一种电池包移动装置及换电站的制作方法

1.本实用新型涉及换电站技术领域，尤其涉及一种电池包移动装置及换电站。


背景技术：

2.小型换电站是给电动汽车更换电池的自动化设备，目前市面上的换电站主要由集装箱、带动力仓的电池架、升降机和换电装置组成。当电动车进入换电站后，换电装置会将耗尽电能的电池包取下，然后升降机上升到电池架的动力仓位置上，电池架动力仓将充满电的电池输送到升降机上，从而完成整个换电过程。但是，现有技术中的升降机必须在每层电池架上均安装电机，这就造成占用空间过大、控制复杂、安装维护不便和故障频发等缺点，导致综合成本过高，并且整体实用性低下。因此，需要一种电池包移动装置，能够在电池架之间进行水平方向以及竖直方向的移动，进而实现对电池包的移动，节省能源，降低控制系统的复杂度，也能够节省维修成本。


技术实现要素：

3.针对上述现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种电池包移动装置及换电站，能够在电池架之间移动以运输电池包，结构简单，安装维护方便，降低控制难度，同时节省能源，大大降低综合成本。
4.本实用新型提供的一种电池包移动装置，包括运输框架、第一驱动组件、第二驱动组件与至少一个夹紧件，所述夹紧件用于夹紧电池包；所述第一驱动组件包括驱动丝杆、移动主体和固定于所述移动主体上的传动件，所述驱动丝杆水平设置于所述运输框架，所述驱动丝杆与所述传动件螺纹连接，用于驱动所述传动件沿所述驱动丝杆的轴向方向平移；所述第二驱动组件包括同步带，所述夹紧件可转动设置于所述同步带，所述同步带位于所述移动主体的两侧，并且所述同步带与所述移动主体相对移动设置，用于带动所述夹紧件沿所述驱动丝杆的轴向方向移动。
5.进一步地，所述第二驱动组件与所述夹紧件一一对应设置。
6.进一步地，所述运输框架设置至少一组辊筒排，所述辊筒排用于供所述电池包沿所述驱动丝杆的轴向方向移动。
7.进一步地，所述运输框架不相邻的两边分别固定设置驱动装置与限位件，所述驱动装置与所述驱动丝杆的一端转动连接，所述限位件与所述驱动丝杆的另一端转动连接，所述限位件用于与所述传动件抵触。
8.进一步地，所述电池包移动装置还包括至少一组导向组件，所述导向组件包括导向轨与相对于所述导向轨滑动设置的第一滑动件，所述导向轨与所述运输框架固定连接，并且所述导向轨与所述驱动丝杆的轴向方向平行，所述第一滑动件与所述移动主体固定连接。
9.进一步地，所述同步带上还设置旋转气缸，所述旋转气缸与所述同步带固定连接，并且所述旋转气缸还与所述夹紧件的一端转动连接，用于驱动所述夹紧件转动。
10.进一步地，所述夹紧件的末端设置卡接部，所述卡接部用于与电池包匹配卡接。
11.进一步地，所述电池包移动装置还包括多个升降组件，所述升降组件位于所述运输框架的边缘，用于带动所述运输框架在竖直方向上移动。
12.优选地，所述升降组件包括固定件、连接件与第二滑动件，所述固定件与所述运输框架固定连接，所述固定件与所述第二滑动件通过所述连接件相对静止设置，所述第二滑动件用于与升降机的边框滑动连接。
13.本实用新型还提供了一种换电站，包括升降机与以上所述的电池包移动装置，所述电池包移动装置设置于所述升降机内，并且所述电池包移动装置能够在所述升降机中沿竖直方向移动。
14.实施本实用新型，具有如下有益效果：
15.1、运输框架与夹紧件之间通过第一驱动组件与第二驱动组件构成二级驱动结构，通过驱动丝杆与传动件之间的相对滑动，移动主体带动夹紧件沿移动方向移动，同步带带动夹紧件进一步向移动方向延伸，扩大了夹紧件的可移动范围；同时，当第一驱动组件与第二驱动组件缩回时，第二驱动组件几乎不占用额外空间，又能够大大节省长度空间。
16.2、辊筒排滚动设置，大大减少了电池包移动时所受到的摩擦力，移动快速顺畅。
17.3、采用旋转气缸驱动夹紧件，夹紧件末端卡住电池包的方式，提升结构紧凑度，卡接快速，节省成本。
18.4、采用升降组件连接运输框架，使得运输框架能够在升降机内上下移动，到达电池架中的多层储存位；此外，通过铰链实现运输框架的升降能够降低竖直方向上的加工精度，减少加工成本与制造难度。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施例中所使用的附图作简单的介绍，其中相同的零部件用相同的附图标记表示。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
20.图1为本实用新型所提供的电池包移动装置在移动主体伸出时的结构示意图；
21.图2为本实用新型所提供的电池包移动装置在移动主体缩回时的结构示意图；
22.图3为本实用新型的一种可能的实施方式中夹紧件的连接关系示意图；
23.图4为图3中夹紧件旋转90
°
时的结构示意图；
24.图5为本实用新型的一种可能的实施方式中升降组件的结构示意图；
25.图6为本实用新型的一种可能的实施方式中升降机的结构示意图。
26.其中，图中附图标记对应为：1-运输框架，11-辊筒排，12-限位件，2-第一驱动组件，21-驱动丝杆，22-移动主体，23-传动件，3-第二驱动组件，31-同步带，32-旋转气缸，33-滑动连接件，4-夹紧件，41-卡接部，5-导向组件，51-导向轨，52-第一滑动件，6-升降组件，61-固定件，62-连接件，63-第二滑动件，64-升降链。
具体实施方式
27.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行
清楚、完整地描述，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前”、“后”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置或结构必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制；并且，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
28.实施例
29.本实施例提供一种换电站，该换电站中具有升降机，用于移动电池包，其中，在升降机内设置一种电池包移动装置，能够在升降机中沿竖直方向进行升降；如说明书附图1-6所示，该电池包移动装置包括运输框架1与两个夹紧件4，夹紧件4用于夹紧电池包，而运输框架1用于带动夹紧电池包后的夹紧件4整体在竖直方向上移动，而在水平方向上，运输框架1与夹紧件4之间通过第一驱动组件2与第二驱动组件3连接，实现夹紧件4相对于运输框架1在水平方向的移动，夹紧件4能够伸出运输框架1的边缘，进而与放置在电池包储存仓中的电池包接触夹紧，并随着夹紧件4缩回运输框架1，电池包也被带动移动到运输框架1，之后随着运输框架1移动在换电站中运输电池包。
30.具体地，如说明书附图1-2所示，第一驱动组件2与第二驱动组件3构成二级驱动结构，延长夹紧件4在水平方向上的可移动范围；其中，第一驱动组件2包括驱动丝杆21、移动主体22以及固定于移动主体22上的传动件23，驱动丝杆21水平设置在运输框架1上，而传动件23与驱动丝杆21之间通过螺纹连接，则在驱动丝杆21旋转时，根据传动件23与驱动丝杆21之间螺纹的配合，能够驱动传动件23沿着驱动丝杆21的轴向方向平移，进而带动与传动件23固定连接的移动主体22沿驱动丝杆21的轴向方向平移，实现第一级平移运动；需要说明的是，此处的驱动丝杆21的轴向方向即为移动主体22、夹紧件4以及电池包在水平方向上的移动方向。
31.具体地，如图2所示，运输框架1具有四条边，其中，运输框架1上与移动方向垂直的两边上分别设置驱动装置与限位件12，该驱动装置与驱动丝杆21的一端转动连接，输出动力以驱使驱动丝杆21转动；而限位件12固定设置于运输框架1另一端的边上，并且与驱动丝杆21的另一端转动连接，使得驱动丝杆21能够相对于运输框架1转动，从而驱动移动主体22移动；当移动主体22向运输框架1外部伸出时，到达如图1所示的位置时，即达到移动主体22的最大可移动距离，此时，限位件12与传动件23抵触，防止传动件23过度移动，也避免传动件23从驱动丝杆21上脱离，导致移动主体22掉落，损坏电池包移动装置。
32.具体地，如说明书附图1-2所示，电池包移动装置还包括两组导向组件5，该导向组件5包括导向轨51与相对于导向轨51滑动设置的第一滑动件52，其中，两组导向组件5中的导向轨平行设置，并且与驱动丝杆21的轴向方向平行，以保证移动主体22的移动方向准确，不易出现偏差；在本实施例中，导向轨51与运输框架1固定连接，而第一滑动件52与移动主体22固定连接，以保证滑动的稳定性；在本说明书的一个可能的实施方式中，还可以将第一滑动件52与运输框架1固定连接，而导向轨51与移动主体22固定连接，连接方式灵活多样；另外，在本说明书的另一个可能的实施方式中，还可以仅设置一组导向组件5，降低结构复杂性，也节省材料以及相应成本；而在本说明书的其他实施方式中，第一滑动件52可以设置
匹配凹槽，该匹配凹槽的内壁与导向轨51的表面完全匹配，使得第一滑动件52与导向轨51的接触面高度匹配，保证导向轨51与第一滑动件52之间在垂直于移动方向的方向上不会发生晃动，尽可能减少震荡发生的可能性，进而降低电池包被震荡掉落的风险。
33.具体地，如说明书附图1所示，运输框架1还设置两组辊筒排11，其中每一根辊筒的滚动方向均与移动主体22的移动方向一致，当夹紧件4夹紧电池包并缩回运输框架1时，辊筒排11的上表面与电池包底部相接触，通过辊筒排11的滚动，减小电池包与运输框架1之间的摩擦力，则夹紧件4只需要对电池包施加一个较小的推动力，就能够带动电池包轻松地移动，降低了夹紧件4的负荷，延长夹紧件4的使用寿命，同时也避免移动过程中阻力过大导致电池包异常掉落，提升了整个电池包移动装置的运行稳定性。
34.具体地，如图1-2所示，第二驱动组件3与夹紧件4一一对应设置，设置为两组，用于在移动主体22移动至最大移动距离时，带动夹紧件4进一步朝向移动方向移动，扩大夹紧件4整体的可移动距离，而在缩回状态下，又能够有效节约占用的长度空间，空间利用率高；其中，第二驱动组件3包括同步带31，该同步带31位于移动主体22的两侧，能够相对于移动主体22转动，进而带动夹紧件4沿移动方向进一步伸出，即夹紧件能够从移动主体22上靠近驱动装置的一端进一步移动至移动主体22上靠近限位件12的一端，实现第二级平移运动；而在本说明书的一个可能的实施方式中，同步带31在移动方向上所占用的长度可以设置为大于移动主体22两侧的边长，如图1所示，在垂直于驱动丝杆21的方向上，同步带31的一端超过移动主体22中部的边缘，朝向移动主体22外部延伸，进一步扩大了夹紧件4的可移动范围，也节省了同步带31超出部分对应的移动主体22的材料与成本。
35.具体地，如说明书附图3-4所示，该夹紧件4设置为可转动结构，而在同步带31上设置旋转气缸32，用于驱动夹紧件4转动以夹紧电池包；其中，旋转气缸32与同步带31固定连接，并且旋转气缸32还与夹紧件4的一端转动连接，则当同步带31转动时，能够带动旋转气缸31以及夹紧件4共同沿移动方向移动；而在本说明书的一个可能的实施方式中，为了提升连接的可靠性，旋转气缸32上还可以固定设置滑动连接件33，该滑动连接件33能够沿着移动主体22的两侧进行前后滑动，从而带动旋转气缸32和夹紧件4共同移动，提升夹紧件4移动的可靠性。
36.具体地，如图3所示，夹紧件4的末端设置用于与电池包匹配的卡接部41，为了保证夹紧件4能够有效带动电池包移动，卡接部41上可以设置连接槽，而在电池包上相对应的区域设置凸起状的电池锁，则随着卡接部41转动，连接槽能够转动到电池锁的位置，便于电池锁卡入连接槽，进而对电池包施加一个沿移动方向的推力，推动电池包移动至运输框架1中；或者，在本说明书的一个可能的实施方式中，还可以将连接槽设置在电池包上，而将电池锁设置在卡接部41上；以及，根据电池包上电池锁的设置位置的不同，还可以改变连接槽的设置朝向，例如，在本实施例中，如图3所示，夹紧件4在闲置状态下为竖直状态，此时的连接槽朝向为水平方向，并且朝向移动主体22所处的方向，而夹紧件4工作时转动至图4中的状态，此时连接槽朝向下方，能够与位于电池包上部的电池锁卡接，从而保证夹紧件4夹紧电池包，设置形式多样，灵活多变，适用范围广。
37.具体地，该电池包移动装置还包括多个升降组件6，如说明书附图6所示，在升降机的四个边缘处各设置一组升降组件6，能够带动整个运输框架1进行上下移动；其中，如说明书附图5所示，升降组件6包括固定件61、连接件62与第二滑动件63，固定件61与运输框架1
固定连接，而第二滑动件63与升降机的边框之间滑动连接，固定件61与第二滑动件63之间又通过连接件62相对静止设置，则当第二滑动件63沿着升降机的边框上下滑动时，也能够带动固定件61以及与固定件61固定连接的运输框架1上下移动；在本实施例中，连接件62可以设置为固定销，连接方式简单，结构复杂度低；而在本说明书的一个可能的实施方式中，第二滑动件63可以设置为铰链，而固定件61固定于铰链上，随着铰链的上下移动带动运输框架1上下移动，降低竖直方向安装面的加工精度，降低制造难度，减少加工成本，同时铰链牵引升降更加稳定，可靠性高。
38.从电池仓取电池包时，第二滑动件63相对于升降机的边框滑动，带动运输框架1到达电池仓所在的高度，然后第二滑动件63停止滑动，运输框架1停留，驱动装置开始输出动力，使得驱动丝杆21转动，传动件23被驱动朝向限位件12平移，带动移动主体22整体平移，伸出运输框架1的范围，在此过程中，导向轨51与第一滑动件52配合，保证平移方向始终准确；而同步带31开始转动，带动旋转气缸31以及夹紧件4进一步朝向运输框架1外部延伸，但同步带31的转动可以在移动主体22到达最大可移动距离之后才开始，也可以在移动主体22移动的过程中同步进行，以提升运输效率，直至夹紧件4上卡接部41能够刚好与电池包卡接，则带动电池包按照与上述伸出过程相反的步骤，控制第一驱动组件2与第二驱动组件3朝向运输框架1缩回，则电池包在夹紧件4的带动下，能够移动到运输框架1内，并且电池包表面与辊筒排11接触，通过辊筒排11的滚动降低摩擦力，提升电池包的移动效率；反之，将电池包放置到电池仓时，夹紧件4夹持电池包，随着运输框架1整体移动到电池仓所在高度，之后按照上述伸出过程控制夹紧件4带动电池包伸出运输框架1的范围，到达电池仓，夹紧件4与电池包解锁分离，夹紧件4按照上述缩回过程，由第一驱动组件2与第二驱动组件3带动缩回运输框架1，之后运输框架1复位或者用于运输下一个电池包。
39.通过本实施例可知，本实用新型具有如下有益效果：
40.1、运输框架与夹紧件之间通过第一驱动组件与第二驱动组件构成二级驱动结构，通过驱动丝杆与传动件之间的相对滑动，移动主体带动夹紧件沿移动方向移动，同步带带动夹紧件进一步向移动方向延伸，扩大了夹紧件的可移动范围；同时，当第一驱动组件与第二驱动组件缩回时，第二驱动组件几乎不占用额外空间，又能够大大节省长度空间。
41.2、辊筒排滚动设置，大大减少了电池包移动时所受到的摩擦力，移动快速顺畅。
42.3、采用旋转气缸驱动夹紧件，夹紧件末端卡住电池包的方式，提升结构紧凑度，卡接快速，节省成本。
43.4、采用升降组件连接运输框架，使得运输框架能够在升降机内上下移动，到达电池架中的多层储存位；此外，通过铰链实现运输框架的升降能够降低竖直方向上的加工精度，减少加工成本与制造难度。
44.以上所描述的仅为本实用新型的一些实施例而已，并不用于限制本实用新型，本行业的技术人员应当了解，本实用新型还会有各种变化和改进，任何依照本实用新型所做的修改、等同替换和改进都落入本实用新型所要求的保护的范围内。

技术特征：
1.一种电池包移动装置，其特征在于，包括运输框架(1)、第一驱动组件(2)、第二驱动组件(3)与至少一个夹紧件(4)，所述夹紧件(4)用于夹紧电池包；所述第一驱动组件(2)包括驱动丝杆(21)、移动主体(22)和固定于所述移动主体(22)上的传动件(23)，所述驱动丝杆(21)水平设置于所述运输框架(1)，所述驱动丝杆(21)与所述传动件(23)螺纹连接，用于驱动所述传动件(23)沿所述驱动丝杆(21)的轴向方向平移；所述第二驱动组件(3)包括同步带(31)，所述夹紧件(4)可转动设置于所述同步带(31)，所述同步带(31)位于所述移动主体(22)的两侧，并且所述同步带(31)与所述移动主体(22)相对移动设置，用于带动所述夹紧件(4)沿所述驱动丝杆(21)的轴向方向移动。2.根据权利要求1所述的一种电池包移动装置，其特征在于，所述第二驱动组件(3)与所述夹紧件(4)一一对应设置。3.根据权利要求1所述的一种电池包移动装置，其特征在于，所述运输框架(1)设置至少一组辊筒排(11)，所述辊筒排(11)用于供所述电池包沿所述驱动丝杆(21)的轴向方向移动。4.根据权利要求1所述的一种电池包移动装置，其特征在于，所述运输框架(1)不相邻的两边分别固定设置驱动装置与限位件(12)，所述驱动装置与所述驱动丝杆(21)的一端转动连接，所述限位件(12)与所述驱动丝杆(21)的另一端转动连接，所述限位件(12)用于与所述传动件(23)抵触。5.根据权利要求1所述的一种电池包移动装置，其特征在于，所述电池包移动装置还包括至少一组导向组件(5)，所述导向组件(5)包括导向轨(51)与相对于所述导向轨(51)滑动设置的第一滑动件(52)，所述导向轨(51)与所述运输框架(1)固定连接，并且所述导向轨(51)与所述驱动丝杆(21)的轴向方向平行，所述第一滑动件(52)与所述移动主体(22)固定连接。6.根据权利要求1所述的一种电池包移动装置，其特征在于，所述同步带(31)上还设置旋转气缸(32)，所述旋转气缸(32)与所述同步带(31)固定连接，并且所述旋转气缸(32)还与所述夹紧件(4)的一端转动连接，用于驱动所述夹紧件(4)转动。7.根据权利要求1所述的一种电池包移动装置，其特征在于，所述夹紧件(4)的末端设置卡接部(41)，所述卡接部(41)用于与电池包匹配卡接。8.根据权利要求1所述的一种电池包移动装置，其特征在于，所述电池包移动装置还包括多个升降组件(6)，所述升降组件(6)位于所述运输框架(1)的边缘，用于带动所述运输框架(1)在竖直方向上移动。9.根据权利要求8所述的一种电池包移动装置，其特征在于，所述升降组件(6)包括固定件(61)、连接件(62)与第二滑动件(63)，所述固定件(61)与所述运输框架(1)固定连接，所述固定件(61)与所述第二滑动件(63)通过所述连接件(62)相对静止设置，所述第二滑动件(63)用于与升降机的边框滑动连接。10.一种换电站，其特征在于，包括升降机与如权利要求1-9任一项所述的电池包移动装置，所述电池包移动装置设置于所述升降机内，并且所述电池包移动装置能够在所述升降机中沿竖直方向移动。

技术总结
本实用新型公开了一种电池包移动装置及换电站，包括运输框架、第一驱动组件、第二驱动组件与至少一个夹紧件，夹紧件用于夹紧电池包；第一驱动组件包括驱动丝杆、移动主体和固定于移动主体上的传动件，驱动丝杆水平设置于运输框架，驱动丝杆与传动件螺纹连接，用于驱动传动件沿驱动丝杆的轴向方向平移；第二驱动组件包括同步带，夹紧件可转动设置于同步带，同步带位于移动主体的两侧，并且同步带与移动主体相对移动设置，用于带动夹紧件沿驱动丝杆的轴向方向移动。本实用新型采用驱动丝杆与同步带构成二级驱动结构，一方面扩展了夹紧件的可移动范围，另一方面在电池包移动装置闲置时能够节省占用空间，整体结构紧凑，安装维护方便，综合成本低。综合成本低。综合成本低。


技术研发人员：李龙 朱攀 杨海东 杨全凯 韩磊
受保护的技术使用者：浙江吉利控股集团有限公司
技术研发日：2021.11.23
技术公布日：2022/5/25