本公開涉及車輛換電領(lǐng)域，特別是涉及一種車輛換電裝置及換電系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、二次電池尤其是鋰離子電池具有電壓高、比能量大、循環(huán)壽命長、綠色無污染、工作溫度范圍寬及自放電小等優(yōu)點，在新能源電動汽車的動力設(shè)備方面得到廣泛應(yīng)用，對解決人類環(huán)境污染和能源危機有著重大意義。

2、為了滿足新能源車輛的能量補充需求，一些相關(guān)技術(shù)建立換電站對到達(dá)的車輛進(jìn)行電池更換，而如何提高電池更換的適應(yīng)性成為重要問題之一。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、在本公開的一個方面，提供一種車輛換電裝置，用于更換車輛的電池組件，包括：可行走底盤；加解鎖平臺，設(shè)置在所述可行走底盤上；和提升機構(gòu)，設(shè)置在所述可行走底盤上，并與所述加解鎖平臺可操作地連接，被配置為驅(qū)動所述加解鎖平臺升降；其中，所述加解鎖平臺包括：框架結(jié)構(gòu)，被配置為對待安裝或待拆卸的電池組件進(jìn)行支撐；和至少一個加解鎖機構(gòu)，設(shè)置在所述框架結(jié)構(gòu)上，用于實現(xiàn)所述電池組件相對于所述車輛的鎖定或解鎖。

2、相比于相關(guān)技術(shù)中加解鎖平臺通過較厚的法蘭板來確保支撐電池組件的剛度要求，本實施例采用包含具有較強承載能力的框架結(jié)構(gòu)的加解鎖平臺進(jìn)行電池組件的支撐和加解鎖機構(gòu)的安裝，可以在滿足加解鎖平臺的剛度要求的同時省去法蘭板的設(shè)置，降低加解鎖平臺的整體高度，從而降低車輛換電裝置所需的車輛底盤高度空間的需求，提高車輛換電裝置對不同車輛底盤高度的換電適應(yīng)性。

3、在一些實施例中，所述框架結(jié)構(gòu)包括：成對的承載梁，所述承載梁具有用于支撐待安裝或待拆卸的電池組件的承載表面；和聯(lián)系梁，位于所述成對的承載梁之間，并與所述成對的承載梁均固定連接。

4、通過成對的承載梁實現(xiàn)對電池組件的支撐作用，并通過聯(lián)系梁來固定成對的承載梁的相對位置，并提高承載梁的承載能力。

5、在一些實施例中，所述承載梁具有多個安裝部，所述至少一個加解鎖機構(gòu)在所述多個安裝部中的至少部分可選擇地安裝。

6、承載梁除了用于承載電池組件，還提供了加解鎖機構(gòu)的安裝部，使得加解鎖機構(gòu)能夠根據(jù)電池組件的鎖定頭的位置進(jìn)行選擇性的安裝，從而實現(xiàn)對不同電池組件加解鎖的適應(yīng)性。

7、在一些實施例中，所述安裝部包括沿第一方向貫穿所述承載梁的安裝孔，所述第一方向平行于所述承載梁的承載表面，且與所述承載梁的延伸方向呈夾角，所述加解鎖機構(gòu)穿設(shè)于所述安裝孔，且具有相對于所述承載梁的承載表面向上凸出的輸出端。

8、通過沿第一方向貫穿承載梁的安裝孔來安裝加解鎖機構(gòu)，并使加解鎖機構(gòu)的輸出向上凸出，使得加解鎖機構(gòu)與承載梁在高度上部分重疊，從而可以節(jié)省加解鎖機構(gòu)在垂直于承載梁的承載表面的方向上的占用高度，有利于進(jìn)一步降低加解鎖平臺的整體高度，降低車輛換電裝置所需的車輛底盤高度空間的需求，提高車輛換電裝置對不同車輛底盤高度的換電適應(yīng)性。

9、在一些實施例中，所述安裝部還包括位于所述承載梁側(cè)壁的第一定位槽，所述第一定位槽沿所述第一方向相對于所述承載梁側(cè)壁內(nèi)凹，所述安裝孔位于所述第一定位槽的槽底，所述加解鎖機構(gòu)的部分外輪廓被配置為在所述加解鎖機構(gòu)穿設(shè)于所述安裝孔的狀態(tài)下嵌在所述第一定位槽內(nèi)。

10、通過承載梁側(cè)壁的第一定位槽實現(xiàn)加解鎖機構(gòu)在安裝孔安裝時的定位作用，以提高加解鎖機構(gòu)的輸出端與電池的鎖定頭的對齊程度。

11、在一些實施例中，所述第一定位槽沿所述承載梁的承載表面的垂直方向延伸到所述承載梁的承載表面和所述承載表面的相反側(cè)表面中的至少一個。

12、采用延伸到承載表面和承載表面的相反側(cè)表面的至少一個的第一定位槽，可以簡化第一定位槽的加工過程，提高加工效率。

13、在一些實施例中，所述加解鎖機構(gòu)包括：直角換向減速器，穿設(shè)于所述安裝孔，并與所述安裝孔固定連接；電機，與所述直角換向減速器驅(qū)動連接，并位于所述成對的承載梁的內(nèi)側(cè)；和加解鎖套筒，可轉(zhuǎn)動地設(shè)置在所述直角換向減速器內(nèi)，并位于所述成對的承載梁的外側(cè)；其中，所述電機相對于所述直角換向減速器沿平行于所述第一方向的方向延伸，所述加解鎖套筒作為所述加解鎖機構(gòu)的輸出端，相對于所述直角換向減速器沿垂直于所述承載梁的承載表面的方向向上伸出。

14、采用直角換向減速器來連接橫向設(shè)置的電機和豎向輸出的加解鎖套筒，這樣加解鎖套筒能夠與電池組件上的鎖定頭匹配，并在電機驅(qū)動下經(jīng)由直角換向減速器來實現(xiàn)對電池的加鎖或解鎖的操作，而且這種直角結(jié)構(gòu)占用較少的高度空間，有利于進(jìn)一步降低加解鎖平臺的整體高度，降低車輛換電裝置所需的車輛底盤高度空間的需求，提高車輛換電裝置對不同車輛底盤高度的換電適應(yīng)性。

15、在一些實施例中，所述電機包括伺服電機。

16、采用伺服電機進(jìn)行加解鎖套筒的驅(qū)動，可以提高加解鎖操作的精確性，降低加解鎖操作失敗的風(fēng)險。

17、在一些實施例中，所述加解鎖機構(gòu)還包括彈性件，所述彈性件設(shè)置在所述直角換向減速器內(nèi)，并與所述加解鎖套筒連接，所述加解鎖套筒被配置為響應(yīng)于受到向下的擠壓力相對于所述直角換向減速器發(fā)生向下的位移，并使所述彈性件發(fā)生變形。

18、在加解鎖機構(gòu)與電池的鎖定頭對接的過程中，鎖定頭有可能與加解鎖套筒頂端的鎖定孔未到達(dá)匹配位置而無法形成鎖定頭和鎖定孔的嵌接關(guān)系，此時加解鎖套筒受到向下的擠壓力而相對于所述直角換向減速器發(fā)生向下的位移，并且壓縮彈性件。待電機驅(qū)動加解鎖套筒轉(zhuǎn)動時，彈性件能夠在鎖定孔轉(zhuǎn)動到與電池的鎖定頭對齊的位置時提供使兩者嵌接的彈力，實現(xiàn)加解鎖套筒與電池的鎖定頭的連接，從而進(jìn)一步實現(xiàn)對電池的加鎖或者解鎖。

19、在一些實施例中，所述加解鎖平臺包括多個加解鎖機構(gòu)，所述多個加解鎖機構(gòu)包括間隔排布在所述成對的承載梁上的兩組所述加解鎖機構(gòu)，兩組所述加解鎖機構(gòu)沿所述承載梁的延伸方向錯開布置。

20、通過使成對的承載梁上分別安裝的加解鎖機構(gòu)在承載梁的延伸方向上錯開布置，可以降低電池組件中相鄰電池或相鄰電池組件分別對應(yīng)的加解鎖機構(gòu)之間的干涉風(fēng)險。

21、在一些實施例中，所述加解鎖平臺還包括：導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，設(shè)置在所述承載梁上，被配置為引導(dǎo)所述電池組件相對于所述框架結(jié)構(gòu)的運動。

22、通過加解鎖平臺上的導(dǎo)向結(jié)構(gòu)對電池組件的運動引導(dǎo)，可以使電池組件順暢穩(wěn)定地從車輛上拆卸下來或安裝到車輛上。

23、在一些實施例中，所述導(dǎo)向結(jié)構(gòu)包括：銷座，可選擇地設(shè)置在所述成對的承載梁的外側(cè)側(cè)壁上的至少一個位置；和導(dǎo)向銷，設(shè)置在所述銷座上，并相對于所述承載梁的承載表面向上凸出。

24、銷座在承載梁外側(cè)側(cè)壁的設(shè)置位置是可選擇地的，這樣可以根據(jù)不同電池組件的導(dǎo)向孔的具體位置進(jìn)行相應(yīng)地調(diào)整，從而滿足不同電池組件的導(dǎo)向需求。并且，通過設(shè)置在承載梁外側(cè)側(cè)壁上的銷座來安裝向上凸起的導(dǎo)向銷，可以方便地進(jìn)行導(dǎo)向銷的裝卸和更換。

25、在一些實施例中，所述承載梁具有位于所述成對的承載梁的外側(cè)側(cè)壁的第二定位槽，所述銷座嵌在所述第二定位槽內(nèi)，并與所述第二定位槽的槽底固定連接，所述第二定位槽沿所述第一方向相對于所述承載梁側(cè)壁內(nèi)凹，并沿所述承載梁的承載表面的垂直方向延伸。

26、采用第二定位槽來定位銷座，通過銷座的穩(wěn)定定位來提高設(shè)置在銷座上的導(dǎo)向銷的導(dǎo)向角度準(zhǔn)確性。

27、在一些實施例中，所述框架結(jié)構(gòu)包括多個所述聯(lián)系梁，所述銷座與多個所述聯(lián)系梁中的至少一個連接所述承載梁的端部相對設(shè)置。

28、將銷座設(shè)置在與聯(lián)系梁的連接端相對的位置，可以在導(dǎo)向銷或銷座受到側(cè)向力時將力傳遞給對應(yīng)的聯(lián)系梁，從而改善加解鎖平臺的整體剛度。

29、在一些實施例中，所述聯(lián)系梁包括：

30、支撐板，具有用于支撐待安裝或待拆卸的電池組件的承載表面；和

31、加強結(jié)構(gòu)，與所述支撐板和所述成對的承載梁中的至少一個固定連接。

32、聯(lián)系梁采用具有能夠承載電池組件的支撐板可以增加電池組件的支撐面積，提高電池組件的支撐穩(wěn)定性，降低對承載梁的剛度要求，有利于降低對承載梁的材料和尺寸的要求。加強結(jié)構(gòu)則可以對支撐板形成加強作用，減少支撐板在支撐電池組件時的變形。

33、在一些實施例中，所述支撐板的承載表面與所述承載梁的承載表面平齊。

34、通過使支撐板的承載表面與所述承載梁的承載表面平齊，可以使框架結(jié)構(gòu)形成對電池組件較大且平坦的支撐面積，提高電池組件支撐的穩(wěn)定性。

35、在一些實施例中，所述框架結(jié)構(gòu)包括至少三個聯(lián)系梁，所述至少三個聯(lián)系梁沿所述承載梁的延伸方向間隔排布，并與所述成對的承載梁圍出沿所述承載梁的延伸方向排布的至少兩個區(qū)域，所述加解鎖平臺包括多個加解鎖機構(gòu)，每個加解鎖機構(gòu)的部分結(jié)構(gòu)位于所述至少兩個區(qū)域之一。

36、通過承載梁和聯(lián)系梁圍出多個區(qū)域來容納加解鎖機構(gòu)的部分結(jié)構(gòu)，使得加解鎖機構(gòu)與框架結(jié)構(gòu)在橫向空間上部分重疊，從而有利于減少加解鎖平臺的橫向尺寸，進(jìn)而有利于布置更多的加解鎖平臺來滿足不同電池組件的組合的換電需求。

37、在一些實施例中，所述加解鎖平臺還包括與所述提升機構(gòu)連接的柔性吊索。

38、柔性吊索可以實現(xiàn)加解鎖平臺相對于提升機構(gòu)的浮動，以便在加解鎖機構(gòu)與電池組件的鎖定頭匹配時能夠卸除橫向的力，降低因安裝或運行誤差導(dǎo)致加解鎖機構(gòu)受力而損壞的風(fēng)險。

39、在一些實施例中，所述車輛換電裝置包括多個加解鎖平臺，所述多個加解鎖平臺沿垂直于所述加解鎖平臺的升降方向的至少一個方向間隔排布。

40、通過設(shè)置多個加解鎖平臺可滿足更多樣的電池組件的組合的換電需求。

41、在一些實施例中，所述提升機構(gòu)包括：提升架，與所述多個加解鎖平臺的框架結(jié)構(gòu)連接；和提升驅(qū)動機構(gòu)，設(shè)置在所述可行走底盤上，并與所述提升架驅(qū)動連接，被配置為驅(qū)動所述提升架升降，以帶動所述多個加解鎖平臺同步升降。

42、通過提升架實現(xiàn)多個加解鎖平臺的框架結(jié)構(gòu)的連接，從而通過對提升架的驅(qū)動作用來實現(xiàn)多個加解鎖平臺同步升降，以滿足電池組件整體升降的需要。

43、在一些實施例中，所述提升架包括：第一提升件、第二提升件和多個連接梁，所述第一提升件和所述第二提升件相對設(shè)置，所述多個加解鎖平臺均位于所述第一提升件和所述第二提升件之間，所述多個連接梁的一端與所述第一提升件固定連接，另一端與所述第二提升件固定連接，所述多個加解鎖平臺的框架結(jié)構(gòu)鄰近所述第一提升件的一端通過柔性吊索與所述第一提升件連接，所述多個加解鎖平臺的框架結(jié)構(gòu)鄰近所述第二提升件的一端通過柔性吊索與所述第二提升件連接。

44、通過第一提升件和第二提升件來連接各個加解鎖平臺的框架結(jié)構(gòu)的兩端，并通過多個連接梁連接第一提升件和第二提升件，來降低提升架發(fā)生翻轉(zhuǎn)的風(fēng)險。

45、在一些實施例中，所述第一提升件的上側(cè)和所述第二提升件的上側(cè)均具有多個缺口，所述柔性吊索在所述第一提升件和所述第二提升件的連接點均位于所述多個缺口中相鄰缺口之間的實體部分。

46、通過使柔性吊索連接第一提升件和第二提升件位于相鄰缺口之間的實體部分，可以實現(xiàn)柔性吊索分別與第一提升件和第二提升件在較高位置的連接點，這樣柔性吊索和加解鎖平臺在高度方向上至少部分重疊，有利于降低車輛換電裝置的高度，減少對車輛底盤高度空間的需求，提高車輛換電裝置對不同車輛底盤高度的換電適應(yīng)性。而缺口部分可以方便運載電池組件的相關(guān)結(jié)構(gòu)進(jìn)入，簡化電池組件相對于車輛換電裝置的裝卸操作。

47、在一些實施例中，所述多個連接梁的數(shù)量與所述多個加解鎖平臺的數(shù)量相同，且一一對應(yīng)。

48、各個加解鎖平臺的框架結(jié)構(gòu)在通過柔性吊索連接第一提升件和第二提升件時，各個加解鎖平臺所對應(yīng)的連接梁能夠使提升架的受力更均勻，降低局部受力而過度變形的風(fēng)險。

49、在一些實施例中，所述多個連接梁中的至少一個具有沿所述連接梁的延伸方向間隔排布的一個或多個減重孔。

50、通過連接梁上的減重孔降低連接梁的重量，以降低提升架的重量，從而有利于降低車輛換電裝置整體的重量。

51、在本公開的一個方面，提供一種換電系統(tǒng)，包括：前述的車輛換電裝置。