本技術涉及換電站領域，特別涉及一種穿梭式電池包更換設備及包含其的換電站。

背景技術：

1、現有技術中，換電站作為一種為新能源電動汽車提供電池更換服務的場所，換電站內通常設有用于進行電池包拆裝操作并且在換電站和電動汽車之間運送電池的電池包更換設備。現有技術中，換電式電動車的規格難以統一，不同規格的電動車輛的尺寸數據和電池包安裝位置也并不一致，比如部分車輛的軸距偏長且電池包位于車身后側，則適用于常規車輛的電池包更換設備就無法正確的工作，電池包更換設備兼容性較差，使得換電站無法滿足多規格車輛的換電，從而增加換電站建設成本和使用效益的缺陷。

技術實現思路

1、本實用新型要解決的技術問題是為了克服現有技術中電池包更換設備兼容性較差，使得換電站無法滿足多規格車輛的換電，從而增加換電站建設成本和使用效益的缺陷，提供一種穿梭式電池包更換設備及包含其的換電站。

2、本實用新型是通過下述技術方案來解決上述技術問題：

3、一種穿梭式電池包更換設備，其特點在于，其包括：底座、運動框架、驅動機構和導向機構；

4、所述底座在第一方向上可移動；

5、所述運動框架可移動地連接在所述底座上，所述運動框架在第二方向上可移動；

6、所述驅動機構分別與所述底座和所述運動框架連接，所述驅動機構用于驅動所述運動框架相對于所述底座移動；

7、所述導向機構設置于所述底座和所述運動框架之間，所述導向機構沿所述第二方向延伸，所述導向機構用于引導所述運動框架沿所述第二方向移動；

8、其中，所述第一方向與所述第二方向在水平面內垂直。

9、在本方案中，采用上述結構，第一方向是穿梭式電池包更換設備的移動方向，指與車軸平行的方向，當底座移動至換電車輛下方(即換電位置)時，驅動機構驅動運動框架沿導向機構的延伸方向移動，導向機構沿第二方向延伸，第二方向與第一方向垂直，也即運動框架可朝向車軸的方向移動。由此，運動框架增加了穿梭式電池包更換設備在第二方向上的工作范圍，針對部分車型軸距偏長或電池包靠近車身后側的情況，無需移動車輛即可憑借運動框架的移動來完成精準定位，即提高了穿梭式電池包更換設備的兼容性，又能節省車輛換電定位的時間。

10、較佳地，所述驅動機構包括驅動部分和傳動部分；

11、所述驅動部分與所述底座連接，所述傳動部分分別連接所述運動框架和所述驅動部分，從而將所述驅動部分的驅動力傳遞到所述運動框架。

12、在本方案中，采用上述結構，驅動機構包括驅動部分和傳動部分，且驅動部分與底座連接，通過傳動部分來傳遞驅動部分對運動框架的驅動力，以此使運動框架得以相對于底座移動。

13、較佳地，所述傳動部分包括主動件和從動件；

14、所述主動件與所述驅動部分連接，所述主動件用于在所述驅動部分的驅動下運動；

15、所述從動件與所述運動框架連接，所述從動件用于在所述主動件的帶動下移動。

16、在本方案中，采用上述結構，驅動部分驅動主動件運動，主動件帶動從動件移動，將傳動部分分為了主動件和從動件，提高了傳動部分的可分離性，便于維修和更換。

17、較佳地，所述驅動部分包括電機，所述主動件包括齒輪，所述從動件包括齒條；

18、所述齒輪通過傳動軸與所述電機連接，所述齒條與所述齒輪嚙合。

19、在本方案中，采用上述結構，電機的轉動通過傳動軸帶動齒輪旋轉，以此輸出驅動力，齒條在齒輪的帶動下移動，電機、齒輪、齒條的組合簡單有效，易于裝配。此外，齒條與齒輪的配合精度更好，在移動過程中可以實現更加精準的停位，利于穿梭式電池包更換設備精準換電。

20、較佳地，所述底座包括安裝側壁，所述運動框架包括第一邊框；

21、所述第一邊框與所述安裝側壁相對；

22、所述驅動機構分別設置于所述安裝側壁和所述第一邊框。

23、在本方案中，采用上述結構，驅動機構設置在運動框架的一側并且由底座的安裝側壁支撐，確保安裝的可靠性和穩定性。

24、較佳地，所述驅動機構包括電機、齒輪和齒條；

25、所述電機設置于所述安裝側壁上，所述齒條設置于所述第一邊框上，所述齒條沿所述第二方向延伸；

26、所述齒輪通過傳動軸與所述電機連接，所述齒條與所述齒輪嚙合。

27、在本方案中，采用上述結構，安裝側壁為電機的設置提供了安裝基礎，同時在與安裝側壁正對的運動框架中的第一邊框設置齒條，由于齒條的形狀本身具有一定的長度和方向性，齒條與齒輪嚙合，齒條相對于齒輪移動的距離即為第一邊框(或者說運動框架)相對于底座移動的距離，因此根據運動框架需要移動的距離選擇合適長度的齒條，再將齒條沿運動框架需要移動的第二方向設置，配合導向機構的導向即可完成運動框架定向定量的移動。

28、較佳地，所述齒條設置在所述齒輪的上方。

29、在本方案中，采用上述結構，由于齒輪位于齒條的下方，在重力的作用下，齒條向齒輪施力，使得齒條與齒輪之間的嚙合更加緊密。

30、較佳地，所述第一邊框包括本體和翻邊，所述翻邊連接于所述本體的上部且朝向所述安裝側壁延伸；

31、所述齒條固定于所述翻邊的下表面。

32、在本方案中，采用上述結構，通過設置翻邊，方便將齒條固定于齒輪的上方，且能夠將齒條齒輪等傳動部件遮擋住，防止外部雜物從上方落入傳動部件之間影響它們的工作性能，并且使得穿梭式電池包更換設備更加美觀。

33、較佳地，所述導向機構包括滑塊和滑軌；

34、所述滑塊與所述底座連接且所述滑軌與所述運動框架連接，或，所述滑塊與所述運動框架連接且所述滑軌與所述底座連接；

35、所述滑塊可滑動地設置于所述滑軌內，所述滑軌沿所述第二方向延伸。

36、在本方案中，采用上述結構，滑塊和滑軌之間的移動具有相對性，無論將滑軌安裝于底座還是運動框架上，只要將滑軌設置為沿第二方向延伸，滑塊在滑軌內的移動均能引導運動框架沿第二方向移動，不影響導向效果，便于制造和安裝。

37、較佳地，所述底座包括相對設置的安裝側壁和支撐壁，所述運動框架包括相對設置的第一邊框和第二邊框；

38、所述第一邊框與所述安裝側壁相對，所述第二邊框與所述支撐壁相對；

39、所述穿梭式電池包更換設備包括兩個所述導向機構；

40、兩個所述導向機構分別設置于所述第一邊框和所述安裝側壁之間以及所述第二邊框和所述支撐壁之間。

41、在本方案中，采用上述結構，分別在第一邊框和安裝側壁之間以及第二邊框和支撐壁之間設置導向機構，使得運動框架相對的兩側均能受到導向機構的引導，導向過程更加平穩，受力更加均衡。

42、較佳地，所述導向機構包括滑塊和滑軌，所述滑塊可滑動地設置于所述滑軌內，所述滑軌沿所述第二方向延伸；

43、所述第一邊框包括第一本體和第一翻邊，所述第一翻邊連接于所述第一本體的上部，且朝向所述安裝側壁延伸；

44、所述第二邊框包括第二本體和第二翻邊，所述第二翻邊連接于所述第二本體的上部，且朝向所述支撐壁延伸；

45、兩個所述導向機構分別設置在所述第一翻邊和所述第二翻邊的下方。

46、在本方案中，采用上述結構，通過設置翻邊，方便將導向機構遮擋住，防止外部雜物從上方落入導向機構之間影響它們的工作性能，并且使得穿梭式電池包更換設備更加美觀。

47、較佳地，所述驅動機構包括電機、齒輪和齒條；

48、所述電機設置于所述安裝側壁上，所述齒輪通過傳動軸與所述電機連接；

49、所述齒條設置于所述第一邊框的翻邊上，所述齒條沿所述第二方向延伸；

50、所述齒輪位于所述翻邊的下方，所述齒條連接于所述翻邊的下表面，所述齒條與所述齒輪嚙合。

51、在本方案中，采用上述結構，齒條沿第二方向延伸，與滑軌的延伸方向一致，由此當齒條在齒輪的帶動下移動時，受到滑軌相對于滑塊沿第二方向移動的引導以及齒條自身延伸方向的限制，運動框架整體沿第二方向移動，驅動機構與導向機構之間的配合高效合理，結構緊湊，無需另行增設轉向結構，不過多占用穿梭式電池包更換設備的安裝空間。此外，齒條與滑軌均設置于翻邊上，同步移動，彼此之間不會發生碰撞干涉。

52、較佳地，位于所述第一邊框和所述安裝側壁之間的所述滑軌包括第一滑軌和第二滑軌；

53、沿所述齒條的延伸方向，所述第一滑軌和所述第二滑軌分別位于所述齒條的兩端。

54、在本方案中，采用上述結構，兩段滑軌分設在齒條的兩端，使滑塊對滑軌或者說運動框架的支撐力更加均衡，運動框架的移動更加穩定。此外，齒條設置在兩段滑軌的中間，無需依靠齒輪支撐齒條，避免了齒條對齒輪的壓力過大導致齒輪脫落、斷裂，使齒條與齒輪之間的嚙合更加牢固。

55、較佳地，所述第一滑軌和所述第二滑軌在靠近所述齒條的一側均設置有限位塊。

56、在本方案中，采用上述結構，在齒條的移動過程中，滑軌同步移動，當滑軌上的限位塊移動至與滑塊抵接時，齒條停止移動，限位塊的設置限定了齒條的極限移動距離，也限定了運動框架的極限移動距離，避免齒條移動過量而與齒輪脫離進而導致齒輪空轉，也避免了運動框架移動過量與其他物體發生碰撞。

57、較佳地，所述第一滑軌和所述第二滑軌的延伸長度相同，且所述齒條的延伸長度大于等于所述第一滑軌和所述第二滑軌的延伸長度之和。

58、在本方案中，采用上述結構，第一滑軌和第二滑軌的延伸長度相同，使得運動框架能夠朝第二方向兩端移動的距離相同；齒條的延伸長度大于等于第一滑軌和第二滑軌的延伸長度之和，避免由于齒條過短，限位塊還未與滑塊抵接齒條就已經與齒輪脫離，導致運動框架的極限移動距離不足。

59、較佳地，所述穿梭式電池包更換設備還包括舉升框架和頂升機構；

60、所述頂升機構連接所述運動框架和所述舉升框架并相對于所述運動框架頂升所述舉升框架；

61、所述舉升框架的上方還設置有解鎖托盤。

62、在本方案中，采用上述結構，舉升框架和頂升機構的設置使得穿梭式電池包更換設備還具有豎直方向的移動可能，當底座沿第一方向移動至換電車輛下方的預定位置(即換電位置)后，運動框架可調整在第二方向上的位置，頂升機構頂升舉升框架，使解鎖托盤在高度方向上對準換電位置，以此實現穿梭式電池包更換設備在三維方向上的精準定位。

63、較佳地，所述頂升機構包括連桿，所述連桿的第一端可旋轉地連接于所述舉升框架，所述連桿的第二端可旋轉地連接于所述運動框架。

64、在本方案中，采用上述結構，連桿兩端可旋轉的連接舉升框架和運動框架，通過連桿的轉動使得連桿在豎直方向上的投影高度發生改變，以此將舉升框架相對于運動框架頂升或使之歸位。

65、較佳地，所述底座、所述運動框架和所述舉升框架均為矩形結構，所述運動框架位于所述底座的內部，所述舉升框架位于所述運動框架的內部；

66、所述運動框架包括沿所述第二方向延伸的第一邊框和第二邊框，沿所述第一方向延伸的第三邊框和第四邊框；

67、所述導向機構分別與所述第一邊框和所述第二邊框連接，所述驅動機構與所述第一邊框連接，所述頂升機構分別與所述第三邊框和所述第四邊框連接。

68、在本方案中，采用上述結構，底座、運動框架和舉升框架層層嵌套，使得運動框架和舉升框架的移動動線合理，互不影響；導向機構、驅動機構與頂升機構的設置位置空間布局合理，互不干涉。

69、較佳地，所述穿梭式電池包更換設備還包括水平行走機構，所述水平行走機構設于所述底座的底部。

70、在本方案中，采用上述結構，水平行走機構的設置使得穿梭式電池包更換設備能夠在水平面內移動。

71、一種換電站，其特點在于，其包括如上任一項所述的穿梭式電池包更換設備。

72、較佳地，所述換電站還包括軌道；

73、所述軌道沿所述第一方向延伸，所述穿梭式電池包更換設備可移動地設置于所述軌道上并能夠沿所述軌道的延伸方向移動至預定位置。

74、在本方案中，采用上述結構，軌道的設置限定了穿梭式電池包更換設備沿第一方向移動，基于穿梭式電池包更換設備增加了在第二方向上的工作范圍，使得換電站對換電車輛的普適性提高。

75、本實用新型的積極進步效果在于：通過本實用新型公開的穿梭式電池包更換設備及包含其的換電站，第一方向是穿梭式電池包更換設備的移動方向，指與車軸平行的方向，當底座移動至換電車輛下方(即換電位置)時，驅動機構驅動運動框架沿導向機構的延伸方向移動，導向機構沿第二方向延伸，第二方向與第一方向垂直，也即運動框架可朝向車軸的方向移動。由此，運動框架增加了穿梭式電池包更換設備在第二方向上的工作范圍，針對部分車型軸距偏長或電池包靠近車身后側的情況，無需移動車輛即可憑借運動框架的移動來完成精準定位，即提高了穿梭式電池包更換設備的兼容性，又能節省車輛換電定位的時間。