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、為了滿足新能源電動汽車的能量補充需求，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：框架；支撐臺，設(shè)置在所述框架上，被配置為對待安裝或待拆卸的電池組件進(jìn)行支撐；提升機構(gòu)，設(shè)置在所述框架上，并與所述支撐臺可操作地連接，被配置為驅(qū)動所述支撐臺升降；和多個加解鎖機構(gòu)，設(shè)置在所述支撐臺上，用于實現(xiàn)所述電池組件相對于所述車輛的鎖定或解鎖；其中，所述多個加解鎖機構(gòu)在所述支撐臺的支撐表面上間隔排布，所述多個加解鎖機構(gòu)包括至少兩組加解鎖機構(gòu)，各組加解鎖機構(gòu)的控制是相互獨立的。

2、在由提升機構(gòu)驅(qū)動升降的支撐臺上設(shè)置多個加解鎖機構(gòu)，并使多個加解鎖機構(gòu)在支撐臺上間隔排布，多個加解鎖機構(gòu)包括在控制上相互獨立的至少兩組。通過在多個加解鎖機構(gòu)中進(jìn)行選擇和進(jìn)行加解鎖操作的控制，可以滿足多種不同電池組合形式對應(yīng)的鎖定要求，提高車輛換電裝置對車輛不同電池組合形式的換電適應(yīng)性。

3、在一些實施例中，所述至少兩組加解鎖機構(gòu)中的部分組或全部組具有一個加解鎖機構(gòu)。

4、通過使各組加解鎖機構(gòu)中的部分或全部具有一個加解鎖機構(gòu)，可使得更多的加解鎖機構(gòu)獨立控制，可以提高對不同組合形式的電池組件的加解鎖操作的適應(yīng)性。

5、在一些實施例中，所述支撐臺包括至少兩個支撐板，所述提升機構(gòu)包括至少兩組提升組件，所述至少兩組提升組件與所述至少兩個支撐板一一對應(yīng)且可操作地連接，各組提升組件的控制是聯(lián)動的或相互獨立的。

6、考慮到待換電車輛因車輛胎壓可能有所不同或者場地不平整等情況導(dǎo)致車輛底盤與場地之間并不平行，可能影響電池的正常更換。通過設(shè)置至少兩個支撐板，并通過在控制上相互獨立的至少兩組提升組件來分別對至少兩個支撐板進(jìn)行連接，可以根據(jù)待換電車輛的底盤與所在場地的傾角或各個電池組件的安裝高度來調(diào)整各個支撐板相對于場地的距離，以實現(xiàn)電池的正常更換。此外，也可以適用于一些采用多個電池組件以不同安裝高度布置或電池組件傾斜布置的車輛的電池更換需求。

7、在車輛底盤與場地之間平行等情形中，各組提升組件的控制也可以是聯(lián)動的，從而有利于簡化控制邏輯，降低控制難度。

8、在一些實施例中，所述至少兩個支撐板沿第一方向排布，每組提升組件的一部分和另一部分分別位于所述提升組件對應(yīng)的支撐板在第二方向相對的兩端的外側(cè)，所述第一方向與所述第二方向垂直，且所述第一方向和所述第二方向均垂直于所述支撐臺的提升方向。

9、通過使提升組件對沿第一方向排布的至少兩個支撐板在第二方向上的相對兩端的外側(cè)進(jìn)行布置，可使支撐板可以更緊湊地排布，減少提升組件和支撐板在第一方向上的空間占用和相互干涉，并且有利于實現(xiàn)支撐板的穩(wěn)定提升。

10、在一些實施例中，每組提升組件中的各個提升組件的控制是聯(lián)動的或相互獨立的。

11、通過使每組提升組件中的各個提升組件獨立控制，配合著各組提升組件的聯(lián)動控制或相互獨立控制，可以選擇性地使一部分或全部提升組件升降到相同或不同高度，從而更靈活地調(diào)整支撐板相對于場地的傾角，滿足待換電車輛的底盤與所在場地之間不同傾角或車輛的不同傾斜布置電池角度的電池更換需要。

12、對于可以獨立控制或聯(lián)動控制的各組提升組件，每組提升組件的控制也可以是聯(lián)動的，從而有利于簡化控制邏輯，降低控制難度。

13、在一些實施例中，所述多個加解鎖機構(gòu)分布在各個支撐板沿所述第一方向相對的兩個側(cè)邊上。

14、通過使加解鎖機構(gòu)分布在支撐板沿多個支撐板排布方向的相對側(cè)邊上，可使各個加解鎖機構(gòu)與位于第二方向兩端外側(cè)的提升組件不發(fā)生干涉，而且還有利于實現(xiàn)對加解鎖機構(gòu)的布置、拆卸和更換。

15、在一些實施例中，位于同一側(cè)邊的加解鎖機構(gòu)沿所述第二方向間隔排布。

16、對于位于同一側(cè)邊的加解鎖機構(gòu)來說，使其沿第二方向間隔排布，可以在第二方向上實現(xiàn)電池的多點鎖定或多個電池的鎖定，滿足不同組合形式的電池組件的加解鎖需求。

17、在一些實施例中，所述提升機構(gòu)包括至少兩組提升組件，所述至少兩組提升組件中的至少一個提升組件包括：線性伸縮式執(zhí)行器，設(shè)置在所述框架的底面上，被配置為驅(qū)動所述支撐臺沿第三方向運動，所述第三方向與所述支撐臺的提升方向平行；和提升件，具有用于支撐所述支撐臺的支撐端和與所述線性伸縮式執(zhí)行器的驅(qū)動端連接的連接端，其中，所述連接端位于所述支撐端遠(yuǎn)離所述框架的底面的一側(cè)。

18、提升組件采用線性伸縮式執(zhí)行器和提升件來驅(qū)動支撐臺進(jìn)行升降運動，提升件在線性伸縮式執(zhí)行器的驅(qū)動端直線驅(qū)動下調(diào)整其所支撐的支撐臺的高度位置，這樣有利于使電池處于更靠下的支撐位置，允許更大的提升距離，以滿足較低底盤的車輛的換電需求。

19、在一些實施例中，所述線性伸縮式執(zhí)行器包括：剛性鏈機構(gòu)，具有殼體和設(shè)置于所述殼體的剛性鏈，所述剛性鏈的末端與所述連接端固定連接；電機，與所述剛性鏈機構(gòu)驅(qū)動連接，被配置為驅(qū)動所述剛性鏈相對于所述殼體運動；和伸縮臂，與所述殼體和所述連接端均連接，且套在所述剛性鏈的外側(cè)。

20、采用剛性鏈機構(gòu)可以在獲得較高控制精度的同時實現(xiàn)更緊湊的結(jié)構(gòu)，占用較少空間，而且伸縮臂套在剛性鏈外側(cè)可以對剛性鏈的運行進(jìn)行保護(hù)，以減少側(cè)向力對剛性鏈的不利影響。

21、在一些實施例中，所述電機包括伺服電機。

22、采用伺服電機對剛性鏈機構(gòu)進(jìn)行驅(qū)動，可以配合著具有較高精度的剛性鏈實現(xiàn)更精確的控制效果，并實現(xiàn)更高的傳動效率。

23、在一些實施例中，所述線性伸縮式執(zhí)行器的驅(qū)動端具有第一工作位置，所述提升件被配置為在所述線性伸縮式執(zhí)行器的驅(qū)動端處于所述第一工作位置的狀態(tài)下，使所述連接端在所述第三方向上相對于所述框架的底面的距離不高于所述框架在所述第三方向上的高度。

24、在線性伸縮式執(zhí)行器的驅(qū)動端處于第一工作位置時，通過使提升件的連接端在第三方向上相對于所述框架的底面的距離不高于所述框架在所述第三方向上的高度，可以使提升組件在線性伸縮式執(zhí)行器的縮回位置下整體高度較低，從而更容易進(jìn)入較低底盤的車輛下側(cè)進(jìn)行換電。

25、在一些實施例中，所述框架具有電池支撐座，所述電池支撐座被配置為在所述線性伸縮式執(zhí)行器的驅(qū)動端處于所述第一工作位置的狀態(tài)下，對所述支撐臺進(jìn)行支撐，以使所述支撐端與所述支撐臺脫離接觸。

26、在框架上設(shè)置電池支撐座，在線性伸縮式執(zhí)行器的驅(qū)動端處于所述第一工作位置的狀態(tài)下由電池支撐座對支撐臺進(jìn)行支撐，從而使支撐端與所述支撐臺脫離接觸，這樣可以使支撐臺獲得更穩(wěn)定的支撐作用，減少提升組件的損耗，使提升機構(gòu)不容易受到側(cè)向力的影響。

27、在一些實施例中，所述線性伸縮式執(zhí)行器的驅(qū)動端還具有第二工作位置，所述提升件被配置為在所述線性伸縮式執(zhí)行器的驅(qū)動端處于所述第二工作位置的狀態(tài)下，使所述連接端在所述第三方向上相對于所述框架的底面的距離不低于所述框架在所述第三方向上的高度的兩倍。

28、在線性伸縮式執(zhí)行器的驅(qū)動端處于第二工作位置時，提升件的連接端在第三方向上相對于所述框架的底面的距離不低于所述框架在所述第三方向上的高度的兩倍，這使得支撐臺可以實現(xiàn)更大的升降范圍，滿足更大的底盤高度范圍的換電需求。

29、在一些實施例中，所述車輛換電裝置還包括：浮動機構(gòu)，位于所述提升機構(gòu)和所述支撐臺的連接位置，被配置為使所述支撐臺相對于所述提升機構(gòu)在垂直于所述支撐臺的提升方向的至少一個方向上移動。

30、通過在提升機構(gòu)和所述支撐臺的連接位置設(shè)置浮動機構(gòu)，以便通過浮動機構(gòu)卸除加解鎖機構(gòu)在安裝或使用時受到平行于支撐臺的支撐表面的方向的力，從而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。

31、在一些實施例中，所述浮動機構(gòu)包括萬向球軸承，所述萬向球軸承位于所述提升機構(gòu)和所述支撐臺在所述支撐臺的提升方向上的相對表面之間。

32、浮動機構(gòu)采用萬向球軸承可以在實現(xiàn)浮動作用的同時，允許支撐臺在升降方向上與提升機構(gòu)脫離，方便進(jìn)行拆卸、更換，而且這種浮動機構(gòu)具有更緊湊的結(jié)構(gòu)。

33、在一些實施例中，所述車輛換電裝置還包括：舵輪組件，設(shè)置在所述框架上。

34、采用舵輪組件實現(xiàn)車輛換電裝置的行走，可以方便地進(jìn)行平移和轉(zhuǎn)向。

35、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。

36、采用前述車輛換電裝置的換電系統(tǒng)可以提高電池更換的適應(yīng)性。