换电设备、换电站的制作方法

本发明涉及换电领域，特别涉及一种换电设备、换电站。

背景技术：

1、目前，采用换电设备进行电动车辆的电池包更换时，对换电设备与电池包的对位精准度要求较高，如果两者没有精确定位，就无法通过换电设备对电池包进行拆装。一般乘用车在采用底盘式换电时，换电设备在轨道移动或固定在某一换电的位置，乘用车按预设位置停靠，但乘用车的停靠位置多少相对换电设备有一点偏转，这种情况下，可以采用对乘用车的车轮定位并导正或者举升乘用车的方式解决，也就是通过调整车辆的方式使得换电设备与电池包可以精确定位。

2、现在，越来越多商用卡车也开始采用换电形式对车辆进行补能，尤其是为了提升换电安全性而采用底盘式换电。但是考虑到，卡车这类重型车辆或大型车辆，本身的重量以及载重量较大，无法采用乘用车的调整车辆的方式解决换电设备与车辆定位的问题，从而增大了换电操作的难度。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中电动车辆尤其是重型车辆底盘式换电中换电设备与车辆难定位的缺陷，提供一种换电设备、换电站。

2、本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

3、一种换电设备，可沿预设轨道行走，其包括：

4、换电平台，用于更换电动车辆的电池包；

5、移动机构，所述移动机构包括一个第一车轮组件和至少两个第二车轮组件，所述第一车轮组件与所述换电平台转动连接，所述第二车轮组件沿与所述换电设备的行走方向相垂直的方向与所述换电平台滑动连接，通过驱动任意一个所述第二车轮组件移动预设距离，使得所述换电平台相对所述第二车轮组件滑动过程中能以所述第一车轮组件为支点在其所在平面内转动预设角度以与所述电池包或电池包安装部对位。

6、在本技术方案中，第一车轮组件和换电平台转动连接，换电平台可以相对第一车轮组件在换电平台所在的平面内转动；第二车轮组件与换电平台滑动连接，且滑动的方向与换电设备的行走方向相垂直，换电平台可以相对第二车轮组件在该滑动连接的方向上滑动；在驱动任一个第二车轮组件相对换电平台滑动预设距离的时候，使得换电平台相对第二车轮组件滑动扭转进而换电平台可以绕第一车轮组件转动一定范围，以调整换电平台在换电平台所在平面的姿态，便于换电平台与电动车辆的底部对齐以更换电池包。通过移动机构调整换电平台相对电动车辆的位置，在电动车辆在停靠时存在一定偏差而相对换电设备歪斜的时候，可以通过换电平台在换电平台所在平面内以第一车轮组件为支点转动，以使电池包和换电平台对齐，或使电池包安装部与换电平台上的电池包对齐，以进行电池包的更换，降低了对电动车辆停放的要求，使得换电过程操作简单、准确。

7、较佳地，所述第一车轮组件的上下两侧分别与所述换电平台转动连接，所述第二车轮组件沿所述行走方向的前后两侧分别与所述换电平台滑动连接。

8、在本技术方案中，第一车轮组件的上下两侧和换电平台转动连接，便于实现换电平台在换电平台所在平面内转动，使得转动连接对应的结构简单；第一车轮组件的上下两侧分别与换电平台转动连接，增加第一车轮组件和换电平台相对转动的平稳性。第二车轮组件沿行走方向的前后两侧与换电平台滑动连接，便于实现滑动的方向垂直于行走方向，使得滑动连接对应的结构简单；第二车轮组件的前后两侧分别与换电平台滑动连接，使得滑动时受力均匀，增加第二车轮组件和换电平台相对滑动的平稳性。

9、较佳地，所述第二车轮组件的上下两侧还分别与所述换电平台转动连接。

10、在本技术方案中，第二车轮组件与换电平台转动连接，以便于在驱动第二车轮组件相对换电平台滑动，换电平台绕第一车轮组件转动的时候，换电平台同时还相对第二车轮组件转动，以增大换电平台的转动范围，从而提升换电设备相对电动车辆停靠倾斜的适配能力。第二车轮组件的上下两侧与换电平台转动连接，沿行走方向的前后两侧与换电平台滑动连接，还避免了转动连接和滑动连接干涉，同时，也便于转动连接和滑动连接的结构布置。第二车轮组件的上下两侧分别与换电平台转动连接，增加第二车轮组件和换电平台相对转动的平稳性。

11、较佳地，在所述行走方向上，至少有两个所述第二车轮组件位于与所述第一车轮组件相对的一端，且与所述第一车轮组件相对的两个所述第二车轮组件中，至少有一个所述第二车轮组件设置有驱动机构。

12、在本技术方案中，沿行走方向上，第一车轮组件位于一端，至少有两个第二车轮组件位于另一端，使得第一车轮组件和第二车轮组件对换电设备的支撑更为合理均衡，确保换电设备在行走中或转动过程中的平稳性。位于另一端中的第二车轮组件中至少有一个是与驱动机构对应的，从而第二车轮组件可以被驱动而在小幅移动中相对换电平台滑动扭转从而带动换电设备整体以第一车轮组件为支点转动。

13、较佳地，所述第一车轮组件和所述第二车轮组件均设置于所述换电平台的端角，且各自对应不同的所述端角。

14、在本技术方案中，通过本技术方案中第一车轮组件和第二车轮组件分别在换电平台的端角设置，使得换电设备整体平衡性好，以及提高换电设备的承载能力。

15、较佳地，所述换电平台为矩形结构，所述换电平台的一个端角设置所述第一车轮组件，其余三个端角均设置所述第二车轮组件，至少位于所述第一车轮组件的对角的所述第二车轮组件具有所述驱动机构。

16、在本技术方案中，换电平台的一个端角设置第一车轮组件，其他三个端角各设置一个第二车轮组件，使得换电平台受力均衡、整体平衡性好，有利于提高换电平台的承载能力以及行走过程的平稳性。同时，换电平台相对每个第一车轮组件或每个第二车轮组件都可以转动或滑动，从而提高转动的幅度或者说范围，以便于提升换电设备相对电动车辆停靠倾斜的适配能力。

17、较佳地，所述驱动机构的数量为两个，与所述第一车轮组件相对的两个所述第二车轮组件与两个所述驱动机构一一对应设置。

18、在本技术方案中，两个第二车轮组件独立驱动，能降低对单个驱动机构的性能要求相应地能减小单个驱动机构的尺寸，便于零部件的灵活布置。同时可以采用其中一个驱动机构驱动第二车轮组件移动来实现换电设备的转动或者通过两个驱动机构以相反方式驱动两个第二车轮组件以相对的扭力实现换电设备的转动。

19、较佳地，与所述第一车轮组件相对的两个所述第二车轮组件均设有锁定机构，所述锁定机构具有锁定位置和解锁位置，分别用于锁定或解锁所述换电平台与所述第二车轮组件之间的相对滑动状态。

20、在本技术方案中，在换电平台和第二车轮组件不需要相对滑动时将滑动锁止，以避免第二车轮组件和换电平台之间相互晃动，增加结构的稳定性，也避免换电设备在行走过程中就相对第一车轮组件和第二车轮组件发生转动。而在换电设备行驶至电动车辆下方，需要拆装电池时，通过解锁使得在第二车轮组件移动过程中实现换电设备转动而与电动车辆对位，进而换电平台可以实施对电池包的拆装。因此，锁定机构的设置，可提高换电设备的可控性。

21、较佳地，所述第一车轮组件包括第一车轮、第一安装座和第一车轮轴，所述第一车轮轴与所述第一车轮相连且所述第一车轮轴安装在所述第一安装座内可相对所述第一安装座转动以带动所述换电设备行走，所述第一安装座的上方和下方与所述换电平台转动连接；和/或，

22、所述第二车轮组件包括第二车轮、第二安装座和第二车轮轴，所述第二车轮轴与所述第二车轮相连且所述第二车轮轴安装在所述第二安装座内可相对所述第二安装座转动以带动所述换电设备行走，所述第二安装座沿所述行走方向的前侧和后侧与所述换电平台滑动连接。

23、在本技术方案中，第一车轮组件和第二车轮组件既用于换电设备的行走，又用于调整换电平台在换电平台所在平面的姿态，利用效率高，使得换电设备结构紧凑。第一车轮与第一车轮轴动力连接，第一车轮轴和第一安装座转动连接，第一安装座与换电平台转动连接，即通过第一车轮轴、第一安装座实现第一车轮和换电平台的连接，以降低第一车轮和换电平台的相对位置和结构的要求，便于零部件的灵活布置；同理，第二车轮组件也具有相应效果。

24、较佳地，所述第一安装座的上方和下方各自通过第一转接组件与所述换电平台转动连接，所述第一转接组件包括第一转接固定部和第一转接转动部，所述第一转接固定部和所述第一转接转动部设置为可承受径向力和轴向力且互相转动连接的结构，所述第一安装座和所述换电平台中的一个与所述第一转接固定部固定连接，另一个与所述第一转接转动部固定连接，以使得所述换电平台可相对所述第一车轮组件转动。

25、在本技术方案中，通过在第一安装座的上方和下方各自设置第一转接组件与换电平台连接，使得第一安装座的中间区域可以预留出来用于安装第一车轮轴，并且第一转接组件与第一车轮轴之间互不干涉。另外由于第一转接组件的受载是多向的，第一转接固定部和第一转接转动部均可承受径向力和轴向力，使得换电平台和第一安装部转动连接的稳定性更好、动力传递可靠，进而能够提升换电平台行走时的平稳性。第一安装座和第一转接固定部的连接，以及换电平台和第一转接转动部的连接均为固定连接，或是第一安装座和第一转接转动部的连接，以及换电平台和第一转接固定部的连接均为固定连接，使得连接可靠，进而使第一车轮组件和换电平台的转动连接，即第一安装座和换电平台的转动连接可靠且便于控制。

26、较佳地，所述第二安装座的前侧和后侧分别通过滑接组件与所述换电平台连接，所述滑接组件包括相互配合的滑轨和滑块，所述第二安装座和所述换电平台中的一个与所述滑轨相连，另一个与所述滑块相连。

27、在本技术方案中，通过滑轨和滑块实现第二安装座和换电平台的滑动连接，降低了第二安装座和换电平台的结构和相互位置要求，使得结构简单、可靠，还便于零部件的灵活布置。同时，滑轨和滑块都位于第二安装座的前后两侧，使得滑动时受力均匀，有利于进一步提高滑动时的稳定性，相比将滑轨和滑块设置在第二安装座的上下侧，避免出现受力偏心的情况而不利于保证稳定滑动。

28、较佳地，所述移动机构还包括连接座，所述第二安装座的前侧和后侧分别通过所述滑接组件与所述连接座连接，所述连接座的上方和下方各自通过第二转接组件与所述换电平台相连。

29、在本技术方案中，通过连接座的设置，方便滑接组件和第二转接组件安装，从而实现第二车轮组件与换电平台之间既可相对滑动又可相对转动的功能。

30、较佳地，所述移动机构还包括第一止动组件，所述第一止动组件设置于所述换电平台和所述第一车轮组件之间，用于锁定或解锁所述换电平台与所述第一车轮组件的相对转动状态；优选地，所述第一安装座沿所述行走方向的前后两侧与所述换电平台之间具有第一间隙，所述第一止动组件包括可伸缩的第一楔形块，当所述第一止动组件处于锁定状态时，所述第一楔形块自原始位置伸出至所述第一间隙内以限制所述第一安装座与所述换电平台的相对转动，当所述第一止动组件处于解锁状态时，所述第一楔形块缩回原始位置释放所述第一间隙；

31、和/或，所述移动机构还包括第二止动组件，所述第二止动组件设置于所述换电平台和所述第二车轮组件之间，用于锁定或解锁所述换电平台与所述第二车轮组件的相对转动状态；优选地，所述连接座沿所述行走方向的前后两侧与所述换电平台之间具有第二间隙，所述第二止动组件包括可伸缩的第二楔形块，当所述第二止动组件处于锁定状态时，所述第二楔形块自原始位置伸出至所述第二间隙内以限制所述连接座与所述换电平台的相对转动，当所述第二止动组件处于解锁状态时，所述第二楔形块缩回原始位置释放所述第二间隙。

32、在本技术方案中，第一安装座沿行走方向的前后两侧与换电平台具有第一间隙，连接座沿行走方向的前后两侧与换电平台具有第二间隙，第一间隙的存在便于第一车轮组件和换电平台相对转动，第二间隙的存在便于第二车轮组件和换电平台的相对转动。采用第一楔形块插入第一间隙以限制第一车轮组件的第一安装座和换电平台相对转动，采用第二楔形块插入第二间隙以限制第二车轮组件对应的连接座和换电平台相对转动，简单可靠。

33、较佳地，所述第二车轮组件设有锁定机构，用于锁定或解锁所述滑轨和所述滑块之间的相对滑动状态；优选地，所述锁定机构包括可在初始位置和预设位置之间切换的伸出件，当所述伸出件位于初始位置时，所述滑轨和所述滑块可相对滑动；当所述伸出件位于预设位置时，所述伸出件抵紧所述滑轨或插入所述滑轨以限制所述滑轨和所述滑块的相对滑动。

34、在本技术方案中，伸出件抵紧滑轨，通过摩擦力限制滑轨和滑块的相对滑动，从而实现换电设备在行走过程中锁定滑轨滑块而避免第二车轮组件与换电平台相对滑动而造成换电设备整体晃动影响行走的平稳性。或者，通过伸出件插入滑轨，形成插销结构限制滑轨和滑块的相对滑动，进一步提升锁止机构的可靠性，且结构简单便于实现。

35、较佳地，所述伸出件的伸缩方向指向所述滑轨的侧面，所述滑轨的侧面形状与所述伸出件的端部形状相配合或所述滑轨设有供所述伸出件插入的锁止孔；和/或，所述伸出件有两个，两所述伸出件分别设置于所述滑轨的上下侧面。

36、在本技术方案中，伸出件指向滑轨的侧面，并通过将伸出件的端部形状和滑轨的侧面形状相配合以提高伸出件与滑轨的摩擦力，进而提升锁止效果；或者，通过伸出件插入锁止孔这种销孔配合形式，更有效的确保锁止可靠性。而在滑轨上下都设置伸出件，无论是伸出件与滑轨相抵还是伸出件插入滑轨的形式，可进一步提高对滑轨的夹持效果而提升锁止可靠性。

37、较佳地，所述第一车轮组件的第一车轮和所述第二车轮组件的第二车轮均为槽轮，所述槽轮可与所述轨道卡合，使得所述第一车轮和所述第二车轮均沿所述轨道行走；或者，所述换电设备还包括套设于所述轨道上的车轮保持架，每个所述第一车轮组件和所述第二车轮组件各自与所述车轮保持架相连，使得所述第一车轮组件的第一车轮和所述第二车轮组件的第二车轮被限制在所述轨道上并沿所述轨道行走。

38、在本技术方案中，第一车轮和第二车轮均被限制在轨道上行走，从而换电设备的行进路线明确，方便后期与电动车辆定位。将第一车轮和第二车轮设置为槽轮而与轨道配合行走，使得换电设备整体结构简单，制造方便。或者第一车轮和第二车轮通过车轮保持架保持在轨道上，降低了对车轮和轨道结构的要求，同时可以避免多个车轮都是槽轮情况下可能出现的卡死，相对槽轮，换电设备的行走可以更为顺畅。

39、较佳地，所述车轮保持架包括设于所述轨道两侧的多个限位部和用于安装所述限位部的安装部，所述安装部沿所述轨道的宽度方向跨设于所述轨道上并与所述轨道两侧的多个所述限位部相连，所述限位部可旋转设置使得在所述换电设备沿所述轨道行走过程中可贴合轨道侧壁滚动。

40、在本技术方案中，通过这样的结构设置，使得第一车轮和第二车轮可以可靠的被限制在轨道，从而换电设备可以沿既定方向行进，便于后期好判断电动车辆和换电设备之间的偏差，进而通过换电平台的转动实现与电动车辆的对位。同时，限位部滚动设置，减少了对预设轨道的摩擦，提高限位部和轨道的使用寿命，且限位部贴合轨道侧壁，可减少或避免车轮保持架在轨道宽度方向的晃动，进一步提高换电设备行走的平稳性。

41、较佳地，所述安装部包括位于所述轨道上方且与所述第一车轮组件或所述第二车轮组件相连的安装板以及自所述安装板两侧向下延伸至所述轨道两侧的延伸板，所述延伸板用于连接所述限位部，所述安装板具有车轮容纳区用于容纳所述第一车轮或所述第二车轮，使得所述第一车轮和所述第二车轮与所述轨道上表面贴合并在所述轨道上行走。

42、在本技术方案中，通过设置自安装板两侧向下延伸的延伸板以连接限位部，使限位部位于轨道的两侧，简单、可靠、便于实现。通过设置车轮容纳区以容纳第一车轮或第二车轮，便于通过车轮容纳区与第一车轮、第二车轮的配合以提高第一车轮、第二车轮行走的稳定性。

43、一种换电站，用于供换电车辆驶入并进行电池包更换，其包括轨道和以上任一技术方案所述的换电设备，所述换电设备可沿所述轨道行走，且所述换电设备的换电平台可在其所在平面内转动以与所述电池包或电池包安装部对位。

44、本发明的积极进步效果在于：通过第一车轮组件和换电平台转动连接，第二车轮组件和换电平台滑动连接，且滑动连接对应的方向与换电设备的行走方向相垂直，使得可以通过驱动第二车轮组件相对换电平台滑动扭转，以使换电平台能以第一车轮组件为支点在换电平台所在的平面内转动一定范围，便于电动车辆在停靠时存在一定偏差而相对换电设备或换电平台相对特定的换电位置歪斜的时候，通过调整换电平台在换电平台所在平面的姿态，使得换电平台与电动车辆的底部对齐以更换电池包，降低对电动车辆的停放要求，使得换电操作更便捷。