矩阵式柔性切换充电堆的制作方法

本发明涉及一种充电堆，具体涉及矩阵式柔性切换充电堆。

背景技术：

矩阵式柔性充电堆是基于功率单元矩阵控制，以全数字化智能充电模块为核心建成的集中式充电站设施，由本体和充电终端、站级监控和收费系统等部分组成，可以根据充电车辆bms所发出的充电需求，动态分配充电功率，满足各种车型充电的不同功率需求，提高了充电设施的能量转换效率及设备利用率。同时，还满足了电池大倍率充电的需求，能适应车载动力电池技术的迅速发展，使现在投资的充电设备在未来得以持续使用。

矩阵式柔性充电堆的出现，解决了现有充电桩兼容性的问题，同时兼顾未来车载动力电池技术发展的充电需求，还具有高度集成、建设周期短、可扩展等优势，大大降低了公共充电站的投资风险。据悉，我国早在2016年便计划新建2000个充换电站，公共充电桩数量将接近9万个，总投资达130亿元左右。矩阵式柔性充电堆技术的出现，无疑将极大地释放充电运营商的投资热情，有力地促进公共充电基础设施的建设，有利于新能源汽车的普及。

但是由于单个的矩阵式柔性充电堆能够动态分配充电功率，进而同时满足多种车型充电的不同功率需求，而相对于传统的充电桩，矩阵式柔性充电堆的结构尺寸相对较大，与中大型集装箱尺寸相差无几，属于大型货件，使得在大规模扩建充换电站时，充电堆的转运以及安装相对繁琐，需要用到专业的运输设备以及吊运设备来进行集中的批次性的安装，且在安装过程中吊运设备极容易受到安装点位周边环境的影响，增大吊装难度的同时，延长了单个充电堆的安装工期。

技术实现要素：

本发明目的在于提供矩阵式柔性切换充电堆，以解决上述缺陷。

本发明通过下述技术方案实现：

矩阵式柔性切换充电堆，包括本体，在所述本体的底部开有两端开放的矩形槽，且在矩形槽的槽底设有支撑板，在矩形槽的两侧分别设有与支撑板平行的突出条，在支撑板的两侧壁上分别设有多个定位孔，且在每一个突出条的内侧壁上分别开有与定位孔对应的固定孔，还包括多个转轴，在突出条的外侧壁上开有与固定孔连通的盲孔，每一个所述转轴的一端置于固定孔内且其另一端固定在盲孔内，且盲孔的内径大于所述固定孔的内径，在盲孔内设有顶柱，且顶柱的一端突出于盲孔后向外延伸，顶柱的另一端设有连接轴承，连接轴承内设有调节筒，在盲孔内设有弹簧，弹簧套设在调节筒的外圆周壁上，调节筒依次贯穿盲孔、固定孔后向外延伸，且调节筒的延伸段套设在转轴的外圆周壁上，在调节筒的延伸段上固定有驱动齿轮，沿所述转轴的周向在其外圆周壁上间隔设置有环形槽ⅰ、环形槽ⅱ，在调节筒的内圆周壁上设有卡块ⅰ、卡块ⅱ，沿转轴的轴向在其外圆周壁上分别设有滑槽ⅰ、滑槽ⅱ，且环形槽ⅰ与滑槽ⅰ连通，环形槽ⅱ与滑槽ⅱ连通；在本体底部的两侧分别开有燕尾槽，限位楞条上表面设有与燕尾槽匹配的滑块；初始状态下，卡块ⅰ置于环形槽ⅰ内，卡块ⅱ置于环形槽ⅱ内，调节筒与转轴能够发生相对转动，使用时，滑块由燕尾槽的初始端向其终端移动时，限位楞条的内侧壁对多个顶柱形成挤压，分别推动卡块ⅰ、卡块ⅱ进入至滑槽ⅰ、滑槽ⅱ中，使得调节筒与转轴形成一个整体。

现有技术中，充电堆的体型以及尺寸相对较大，在电动汽车充电场安装点位上充电堆的安装需要大型吊装设备来进行转运，并且在充电堆铺设时均采用沿线安装铺设，即多个充电堆集中运输，到达一个安装点位后便对充电堆进行安装，以实现在低成本的前提下快速完成充电站中充电堆的安置，然而当安装点位受到周边环境影响较大而无法采用吊车来吊运充电堆时，便只能采用齿带传送的方式将充电堆从运输车辆上移出，且在齿带传送时，两个传动齿带组配合使用，即一个传动齿带组水平放置，用于实现充电堆的水平位移，另一个传动齿带组倾斜放置，用于实现充电堆由运输设备至安装点位的转运，受限于充电堆本身的重量，传动过程中，充电堆在由水平状态至倾斜状态的转换时，充电堆在自身重力作用下开始快速下移，操作人员无法掌控充电堆的下移速度，容易造成充电堆与地面发生硬性碰撞，充电堆内部的各类电器元件的稳定性随之会受到影响，对此，申请人对现有的充电堆进行改进，在不改动其内部结构的前提下，于充电堆本体下表面增加一个能够与齿带传送相匹配的底座，能够在充电堆集中运输以及安装时快速实现充电堆的平稳转移，降低充电堆在安装过程中的损伤几率；

具体使用时，运输车辆上会安装与充电堆对应的传送齿带，而多个充电堆则均匀叠放在运输车辆上，限位楞条将顶柱朝靠近支撑板侧壁的方向上推动，卡块ⅰ、卡块ⅱ进入至滑槽ⅰ、滑槽ⅱ中，使得调节筒与转轴形成一个整体，传送齿带与位于本体下方的驱动齿轮啮合，只要传送皮带不启动，则能够确保在运输车辆上充电堆的安放稳定性；而当需要下放充电堆时，启动传送齿带的驱动辊，传送齿带带动驱动齿轮开始进行水平移动，而当充电堆本体由水平方向朝倾斜方向转移时，倾斜设置的传送齿带带动本体向下移动，直至本体的一端接近安装点的地面时，停止呈倾斜状态的传送齿带的工作，通过人工将两个限位楞条沿充电堆本体移动的反方向抽出一部分，使得首先靠近倾斜放置的传送齿带的驱动齿轮所对应的弹簧在受到的挤压力消除后回复形变，相对应的卡块ⅰ、卡块ⅱ分别从滑槽ⅰ、滑槽ⅱ中脱离出来，同时调节筒与转轴之间能够进行相对转动，且在本体自身重力因素的影响下，使得呈倾斜状态的传动齿带无法对能够绕转轴自由转动的传动齿轮造成限制，此时能够有效避免本体与地面接触时产生硬性碰撞，同时也实现充电堆本体的快速转运；同样地，在充电堆回厂维修或是回收时，同样不需要使用到大型吊装设备，在启动专业的运输车上的两个传送齿带之前，将限位楞条沿燕尾槽一端移动至另一端，使得滑块由燕尾槽的初始端向其终端移动时，限位楞条的内侧壁对多个顶柱形成挤压，分别推动卡块ⅰ、卡块ⅱ进入至滑槽ⅰ、滑槽ⅱ中，使得调节筒与转轴形成一个整体，即本体底部的多个驱动齿轮无法转动，利用倾斜设置的传动齿带以及水平放置的传送齿带，即能将充电堆本体转运至运输车辆上。综上所述，通过对本体底部的设计，使得在规模推广应用充电堆时，能够实现充电堆按照预设的安装点位进行沿线铺设，并且不使用大型的吊装起吊设备，降低安装成本的同时，还能适用于各类特殊地形的安放，在充电堆集中运输以及安装时快速实现充电堆的平稳转移，减少充电堆在安装过程中出现的损伤。

所述滑槽ⅰ与所述转轴的轴线所形成的平面为l，所述滑槽ⅱ与所述转轴的轴线所形成的平面为h，且l与h之间形成一个夹角α。进一步地，滑槽ⅰ与滑槽ⅱ并未设置在同一条直线上，使得调节筒与转轴之间的连接点处于转轴外圆周壁上的不同位置，使得在卡块ⅰ、卡块ⅱ进入到滑槽ⅰ、滑槽ⅱ后，调节筒与转轴之间的连接更加稳定，当本体在传动过程中，同一个调节筒内的卡块ⅰ出现应力损伤时，卡块ⅱ能够继续保持调节筒与转轴之间的连接，并且由于卡块ⅰ与卡块ⅱ处于同一圆周的不同的位置上，两者的受力情况不同，在驱动齿轮与外部的传送齿带之间发生硬性接触时，调节筒会产生沿转轴周向的跳动，而滑槽ⅰ与转轴的轴线所形成的平面和滑槽ⅱ与转轴的轴线所形成的平面之间形成一个夹角α，使得无论是转轴相对于调节筒产生正向或是反向的转动，转轴与调节筒之间均具备两个接触点，且卡块ⅰ与卡块ⅱ之间对应有两段圆弧，即一段优弧和一段劣弧，在调节筒与转轴之间产生相互运动的趋势时，卡块ⅰ自身受到的应力对应于一段优弧上，而卡块ⅱ自身受到的应力则对应于一段劣弧上，即卡块ⅰ与卡块ⅱ将转轴与调节筒之间产生的作用应力直接分配，而并非由卡块ⅰ或是卡块ⅱ完全承受所有的作用应力，进而降低卡块ⅰ与卡块ⅱ在使用过程中的受损几率。

所述夹角α为钝角。作为优选，夹角α为钝角，且将卡块ⅰ与卡块ⅱ分别设置在调节筒内圆周壁的下半部分，则以卡块ⅰ所处位置为起点沿调节筒内圆周壁的周向，经过调节筒内圆周壁的上部后到达卡块ⅱ所处的位置后形成一段优弧，该段优弧对应的圆心角即为夹角α，卡块ⅰ与卡块ⅱ的位置确定后，使得在初始状态下，调节筒与转轴能够发生相对转动时，卡块ⅰ与卡块ⅱ分别能够在环形槽ⅰ、环形槽ⅱ中自由转动，而当驱动齿轮停止转动时，在卡块ⅰ与卡块ⅱ的重力作用下，调节筒能够自动复位，即卡块ⅰ与卡块ⅱ的端部分别与滑槽ⅰ、滑槽ⅱ的入口端对应，以方便在限位楞条对顶柱形成挤压后，调节筒直接能够与转轴连接成一个整体。

所述顶柱的外侧端部上设有两个斜面，且两个斜面沿顶柱的轴线对称分布，每一个斜面与顶柱的轴线之间形成一个锐角，当滑块由燕尾槽的初始端向其终端移动时，限位楞条的端面能够沿顶柱端部的任意一个斜面对顶柱进行挤压。进一步地，限位楞条的作用在于对多个顶柱的外侧端部形成挤压，以推动调节筒与转轴连接成一个整体，且由于限位楞条滑动设置，使得顶柱的外侧端面与限位楞条的内侧壁之间会形成摩擦，对此，为减小两者之间的磨损，申请人在顶柱的外侧端部上设有两个斜面，且两个斜面沿顶柱的轴线对称分布，每一个斜面与顶柱的轴线之间形成一个锐角，使得限位楞条在移动时受到的移动阻力减小，同时还能保证对每一个顶柱端面的持续挤压效果。

在所述限位楞条的内侧壁上开有限位槽，限位槽内设有长度与限位槽长度相同的顶板，且顶板的截面呈圆弧形。进一步地，通过在限位楞条的内侧壁上开设限位槽，使得在初始状态下多个顶柱被完全包裹，且在限位槽内设有截面呈圆弧形的顶板，使得顶柱与顶板之间能够实现圆滑过渡，进而降低顶柱与顶板之间的磨损量。

在所述转轴的外圆周壁上转动设置有调节辊，调节辊的外径小于所述驱动齿轮的外径。进一步地，在本体安装过程中会与其他部件发生碰撞，容易导致转轴发生硬性受损，对此，在不影响驱动齿轮正常工作的前提下，在转轴上转动设置一个外径小于驱动齿轮外径的调节辊，在遇到碰撞物时，调节辊通过自身转动能够将碰撞所产生的作用力所缓冲，以起到保护转轴的效果。

在所述调节辊的外圆周壁上设有弹性橡胶层。作为优选，在调节辊的外圆周壁上设置弹性橡胶层，能够使得调节辊的缓冲性能达到最佳，并且能够减小调节辊自身的受损程度。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明矩阵式柔性切换充电堆，在不改动其内部结构的前提下，于充电堆本体下表面增加一个能够与齿带传送相匹配的底座，能够在充电堆集中运输以及安装时快速实现充电堆的平稳转移，降低充电堆在安装过程中的损伤几率；

2、本发明矩阵式柔性切换充电堆，通过对本体底部的设计，使得在规模推广应用充电堆时，能够实现充电堆按照预设的安装点位进行沿线铺设，并且不使用大型的吊装起吊设备，降低安装成本的同时，还能适用于各类特殊地形的安放，在充电堆集中运输以及安装时快速实现充电堆的平稳转移，减少充电堆在安装过程中出现的损伤；

3、本发明矩阵式柔性切换充电堆，为减小两者之间的磨损，申请人在顶柱的外侧端部上设有两个斜面，且两个斜面沿顶柱的轴线对称分布，每一个斜面与顶柱的轴线之间形成一个锐角，使得限位楞条在移动时受到的移动阻力减小，同时还能保证对每一个顶柱端面的持续挤压效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明底部的结构示意图；

图3为顶柱的结构示意图；

图4为驱动齿轮的结构示意图；

图5为现有充电堆的模块框图；

图6为现有技术中的传送齿带的结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-本体、2-限位楞条、3-支撑板、4-驱动齿轮、5-燕尾槽、6-转轴、7-矩形槽、8-顶柱、9-滑块、10-顶板、11-斜面、12-连接轴承、13-调节筒、14-盲孔、15-弹簧、16-固定孔、17-环形槽ⅰ、18-卡块ⅰ、19-卡块ⅱ、20-环形槽ⅱ、21-滑槽ⅱ、22-滑槽ⅰ、23-调节辊。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

如图1～6所示，本实施例包括本体1，在所述本体1的底部开有两端开放的矩形槽7，且在矩形槽7的槽底设有支撑板3，在矩形槽7的两侧分别设有与支撑板3平行的突出条，在支撑板3的两侧壁上分别设有多个定位孔，且在每一个突出条的内侧壁上分别开有与定位孔对应的固定孔16，还包括多个转轴6，在突出条的外侧壁上开有与固定孔16连通的盲孔14，每一个所述转轴6的一端置于固定孔16内且其另一端固定在盲孔14内，且盲孔14的内径大于所述固定孔16的内径，在盲孔14内设有顶柱8，且顶柱8的一端突出于盲孔14后向外延伸，顶柱8的另一端设有连接轴承12，连接轴承12内设有调节筒13，在盲孔14内设有弹簧15，弹簧15套设在调节筒13的外圆周壁上，调节筒13依次贯穿盲孔14、固定孔16后向外延伸，且调节筒13的延伸段套设在转轴6的外圆周壁上，在调节筒13的延伸段上固定有驱动齿轮4，沿所述转轴6的周向在其外圆周壁上间隔设置有环形槽ⅰ17、环形槽ⅱ20，在调节筒13的内圆周壁上设有卡块ⅰ18、卡块ⅱ19，沿转轴6的轴向在其外圆周壁上分别设有滑槽ⅰ22、滑槽ⅱ21，且环形槽ⅰ17与滑槽ⅰ22连通，环形槽ⅱ20与滑槽ⅱ21连通；在本体1底部的两侧分别开有燕尾槽5，限位楞条2上表面设有与燕尾槽5匹配的滑块9；初始状态下，卡块ⅰ18置于环形槽ⅰ17内，卡块ⅱ19置于环形槽ⅱ20内，调节筒13与转轴6能够发生相对转动，使用时，滑块9由燕尾槽5的初始端向其终端移动时，限位楞条2的内侧壁对多个顶柱8形成挤压，分别推动卡块ⅰ18、卡块ⅱ19进入至滑槽ⅰ22、滑槽ⅱ21中，使得调节筒13与转轴6形成一个整体。

本实施例中，充电堆包括交流输入电源以及多个充电模块，利用功率分配单元将不同的充电模块和与之匹配的充电终端连接，与此同时，在本体1内还设有充电站监控系统，充电站监控系统分别与上级监控系统、集控终端连通，通过集控终端能够将各充电终端的实时工况上传至上级监控系统上，以实现远程调控，而功率分配单元能够动态分配充电功率，进而同时满足多种车型充电的不同功率需求；且通过对现有的充电堆进行改进，在不改动其内部结构的前提下，于充电堆本体1下表面增加一个能够与齿带传送相匹配的底座，能够在充电堆集中运输以及安装时快速实现充电堆的平稳转移，降低充电堆在安装过程中的损伤几率；

具体使用时，运输车辆上会安装与充电堆对应的传送齿带，而多个充电堆则均匀叠放在运输车辆上，限位楞条2将顶柱8朝靠近支撑板3侧壁的方向上推动，卡块ⅰ18、卡块ⅱ19进入至滑槽ⅰ22、滑槽ⅱ21中，使得调节筒13与转轴6形成一个整体，传送齿带与位于本体1下方的驱动齿轮4啮合，只要传送皮带不启动，则能够确保在运输车辆上充电堆的安放稳定性；而当需要下放充电堆时，启动传送齿带的驱动辊，传送齿带带动驱动齿轮4开始进行水平移动，而当充电堆本体1由水平方向朝倾斜方向转移时，倾斜设置的传送齿带带动本体1向下移动，直至本体1的一端接近安装点的地面时，停止呈倾斜状态的传送齿带的工作，通过人工将两个限位楞条2沿充电堆本体1移动的反方向抽出一部分，使得首先靠近倾斜放置的传送齿带的驱动齿轮4所对应的弹簧15在受到的挤压力消除后回复形变，相对应的卡块ⅰ18、卡块ⅱ19分别从滑槽ⅰ22、滑槽ⅱ21中脱离出来，同时调节筒13与转轴6之间能够进行相对转动，且在本体1自身重力因素的影响下，使得呈倾斜状态的传动齿带无法对能够绕转轴6自由转动的传动齿轮造成限制，此时能够有效避免本体1与地面接触时产生硬性碰撞，同时也实现充电堆本体1的快速转运；同样地，在充电堆回厂维修或是回收时，同样不需要使用到大型吊装设备，在启动专业的运输车上的两个传送齿带之前，将限位楞条2沿燕尾槽5一端移动至另一端，使得滑块9由燕尾槽5的初始端向其终端移动时，限位楞条2的内侧壁对多个顶柱8形成挤压，分别推动卡块ⅰ18、卡块ⅱ19进入至滑槽ⅰ22、滑槽ⅱ21中，使得调节筒13与转轴6形成一个整体，即本体1底部的多个驱动齿轮4无法转动，利用倾斜设置的传动齿带以及水平放置的传送齿带，即能将充电堆本体1转运至运输车辆上。综上所述，通过对本体1底部的设计，使得在规模推广应用充电堆时，能够实现充电堆按照预设的安装点位进行沿线铺设，并且不使用大型的吊装起吊设备，降低安装成本的同时，还能适用于各类特殊地形的安放，在充电堆集中运输以及安装时快速实现充电堆的平稳转移，减少充电堆在安装过程中出现的损伤。

实施例2

如图2～4所示，本实施例在实施例1的基础之上，所述滑槽ⅰ22与所述转轴6的轴线所形成的平面为l，所述滑槽ⅱ21与所述转轴6的轴线所形成的平面为h，且l与h之间形成一个夹角α。滑槽ⅰ22与滑槽ⅱ21并未设置在同一条直线上，使得调节筒13与转轴6之间的连接点处于转轴6外圆周壁上的不同位置，使得在卡块ⅰ18、卡块ⅱ19进入到滑槽ⅰ22、滑槽ⅱ21后，调节筒13与转轴6之间的连接更加稳定，当本体1在传动过程中，同一个调节筒13内的卡块ⅰ18出现应力损伤时，卡块ⅱ19能够继续保持调节筒13与转轴6之间的连接，并且由于卡块ⅰ18与卡块ⅱ19处于同一圆周的不同的位置上，两者的受力情况不同，在驱动齿轮4与外部的传送齿带之间发生硬性接触时，调节筒13会产生沿转轴6周向的跳动，而滑槽ⅰ22与转轴6的轴线所形成的平面和滑槽ⅱ21与转轴6的轴线所形成的平面之间形成一个夹角α，使得无论是转轴6相对于调节筒13产生正向或是反向的转动，转轴6与调节筒13之间均具备两个接触点，且卡块ⅰ18与卡块ⅱ19之间对应有两段圆弧，即一段优弧和一段劣弧，在调节筒13与转轴6之间产生相互运动的趋势时，卡块ⅰ18自身受到的应力对应于一段优弧上，而卡块ⅱ19自身受到的应力则对应于一段劣弧上，即卡块ⅰ18与卡块ⅱ19将转轴6与调节筒13之间产生的作用应力直接分配，而并非由卡块ⅰ18或是卡块ⅱ19完全承受所有的作用应力，进而降低卡块ⅰ18与卡块ⅱ19在使用过程中的受损几率。

作为优选，夹角α为钝角，且将卡块ⅰ18与卡块ⅱ19分别设置在调节筒13内圆周壁的下半部分，则以卡块ⅰ18所处位置为起点沿调节筒13内圆周壁的周向，经过调节筒13内圆周壁的上部后到达卡块ⅱ19所处的位置后形成一段优弧，该段优弧对应的圆心角即为夹角α，卡块ⅰ18与卡块ⅱ19的位置确定后，使得在初始状态下，调节筒13与转轴6能够发生相对转动时，卡块ⅰ18与卡块ⅱ19分别能够在环形槽ⅰ17、环形槽ⅱ20中自由转动，而当驱动齿轮4停止转动时，在卡块ⅰ18与卡块ⅱ19的重力作用下，调节筒13能够自动复位，即卡块ⅰ18与卡块ⅱ19的端部分别与滑槽ⅰ22、滑槽ⅱ21的入口端对应，以方便在限位楞条2对顶柱8形成挤压后，调节筒13直接能够与转轴6连接成一个整体。

实施例3

如图3所示，本实施例在所述顶柱8的外侧端部上设有两个斜面11，且两个斜面11沿顶柱8的轴线对称分布，每一个斜面11与顶柱8的轴线之间形成一个锐角，当滑块9由燕尾槽5的初始端向其终端移动时，限位楞条2的端面能够沿顶柱8端部的任意一个斜面11对顶柱8进行挤压。进一步地，限位楞条2的作用在于对多个顶柱8的外侧端部形成挤压，以推动调节筒13与转轴6连接成一个整体，且由于限位楞条2滑动设置，使得顶柱8的外侧端面与限位楞条2的内侧壁之间会形成摩擦，对此，为减小两者之间的磨损，申请人在顶柱8的外侧端部上设有两个斜面11，且两个斜面11沿顶柱8的轴线对称分布，每一个斜面11与顶柱8的轴线之间形成一个锐角，使得限位楞条2在移动时受到的移动阻力减小，同时还能保证对每一个顶柱8端面的持续挤压效果。

其中，本实施例通过在限位楞条2的内侧壁上开设限位槽，使得在初始状态下多个顶柱8被完全包裹，且在限位槽内设有截面呈圆弧形的顶板10，使得顶柱8与顶板10之间能够实现圆滑过渡，进而降低顶柱8与顶板10之间的磨损量。

本实施例在所述转轴6的外圆周壁上转动设置有调节辊23，调节辊23的外径小于所述驱动齿轮4的外径。在本体1安装过程中会与其他部件发生碰撞，容易导致转轴6发生硬性受损，对此，在不影响驱动齿轮4正常工作的前提下，在转轴6上转动设置一个外径小于驱动齿轮4外径的调节辊23，在遇到碰撞物时，调节辊23通过自身转动能够将碰撞所产生的作用力所缓冲，以起到保护转轴6的效果。

作为优选，在调节辊23的外圆周壁上设置弹性橡胶层，能够使得调节辊23的缓冲性能达到最佳，并且能够减小调节辊23自身的受损程度。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。