换电组件、换电装置及换电设备的制作方法

1.本实用新型涉及电动车换电技术领域，尤其涉及一种换电组件、换电装置及换电设备。


背景技术：

2.换电是电动车补充电能的一种重要方式，目前已经大量投放市场的换电模式，主要以底盘换电为主，即电动车底盘设置有多块电池，换电装备通过更换车底的电池，完成对电动车电能的补充。
3.然而，不同车型的电动车电池尺寸存在不同，现有的换电站仅可更换相对应车型的电动车电池，无法对所有车型的电动车电池进行更换。


技术实现要素：

4.有鉴于此，有必要提供一种换电组件、换电装置及换电设备，以解决现有的无法对所有车型的电动车电池进行更换的技术问题。
5.本实用新型提出了一种换电组件，包括换电架、第一锁紧件和第二锁紧件，所述换电架包括用于容置电池的换电仓，所述换电仓的长度尺寸或宽度尺寸大于所述电池，所述第一锁紧件设于所述换电架内且可在第一方向伸入所述换电仓，所述第二锁紧件设于所述换电架内且可在第二方向伸入所述换电仓，所述第一锁紧件和第二锁紧件相互配合以在第一方向或第二方向锁紧所述电池。
6.在一些实施例中，所述第一锁紧件包括：
7.第一伸缩杆，设于所述换电架内，且可在所述第一方向移动并伸入所述换电仓，以插入所述电池在所述第一方向设置的锁紧孔内；
8.第一驱动件，与所述第一伸缩杆连接，以驱动所述第一伸缩杆沿所述第一方向移动；
9.所述第二锁紧件包括：
10.第二伸缩杆，设于所述换电架内，且可在所述第二方向移动并伸入所述换电仓内，以插入所述电池在所述第二方向设置的锁紧孔内；
11.第二驱动件，与所述第二伸缩杆连接，以驱动所述第二伸缩杆沿所述第二方向移动。
12.在一些实施例中，所述换电架为框形结构，所述框形结构的每个长边设有至少两个所述第一锁紧件，所述框形结构的每个短边设置有至少两个所述第二锁紧件。
13.在一些实施例中，所述换电组件包括：
14.多个浮动悬架，多个所述浮动悬架的一端连接所述换电架，另一端连接换电装置述底座，以使所述换电架在换电时沿重力方向浮动。
15.本实用新型实施例还提出了一种换电装置，包括至少两个换电组件，分别用于容置从换电车辆上取下的第一电池和满电的第二电池，每个所述换电组件包括换电架、第一
锁紧件及第二锁紧件，所述换电架包括一用于容置所述第一电池或所述第二电池的换电仓，所述第一锁紧件和所述第二锁紧件均设于所述换电架且可伸入所述换电仓，以在第一方向或第二方向锁紧所述第一电池或所述第二电池。
16.在一些实施例中，还包括：
17.底座，用于承载所述换电组件，所述底座的对应所述换电组件的位置设有一换电空间，用于取放装置从外界移动至所述换电空间并到达所述换电组件的下方，以将所述第一电池举升至所述换电仓内；
18.充电机，设于所述底座上，且对应所述换电组件设置，所述充电机包括一第一插接件，用于在所述第一电池举升至所述换电仓内时插入所述第一电池的第二插接件内，以对所述第一电池进行充电。
19.在一些实施例中，还包括：
20.视觉识别模组，用于获取第一预设位置的视觉信息，以判断所述换电车辆是否移动至第一预设位置。
21.本实用新型还提出了一种换电设备，包括：
22.换电装置，包括至少两个换电组件，分别用于容置从换电车辆上取下的第一电池和满电的第二电池，每个所述换电组件包括换电架、第一锁紧件及第二锁紧件，所述换电架包括一用于容置所述第一电池或所述第二电池的换电仓，所述第一锁紧件和所述第二锁紧件均设于所述换电架且可伸入所述换电仓，以在第一方向或第二方向锁紧所述第一电池或所述第二电池；及
23.取放装置，用于在所述换电车辆和所述换电装置之间往返，以从所述换电车辆移取所述第一电池并将所述第一电池举升至一所述换电组件的所述换电仓，以及从一所述换电组件的所述换电仓移取所述第二电池并将所述第二电池举升装设于所述换电车辆。
24.在一些实施例中，所述取放装置包括定位模组，用于在所述换电车辆移动至预设位置后获取定位信息，以使所述取放装置自动对位并移动至所述换电车辆下方的第二预设位置。
25.在一些实施例中，所述换电车辆具有信号接收器，所述取放装置具有与所述信号接收器适配的信号发生器，所述信号发生器可在所述取放装置移动至所述第二预设位置时触发所述信号接收器，以使所述换电车辆解锁所述第一电池并使所述取放装置移取所述第一电池。
26.上述的换电组件、换电装置及换电设备中，由于换电仓在长度方向或宽度方向的尺寸大于市面上所有电池的尺寸，市面上所有电池均可装设至换电仓内，在装设后可通过第一锁紧件和第二锁紧件中的一者伸入换电仓并在第一方向或第二方向锁紧电池，能够实现对不同尺寸电池的锁紧，从而能够更换不同车型的电动车电池，通用性较好。
附图说明
27.图1为本技术的第一实施例提出的换电装置的分解结构示意图。
28.图2为图1所示的换电组件锁紧一尺寸的电池的结构示意图。
29.图3为图1所示的换电组件锁紧另一尺寸的电池的结构示意图。
30.图4为图1所示的换电组件和第二电池的分解结构示意图。
31.图5为本技术的第二实施例提出的换电装置的分解结构示意图。
32.图6为本技术的第三实施例提出的换电设备的立体结构示意图。
33.图7为图6所示的取放装置的分解结构示意图。
34.图8为图6所示的取放装置与换电车辆的换电示意图。
35.主要元件符号说明
36.换电设备100
37.换电装置10
38.换电组件11
39.换电架111
40.换电仓1111
41.第一孔1112
42.第二孔1113
43.第一锁紧件112
44.第一伸缩杆1121
45.第一驱动件1122
46.第二锁紧件113
47.第二伸缩杆1131
48.第二驱动件1132
49.浮动悬架114
50.底座12
51.换电空间121
52.充电机13
53.第一插接件131
54.护罩14
55.视觉识别模组15
56.取放装置20
57.移动座21
58.移动轮211
59.容纳腔212
60.驱动模组22
61.导航模组23
62.举升机构24
63.驱动件241
64.举升件242
65.定位模组25
66.信号发生器26
67.第二电池1
68.第二插接件2
69.锁紧孔3
70.换电车辆4
71.信号接收器5
72.第一电池6
具体实施方式
73.下面详细描述本实用新型的实施方式，所述实施方式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方式是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
74.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、顺时针”、“逆时针”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，因此不能理解为对本实用新型的限制。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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
75.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“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，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；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实用新型中的具体含义。
76.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，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”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
77.下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，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实用新型。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，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方式和/或设置之间的关系。此外，本实用新型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应用和/或其他材料的使用。
78.本实用新型提出了一种换电组件，包括换电架、第一锁紧件和第二锁紧件，所述换电架包括用于容置电池的换电仓，所述换电仓的长度尺寸或宽度尺寸大于所述电池，所述第一锁紧件设于所述换电架内且可在第一方向伸入所述换电仓，所述第二锁紧件设于所述换电架内且可在第二方向伸入所述换电仓，所述第一锁紧件和第二锁紧件相互配合以在第
一方向或第二方向锁紧所述电池。
79.本实用新型实施例还提出了一种换电装置，包括至少两个换电组件，分别用于容置从换电车辆上取下的第一电池和满电的第二电池，每个所述换电组件包括换电架、第一锁紧件及第二锁紧件，所述换电架包括一用于容置所述第一电池或所述第二电池的换电仓，所述第一锁紧件和所述第二锁紧件均设于所述换电架且可伸入所述换电仓，以在第一方向或第二方向锁紧所述第一电池或所述第二电池。
80.本实用新型还提出了一种换电设备，包括：
81.换电装置，包括至少两个换电组件，分别用于容置从换电车辆上取下的第一电池和满电的第二电池，每个所述换电组件包括换电架、第一锁紧件及第二锁紧件，所述换电架包括一用于容置所述第一电池或所述第二电池的换电仓，所述第一锁紧件和所述第二锁紧件均设于所述换电架且可伸入所述换电仓，以在第一方向或第二方向锁紧所述第一电池或所述第二电池；及
82.取放装置，用于在所述换电车辆和所述换电装置之间往返，以从所述换电车辆移取所述第一电池并将所述第一电池举升至一所述换电组件的所述换电仓，以及从一所述换电组件的所述换电仓移取所述第二电池并将所述第二电池举升装设于所述换电车辆。
83.上述的换电组件、换电装置及换电设备中，由于换电仓在长度方向或宽度方向的尺寸大于市面上所有电池的尺寸，市面上所有电池均可装设至换电仓内，在装设后可通过第一锁紧件和第二锁紧件中的一者伸入换电仓并在第一方向或第二方向锁紧电池，能够实现对不同尺寸电池的锁紧，从而能够更换不同车型的电动车电池，通用性较好。
84.下面结合说明书附图，对本实用新型的实施例作进一步地说明。
85.第一实施例
86.请参见图1，本实用新型的第一实施例提出了一种换电装置10，包括三个换电组件11、底座12、充电机13及护罩14。
87.三个换电组件11呈一字形并排设置，用于容置从换电车辆4(如图8所示)上取下的第一电池6(如图8所示)和充满电的第二电池1，第一电池6可以为亏电电池，也可为没电电池；其中两个换电组件11容置有第二电池1，其中一个换电组件11用于容置第一电池6并可对第一电池6进行充电，图1中其中一个换电组件11的换电仓1111位控制的。
88.每个换电组件11包括换电架111、第一锁紧件112及第二锁紧件113。换电架111大致为框形结构，换电架111包括一用于容置第一电池6或第二电池1的换电仓1111，换电仓1111的长度尺寸或宽度尺寸大于第一电池6或第二电池1。第一锁紧件112设于换电架111内且可在第一方向伸入换电仓1111，以在第一方向锁紧第一电池6或第二电池1,第二锁紧件113设于换电架111内且可在第二方向伸入换电仓1111，以在第二方向锁紧第一电池6或第二电池1，第一锁紧件112和第二锁紧件113相互配合可在第一方向或第二方向锁紧第一电池6或第二电池1。在本实施例中，第一方向定义为x轴方向，第二方向定义为y轴方向。
89.请参见图2，以第二电池1作为示例，换电仓1111的长边尺寸大于第二电池1的长边尺寸，换电仓1111的短边尺寸等于第二电池1的短边尺寸，此时通过第二锁紧件113伸入换电仓1111可锁紧第二电池1的短边。
90.请参见图3，换电仓1111的长边尺寸等于第二电池1的长边尺寸，换电仓1111的短边尺寸大于第二电池1的短边尺寸，此时通过第一锁紧件112伸入换电仓1111可锁紧第二电
池1的长边。
91.请参见图4，换电架111的每个长边间隔设置有两个第一锁紧件112，换电架111的两个长边的第一锁紧件112相对设置；换电架111的每个短边间隔设置有两个第二锁紧件113，换电架111的两个短边的第二锁紧件113相对设置。
92.第一锁紧件112包括第一伸缩杆1121和第一驱动件1122。第一伸缩杆1121设于换电架111的长边，换电架111的长边对应第一伸缩杆1121的位置开设有第一孔1112，第一伸缩杆1121可在第一方向移动穿过第一孔1112并伸入换电仓1111，以插入第一电池6或第二电池1在第一方向设置的锁紧孔3内，从而在第一方向锁紧第一电池6或第二电池1。第一驱动件1122设于换电架111的长边，且与第一伸缩杆1121连接，以驱动第一伸缩杆1121沿第一方向移动。在本实施例中，第一驱动件1122为气缸。
93.第二锁紧件113包括第二伸缩杆1131和第二驱动件1132。第二伸缩杆1131设于换电架111的短边，换电架111的短边对应第二伸缩杆1131的位置开设有第二孔1113，第二伸缩杆1131可在第二方向移动穿过第二孔1113并伸入换电仓1111，以插入第一电池6或第二电池1在第二方向设置的锁紧孔3内，从而在第二方向锁紧第一电池6或第二电池1。第二驱动件1132与第二伸缩杆1131连接，以驱动第二伸缩杆1131沿第二方向移动。在本实施例中，第二驱动件1132为气缸。
94.在一些实施例中，换电组件11还包括多个浮动悬架114，浮动悬架114的数量为四个，且设置在换电架111上表面的四个边角处。每个浮动悬架114均为独立悬架，浮动悬架114的一端连接换电架111，浮动悬架114的另一端连接底座12，以使换电架111在换电时沿重力方向浮动，在本实施例中，重力方向定义为z轴方向。
95.在使用过程中，当第一电池6被装设至换电仓1111后，换电架111长边的第一驱动件1122驱动第一伸缩杆1121沿第一方向移动，并插入第一电池6在第一方向设置的锁紧孔3内，从而在第一方向锁紧第一电池6；或者换电架111短边的第二驱动件1132驱动第二伸缩杆1131沿第二方向移动，并插入第一电池6在第二方向设置的锁紧孔3内，从而在第二方向锁紧第一电池6。
96.请继续参见图1，底座12大致为长方体状，用于承载换电组件11，底座12的对应换电组件11的位置挖空并形成一换电空间121，用于取放装置20从外界移动至换电空间121并到达换电组件11的下方，以将第一电池6举升至未放置第一电池6和第二电池1的换电仓1111，以及移取换电仓1111的第二电池1并移动至换电车辆4进行换电。
97.充电机13设于底座12上，且对应换电组件11设置，即充电机13的数量与换电组件11的数量相等，充电机13包括一第一插接件131，用于在第一电池6举升至换电仓1111内时插入第一电池6的第二插接件2内，以对第一电池6进行充电。在一些实施例中，第一插接件131为充电插头，第二插接件2为充电插口，两者插接后充电机13可对第一电池6进行充电。在一些实施例中，第二插接件2为充电插口，第二插接件2为充电插头，两者插接后充电机13也可对第一电池6进行充电。
98.护罩14设于底座12上，且罩设于充电机13和换电组件11的外侧，从而形成对充电机13和换电组件11的保护，防止外界的异物或水进入到达充电机13和换电组件11，进而影响充电机13和换电组件11的使用。
99.在一些实施例中，换电装置10还包括视觉识别模组15，视觉识别模组15设于护罩
14上，用于获取第一预设位置的视觉信息，以判断换电车辆4是否移动至第一预设位置，其中第一预设位置为换电车辆4的停车位置，即换电位，换电位的位置是固定的，换电车辆4在此位置时进行换电作业，当视觉识别模组15感测换电车辆4到达停车位置时，取放装置20开始朝换电车辆4移动，并移取换电车辆4的第一电池6，将第二电池1举升至换电车辆4。视觉识别模组15包括但不限于是摄像头，ccd相机。
100.上述的换电组件11中，由于换电仓1111在长度方向或宽度方向的尺寸大于市面上所有电池的尺寸，市面上所有电池均可装设至换电仓1111内，在装设后可通过第一锁紧件112和第二锁紧件113中的一者伸入换电仓1111并在第一方向或第二方向锁紧电池，能够实现对不同尺寸电池的锁紧，从而能够更换不同车型的电动车电池，通用性较好。
101.第二实施例
102.请参见图5，本技术的第二实施例提出了一种换电装置10，第二实施例中的换电装置10与第一实施例中的换电装置10的结构大致相同，不同之处在于：
103.第二实施例中的护罩14大致为长方体状，完全盖住底座12的上表面，从而与底座12在整体上形成长方体状结构；而第一实施例中的护罩14仅盖住了底座12的部分区域。
104.第二实施例中的换电组件11为四个，且呈田字形设置，其中三个换电组件11容置有第二电池1，其中一个换电组件11用于容置第一电池6并对第一电池6进行充电，图5中其中一个换电组件11的换电仓1111位控制的。相应的，充电机13的数量也为四个，且呈田字形设置，分别设置在四个换电组件的上方。
105.上述的换电组件11中，由于换电仓1111在长度方向或宽度方向的尺寸大于市面上所有电池的尺寸，市面上所有电池均可装设至换电仓1111内，在装设后可通过第一锁紧件112和第二锁紧件113中的一者伸入换电仓1111并在第一方向或第二方向锁紧电池，能够实现对不同尺寸电池的锁紧，从而能够更换不同车型的电动车电池，通用性较好。
106.第三实施例
107.请参见图6，本技术的第三实施例提出了一种换电设备100，用于更换不同车型的换电车辆4的电池，换电设备100包括第一实施例中的换电装置10和取放装置20。可以理解，在其他的实施例中，换电设备100还包括第二实施例中的换电装置10和取放装置20。
108.请参见图7，取放装置20还包括移动座21、驱动模组22、导航模组23及举升机构24。
109.移动座21的底部设有四个移动轮211，以使移动座21移动。在本实施例中，移动轮211为麦克纳姆轮。
110.驱动模组22设于移动座21上，且分别与移动轮211连接，用于驱动移动轮211转动，以使移动座21在第一方向和/或第二方向移动。在本实施例中，驱动模组22为两个电机，一电机分别与两个移动轮211连接，可同时驱动两个移动轮211移动。
111.导航模组23设于移动座21上，用于设定第二预设位置和换电装置10之间的行进路径，以对移动座21的移动进行导航，其中第二预设位置为换电车辆4待换的第一电池6所对应的下方位置。
112.举升机构24设于移动座21上，举升机构24包括驱动件241和举升件242，移动座21的中部具有容纳腔212，举升件242大致为板状，举升件242设于容纳腔212内；驱动件241为四个，分别设置在举升件242的相对两侧，每个举升件242的一侧连接两个驱动件241，四个驱动件241同时启动可驱动举升件242上升或下降，用于承载换电车辆4的第一电池6并将第
一电池6举升至换电仓1111，以及承载换电仓1111的第二电池1并将第二电池1举升至换电车辆4。在本实施例中，当举升件242承载第一电池6后，驱动件241驱动举升件242下降，从而使得第一电池6收容于容纳腔212内。
113.在一些实施例中，取放装置20包括定位模组25，定位模组25设于移动座21上，用于在换电车辆4移动至第一预设位置后获取定位信息，以使取放装置20移动至换电车辆4下方的第二预设位置。其中定位模组25包括但不限于是激光感应器。
114.在一些实施例中，请一并参见图8，换电车辆4具有信号接收器5，取放装置20具有与信号接收器5适配的信号发生器26，信号发生器26可在取放装置20移动至第二预设位置时触发信号接收器5，以使换电车辆4解锁第一电池6并使取放装置20移取第一电池6。在本实施例中，信号发生器26为有源的，信号接收器5为无源的，当信号发生器26和信号接收器5的空间距离小于预设距离时，例如小于10mm时，信号发生器26通过无线充电的方式为信号接收器5提供电源，同时信号接收器5可接受信号发生器26发出的信号并进行解析，并在解析确认后换电车辆4解锁第一电池6。在一些实施例中，取放装置20还具有一取放控制器(图为示)，分别与驱动模组22、导航模组23、举升机构24、定位模组25及信号发生器26通讯连接，并控制其执行相应的动作。
115.本实施例的实施过程为：
116.初始时，取放装置20位于换电装置10的下方，换电装置10上视觉识别模组15获取换电车辆4移动至第一预设位置的视觉信息时，取放装置20的定位模组25获取定位信息，定位信息为换电车辆4待换的第一电池6下方为位置信息，当待换的第一电池6为多个时，不同的第一电池6所对应的位置信息不同；接着根据定位信息，导航模组23可设置行进路径，然后驱动模组22驱动移动座21沿着行进路径移动至换电车辆4待换的第一电池6下方，启动取放装置20的信号发生器26，换电车辆4上的适配的信号接收器5被触发并解锁第一电池6驱动件241驱动举升件242上升并承载第一电池6，之后驱动件241驱动举升件242下降，使得第一电池6收容于容纳腔212内；最后驱动模组22驱动移动座21继续沿着行进路径移动，直至移动到换电装置10的未容置第一电池6和第二电池1的换电仓1111的下方；
117.驱动件241驱动举升件242上升将承载的第一电池6举升至换电仓1111，换电架111长边的第一驱动件1122驱动第一伸缩杆1121沿第一方向移动，并插入第一电池6在第一方向设置的锁紧孔3内，从而在第一方向锁紧第一电池6；或者换电架111短边的第二驱动件1132驱动第二伸缩杆1131沿第二方向移动，并插入第一电池6在第二方向设置的锁紧孔3内，从而在第二方向锁紧第一电池6；在举升结束后，充电机13的第一插接件131可插入第一电池6的第二插接件2内，以对第一电池6进行充电；
118.驱动模组22驱动移动座21到容置有第二电池1的换电仓1111的下方，在第一锁紧件112和第二锁紧件113中的一者解锁第二电池1后举升件242承载第二电池1，然后驱动件241驱动举升件242下降，使得第二电池1收容于容纳腔212内；接着驱动模组22驱动移动座21继续沿着行进路径移动，直至移动到第二预设位置；之后驱动件241驱动举升件242上升将承载的第二电池1举升至换电车辆4，并驱动举升件242下降至初始位置；
119.驱动模组22驱动移动座21继续沿着行进路径移动，直至移动到初始位置。在一些实施例中，需要更换的第一电池6为多个，此时当更换完第一块第一电池6后，驱动模组22驱动移动座21移动至第二块第一电池6的下方以更换第二块第一电池6，更换第二电池1的过
程与更换第一块电池的过程相同，此处不再赘述。
120.上述的换电设备100中，由于换电仓1111在长度方向或宽度方向的尺寸大于市面上所有电池的尺寸，市面上所有电池均可装设至换电仓1111内，在装设后可通过第一锁紧件112和第二锁紧件113中的一者伸入换电仓1111并在第一方向或第二方向锁紧电池，能够实现对不同尺寸电池的锁紧，从而能够更换不同车型的电动车电池，通用性较好。
121.另外，本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围之内，对以上实施例所作的适当改变和变化都落在本实用新型公开的范围之内。