，旋转机构包括与支撑板固定连接的齿圈以及与齿圈啮合的主动齿轮，齿圈的转轴固定在支撑板上，主动齿轮的转轴固定在底板上。

7.如权利要求6所述的电动重卡用底盘换电式的换电站，其特征在于，支撑板上表面和对应每组置物台下表面两侧均固定安装有U型卡槽，中心铰接的剪刀叉支架四角铰接在对应U型卡槽，其中一侧U型卡槽上固定安装有滑块，对应的支撑板上表面和置物台下表面上固定安装有与滑块配合使用的滑轨，支撑板上表面固定安装有与置物台对应的第一动力组件。

8.如权利要求7所述的电动重卡用底盘换电式的换电站，其特征在于，每组置物台上均设置有解锁机构，解锁机构与电动重卡底盘上的电池锁止机构配合使用。