换电平台和包括该换电平台的充换电站的制作方法

本实用新型涉及换电领域，具体涉及一种换电平台和包括该换电平台的充换电站。

背景技术：

随着新能源汽车的普及，如何为能量不足的汽车提供快速有效地能量补给成为车主和各大厂商非常关注的问题。以电动汽车为例，当前主流的电能补给方案之一是电池更换方案。电池更换方案由于可以在很短的时间完成动力电池的更换且对动力电池的使用寿命没有明显的影响，因此是电能补给的主要发展方向之一。在电池更换方案中，在电动汽车底部进行换电是一种主流的换电方式，这种换电方式一般是在专门的充换电站内完成。具体而言，充换电站内配置有存放电池的电池仓和换电平台，以及在电池仓和换电平台的之间的运载满电/亏电动力电池的换电机器人，如轨道导引车(Rail Guided Vehicle，RGV)。换电机器人通过在电池仓和换电平台之间预先铺设的轨道上往复行驶的方式，完成为停于换电平台上的电动汽车更换动力电池的动作。

目前，对于大多数充换电站而言，电动汽车换电平台一般为直入式平台，即电动汽车驶入充换电站并到达换电位置后，换电机器人直接从电动汽车一侧的两轮之间进入并停在换电位置的投影位置，然后按照动力电池的布置方向将动力电池直接卸下或直接为电动汽车安装动力电池。但这样的设置方式缺陷在于：由于动力电池的投影一般为长方形，且沿车头至车尾的方向为长方形的长边，因此对于同等电池容量的换电站，直入式换电平台的设置使得充换电站的电池仓需要更多的空间来存储电池。也就是说，对于同等容量的充换电站来说，采用直入式换电平台的充换电站存在着由于占地面积大而导致的资源浪费的问题。

相应地，本领域需要一种新的换电平台来解决上述问题。

技术实现要素：

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决采用直入式换电平台的充换电站存在的占地面积大而导致的资源浪费的问题，本实用新型提供了一种换电平台，该换电平台包括固定结构和旋转部，其中，所述旋转部允许换电机器人停于其上，并且所述旋转部配置成能够相对于所述固定结构旋转设定角度。

在上述换电平台的优选技术方案中，所述旋转部包括旋转台以及设置于所述旋转台上的导轨，所述换电机器人能够沿所述导轨移动。

在上述换电平台的优选技术方案中，所述固定结构包括底座，所述换电平台还包括设置于所述底座的驱动部，所述驱动部能够驱动所述旋转台转动。

在上述换电平台的优选技术方案中，所述驱动部包括电机和第一传动件，所述旋转台上设置有与所述第一传动件相匹配的第二传动件，所述电机能够驱动所述第一传动件转动，从而带动所述第二传动件转动。

在上述换电平台的优选技术方案中，所述电机与所述第一传动件之间还设置有减速器，所述减速器的输出轴上设置有第三传动件，所述第三传动件与所述第一传动件配合连接。

在上述换电平台的优选技术方案中，所述第一传动件为第一齿轮或直线齿条，并且/或者所述第二传动件为圆周齿条，并且/或者所述第三传动件为第二齿轮。

在上述换电平台的优选技术方案中，所述底座与所述旋转台中的一个设置有孔结构，所述底座与所述旋转台中的另一个设置有轴结构，所述孔结构与所述轴结构通过轴承可旋转连接。

在上述换电平台的优选技术方案中，所述底座上设置有第一定位孔，所述旋转部上相应地设置有第二定位孔，所述第一定位孔与所述第二定位孔能够通过定位销插合连接，以实现所述旋转台与所述底座的相对固定。

在上述换电平台的优选技术方案中，所述底座通过螺栓固定连接于充换电站的地面，并且/或者所述设定角度为90°。

本实用新型还提供了一种充换电站，包括换电平台、电池仓以及换电机器人，所述换电平台为上述任一项方案中所述的换电平台。

本领域技术人员能够理解的是，在本实用新型的优选技术方案中，换电平台包括固定结构、旋转部以及驱动部，驱动部驱动旋转部相对于固定结构旋转。其中，固定结构包括底座，旋转部包括旋转台、导轨以及第二传动件，驱动部包括电机、减速机、传动齿轮和第一传动件。优选地，第一传动件为齿轮或直线齿条，第二传动件为圆周齿条。通过驱动部带动旋转部转动的设置方式，也就是电机将驱动力传递给减速器，减速器带动传动齿轮旋转，传动齿轮带动齿轮或直线齿条做旋转运动或直线运动，进而齿轮或直线齿条带动设置于旋转台上的圆周齿条旋转，本实用新型的换电平台可以在换电机器人沿导轨到达旋转台后，通过旋转台的转动而改变换电机器人的朝向。这样一来，换电机器人可以更加轻松的从车辆一侧的两轮之间到达换电位置，降低了换电平台的设计难度；电池仓中的动力电池也可以沿与车辆前进方向相垂直的方向布置，以充分利用充换电站的空间，进而减小充换电站的占地面积，节约资源。换言之，本实用新型解决了采用直入式换电平台的充换电站存在的占地面积大、资源浪费的问题。

此外，底座上还设置有定位销，旋转台上相应地设置有定位孔，定位销能够在旋转台旋转设定角度后与定位孔配合插接。由此可知，定位销与定位孔的设置，使得旋转后旋转台能够准确地停在设定的位置，也就是旋转台的定位更加精准，增加换电平台的换电稳定性。

附图说明

下面参照附图来描述本实用新型的换电平台包括该换电平台的充换电站。附图中：

图1为现有技术中充换电站的布置示意图；

图2为本实用新型的换电平台的俯视示意图(初始位置)；

图3为本实用新型的换电平台的俯视示意图(旋转位置)；

图4为本实用新型的换电平台的主视剖视图；

图5为本实用新型的换电平台的驱动部结构示意图；

图6为本实用新型的充换电站的布置示意图。

附图标记列表

1、底座；2、旋转部；21、旋转台；22、导轨；23、第二传动件；24、第二定位孔；3、驱动部；31、电机；32、减速器；33、第一传动件；34、第三传动件；4、轴承；5、定位销。

具体实施方式

下面参照附图来描述本实用新型的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本实用新型的技术原理，并非旨在限制本实用新型的保护范围。例如，虽然附图中的第一传动件是结合圆柱齿轮进行描述的，但是这种设置形式非一成不变，本领域技术人员可以根据需要对其作出调整，以便适应具体的应用场合，如第一传动件还可以是圆锥齿轮或直线齿条等。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，还需要说明的是，在本实用新型的描述中，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；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。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

首先参照图1，图1为现有技术中充换电站的布置示意图。如图1所示，现有技术中的充换电站中，换电平台通常以直入式布置，换电机器人直接从电动汽车一侧的两轮之间进入并到达换电位置的投影位置，然后按照动力电池的布置方向将动力电池直接卸下或直接为电动汽车安装动力电池。如背景技术所述，现有技术的充换电站采用直入式换电平台的设置使得充换电站的电池仓需要更多的空间来存储动力电池。也就是说，对于同等容量的充换电站来说，采用直入式换电平台的充换电站存在由于占地面积大而导致的资源浪费的问题。

接下来参照图2至图4，来阐述本实用新型的原理。其中，图2为本实用新型的换电平台的俯视示意图(初始状态)，图3为本实用新型的换电平台的俯视示意图(旋转状态)，图4为本实用新型的换电平台的主视剖视图。

如图2所示，为了解决上述问题，本实用新型提供了一种换电平台，该换电平台主要包括固定结构、旋转部2以及驱动部3。固定结构包括底座1，其固定连接于充换电站的设定位置，旋转部2以可相对于底座1旋转设定角度的方式设置于底座1上，如在换电机器人到达旋转部2并停稳后旋转部2旋转设定角度；驱动部3则可以驱动旋转部2旋转，也就是为旋转部2提供旋转的动力。优选地，底座1通过螺栓(如地脚螺栓)固定连接于充换电站的地面上，底座旋转的设定角度为90°。

可以看出，通过上述旋转部2的设置，本实用新型的换电平台可以改变停于其上的换电机器人的朝向，进而改变动力电池的朝向，利用电池仓的空间尺寸进行合理布局，解决了采用直入式换电平台的充换电站存在的占地面积大、资源浪费的问题。具体而言，参照图1的现有技术可知，由于动力电池的投影通常呈长方形，因此在换电平台必须满足车辆长度要求的情形下，动力电池必须按照与电动汽车上动力电池相同的安装方向排列(即纵向排列)，这种排列方式很容易造成充换电站的空间浪费。而本实用新型由于可以改变换电机器人/动力电池的朝向，因此动力电池在电池仓的排列方式更加灵活，如可以采用与电动汽车上动力电池的安装方向垂直的方向排列(即横向排列)，或者采用横向排列与纵向排列相结合的方式，以进一步增强电池仓的空间利用率。进一步地，旋转部2的设置，还使得换电机器人可以更加轻松的从车辆一侧的两轮之间到达换电位置，避免由于换电机器人与同侧两车轮产生运动干涉而导致换电失败的现象发生，即降低了换电过程的复杂度与换电平台的设计难度。

当然，以上优选地设置方式只是用于阐述本实用新型的原理，并非用于限制本实用新型的保护范围，在不偏离本实用新型原理的前提下，本领域技术人员能够对其做出任意形式的调整。如底座1还可以通过螺钉或铆钉固定连接与充换电站的地面或换电小车移动的其他换电层架上；固定结构还可以为充换电站的地面，旋转部2直接以可相对于底面旋转设定角度的方式设置于充换电站的地面上；此外，设定角度还可以是60°、75°等其他任意角度。

进一步参照图2至图5，在一种优选的实施方式中，旋转部2进一步包括旋转台21以及设置于旋转台21上的导轨22和第二传动件23，并且旋转台21与底座1之间通过轴承4连接。驱动部3进一步包括电机31、与电机31配合连接的减速器32、设置于减速器32从输出轴上的第三传动件34、以及连接第二传动件23和第三传动件34的第一传动件33(参照图5)。在安装好的情形下，旋转台21上的导轨22能够和充换电站内铺设的导轨22对接，换电机器人能够沿充换电站内铺设的导轨22移动至旋转台21上的导轨22并停止在固定的换电位置。电机31则能够将驱动力通过减速器32传递给第三传动件34，然后第三传动件34通过带动第一传动件33运动，进而第一传动件33带动第二传动件23转动，最终实现旋转台21的转动。

优选地，第一传动件33为第一齿轮，如圆柱或圆锥齿轮，第二传动件23为圆周齿条，第三传动件34为第二齿轮，如与第一齿轮规格不同的圆柱或圆锥齿轮。优选地，底座1上还设置有孔结构(图中未示出)，对应的旋转台21上设置有轴结构(图中未示出)，轴承4的外圈与孔结构紧密连接，轴承4的内圈与轴结构紧密连接。当然，轴结构与孔结构的设置位置可以互换。

参照图2和图3，也就是说，电机31将动力通过减速器32传递给第二齿轮并使第二齿轮旋转运动，第齿轮带动与之配合的第一齿轮使第一齿轮转动，进而第一齿轮带动与之配合的圆周齿条转动，最终使得旋转台21通过轴承4完成与底座1之间的转动。

上述设置方式的优点在于：首先，通过电机31、减速器32以及齿轮和轴承4等标准件的组合，便可以实现旋转台21的转动，使得本实用新型具有原理简单、结构稳定的优点。其次，电机31、减速器32以及多个齿轮、齿条的配置方式，还可以基于实际情况灵活调节上述设备或零件的规格型号和组合方式，以便调节旋转台21的转速，使旋转台21的旋转快速稳定，也就是本实用新型的换电平台还具有灵活性高的特点。

正因如此，上述第一传动件33、第二传动件23以及第三传动件34的设置方式并不唯一，在另一种优选的实施方式中，还可以用直线齿条和圆周齿条的传动代替现有的第一齿轮和第二齿轮的配合。该优选方案中，电机31通过减速器32带动直线齿条做竖直方向的直线运动(按图2方位)，直线齿条进而带动圆周齿条实现旋转台21的旋转运动。进一步优选地，还可以在底座1上开设竖直方向的长条形导向槽，使直线齿条在导向槽的限制下做竖直方向的直线运动。这样一来，可以实现直线齿条与圆周齿条更为精确地走位、有利于驱动部3的加工制造和安装，同时还能解决前一优选方案中三个齿轮的安装位置不准导致的齿轮间隙过大影响传动的问题。

参照图2和图4，在一种更为优选的实施方式中，为了进一步增强旋转台21的旋转准确性与稳定性，方便旋转台21与底座1之间的安装调试和校准，还可以在底座1上设置第一定位孔(图中未示出)，优选地第一定位孔为腰孔，在旋转台21上相应地设置有至少一个第二定位孔24，优选地第二定位孔24为设置在旋转台左侧和下侧的两个圆孔(按图2方位)，第一定位孔与第二定位孔24可以通过定位销5插合连接，进而实现旋转台21与底座1之间的安装调试或校准，也就是换电平台处于初始位置和旋转位置时的安装调试和校准，进而提升换电平台的稳定性和换电成功率。

下面参照图6，图6为本实用新型的充换电站的布置示意图。

如图6所示，本实用新型还提供了一种充换电站，该充换电站主要包括换电平台、电池仓以及换电机器人。优选地，换电平台为上述带有旋转台21的换电平台，电池仓内的动力电池沿与电动汽车前进方向相垂直的方向排列(即横向排列)。由图6可以明显地看出，本实用新型的充换电站由于采用了带有旋转台21的换电平台，因而电池仓内的动力电池可以横向排列，进而大大节省了电池仓的空间，也使得充换电站内的设备摆放更加合理，节省了充换电站的占地面积。

最后参照图2、图3以及图6，以一次完整的换电过程为例，描述本实用新型的换电平台的工作原理。

电动汽车停在换电位置，此时旋转台21处于初始位置(即图2所示位置)→电动汽车定位抬升→换电机器人移动至电动汽车下方的旋转台21→旋转台21旋转90°，处于旋转位置(即图3所示位置)→换电机器人取下亏电动力电池→旋转台21反方向旋转90度，再次处于初始位置→换电机器人承载亏电动力电池驶出平台并到电池仓更换满电动力电池→换电机器人承载满电动力电池移动至旋转台21→旋转台21旋转90°，再次处于旋转位置→换电机器人将满电动力电池安装到电动汽车上→旋转台21反方向旋转90度，再次处于初始位置→换电机器人驶出旋转台21→电动汽车下降→电动车驶出换电平台，换电结束。

综上所述，本实用新型通过在换电平台上设置可旋转设定角度的旋转台21，以及为旋转台21提供动力的驱动部3，使得旋转台21能够相对与底座1旋转90度，该旋转可以改变换电机器人和其承载的动力电池的朝向，使电池仓内的动力电池摆放更加灵活，充分利用了平台的空间，缩短了电池仓的空间布局尺寸，从而减小整站的占地面积，解决了现有技术中采用直入式换电平台的充换电站存在占地面积大、资源浪费的问题，适合大规模推广使用。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本实用新型的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本实用新型的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本实用新型的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围之内。