CN112078422A - 一种换电系统、多功能换电站及换电方法 - Google Patents

一种换电系统、多功能换电站及换电方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种换电系统，包括：电池仓，用于储存不同型号电池和给亏电电池充电；换电执行器仓，用于储存不同型号电池的不同规格的换电执行器；码垛机，用于亏电电池与满电电池的取放中转以及换电执行器的取放中转；换电台，用于承载目标车辆；换电装置，包括在所述码垛机和换电台之间有轨移动的可移动平台，固定于可移动平台上的换电机械手，以及与所述换电机械手对接的用于对电池进行解锁及闭锁动作的不同规格的换电执行器；以及控制单元，与所述码垛机、可移动平台、换电机械手信号连接。本发明也公开了一种包括所述换电系统的多功能换电站，和用于所述换电系统的换电方法。本发明实现给不同车型的不同型号电池的车辆进行换电。

Description

一种换电系统、多功能换电站及换电方法
技术领域
本发明涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种换电系统、多功能换电站及换电方法。
背景技术
目前常见的换电站仅有三四种形式，全都是汽车厂定制化的换电站，每个换电站仅能够对一种相应车型的车辆进行换电，但是随着电动汽车的广泛推广，对换电站的需求也增多，定制化的换电站仅针对一种车型，不能实现通用化，功能单一，无法再满足现实的需要，且设置多种适合各个车型的换电站，每个换电站的利用率偏低，占用土地资源，建造成本，不适宜广泛推广，因此，需要一种能适应多种车型的通用化的换电站。
发明内容
(一)要解决的技术问题
基于上述问题，本发明提供一种换电系统、多功能换电站及换电方法，储存不同型号电池、不同规格的换电执行器，切换不同规格的换电执行器，给不同车型的不同型号电池的车辆进行换电，实现车型通用化的换电站。
(二)技术方案
基于上述的技术问题，本发明提供一种换电系统，包括：
电池仓，用于储存不同型号电池和给亏电电池充电；
换电执行器仓，用于储存不同型号电池的不同规格的换电执行器；
码垛机，所述换电执行器仓和电池仓共用，用于亏电电池与满电电池的取放中转以及换电执行器的取放中转；
换电台，用于承载目标车辆进行换电操作；
换电装置，包括在所述码垛机和换电台之间有轨移动的可移动平台，固定于可移动平台上的用于电池与换电执行器的转运和换电过程中精确定位的换电机械手，以及与所述换电机械手对接的用于对电池进行解锁及闭锁动作，实现电池的拆装作业的不同规格的换电执行器；
以及控制单元，与所述电池仓、换电执行器仓、码垛机、换电台、可移动平台、换电机械手信号连接。
进一步的，所述码垛机包含两个暂存位。
进一步的，所述换电机械手的端部具有用于换电机械手与换电执行器快速切换与连接的快换接头。
进一步的，所述快换接头包括机械接头、电气接头和气动接头。
进一步的，所述电池仓中的电池按型号储存于与型号的对应到的仓格中。
进一步的，所述换电执行器仓中的换电执行器按型号储存于与型号的对应到的仓格中。
本发明也公开了一种所述的换电系统的多功能换电站。
本发明也公开了一种所述的换电系统的换电方法，所述换电方法包括以下步骤：
S1、将目标车辆驶入所述换电台的指定位置，人为输入车型，系统自动识别车型，判断所述输入车型与识别车型是否一致，若否，则重复S1，若是，则进入S2；
S2、根据所述识别车型得到目标车辆的电池位置，判断原始换电执行器是否与所述识别车型匹配，若否，则进入步骤S3，若是，则进入步骤S6；
S3、码垛机自换电执行器仓提取匹配的换电执行器；
S4、可移动平台移动到码垛机处，换电机械手将原始换电执行器与所述匹配的换电执行器切换；
S5、可移动平台移动到目标车辆的电池位置，换电装置拆卸目标车辆的亏电电池；同时，码垛机将所述原始换电执行器归还到换电执行器仓，并自电池仓提取匹配的满电电池，进入步骤S7；
S6、可移动平台移动到目标车辆的电池位置，换电装置拆卸目标车辆的亏电电池；同时，码垛机自电池仓提取匹配的满电电池，进入步骤S7；
S7、可移动平台移动到码垛机处，将所述满电电池替换亏电电池；
S8、可移动平台移动到目标车辆的电池位置，换电装置将所述满电电池装车，换电完成。
进一步的，所述换电方法还包括以下步骤：
S9、码垛机将所述亏电电池送入电池仓，电池仓对所述亏电电池进行充电。
进一步的，所述自换电执行器仓提取匹配的换电执行器为自换电执行器仓中与所需型号匹配的仓格中提取换电执行器；所述自电池仓提取匹配的满电电池为自电池仓中与所需型号匹配的仓格中提取满电电池；所述原始换电执行器归还到换电执行器仓为将所述原始换电执行器归还到与原始换电执行器型号匹配的仓格中；所述亏电电池送入电池仓为将所述亏电电池归还到与亏电电池型号匹配的仓格中。
(三)有益效果
本发明的上述技术方案具有如下优点：
(1)本发明增加了用于储存不同型号的不同规格的换电执行器的换电执行器仓，使得换电机械手能切换不同规格的换电执行器匹配不同型号的电池进行换电操作，使得换电装置、换电系统、换电站能适用于不同电池规格的不同车型的车辆换电，提高了换电站的利用率，减少了土地资源和建造成本的浪费；
(2)本发明的换电装置拆卸亏电电池与码垛机提取匹配的满电电池同时进行，码垛机的两个暂存位在替换换电执行器或电池时同时使用，有利于提高换电效率。
附图说明
通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：
图1为本发明实施例的一种多功能换电站的正视图；
图2为本发明实施例的一种多功能换电站的俯视图；
图3为本发明实施例的一种换电方法的流程示意图；
图中：1：电池仓；2：换电执行器仓；3：码垛机；4：换电台；5：可移动平台；6：换电机械手；7：快换接头；8：换电执行器；9：目标车辆；10：滑轨。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本发明实施例为如图1和图2所示的换电站，包括电池仓1、换电执行器仓2、码垛机3、换电装置、换电台4和控制单元(未在图中标出)。
所述电池仓1为用于储存不同型号电池和给亏电电池充电，电池仓1均为立仓，电池储存于电池仓1的每一仓格中，电池仓1包括第一电池仓和第二电池仓，由于储存不同型号的电池，则每仓格储存指定的对应型号电池，以便提取时查找到所需型号的电池，并在放回时放回到型号对应的仓格中；
所述换电执行器仓2为用于储存不同型号电池的不同规格的换电执行器8的立仓，换电执行器8储存于换电执行器仓2的每一仓格中，且每仓格储存指定的对应型号的换电执行器8，以便提取时查找到所需型号的换电执行器8，并在放回时放回到型号对应的仓格中；
所述码垛机3，用于亏电电池与满电电池的取放中转以及换电执行器8的取放中转，为换电执行器仓2和电池仓1共用的，包含两个暂存位，以便码垛机上电池和换电执行器8的取放操作；
所述换电台4用于承载目标车辆9进行换电操作，根据目标车辆9的换电方式确定目标车辆9是否需要举升，可以底盘换电，也可以侧方换电；
所述换电装置包括在码垛机3和换电台4之间沿滑轨10有轨移动的运输电池或换电执行器8的可移动平台5，固定于可移动平台5的用于电池与换电执行器8的转运和换电过程中精确定位的换电机械手6，以及与所述换电机械手6对接的用于对电池进行解锁及闭锁动作，实现电池的拆装作业的换电执行器8，所述换电执行器8包括换电机构，所述换电机械手6连接不同规格的换电执行器8，从而实现对不同型号的电池的拆装作用；
所述换电机械手6的端部具有用于换电机械手6与换电执行器8快速切换与连接的快换接头7，所述快换接头7包括机械接头、电气接头和气动接头，所述机械接头用于换电机械手6与换电执行器8之间的机械结构的快速连接，所述电气接头用于换电机械手6与换电执行器8的电气抽头之间的快速对接，所述气动接头用于换电机械手6与换电执行器8的气动插头之间的快速对接。
所述控制系统与所述电池仓1、换电执行器仓2、码垛机3、换电台4、可移动平台5、换电机械手6信号连接，实现监测所述电池仓1中的电池型号、数量和状态，监测所述换电执行器仓2中的换电执行器8的型号和数量，控制所述码垛机3、可移动平台5的位置移动，传输所述换电台4的车辆型号识别、到位识别、电池位置识别，控制所述换电机械手6的定位和动作等等。
基于上述换电站的换电方法如图3所示，包括以下步骤：
S1、将目标车辆9驶上换电台4的指定位置，人为输入车型，系统自动识别车型，判断所述输入车型与识别车型是否一致，若否，则重复S1，若是，则进入S2；
S2、根据所述识别车型得到目标车辆9的电池位置，判断原始换电执行器是否与所述识别车型匹配，若否，则进入步骤S3，若是，则进入步骤S6；
S3、码垛机3自换电执行器仓2提取匹配的换电执行器；所述自换电执行器仓2提取匹配的换电执行器为自换电执行器仓2中与所需型号匹配的仓格中提取换电执行器；
S4、携带所述原始换电执行器的可移动平台5移动到码垛机3处，换电机械手6将所述原始换电执行器与所述匹配的换电执行器切换；
S5、携带所述匹配的换电执行器的可移动平台5移动到目标车辆9的电池位置，换电装置拆卸目标车辆9的亏电电池；同时，码垛机3将所述原始换电执行器归还到换电执行器仓2，并自电池仓1提取匹配的满电电池，进入步骤S7；所述原始换电执行器归还到换电执行器仓2为将所述原始换电执行器归还到与原始换电执行器型号匹配的仓格中，所述自电池仓1提取匹配的满电电池为自电池仓1中与所需型号匹配的仓格中提取满电电池；
S6、携带所述原始换电执行器的可移动平台5移动到目标车辆9的电池位置，换电装置拆卸目标车辆9的亏电电池；同时，码垛机3自电池仓1提取匹配的满电电池，进入步骤S7；
S7、携带亏电电池的可移动平台5移动到码垛机3处，亏电电池通过换电执行器连接在可移动平台5上，将所述满电电池替换亏电电池；
S8、携带满电电池的可移动平台5移动到目标车辆9的电池位置，换电装置将满电电池装车，换电完成；
S9、码垛机3将所述亏电电池送入电池仓1，电池仓1对所述亏电电池进行充电；所述亏电电池送入电池仓1为将所述亏电电池归还到与亏电电池型号匹配的仓格中。
综上可知，通过上述的一种换电系统、多功能换电站及换电方法，具有以下优点：
(1)本发明增加了用于储存不同型号的不同规格的换电执行器的换电执行器仓，使得换电机械手能切换不同规格的换电执行器匹配不同型号的电池进行换电操作，使得换电装置、换电系统、换电站能适用于不同电池规格的不同车型的车辆换电，提高了换电站的利用率，减少了土地资源和建造成本的浪费；
(2)本发明的换电装置拆卸亏电电池与码垛机提取匹配的满电电池同时进行，码垛机的两个暂存位在替换换电执行器或电池时同时使用，有利于提高换电效率。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (10)

1.一种换电系统，其特征在于，包括：
电池仓，用于储存不同型号电池和给亏电电池充电；
换电执行器仓，用于储存不同型号电池的不同规格的换电执行器；
码垛机，所述换电执行器仓和电池仓共用，用于亏电电池与满电电池的取放中转以及换电执行器的取放中转；
换电台，用于承载目标车辆进行换电操作；
换电装置，包括在所述码垛机和换电台之间有轨移动的可移动平台，固定于可移动平台上的用于电池与换电执行器的转运和换电过程中精确定位的换电机械手，以及与所述换电机械手对接的用于对电池进行解锁及闭锁动作，实现电池的拆装作业的不同规格的换电执行器；
以及控制单元，与所述电池仓、换电执行器仓、码垛机、换电台、可移动平台、换电机械手信号连接。
2.根据权利要求1所述的一种换电系统，其特征在于，所述码垛机包含两个暂存位。
3.根据权利要求1所述的一种换电系统，其特征在于，所述换电机械手的端部具有用于换电机械手与换电执行器快速切换与连接的快换接头。
4.根据权利要求3所述的一种换电系统，其特征在于，所述快换接头包括机械接头、电气接头和气动接头。
5.根据权利要求1所述的一种换电系统，其特征在于，所述电池仓中的电池按型号储存于与型号的对应到的仓格中。
6.根据权利要求1所述的一种换电系统，其特征在于，所述换电执行器仓中的换电执行器按型号储存于与型号的对应到的仓格中。
7.一种包括权利要求1-6任一项所述的换电系统的多功能换电站。
8.一种用于权利要求1-6任一项所述的换电系统的换电方法，其特征在于，所述换电方法包括以下步骤：
S1、将目标车辆驶入所述换电台的指定位置，人为输入车型，系统自动识别车型，判断所述输入车型与识别车型是否一致，若否，则重复S1，若是，则进入S2；
S2、根据所述识别车型得到目标车辆的电池位置，判断原始换电执行器是否与所述识别车型匹配，若否，则进入步骤S3，若是，则进入步骤S6；
S3、码垛机自换电执行器仓提取匹配的换电执行器；
S4、可移动平台移动到码垛机处，换电机械手将原始换电执行器与所述匹配的换电执行器切换；
S5、可移动平台移动到目标车辆的电池位置，换电装置拆卸目标车辆的亏电电池；同时，码垛机将所述原始换电执行器归还到换电执行器仓，并自电池仓提取匹配的满电电池，进入步骤S7；
S6、可移动平台移动到目标车辆的电池位置，换电装置拆卸目标车辆的亏电电池；同时，码垛机自电池仓提取匹配的满电电池，进入步骤S7；
S7、可移动平台移动到码垛机处，将所述满电电池替换亏电电池；
S8、可移动平台移动到目标车辆的电池位置，换电装置将所述满电电池装车，换电完成。
9.根据权利要求8所述的一种用于换电系统的换电方法，其特征在于，所述换电方法还包括以下步骤：
S9、码垛机将所述亏电电池送入电池仓，电池仓对所述亏电电池进行充电。
10.根据权利要求9所述的一种用于换电系统的换电方法，其特征在于，所述自换电执行器仓提取匹配的换电执行器为自换电执行器仓中与所需型号匹配的仓格中提取换电执行器；所述自电池仓提取匹配的满电电池为自电池仓中与所需型号匹配的仓格中提取满电电池；所述原始换电执行器归还到换电执行器仓为将所述原始换电执行器归还到与原始换电执行器型号匹配的仓格中；所述亏电电池送入电池仓为将所述亏电电池归还到与亏电电池型号匹配的仓格中。
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