换电站的制作方法

本发明涉及新能源汽车设施，具体为换电站。

背景技术：

1、换电站是一种为电动汽车提供电池更换服务的设施。它集合了动力电池的充电、物流调配，以及换电服务于一体。换电站的主要组成部分包括定位系统、换电系统、运维系统、安全系统和物流系统。

2、现有技术在车辆进入换电站车间后，首先利用车辆定位系统将车辆移动至电池更换位置，先是识别车辆信息，能够基于该车辆的轴距及动力电池安装位置等信息获得车辆的定位数据。一般地，定位装置通过v槽辊组承载车辆的前轮，并托动前轮在车辆的前后和左右方向上移动，从而使整车处于确定的定位位置，进而使动力电池与加解锁机构位置对应。

3、车辆抬升后，带有抬升机构的agv车移动到车辆下方，平台上的转盘带动agv车转动九十度，然后agv车抬升对车辆电池解锁，将耗尽的电池承托在agv车上，转盘转动复位后，agv车将旧电池移到电池管理仓中，并且换成完成充满电的电池回到车辆下方，再由转盘转动、agv抬升，将新的电池安装车上，一切复位后，车辆被放下，驶出换电平台。

4、换电时需要agv车来回移动和抬升，效率不够理想，导致换电时间较长，而更换电池的等待时间会增加用户的等待时间，降低用户的换电体验，尤其是在高峰时段或长途旅行中，用户对等待时间的容忍度更低。并且更换速度可能会影响电动汽车的可用性，尤其是在需要长时间等待更换电池的情况下，换电站的利用率会下降，人们可能选择其他充电方式或出行方式，从而影响新能源汽车厂家和换电站的运营；因此，不满足现有的需求，对此我们提出了换电站。

技术实现思路

1、本发明提供了换电站，具备的将平台转盘的转动和agv车抬升结合，使得agv车移动步骤缩短，从而缩短换电时间的有益效果，解决了上述背景技术中所提到换电时需要agv车来回移动和抬升，效率不够理想，导致换电时间较长，而更换电池的等待时间会增加用户的等待时间，降低用户的换电体验的问题。

2、本发明提供如下技术方案：换电站，包括换电站主体，所述换电站主体内设置有换电平台，所述换电站主体中车辆接触面为行车地板，所述行车地板上转动设置有平台转盘，所述换电站主体上开设有用于电池包进出的自动门，所述换电平台上设置有用于对车辆定位的车辆定位装置和举升车辆的车辆抬升机，所述行车地板和所述平台转盘上共同开设有直线轨道，所述换电站主体内设置有用于搬运新电池包的换电agv车和用于搬运旧电池包的取电agv车；

3、所述行车地板底部安装有驱动平台转盘旋转的减速电机，所述平台转盘底部固定安装有升降转筒，所述行车地板底部固定设置有所述平台转盘同轴对应的平台底盘，所述平台底盘上转动安装有与所述减速电机传动连接的驱动转轴，所述驱动转轴外侧滑动安装有升降转筒，所述升降转筒与所述平台转盘固定连接，所述升降转筒外侧设置有滑动柱，所述平台底盘上固定安装有限制套筒，所述限制套筒内壁开设有用于所述升降转筒旋转时同步升降的曲线滑槽，所述滑动柱与所述曲线滑槽滑动配合。

4、作为本发明所述的换电站可选方案，其中：所述换电agv车在所述直线轨道中行驶，所述换电agv车上放置新电池包，并且所述换电agv车上安装有高度补偿装置，所述高度补偿装置设置为剪式抬升机，所述高度补偿装置的上端面开设有第一对接轨道，所述取电agv车位于所述高度补偿装置上，并且所述取电agv车的车辆与所述第一对接轨道滑动配合，所述换电agv车、所述取电agv车均设置为具有电池包解锁功能的agv机器人电动车。

5、作为本发明所述的换电站可选方案，其中：所述直线轨道上行驶有接电agv车，所述接电agv车的规格与所述换电agv车相同，所述接电agv车的高度补偿装置的上端面开设有第二对接轨道，所述第二对接轨道与所述第一对接轨道对称设置，所述接电agv车与所述换电agv车贴合时，所述第一对接轨道与所述第二对接轨道对接，所述取电agv车移动至所述接电agv车上。

6、作为本发明所述的换电站可选方案，其中：所述减速电机与所述平台底盘共同安装有传动带，所述减速电机通过所述传动带带动所述平台底盘转动，所述升降转筒设置为竖直的直线卡槽。

7、作为本发明所述的换电站可选方案，其中：所述曲线滑槽分为第一轨迹槽、第二轨迹槽和起始点，所述起始点位于所述第一轨迹槽和所述第二轨迹槽之间，并且所述起始点为所述曲线滑槽的水平最低位，所述第一轨迹槽和所述第二轨迹槽各自分布所述限制套筒的四分之一，并且所述第一轨迹槽的端部高度高于所述第二轨迹槽的端部高度，所述第一轨迹槽与所述第二轨迹槽的端部高度差与所述取电agv车整车高度相同。

8、作为本发明所述的换电站可选方案，其中：所述平台转盘与所述行车地板齐平时，所述滑动柱位于所述起始点中；

9、所述升降转筒顺时针旋转时，所述升降转筒由所述起始点进入所述第二轨迹槽中；

10、所述升降转筒逆时针旋转时，所述升降转筒由所述起始点进入所述第一轨迹槽中。

11、作为本发明所述的换电站可选方案，其中：所述驱动转轴侧部固定安装有抵块，所述平台底盘上以所述驱动转轴为中心环形阵列分布有若干活塞组，所述活塞组位于所述升降转筒和所述平台底盘之间，所述活塞组分为第一活塞杆和所述第二活塞杆，所述平台底盘上设置有用于分别控制所述第一活塞杆和所述第二活塞杆的第一液压缸和所述第二液压缸，所述抵块与所述第一液压缸和所述第二液压缸传动连接。

12、作为本发明所述的换电站可选方案，其中：所述第一液压缸和所述第二液压缸成对称设置，所述第一液压缸的油液与所述第二活塞杆连通，所述第二液压缸的油液与所述第一活塞杆连通，第一液压缸插接配合有第一推行杆，所述第二液压缸插接配合有第二推行杆，所述第一推行杆和所述第二推行杆的端部与所述抵块两侧贴合，并且所述第一液压缸、所述第二液压缸、所述第一推行杆和所述第二推行杆均设置为四分之一圆状。

13、作为本发明所述的换电站可选方案，其中：所述第一推行杆包括与所述抵块侧壁贴合的推行管套，所述推行管套另一端滑动插接有插杆，所述插杆另一端插接在所述第一液压缸中，并且所述插杆的端部安装有活塞板，所述插杆外侧套设有压缩弹簧，所述压缩弹簧两端分别与所述推行管套和所述第一液压缸抵触，所述第二推行杆的规格与所述第一推行杆相同。

14、本发明具备以下有益效果：

15、1、该换电站，通过换电agv车和平台转盘的配合，在换电agv车移动到车辆下方后，平台转盘可以带动换电agv车旋转90度和回转90度，从而便于电池包的搬运；

16、通过驱动转轴、升降转筒、限制套筒和曲线滑槽的设置，在平台转盘为了旋转换电agv车而转动时，滑动柱沿着曲线滑槽移动，使得平台转盘在旋转的同时上升，实现换电agv车上移，在平台转盘旋转到位后，只需要利用高度补偿装置弥补剩余高度，就能让取电agv车取到车辆的空电池包，如此一来，相较于现有技术先旋转后抬升，本方案将旋转与升降结合，缩短了换电时所需步骤，实现更快的取空电池，不仅平台转盘上升时更快，平台转盘回位时也缩短了时间，实现从步骤上、时间上的缩减，提高换电效率，减少用户等待时间。

17、2、该换电站，通过将取空电池包的取电agv车放置在换电agv车上，在换电agv车移动到车辆底部时，平台转盘与车辆底部之间有两辆agv车的高度，相较于现有技术只有一辆车，本方案取空电池所需抬升的高度更少，从而在行程上实现缩短，提高换电速度，不仅如此，在空电池包取出后，通过接电agv车的设置，取到空电池包的取电agv车直接移动到接电agv车上，省去现有技术需要agv车将空电池包送回换电站主体的电池仓再回到车辆底的步骤，大幅缩短换电agv车的总行程，并且由于新电池包提前备在换电agv车上，在取电agv车离开换电agv车后，平台转盘可以再次旋转上升，将新电池包安装到车辆底部。本方案缩短取电池包所需高度，以及省去搬运空电池包换成新电池包的agv车的步骤和行程，在空电池包取走后，直接安装新电池包，大幅缩短换电所需时间，减少用户等待时间。

18、3、该换电站，通过将曲线滑槽设置为第一轨迹槽、第二轨迹槽和起始点，平台转盘向不同方向旋转，滑动柱与不同曲线的滑槽配合，由于平台转盘旋转90度是固定的，因此第一轨迹槽和第二轨迹槽宽度都占限制套筒的四分之一，但是第一轨迹槽和第二轨迹槽的末端高度不同，因此平台转盘向不同方向旋转90度后上升的高度是不同的，如此一来，取空电池包后取电agv车离开换电agv车所损失的高度在平台转盘转动后弥补上，因此取电agv车离开前后平台转盘旋转后换电agv车所在高度是相同的，从而尽可能减少换电所需高度，缩减高度补偿装置抬升所需时间，更进一步减少整体换电时间。

19、4、该换电站，通过抵块、活塞组、第一液压缸和第二液压缸的设置，在驱动转轴旋转时，抵块触发第一推行杆或第二推行杆，从而自动控制第一活塞杆或第二活塞杆上移，在驱动转轴旋转时，升降转筒需要上升，同时活塞组会将升降转筒上抵，使得升降转筒上移更加流畅，减少平台转盘旋转和上移时的晃动，同样的，在升降转筒和平台转盘复位时，活塞组也会回落，活塞组回落相较于滑动柱沿着曲线滑槽下落无疑更加稳定，因此，驱动转轴旋转时不仅让平台转盘旋转的同时升降，还能让升降转筒升降时更加稳定，提高换电站运行的可靠性。

技术特征：

1.换电站，包括换电站主体(10)，所述换电站主体(10)内设置有换电平台(20)，所述换电站主体(10)中车辆接触面为行车地板(70)，所述行车地板(70)上转动设置有平台转盘(100)，所述换电站主体(10)上开设有用于电池包进出的自动门(50)，所述换电平台(20)上设置有用于对车辆定位的车辆定位装置(30)和举升车辆的车辆抬升机(40)，其特征在于：所述行车地板(70)和所述平台转盘(100)上共同开设有直线轨道(60)，所述换电站主体(10)内设置有用于搬运新电池包的换电agv车(200)和用于搬运旧电池包的取电agv车(300)；

2.根据权利要求1所述的换电站，其特征在于：所述换电agv车(200)在所述直线轨道(60)中行驶，所述换电agv车(200)上放置新电池包，并且所述换电agv车(200)上安装有高度补偿装置(220)，所述高度补偿装置(220)设置为剪式抬升机，所述高度补偿装置(220)的上端面开设有第一对接轨道(210)，所述取电agv车(300)位于所述高度补偿装置(220)上，并且所述取电agv车(300)的车辆与所述第一对接轨道(210)滑动配合，所述换电agv车(200)、所述取电agv车(300)均设置为具有电池包解锁功能的agv机器人电动车。

3.根据权利要求2所述的换电站，其特征在于：所述直线轨道(60)上行驶有接电agv车(400)，所述接电agv车(400)的规格与所述换电agv车(200)相同，所述接电agv车(400)的高度补偿装置(220)的上端面开设有第二对接轨道(410)，所述第二对接轨道(410)与所述第一对接轨道(210)对称设置，所述接电agv车(400)与所述换电agv车(200)贴合时，所述第一对接轨道(210)与所述第二对接轨道(410)对接，所述取电agv车(300)移动至所述接电agv车(400)上。

4.根据权利要求3所述的换电站，其特征在于：所述减速电机(500)与所述平台底盘(600)共同安装有传动带(510)，所述减速电机(500)通过所述传动带(510)带动所述平台底盘(600)转动，所述升降转筒(710)设置为竖直的直线卡槽。

5.根据权利要求1所述的换电站，其特征在于：所述曲线滑槽(810)分为第一轨迹槽(811)、第二轨迹槽(812)和起始点(813)，所述起始点(813)位于所述第一轨迹槽(811)和所述第二轨迹槽(812)之间，并且所述起始点(813)为所述曲线滑槽(810)的水平最低位，所述第一轨迹槽(811)和所述第二轨迹槽(812)各自分布所述限制套筒(800)的四分之一，并且所述第一轨迹槽(811)的端部高度高于所述第二轨迹槽(812)的端部高度，所述第一轨迹槽(811)与所述第二轨迹槽(812)的端部高度差与所述取电agv车(300)整车高度相同。

6.根据权利要求5所述的换电站，其特征在于：所述平台转盘(100)与所述行车地板(70)齐平时，所述滑动柱(740)位于所述起始点(813)中；

7.根据权利要求1所述的换电站，其特征在于：所述驱动转轴(700)侧部固定安装有抵块(910)，所述平台底盘(600)上以所述驱动转轴(700)为中心环形阵列分布有若干活塞组(920)，所述活塞组(920)位于所述升降转筒(710)和所述平台底盘(600)之间，所述活塞组(920)分为第一活塞杆(921)和第二活塞杆(922)，所述平台底盘(600)上设置有用于分别控制所述第一活塞杆(921)和所述第二活塞杆(922)的第一液压缸(930)和所述第二液压缸(950)，所述抵块(910)与所述第一液压缸(930)和所述第二液压缸(950)传动连接。

8.根据权利要求7所述的换电站，其特征在于：所述第一液压缸(930)和所述第二液压缸(950)成对称设置，所述第一液压缸(930)的油液与所述第二活塞杆(922)连通，所述第二液压缸(950)的油液与所述第一活塞杆(921)连通，第一液压缸(930)插接配合有第一推行杆(940)，所述第二液压缸(950)插接配合有第二推行杆(960)，所述第一推行杆(940)和所述第二推行杆(960)的端部与所述抵块(910)两侧贴合，并且所述第一液压缸(930)、所述第二液压缸(950)、所述第一推行杆(940)和所述第二推行杆(960)均设置为四分之一圆状。

9.根据权利要求8所述的换电站，其特征在于：所述第一推行杆(940)包括与所述抵块(910)侧壁贴合的推行管套(941)，所述推行管套(941)另一端滑动插接有插杆(942)，所述插杆(942)另一端插接在所述第一液压缸(930)中，并且所述插杆(942)的端部安装有活塞板(944)，所述插杆(942)外侧套设有压缩弹簧(943)，所述压缩弹簧(943)两端分别与所述推行管套(941)和所述第一液压缸(930)抵触，所述第二推行杆(960)的规格与所述第一推行杆(940)相同。

技术总结
本发明涉及新能源汽车技术领域，具体地公开了换电站，行车地板底部安装有驱动平台转盘旋转的减速电机，平台转盘底部固定安装有升降转筒，行车地板底部固定设置有平台转盘同轴对应的平台底盘，平台底盘上转动安装有与减速电机传动连接的驱动转轴，驱动转轴外侧滑动安装有升降转筒，升降转筒与平台转盘固定连接，升降转筒外侧设置有滑动柱，平台底盘上固定安装有限制套筒，限制套筒内壁开设有用于升降转筒旋转时同步升降的曲线滑槽，滑动柱与曲线滑槽滑动配合，本方案将旋转与升降结合，缩短了换电时所需步骤，实现更快的取空电池，不仅平台转盘上升时更快，平台转盘回位时也缩短了时间。

技术研发人员：郑锦皓
受保护的技术使用者：南京墨烨电气设备有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23