CN109747477A - 一种立体充电装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种立体充电装置。该立体充电装置包括：提升机构、至少一个充电机构和换电小车；提升机构和至少一个充电机构互相连接；充电机构包括至少两个充电仓，至少两个充电仓沿垂直于地面的方向依次排列；充电仓包括电池充电单元，电池充电单元用于为对应充电仓内预设位置处的电池充电；提升机构包括小车载台，小车载台用于承载换电小车在垂直于地面的方向运动；小车载台与任一充电仓距离地面的高度相等时，换电小车用于在小车载台与对应充电仓之间运动；换电小车用于将电池输送至预设位置。本发明实施例提供的立体充电装置，通过提升机构和换电小车，可以将电池快速输送至任意一层充电仓内，提高了电池的输送效率。

Description

一种立体充电装置

技术领域

本发明实施例涉及电池充电技术领域，尤其涉及一种立体充电装置。

背景技术

电池是电动汽车的动力系统的重要组成部分，为了保证电动汽车正常行驶，电动汽车每行驶一定的里程，就需要对电池进行充电。充电时，用户可以将电动汽车的电池送至充电站，充电站可以完成汽车电池的充电工作。

一般来说，充电站有大量需要充电的汽车电池，为了能够及时地将每个汽车电池送至充电区域，并在汽车电池完成充电后，及时将充满电的汽车电池从充电区域搬离，需要消耗大量的人力，严重制约着充电站的工作效率。

发明内容

本发明提供一种立体充电装置，以利用提升机构和换电小车将电池输送至立体充电装置的充电仓内的预设位置处，提高电池的输送效率。

本发明实施例提供了一种立体充电装置，包括：

提升机构、至少一个充电机构和换电小车；其中，所述提升机构和所述至少一个充电机构互相连接；

所述充电机构包括至少两个充电仓，至少两个所述充电仓沿垂直于地面的方向依次排列；所述充电仓包括电池充电单元，所述电池充电单元用于为对应所述充电仓内预设位置处的电池充电；

所述提升机构包括小车载台，所述小车载台用于承载所述换电小车在垂直于地面的方向运动；

所述小车载台与任一所述充电仓距离地面的高度相等时，所述换电小车用于在所述小车载台与对应所述充电仓之间运动；

所述换电小车用于将所述电池输送至所述预设位置。

进一步地，所述充电仓包括第一导轨，所述第一导轨用于为所述换电小车提供对应所述充电仓内的运动路径；

所述小车载台包括第二导轨，在所述小车载台与任一所述充电仓距离地面的高度相等时，所述第二导轨与所述第一导轨连接；

所述换电小车为有轨制导车辆。

进一步地，所述至少一个充电机构的数量为2；

沿平行于地面的方向，两个所述充电机构分别位于所述提升机构相对的两侧。

进一步地，两个所述充电机构的结构相同。

进一步地，所述提升机构包括提升电机和链条；

所述链条分别与所述提升电机以及所述小车载台连接；所述提升电机通过所述链条控制所述小车载台沿垂直于地面的方向运动。

进一步地，所述换电小车包括承载电池的承载部件和升降部件，所述升降部件用于带动所述承载部件升降。

进一步地，所述充电仓还包括锁附单元，所述锁附单元用于锁附位于所述预设位置处的所述电池。

进一步地，所述充电仓还包括位置检测单元，所述位置检测单元用于检测所述电池的位置。

进一步地，所述电池充电单元包括电池插头和连接导线，所述连接导线分别与所述电池插头和外部电源连接，所述电池插头固定于对应所述充电仓内；

所述充电机构还包括线槽，所述线槽用于容纳支撑所述连接导线。

进一步地，还包括烟雾传感器；

所述烟雾传感器在检测到烟雾时进行报警。。

本发明实施例提供的立体充电装置包括提升机构、至少一个充电机构和换电小车，其中，充电机构包括立体的充电仓，提升机构可以将换电小车提升至任意充电仓对应的高度，换电小车可以将电池快速输送至充电仓内的预设位置处，提高了电池的输送效率。

附图说明

图1是本发明实施例提供的立体充电装置的侧视图；

图2是本发明实施例提供的立体充电装置的结构示意图；

图3是图2中的立体充电装置的侧视图；

图4是图2中的立体充电装置的右视图；

图5是本发明实施例提供的充电仓和小车载台的导轨的俯视图；

图6是本发明实施例提供的另一立体充电装置的侧视图；

图7是本发明实施例提供的换电小车的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

图1是本发明实施例提供的立体充电装置的侧视图，图2是本发明实施例提供的立体充电装置的结构示意图，图3是图2中的立体充电装置的侧视图，图4是图2中的立体充电装置的右视图。具体地，请参考图1至图4，该立体充电装置包括：提升机构10、至少一个充电机构20和换电小车30；其中，提升机构10和至少一个充电机构20互相连接；充电机构20包括至少两个充电仓201，至少两个充电仓201沿垂直于地面的方向Z依次排列；充电仓201包括电池充电单元202，电池充电单元202用于为对应充电仓201内预设位置203处的电池充电；提升机构10包括小车载台101，小车载台101用于承载换电小车30在垂直于地面的方向Z运动；小车载台101与任一充电仓201距离地面的高度相等时，换电小车30用于在小车载台101与对应充电仓201之间运动；换电小车30用于将电池输送至预设位置203。

具体地，当需要将电池放置于高层的充电仓201内充电时，可以将电池放置于换电小车30上，将换电小车30置于小车载台101上，利用提升机构10带动小车载台101，在小车载台101到达对应的充电仓201的高度时，换电小车30可以从小车载台101运动至充电仓内201，并利用换电小车30将电池输送至预设位置203。当电池到达预设位置203后，电池充电单元202可以对电池进行充电。本实施例提供的立体充电装置，通过设置沿垂直于地面方向Z的至少两个充电仓201，可以在一定的面积上设置多个垂直排布的充电仓201，可以解决多个充电仓201的占地面积较大的问题。

同理，当电池完成充电以后，也可以利用换电小车30将电池从预设位置203处卸载并运送出充电仓201，并利用提升机构10将换电小车30和电池从充电仓201内运送至地面上，最终将电池从立体充电装置中取出。通过利用换电小车30输送电池，无需人工搬运电池，可以节省充电效率。并且，相比人工搬运电池，采用一定的控制程序控制换电小车30，还可以降低人工搬运时出错的概率。

需要说明的是，图1中示例性地设置了包括三层充电仓201的立体充电装置，这并不应该理解为对本实施例提供的充电仓201的层数的限制。图2和图3中的立体充电装置包括两个充电机构20，但是应该理解，这仅仅是一种可能的实施例，而不是对充电机构20数量的限制。另外，预设位置203可以位于电池充电单元202的下方；一般情况下，电池充电单元202和预设位置203之间的相对位置不变。但是，应该理解，电池充电单元202和预设位置203在充电仓内的位置并不局限于图1所示的位置。还需要说明的是，为了便于标准化生产和控制，可以将每个充电仓201设置成相同的结构。

图5是本发明实施例提供的充电仓和小车载台的导轨的俯视图。可选地，请参考图1至图5，充电仓201包括第一导轨204，第一导轨204用于为换电小车30提供对应充电仓201内的运动路径；小车载台101包括第二导轨102，在小车载台101与任一充电仓201距离地面的高度相等时，第二导轨102与第一导轨204连接；换电小车30为有轨制导车辆。

具体地，为了便于描述，图5中的小车载台101距离地面的高度等于充电仓201距离地面的高度。当小车载台101被提升至与充电仓201高度相同的位置时，小车载台101上的第二导轨102与充电仓201里的第一导轨204互相连接，换电小车30可以在小车载台101和充电仓201之间沿导轨运动，进而可以将电池输送至充电仓201内，或将充满电的电池从充电仓201内运出。需要说明的是，为了清楚起见，图5中的第一导轨204和第二导轨102并没有接触，但是应该理解，在实际当中，当小车载台101距离地面的高度等于充电仓201距离地面的高度时，第一导轨204和第二导轨102可以衔接在一起，或者，第一导轨204和第二导轨102之间的小于某一预设取值。

有轨制导车辆(Rail Guided Vehicle，RGV)又称有轨穿梭小车，可以沿一定的轨道快速运动，具有很高的货物运输效率，便于智能化控制。相对应地，第一导轨204和第二导轨102的数量均可以是2。

图6是本发明实施例提供的另一立体充电装置的侧视图。可选地，请参考图1至6，本实施例提供的立体充电装置中的至少一个充电机构20的数量为2；沿平行于地面的方向X，两个充电机构20分别位于提升机构10相对的两侧。

具体地，通过将两个充电机构20分别设置于提升机构10的两侧，两个充电机构20中的第一导轨204均可以与小车载台101上的第二导轨102进行连接，进而可以使换电小车30在小车载台101和任意一个的充电仓201之间运动，可以仅使用一套提升机构10，就能够将电池分别输送至两个不同的充电机构20中的充电仓201中。并且，提升机构10可以带动换电小车30沿垂直于地面的方向Z运动，换电小车30可以沿第一导轨20和第二导轨102的延伸方向X运动。当换电小车30沿第一导轨20或第二导轨102运动时，相当于换电小车30沿着一维的轨道运动，此时，只需要在一个维度上控制换电小车30的位置即可。

可选地，两个充电机构20的结构相同。

具体地，这样的设置有利于在利用一个提升机构10将换电小车30分别输送至不同的充电机构20，提高提升机构10和任何一个充电机构20之间的衔接程度，降低对换电小车30的控制难度。此外，结构相同的充电机构20还有利于标准化生成，降低生成成本。

可选地，提升机构10包括提升电机103和链条104；链条104分别与提升电机103以及小车载台101连接；提升电机103通过链条104控制小车载台101沿垂直于地面的方向Z运动。

具体地，提升电机103通过链条104可以控制小车载台101沿垂直于地面方向Z的运动，小车载台101可以承载换电小车30，因此，提升电机103可以使小车载台101沿垂直于地面方向Z上升或下降，进而可以控制小车载台101运动或停驻于与任意充电仓201所相同的高度。

图7是本发明实施例提供的换电小车的结构示意图。可选地，请参考图6和图7，换电小车30包括承载电池的承载部件301和升降部件302，升降部件302用于带动承载部件301升降。

具体地，当需要将电池输送至预设位置203进行充电时，换电小车30携带电池运行至第一导轨204上的某个位置处后(通常，该位置可以为电池充电单元202的下面)，换电小车204停止沿第一导轨204运动，同时，升降部件302控制承载部件301升高，进而将电池升高并输送至预设位置203处。

由于换电小车30可以在沿第一导轨204的方向X运动，也可以控制电池沿垂直于地面的方向Z运动，因此，在给电池充电时，只需要利用换电小车204带动电池运动至预设位置203即可。由于本实施例提供的电池充电单元202无需移动，可以降低电池充电单元202反复运动造成的接触不良等事故发生的概率。

可选地，充电机构20还包括锁附单元205；锁附单元205位于充电仓201内，用于锁附位于预设位置203处的电池。

具体地，当电池放置于换电小车30的承载部件301上以后，锁附单元205可以将电池固定于预设位置203处，此时，电池无需再由换电小车30托举，换电小车30可以继续运送其他的电池。以汽车电池为例，该锁附单元205锁附汽车电池充电，与汽车电池在汽车上进行充电时的状态相似。锁附单元205用于在电池充电的过程中，将电池固定于预设位置203，在满足上述功能的条件下，本实施例对锁附单元205的结构不作具体限制。

可选地，充电仓20还包括位置检测单元206，位置检测单元206位于充电仓201内，用于检测电池的位置。

具体地，当电池位于换电小车30的承载部件301上时，电池与换电小车30的相对位置是确定的，因此，通过检测换电小车30的位置，就可以确定电池所在的位置。可选地，位置检测单元206可以包括第一传感器216和第二传感器226，第一传感器216用于检测换电小车30在第二导轨102的位置，第二传感器226用于检测换电小车30的承载部件301所在的位置。示例性地，可以将第一传感器216和第二传感器226设置于充电仓201远离提升机构10的位置处，并且，第一传感器216在第二传感器226的下面。在满足位置检测需要的情况下，第一传感器216和第二传感器226的位置可以根据需要设定，此处不作具体限制。

可选地，电池充电单元202包括电池插头212和连接导线，连接导线分别与电池插头212和外部电源连接，电池插头212固定于对应充电仓201内；充电机构20还包括线槽207，线槽207用于容纳支撑连接导线。

具体地，连接导线通过外部电源获取电能，并输送至电池插头212，电池插头212用于与电池接触并为电池充电。为了保证连接导线的安全，避免漏电事故，可以在充电机构20上设置线槽207，并将连接导线放置于线槽207内。

可选地，本实施例提供的立体充电装置还包括烟雾传感器208；烟雾传感器208在检测到烟雾时，输出烟雾检测信号。

具体地，在电池充电过程中，可能会发生电池液泄露等事故，在严重时还会酿成火灾，火灾发生时常伴随着烟雾。因此，通过设置烟雾传感器208，可以在立体充电装置发生火灾时，及时检测出烟雾信息并输出烟雾检测信号，进而可以及早对工作人员进行烟雾火灾提醒。可选地，每个充电仓201内可以设置至少一个烟雾传感器208，烟雾传感器208的具体位置可以根据需要设置。示例性地，为保证烟雾检测的准确度，可以将烟雾传感器208设置于靠近电池充电单元202的地方，烟雾传感器208和电池充电单元202之间的距离可以小于或等于一定的预设距离。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种立体充电装置，其特征在于，包括：

提升机构、至少一个充电机构和换电小车；其中，所述提升机构和所述至少一个充电机构互相连接；

所述充电机构包括至少两个充电仓，至少两个所述充电仓沿垂直于地面的方向依次排列；所述充电仓包括电池充电单元，所述电池充电单元用于为对应所述充电仓内预设位置处的电池充电；

所述提升机构包括小车载台，所述小车载台用于承载所述换电小车在垂直于地面的方向运动；

所述小车载台与任一所述充电仓距离地面的高度相等时，所述换电小车用于在所述小车载台与对应所述充电仓之间运动；

所述换电小车用于将所述电池输送至所述预设位置。

2.根据权利要求1所述的立体充电装置，其特征在于，所述充电仓包括第一导轨，所述第一导轨用于为所述换电小车提供对应所述充电仓内的运动路径；

所述小车载台包括第二导轨，在所述小车载台与任一所述充电仓距离地面的高度相等时，所述第二导轨与所述第一导轨连接；

所述换电小车为有轨制导车辆。

3.根据权利要求1所述的立体充电装置，其特征在于，所述至少一个充电机构的数量为2；

沿平行于地面的方向，两个所述充电机构分别位于所述提升机构相对的两侧。

4.根据权利要求2所述的立体充电装置，其特征在于，两个所述充电机构的结构相同。

5.根据权利要求1所述的立体充电装置，其特征在于，所述提升机构包括提升电机和链条；

所述链条分别与所述提升电机以及所述小车载台连接；所述提升电机通过所述链条控制所述小车载台沿垂直于地面的方向运动。

6.根据权利要求1所述的立体充电装置，其特征在于，

所述换电小车包括承载电池的承载部件和升降部件，所述升降部件用于带动所述承载部件升降。

7.根据权利要求1所述的立体充电装置，其特征在于，所述充电机构还包括锁附单元；

所述锁附单元位于所述充电仓内，用于锁附位于所述预设位置处的所述电池。

8.根据权利要求5所述的立体充电装置，其特征在于，所述充电机构还包括位置检测单元；

所述位置检测单元位于所述充电仓内，用于检测所述电池在所述充电仓内的位置。

9.根据权利要求5所述的立体充电装置，其特征在于，

所述电池充电单元包括电池插头和连接导线，所述连接导线分别与所述电池插头和外部电源连接，所述电池插头固定于对应所述充电仓内；

所述充电机构还包括线槽，所述线槽用于容纳支撑所述连接导线。

10.根据权利要求1所述的立体充电装置，其特征在于，还包括烟雾传感器；

所述烟雾传感器在检测到烟雾时，输出烟雾检测信号。