一种电池升降装置及换电站的制作方法

1.本发明属于车辆换电领域，具体地说，涉及一种电池升降装置及换电站。


背景技术：

2.换电站是给电动汽车更换电池的自动化设备，现有的换电站主要由电池仓、电池架、电池运输装置和换电装置组成。当电动车进入换电站后，换电装置会将空电池取下，然后利用电池运输装置将空电池运送到电池架位上，将充满的电池从电池架上取下，运输至换电装置，然后换电装置将充满的电池安装在电动车上，从而完成整个换电过程。
3.现有技术中，可以利用堆垛机作为电池运输装置，利用货叉从电池架上取放电池。但是堆垛机通常将电机等升降机构置于其顶部，导致占用上部的空间过大从而货叉的上升高度受限，由于堆垛机和电池架都置于电池仓内部，尤其是利用集装箱作为电池仓时，电池仓内的高度有限，当电池架过高而电池仓内高度不足时，堆垛机将无法取放电池架最高层上的电池，使得电池架的最上层无法放置电池，不能满足实际需求。
4.或者，在电池仓内设置电池中转传输装置作为电池运输装置，电池中转传输装置设置在电池架的一侧，取放电池架上的电池，然后通过外部的传输机构与换电装置之间运输电池。但是电池中转传输装置的提升机构通常也是设置在其顶部，导致占用电池中转传输装置上部的空间过大，当电池架过高而电池仓内高度不足时，无法取放电池架最高层上的电池，无法满足电池的使用需要。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中提升机构占用电池运输装置上部空间过大，无法取放电池架最上层电池的技术问题。
6.为解决上述技术问题，本发明第一方面公开了一种电池升降装置，包括，升降平台，用于在水平方向传递电池；
7.框架，所述升降平台上下可移动的设置在所述框架内；
8.升降机构，安装在所述升降平台上，用于配合所述框架带动所述升降平台一起上下移动。
9.本发明通过将升降机构安装在所述升降平台上，升降机构可与所述框架配合沿框架上下移动，带动所述升降平台上下移动，不占用框架上部的大量空间，使电池升降装置能够向上移动至电池架的最上层，取放电池架上层的电池，增大了电池架的电池盛放量，降低了电池取放的成本和故障率，结构更紧凑，成本降低。同时使用电池升降装置取放电池，可以节约电池仓内的空间，减少占用面积，可适用于小型换电站，减少落站成本。
10.进一步地，所述升降机构包括，
11.移动单元，可转动的设置在所述升降平台的底壁上，与所述框架啮合；
12.驱动单元，设置在所述升降平台的底壁上，与所述移动单元连接，用于驱动所述移动单元转动在所述框架上移动。
13.进一步地，所述移动单元包括，
14.第一转动轴，可转动的设置在所述升降平台的底壁上，与所述驱动单元连接；
15.齿轮，设置在所述第一转动轴上，与所述框架的一侧啮合。
16.进一步地，所述框架沿上下方向延伸设有齿条，与所述齿轮啮合连接；
17.所述第一转动轴位于所述框架的外部，与所述框架的外侧面啮合连接。
18.进一步地，所述框架包括四根立柱，构成立方体形框架；
19.所述第一转动轴的两端分别设有齿轮，所述框架一侧的两立柱的外侧壁上分别设有齿条，所述第一转动轴的两端分别与所述两立柱的外侧壁啮合连接。
20.进一步地，所述移动单元还包括，
21.第二转动轴，与所述第一转动轴平行，可转动的设置在所述升降平台远离所述第一转动轴的底壁上，所述第二转动轴上设有齿轮与所述框架另一侧的外侧面啮合；
22.第三转动轴，可转动的设置在所述升降平台的底壁上，一端与所述第一转动轴的一端传动连接，另一端与所述第二转动轴传动连接，用于接收所述第一转动轴的传动，带动所述第二转动轴转动与所述第一转动轴一起在所述框架上移动。
23.进一步地，所述框架与所述第一转动轴、第二转动轴啮合连接的外侧壁相背的内侧壁上分别设有沿上下方向延伸设置的导轨；
24.所述升降平台还包括滑轨，上下延伸设置在所述升降平台的底壁上，与所述导轨相对设置，所述滑轨可滑动的安装在所述导轨上。
25.进一步地，所述升降平台还包括，
26.传动机构，设置在所述升降平台上，所述传动机构的传输方向与所述第一转动轴的轴向平行；所述传动机构的承载面高于所述升降平台的平面；
27.阻挡机构，设置在所述升降平台的底壁上，位于所述传动机构的外周，所述阻挡机构上下可伸缩的穿设所述升降平台，用于阻挡电池继续移动。
28.进一步地，所述升降平台还包括，
29.定位机构，设置在所述升降平台的底壁上，上下可伸缩的穿设所述升降平台，位于所述传动机构的外周，用于定位电池。
30.本发明第二方面公开了一种换电站，具有上述任一所述的电池升降装置。
31.采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果。
32.(1)本发明通过将升降机构安装在所述升降平台上，升降机构可与所述框架配合沿框架上下移动，带动所述升降平台上下移动，不占用框架上部的大量空间，使电池升降装置能够向上移动至电池架的最上层，取放电池架上层的电池，增大了电池架的电池盛放量，降低了电池取放的成本和故障率，结构更紧凑，成本降低。同时使用电池升降装置取放电池，可以节约电池仓内的空间，减少占用面积，可适用于小型换电站，减少落站成本。
33.(2)本发明通过将升降机构的移动单元和驱动单元设置在所述升降平台的底壁上，不占用升降平台上部的空间，使升降平台可以移动至框架的最上部，取放电池架最上层的电池，减小电池中转换向装置在换电站内占用的空间，并且不占用升降平台上部的空间，可以方便升降平台与其他运输机构接驳传输。
34.下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。
附图说明
35.附图作为本发明的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，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他附图。在附图中：
36.图1是本发明一种电池升降装置的示意图；
37.图2是本发明一种电池升降装置的示意图；
38.图3是本发明图2另一角度的示意图；
39.图4是本发明图2结构爆炸的示意图；
40.图5是本发明图2中a处的放大示意图；
41.图6是本发明图3中b处的放大示意图。
42.图中：1、框架；11、立柱；12、齿条；13、导轨；2、升降平台；21、滑轨；22、阻挡机构；23、定位机构；24、辊轮；25、贯通口；3、升降机构；31、驱动单元；32、第一转动轴；321、第一齿轮；322、第一伞齿轮；323、第一轴承座；33、第三转动轴；331、第二伞齿轮；332、第三伞齿轮；333、第三轴承座；34、第二转动轴；341、第二齿轮；342、第四伞齿轮；343、第二轴承座；4、传动机构；41、链条传输单元；411、第一链条传输单元；412、第二链条传输单元；413、第四转动轴；42、动力单元。
43.需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。
具体实施方式
44.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
45.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”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发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件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发明的限制。
46.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
47.如图1至图6所示，本发明所述的电池升降装置，包括升降平台2、框架1和升降机构3。
48.所述升降平台2用于在水平方向传递电池。所述升降平台2上下可移动的设置在所述框架1内。所述升降机构3安装在所述升降平台2上，用于配合所述框架1带动所述升降平台2一起上下移动。
49.本发明通过将升降机构3安装在所述升降平台2上，升降机构3可与所述框架1配合沿框架1上下移动，带动所述升降平台2上下移动，不占用框架1上部的大量空间，使电池升
降装置能够向上移动至电池架的最上层，取放电池架上层的电池，增大了电池架的电池盛放量，降低了电池取放的成本和故障率，结构更紧凑，成本降低。同时使用电池升降装置取放电池，可以节约电池仓内的空间，减少占用面积，可适用于小型换电站，减少落站成本。
50.所述升降平台2与电池架配合在水平方向传递电池。所述框架1固定在换电站的地面上。所述电池升降装置设置在所述电池架的一侧，用于取放电池。
51.如图2至图6所示，所述升降机构3包括驱动单元31和移动单元。
52.作为一种实施方案，所述移动单元可转动的设置在所述升降平台2的底壁上。所述移动单元与所述框架1啮合。所述驱动单元31设置在所述升降平台2的底壁上。所述驱动单元31与所述移动单元连接，用于驱动所述移动单元转动从而在所述框架1上移动。
53.本发明通过将升降机构3的移动单元和驱动单元31设置在所述升降平台2的底壁上，不占用升降平台2上部的空间，使升降平台2可以移动至框架1的最上部，取放电池架最上层的电池，减小电池中转换向装置在换电站内占用的空间，并且不占用升降平台2上部的空间，可以方便升降平台2与其他运输机构接驳传输。
54.所述移动单元包括第一转动轴32和第一齿轮321。
55.所述第一转动轴32可转动的设置在所述升降平台2的底壁上，与所述驱动单元31连接。所述第一齿轮321设置在所述第一转动轴32上，与所述框架1的一侧啮合。
56.所述驱动单元31与所述第一转动轴32连接，用于驱动所述第一转动轴32绕轴向正反方向转动，使所述第一齿轮321沿所述框架1上下移动，从而带动所述升降平台2上下移动。
57.当驱动单元31正向转动时，驱动所述第一转动轴32正向转动，带动第一齿轮321在所述框架1上向上移动，从而使所述升降平台2在所述框架1上向上移动。当驱动单元31反向转动时，驱动所述第一转动轴32反向转动，带动第一齿轮321在所述框架1上向下移动，从而带动所述升降平台2在所述框架1上向下移动。
58.如图3至图6所示，所述框架1沿上下方向延伸设有齿条12。所述齿条12与所述第一齿轮321啮合连接。所述第一转动轴32位于所述框架1的外部，与所述框架1的外侧面啮合连接。
59.本发明通过在框架1上设置上下延伸设置的齿条12，在第一转动轴32上设置第一齿轮321与所述齿条12啮合连接，当驱动单元31驱动所述第一转动轴32正转时，带动所述第一转动轴32上的第一齿轮321转动，沿所述齿条12向上移动，带动升降平台2向上移动。
60.优选的，所述第一齿轮321为直齿轮。
61.所述升降平台2位于所述框架1的内部，所述第一转动轴32位于所述框架1的外部，可保持升降平台2上下移动的稳定性。
62.优选的，所述升降平台2的一端沿水平方向向外凸出于所述框架1一侧的外侧面，所述第一转动轴32安装在所述升降平台2凸出于所述框架1外侧面的一端上。
63.进一步地，所述框架1包括四根立柱11，构成立方体形框架1。所述第一转动轴32的两端分别设有第一齿轮321。所述框架1同一侧的两立柱11的外侧壁上分别设有齿条12，所述第一转动轴32两端的第一齿轮321分别与所述框架1同一侧的两立柱11的外侧壁上的齿条12啮合连接。
64.优选的，所述框架1还包括连接柱，连接在所述框架1同一侧相邻的两立柱11的顶
部，用于加强所述框架1的强度。所述框架1包括4根连接柱。
65.进一步地，所述升降机构3还包括第二转动轴34和第三转动轴33。
66.所述第二转动轴34与所述第一转动轴32平行。所述第二转动轴34可转动的设置在所述升降平台2远离具有所述第一转动轴一端的底壁上，所述第二转动轴34上设有第二齿轮341，与所述框架1的另一侧的外侧面啮合。
67.所述框架1的另一侧的两立柱11的外侧壁上设有齿条12，与所述第二齿轮341啮合。优选的，所述第二齿轮341为直齿轮。
68.所述第三转动轴33可转动的设置在所述升降平台2的底壁上。所述第三转动轴33的一端与所述第一转动轴32的一端传动连接，所述第三转动轴33的另一端与所述第二转动轴34传动连接，用于接收所述第一转动轴32的传动，带动所述第二转动轴34转动，与所述第一转动轴32的一起在所述框架1上移动。
69.优选的，所述第三转动轴33分别与所述第一转动轴32、所述第二转动轴34垂直。
70.当所述驱动单元31驱动所述第一转动轴32正向转动时，第一转动轴32在所述框架1上向上移动，所述第一转动轴32带动所述第三转动轴33转动，所述第三转动轴33带动所述第二转动轴34在所述框架1的另一侧向上移动。
71.当所述驱动单元31驱动所述第一转动轴32反向转动时，第一转动轴32在所述框架1上向下移动，所述第一转动轴32带动所述第三转动轴33转动，所述第三转动轴33带动所述第二转动轴34在所述框架1的另一侧向下移动。
72.具体的，所述第一转动轴32的一端上设有第一伞齿轮322。所述第三转动轴33的一端上设有与所述第一伞齿轮322相啮合传动的第二伞齿轮331。所述第三转动轴33的另一端上设有第三伞齿轮332，所述第二转动轴34的两端之间设有与所述第三伞齿轮332相啮合传动的第四伞齿轮342。
73.所述第一转动轴32、第二转动轴34均与所述框架1两侧的外侧壁啮合连接，所述第一转动轴32、第二转动轴34的转动方向相反，使得升降平台2的两端同时向上移动或同时向下移动。
74.本发明通过设置伞齿轮传动，使得提升机构在工作时平稳，在高速运转时，噪声和振动较小。
75.进一步地，所述升降机构3还包括第一轴承座323、第二轴承座343和第三轴承座333。
76.所述升降机构3还包括第一轴承座323。所述第一轴承座323设置在所述升降平台2靠近所述框架1一侧的底壁上，所述第一转动轴32可转动的安装在所述第一轴承座323上。所述第一轴承座323设置在所述升降平台2凸出于所述框架1一侧的部分上。
77.优选的，所述升降机构3包括四个第一轴承座323，其中，两个第一轴承座323安装在升降平台2的边缘部分，用于安装所述第一转动轴32的两端；另外两个第一轴承座323安装在升降平台2的中间部分，位于所述第一转动轴32与驱动单元31的连接处的两侧。
78.所述升降机构3还包括第二轴承座343。所述第二轴承座343设置在所述升降平台2靠近所述框架1另一侧的底壁上。所述第二转动轴34的一端可转动的安装在所述第二轴承座343上，另一端与所述框架1啮合连接。所述第二轴承座343设置在所述升降平台2凸出于所述框架1另一侧的部分上。
79.所述升降机构3还包括第三轴承座333。所述第三轴承座333设置在所述升降平台2位于所述框架1两侧之间的底壁上，所述第三转动轴33可转动的安装在所述第三轴承座333上。
80.所述第一轴承座323、所述第二轴承座343、所述第三轴承座333均靠近所述升降平台2的边缘部分设置。
81.所述升降平台2为矩形升降平板，四角处设有避让缺口，用于避让所述立柱11。所述升降平台2长度方向的两端凸出于所述框架1长度方向的相对两侧的外侧壁，宽度方向的两端与所述框架1宽度方向的外侧壁平齐。
82.进一步地，所述框架1与所述第一转动轴32、第二转动轴34啮合连接的外侧壁相背的内侧壁上分别设有沿上下方向延伸设置的导轨13。所述导轨13设置在所述框架1立柱11的相对两侧的外侧壁上。
83.所述升降平台2还包括滑轨21，设置在所述升降平台2的底壁上，沿上下方向延伸设置，延伸与所述导轨13相对设置，所述滑轨21可滑动的安装在所述导轨13上。
84.进一步地，所述升降平台2还包括传动机构4和阻挡机构22。
85.所述传动机构4设置在所述升降平台2上。所述传动机构4的传输方向与所述第一转动轴32的轴向平行。所述传动机构4的承载面高于所述升降平台2的平面。
86.所述阻挡机构22设置在所述升降平台2的底壁上，位于所述传动机构4的外周。所述阻挡机构22上下可伸缩的穿设所述升降平台2，用于阻挡电池继续移动。
87.本发明通过在升降平台2设置传动机构4可以在水平方向上传输电池。在传动机构4的外周设置可伸缩的阻挡机构22，当电池从升降平台2的一端向另一端移动时，升降平台2一端上的阻挡机构22回缩，不凸出于升降平台2的表面，能够保证电池顺利通过，升降平台2另一端上的阻挡机构22凸出，能够防止电池继续向外移动，防止电池脱落。
88.优选的，所述阻挡机构22包括连接的伸缩气缸和伸缩块，所述伸缩气缸设置在所述升降平台2的底部，所述伸缩块可伸缩的穿设所述升降平台2。
89.具体的，所述升降平台2上设有沿第一转动轴32的轴向延伸设置的贯通口25。所述传动机构4包括链条传输单元41，沿所述第一转动轴32的轴向延伸设置在所述升降平台2的贯通口25中。
90.所述传动机构4还包括动力单元42。所述动力单元42设置在所述升降平台2的底壁，与所述链条传输单元41连接，用于带动所述链条传输单元41正反向转动。
91.具体的，所述链条传输单元41包括相对设置的第一链条传输单元411、第二链条传输单元412以及第四转动轴413。所述第一链条传输单元411、第二链条传输单元412之间通过第四转动轴413连接。所述动力单元42驱动所述第四转动轴413正反向转动，所述第四转动轴413同时驱动第一链条传输单元411、第二链条传输单元412同向传输。
92.进一步地，所述升降平台2还设有辊轮24，位于所述链条传输单元41的传输方向两端的外侧。所述辊轮24的传输方向与所述链条传输单元41的传输方向一致。所述链条传输单元41的传输方向两端的外侧分别设有两个辊轮24，沿同一轴线延伸设置。
93.所述第四转动轴413位于所述第三转动轴33的内侧。所述第一转动轴32位于所述第二链条传输单元412的外侧。所述驱动单元31位于所述第二链条传输单元412的外侧。
94.部分阻挡机构22设置所述第二链条传输单元412的外侧，位于所述驱动单元31的
两侧。部分阻挡机构22设置所述第一链条传输单元411的外侧。部分阻挡机构22设置所述第四转动轴413的所述第三转动轴33之间。部分阻挡机构22设置与所述第四转动轴413相对的另一端的升降平台2上。
95.进一步地，所述升降平台2还包括定位机构23。
96.所述定位机构23设置在所述升降平台2的底壁上，上下可伸缩的穿设所述升降平台2，位于所述传动机构4的外周，用于固定电池。
97.当电池在升降平台2上移动至预设位置时，定位机构23可凸出于升降平台2的表面插入电池的机壳中，可以实现传输过程中对电池的准确定位，并对电池起到固定作用，防止电池移动。
98.优选的，所述定位机构23包括连接的伸缩气缸和伸缩杆，所述伸缩气缸设置在所述升降平台2的底壁上，所述伸缩杆可伸缩的穿设所述升降平台2。当所述电池移动至预定位置时，所述伸缩杆可插入升降平台2上的电池中。
99.作为另一种实施方式，所述升降机构3设置在所述升降平台2的上部。电池可以从所述框架1的一侧进入所述升降平台2上，从所述框架1的另一侧从升降平台2上移出。
100.本发明还提供一种换电站(图中未示出)，具有上述任一所述的电池升降装置。
101.本发明通过设置所述的电池升降装置，能够提高换电站内电池的存储量，提高电池的运输效率，从而提高换电效率，同时还能够节省占地空间。
102.所述换电站包括换电仓和电池仓(图中未示出)。所述换电仓内设有换电平台。优选的，所述电池仓为集装箱。
103.所述电池仓内设置电池架和电池升降装置。所述电池升降装置与所述电池架相邻设置，所述电池升降装置与所述换电平台相对设置。
104.以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，上述实施例中的实施方案也可以进一步组合或者替换，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。