CN112644326A - 换电站及多换电站电池分配方法 - Google Patents

换电站及多换电站电池分配方法 Download PDF

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CN112644326A CN202011455948.8A CN202011455948A CN112644326A CN 112644326 A CN112644326 A CN 112644326A CN 202011455948 A CN202011455948 A CN 202011455948A CN 112644326 A CN112644326 A CN 112644326A
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Abstract

一种换电站，包括电贩宝、电贩坞和吊装架，电贩宝包括承载件和多个电池仓，所述电池仓用于容置电池，并设置有用于为电池充电的充电接头，所述承载件承载所有所述电池仓，并设置有与所有所述充电接头电连接第一强电连接头；电贩坞具有用于承载所述电贩宝的承载台，所述承载台上设置有用于与所述第一强电连接头对接的第二强电连接头；吊装架包括架体和吊装臂，所述架体与所述电贩坞相对固定，所述吊装臂与所述架体可滑动连接，所述吊装臂具有与所述承载件可拆卸连接配合的吊装件。通过这种换电站能够实现电贩宝和电贩坞快速脱离，以及强电连接头的快速插拔。本申请还提供了一种多换电站电池分配方法。

Description

换电站及多换电站电池分配方法
技术领域
本申请涉及一种换电站及多换电站电池分配方法。
背景技术
换电是电动车补充电能的一种重要方式，市场上也陆续出现一些换电服务站，但是大多数以整包装电为主，单个换电站体量较大，占地面积也较大，位置较偏僻，车辆需要行驶到远离市中心的地区集中换电。
而且换电站之间几乎没有电池的流动分配，也难以进行电池的流动分配，使得有些换电站的储能冗余，有些换电站的储能又不足。
发明内容
鉴于上述状况，有必要提供一种换电站及多换电站电池分配方法，以解决换电站电池仓位置固定，难以在各个换电站之间调配电池的问题。
本申请的实施例提供一种换电站，包括电贩宝、电贩坞和吊装架；所述电贩宝包括承载件和多个电池仓，所述电池仓用于容置电池，并设置有用于为电池充电的充电接头，所述承载件承载所有所述电池仓，并设置有与所有所述充电接头电连接第一强电连接头；所述电贩坞具有用于承载所述电贩宝的承载台，所述承载台上设置有用于与所述第一强电连接头对接的第二强电连接头；所述吊装架包括架体和吊装臂，所述架体与所述电贩坞相对固定，所述吊装臂与所述架体可滑动连接，所述吊装臂具有与所述承载件可拆卸连接配合的吊装件。
这种换电站能够将电贩宝吊装，从而实现电贩宝与电贩坞的上下脱离，并且吊装臂能够沿架体移动，从而实现将电贩宝运离电贩坞。相对的，也可以将电贩坞外的电贩宝运至电贩坞上进行对接。
进一步地，在本申请的一些实施例中，所述架体具有第一窗口，所述架体设置有延伸出所述第一窗口的滑轨，所述吊装臂设置有与所述滑轨配合的滑块。
通过第一窗口以及延伸出第一窗口的滑轨，能够使得电贩宝运输处架体的范围，从而将电贩宝放置到架体外侧位置，或者将架体外侧的电贩宝吊装到电贩坞上。
进一步地，在本申请的一些实施例中，还包括换电臂机器人；所述换电臂机器人包括用于承载电池的电池取放座，和用于运输所述电池取放座的升降机构；所述架体还具有第二窗口，所述电贩宝通过所述第二窗口将电池输送到所述电池取放座。
通过换电臂机器人能够将电贩宝内的电池取出，被取出的电池用于安装到待换电车辆上。
进一步地，在本申请的一些实施例中，还包括固定仓；所述固定仓与所述架体相对固定，包括用于容置电池的多个电池容置腔。
固定仓可以实现换电站被取出电贩宝后的正常运作。
进一步地，在本申请的一些实施例中，所述换电臂机器人还包括旋转机构；所述旋转机构的输出端连接所述电池取放座，使得所述电池取放座在朝向所述电贩宝和朝向所述固定仓的位置间转动。
将固定仓和电贩宝设置在两个不同的位置，通过电池取放座的旋转机构实现两个位置的对应，从而使得电池取放座能够在电贩宝或者固定仓中进行电池的取放。
进一步地，在本申请的一些实施例中，还包括AGV机器人，所述AGV机器人用于承载所述电池取放座的电池并将电池运送至待换电车辆。
AGV机器人能够将电池取放座的电池运送到待换电车辆的位置，从而实现待换电车辆上车辆的更换。
进一步地，在本申请的一些实施例中，还包括用于待换电车辆停车的换电车位；所述换电车位与所述架体相对固定。
专门设置的换电车位，能够指导待换电车辆停放到使得换电站正常运作的位置。
进一步地，在本申请的一些实施例中，所述吊装臂设置有横移驱动件，所述横移驱动件驱动所述吊装臂在所述滑轨上滑动。
通过吊装臂自身设置横移驱动件进行横移，能够使得横移驱动件跟随吊装臂同步运动并进行位置判断，从而使得吊装臂具有更精准的位移量。
进一步地，在本申请的一些实施例中，所述吊装臂设置有吊装驱动件和吊绳，所述吊装驱动件驱动所述吊绳降放或提升。
通过电机等装置形成吊装驱动件使得吊装臂能够实现自动的吊装，而不需要人力参与。
本申请的实施例还提供一种多换电站电池分配方法，对多个上述的换电站进行电贩宝的运输分配，包括：
具有承载平台的换电车进入第一个所述换电站；
第一个所述换电站的所述吊装架吊起所述电贩宝，并将所述电贩宝输送至所述承载平台；
所述换电车将所述电贩宝运输至第二个所述换电站；
第二个所述换电站的所述吊装架吊起所述电贩宝，并将所述电贩宝输送至所述电贩坞。
通过这种多换电站电池分配方法，使得多个换电站之间能够进行电池的交换，根据实际的换电站位置分析或者工作时段分析，进行各换电站内电池的合理调配。
进一步地，在本申请的一些实施例中，在所述换电车将所述电贩宝运输至第二个所述换电站的步骤中，还包括：
所述换电车通过云端服务器寻找第二个所述换电站的位置。
通过云端服务器监控各换电站的繁忙情况和电网供给，从而指导换电车进行电池的分配。
附图说明
图1是本申请的一个实施例中的换电站(未显示电贩宝)的第一视角的结构示意图。
图2是图1中II区域的局部放大图。
图3是本申请的一个实施例中的换电站(未显示电贩宝)的第二视角的结构示意图。
图4是本申请的一个实施例中换电车进入换电站(未显示电贩宝)后的第一视角的结构示意图。
图5是本申请的一个实施例中的电贩宝和电贩坞连接的第三视角的结构示意图。
图6是本申请的一个实施例中的电贩宝的第四视角的结构示意图。
主要元件符号说明
换电站 001
换电车 002
电贩宝 100
承载件 110
第一强电连接头 111
吊装孔 113
电池仓 130
电贩坞 200
第二强电连接头 201
吊装架 300
架体 310
第一窗口 3101
第二窗口 3103
滑轨 311
第一段 313
第二段 315
加强件 317
换电臂机器人 400
电池取放座 410
升降盘 411
旋转机构 4111
升降机构 430
固定仓 500
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本申请。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。
需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中设置的元件。当一个元件被认为是“设置在”另一个元件，它可以是直接设置在另一个元件上或者可能同时存在居中设置的元件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本申请的实施例提供一种换电站，包括电贩宝、电贩坞和吊装架；所述电贩宝包括承载件和多个电池仓，所述电池仓用于容置电池，并设置有用于为电池充电的充电接头，所述承载件承载所有所述电池仓，并设置有与所有所述充电接头电连接第一强电连接头；所述电贩坞具有用于承载所述电贩宝的承载台，所述承载台上设置有用于与所述第一强电连接头对接的第二强电连接头；所述吊装架包括架体和吊装臂，所述架体与所述电贩坞相对固定，所述吊装臂与所述架体可滑动连接，所述吊装臂具有与所述承载件可拆卸连接配合的吊装件。
这种换电站能够将电贩宝吊装，从而实现电贩宝与电贩坞的上下脱离，并且吊装臂能够沿架体移动，从而实现将电贩宝运离电贩坞。相对的，也可以将电贩坞外的电贩宝运至电贩坞上进行对接。
本申请的实施例还提供一种多换电站电池分配方法，对多个上述的换电站进行电贩宝的运输分配，包括：
具有承载平台的换电车进入第一个所述换电站；
第一个所述换电站的所述吊装架吊起所述电贩宝，并将所述电贩宝输送至所述承载平台；
所述换电车将所述电贩宝运输至第二个所述换电站；
第二个所述换电站的所述吊装架吊起所述电贩宝，并将所述电贩宝输送至所述电贩坞。
通过这种多换电站电池分配方法，使得多个换电站之间能够进行电池的交换，根据实际的换电站位置分析或者工作时段分析，进行各换电站内电池的合理调配。
下面结合附图，对本申请的实施例作进一步的说明。
请参阅图1、图3、图5和图6，本申请的第一实施方式提供一种换电站001，用于对待换电车002辆进行电池更换。这种换电站001，包括电贩宝100、电贩坞200和吊装架300；电贩宝100包括承载件110和多个电池仓130，电池仓130用于容置电池，并设置有用于为电池充电的充电接头，承载件110承载所有电池仓130，并设置有与所有充电接头电连接第一强电连接头111；电贩坞200具有用于承载电贩宝100的承载台，承载台上设置有用于与第一强电连接头111对接的第二强电连接头201；吊装架300包括架体310和吊装臂，架体310与电贩坞200相对固定，吊装臂(图中未示出)与架体310可滑动连接，吊装臂具有吊装件，承载件110具有用于与吊装件可拆卸配合吊装孔113。
电贩坞200和电贩宝100的对接可以采用插接的形式，其中电贩宝100上设置有与所有电池仓130电连接的第一强电连接头111，电贩坞200上设置有对应的第二强电连接头201，第二强电连接头201连接到电网上。当电贩宝100承载与电贩坞200上时，可以同步完成第一强电连接头111与第二强电连接头201的对接，从而将电贩宝100也连接到电网上。
这种换电站001能够将电贩宝100吊装，从而实现电贩宝100与电贩坞200的上下脱离，并且吊装臂能够沿架体310移动，从而实现将电贩宝100运离电贩坞200。相对的，也可以将电贩坞200外的电贩宝100运至电贩坞200上进行对接。
换电站001的电贩宝100脱离电贩坞200后需要放置到换电车002上进行运输，换电车002可以为普通货车，也可以为如图4所示的具有固定电贩宝100位置的特制车辆。换电站001将电贩宝100放置到换电车002上之后，换电车002再将电贩宝100运离该换电站001。同样的，换电车002也可以将另外电贩宝100运至该换电站001，通过吊装臂将换电车002上的电贩宝100传输至电贩坞200上，与电贩坞200进行对接。
为了实现在架体310外的换电车002与架体310内的电贩坞200之间实现电贩宝100的传输，架体310具有第一窗口3101，架体310设置有延伸出第一窗口3101的滑轨311，吊装臂设置有与滑轨311配合的滑块。电贩宝100可以通过第一窗口3101出入架体310，而滑轨311延伸至架体310外，使得吊装臂可以位移到架体310外，经由吊装臂吊装的电贩宝100也可以同步位移到架体310外。
请参阅图1和图2，由于滑轨311上设置有滑块进行运动，因此架体310要对滑轨311进行让位，以避免出现各个部件位置冲突。因此在架体310包括第一段313和第二段315，在第一段313和第二段315之间形成一安装滑轨311的间隙，第一段313和第二段315之间通过多个加强件317连接。加强件317一侧与第一段313固定连接，另一侧与第二段315固定连接，并在加强件317上设置有用于部分容置滑轨311的容置槽。
而为了使得吊装臂在运动时能够具有较高的精度，吊装臂上设置有横移驱动件，横移驱动件直接驱动吊装臂在滑轨311上运动。横移驱动件可以为横移驱动件电机和横移滚轮，横移滚轮设置在横移驱动件电机的输出端跟随横移电机的输出端转动，横移滚轮贴合到滑轨311上与滑轨311摩擦。通过横移滚轮的滚动即可实现吊装臂在滑轨311上的运动。
而为了使得吊装臂运动到各个位置都能进行电贩宝100的吊装，吊装驱动件也设置在吊装臂上，吊装驱动件可以为吊装电机。在吊装驱动件的输出端设置吊装绳，吊装绳的端部设置吊装件。承载件110上设置有一吊装孔113，吊装件可以设置为能够伸入吊装孔113并自动张开的飞爪等形式。将吊装件伸入吊装孔113之后，吊装件即可稳定地承载件110连接，吊装绳吊起时即可拉动电贩宝100一同升起。当需要吊装件脱离吊装孔113时，需要进行额外的操作，比如人工将其取下，也可以在吊装件上设置一收放驱动件，从而实现吊装件的自行收缩脱离吊装孔113。
电贩宝100只能容置电池，而不能将电池仓130内的电池自动取出，也不能将外部的电池自动回收至电池仓130内，因此换电站001还设置有换电臂机器人400，通过换电臂机器人400将电池仓130内的电池出去进行运送，或者将外部的电池运送至电池仓130内。
换电臂机器人400的包括电池取放座410和升降机构430。其中电池取放座410包括架体310和电池推拉部，架体310具有用于容置电池的换电位，换电位具有用于电池进出的进出口，电池推拉部用于驱动电池移入或移出换电位。其中升降机构430包括升降架，升降架设置升降驱动部，升降驱动部的输出端设置有升降盘411，升降盘411连接电池取放座410。
为了实现电池取放座410和电贩宝100之间的电池传输，架体310设置有第二窗口3103，电贩宝100的电池仓130通过第二窗口3103将电池输送到电池取放座410，相对的，电池取放座410也可以将换电位内的电池输送到电贩宝100的电池仓130。
由于换电站001将电贩宝100运出后，可能存在无电池可用的情况，因此，在换电站001内还设置有固定仓500以容置固定数量的电池，固定仓500内的电池数量为换电站001所需的最小数量的电池，可以满足1-3辆车的电池更换。固定仓500与架体310相对固定，而不会通过换电车002进行位移。在固定仓500内设置有位置固定多个电池容置腔，在电池容置腔内可以容置电池。固定仓500直接连接到电网，固定仓500内的电池充放电管理可以通过自身设置一电池管理系统进行管理，也可以通过电贩坞200内的电池管理系统进行统一管理。
为了使得换电臂机器人400的电池取放座410既可以从电贩宝100取出电池也可以从固定仓500取出电池，在升降盘411上设置有旋转机构4111，旋转机构4111的输出端连接电池取放座410，使得电池取放座410在朝向电贩宝100和朝向固定仓500的位置间转动。
换电臂机器人400将电池取出电贩宝100后，无法将电池输送到待换电车002辆上，因此还设置有高移动自由度的AGV机器人(图中未示出)。AGV机器人上设置有用于承载电池的电池位，AGV机器人还具有导航模块和驱动模块，通过导航模块可以判断待换电车002辆的位置，导航模块指导驱动模块运作以靠近或远离待换电车002辆。具体的，当需要将电池运送到待换电车002辆时，换电臂机器人400从电贩宝100的电池仓130中取出电池，并将电池运送到AGV机器人的电池位内，AGV机器人承载电池并将电池运送至待换电车002辆的指定位置，将电池位内的电池运送给待换电车002辆。对应的，当需要将待换电车002辆的电池运送到电贩宝100进行存放时，AGV机器人导航至待换电车002辆的指定位置，将电池承载到电池位之后运送到换电臂机器人400处，换电臂机器人400再将电池运送到电贩宝100的电池仓130内。
为了提高换电站001的整体自动化，换电站001还包括云端控制模块和换电车002位，换电车002位靠近架体310设置，当待换电车002辆进入换电车002位后，云端控制模块能够获得待换电车002辆进入换电车002位的信息，并对AGV机器人、换电臂机器人400、电贩坞200和电贩宝100发出换电信号，AGV机器人、换电臂机器人400、电贩坞200和电贩宝100接收到换电信号后对待换电车002辆进行换电。
为了使得换电站001小型化设计，换电站001的换电车002位只占用一个多停车位，电贩宝100和固定仓500都可以小型化设计，使得整个换电站001只占用两个停车位。这样的小型换电站001能够进行广泛铺设，从而使得待换电车002辆能够迅速找到换电站001进行电池的更换。
需要说明的是，在本实施例中，采用的是一个电贩宝100和一个固定仓500配合的形式，以避免单个电贩宝100被运出时无电池可供更换的情形。而在其他实施例中，也可以使用两个或更多个电贩宝100以保证换电站001内电池的保有量，当单个电贩宝100被更换时，其他电贩宝100还可提供电池用于待换电车002辆的更换。
需要说明的是，在本实施例中，滑轨311与架体310固定连接，从而换电站001中的滑轨311始终支出架体310。而在其他实施例中，滑轨311也可以通过一可转动部件与架体310连接，由于横移驱动件设置在吊装臂上，因此滑轨311的转动也不会影响吊装臂在滑轨311上的运动，当不需要使用吊装臂时，可以将滑轨311转动至收回架体310，从而使得换电站001整体美观，也能够避免较高的车辆或者其他物件撞击到处于高处的滑轨311。
通过这种换电站001能够实现电贩宝100的整体更换，以及在更换时直接完成与电贩坞200的对接。因而，使得多个换电站001可以进行电贩宝100的分配，从而使得换电站001的储能分布相对合理。
实施例二
请参阅图1，本申请的第二实施方式提供一种多换电站电池分配方法，用于对换电站001的电贩宝100进行分配，从而使得各个换电站001之间能够有合理的储能分配。这种多换电站电池分配方法对多个实施例一提供的换电站001进行电贩宝100的分配，包括：
S101，具有承载平台的换电车002进入第一个换电站001；
S102，第一个换电站001的吊装架300吊起电贩宝100，并将电贩宝100输送至承载平台；
S103，换电车002将电贩宝100运输至第二个换电站001；
S104，第二个换电站001的吊装架300吊起电贩宝100，并将电贩宝100输送至电贩坞200。
为了通过大数据分析，得到合理的储能分配，换电车002的电贩宝100运送目标通过云端服务器提供，因此，在步骤S101中，包括步骤：
S101a，换电车002通过云端服务器寻找第一个换电站001的位置。
对应的，在步骤S103中，包括步骤：
S103a，换电车002通过云端服务器寻找第二个换电站001的位置。
上述步骤中的S102和S104都需要换电站001自身的吊装臂实现，具体的，在步骤S102中，还包括步骤：
S102a，第一个换电站001的吊装臂运动至电贩坞200上方的位置；
S102b，第一个换电站001的吊装臂将吊装件下放，吊装件与承载件110配合连接；
S102c，第一个换电站001的吊装臂将吊装件提升，使得电贩宝100脱离电贩坞200；
S102d，第一个换电站001的吊装臂运动至换电车002上方的位置；
S102e，第一个换电站001的吊装臂将吊装件下放，使得电贩宝100承载于换电车002上，吊装件与承载件110脱离配合。
相应的，在步骤S104中，还包括步骤：
S104a，第二个换电站001的吊装臂运动至换电车002上方的位置；
S104b，第二个换电站001的吊装臂将吊装件下放，吊装件与承载件110配合连接；
S104c，第二个换电站001的吊装臂将吊装件提升，使得电贩宝100脱离换电车002；
S104d，第二个换电站001的吊装臂运动至电贩坞200上方的位置；
S104e，第二个换电站001的吊装臂将吊装件下放，使得电贩宝100承载于电贩坞200上，吊装件与承载件110脱离配合。
当换电车002需要对本身就具有电贩宝100的换电站001进行电贩宝100的更换时，换电车002需要承载第一电贩宝100的第一承载平台和承载第二电贩宝100的第二承载平台，将电贩宝100进行更换的步骤包括：
S201，吊装臂运动至电贩坞200上方的位置；
S202，吊装臂将吊装件下放，吊装件与第一电贩宝100的承载件110配合连接；
S203，吊装臂将吊装件提升，使得第一电贩宝100脱离电贩坞200；
S204，吊装臂运动至换电车002上方的位置；
S205，吊装臂将吊装件下放，使得第一电贩宝100承载于第一承载平台上，吊装件与承载件110脱离配合；
S206，换电车002调整位置或吊装臂在滑轨311上位移，使得吊装臂位于第二承载平台的上方；
S207，吊装臂将吊装件下放，吊装件与第二电贩宝100的承载件110配合连接；
S208，吊装臂将吊装件提升，使得第二电贩宝100脱离换电车002；
S209，吊装臂运动至电贩坞200上方的位置；
S210，吊装臂将吊装件下放，使得第二电贩宝100承载于电贩坞200上，吊装件与承载件110脱离配合。
通过这种多换电站电池分配方法使得多个换电站001的电贩宝100能够进行合理分配，以使得每个换电站001的储能能够符合其换电需求。
另外，本领域技术人员还可在本申请精神内做其它变化，当然，这些依据本申请精神所做的变化，都应包含在本申请所公开的范围。

Claims (10)

1.一种换电站，其特征在于，包括：
电贩宝，包括承载件和多个电池仓，所述电池仓用于容置电池，并设置有用于为电池充电的充电接头，所述承载件承载所有所述电池仓，并设置有与所有所述充电接头电连接第一强电连接头；
电贩坞，具有用于承载所述电贩宝的承载台，所述承载台上设置有用于与所述第一强电连接头对接的第二强电连接头；
吊装架，包括架体和吊装臂，所述架体与所述电贩坞相对固定，所述吊装臂与所述架体可滑动连接，所述吊装臂具有与所述承载件可拆卸连接配合的吊装件。
2.如权利要求1所述的换电站，其特征在于，所述架体具有第一窗口，所述架体设置有延伸出所述第一窗口的滑轨，所述吊装臂设置有与所述滑轨配合的滑块。
3.如权利要求2所述的换电站，其特征在于，还包括换电臂机器人；
所述换电臂机器人包括用于承载电池的电池取放座，和用于运输所述电池取放座的升降机构；
所述架体还具有第二窗口，所述电贩宝通过所述第二窗口将电池输送到所述电池取放座。
4.如权利要求3所述的换电站，其特征在于，还包括固定仓；
所述固定仓与所述架体相对固定，包括用于容置电池的多个电池容置腔。
5.如权利要求4所述的换电站，其特征在于，所述换电臂机器人还包括旋转机构；
所述旋转机构的输出端连接所述电池取放座，使得所述电池取放座在朝向所述电贩宝和朝向所述固定仓的位置间转动。
6.如权利要求3所述的换电站，其特征在于，还包括AGV机器人，所述AGV机器人用于承载所述电池取放座的电池并将电池运送至待换电车辆。
7.如权利要求2所述的换电站，其特征在于，所述吊装臂设置有横移驱动件，所述横移驱动件驱动所述吊装臂在所述滑轨上滑动。
8.如权利要求2所述的换电站，其特征在于，所述吊装臂设置有吊装驱动件和吊绳，所述吊装驱动件驱动所述吊绳降放或提升。
9.一种多换电站电池分配方法，其特征在于，对多个如权利要求1-8任一项所述的换电站进行电贩宝的运输分配，包括：
具有承载平台的换电车进入第一个所述换电站；
第一个所述换电站的所述吊装架吊起所述电贩宝，并将所述电贩宝输送至所述承载平台；
所述换电车将所述电贩宝运输至第二个所述换电站；
第二个所述换电站的所述吊装架吊起所述电贩宝，并将所述电贩宝输送至所述电贩坞。
10.如权利要求9所述的多换电站电池分配方法，其特征在于，在所述换电车将所述电贩宝运输至第二个所述换电站的步骤中，还包括：
所述换电车通过云端服务器寻找第二个所述换电站的位置。
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