电池转运设备及包含其的换电站的制作方法

1.本实用新型涉及车辆换电技术领域，特别涉及一种电池转运设备及包含其的换电站。


背景技术：

2.对现有的电动车辆进行换电时，通常需要将亏电的电池从电动车辆取出并运输到电池架上，并从电池架上将满电的电池取出并运输到电动车辆，实现电池相对电池架取放的部件为电池转运设备。其中，在电池架上通常通过堆放的形式储存电池，因此电池转运设备在取出或放置电池的时候，不仅需要电池转运设备在水平方向或垂直方向进行移动，以对应不同的电池仓位；具体地，通过将电池转运设备中的电池取放机构配置为可升降移动来实现与不同的电池仓位进行匹配。基于该结构，由于电池取放机构可移动设置，而且还需负载电池后进行移动，因此，对于电池转运设备这种升降移动的设备，对结构稳固性的要求很高，需避免运动过程中产生晃动、冲击以及噪音等，导致电池转运设备的成本偏高。而且，随着不同的运动方式设置，电池转运设备的结构与成本也会产生变化。


技术实现要素：

3.本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术的缺陷，提供一种电池转运设备及包含其的换电站。
4.本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
5.一种电池转运设备，其设于换电站内，所述电池转运设备靠近具有多个用于存放电池的电池架设置，所述电池转运设备包括邻近所述电池架设置的支撑机构、用于相对所述电池架的任意电池仓位进行电池取放的电池取放机构以及带动所述电池取放机构升降移动的传动机构，所述支撑机构的顶部和底部分别通过顶面连接单元和底面连接单元与所述换电站的顶部和底部固定为一体结构。
6.该电池转运设备，将其支撑机构的顶部和底部通过顶面连接单元和底面连接单元与换电站进行连接，使支撑机构与换电站的顶部和底部形成一体结构，加强了电池转运设备与换电站的连接的稳定性，使得电池转运设备运行产生的噪音和冲击能够传递和分散，提升运行稳定性和可靠性。
7.同时，换电站能够帮助电池转运设备的支撑机构分担一部分载荷，使得支撑机构自身的结构强度需求下降，可以简化支撑机构的结构与材料厚度，实现降低成本、减重等目的。
8.较佳地，所述支撑机构朝向所述电池架的侧面通过第一连接单元与所述电池架固定为一体结构。
9.通过上述结构设置，支撑机构与电池架固定成为一体结构，电池架能够帮助支撑机构分担一部分载荷，使得支撑机构自身的结构强度需求进一步下降，进一步实现简化支撑机构的结构与材料厚度的目的。
10.较佳地，所述支撑机构远离所述电池架的侧面通过第二连接单元与所述换电站的侧壁固定为一体结构。
11.通过上述结构设置，支撑机构的侧面与换电站的侧壁也固定成为一体结构，提高换电站帮助支撑机构分担载荷的能力，使得支撑机构自身的结构强度需求进一步下降，进一步实现简化支撑机构的结构与材料厚度的目的。
12.较佳地，所述底面连接单元包括：
13.连接底座，所述连接底座覆设于所述换电站的底面，所述连接底座上设有第一安装孔，所述连接底座通过所述第一安装孔与所述换电站的底面连接，所述支撑机构对应所述电池取放机构的端角位置处的立柱均固定于所述连接底座表面。
14.通过上述结构设置，可提高该支撑机构在位于该电池取放机构的端角位置处的各根立柱之间的连接强度，使得各立柱所受的载荷能够有效传递至换电站的底面，提高整体结构强度，有效降低成本。
15.较佳地，所述底面连接单元还包括：加强板，所述加强板相邻接的一侧表面固定于所述连接底座，相邻接的另一侧表面固定于所述立柱。
16.通过上述结构设置，对立柱与连接底座的连接处进行加固。
17.较佳地，所述第一连接单元具有相对呈角度设置的第一安装板和第二安装板，所述第一安装板用于与所述电池架相连接，所述第二安装板与所述支撑机构的侧面相连接。
18.通过上述结构设置，使第一连接单元用于与电池架和支撑机构进行连接的安装板的朝向不同，以方便施工人员通过不同方向的安装，使电池架相对电池转运设备的支撑机构保持连接固定。
19.较佳地，所述第一连接单元连接于所述支撑机构的立柱上，所述立柱包括：
20.钢构件，所述钢构件沿竖直方向延伸，所述钢构件的横截面为u型，所述钢构件的u型的缺口一侧朝向所述第一连接单元；
21.连接板，所述连接板的两端分别搭接在所述钢构件的u型的两端，所述连接板的外表面用于供所述第一连接单元进行连接。
22.通过上述结构设置，使得该支撑机构的立柱在满足供第一连接单元进行连接的结构强度的基础上，还可节约用材，实现降本、减重目的。
23.较佳地，所述连接板的表面设有至少两个第四安装孔，所述第一连接单元或所述第二连接单元的表面设有与所述第四安装孔的数量、位置相对应的腰型孔，所述第一连接单元或所述第二连接单元通过紧固件分别穿于所述腰型孔和所述第四安装孔的方式与所述连接板可拆卸连接；
24.所述腰型孔沿竖直方向延伸。
25.通过上述结构设置，提供一种简单可靠的连接方式，使第一连接单元相对支撑机构的立柱可拆卸连接，并且第一连接单元的相对高度位置可调整。
26.较佳地，所述顶面连接单元具有用于连接所述换电站的顶部框架的第二安装孔，所述第二安装孔沿高度方向的位置可调节。
27.通过上述结构设置，在电池转运设备相对换电站内放置到位后，通过调整第二安装孔的高度位置，便于该顶面连接单元与换电站的顶面框架之间的对位与连接，降低连接难度。
28.较佳地，所述顶面连接单元包括：
29.水平连接件，所述水平连接件沿与所述支撑机构的顶面平行的方向设置，并且位于所述支撑机构的顶面的上方，所述水平连接件的至少一端具有所述第二安装孔；
30.调整件，所述水平连接件通过所述调整件连接至所述支撑机构的顶面，所述调整件能够调整所述水平连接件沿竖直方向与所述支撑机构的顶面的间距。
31.通过上述结构设置，在支撑机构的顶面处以向上扩展的方式形成与换电站连接的顶面连接单元，使得顶面连接单元的设置无需考虑支撑机构的高度，以适配于不同高度的电池转运设备，通用性高。
32.较佳地，所述支撑机构的顶面上设有沿竖直方向延伸的螺纹孔，所述调整件的下端设有外螺纹，所述调整件通过外螺纹连接于所述螺纹孔内。
33.通过上述结构设置，设置螺纹孔以供调整件的可靠连接，并且通过旋转调整件，可实现相对支撑机构的顶面进行高度调节的目的，结构简单，可靠性高。
34.较佳地，所述支撑机构的顶面上设有供所述调整件安装的第三安装孔；
35.当所述调整件相对所述支撑机构未安装时，所述第三安装孔复用为吊装件的安装结构。
36.通过上述结构设置，在要将电池转运设备吊装进入换电站内时，可利用供调整件安装的第三安装孔实现临时安装吊装件的目的，使第三安装孔具备两种功能。在完成吊装后，可以将吊装件拆除，再安装调整件。
37.较佳地，所述水平连接件的数量为至少两根，所述水平连接件之间平行布置，并且至少布置在所述支撑机构的顶面的两端，所述水平连接件的两端均连接于所述换电站的顶部框架。
38.通过上述结构设置，提供一种较为优选的水平连接件的布置方案，使电池转运设备通过顶面连接单元与换电站的框架实现多点连接，可以均匀地传递作用力，避免单点受力引起的结构疲劳和异响。
39.一种换电站，其包括如上所述的电池转运设备。
40.该换电站，设置在其内部的电池转运设备在其支撑机构的顶部和底部通过顶面连接单元和底面连接单元与换电站进行连接，使支撑机构与换电站的顶部和底部形成一体结构，以加强电池转运设备与换电站的连接，使得电池转运设备运行产生的噪音和冲击能够传递和分散，提升运行稳定性和可靠性。
41.同时，换电站能够帮助支撑机构分担一部分载荷，使得支撑机构自身的结构强度需求下降，实现降低成本、减重等目的。
42.本实用新型的积极进步效果在于：
43.该电池转运设备及包含其的换电站，将其支撑机构的顶部和底部通过顶面连接单元和底面连接单元与换电站进行连接，使支撑机构与换电站的顶部和底部形成一体结构，加强了电池转运设备与换电站的连接的稳定性，使得电池转运设备运行产生的噪音和冲击能够传递和分散，提升运行稳定性和可靠性。
44.同时，换电站能够帮助电池转运设备的支撑机构分担一部分载荷，使得支撑机构自身的结构强度需求下降，可以简化支撑机构的结构与材料厚度，实现降低成本、减重等目的。
附图说明
45.图1为本实用新型一实施例的换电站的结构示意图(一)。
46.图2为本实用新型一实施例的换电站的结构示意图(二)。
47.图3为本实用新型一实施例的换电站的局部内部结构示意图(一)。
48.图4为本实用新型一实施例的电池转运设备的结构示意图。
49.图5为本实用新型一实施例的电池转运设备的底部相对换电站的连接关系示意图。
50.图6为本实用新型一实施例的底面连接单元的连接关系示意图。
51.图7为本实用新型一实施例的连接底座的结构示意图。
52.图8为本实用新型一实施例的顶面连接单元的结构示意图。
53.图9为本实用新型一实施例的顶面连接单元的连接关系示意图。
54.图10为本实用新型一实施例的调整件的连接关系示意图。
55.图11为本实用新型一实施例的支撑机构的顶面的状态示意图(一)。
56.图12为本实用新型一实施例的支撑机构的顶面的状态示意图(二)。
57.图13为本实用新型一实施例的支撑机构的立柱的结构示意图。
58.图14为本实用新型一实施例的第一连接单元的结构示意图。
59.图15为本实用新型一实施例的第一连接单元的连接关系示意图。
60.附图标注说明：
61.换电站100
62.第一换电模块101、行车道102，第二换电模块103
63.底部平台104，顶部框架105
64.电池转运设备10
65.支撑机构1
66.立柱11
67.钢构件111
68.连接板112，第四安装孔1121
69.顶面12，第三安装孔13
70.电池取放机构2
71.传动机构3
72.顶面连接单元4
73.水平连接件41，第二安装孔411
74.调整件42
75.减震垫43
76.底面连接单元5
77.连接底座51，第一安装孔511
78.底座纵梁51a，底座连接板51b，底座横梁51c
79.加强板52
80.第一连接单元6
81.第一安装板61
82.第二安装板62
83.腰型孔621
84.加固板63
85.配重机构8
86.吊装件9
87.电池架20
88.电池仓位201
具体实施方式
89.下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本实用新型。
90.本实用新型提供一种换电站100，结构如图1所示，其中，为便于展示换电站100内部布局，位于换电站100顶部的部分顶板被隐藏。本实施例中，换电站100从左至右依次包括第一换电模块101、行车道102和第二换电模块103。当待换电的车辆驶入并停止于行车道102中的特定位置后，换电小车将电池从车辆底部取下，并向左或向右移动至第一换电模块101或第二换电模块103中。在此以将电池运输至第二换电模块103为例：在换电小车将电池移动至第二换电模块103之后，第二换电模块103内的电池转运设备10将电池从换电小车上取下，并放置在电池架20的某一个电池仓位201上，使得电池架20对该电池进行充电操作。之后，电池转运设备10再从在电池架20的另一个电池仓位201上取出另一个已充满电的电池，将该电池运输至换电小车上，换电小车通过水平移动的方式将该电池运送至车辆底部，并安装在车辆上，以实现换电目的。
91.在此以换电站100的第二换电模块103为例，第二换电模块103的布局具体如图2和图3所示，第二换电模块103中的电池架20被布置在靠近行车道102一侧的位置处，该电池架20上的各电池仓位201沿竖直方向依次叠放设置，电池转运设备10被设置在电池架20背离于行车道102的一侧。
92.电池转运设备10的结构如图4所示，该电池转运设备10具体包括有：支撑机构1、电池取放机构2、传动机构3和配重机构8。支撑机构1邻近于该电池架20设置，电池取放机构2用于相对该电池架20中的任意电池仓位201进行电池取放，而传动机构3用于带动电池取放机构2升降移动，以通过电池取放机构2的升降移动，实现带动电池升降的目的。而配重机构8通过链条与电池取放机构2连接，并通过滑轮组改变链条的移动方向，使得在电池取放机构2上升时，配重机构8同步下降，而在电池取放机构2下降时，配重机构8同步上升，实现配重目的。
93.其中，该电池转运设备10通过支撑机构1的顶部和底部分别通过顶面连接单元4和底面连接单元5与换电站100的顶部和底部固定为一体结构。底面连接单元5的结构如图5所示，通过将其支撑机构1的顶部和底部通过顶面连接单元4和底面连接单元5与换电站100进行连接，使支撑机构1与换电站100的顶部和底部形成一体结构，加强了电池转运设备10与换电站100的连接稳定性，使得电池转运设备10运行产生的噪音和冲击能够传递和分散，提升运行稳定性和可靠性。同时，通过使电池转运设备10的支撑机构1的顶部和底部连接换电站100，换电站100的框架结构能够帮助电池转运设备10的支撑机构1分担一部分载荷，使得支撑机构1自身的结构强度需求下降，因此可以简化支撑机构1的结构与材料厚度，实现降
低成本、减重等目的。
94.此外，如图5所示，在该电池转运设备10的支撑机构1朝向电池架20的侧面上，通过设置第一连接单元6实现与电池架20固定为一体结构的目的，与之相对应的，在支撑机构1远离电池架20的侧面上，通过设置第二连接单元(图中未示出)与换电站100的侧壁固定为一体结构。通过设置第一连接单元6和第二连接单元的方式，使得支撑机构1与电池架20以及换电站100的侧壁固定以成为一体结构，使电池架20及换电站100能够进一步帮助支撑机构1分担一部分来自电池转运带来的载荷，使支撑机构1自身的结构强度需求进一步下降，实现简化支撑机构1的结构与材料厚度的目的。
95.在本实施例中，还提供一种相对较佳的顶面连接单元4、底面连接单元5以及第一连接单元6和第二连接单元的连接结构。
96.具体如图6所示，本实施例中，底面连接单元5包括：连接底座51以及加强板52。其中，连接底座51位于电池转运设备10的底部，并覆盖在换电站100的底部平台104上，实现与换电站100底部较大面积的接触，便于传递受力，并提高连接稳固性。该支撑机构1对应于电池取放机构2的端角位置处的四根立柱11均通过焊接方式固定在该连接底座51的上表面上。在立柱11相对连接底座51的转角位置处，还设置有多块加强板52实现进一步的加强，该加强板52相邻接的一侧表面通过焊接的方式固定在连接底座51的上表面，相邻接的另一侧表面通过焊接的方式固定在立柱11的侧面，实现立柱11对连接底座51的加固。
97.在连接底座51表面设有上下贯通的第一安装孔511，第一安装孔511用于供螺钉穿入，使得螺钉的末端固定在换电站100的底部平台104上对应开设的螺纹孔内。在本实施例中，第一安装孔511分别开设在连接底座51的四个端角位置处，如此开设既能够保证连接底座51相对换电站100的多点连接，也避免安装支撑机构1因此螺钉的安装。当然，在其他实施例中，连接底座51也可以通过其他安装方式实现相对换电站100底部的连接，使得作用于电池转运设备10的支撑机构1上的作用力有效传递至换电站100底部，提高整体结构强度，有效降低成本。
98.如图7所示，本实施例中的连接底座51并非一体成型的整块钢结构，而是由不同的结构件通过焊接方式形成的。连接底座51包括对称布置在两侧的底座纵梁51a和底座连接板51b，底座纵梁51a为开口朝向的u形钢，底座连接板51b为板状结构，其侧面抵于底座纵梁51a的侧面，两者焊接连接。底座连接板51b的上表面用于开设第一安装孔511，底座纵梁51a的上表面用于供立柱11进行焊接连接。在左右两组底座纵梁51a和底座连接板51b之间，布置有至少两根底座横梁51c，底座横梁51c的两端分别焊接于底座纵梁51a的侧表面，以形成完整的连接底座51结构。通过这种组合焊接的方式形成连接底座51，即满足在特定位置的受力与强度，又可以节约材料，实现减重降本目的。
99.如图8和图9所示，本实施例中，顶面连接单元4包括水平连接件41和调整件42。
100.其中，水平连接件41有两根，分别沿着与支撑机构1的顶面12相对平行的方向设置，并且位于支撑机构1的顶面12的正上方，水平连接件41的数量至少为两根，各水平连接件41之间平行布置，且至少分布在所述支撑机构1的顶面12的两端，这些水平连接件41的两端均连接至换电站100的顶部框架105上，实现支撑机构1的顶面12相对换电站100的一体连接。
101.对于每一根水平连接件41，其两端均具有第二安装孔411，通过螺钉穿入第二安装
孔411的方式，将水平连接件41固定在换电站100顶部的顶部框架105侧表面处。并且，为满足减震需求，在水平连接件41与换电站100的顶部框架105之间垫有减震垫43(参见图9)，减震垫43不仅能够实现减震目的，还能够为水平连接件41相对换电站100固定的螺钉提供预紧力，避免螺钉在长期运行过程中产生松动。
102.在水平连接件41与支撑机构1的顶面12之间，设有调整件42。调整件42用于实现水平连接件41相对支撑机构1的顶面12的连接，并且，调整件42能够调整水平连接件41沿竖直方向距离该支撑机构1的顶面12的间距。因此，通过设置调整件42，在支撑机构1的顶面12处以向上扩展的方式形成与换电站100连接的顶面连接单元4，使得顶面连接单元4的设置无需考虑支撑机构1的高度，以适配于不同高度的电池转运设备10，通用性高。其中，本实施例中的调整件42的具体结构如下：
103.如图10所示，调整件42为柱状结构，其顶端和底端的柱体表面均设有外螺纹，其中，位于调整件42顶端的外螺纹42a用于与对应的水平连接件41的下表面固定连接，以固定成为一体的结构；而位于调整件42底端的外螺纹42b用于与开设在支撑机构1的顶面12上的第三安装孔13的内螺纹连接，通过旋转调整件42的方式，可以实现调整件42相对支撑机构1的顶面12在高度方向上进行调节的目的，进而带动水平连接件41实现高度方向的调节，因此，这种结构设置方案的结构较简单，可靠性高。在本实施例中，一根水平连接件41由两端的两个调整件42连接至支撑机构1的顶面12，因此，在调整水平连接件41的高度时，需要通过旋转这两个调整件42。此外，在多个调整件42同时固定一根水平连接件41的情况下，通过调整其中部分调整件42相对支撑机构1的顶面12的高度，可以改变水平连接件41的水平度，进而满足水平连接件41相对换电站100之间相对较高的对孔进度与连接需求。
104.其中，在通过旋转调整件42的方式改变调整件42相对支撑机构1的顶面12的高度之后，为保持调整件42相对支撑机构1的高度，避免电池转运设备10持续工作产生的外部冲击使调整件42相对支撑机构1产生微动而导致高度变化，在本实施例中，还在调整件42底端的外螺纹42b上额外设置多个螺母，通过螺母之间接触产生的自锁作用，以确保调整件42相对支撑机构1的高度位置不会改变。
105.另外，本实施例中，如图11和图12所示，在电池转运设备10相对换电站100吊装完成之后，再在电池转运设备10的顶部安装顶面连接单元4，因此，在电池转运设备10的支撑机构1的顶面12上所设置的第三安装孔13，在顶面连接单元4未安装的情况下，该第三安装孔13还复用为供吊装件9进行安装的结构。通过这种结构设置，在要将电池转运设备10吊装进入换电站100内时，利用供调整件42进行安装的第三安装孔13实现临时安装吊装件9的目的，满足吊装需求。在完成吊装之后，拆除吊装件9再安装调整件42，使得第三安装孔13同时具备两种功能。
106.如图13所示，本实施例中，用于供第一连接单元6以及第二连接单元进行安装的为支撑机构1的立柱11的具体结构如下：该立柱11由纵向延伸的钢构件111和多块焊接在该钢构件111上的连接板112共同组成，其中，钢构件111的横截面为u型，该钢构件111的u型的缺口一侧安装上述的连接板112，该连接板112沿长度方向的两侧分别焊接在该钢构件111的u型的两端，并且，在连接板112的表面上设有供第一连接单元6或者第二连接单元进行连接的第四安装孔1121，该第四安装孔1121可以是螺纹孔，以便于通过螺旋进行固定。该立柱11通过这种结构设置，使得立柱11在实现供第一连接单元6或第二连接单元进行连接的功能
的基础上，还可节约立柱11的用材，实现降本、减重目的。
107.与上述立柱11结构相对应的，第一连接单元6或第二连接单元可采用下述结构实现立柱11相对电池架20或换电站100侧壁的连接，在此，以第一连接单元6的具体结构为例：
108.如图14所示，本实施例中，第一连接单元6具有相对呈90
°
夹角设置的第一安装板61和第二安装板62，其中，第一安装板61用于与电池架20的支撑柱进行连接，而第二安装板62通过螺钉固定在立柱11连接板112的第四安装孔1121上。其中，第一安装板61和第二安装板62之间呈90
°
夹角，以便于从不同方向分别连接电池架20和电池转运设备10的支撑机构1，从而留出足够的安装控件，方便施工人员通过不同方向的安装螺栓等紧固件，实现电池架20相对电池转运设备10的固定连接。
109.具体连接方案参见图15，其中，用于安装第一连接单元6的螺钉未示出，从中可以看出，第一安装板61上用于供电池架20的支撑柱进行连接的孔为水平延伸的腰型孔621，而第二安装板62上用于支撑机构1的立柱11进行连接的孔为竖直延伸的腰型孔621，通过沿不同方向设置腰型孔621，实现沿不同方向的位置调节，在电池架20和电池转运设备10吊装完成后再安装第一连接单元6，上述的结构设置能够方便第一连接单元6的这种电池架20及电池转运设备10的对孔安装。
110.另外，从图15中可以看出，每个第一连接单元6在第一安装板61和第二安装板62之间还设有呈三角形的加固板63，该加固板63用于加固第一安装板61相对第二安装板62的角度，避免第一连接单元6在长期使用时产生变形，影响电池架20与电池转运设备10之间的一体化连接。
111.本实施例中，第二连接单元的结构与第一连接单元6大致相同，不同之处仅在于，第二连接单元安装在支撑机构1朝向换电站100侧壁一侧的立柱11上，并且第二连接单元的另一端被固定安装在换电站100的侧壁表面。通过上述结构设置，电池转运设备10通过支撑机构1及第二连接单元实现相对换电站100的侧壁的一体化连接，使得电池转运设备10所受的作用力能够被传递至换电站100的侧壁，进一步分散电池转运设备10运行产生的噪音和冲击，提升运行稳定性和可靠性。
112.虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。