CN111559264A - 一种倾斜式滑入换电柜及其换电方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种倾斜式滑入换电柜及其换电方法，包括柜体、顶盖、换电槽座、定位结构、排水结构和锁体结构，换电槽座内倾斜的设置有换电槽，换电槽内部设置有定位结构，换电槽座两侧的后方均设置有排水结构，锁定结构设置在换电槽内部的下方，锁体结构包括有锁体安装座、驱动电机、离合齿轮、锁舌和弹簧，锁定结构上设置有霍尔元件，锁舌的顶部设有磁环，驱动电机的输出端通过离合凸齿连接离合齿轮，离合齿轮的内部设置有与离合凸齿相互匹配的离合结构；发明具有锁体运动行程检测功能、锁体定位检测功能和锁体防堵转离合功能，可以大大的解决换电柜锁体结构的一些技术缺陷。

Description

一种倾斜式滑入换电柜及其换电方法

技术领域

本发明涉及充换电装置技术领域，尤其涉及一种倾斜式滑入换电柜及其换电方法。

背景技术

随着电动车辆的快速发展，部分城市摩托车辆的限行，电动两轮车基本普及，两轮电动车作为外卖及快递行业基本配送工具，需要续航里程远，使用寿命长，和重量轻等特点，但是电动车的电池续航有限，针对这一问题，现有市场上出现了很多电动车充换电柜，其是电动车大规模产业化后不可缺少的电动车能源服务基础设施，但是现有的换电柜功能单一，换电柜的锁体结构不具备行程检测功能、定位位置检测功能以及防堵转离合功能，因此本发明提出一种倾斜式滑入换电柜及其换电方法以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种倾斜式滑入换电柜及其换电方法，本发明具有锁体运动行程检测功能、锁体定位检测功能和锁体防堵转离合功能，可以大大的解决换电柜锁体结构的一些技术缺陷，同时设置有定位结构和排水结构，有效的提高了换电柜的实用能力和创新力。

为了解决上述的问题，本发明提出一种倾斜式滑入换电柜，包括柜体、顶盖、换电槽座、定位结构、排水结构和锁体结构，所述柜体上设有顶盖，所述换电槽座滑动设置在柜体的内部且设置有多组，所述换电槽座内倾斜的设置有换电槽，所述换电槽内部设置有定位结构，所述换电槽座两侧的后方均设置有排水结构，且多组所述换电槽座的排水结构相互连通，所述锁定结构设置在换电槽内部的下方，所述锁体结构包括有锁体安装座、驱动电机、离合齿轮、锁舌和弹簧，所述锁定结构上设置有霍尔元件，所述锁舌的顶部设有磁环，所述的驱动电机的输出端通过离合凸齿连接离合齿轮，所述离合齿轮的内部设置有与所述离合凸齿相互匹配的离合结构，所述离合齿轮的一端转动连接有弹簧，所述锁舌下方的一侧设置有与离合齿轮相互适配的锯齿，且通过离合齿轮带动锁舌上下运作。

进一步改进在于：所述定位结构包括有细定位块、中定位块、粗定位块和四针电极，所述细定位块设置在换电槽内部两侧的前端，所述中定位块设置的细定位块的后端，所述粗定位块设置在中定位块的后端，且所述细定位块、中定位块和粗定位块的中心线处于同一条直线上，所述四针电极设置在换电槽内部后端的上方。

进一步改进在于：所述排水结构包括有排水口和排水管道，所述换电槽座内部两侧的下方设置有排水口，所述排水口连接排水管道，所述排水管道垂直设置在柜体内部的后端，所述换电槽的两侧均设置有孔洞，用于将换电槽座中四组所述换电槽相互连通，排出积水。

进一步改进在于：所述柜体的背部设置有柜门，所述柜体的后端设置有内翻槽，所述柜门通过螺丝与内翻槽固定。

进一步改进在于：所述柜体的顶部设置有出风孔，所述柜体半包嵌入所述顶盖中，且顶盖的边缘处留有缝隙。

进一步改进在于：所述柜体正面的上方设置有显示器，所述显示器向下倾斜设置，且所述显示器的外侧贴有防水泡棉，所述顶盖的前方设置有摄像组件。

一种倾斜式滑入换电柜的换电方法，其特征在于：包括以下步骤:

步骤一：实名认证

平台服务端对换电用户的手机号码及身分正进行实名认证，并要求用户缴纳必要的电池保证金；

步骤二：客户条件的确认

符合步骤一中要求的用户，用户通过App扫描换电站二维码，服务平台确认用户身分、历史租用状况及押金余额的状态，对符合条件继续换电的用户，平台服务端选择用户所扫码的换电柜，对该柜内的可用电池中电量最充沛的电池找出来，并下发电池解锁指令；

步骤三：解锁登记

随即换电站收到该指令后将对应舱门的电池进行解锁，用户将该电池取出后，平台服务端将该电池的编号登记到该用户名下；

步骤四：回收旧电池

经过步骤三的解锁登记后，此时新电池还处于不能使用的状态，需要用户将旧电池放回换电柜槽中，换电柜对回收电池进行“电池识别流程”；

步骤五：进行使用

确认为官方电池之后，平台服务端向新电池发送启用指令，用户即可使用新电池。

进一步改进在于：所述步骤四中电池的识别流程为：当电池插入换电柜的换电槽时，换电槽门端口可以读取电池内部的唯一编号SN、电池的容量、电压等信息，换电系统通过对电池上述信息的进行计算确认该电池为官方认证电池，锁体结构随即控制电子锁上锁，将电池锁止，随机对该电池的身份信息上报平台服务端，电子锁上锁之后，充电系统会根据该电池BMS的电池参数选择匹配的充电参数进行充电，并将充电过程的实时数据上报给平台服务器进行远程安全管理。

进一步改进在于：非官方电池接入换电站，经过电池端口信息读取、容量及电压信息的确认，认定为非官方电池，则会立即上报服务平台有非法电池的接入，并中止换电流程的进行。

进一步改进在于：换电柜对回收的电池进行身份验证确认无误之后，表示该电池已归还从该用户的名下将这个电池删除，那么平台服务端认定为该用户完成了一个新电池的借用以及一个旧电池的归还，并进行记录。

本发明的有益效果为：本发明的锁体结构上设置有霍尔元件，在柜体中通过锁舌上的磁环上下运动，使得上盖霍尔元件接收到不同强度的磁场，以此来获得锁舌位置的准确信息，确定锁体的上锁情况，该种上锁情况，在检测中形象直观易判断锁体状态情况，被锁物内含有磁钢，当被锁物运动到位的时候，锁体内霍尔元件可检测到一个磁场信号，从而可以精确定位被锁物的位置，锁体结构内部有离合凸齿和离合齿轮离合结构，当产生堵转的时候，锁体内部离合齿轮就会压缩右侧的压缩弹簧向右侧运动和离合凸齿进行分离，当转过最高的离合点时离合凸齿和离合齿轮又会借助弹簧的弹力，使离合齿轮与离合凸齿复位，依据这一原理，使得当发生输入输出扭矩过大时，分离装置保护性分离，保护连接两侧不至于力矩过大造成损坏，起到锁体防堵转离合功能，同时设置有定位结构，定位由粗定位至紧定位，电池滑入直至插入四针电极定位精准，同时提高配套锁具上锁精度，排水结构的设计可以防止由换电槽和层间缝隙进入的雨水进入带电工作区域，整体结构新颖，实用性较高。

附图说明

图1是本发明立体图。

图2是本发明锁体安装座结构示意图。

图3是本发明锁体结构图。

图4是本发明锁体结构俯视图。

图5是本发明锁体结构立体图。

图6是本发明定位结构示意图。

图7是本发明四针电极示意图。

图8是本发明排水管道安装示意图。

图9是本发明排水口安装示意图。

图10是本发明柜体后视图。

其中：1、柜体；2、顶盖；3、换电槽座；4、换电槽；5、锁体安装座；6、驱动电机；7、离合齿轮；8、锁舌；9、弹簧；10、离合凸齿；11、细定位块；12、中定位块；13、粗定位块；14、四针电极；15、排水口；16、排水管道；17、柜门；18、内翻槽；19、显示器；20、摄像组件。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明做进一步详述，本实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。

根据图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10所示，本实施例提出了一种倾斜式滑入换电柜，包括柜体1、顶盖2、换电槽座3、定位结构、排水结构和锁体结构，柜体1上设有顶盖2，柜体1的顶部设置有出风孔，出风孔的设置用于将柜体中所产生的热量排出，柜体1半包嵌入顶盖2中，且顶盖2的边缘处留有缝隙，根据热空气向上的原理，在柜体1顶部设置出风孔利于散热，但是顶部散热又不利于防水设计，故将柜体1半包嵌入顶盖2中，边缘留有缝隙的设计可以使雨水下后来不会反回向上进入风机的出风孔，换电柜内部的热量经过风机排出后，通过边缘的缝隙排出，该设计既防水又可靠排热的作用，换电槽座3滑动设置在柜体1的内部且设置有多组，换电槽座3内倾斜的设置有换电槽4，向上倾角结构，取电池时更舒适，整体外观也不那么呆板，换电槽4内部设置有定位结构，定位结构包括有细定位块11、中定位块12、粗定位块13和四针电极14，细定位块11设置在换电槽4内部两侧的前端，中定位块12设置的细定位块11的后端，粗定位块13设置在中定位块12的后端，且细定位块11、中定位块12和粗定位块13的中心线处于同一条直线上，定位由粗定位至紧定位，电池滑入直至插入四针电极14定位精准，同时提高配套锁具上锁精度，四针电极14设置在换电槽4内部后端的上方，换电槽座3两侧的后方均设置有排水结构，且多组换电槽座3的排水结构相互连通，排水结构包括有排水口15和排水管道16，换电槽座3内部两侧的下方设置有排水口15，排水口15连接排水管道16，排水管道16垂直设置在柜体1内部的后端，换电槽4的两侧均设置有孔洞，用于将换电槽座3中四组换电槽4相互连通，排出积水，锁定结构设置在换电槽4内部的下方，锁体结构包括有锁体安装座5、驱动电机6、离合齿轮7、锁舌8和弹簧9，锁定结构上设置有霍尔元件，锁舌8的顶部设有磁环，通过锁舌8上的磁环上下运动，使得霍尔元件接收到不同强度的磁场，以此来获得锁舌8位置的准确信息，确定锁体的上锁情况，被锁物的电池内含有磁钢，而与之相对应的锁体结构上安装有霍尔检测元件，当被锁物运动到位的时候，锁体内霍尔元件可检测到一个磁场信号，从而可以精确定位被锁物的位置，驱动电机6的输出端通过离合凸齿10连接离合齿轮7，离合齿轮7的内部设置有与离合凸齿10相互匹配的离合结构，离合齿轮7的一端转动连接有弹簧9，锁体结构内部有离合凸齿10和离合齿轮7离合结构，当产生堵转的时候，锁体结构内部离合齿轮7就会压缩右侧的压缩弹簧9向右侧运动和离合凸齿10进行分离，当转过最高的离合点时离合凸齿10和离合齿轮7又会借助弹簧的弹力，使齿轮与凸轮复位，依据这一原理，使得当发生输入输出扭矩过大时，分离装置保护性分离，保护连接两侧不至于力矩过大造成损坏，锁舌8下方的一侧设置有与离合齿轮7相互适配的锯齿，且通过离合齿轮7带动锁舌8上下运作，柜体1的背部设置有柜门17，柜体1的后端设置有内翻槽18，柜门17通过螺丝与内翻槽18固定，柜体1正面的上方设置有显示器19，显示器19向下倾斜设置，显示器总成向下倾角设计，减少落灰在屏幕面上的聚集，向下倾角设计大大减少了不利光线对屏幕内容的观测显示。整个总成不仅只安装液晶显示屏，对内还装有整个换电系统显示系统的电路模组，显示器总成作为一个换电站的一个重要模块，在设备外预装完成，使得换电柜组装实现模块化，售后维护也可以模块化维护，且显示器19的外侧贴有防水泡棉，顶盖2的前方设置有摄像组件20。

一种倾斜式滑入换电柜的换电方法，包括以下步骤:平台服务端对换电用户的手机号码及身分正进行实名认证，并要求用户缴纳必要的电池保证金；符合上述要求中的用户，用户通过App扫描换电站二维码，服务平台确认用户身分、历史租用状况及押金余额的状态，对符合条件继续换电的用户，平台服务端选择用户所扫码的换电柜，对该柜内的可用电池中电量最充沛的电池找出来，并下发电池解锁指令，随后换电站收到该指令后将对应换电槽中的电池进行解锁，用户将该电池取出后，平台服务端将该电池的编号登记到该用户名下；经过上述的解锁登记后，此时新电池还处于不能使用的状态，需要用户将旧电池放回换电柜槽中，换电柜对回收电池进行“电池识别流程”；当电池插入换电柜的换电槽时，换电槽门端口可以读取电池内部的唯一编号SN、电池的容量、电压等信息，换电系统通过对电池上述信息的进行计算确认该电池为官方认证电池，锁体结构随即控制电子锁上锁，将电池锁止，随机对该电池的身份信息上报平台服务端，电子锁上锁之后，充电系统会根据该电池BMS的电池参数选择匹配的充电参数进行充电，并将充电过程的实时数据上报给平台服务器进行远程安全管理确认为官方电池之后，平台服务端向新电池发送启用指令，用户即可使用新电池，非官方电池接入换电站，经过电池端口信息读取、容量及电压信息的确认，认定为非官方电池，则会立即上报服务平台有非法电池的接入，并中止换电流程的进行，换电柜对回收的电池进行身份验证确认无误之后，表示该电池已归还从该用户的名下将这个电池删除，那么平台服务端认定为该用户完成了一个新电池的借用以及一个旧电池的归还，并进行记录。

本发明的锁体结构上设置有霍尔元件，在柜体1中通过锁舌8上的磁环上下运动，使得上盖霍尔元件接收到不同强度的磁场，以此来获得锁舌8位置的准确信息，确定锁体的上锁情况，该种上锁情况，在检测中形象直观易判断锁体状态情况，被锁物内含有磁钢，当被锁物运动到位的时候，锁体内霍尔元件可检测到一个磁场信号，从而可以精确定位被锁物的位置，锁体结构内部有离合凸齿10和离合齿轮7离合结构，当产生堵转的时候，锁体内部离合齿轮7就会压缩右侧的压缩弹簧9向右侧运动和离合凸齿10进行分离，当转过最高的离合点时离合凸齿10和离合齿轮7又会借助弹簧9的弹力，使离合齿轮7与离合凸齿10复位，依据这一原理，使得当发生输入输出扭矩过大时，分离装置保护性分离，保护连接两侧不至于力矩过大造成损坏，起到锁体防堵转离合功能，同时设置有定位结构，定位由粗定位至紧定位，电池滑入直至插入四针电极14定位精准，同时提高配套锁具上锁精度，排水结构的设计可以防止由换电槽4和层间缝隙进入的雨水进入带电工作区域，整体结构新颖，实用性较高。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种倾斜式滑入换电柜，其特征在于：包括柜体（1）、顶盖（2）、换电槽座（3）、定位结构、排水结构和锁体结构，所述柜体（1）上设有顶盖（2），所述换电槽座（3）滑动设置在柜体（1）的内部且设置有多组，所述换电槽座（3）内倾斜的设置有换电槽（4），所述换电槽（4）内部设置有定位结构，所述换电槽座（3）两侧的后方均设置有排水结构，且多组所述换电槽座（3）的排水结构相互连通，所述锁定结构设置在换电槽（4）内部的下方，所述锁体结构包括有锁体安装座（5）、驱动电机（6）、离合齿轮（7）、锁舌（8）和弹簧（9），所述锁定结构上设置有霍尔元件，所述锁舌（8）的顶部设有磁环，所述的驱动电机（6）的输出端通过离合凸齿（10）连接离合齿轮（7），所述离合齿轮（7）的内部设置有与所述离合凸齿（10）相互匹配的离合结构，所述离合齿轮（7）的一端转动连接有弹簧（9），所述锁舌（8）下方的一侧设置有与离合齿轮（7）相互适配的锯齿，且通过离合齿轮（7）带动锁舌（8）上下运作。

2.根据权利要求1所述的一种倾斜式滑入换电柜，其特征在于：所述定位结构包括有细定位块（11）、中定位块（12）、粗定位块（13）和四针电极（14），所述细定位块（11）设置在换电槽（4）内部两侧的前端，所述中定位块（12）设置的细定位块（11）的后端，所述粗定位块（13）设置在中定位块（12）的后端，且所述细定位块（11）、中定位块（12）和粗定位块（13）的中心线处于同一条直线上，所述四针电极（14）设置在换电槽（4）内部后端的上方。

3.根据权利要求1所述的一种倾斜式滑入换电柜，其特征在于：所述排水结构包括有排水口（15）和排水管道（16），所述换电槽座（3）内部两侧的下方设置有排水口（15），所述排水口（15）连接排水管道（16），所述排水管道（16）垂直设置在柜体（1）内部的后端，所述换电槽（4）的两侧均设置有孔洞，用于将换电槽座（3）中四组所述换电槽（4）相互连通，排出积水。

4.根据权利要求1所述的一种倾斜式滑入换电柜，其特征在于：所述柜体（1）的背部设置有柜门（17），所述柜体（1）的后端设置有内翻槽（18），所述柜门（17）通过螺丝与内翻槽（18）固定。

5.根据权利要求1所述的一种倾斜式滑入换电柜，其特征在于：所述柜体（1）的顶部设置有出风孔，所述柜体（1）半包嵌入所述顶盖（2）中，且顶盖（2）的边缘处留有缝隙。

6.根据权利要求1所述的一种倾斜式滑入换电柜，其特征在于：所述柜体（1）正面的上方设置有显示器（19），所述显示器（19）向下倾斜设置，且所述显示器（19）的外侧贴有防水泡棉，所述顶盖（2）的前方设置有摄像组件（20）。

7.一种倾斜式滑入换电柜的换电方法，其特征在于：包括以下步骤:

步骤一：实名认证

平台服务端对换电用户的手机号码及身分正进行实名认证，并要求用户缴纳必要的电池保证金；

步骤二：客户条件的确认

符合步骤一中要求的用户，用户通过App扫描换电站二维码，服务平台确认用户身分、历史租用状况及押金余额的状态，对符合条件继续换电的用户，平台服务端选择用户所扫码的换电柜，对该柜内的可用电池中电量最充沛的电池找出来，并下发电池解锁指令；

步骤三：解锁登记

随即换电站收到该指令后将对应舱门的电池进行解锁，用户将该电池取出后，平台服务端将该电池的编号登记到该用户名下；

步骤四：回收旧电池

经过步骤三的解锁登记后，此时新电池还处于不能使用的状态，需要用户将旧电池放回换电柜槽中，换电柜对回收电池进行“电池识别流程”；

步骤五：进行使用

确认为官方电池之后，平台服务端向新电池发送启用指令，用户即可使用新电池。

8.根据权利要求7所述的一种倾斜式滑入换电柜的换电方法，其特征在于：所述步骤四中电池的识别流程为：当电池插入换电柜的换电槽时，换电槽门端口可以读取电池内部的唯一编号SN、电池的容量、电压等信息，换电系统通过对电池上述信息的进行计算确认该电池为官方认证电池，锁体结构随即控制电子锁上锁，将电池锁止，随机对该电池的身份信息上报平台服务端，电子锁上锁之后，充电系统会根据该电池BMS的电池参数选择匹配的充电参数进行充电，并将充电过程的实时数据上报给平台服务器进行远程安全管理。

9.根据权利要求7所述的一种倾斜式滑入换电柜的换电方法，其特征在于：非官方电池接入换电站，经过电池端口信息读取、容量及电压信息的确认，认定为非官方电池，则会立即上报服务平台有非法电池的接入，并中止换电流程的进行。

10.根据权利要求7所述的一种倾斜式滑入换电柜的换电方法，其特征在于：换电柜对回收的电池进行身份验证确认无误之后，表示该电池已归还从该用户的名下将这个电池删除，那么平台服务端认定为该用户完成了一个新电池的借用以及一个旧电池的归还，并进行记录。

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