一种自动化换电装置的制作方法

本申请涉及电动汽车电池技术的领域，尤其是涉及一种自动化换电装置。

背景技术：

1、电动汽车是指以车载电源为动力、用电机驱动车轮行驶的车辆，目前电动汽车由于受到电池能量限制，续驶里程通常比较短，在目前电池技术发展水平下，为了满足人们对电动汽车续驶里程的要求，更换电池成为电动汽车快速补充电能的有效手段之一。

2、集中型充电站是一种对大量电池集中存储、集中充电、统一配送，并在电池配送站内对电动汽车进行电池更换服务的新型续航模式；集中型充电站的换电设备在将电动汽车上的动力电池取下时，需要将取下的动力电池抬升并移动更换。

3、目前，小型乘用车的电池都固定在车辆的底盘上，进行电池包更换时，需要专用的换电设备移动至车辆底部，以进行电池拆卸或安装。这样的换电方式换电效率低，不适用于集中型充电站大量的换电模式和需求。

技术实现思路

1、本申请的目的是提供一种自动化换电装置，能够适用批量车辆的换电需求，实现电池包的自动更换，提高电动汽车的电池包更换效率。

2、本申请提供的一种自动化换电装置采用如下的技术方案：

3、一种自动化换电装置，包括车辆运输轨道、行走在车辆运输轨道上的搬运小车、设置在车辆运输轨道内侧的抬升机构以及分别设置在车辆运输轨道左右两侧的电池包拆卸机构和电池包安装机构，抬升机构、电池包拆卸机构和电池包安装机构均设置于换电工位中；

4、搬运小车两个为一组，对应搬运车辆的前后轮，将车辆搬运至换电工位；抬升机构包括两个前后相对设置的抬升组件，用于将换电工位处的车辆进行抬升；电池包拆卸机构包括第一固定座、第一升降组件以及拆卸机械手，第一升降组件平移连接于第一固定座，拆卸机械手连接于第一升降组件，并由第一升降组件驱动升降拆卸电池包；电池包安装机构包括第二固定座、第二升降组件以及安装机械手，第二升降组件平移连接于第二固定座，安装机械手连接于第二升降组件，并由第二升降组件驱动升降安装电池包。

5、作为本申请的一种优选技术方案，一组的两个所述搬运小车之间连接有挂杆，挂杆与两个搬运小车可拆卸连接，且挂杆的长度可调节。

6、作为本申请的一种优选技术方案，所述搬运小车两侧设置有车轮停驻板，车轮停驻板上设置有车轮凹槽，车辆运输轨道两侧平行设置有车轮支撑，车轮停驻板设置于车轮支撑上。

7、作为本申请的一种优选技术方案，所述第一固定座上设置有与车辆运输轨道垂直的第一平移导轨，第一升降组件包括第一滑动座、固定连接在第一滑动座上的第一升降气缸以及连接在第一滑动座上的动力机构，拆卸机械手连接在第一升降气缸顶部。

8、作为本申请的一种优选技术方案，所述拆卸机械手包括四个能够夹持在电池包四个侧面的夹持板和连接在四个夹持板之间的连接推板，连接推板连接于第一升降气缸顶部。

9、作为本申请的一种优选技术方案，所述第一固定座远离车辆运输轨道的一侧设置有电池包放置平台，电池包放置平台包括放置支架和安装在放置支架上的两组第一输送带，两组第一输送带平行设置，靠近车辆运输轨道的一端均设置有卸料支架，连接推板上开设有与卸料支架对应的贯通槽，卸料支架可伸入到连接推板与夹持的电池包之间。

10、作为本申请的一种优选技术方案，所述第二固定座上设置有与车辆运输轨道垂直的第二平移导轨，第二升降组件包括第二滑动座、固定连接在第二滑动座上的第二升降气缸以及连接在第二滑动座上的动力机构，安装机械手连接在第二升降气缸顶部。

11、作为本申请的一种优选技术方案，所述安装机械手包括相对设置的两个上升插板和连接设置于两个上升插板之间的真空吸盘，真空吸盘连接于第二升降气缸顶部。

12、作为本申请的一种优选技术方案，所述第二固定座远离车辆运输轨道的一侧设置有电池包抓取架，电池包抓取架包括电池存储支架和伸缩支撑板，电池存储支架上设置有电池包存储仓，电池包存储仓底部设置有出口，伸缩支撑板设置在出口处打开或者关闭出口，安装机械手通过出口可伸入到电池包存储仓中。

13、作为本申请的一种优选技术方案，还包括控制器，控制器与搬运小车、抬升机构、电池包拆卸机构和电池包安装机构的动力源电性连接，并控制搬运小车、抬升机构、电池包拆卸机构和电池包安装机构的工作。

14、综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

15、1.本申请的装置利用搬运小车来搬运需要更换电池包的车辆，车辆先停驻到搬运小车上，然后由搬运小车将车辆运送至换电工位中，再由抬升机构将车辆抬升起来，方便其他设施能够进入到车辆底部对电池包进行拆卸和安装。

16、2.电池包拆卸机构采用能够平移的结构，当车辆被抬升机构抬升起来之后，拆卸机械手平移到车辆下方，将电池包快速拆卸下来，然后再移走放置到电池包放置平台被输送走，实现电池包的流程化、自动化拆卸运输。

17、3.电池包安装机构采用能够平移的结构，当旧的电池包被拆卸完之后，安装机械手从电池包抓取架上抓取新的电池包，然后平移到车辆下方，安装机械手上升将电池包安装到车辆底盘上，实现电池包的流程化、自动化运输安装。

18、4.本申请采用两个搬运小车配合运输车辆，并且两个搬运小车之间的距离可调，使得本装置能够适用不同轴距的车辆，适用范围更广。

19、5.本申请的装置在控制器的控制下能够自动运行，实现电池包更换的自动化，减少人工参与，提高了批量更换电池包工作的效率。

技术特征：

1.一种自动化换电装置，其特征在于，包括车辆运输轨道（1）、行走在车辆运输轨道（1）上的搬运小车（2）、设置在车辆运输轨道（1）内侧的抬升机构（3）以及分别设置在车辆运输轨道（1）左右两侧的电池包拆卸机构（4）和电池包安装机构（5），抬升机构（3）、电池包拆卸机构（4）和电池包安装机构（5）均设置于换电工位中；

2.根据权利要求1所述的一种自动化换电装置，其特征在于，一组的两个所述搬运小车（2）之间连接有挂杆（21），挂杆（21）与两个搬运小车（2）可拆卸连接，且挂杆（21）的长度可调节。

3.根据权利要求1所述的一种自动化换电装置，其特征在于，所述搬运小车（2）两侧设置有车轮停驻板（22），车轮停驻板（22）上设置有车轮凹槽，车辆运输轨道（1）两侧平行设置有车轮支撑（11），车轮停驻板（21）设置于车轮支撑（11）上。

4.根据权利要求1所述的一种自动化换电装置，其特征在于，所述第一固定座（41）上设置有与车辆运输轨道（1）垂直的第一平移导轨（42），第一升降组件包括第一滑动座（43）、固定连接在第一滑动座（43）上的第一升降气缸（44）以及连接在第一滑动座（43）上的动力机构，拆卸机械手（6）连接在第一升降气缸（44）顶部。

5.根据权利要求4所述的一种自动化换电装置，其特征在于，所述拆卸机械手（6）包括四个能够夹持在电池包四个侧面的夹持板（61）和连接在四个夹持板（61）之间的连接推板（62），连接推板（62）连接于第一升降气缸（44）顶部。

6.根据权利要求5所述的一种自动化换电装置，其特征在于，所述第一固定座（41）远离车辆运输轨道（1）的一侧设置有电池包放置平台（8），电池包放置平台（8）包括放置支架（81）和安装在放置支架（81）上的两组第一输送带（82），两组第一输送带（82）平行设置，靠近车辆运输轨道（1）的一端均设置有卸料支架（83），连接推板（62）上开设有与卸料支架（83）对应的贯通槽，卸料支架（83）可伸入到连接推板（62）与夹持的电池包之间。

7.根据权利要求1所述的一种自动化换电装置，其特征在于，所述第二固定座（51）上设置有与车辆运输轨道（1）垂直的第二平移导轨（52），第二升降组件包括第二滑动座（53）、固定连接在第二滑动座（53）上的第二升降气缸（54）以及连接在第二滑动座（53）上的动力机构，安装机械手（7）连接在第二升降气缸（54）顶部。

8.根据权利要求7所述的一种自动化换电装置，其特征在于，所述安装机械手（7）包括相对设置的两个上升插板（71）和连接设置于两个上升插板（71）之间的真空吸盘（72），真空吸盘（72）连接于第二升降气缸（54）顶部。

9.根据权利要求8所述的一种自动化换电装置，其特征在于，所述第二固定座（51）远离车辆运输轨道（1）的一侧设置有电池包抓取架（9），电池包抓取架（9）包括电池存储支架（91）和伸缩支撑板（92），电池存储支架（91）上设置有电池包存储仓，电池包存储仓底部设置有出口，伸缩支撑板（92）设置在出口处打开或者关闭出口，安装机械手（7）可通过出口伸入到电池包存储仓中。

10.根据权利要求1-9任一项所述的一种自动化换电装置，其特征在于，还包括控制器，控制器与搬运小车（2）、抬升机构（3）、电池包拆卸机构（4）和电池包安装机构（5）的动力源电性连接，并控制搬运小车（2）、抬升机构（3）、电池包拆卸机构（4）和电池包安装机构（5）的工作。

技术总结
本申请涉及一种自动化换电装置，包括车辆运输轨道、搬运小车、设置在车辆运输轨道内侧的抬升机构以及分别设置在车辆运输轨道左右两侧的电池包拆卸机构和电池包安装机构，抬升机构、电池包拆卸机构和电池包安装机构均设置于换电工位中；搬运小车将车辆搬运至换电工位；抬升机构用于将换电工位处的车辆进行抬升；电池包拆卸机构包括第一固定座、第一升降组件以及拆卸机械手，拆卸机械手由第一升降组件驱动升降拆卸电池包；电池包安装机构包括第二固定座、第二升降组件以及安装机械手，安装机械手由第二升降组件驱动升降安装电池包。本申请能够适用批量车辆的换电需求，实现电池包的自动更换，提高电动汽车的电池包更换效率。

技术研发人员：魏合宇,李伟杰,张坤强,刘伟,李志波,肖功科,魏合民,楚勤冲
受保护的技术使用者：北京国电光宇新技术开发有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16