CN108189703A - 电池存储架及新能源汽车换电站 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电池存储架及新能源汽车换电站。所述电池存储架具有：框架结构；多于一个用于存放电池的库位，所述库位叠置地位于所述框架结构中；电池输送装置，在至少一个库位中设置有所述电池输送装置，所述电池输送装置适于将泊接到相应的库位中的电池转移到期望的存储位置处。

Description

电池存储架及新能源汽车换电站
技术领域
本发明涉及新能源汽车充换电技术领域；具体地说，本发明涉及一种电池存储架，并进一步涉及一种新能源汽车换电站。
背景技术
换电是新能源汽车的快速补能方式之一。新能源汽车电池更换技术和系统是新能源汽车快速补能的一种解决方案。
目前，新能源汽车充换电设施技术研究及产业发展十分迅速，换电站项目正在建设加速。在新能源汽车换电站中，通过换电设备或者工具将新能源汽车的动力电池取下、并立即更换另一组动力电池。
新能源汽车换电站可以为新能源汽车实现电池快换，缓解用户对里程的焦虑。但存在建设面积偏大、系统成本偏高、换电技术复杂等问题。另一方面，如何快速换电和可靠换电是普及换电技术和商业运作大体量换电的难点和关键核心技术。
发明内容
本发明的一个方面的目的是提供一种改进的电池存储架。
进一步地，本发明的另一方面的目的是提供一种改进的新能源汽车换电站。
为了实现前述目的，本发明的第一方面提供了一种电池存储架，其中，所述电池存储架具有：
框架结构；
多于一个用于存放电池的库位，所述库位叠置地位于所述框架结构中；
电池输送装置，在至少一个库位中设置有所述电池输送装置，所述电池输送装置适于将泊接到相应的库位中的电池转移到期望的存储位置处。
可选地，在如前所述的电池存储架中，所述库位的数量是能够扩展的。
可选地，在如前所述的电池存储架中，所述电池输送装置包括输送带、输送链或输送辊筒。
可选地，在如前所述的电池存储架中，所述电池输送装置的适于与所述电池接触的表面上形成有沿所述转移的方向排列的阻尼部。
可选地，在如前所述的电池存储架中，所述至少一个库位中设置有电池定位装置。
可选地，在如前所述的电池存储架中，所述电池定位装置为定位销、定位导轨或定位块。
可选地，在如前所述的电池存储架中，在所述电池存储架的下方布置有电池冷却装置。
可选地，在如前所述的电池存储架中，在所述至少一个库位处设置有插拔装置，所述插拔装置包括电接头和/或水接头。
可选地，在如前所述的电池存储架中，所述电池存储架具有可调节的地脚支撑。
为了实现前述目的，本发明的第二方面提供了一种新能源汽车换电站，其中，所述新能源汽车换电站中设置有如前述第一方面中任一项所述的电池存储架。
附图说明
参照附图，本发明的公开内容将更加显然。应当了解，这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。图中：
图1是根据本发明的一个实施方式的电池存储架的前视示意图；
图2是图1中的电池存储架中的一个电池库位的前视示意图；
图3是图1中的电池存储架中的电池输送装置的立体示意图；
图4是图3中的电池输送装置的输送带的立体示意图；以及
图5是应用于根据本发明的一个实施方式中的电池存储架的地脚的示意图。
具体实施方式
下面参照附图详细地说明本发明的具体实施方式。在各附图中，相同的附图标记表示相同或相应的技术特征。
图1是根据本发明的一个实施方式的电池存储架的前视示意图。
如图中所示，该电池存储架100可以具有框架结构110，框架结构110内设置有带电池输送装置130的库位120。该框架结构可以采用铝型材或者钢结构，结构简单、成本低、加工方便。
图1中的实施方式的电池存储架功能齐全，由于设置有库位120和库位处的电池输送装置130，所以能满足换电站电池的存储，以及电池在库位中的位置转移或调整。
该电池存储架100的框架结构110内可以具有多于一个用于存放电池200的库位120。图中仅示例性地在其中一个库位中示出了处于存放状态的电池200。这些库位120可以叠置地位于电池存储架中，并且，在可选的实施方式中可以处于不同高度处。该实施方式空间紧凑，由于电池的基本特性，电池平铺会使得地面资源的利用率大大下降，故采用叠置的方式，既能保证电池运送空间又能有效地留出空间给电池的插拔装置实现功能。
该电池存储架100还可以具有电池输送装置130。如图中所示，在该实施方式中可以在每个库位中均设置有电池输送装置，电池输送装置适于将泊接到相应的库位中的电池转移或调整到期望的存储位置处。在可选的实施方式中，也可以仅在至少一个库位中设置电池输送装置，实现电池在相应库位中转移或调整位置以满足电池存储及充电等的位置要求。在完成电池的转移或位置调整后，在库位中的存储位置处，可以将电池固定在位，进行存储和/或充电、冷却等。
为了保证运输稳定、结构紧凑，电池输送装置可以由电机带动输送带、输送链或者辊筒完成。参考图3，在可选的实施方式中可以选用两条输送链或输送带131。在使用输送链或辊筒时，也可以根据需要布置适当的排列方向和间距。
用于存放电池的库位120的数量是能够扩展的，例如但不限于可以沿竖向、侧向等方向扩展。电池存储架中最小可扩展单位是一个电池库位。电池存储架上库位沿竖向的扩展数量主要由换电站整体高度、电池存储架高度及其它电池泊接装置的行程决定。在图示实施方式中，可选地设置有三个库位；在扩展的情况下，可以在电池存储架的上方叠置另外的库位。
电池存储架本身也可以扩展。通过紧凑型可扩展的设计，电池存储架可以适应不同的应用场景的需求扩展或者组合。关于电池存储架的可扩展性，其不仅可以在高度方向上堆积并且也可以在水平侧向上扩展。例如，电池存储架可在其它电池泊接装置（例如升降机）的两边配置，也可以单边配置。通过在水平方向上扩展电池存储架，可以增加新能源汽车换电站的整个换电能力和整个电能存储的能力；通过增加电池存储架的数量可以更好地服务于换电站。
在实践中，对于新能源汽车换电站而言，电池存储架的上述的这种可扩展性是非常重要的，因为电池存储和运输设备受场地和资源的限制使得设备能否柔性化配置变得至关重要。此处所描述的电池存储架能够很好地实现在三维空间方向上扩展的需求，例如，通过对一个电池库位（最小单元）的竖向叠放，或者将冷却装置140的位置（见图1）改造成库位，实现单个电池架中库位的扩展；沿前后或左右方向摆放能够实现水平扩展；在水平方向上镜像摆放电池存储架，中间放置带横移、侧移和升降功能的升降机，可以实现相应方向上的扩展。
如图中所示，在电池存储架100的下方可以布置有电池冷却装置140。该电池冷却装置可以提供为水冷系统，其可以选择布置在库位下方，实现在电池快充时的热交换。此处的水冷系统可以为选配的。如果不配水冷，则可以把电池冷却装置的空间也设置成电池库位，增加一层。
图2是图1中的电池存储架中的一个电池库位的前视示意图。作为电池存储架中最小可扩展单位，电池库位可以包括框架结构110、电池输送装置130、电池定位装置150。该电池库位还可以具有插拔装置160。电池存储架100的该库位中可以设置有电池定位装置150，以实现电池在库位中的定位。例如，在图示实施方式中，电池定位装置可以呈与电池上的定位孔配合的定位销的形式。在其它的可选实施方式中，也可以采用定位导轨、定位块等作为电池定位装置。为了便于操作，电池定位装置可以具有导角以便于引导泊接电池。
电池上可以预设有定位孔。在库位中电池安装的位置处，前述的定位销可以设置在对应电池上定位孔的正上方，所以可以结合利用电池上的定位孔实现电池充电定位，从而实现电池在存储架间运输、定位和充电插拔。在电池完成转运过程的限位后，执行机构可以推动定位销插入定位孔，完成进一步的定位，实现电池的固定及防止电池跌落。
在采用定位导轨、定位块等的实施方式中，电池上也可以设置有相应的配合结构，例如但不限于定位槽等。
上述电池定位装置有利于电池上例如电接头/水接头等插拔装置的插拔，以利于有效地实现充电和水冷循环。通过完成电池的电接头和水接头的插拔，能够实现充电补能和电池充电过程中的冷却。
图1和图2中还示出了传感器170等电子器件。在可选的实施方式中，该传感器170可用来感测电池是否到位。电池存储架可以采用单边悬臂的结构，传感器等电子器件的布置位置便于设备操作维护检修。
图3是图1中电池存储架中的电池输送装置的立体示意图。图4是图3中的电池输送装置的输送带的立体示意图。
在图示示例中，电池输送装置为输送带。可以理解，在其它可选的实施方式中，电池输送装置也可以选为输送带、输送链或输送辊筒等，由电机带动可以传输电池，实现电池转运和存储支撑。
在图3所示的示例中，电池输送装置具有同步的输送带131，二者的同步通过传动轴132实现，两条输送带分别置于传动轴的两端附近。输送带131可以由电机133驱动。
在图4所示的示例中，输送带131的适于与电池接触的输送表面上设计有沿输送的方向排列的阻尼部134。该阻尼部示例为齿状；在可选的实施方式中也可以采用其它凹凸图案形状。通过采用类似的设计，可以减少电池与输送带在定位时调整方向的接触面积，即摩擦力，在电池传输方向上增大电池与输送带等表面摩擦力，以提高电池在仓位运输效率，防止打滑、保证电池在电池存储架上定位时的可靠性。在采用输送链或辊筒的情况下也可以设置有类似的阻尼部。
如图3和图4所示，电机133可以带动输送带将电池从升降机或其它泊接装置传送到电池架的库位中进行充电补能，并且能够实现电池在库位中的位置转移或调整。
图5是应用于根据本发明的一个实施方式中的电池存储架的地脚的示意图。
该地脚即地脚支撑180可以为可调节的；这样，本发明中该方面的电池存储架设计时考虑了可运输性，通过合理的结构设计分离面，使得电池存储架装配方便，单个运输方便抑或采用整体运输。采用可协调的地脚支撑，可以补偿换电站选址各种场地地基倾斜不平等问题，免去场地基础地基建设。如图5中所示，根据地脚支撑的设计，既可以通过地脚螺栓固定也可通过连接板固定，使得整体电池存储架不会产生倾斜，偏转等问题。
本发明的另一方面提供了一种设置有如前述任一可选实施方式或示例中所述的电池存储架的新能源汽车换电站。可以了解，相应的新能源汽车换电站将至少具有与前述电池存储架相应的优点，例如但不限于紧凑、可扩展、免基建、维护性好等，并且采用尽量减少机构执行运动单元，合理地分配和控制零部件的制造容差，能够有效地控制成本。
本申请的电池存储架及新能源汽车换电站，至少解决了电池从车辆可靠快速换电之后电池快速运输到电池存储架上并实施电池补能充电，并将补满电的电池运输到相应的位置以便电池进行快速安装，实现快速换电问题。
电池存储架是为新能源汽车的动力电池充电和运输存储的工具和场所，其将换下来的电池进行存储、运输，满足安全、紧凑、可扩展、迅速等要求。除了可应用在新能源汽车换电站，电池存储架还能够快速改造成储能用电池架，能够满足以下需求：（1）功能齐全，运行稳定可靠，结构紧凑；（2）运输方便，成本低，免基础或者场地基建设；（3）可扩展，通过模块化小单元的设计思路，能够充分利用资源，优化配置，使得设备集成化好，设备空间紧凑。
本发明的技术范围不仅仅局限于上述说明中的内容，本领域技术人员可以在不脱离本发明技术思想的前提下，对上述实施方式进行多种变形和修改，而这些变形和修改均应当属于本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种电池存储架，其特征在于，所述电池存储架具有：
框架结构；
多于一个用于存放电池的库位，所述库位叠置地位于所述框架结构中；
电池输送装置，在至少一个库位中设置有所述电池输送装置，所述电池输送装置适于将泊接到相应的库位中的电池转移到期望的存储位置处。
2.如权利要求1所述的电池存储架，其中，所述库位的数量是能够扩展的。
3.如权利要求1或2所述的电池存储架，其中，所述电池输送装置包括输送带、输送链或输送辊筒。
4.如权利要求3所述的电池存储架，其中，所述电池输送装置的适于与所述电池接触的表面上形成有沿所述转移的方向排列的阻尼部。
5.如权利要求1或2所述的电池存储架，其中，所述至少一个库位中设置有电池定位装置。
6.如权利要求5所述的电池存储架，其中，所述电池定位装置为定位销、定位导轨或定位块。
7.如权利要求1或2所述的电池存储架，其中，在所述电池存储架的下方布置有电池冷却装置。
8.如权利要求1或2所述的电池存储架，其中，在所述至少一个库位处设置有插拔装置，所述插拔装置包括电接头和/或水接头。
9.如权利要求1或2所述的电池存储架，其中，所述电池存储架具有可调节的地脚支撑。
10.一种新能源汽车换电站，其特征在于，所述新能源汽车换电站中设置有如权利要求1至9中任一项所述的电池存储架。
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