电动商用车电池更换装置及换电系统制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种适用于电动商用车的电池更换装置，包括：主框架；定位机构，由垂直定位机构和水平定位机构组成，垂直定位机构设于主框架内，水平定位机构设于主框架的下部；旋转机构，设于垂直定位机构的下部；侧移机构，设于旋转机构上；推拉机构，设于侧移机构上。本发明专利技术还涉及一种包括电池更换装置的换电系统。本发明专利技术电池更换装置能够自动进行电动商用车的电池组更换，整个电池组的装卸过程由电池更换装置完成，十分方便，且更换时间短，由于提高了电池更换的效率，因此可以在单位时间内完成更多次的电池更换，电池更换周期更短，从而使充电机能够更充分地进行充电，利用率更高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及能源技术利用领域，尤其涉及一种适用于电动商用车的电池更换装 置，以及换电系统。
技术介绍
作为新能源战略和智能电网的重要组成部分，以及国务院确定的战略性新兴产业 之一，电动汽车将逐渐成为中国汽车工业和能源产业发展的重点。在电动汽车尤其是电动 商用车的商业化产业化过程中，如何对电动商用车进行能量补给则是极为重要的影响因 素，完善的能量补给系统将为电动商用车的使用提供非常重要的支撑。电动商用车的特点在于其电池组数多，大部分多达12组，占用空间大。而目前已 建设的换电设施，其电池更换装置往往采用的是半自动或人工方式，对于大批量的电池更 换过程来说，更换时间比较长，而且装卸困难，需要耗费较多的人力物力。对于换电设施来 说，由于电动商用车的电池的周转周期较长，其充电机的利用率也比较低。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种适用于电动商用车的电池更换装置及换电系统，能够提 高电池的更换效率，节省人力物力。为实现上述目的，本专利技术提供了一种适用于电动商用车的电池更换装置，包括主框架，定位机构，由垂直定位机构和水平定位机构组成，所述垂直定位机构设于所述主 框架内，用于根据控制台指令沿所述主框架的垂直立柱滑动到预设位置，所述水平定位机 构设于所述主框架的下部，用于根据控制台指令运载所述主框架在地面的水平导轨上滑动 到预设位置；旋转机构，设于所述垂直定位机构的下部，用于根据控制台指令在所述垂直定位 机构上旋转预设角度；侧移机构，设于所述旋转机构上，用于根据控制台指令沿所述旋转机构在垂直于 水平导轨的方向上侧移预设位移；推拉机构，设于所述侧移机构上，用于根据控制台指令对电池组执行推拉动作。进一步的，所述电池更换装置还包括用于发出控制台指令的控制台，所述控制台 与所述定位机构、旋转机构、侧移机构和推拉机构相连。进一步的，所述主框架包括底面、顶部框架和多根垂直立柱，所述多根垂直立柱在 所述底面和顶部框架之间垂直设置。进一步的，所述垂直定位机构包括升降框架、升降动力机构和升降传动机构，所述 升降框架设在所述垂直立柱所围成的空间内，可沿垂直立柱滑动，所述升降动力机构根据 控制台指令驱动所述升降传动机构，使所述升降框架沿所述主框架的垂直立柱滑动到预设 位置。进一步的，所述水平定位机构包括行走轮、行走动力机构和行走传动机构，所述行 走轮设于所述主框架的底面的下部，所述行走动力机构根据控制台指令驱动所述行走传动 机构，使所述主框架随着行走轮沿地面的水平导轨滑动到预设位置。进一步的 ，所述旋转机构包括旋转框架、旋转动力机构和旋转传动机构，所述旋转 框架设于所述升降框架的下部，可相对于所述旋转框架在升降框架的轴旋转，所述旋转动 力机构根据控制台指令驱动所述旋转传动机构，使所述旋转框架相对于所述旋转框架在升 降框架的轴转动到预设角度。进一步的，所述侧移机构包括侧移框架、侧移动力机构和侧移传动机构，所述侧 移框架设于所述旋转框架上，可沿旋转框架在垂直于水平导轨的方向上侧移，所述侧移动 力机构根据控制台指令驱动所述侧移传动机构，使所述侧移框架沿旋转框架在垂直于水平 导轨的方向上侧移预设距离。进一步的，所述推拉机构包括推拉框架、推拉动力机构、推拉传动机构和电磁铁， 所述推拉框架可滑动的设于所述侧移框架上，所述电磁铁设在所述推拉框架上，根据控制 台指令通过电磁作用吸放电池组，所述推拉动力机构根据控制台指令驱动所述推拉传动机 构，使所述推拉框架沿侧移框架执行推拉动作。为实现上述目的，本专利技术提供了一种包括前述任一电池更换装置的换电系统，还 包括供电单元，用于为整个换电系统提供电源；充电单元，用于对电池组进行充电，将充满电的电池排入换电序列；监控通讯单元，通过控制器局域网总线与所述供电单元、充电单元、电池更换装置 相连，用于实时接收被监控对象的运行数据，实现运行数据的存储、处理、显示、查询及告警 功能。进一步的，所述供电单元具体包括交流进线柜，用于从外部接入两路交流电源，对所述两路交流电源进行切换；交流馈线柜，用于对所述交流进线柜的交流电源进行分配，并引入所述充电单元。进一步的，所述充电单元具体包括充电架，用于放置多个电池组；充电机柜，包括多台充电机，用于对所述充电架上的电池组进行充电。进一步的，所述充电单元还包括烟雾报警单元，用于检测充电架中的电池组因过充或短路引起的烟雾，并向所述 监控通讯单元上报报警信号。进一步的，所述充电单元还包括 电池信息读取模块，用于读取电池组中的电池管理系统记录的电池数据；充电停止模块，用于根据所述电池管理系统发出的电池故障信息停止充电机的充 电操作。进一步的，所述充电单元还包括充电选择模块，用于在无法读取电池组中的电池管理系统记录的电池数据时，选 择不进行充电或选用先恒流再恒压的充电方法。进一步的，所述充电单元还包括充电状态指示模块，用于显示充电架上各个电池组的充电状态；故障告警模块，用于向所述监控通讯单元发送故障告警信息； 电池信息上报模块，用于向所述监控通讯单元传送各个电池组的电池管理系统发 送的电池数据。进一步的，所述监控通讯单元包括数据处理模块，用于实时接收被监控对象的运行数据，实现运行数据的存储、处 理、显示、查询及告警功能；远程控制模块，用于对换电序列和电动商用车进行调度以及向电池更换装置及充 电单元进行远程控制；数据转发模块，用于向上层的调度中心转发运行数据。基于上述技术方案，本专利技术电池更换装置能够自动进行电动商用车的电池组更 换，整个电池组的装卸过程由电池更换装置完成，十分方便，且更换时间短，由于提高了电 池更换的效率，因此可以在单位时间内完成更多次的电池更换，电池更换周期更短，从而使 充电机能够更充分地进行充电，利用率更高。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本发 明的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中图1为本专利技术换电系统的一实施例的结构示意图。图2为本专利技术换电系统实施例中的供电单元的结构示意图。图3为本专利技术换电系统实施例中的充电单元的结构示意图。图4为本专利技术换电系统实施例中的监控通讯单元的监控和通讯连线示意图。图5为本专利技术换电系统实施例的一种换电流程的流程示意图。图6为本专利技术换电系统的一种换电工位的平面布置示意图。图7为本专利技术电池更换装置的一实施例的结构示意图。图8为本专利技术电池更换装置实施例的一种电池更换流程的流程示意图。具体实施例方式下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。如图1所示，为本专利技术换电系统的一实施例的结构示意图。在本实施例中，换电系 统包括供电单元1、充电单元2、电池更换装置3以及监控通讯单元4。其中，供电单元1负 责为整个换电系统提供电源。充电单元2负责对电动商用车可使用的电池组进行充电，将 充满电的电池组排入换电序列。这里的换电序列是指作为备选的更换电池组的多个充满电 的电池组的信息。监控通讯单元4通过控制器局域网(Controller Area Network，简称CAN)总线与 供电单元1、充电单元2、电池更换装置3相连，监控通讯单元4对供电单元1、充电单元2、电 池更换装置3进行监控和控制，并实时接收被监控对象的运行数据，实现运行数据的存储、 处理、显示、查询及告警本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于电动商用车的电池更换装置，包括：主框架；定位机构，由垂直定位机构和水平定位机构组成，所述垂直定位机构设于所述主框架内，用于根据控制台指令沿所述主框架的垂直立柱滑动到预设位置，所述水平定位机构设于所述主框架的下部，用于根据控制台指令运载所述主框架在地面的水平导轨上滑动到预设位置；旋转机构，设于所述垂直定位机构的下部，用于根据控制台指令在所述垂直定位机构上旋转预设角度；侧移机构，设于所述旋转机构上，用于根据控制台指令沿所述旋转机构在垂直于水平导轨的方向上侧移预设位移；推拉机构，设于所述侧移机构上，用于根据控制台指令对电池组执行推拉动作。

【技术特征摘要】
1.一种适用于电动商用车的电池更换装置，包括主框架；定位机构，由垂直定位机构和水平定位机构组成，所述垂直定位机构设于所述主框架 内，用于根据控制台指令沿所述主框架的垂直立柱滑动到预设位置，所述水平定位机构设 于所述主框架的下部，用于根据控制台指令运载所述主框架在地面的水平导轨上滑动到预 设位置；旋转机构，设于所述垂直定位机构的下部，用于根据控制台指令在所述垂直定位机构 上旋转预设角度；侧移机构，设于所述旋转机构上，用于根据控制台指令沿所述旋转机构在垂直于水平 导轨的方向上侧移预设位移；推拉机构，设于所述侧移机构上，用于根据控制台指令对电池组执行推拉动作。2.根据权利要求1所述的电池更换装置，其中，所述电池更换装置还包括用于发出控 制台指令的控制台，所述控制台与所述定位机构、旋转机构、侧移机构和推拉机构相连。3.根据权利要求1或2所述的电池更换装置，其中，所述主框架包括底面、顶部框架和 多根垂直立柱，所述多根垂直立柱在所述底面和顶部框架之间垂直设置。4.根据权利要求3所述的电池更换装置，其中，所述垂直定位机构包括升降框架、升降 动力机构和升降传动机构，所述升降框架设在所述垂直立柱所围成的空间内，可沿垂直立 柱滑动，所述升降动力机构根据控制台指令驱动所述升降传动机构，使所述升降框架沿所 述主框架的垂直立柱滑动到预设位置。5.根据权利要求3所述的电池更换装置，其中，所述水平定位机构包括行走轮、行走动 力机构和行走传动机构，所述行走轮设于所述主框架的底面的下部，所述行走动力机构根 据控制台指令驱动所述行走传动机构，使所述主框架随着行走轮沿地面的水平导轨滑动到 预设位置。6.根据权利要求4所述的电池更换装置，其中所述旋转机构包括旋转框架、旋转动力 机构和旋转传动机构，所述旋转框架设于所述升降框架的下部，可相对于所述旋转框架在 升降框架的轴旋转，所述旋转动力机构根据控制台指令驱动所述旋转传动机构，使所述旋 转框架相对于所述旋转框架在升降框架的轴转动到预设角度。7.根据权利要求6所述的电池更换装置，其中，所述侧移机构包括侧移框架、侧移动 力机构和侧移传动机构，所述侧移框架设于所述旋转框架上，可沿旋转框架在垂直于水平 导轨的方向上侧移，所述侧移动力机构根据控制台指令驱动所述侧移传动机构，使所述侧 移框架沿旋转框架在垂直于水平导轨的方向上侧移预设距离。8.根据权利要求7所述的电池更换装置，其中，所述推拉机构包括推...

【专利技术属性】
技术研发人员：王相勤，胡江溢，贾俊国，邱进煊，徐武峰，张东江，于文斌，董新生，连湛伟，郝战铎，
申请(专利权)人：国家电网公司，许继集团有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]