一种换电设备的制作方法

1.本发明涉及车辆电池换电设备领域，更具体地，尤其是涉及一种换电设备。


背景技术：

2.随着新能源汽车的不断普及，电动汽车换电环节是电动汽车行业需要解决的重要问题，利用专门的电池更换设备，实现自动换电，是电动汽车充换电站的技术发展方向。目前的充换电站的每个电池仓均设置一个换电装置，换电车辆在换电时需要将车辆停靠在可供换电的电池仓的位置，由于每次停靠的位置都不一致，而且换电过程中利用人工使用液压车或叉车从电池库中运送到卡车停放处，通过人工判断电池位置后完成换电，从而为车辆换电带来了极大的不便利性。另外，电池本体重量大，人工或半自动换电费力费时，受人为因素影响较大，安装一致性不高，工作效率也比较低。


技术实现要素：

3.鉴于以上内容，本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出了一种换电设备，所述换电设备可以实现快速自动更换电池功能。
4.本发明实施例提供一种换电设备，用以为待换电车辆快速更换电池，包括换电仓及换电模组，所述换电仓内容置有至少一个电池，所述换电模组包括换电车、固定组件、检测组件及主控系统，当所述待换电车辆进入换电位置时，所述主控系统控制所述换电车沿所述固定组件进入所述待换电车辆底部，所述检测组件用以测量所述换电车及待换电电池的位置并计算出位置偏差量发送给所述主控系统，所述主控系统根据所述位置偏差量控制所述换电车移动至待换电位置以完成所述待换电车辆与所述换电仓之间电池的更换。
5.在一些实施例中，所述换电仓包括多个电池仓位和抓取机构，每一电池仓位用于容置至少一个电池，所述抓取机构用以将所述电池从所述电池仓位中取出并放入到所述换电模组上，也可以将所述电池从所述换电模组上取出并放入到所述电池仓位中。
6.在一些实施例中，所述换电车包括车体，所述固定组件包括基板，所述基板两侧设置有两沿第二方向布置的相互平行的导轨，所述车体安装在所述导轨上并能够沿第二方向来回移动。
7.在一些实施例中，所述换电车还包括一电池托板，所述电池托板可收容在所述车体中，也可伸出所述车体以放置所述电池。
8.在一些实施例中，所述换电车还包括移动机构，所述移动机构收容在所述车体中并与所述电池托板相连，所述移动机构能够带动所述电池托板沿第一方向来回移动。
9.在一些实施例中，所述换电车还包括升降机构，所述升降机构收容在所述车体中并与所述电池托板相连，所述升降机构能够带动所述电池托板上下移动且能够带动所述电池托板转动。
10.在一些实施例中，所述换电车还包括设置在所述车体外部的驱动机构，所述驱动机构能够带动所述车体在所述固定组件上滑动。
11.在一些实施例中，所述固定组件还包括设置在所述基板上的齿条，所述齿条与所述导轨平行，所述驱动机构上设置有齿轮，所述齿轮与所述齿条相互啮合，所述驱动机构能够驱使所述齿轮转动使所述齿轮沿所述齿条滑动，进而带动所述车体在所述导轨上沿第二方向滑动。
12.在一些实施例中，所述固定组件还在所述基板两端分别设置有一限位块，所述限位块用以防止所述换电车从所述固定组件上脱落。
13.在一些实施例中，所述检测组件包括视觉相机，所述视觉相机能够实时测量所述换电车的当前位置及待换电电池的位置。
14.本发明实施例提供的换电设备通过设置换电模组构，利用所述驱动机构与所述导轨的配合使所述车体在待换电车辆与所述换电仓之间移动，并利用所述移动机构与所述升降机构对所述电池托板进行位置调整。通过所述检测组件的精准测量与计算并结合所述主控系统完成对待换电电池位置的精准定位，从而实现快速自动更换电池的目的。另外，本发明实施例提供的换电设备有效地改善了车辆在人工更换电池时费力费时的情况，确保每次更换时电池位置的一致性，换电速度更高效，避免了因人工操作不当而导致的电池损坏，有助于企业降低维护成本。
附图说明
15.图1是根据本发明实施例中的换电设备的模块示意图；
16.图2是根据本发明实施例中的换电设备的结构示意图；
17.图3是根据本发明实施例中的换电模组的结构示意图；
18.图4是根据本发明实施例中的换电模组的另一结构示意图。
19.附图标记：
20.换电设备100；
21.换电仓10；电池仓位101；电池102；
22.换电模组20；换电车1；固定组件2；检测组件3；主控系统4；
23.车体11；电池托板12；移动机构13；升降机构14；
24.驱动机构15；齿轮151；
25.基板21；导轨22；齿条23；限位块24。
具体实施方式
26.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
27.下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。
28.本发明实施例提供一种换电设备100。下面参考附图描述根据本发明实施例的换电设备100。
29.请参阅图1，所述换电设备100用以为待换电车辆快速更换电池，所述待换电车辆优选为卡车。当然，本发明的换电设备100还支持其他型号的待换电车辆，如轿车、客车等，本发明对此不作限制。
30.请参阅图1及图2，所述换电设备100包括换电仓10及换电模组20。所述换电仓10包括多个电池仓位101和抓取机构(图中未示)，每一电池仓位101用于容置至少一个电池102，所述换电仓10能够对所述电池仓位101中的电池102进行充电。所述抓取机构用以将所述电池102从所述电池仓位101中取出或放入，具体地，所述抓取机构可以将所述电池102从所述电池仓位101中取出并放入到所述换电模组20上，也可以将所述电池102从所述换电模组20上取出并放入到所述电池仓位101中。
31.请参阅图2至图4，所述换电模组20可以收容在所述换电仓10中，也可以伸出所述换电仓10。所述换电模组20包括换电车1、支撑所述换电车1的固定组件2、安装在所述换电车1上的检测组件3及主控系统4。所述主控系统与所述换电车1、所述固定组件2及所述检测组件3均电连接。
32.所述换电车1包括车体11、电池托板12、移动机构13、升降机构14及驱动机构15。所述车体11滑动安装在所述固定组件2上，所述电池托板12可收容在所述车体11中，也可伸出所述车体11以放置所述电池102。所述移动机构13收容在所述车体11中并与所述电池托板12相连，所述移动机构13能够带动所述电池托板12沿第一方向来回移动。所述升降机构14收容在所述车体11中并与所述电池托板12相连，所述升降机构14能够带动所述电池托板12上下移动且能够带动所述电池托板12转动。所述驱动机构15设置在所述车体11外部，并能够带动所述换电车1在所述固定组件2上滑动。
33.所述固定组件2包括一基板21，所述基板21两侧设置有两沿第二方向布置的相互平行的导轨22，可以理解的是，所述第一方向与所述第二方向均为水平方向且相互垂直。在本实施例中，所述导轨22为“v”形导轨。所述固定组件2还包括设置在所述基板21上的齿条23，所述齿条23靠近其中一条导轨22且与所述导轨22平行，所述驱动机构15上设置有齿轮151，所述齿轮151与所述齿条23相互啮合，所述驱动机构15能够驱使所述齿轮151转动使所述齿轮151沿所述齿条23滑动，进而带动所述车体11在所述固定组件2上沿第二方向滑动。所述固定组件2还在所述基板21两端分别设置有一限位块24，所述限位块24用以防止所述换电车1从所述固定组件2上脱落。
34.所述检测组件3安装在所述换电车1上，所述检测组件3能够实时测量所述换电车1的当前位置及待换电电池102的位置，并根据两者位置计算出位置偏差量，并将所述位置偏差量发送给所述主控系统4。所述主控系统4根据接收到的位置偏差量控制所述车体11及所述电池托板12移动。具体地，所述主控系统4可控制所述驱动机构15使所述车体11在所述导轨22上沿第二方向来回移动，所述主控系统4也可控制所述移动机构13使所述电池托板12沿第一方向来回移动，所述主控系统4也可控制所述升降机构14使所述电池托板12上下移动及转动。在本发明实施例中，所述检测组件3包括视觉相机，所述视觉相机能够实时测量所述换电车的当前位置及待换电电池的位置。
35.当需要进行换电时，将待换电车辆驶入换电位置，所述换电模组20从所述换电仓
10中伸出，所述主控系统4控制所述车体11沿所述导轨22滑动至所述待换电车辆底部。所述检测组件3对所述车体11当前位置及待换电电池位置进行测量并计算出位置偏差量，再将所述位置偏差量信息发送给所述主控系统4。所述主控系统4根据所述位置偏差量进一步控制所述车体11在所述导轨22上滑动直至所述车体11进入待换电位置。所述主控系统再根据所述位置偏差量控制所述移动机构13使所述电池托板12沿第一方向移动直至所述电池托板12与所述待换电电池位置对齐。所述主控系统4再控制所述升降机构14使所述电池托板12向上运动并与所述待换电位置的欠电电池102贴合。此时，所述欠电电池102可以取下并放置到所述电池托板12上。可以理解的，由于待换电车辆进入换电位置时的位置、角度各不相同，所述升降机构14也可以转动所述电池托板12使得所述电池托板12与所述待换电位置的欠电电池102更好的贴合。
36.当所述欠电电池102取下并放置到所述电池托板12后，所述主控系统4控制所述升降机构14使所述电池托板12向下运动并收容至所述车体11中。所述主控系统4再控制所述驱动机构15使所述车体11在所述导轨22上滑动至所述换电仓10处。此时，所述抓取机构将所述欠电电池102从所述电池托板12上取出并放置到控制的电池仓位101中，再从其他存有满电电池102的电池仓位11中取出满电电池102并放置到所述电池托板12上。与此同时，所述换电仓10对所述欠电电池102进行充电。
37.当所述满电电池放置到所述电池托板12上后，所述主控系统4控制所述车体11沿所述导轨22滑动至所述待换电车辆底部。所述检测组件3对所述车体11当前位置及待换电电池位置进行测量并计算出位置偏差量，再将所述位置偏差量信息发送给所述主控系统4。所述主控系统4根据所述位置偏差量进一步控制所述车体11在所述导轨22上滑动直至所述车体11进入待换电位置。所述主控系统再根据所述位置偏差量控制所述移动机构13使所述电池托板12沿第一方向移动直至所述电池托板12与所述待换电电池位置对齐。所述主控系统4再控制所述升降机构14使所述电池托板12向上运动并与所述待换电电池位置贴合。此时，所述满电电池102可以取下并放置到所述待换电电池位置上，从而完成换电过程。
38.本发明实施例提供的换电设备100通过设置换电模组构20，利用所述驱动机构15与所述导轨22的配合使所述车体11在待换电车辆与所述换电仓10之间移动，并利用所述移动机构13与所述升降机构14对所述电池托板12进行位置调整。通过所述检测组件3的精准测量与计算并结合所述主控系统4完成对待换电电池位置的精准定位，从而实现快速自动更换电池的目的。另外，本发明实施例提供的换电设备100有效地改善了车辆在人工更换电池时费力费时的情况，确保每次更换时电池位置的一致性，换电速度更高效，避免了因人工操作不当而导致的电池损坏，有助于企业降低维护成本。
39.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。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在本发明中的具体含义。
40.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发明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。
41.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种换电设备，用以为待换电车辆快速更换电池，其特征在于，包括换电仓及换电模组，所述换电仓内容置有至少一个电池，所述换电模组包括换电车、固定组件、检测组件及主控系统，当所述待换电车辆进入换电位置时，所述主控系统控制所述换电车沿所述固定组件进入所述待换电车辆底部，所述检测组件用以测量所述换电车及待换电电池的位置并计算出位置偏差量发送给所述主控系统，所述主控系统根据所述位置偏差量控制所述换电车移动至待换电位置以完成所述待换电车辆与所述换电仓之间电池的更换。2.根据权利要求1所述的换电设备，其特征在于，所述换电仓包括多个电池仓位和抓取机构，每一电池仓位用于容置至少一个电池，所述抓取机构用以将所述电池从所述电池仓位中取出并放入到所述换电模组上，也可以将所述电池从所述换电模组上取出并放入到所述电池仓位中。3.根据权利要求1所述的换电设备，其特征在于，所述换电车包括车体，所述固定组件包括基板，所述基板两侧设置有两沿第二方向布置的相互平行的导轨，所述车体安装在所述导轨上并能够沿第二方向来回移动。4.根据权利要求3所述的换电设备，其特征在于，所述换电车还包括一电池托板，所述电池托板可收容在所述车体中，也可伸出所述车体以放置所述电池。5.根据权利要求4所述的换电设备，其特征在于，所述换电车还包括移动机构，所述移动机构收容在所述车体中并与所述电池托板相连，所述移动机构能够带动所述电池托板沿第一方向来回移动。6.根据权利要求4所述的换电设备，其特征在于，所述换电车还包括升降机构，所述升降机构收容在所述车体中并与所述电池托板相连，所述升降机构能够带动所述电池托板上下移动且能够带动所述电池托板转动。7.根据权利要求3所述的换电设备，其特征在于，所述换电车还包括设置在所述车体外部的驱动机构，所述驱动机构能够带动所述车体在所述固定组件上滑动。8.根据权利要求7所述的换电设备，其特征在于，所述固定组件还包括设置在所述基板上的齿条，所述齿条与所述导轨平行，所述驱动机构上设置有齿轮，所述齿轮与所述齿条相互啮合，所述驱动机构能够驱使所述齿轮转动使所述齿轮沿所述齿条滑动，进而带动所述车体在所述导轨上沿第二方向滑动。9.根据权利要求3所述的换电设备，其特征在于，所述固定组件还在所述基板两端分别设置有一限位块，所述限位块用以防止所述换电车从所述固定组件上脱落。10.根据权利要求1所述的换电设备，其特征在于，所述检测组件包括视觉相机，所述视觉相机能够实时测量所述换电车的当前位置及待换电电池的位置。

技术总结
本发明提供一种换电设备，用以为待换电车辆快速更换电池，包括换电仓及换电模组，所述换电仓内容置有至少一个电池，所述换电模组包括换电车、固定组件、检测组件及主控系统，当所述待换电车辆进入换电位置时，所述主控系统控制所述换电车沿所述固定组件进入所述待换电车辆底部，所述检测组件用以测量所述换电车及待换电电池的位置并计算出位置偏差量发送给所述主控系统，所述主控系统根据所述位置偏差量控制所述换电车移动至待换电位置以完成所述待换电车辆与所述换电仓之间电池的更换。本发明实施例提供的换电设备有效地改善了车辆在人工更换电池时费力费时的情况，确保每次更换时电池位置的一致性，换电速度更高效。换电速度更高效。换电速度更高效。


技术研发人员：杨丽娟
受保护的技术使用者：上海利益广智能科技有限公司
技术研发日：2023.04.13
技术公布日：2023/7/4