一种换电装置及方法与流程

本发明涉及车辆换电，具体而言，涉及一种换电装置及方法。

背景技术：

1、随着新能源汽车市场的快速发展，尤其是电动汽车的普及，续航里程和充电便利性成为制约其广泛应用的两大瓶颈。为解决这些问题，提高用户的使用体验和满意度，机动车换电装置应运而生。这一技术的出现，旨在通过快速更换电池箱的方式，为电动汽车提供便捷的能源补给方案。

2、现有的换电装置根据电池的位置有多种形式。电池位于底盘下的汽车通常采用底盘换电装置，需要将汽车通过升降装置抬起，再用机器人卸下电池并更换。此外，电池位于上方的机动车大多是通过移动组件配合抓取组件来更换电池组，移动组件控制水平方向上的位置，抓取组件一般采用卷线轮控制四根缆绳的升降来调整竖直方向上的位置。但卷线轮精度不高，且电池有时候存在倾斜等情况，简单的升降难以精准地抓取。

技术实现思路

1、为解决换电装置抓取电池箱不精准的问题，本发明提供了一种换电装置及方法。

2、第一方面，本发明提供了一种换电装置，所述换电装置包括：

3、位移组件；

4、吊装组件，所述吊装组件包括第一驱动单元、第二驱动单元、第三驱动单元、第四驱动单元、旋转单元、第一缆绳、第二缆绳、第三缆绳、第四缆绳；所述旋转单元包括旋转模块、旋转板；所述旋转模块一侧与所述位移组件可拆卸连接，另一侧与所述旋转板可拆卸连接；所述位移组件驱动所述旋转模块沿水平方向移动；所述第一驱动单元、所述第二驱动单元、所述第三驱动单元、所述第四驱动单元均为长条状且沿所述旋转单元的宽度方向依次间隔设置；所述第一驱动单元、所述第二驱动单元、所述第三驱动单元、所述第四驱动单元分别与所述旋转板可拆卸连接；所述旋转板包括沿所述旋转的长度方向的第一侧、第二侧；

5、所述第一缆绳从第一驱动单元靠近所述第二侧的一侧穿过所述旋转板；所述第二缆绳从第二驱动单元靠近所述第一侧的一侧穿过所述旋转板；所述第三缆绳从第三驱动单元靠近所述第二侧的一侧穿过所述旋转板；所述第四缆绳从第四驱动单元靠近所述第一侧的一侧穿过所述旋转板；

6、抓取组件，所述第一驱动单元通过所述第一缆绳和/或所述第二驱动单元通过所述第二缆绳和/或所述第三驱动单元通过所述第三缆绳和/或所述第四驱动单元通过所述第四缆绳驱动所述抓取组件朝靠近或远离所述吊装组件方向移动。

7、在一些实施例中，所述第一驱动单元包括第一驱动部、第一定滑轮组、第一动滑轮组；所述第一驱动部一端与所述第一侧可拆卸连接，另一侧朝靠近所述第二侧方向延伸；所述第一定滑轮组与所述旋转板可拆卸连接；所述第一定滑轮组设置在所述第二侧；所述第一驱动部与所述第一动滑轮组驱动连接；所述第一缆绳一端与所述第一定滑轮组可拆卸连接，另一端与所述旋转板可拆卸连接；部分所述第一缆绳环绕在第一动滑轮组内；部分所述第一缆绳环绕在第一定滑轮组内；

8、所述第二驱动单元包括第二驱动部、第二定滑轮组、第二动滑轮组；所述第二驱动部一端与所述第二侧可拆卸连接，另一侧朝靠近所述第一侧方向延伸；所述第二定滑轮组与所述旋转板可拆卸连接；所述第二定滑轮组设置在所述第一侧；所述第二驱动部与所述第二动滑轮组驱动连接；所述第二缆绳一端与所述第二定滑轮组可拆卸连接，另一端与所述旋转板可拆卸连接；部分所述第二缆绳环绕在第二动滑轮组内；部分所述第二缆绳环绕在第二定滑轮组内；

9、所述第三驱动单元包括第三驱动部、第三定滑轮组、第三动滑轮组；所述第三驱动部一端与所述第一侧可拆卸连接，另一侧朝靠近所述第二侧方向延伸；所述第三定滑轮组与所述旋转板可拆卸连接；所述第三定滑轮组设置在所述第二侧；所述第三驱动部与所述第三动滑轮组驱动连接；所述第三缆绳一端与所述第三定滑轮组可拆卸连接，另一端与所述旋转板可拆卸连接；部分所述第三缆绳环绕在第三动滑轮组内；部分所述第三缆绳环绕在第三定滑轮组内；

10、所述第四驱动单元包括第四驱动部、第四定滑轮组、第四动滑轮组；所述第四驱动部一端与所述第二侧可拆卸连接，另一侧朝靠近所述第一侧方向延伸；所述第四定滑轮组与所述旋转板可拆卸连接；所述第四定滑轮组设置在所述第一侧；所述第四驱动部与所述第四动滑轮组驱动连接；所述第四缆绳一端与所述第四定滑轮组可拆卸连接，另一端与所述旋转板可拆卸连接；部分所述第四缆绳环绕在第四动滑轮组内；部分所述第四缆绳环绕在第四定滑轮组内。

11、在一些实施例中，所述旋转模块包括第一齿轮、第二齿轮、第五驱动部、固定环；所述第一齿轮与所述位移组件可拆卸连接；所述第一齿轮的内周壁与所述固定环的外周壁滑动连接；所述固定环与所述旋转板可拆卸连接；所述第二齿轮与所述旋转板活动连接；所述第二齿轮与所述第一齿轮驱动连接；所述第五驱动部与所述第二齿轮驱动连接。

12、在一些实施例中，第二定滑轮组的质心、所述第三定滑轮组的质心之间的对角线与所述第二齿轮的中心轴的间距小于第一设定值。

13、在一些实施例中，所述换电装置还包括至少一根锁链；所述锁链一端与所述位移组件可拆卸连接，另一端与所述抓取组件可拆卸连接；

14、a＞b；其中所述a包括所述锁链的长度；所述b包括所述抓取组件靠近所述位移组件一侧与所述位移组件靠近所述抓取组件一侧之间的最大距离。

15、在一些实施例中，所述位移组件包括大车单元、小车单元；所述大车单元包括大车导轨、大车体、第一行走部；所述大车导轨与所述大车体滑动连接；所述第一行走部与所述大车体驱动连接，驱动所述大车体沿所述大车导轨移动；所述小车单元包括小车导轨、小车体、第二行走部；所述小车导轨与所述大车体可拆卸连接；所述小车体与所述小车导轨滑动连接；所述第二行走部与所述小车体驱动连接，驱动所述小车体沿所述小车导轨移动；所述小车导轨与所述大车导轨相互垂直；所述旋转模块一侧与所述小车体可拆卸连接，另一侧与所述旋转板可拆卸连接。

16、在一些实施例中，抓取组件包括抓取体单元、引导部、抓取部；所述引导部一端与所述抓取体单元可拆卸连接，另一端朝远离所述位移组件方向延伸；所述引导部靠近所述抓取体单元一端的面积大于所述引导部远离所述位移组件一端的面积；所述抓取部与所述抓取体单元活动连接。

17、在一些实施例中，所述抓取体单元包括抓取壳体、第一过绳轮、第二过绳轮、第三过绳轮、第四过绳轮；所述第一过绳轮、所述第二过绳轮、所述第三过绳轮、所述第四过绳轮分别与所述抓取壳体活动连接；所述第二过绳轮、所述第四过绳轮沿所述抓取壳体的宽度方向间隔设置；所述第三过绳轮、所述第四过绳轮沿所述抓取壳体的长度方向间隔设置；所述第一过绳轮、所述第二过绳轮沿所述抓取壳体的长度方向间隔设置；

18、部分所述第一缆绳环绕部分所述第一过绳轮；部分所述第二缆绳环绕部分所述第二过绳轮；部分所述第三缆绳环绕部分所述第三过绳轮；部分所述第四缆绳环绕部分所述第四过绳轮；

19、所述引导部与所述抓取壳体可拆卸连接；所述抓取部与所述抓取壳体活动连接。

20、在一些实施例中，所述吊装组件还包括引导口；所述引导口与所述旋转板可拆卸连接；所述引导口的面积从靠近所述旋转板一端至靠近所述抓取组件一端逐渐增大；

21、所述抓取组件还包括引导柱；所述引导柱与所述抓取壳体可拆卸连接；所述引导柱的面积从靠近所述抓取组件一端至靠近所述旋转板一端逐渐减小；

22、所述换电装置包括第一状态、第二状态；所述第一状态包括所述驱动单元通过所述第一缆绳和/或所述第二缆绳和/或所述第三缆绳和/或所述第四缆绳驱动所述抓取组件朝靠近所述吊装组件方向移动至所述引导口套设在所述引导柱的外周侧；所述第二状态包括所述驱动单元通过所述第一缆绳和/或所述第二缆绳和/或所述第三缆绳和/或所述第四缆绳驱动所述抓取组件朝远离所述吊装组件方向移动至所述引导柱与所述引导口沿高度方向间隔设置。

23、第二方面，本发明提供了一种换电方法，所述换电方法应用于第一方面中任一的所述换电装置，所述换电方法包括：

24、步骤s11，基于获取电池箱角度，旋转板转动；

25、步骤s12，基于所述旋转板转动至设定位置，抓取组件朝靠近所述电池箱移动；其中，所述设定位置包括所述电池箱、所述抓取组件高度方向的投影重合；

26、步骤s13，基于所述抓取组件的底面与所述电池箱顶面抵接，所述抓取组件抓取所述电池箱。

27、为解决换电装置抓取电池箱不精准的问题，本发明有以下优点：

28、本方案采用第一驱动单元、第二驱动单元、第三驱动单元、第四驱动单元分别作为第一缆绳、第二缆绳、第三缆绳、第四缆绳的独立的驱动部。在换电过程中，这样的设计可以实现吊装组件中各部件的精确同步运动，可以根据电池箱的实际倾斜状态对缆绳分别进行单独的调节，从而确保吊装组件的平稳升降。这种高度的灵活性和准确性，使得换电装置的抓取组件能够更有效地适应各种复杂工况并抓取电池箱。此外，第一驱动单元、第二驱动单元、第三驱动单元和第四驱动单元均为长条状且可以沿旋转单元的宽度方向依次间隔设置。相较于传统的卷线轮系统，其竖直方向上的占用空间极低，这一特点为换电站节省了空间。