换电站的制作方法

1.本发明涉及换电领域，特别涉及一种换电站。


背景技术：

2.汽车尾气的排放仍然是环境污染问题的重要因素，为了治理汽车尾气，人们研制出了天然汽车、氢燃料汽车、太阳能汽车和电动汽车以替代燃油型汽车，而其中最具有应用前景的是电动汽车。
3.目前的电动汽车主要包括直充式和快换式两种。直充式目前主要使用在一些小型车，例如，出租车和家用轿车等。作为直充式的电动车，目前采用的是利用在地面建设的充电桩来堆车辆进行充电。可是充电桩不仅不便于管理，而且随着电动车日益普及，难以实现集中对电动车进行充电管理。
4.快换式需要通过借助于换电站才能实现电池快速更换。目前，换电站包括换电室、充电室和电池转运装置，电池转运装置从换电室的电动汽车中取出电池包以及从充电仓的充电架中取出电池包之前都需要先解除电动汽车以及电池架对电池包的锁定，再进行取出电池包的操作，步骤较为繁琐。且传统的解锁机构需要单独的驱动元件进行驱动，需要消耗一部分能源，且导致换电站的结构较为复杂。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中换电站的解锁机构需要单独的驱动元件，导致换电站结构复杂的缺陷，提供一种换电站。
6.本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
7.一种换电站，所述换电站包括换电室、充电室和至少一个电池转运装置，所述换电室和所述充电室位于所述电池转运装置的同一侧，所述充电室设于所述换电室的上方，所述换电室内设有用于供电动汽车停靠进行电池包更换的换电位置，所述充电室内设有用于对所述电池包进行充放电的充电架，所述电池转运装置用于在位于所述换电位置的所述电动汽车和所述充电架之间转运所述电池包；所述电池转运装置包括电池承载机构，所述电池承载机构包括：
8.电池托盘，所述电池托盘用于承载并定位所述电池包；
9.伸出机构，所述伸出机构用于驱动所述电池托盘伸缩；
10.解锁机构，所述解锁机构设于所述电池托盘上，所述解锁机构用于驱动所述电动汽车上的锁止机构，以锁止或解锁所述电池包。
11.在本方案中，充电室设置在换电室的上方，有效降低了换电站整体的占地面积。解锁机构设置在电池托盘上，可以通过电池托盘带动解锁机构一起沿电池托盘的伸缩方向运动，以使解锁机构靠近或远离电动汽车和充电架，从未可以不用再另外设置一个单独用于驱动解锁机构伸缩的驱动元件，简化换电站的结构，进一步节省能源。而且解锁机构与电池托盘同时运行，可以简化电池转运装置的操作工序，加快换电流程，提高工作效率。
12.较佳地，所述解锁机构包括解锁杆和驱动件，所述驱动件用于驱动所述解锁杆沿其轴线运动，以带动所述锁止机构运动。
13.在本方案中，通过解锁杆的运动来实现对锁止机构的锁止或解锁。
14.较佳地，所述解锁杆设置在所述电池托盘上并与所述电池托盘连接，所述电池托盘用于带动所述解锁杆沿所述电池托盘的伸缩方向运动。
15.在本方案中，解锁杆随着电池托盘一起靠近电动汽车或充电架，电池托盘带动解锁杆运动，不用单独设置用于驱动解锁杆伸缩的驱动结构，简化换电站的整体结构。
16.较佳地，所述伸出机构包括伸出滑块和伸出导轨，所述伸出滑块与所述电池托盘连接，所述伸出滑块用于带动所述电池托盘沿所述伸出导轨的延伸方向滑动。
17.在本方案中，电池托盘通过伸出滑块实现沿伸出导轨的延伸方向的运动，以使电池托盘能够靠近电动汽车或电池架上的电池包。
18.较佳地，所述伸出机构为双伸出机构。
19.在本方案中，根据电池包与电池转运装置之间的距离可以调整伸出机构的伸出长度，从而使电池转运装置的适用范围更广。
20.较佳地，所述电池托盘上设有导引辊轮，所述导引辊轮用于引导所述电池包进出所述电池托盘。
21.在本方案中，导引辊轮用于限制电池包的移动方向，以防止电池包在进出电池托盘的过程中，无法准确放置在电池托盘、电动汽车以及充电架上。
22.较佳地，所述电池托盘沿所述电池包的进出方向的两侧设有限位滚轮，所述限位滚轮用于对进出所述电池托盘的所述电池包进行限位。
23.在本方案中，限位滚轮用于限制电池包沿其进出方向的运动，以防止电池转运装置运行过程中，电池包移出电池托盘。
24.较佳地，所述电池承载机构还包括推盘盒，所述推盘盒用于带动所述电池包沿所述电池托盘的伸缩方向运动。
25.在本方案中，推盘盒用于对电池包产生一个作用力，以使能够将电动汽车或充电架上的电池包移动到电池托盘上，或者将电池托盘上的电池包移动到电动汽车或充电架上。
26.较佳地，所述推盘盒可移动设于所述电池托盘上，所述推盘盒可通过所述伸出机构离朝向或远离所述电动汽车或所述充电架的方向移动，以推拉所述电池包于所述电池托盘上。
27.在本方案中，推盘盒通过伸出机构的伸缩进行同步移动。
28.较佳地，所述推盘盒朝向所述电池包的一侧面上设有电磁吸盘，所述电磁吸盘用于吸附所述电池包。
29.在本方案中，通过电磁吸盘对电池包的吸力来实现电池包推拉。
30.较佳地，所述电池转运装置还包括竖直升降机构，所述竖直升降机构用于带动所述电池承载机构竖直升降。
31.在本方案中，电动汽车位于下方的换电室，充电架位于上方的充电室，竖直升降机构用于实现电池包上下方向的运动，进而实现在充电室和换电室之间转运电池包。
32.较佳地，所述电池转运装置还包括定位系统，所述定位系统用于电池转运装置相
对所述电动汽车或所述充电架的位置对准，以使所述电池承载机构能够获取所述电动汽车和所述充电架上的所述电池包。
33.在本方案中，定位系统用于是电池转运装置准确取出电动汽车上的电池包，以及在充电架的对应位置选取合适的电池包安装在电动汽车上，提高换电的准确性。此外，定位系统还能够有效减少电池转运装置的运行的路径，加快换电过程，提高工作效率。
34.较佳地，所述定位系统包括水平定位系统和垂直定位系统，分别用于对所述电池转运装置进行水平定位和垂直定位，以进行所述电池转运装置对所述电动汽车或所述充电架的位置对准。
35.在本方案中，水平定位主要是调整电池转运装置相对于电动汽车或充电架的水平位置，垂直定位主要是调整电池承载机构在电池转运装置上的高度位置，水平定位和垂直定位的结合能够加强电池转运装置定位的准确性。
36.较佳地，所述定位系统包括至少一个视觉传感器和/或至少一个测距仪。
37.在本方案中，视觉传感器或测距仪用于提高电池转运装置位置对准的速度和准确性。
38.较佳地，所述换电站还包括行车平台，所述行车平台上设有用于所述电池转运装置滑动的地轨，所述地轨沿所述换电室的长度方向延伸。
39.在本方案中，地轨用于限制电池转运装置的运行轨迹，以使电池转运装置能够沿准确的方向相对于电动汽车或充电架进行移动。
40.较佳地，所述电池转运装置的下部设有与所述地轨配合的地轨滑动件，所述地轨滑动件为滑块或滑轮。
41.在本方案中，在电池转运装置的下部设置用于与地轨配合的滑动件，进一步减小电池转运装置的下部滑动时受到的摩擦力，从而使电池转运装置的滑动更加顺畅，磨损更小。
42.较佳地，所述充电室的上部设有连接机构，所述连接机构用于与所述电池转运装置的上部连接，所述电池转运装置能够通过所述连接机构进行滑动。
43.在本方案中，由于换电站是两层结构，整体高度较高，连接机构除了能够引导电池转运装置滑动方向之外，还起到支撑电池转运装置的作用，以提高电池转运装置运行时的平稳性。
44.较佳地，所述连接机构包括用于所述电池转运装置滑动的天轨，所述天轨沿所述充电室的长度方向延伸。
45.在本方案中，连接机构包括常用于滑动结构中轨道，结构简单，成本低且安装方便。
46.较佳地，所述电池转运装置的上部设有与所述天轨配合的天轨滑动件，所述天轨滑动件为滑块或滑动滚珠。
47.在本方案中，在电池转运装置的上部设置用于与天轨配合的滑动件，进一步减小电池转运装置的上部滑动时受到的摩擦力，从而使电池转运装置的滑动更加顺畅，磨损更小。
48.较佳地，所述充电架上也设有所述锁止机构，所述解锁机构能够驱动所述充电架上的锁止机构，以锁止或解锁所述电池包。
49.在本方案中，电池托盘上的解锁机构既能够实现锁止或解锁电动汽车上的解锁机构，也能够锁止或解锁充电架上的锁止机构，减少所需解锁机构的数量，进一步简化换电站的整体结构。
50.较佳地，所述换电站包括至少两个间隔设置的支架组件，所述至少两个支架组件围成所述换电室，所述支架组件包括多根沿所述换电室的长度方向间隔设置的支架，多个间隔设置的所述支架通过横梁连接，所述充电室固定在多个所述支架组件的顶端。
51.在本方案中，框架结构的换电室结构简单，用于成型框架结构换电室的支架容易实现自动化流水线生产，保证换电室制作周期和生产质量的稳定性，避免因为需要人工制造集装箱箱体而导致的换电室的制造周期不稳定以及质量不稳定的缺陷。
52.较佳地，所述充电室为集装箱结构，所述充电室的侧面设有用于供所述电池包进出所述充电室的开口。
53.在本方案中，由于充电室位于换电室的上方，因此采用集装箱式的充电室可以有效减少雨水、灰尘等物质进入充电室的内部，以影响电池包的充电和放电。采用集装箱结构有利于在电池包充电过程中维持箱内温度调节，使充电室维持在稳定的温度范围。
54.本发明的积极进步效果在于：本发明就通过将换电站的充电室设置在换电室的上方，有效降低了换电站整体的占地面积。同时，解锁机构设置在电池托盘上，可以通过电池托盘带动解锁机构一起沿电池托盘的伸缩方向运动，以使解锁机构靠近或远离电动汽车和充电架，从未可以不用再另外设置一个单独用于驱动解锁机构伸缩的驱动元件，简化换电站的结构，进一步节省能源。而且解锁机构与电池托盘同时运行，可以简化电池转运装置的操作工序，加快换电流程，提高工作效率。
附图说明
55.图1为本发明一实施例的换电站的立体结构示意图。
56.图2为本发明一实施例的换电站的另一立体结构示意图。
57.图3为本发明一实施例的电池转运装置的立体结构示意图。
58.图4为本发明一实施例的电池承载机构的立体结构示意图。
59.图5为本发明一实施例的电池承载机构的另一立体结构示意图。
60.图6为本发明一实施例的解锁机构的立体结构示意图。
61.图7为本发明一实施例的解锁机构的俯视结构示意图。
62.图8为图7沿a-a线的剖视结构示意图。
63.图9为本发明一实施例的定位系统在使用时的结构示意图。
64.图10本发明一实施例的电池转运装置的主视结构示意图。
65.图11为本发明一实施例的换电站的另一立体结构示意图。
66.附图标记说明：
67.换电室1
68.支架11
69.充电室2
70.充电架21
71.充电仓211
72.天轨22
73.安装支架23
74.电池转运装置3
75.电池承载机构31
76.竖直升降机构32
77.垂直驱动部321
78.链条322
79.链轮323
80.地轨滑动件33
81.天轨滑动件34
82.换电位置4
83.电池托盘5
84.第一安装板51
85.侧部连接板52
86.伸出机构6
87.伸出滑块61
88.伸出导轨62
89.第一导引辊轮63
90.第二导引辊轮64
91.推盒盘导轨65
92.解锁机构7
93.解锁杆71
94.插入端711
95.连接部712
96.腰型孔713
97.连接凹槽714
98.驱动件72
99.旋转单元721
100.连接单元73
101.套筒74
102.固定板75
103.驱动单元76
104.安装板77
105.推盘盒8
106.电磁吸盘81
107.视觉传感器91
108.第一位置92
109.第二位置93
110.行车平台10
111.地轨101
具体实施方式
112.下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在的实施例范围之中。
113.本实施例提供了一种换电站，为电动汽车进行电池包的更换。如图1-2 所示，换电站包括换电室1、充电室2和两个电池转运装置3，充电室2设置在换电室1的上方，两个电池转运装置3分别设置在换电室1的宽度方向的两侧。换电室1内设有用于供电动汽车停靠进行电池包更换的换电位置4，充电室2内设有用于对电池包进行充放电的充电架21，电池转运装置3用于在位于换电位置4的电动汽车和充电架21之间转运电池包。
114.在其他可替代的实施方式中，电池转运装置3的数量还可以为一个或更多个，多个电池转运装置3之间的运动轨迹不重合，以免彼此之间产生干涉，影响正常运行。
115.需要说明的是，充电室2可以位于换电室1的正上方，也可以有略微的偏移，但对于一个电池转运装置3而言，换电室1和充电室2应该设置在该电池转运装置3的同一侧，从而使电池转运装置3只需要朝相同的方向拿取和放置电池包，简化电池转运装置3的结构。而且将充电室2设置在换电室 1的上方，能够有效减少换电站整体的占地面积，换电室1起到支撑充电室 2的作用，若将换电室1和充电室2分别设置在电池转运装置3的两侧，换电室1很难甚至无法起到支撑充电室2的作用，可能需要设置其他用于支撑充电室2的结构，从而无法起到减少换电站整体的占地面积的效果。
116.如图3-5所示，电池转运装置3包括电池承载机构31，电池承载机构31 用于放置从电动汽车或充电架21上取出的电池包。电池承载机构31包括电池托盘5、伸出机构6和解锁机构7，电池托盘5用于承载并定位电池包，伸出机构6用于驱动电池托盘5伸缩，以使电池托盘5能够靠近电动汽车或充电架21上放置电池包的位置，解锁机构7用于驱动电动汽车的锁止机构，以锁止或解锁电池包。
117.解锁机构7设置在电池托盘5上，电池托盘5能够带动解锁机构7一起沿电池托盘5的伸缩方向运动，以使解锁机构7靠近或远离电动汽车和充电架21。因此可以不用再另外设置一个单独用于驱动解锁机构7伸缩的驱动元件，从未简化解锁机构7的结构，进而简化换电站的结构，进一步节省能源。而且解锁机构7与电池托盘5同时运行，可以简化电池转运装置3的操作工序，加快换电流程，提高工作效率。
118.充电架21上也设有锁止机构，电池托盘5上的解锁机构7不仅能够驱动电动汽车上的锁止机构，也能够驱动充电架21上的锁止机构，从而实现电池包的锁止或解锁。同一个解锁机构7能够解锁两个不同位置的锁止结构，有效减少换电站所需的解锁机构7的数量，进一步简化换电站的整体结构。
119.本实施例中的锁止机构是用于实现电池包的固定，使电池包不会轻易相对于电动汽车的电池托架或充电架21产生移动，锁止机构的具体结构属于本领域的现有技术，在此不做赘述。
120.如图6-8所示，本实施例中的解锁机构7包括解锁杆71和驱动件72，解锁杆71用于带动锁止机构运动以实现锁止机构的锁止或解锁，驱动件72 用于驱动解锁杆71沿其轴线运动，以带动锁止机构运动。解锁杆71与锁止机构的解锁匹配件相互匹配连接来实现解锁
机构7的锁止或解锁。解锁匹配件设置在电动汽车的电池托架上或充电架21上，解锁杆71与解锁匹配件匹配连接，通过驱动件72驱动解锁杆71运动，解锁杆71的运动将会带动解锁匹配件也一同运动，进而带动锁止机构整体运动，从而实现锁止机构的锁止或解锁。本实施例以旋转、转动的方式实现锁止、解锁和驱动，在其他可替代的实施方式中，也可以以其他运动方式实现锁止、解锁和驱动，如轴向伸缩、径向位移等。
121.通过驱动件72驱动解锁杆71旋转来实现锁止机构的锁止或解锁，锁止或解锁的精度非常高，提高了换电效率，同时，即便解锁杆71和解锁匹配件发生触碰也不会造成锁止机构的锁止或解锁，有效避免了发生误操作，大大提高了电池转运装置3的安全稳定性。
122.解锁杆71设置在电池托盘5的下方，并通过固定板75与电池托盘5连接，解锁杆71和驱动件72都固定在固定板75上，电池托盘5用于带动解锁杆71沿电池托盘5的伸缩方向运动。伸出机构6在带动电池托盘5进行伸缩时，会同时带动解锁机构7运动，以使解锁杆71可以与锁止机构配合以实现锁止机构的锁止或解锁。
123.在其他可替代的实施方式中，解锁机构7还可以相对于电池托盘5设置在其他位置，例如电池托盘5的侧边、上部等，解锁机构7的设置位置需要基于其不会与换电站的其他部件产生干涉，更不会与电池包产生干涉的基础上。解锁机构7的设置位置优选是电池托盘5或伸出机构6可以同步带动解锁杆71至指定位置，驱动件72驱动解锁杆71沿其轴线进行旋转就可以实现对锁止机构的锁止或解锁，从而可以不用设置其他的驱动结构来驱动解锁杆71再次进行伸缩或者移位，就已经能够实现对锁止机构的锁止或解锁功能。
124.解锁机构7的具体结构可以参考如下：
125.解锁杆71包括插入端711，插入端711用于连接匹配锁止机构，伸出机构6在伸出的过程中将会带动解锁机构7同步伸出，解锁杆71的插入端711 将会通过插入的方式与解锁匹配件相互连接匹配，从而实现解锁机构7对锁止机构的锁止或解锁。在操作完成之后，通过伸出机构6的缩回将会带动插入端711与解锁匹配件相互断开，从而实现分离。连接、断开都非常方便，稳定性高，同时，结构简单。
126.解锁杆71中朝向驱动件72的一端具有连接部712，连接部712外周面上具有腰型孔713，连接部712通过腰型孔713连接于驱动件72。解锁杆71 通过连接部712与驱动件72相互连接，腰型孔713沿连接部712外周面上延伸，使得连接部712在安装连接时能够沿其周向方向旋转调节，从而可以调节解锁杆71。
127.连接部712设有沿其轴向延伸的连接凹槽714，解锁杆71通过连接凹槽714连接驱动件72。连接凹槽714自连接部712中朝向驱动件72的端面沿其轴向向内延伸，使得驱动件72插入至连接凹槽714就能够实现与连接部712的连接，安装连接方便；同时，保证了解锁杆71沿其轴线旋转，实现解锁机构7在锁止或解锁的过程中稳定性更高。
128.解锁机构7还包括连接单元73，连接单元73的两端分别连接于驱动件 72和解锁杆71，且驱动件72通过连接单元73驱动解锁杆71沿解锁杆71 的轴线旋转。驱动件72将驱动连接单元73旋转，通过连接单元73将会带动解锁杆71旋转，保证了解锁杆71沿其轴线旋转，实现解锁机构7在锁止或解锁的过程中稳定性更高。
129.连接单元73滑设于驱动件72，以带动解锁杆71沿靠近驱动件72的方向。解锁机构7在锁止或解锁的过程中，需要解锁杆71的插入端711准确对位插入解锁匹配件内，在插入到位时，解锁杆71将会与解锁匹配件相互抵靠，使得解锁匹配件将会对解锁杆71施加沿靠近
驱动件72的方向的作用力，通过连接单元73滑设于驱动件72，使得解锁杆71在受到沿靠近驱动件 72的方向的作用力时将会带动连接单元73在驱动件72上移动，有效避免了刚性连接而造成结构的损坏，安全稳定性更高，使用寿命长。当然，解锁杆71的插入端711在没有插入至解锁匹配件内时，解锁匹配件也就不会对解锁杆71施加沿靠近驱动件72的方向的作用力。
130.驱动件72包括旋转单元721，旋转单元721通过套筒74连接连接单元 73并用于驱动解锁杆71沿解锁杆71的轴线旋转。其中，旋转单元721可以为拧钉机。
131.优选的，驱动件72还可以包括驱动单元76和安装板77，驱动单元76 和安装板77连接在固定板上，从而使驱动单元76和安装板77能够连接在电池托盘5上，驱动单元76连接于安装板77并用于驱动安装板77沿解锁杆71的轴向移动。驱动单元76和安装板77安装设置在伸出机构6上并会随伸出机构6向靠近电动汽车或充电架21的方向移动，通过驱动单元76驱动安装板77，使得安装板77相对于伸出机构6沿解锁杆71的轴向移动，也就是沿靠近解锁匹配件的方向移动，进一步保证了解锁杆71与解锁匹配件的精准配合，大大提高了电池转运装置的稳定性。
132.在固定板75上安装驱动单元76和安装板77，虽然增加了解锁机构7中的结构，但驱动单元76只能够驱动解锁杆71进行小范围的伸缩，驱动单元 76主要是用于解锁杆71更加精准的配合，使解锁杆71与解锁匹配件完全配合，进而能够通过解锁杆71的运动带动解锁匹配件的运动，解锁杆71主要还是靠伸出机构6来实现大范围的伸缩。相比于只能通过单独的驱动元件控制解锁杆71伸缩而言，驱动单元76的结构更小，所占空间也更小。
133.本实施中的伸出机构6包括伸出滑块61和伸出导轨62，伸出滑块61连接在电池托盘5的下端面上，用于带动电池托盘5沿伸出导轨62的延伸方向滑动，伸出导轨62的延伸方向即为电池托盘5的伸缩方向。电池托盘5 通过伸出滑块61实现沿伸出导轨62的延伸方向的运动，以使电池托盘5能够靠近电动汽车或电池架上的电池包。
134.伸出滑块61和伸出导轨62配合以起到导向作用，使得伸出机构6沿既定的方向移动而不会产生偏移错位现象，大大提高了电池转运装置3的稳定性。本实施例中电池托盘5下部的两侧各设置有一个伸出滑块61和一个伸出导轨62，稳定性高。在其他可替代的实施方式中，伸出滑块61和伸出导轨62的数量可以为一个或更多个，但两者数量应该相等，两者具体的设置位置可以根据实际情况进行调整。
135.进一步优选的，本实施例中的伸出机构6为双伸出机构6，可以根据电池包与电池转运装置3之间的距离可以调整伸出机构6的伸出长度，从而使电池转运装置3的适用范围更广。双伸出机构6的工作原理为本领域的现有技术，在此不做赘述。
136.本实施例的电池托盘5上还设有导引辊轮，导引辊轮用于引导电池包进出电池托盘5，以限制电池包的移动方向，防止电池包在进出电池托盘5的过程中，无法准确放置在电池托盘5、电动汽车以及充电架21上。导引辊轮包括第一导引辊轮63和第二导引辊轮64，第一导引辊轮63用于和电池包的底面接触，第二导引辊轮64用于与电池包的侧面接触。
137.电池托盘5包括第一安装板51，第一安装板51设于伸出机构6上并可随伸出机构6同步伸出，第一安装板51上设有多个第一导引辊轮63，第一导引辊轮63作用于电池包的底面。电池包在取放的过程中将会可以放置在第一安装板51上，实现电池包在取放的过程中稳定性高。通过多个第一导引辊轮63的外周面能与电池包的底面相接触，使得电池包在第
一安装板51 上移动的过程中减少电池包、第一安装板51之间的摩擦力，使电池包更易在第一安装板51的表面上移动，稳定性更高。
138.第一安装板51的两侧分别设有侧部连接板52，两个侧部连接板52与第一安装板51相垂直设置从而将电池包限定在两个侧部连接板52之间移动。两个侧部连接板52能够起到限位作用，有效限定了电池包在第一安装板51上移动时将位于两个侧部连接板52之间，有效避免了电池包在取放的过程中产生偏移错位现象，大大提高了电池转运装置3的安全稳定性。
139.两个侧部连接板52的内侧面上分别设有第二导引辊轮64，第二导引辊轮64作用于电池包的两个侧面上。电池包在两个侧部连接板52之间移动时，两个侧部连接板52通过第二导引辊轮64的外周面分别能与电池包的两个侧壁相接触，使得电池包在第一安装板51上移动的过程中减少电池包与两个侧部连接板52之间的摩擦力，使电池包更易在第一安装板51的表面上移动，稳定性更高。
140.优选的，电池托盘5沿电池包的进出方向的两侧还设有限位滚轮，限位滚轮用于对进出电池托盘5的电池包进行限位，进一步限制电池包沿其进出方向的运动，以防止电池转运装置3运行过程中，电池包移出电池托盘5。
141.本实施例的电池承载机构31还包括推盘盒8，推盘盒8设置在电池托盘5的上端面上并与伸出机构6连接，推盘盒8相对于电池托盘5可移动，推盘盒8与伸出机构6的伸缩进行同步移动，推盘盒8可通过伸出机构6离朝向或远离电动汽车或充电架21的方向移动，以推拉电池包于电池托盘5 上，从而能够带动电池包沿电池托盘5的伸缩方向运动。
142.推盘盒8用于对电池包产生一个作用力，以使能够将电动汽车或充电架 21上的电池包移动到电池托盘5上，或者将电池托盘5上的电池包移动到电动汽车或充电架21上。
143.在提取电池包时，伸出机构6将相对于电动汽车或充电架21伸出，推盘盒8向前伸出将与电池包相连接，推盘盒8向后移动并将电池包拉取至伸出机构6上，之后伸出机构6将相对于电动汽车或充电架21缩回，实现对电池包的提取。在放置电池包时，伸出机构6将相对于电动汽车或充电架21 伸出，推盘盒8向前移动，使得将电池包推送至电动汽车或充电架21内，之后推盘盒8向后移动，伸出机构6将相对于电动汽车或充电架21缩回，从而实现对电池包的放置。
144.通过推盘盒8可以将电池包拉取至伸出机构6上或者推出至伸出机构6 外，从而可以从电动汽车或充电架21的侧面进行电池包的取放，实现从侧面完成换电工作。同时，由于本实施例中的伸出机构6是连接在电池托盘5 的下方并且可以相对于电动汽车或充电架21伸出及收回，从而实现电池托盘5的伸缩。因此，伸出机构6与电动汽车或充电架21之间的间距非常小，大大提高了电池转运装置3的安全稳定性，且提高了换电效率。
145.本实施例中的伸出机构6还包括推盘盒8导轨，推盘盒8导轨起到导向作用，使得推盘盒8在伸出机构6上沿既定的方向移动而不会产生偏移错位现象，大大提高了电池转运装置3的稳定性。本实施例中推盘盒8的两侧各设置有一个推盘盒8导轨，推盘盒8的底面能够在推盘盒8导轨上移动。在其他可替代的实施方式中，推盘盒8导轨的数量可以为一个或更多个，推盘盒8导轨具体的设置位置可以根据实际情况进行调整。
146.推盘盒8上具有连接单元73，连接单元73用于与电池包相连接，从而实现推拉电池包。连接单元73与电池包之间采用可拆卸地连接方式，推盘盒8通过连接单元73与电池包相
连接时，使得推盘盒8在伸出机构6上移动时将一并带动电池包一同移动，从而实现对电池包的推拉。在需要推盘盒 8与电池包分离时，连接单元73与电池包之间断开，使得电池包在到位之后，推盘盒8将松开电池包而继续后序的操作，实现重复使用。
147.本实施例中的连接单元73包括电磁吸盘81，电磁吸盘81设置在推盘盒8朝向电池包的一侧面上，电磁吸盘81能够与电池包产生相吸的磁力，以实现吸附电池包，从而实现连接单元73与电池包固定连接。电磁吸盘81 在激活状态时，电磁吸盘81将产生磁力并与电池包产生相吸，使得电磁吸盘81与电池包上的磁力件吸附在一起，实现推盘盒8与电池包相连接。电磁吸盘81在非激活状态时，电磁吸盘81的磁力消失，使得推盘盒8与电池包之间不会产生磁力作用，推盘盒8与电池包之间即可分离。结构简单，使用非常方便，且便于控制操作。
148.本实施例中的电池转运装置3还包括竖直升降机构32，竖直升降机构32用于带动电池承载机构31竖直升降，以实现电池包上下方向的运动，进而实现在换电室1和充电室2之间转运电池包。竖直升降机构32与电池承载机构31连接，能够带动电池承载机构31整体上下方向的运动。竖直升降机构32的具体结构属于本领域的现有技术，在此不做赘述。
149.由于充电架21上阵列排布了多个充电仓211，为了实现电池转运装置3 相对电动汽车或充电架21的位置对准，电池转运装置3还包括定位系统，定位系统用于使电池承载机构31能够准确获取电动汽车和充电架21上对应充电仓211的电池包。定位系统用于是电池转运装置3准确取出电动汽车上的电池包，以及在充电架21的对应充电仓211中取出电池包安装在电动汽车上，提高换电的准确性。此外，定位系统还能够有效减少电池转运装置3 的运行的路径，加快换电过程，提高工作效率。
150.定位系统包括水平定位系统和垂直定位系统，分别用于对电池转运装置 3进行水平定位和垂直定位，以进行电池转运装置3对电动汽车或充电架21 的位置对准。水平定位主要是调整电池转运装置3相对于电动汽车或充电架 21的水平位置，垂直定位主要是调整电池承载机构31在电池转运装置3上的高度位置，水平定位和垂直定位的结合可以获得定位坐标，加强电池转运装置3定位的准确性。
151.本实施例中的定位系统包括图像处理模块和两个视觉传感器91，以提高电池转运装置3位置对准的速度和准确性。两个视觉传感器91分别用于对电动汽车或充电仓211上的第一位置92和第二位置93进行图形采集，从而得到第一图像和第二图像，图像处理模块对第一图像和第二图像进行图像处理从而得到位置调整量。定位系统的具体结构属于本领域的现有技术，在此不做赘述。
152.在其他可替代的实施方式中，定位系统中的视觉传感器91的数量可以为一个或更多个，视觉传感器91还以用测距仪等具有定位功能的结构替代，当视觉传感器91用其他结构替代时，其他定位结构，例如测距仪的数量也是至少为一个，此时用于处理采集数据的图形处理模块也需要相应换成与所选定位结构对应的处理模块。
153.具体实施时，参照图9-10，两个视觉传感器91分别沿箭头所示方向获取电动汽车或充电仓211的第一位置92的第一图像和第二位置93的第二图像，图像处理模块接受第一图像和第二图像后，进行图像处理，从而得到电动汽车或充电仓211的位置信息。通过视觉方式采集两个图像并结合才参考图像进行图像处理得到位置调整量，大大提高了定位的精度。
154.电池转运装置3还包括位置调整机构，位置调整机构用于根据定位系统获取的水平位移量和垂直位移量中的至少一个调整电池承载机构31的位置直至完成定位。通过定位系统得到位置调整量就能够得出需要调整的水平位移量和垂直位移量，位置调整机构将获取定位系统的位置调整量并对电池承载机构31进行调整，以完成定位。
155.具体实施时，位置调整机构包含控制单元、水平移动单元、垂直移动单元，控制单元与定位系统通信连接，从而根据水平位移量和垂直位移量中的至少一个对应控制水平移动单元、垂直移动单元移动至调整位置。
156.本实施例中的水平移动单元相当于用于带动电池转运装置3沿换电室1 的长度方向运动的地轨滑动件33，垂直移动单元相当于竖直升降机构32，垂直移动单元用于带动电池承载机构31在换电室1的高度方向的运动，调整电池承载机构31在电池转运装置3上的高度。垂直移动单元包括垂直驱动部321、链条322、链轮323，垂直驱动部321和链条322固定在外部框架 324上，外部框架324与电池承载机构31连接，链轮323固定在电池承载机构31上，垂直驱动部321带动链条322升降，再通过链条322带动链轮323 的升降来实现电池承载机构31的垂直升33降。
157.本实施例中的换电站还包括行车平台10，行车平台10设置在换电室1 的下方，与换电室1共同围成了用于电动汽车停靠以及进行电池包更换的换电位置4，行车平台10可以用于引导电动汽车行驶至换电位置4。两个用于电池转运装置3滑动的地轨101，两个地轨101均沿换电室1的长度方向延伸，并固定在行车平台10的顶面上，且分别设置在换电室1宽度方向的两侧，两个地轨101分别和换电室1两侧的电池转运装置3连接。地轨101用于限制电池转运装置3的运行轨迹，以使电池转运装置3能够沿准确的方向相对于电动汽车或充电架21进行移动。地轨101为常用于滑动结构中的轨道，结构简单，成本低且安装方便。
158.电池转运装置3的下部设有与地轨101配合的地轨滑动件33，本实施例中的地轨滑动件33为滚轮结构，通过地轨滑动件33在地轨101上的滚动来实现电池转运装置3在换电室1长度方向的滑动。滚轮和轨道的配合进一步减小电池转运装置3的下部滑动时受到的摩擦力，从而使电池转运装置3 的滑动更加顺畅，磨损更小。在其他可替代的实施方式中，地轨滑动件33还可以采用其他结构，例如滑块来实现相对于地轨101的滑动。
159.充电室2的上部设有连接机构，连接机构用于与电池转运装置3的上部连接，电池转运装置3能够通过连接机构进行滑动。由于换电站是两层结构，整体高度较高，连接机构除了能够引导电池转运装置3滑动方向之外，还起到支撑电池转运装置3的作用，以提高电池转运装置3运行时的平稳性。
160.本实施例中的连接机构包括设置在充电室2顶面的两个天轨22，两个天轨22间隔设置在充电室2宽度方向的两侧，用于分别和充电室2两侧的电池转运装置3连接，天轨22沿充电室2的长度方向延伸，天轨22为常用于滑动结构中的轨道，结构简单，成本低且安装方便。
161.电池转运装置3的上部设有与天轨22配合的天轨滑动件34，本实施例中的天轨滑动件34为与天轨22配合的滑块结构，天轨滑动件34与天轨22 之间的摩擦较大。在其他可替代的实施方式中，为了使天轨滑动件34相对于天轨22的滑行更加顺畅，可以将天轨滑动件34设计成滑动滚珠或滚轮的结构，进一步减小电池转运装置3的上部滑动时受到的摩擦力，从而使电池转运装置3的滑动更加顺畅，磨损更小。
162.在其他可替代的实施方式中，天轨22不局限设置在充电室2的顶面上，还可以设置在充电室2上部的侧边，天轨22的位置高于充电架21的位置，以防止电池转运装置3取出电池时与天轨22产生干涉。
163.如图11所示，天轨22还可以设置在充电室2的上方，换电室1和充电室2的外侧还包括安装支架23，天轨22固定在安装支架23的顶端，安装支架23的底端可以安装在行车平台10上，也可以安装在地面上。安装支架23 能够有效加强天轨22的结构强度，进一步提高天轨22的稳定性，以实现电池转运装置3的精确定位并更换电池包。为了进一步加强安装支架23的结构强度，安装支架23和充电室2之间可以通过连接件连接。
164.换电室1两侧的两个电池转运装置3分别连接于不同的天轨22和地轨 101，由此既可以通过同一个控制系统控制两个转运装置同时运行，也可以通过不同的控制系统分别控制两个电池转运装置3的运行轨迹，提高换电效率。
165.本实施例中的换电室1为框架结构，由两个间隔设置的支架组件围成，支架组件的间隔方向平行于换电室1的宽度方向，每个支架组件中包括多根沿换电室1的长度方向间隔设置的支架11，多个间隔设置的支架11通过横梁连接，充电室2固定在多个支架组件的顶端。框架结构的换电室1结构简单，用于成型框架结构换电室1的支架11容易实现自动化流水线生产，保证换电室1制作周期和生产质量的稳定性，避免因为需要人工制造集装箱箱体而导致的换电室1的制造周期不稳定以及质量不稳定的缺陷。在其他可替代的实施方式中，支架组件的数量可以为更多个，多个间隔设置的支架组件共同围成了换电室1。
166.换电室1上方的充电室2为集装箱结构，充电室2的侧面设有用于供电池包进出充电室2的开口。电池转运装置3设置在充电室2的侧面，电池转运装置3从充电室2的开口处将充电架21上的电池包取出放置到电池托盘 5上，或者将电池托盘5上的电池包放置到充电架21上。由于充电室2位于换电室1的上方，因此采用集装箱式的充电室2可以有效减少雨水、灰尘等物质进入充电室2的内部，防止影响电池包的充电和放电。采用集装箱结构还有利于在电池包充电过程中维持箱内温度调节，使充电室2维持在稳定的温度范围。
167.优选的，充电室2的侧面的上部和电池装运装置的上部以及两者的中间区域还可以设置用于遮挡雨水的遮挡罩，进一步避免电池包受雨水等物质的侵蚀，加快电池包的损坏。
168.其中，换电室1的长度方向和充电室2的长度方向平行，换电室1的宽度方向和充电室2的宽度方向平行。
169.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于装置或元件被正常使用时的放置位置，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在任何时刻都具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，除非文中另有说明。
170.虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。