CN113665410A - 换电站 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种换电站，所述换电站包括行车通道、换电室及充电室，所述行车通道用于停放电动汽车，所述行车通道设于所述换电室的侧边，且所述行车通道还位于所述充电室的下方，所述行车通道内设有供所述电动汽车停靠并对所述电动汽车的电池包更换的换电位置，所述充电室内设有用于对所述电池包进行充放电的充电架，所述换电室内设有换电设备，所述换电设备用于在位于换电位置的所述电动汽车和所述充电架之间转运所述电池包。本发明通过将行车通道设置充电室的下方、换电室设置在行车通道的侧边，充分地利用了空间，有效地降低了换电站的整体占地面积。本方案的换电站布置合理、结构紧凑、换电效率高。

Description

换电站

技术领域

本发明涉及电动汽车领域，特别涉及一种换电站。

背景技术

汽车尾气的排放仍然是环境污染问题的重要因素，为了治理汽车尾气，人们研制出了天然汽车、氢燃料汽车、太阳能汽车和电动汽车以替代燃油型汽车，而其中最具有应用前景的是电动汽车。

目前的电动汽车主要包括直充式和快换式两种。直充式目前主要使用在一些小型车，例如，出租车和家用轿车等。作为直充式的电动车，目前采用的是利用在地面建设的充电桩来堆车辆进行充电。可是充电桩不仅不便于管理，而且随着电动车日益普及，难以实现集中对电动车进行充电管理。

快换式需要通过借助于换电站才能实现电池快速更换。目前，换电站包括换电室和充电室，换电室和充电室分别设置在换电机器人的两侧，电动汽车停放在换电室内进行换电，换电机器人穿梭于换电室与充电室之间，通过换电机器人上的旋转机构使得换电室与电动汽车之间电池包的安装、拆卸来实现更换电池包操作。

但是，在换电站建设方面，换电站需要安装布置换电室和充电室，使得换电站整体布局方案单工位占地面积大，所产生的土地租用成本越高，对地形要求也更高。同时，换电机器人需要旋转动作来实现电池包的安装、拆卸的更换操作，造成换电站总体复杂度提高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中的换电站整体布局占地面积大上述缺陷，提供一种换电站。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种换电站，所述换电站包括行车通道、换电室及充电室，所述行车通道用于停放电动汽车，所述行车通道设于所述换电室的侧边，且所述行车通道还位于所述充电室的下方，所述行车通道内设有供所述电动汽车停靠并对所述电动汽车的电池包更换的换电位置，所述充电室内设有用于对所述电池包进行充放电的充电架，所述换电室内设有换电设备，所述换电设备用于在位于换电位置的所述电动汽车和所述充电架之间转运所述电池包。

在本方案中，通过采用以上结构，将行车通道设置充电室的下方、换电室设置在行车通道的侧边，充分地利用了空间，有效地降低了换电站的整体占地面积。本方案的换电站布置合理、结构紧凑、换电效率高。

较佳地，所述换电室的侧面具有与所述行车通道相通的开口，所述开口用于供所述换电设备朝向行车通道内的所述电动汽车伸出进行所述电池包的更换。

在本方案中，通过采用以上结构，方便供换电设备通过开口朝向行车通道内的电动汽车伸出进行电池包的更换。为了提高换电设备的使用寿命和提高换电设备的环境的稳定性，将换电设备安装在一个相对密闭的换电室内，而为了对位于换电仓外的电动汽车进行电池的更换，在换电室的侧面设置开口，便于换电设备与电动汽车上电池包的位置对准，提高了换电的精准度和换电效率。

较佳地，所述换电室的侧面设有提升门装置，所述提升门装置用于控制所述开口的开闭，所述提升门装置包括门板和提升机构，所述提升机构用于驱动所述门板在所述开口的上下方向上移动，以打开或关闭所述开口。

在本方案中，通过采用以上结构，通过设置提升门装置控制开口的开闭，在需要进行电池包的更换时将开口打开，在不需要进行电池包的更换时将开口关闭。为了维持换电室内的环境温度、湿度的稳定性，在完成换电操作后，通过提升门装置将开口关闭，且提升门只能在上下方向上移动，在开闭过程中不占用换电空间，司机不必担心车身被门板刮坏，提高了换电体验。

较佳地，所述换电室的侧面具有面向所述行车通道的应急开口，所述应急开口供所述换电设备将故障的所述电池包转移至所述换电室外。

在本方案中，通过采用以上结构，应急开口供换电设备将故障电池转移至换电室外。

较佳地，所述应急开口上设有应急仓门，所述应急仓门用于打开或关闭所述应急开口，所述换电站还包括应急仓门控制器，所述应急仓门控制器与所述应急仓门电连接，所述仓门控制器能控制所述应急仓门自动开启。

在本方案中，通过采用以上结构，通过设置仓门控制器控制应急仓门的开闭，可以在需要转移故障电池时将应急仓门打开，在不需要转移故障电池时将应急仓门关闭。

较佳地，所述换电室内设有轨道，所述换电设备在所述轨道上移动。

在本方案中，通过采用以上结构，便于将换电设备安装于换电室内，同时限定了换电设备的移动路径。

较佳地，所述轨道包地轨，所述地轨位于所述换电室的底面。

在本方案中，通过采用以上结构，地轨限制了换电室的底部的移动轨迹。

较佳地，所述轨道还包括天轨，所述天轨位于所述换电室的顶部。

在本方案中，通过采用以上结构，天轨限制了换电室的顶部的移动轨迹提高了换电设备在运行过程中的稳定性。

较佳地，所述换电室的顶部设有顶部开口，所述顶部开口供所述换电设备在所述充电室和所述换电室之间转运所述电池包。

在本方案中，通过采用以上结构，顶部开口供换电设备在充电室和换电室之间进行电池包的转运。

较佳地，所述换电室的端面设有通道门，所述通道门的下方具有可拆卸门梁，所述通道门位于所述换电室的轨道的端部。

在本方案中，通过采用以上结构，通过设计可拆卸的门梁，解决了换电设备的安装难题，可以方便地换电设备将换电室安装到换电室内。

较佳地，所述换电室还包括上换电室和下换电室，所述上换电室位于所述下换电室的上方，所述上换电室位于所述充电室的侧边。

在本方案中，通过采用以上结构，通过设置上换电室、上换电室，可以将充电室与换电室之间的开放空间封闭起来，使整个换电站形成一个较为封闭的空间。

较佳地，所述上换电室与所述下换电室相连通，所述上换电室与所述充电室相连通。

在本方案中，通过采用以上结构，将换电室、充电室相连通，上换电室与充电室相连通，从而使换电站成为一个整体。

较佳地，所述上换电室的底部设有底部开口，所述底部开口用于供所述换电设备在所述充电室和所述下换电室之间转运所述电池包。

在本方案中，通过采用以上结构，底部开口用于换电设备在充电室和换电室之间进行电池包的转运。

较佳地，所述上换电室具有上部维修通道，所述上部维修通道围绕所述底部开口设置。

在本方案中，通过采用以上结构，工作人员可以从上部维修通道进入换电室内，对换电室内的设施及充电室内的设施、换电设备进行维护。

较佳地，所述上部维修通道靠近所底部开口的一侧设有安全围栏。

在本方案中，通过采用以上结构，为了保证工作人员的安全，上部维修通道靠近底部开口的一侧设有安全围栏。

较佳地，所述充电室包括电机仓，所述电机仓内放置有通风柜和/或充电机柜，所述通风柜的通风管路延伸至所述充电室内，所述充电机柜的充电线延伸至所述充电架上。

在本方案中，通过采用以上结构，通过设置电机仓，并将充电机柜设置在电机仓内，避免了充电机柜对电池包的影响，避免了充电机柜运行中散发的热量扩散到充电室中，保证了充电室的冷却效果，降低了充电室的温度控制难度。

较佳地，所述充电室还包括充电架仓，所述充电架设置在所述充电架仓内。

在本方案中，通过采用以上结构，利用充电架有效地提高了电池包存放的数量及稳定性。

较佳地，所述换电站还包括支架组件，所述充电室设置在所述支架组件的顶端，所述换电室设置在所述支架组件的外侧，所述换电室、所述支架组件、所述充电室围成所述换电通道。

在本方案中，通过采用以上结构，支架组件具有支撑作用，能够将充电室设置在支架组件的顶端，同时，换电室、支架组件及充电室围成换电通道，充分利用了空间，使得换电站的布置更加合理、结构更加紧凑。

较佳地，所述换电站还包括第二换电室，所述第二换电室与所述换电室相对地设于所述行车通道的两侧，所述换电室、所述充电室及所述第二换电室围成所述换电通道。

在本方案中，通过采用以上结构，通过设置第二换电室，利用第一换电室及第二换电室同时对电动汽车更换电池包，提高了电动汽车的换电速度。换电室、充电室及第二换电室围成所述换电通道，充分利用了空间，使得换电站的布置更加合理、结构更加紧凑。

较佳地，所述换电设备包括电池承载机构及水平移动机构，所述电池承载机构可移动设于水平移动机构上，所述电池承载机构包括：电池托盘，所述电池托盘用于承载并定位所述电池包；伸出机构，所述伸出机构用于驱动所述电池托盘伸缩。

在本方案中，通过采用以上结构，利用伸出机构推动电池托盘移动，从而实现位于电池托盘上的电池包的移动，利用水平移动机构带动电池承载机构，从而实现电池包在水平方向的移动。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的积极进步效果在于：

本发明通过将行车通道设置充电室的下方、换电室设置在行车通道的侧边，充分地利用了空间，有效地降低了换电站的整体占地面积。本方案的换电站布置合理、结构紧凑、换电效率高。

附图说明

图1为本发明实施例1换电站的结构示意图。

图2为图1中的换电站的内部的结构示意图。

图3为图1中的下换电室的结构示意图。

图4为图3中的下换电室的另一结构示意图。

图5为图3中的下换电室的内部的结构示意图。

图6为图1中的下换电室的提升门装置的结构示意图。

图7为图1中的充电室的结构示意图。

图8为图7中的充电室的内部的结构示意图。

图9为本发明实施例2的换电站的结构示意图。

图10为本发明实施例3的换电站的结构示意图。

附图标记说明：

换电站 90

行车通道 91

充电室 92

充电架 921

电机仓 922

充电架仓 923

通风柜 924

充电机柜 925

换电室 93

开口 931

应急开口 932

应急仓门 933

轨道 934

地轨 935

天轨 936

顶部开口 937

通道门 938

门梁 939

上换电室 940

下换电室 941

底部开口 942

上部维修通道 943

安全围栏 944

休息室 945

第二换电室 95

换电设备 96

提升门装置 80

门板 81

提升机构 82

支架组件 71

电动汽车 72

具体实施方式

下面通过实施例的方式并结合附图来更清楚完整地说明本发明，但并不因此将本发明限制在实施例的范围之中。

实施例1

如图1-图8所示，本实施例为一种换电站90，换电站90包括行车通道91、换电室93及充电室92，行车通道91用于停放电动汽车72，行车通道91设于换电室93的侧边，且行车通道91还位于充电室92的下方，行车通道91内设有供电动汽车72停靠并对电动汽车72的电池包更换的换电位置，充电室92内设有用于对电池包进行充放电的充电架921，换电室93内设有换电设备96，换电设备96用于在位于换电位置的电动汽车72和充电架921之间转运电池包。本实施例将行车通道91的设置充电室92的下方、换电室93设置在行车通道91的侧边，充分地利用了空间，有效地降低了换电站90的整体占地面积。本实施例的换电站90布置合理、结构紧凑、换电效率高。

如图3所示，换电室93的侧面具有与行车通道91相通的开口931，开口931用于供换电设备96朝向行车通道91内的电动汽车72伸出进行电池包的更换。本实施例开口931用于供换电设备96朝向行车通道91内的电动汽车72伸出进行电池包的更换。

如图2及图4所示，换电室93的侧面设有提升门装置80，提升门装置80用于控制开口931的开闭，提升门装置80包括门板81和提升机构82，提升机构82用于驱动门板81在开口931的上下方向上移动，以打开或关闭开口931。本实施例通过设置提升门装置80控制开口931的开闭，在需要进行电池包的更换时将开口931打开，在不需要进行电池包的更换时将开口931关闭。作为一种实施方式，提升机构82可以包括提升带、旋转辊、驱动装置和导轨，导轨竖向设置，门板81能在导轨上移动，提升带的一端固定于门板81，提升带的另一端固定于旋转辊，旋转辊设置于门板81的上方并用于卷绕提升带，驱动装置用于驱动旋转辊旋转。当需要将开口931打开时，驱动装置带动旋转辊旋转，将提升带卷起，使门板81沿导轨向上移动至开口931的上方。当需要将开口931关闭时，驱动装置带动旋转辊旋转，将提升带放下，使门板81沿导轨向下移动，直至覆盖开口931。

如图3所示，换电室93的侧面具有面向行车通道91的应急开口932，应急开口932供换电设备96将故障的电池包转移至换电室93外。应急开口932供换电设备96将故障电池包转移至换电室93外，避免故障电池包影响换电站90的运行。

在图3中，应急开口932上设有应急仓门933，应急仓门933用于打开或关闭应急开口932，换电站90还包括应急仓门控制器，应急仓门控制器与应急仓门933电连接，仓门控制器能控制应急仓门933自动开启。本实施例通过设置仓门控制器控制应急仓门933的开闭，在需要转移故障电池时将应急仓门933打开，在不需要转移故障电池时将应急仓门933关闭。

如图5所示，换电室93内设有轨道934，换电设备96在轨道934上移动。轨道934提供了换电设备96的移动轨迹，能够提高换电设备96移动时的平稳性。轨道934包地轨935，地轨935位于换电室93的底面。地轨935限制了换电室93的底部的移动轨迹。轨道934还包括天轨936，天轨936位于换电室93的顶部。天轨936进一步限制了换电室93的顶部的移动轨迹，提高了换电设备96运行的稳定性。

如图2-图4所示，换电室93的顶部设有顶部开口937，顶部开口937供换电设备96在充电室92和换电室93之间转运电池包。顶部开口937供换电设备96在充电室92和换电室93之间进行电池包的转运。

如图4所示，换电室93的端面设有通道门938，通道门938的下方具有可拆卸门梁939，通道门938位于换电室93的轨道934的端部。通过设计可拆卸的门梁939，解决了换电设备96的安装难题，可以方便换电设备96安装到换电室93内。

如图1及图2所示，换电室93还包括上换电室940和下换电室941，上换电室940位于下换电室941的上方，上换电室940位于充电室92的侧边。通过设置上换电室940、上换电室940，可以将充电室92与换电室93之间的开放空间封闭起来，使整个换电站90形成一个较为封闭的空间。上换电室940与下换电室941相连通，上换电室940与充电室92相连通。将换电室93、充电室92相连通，上换电室940与充电室92相连通，从而使换电站90成为一个整体。上换电室940的底部设有底部开口942，底部开口942用于供换电设备96在充电室92和下换电室941之间转运电池包。底部开口942用于换电设备96在充电室92和换电室93之间进行电池包的转运。

如图2所示，上换电室940具有上部维修通道943，上部维修通道943围绕底部开口942设置。工作人员可以从上部维修通道943进入换电室93内，对换电室93内的设施及充电室92内的设施、换电设备96进行维护。为了保证工作人员的安全，上部维修通道943靠近所底部开口942的一侧设有安全围栏944。上换电室940顶部还可以具有入口，上换电室940内设有梯子，入口与上部维修通道943相连通，梯子位于入口的下方。换电室93还包括至少一个功能室，功能室为储藏室或休息室945。换电室93仓具有下部维修通道，下部维修通道的延伸方向平行于换电设备96的移动方向，相对于行车通道91的布置。

如图7及图8所示，充电室92包括电机仓922，电机仓922内放置有通风柜924、充电机柜925中的一种或两种，通风柜924的通风管路延伸至充电室92内，充电机柜925的充电线延伸至充电架921上。通过设置电机仓922，并将充电机柜925设置在电机仓922内，避免了充电机柜925对电池包的影响，避免了充电机柜925运行中散发的热量扩散到充电室92中，保证了充电室92的冷却效果，降低了充电室92的温度控制难度。充电室92还包括充电架仓923，充电架921设置在充电架仓923内。利用充电架921有效地提高了电池包存放的数量及稳定性。

作为一种实施方式，充电室92的内部具有中心维修通道，充电室92面向上换电室940的侧面具有连通门，中心维修通道通过连通门与上部维修通道943相连通。

为了便于转运电池包，换电设备96包括电池承载机构及水平移动机构，电池承载机构可移动设于水平移动机构上，电池承载机构包括：电池托盘，电池托盘用于承载并定位电池包；伸出机构，伸出机构用于驱动电池托盘伸缩。利用伸出机构推动电池托盘移动，从而实现位于电池托盘上的电池包的移动，利用水平移动机构带动电池承载机构，从而实现电池包在水平方向的移动。

实施例2

如图9所示，本实施例为一种换电站90，本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于，本实施例的换电站90包括一个换电室93、一个充电室92及支架组件71。充电室92设置在支架组件71的顶端，换电室93设置在支架组件71的外侧，换电室93、支架组件71、充电室92围成换电通道。支架组件71具有支撑作用，能够将充电室92设置在支架组件71的顶端，同时，换电室93、支架组件71及充电室92围成换电通道，充分利用了空间，使得换电站90的布置更加合理、结构更加紧凑。作为一种具体的实施方式，支架组件71可以为倒置的U形框，多个倒置U形框间隔设置，相邻的U形框之间也可以设置连接杆，U形框的下端插入行走平台。换电室93设置在U形框的顶端。

实施例3

如图10所示，本实施例为一种换电站90，本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于，本实施例的换电室93及第二换电室95不包括实施例1中的上换电室940。本实施例的换电站90的第二换电室95与换电室93相对地设于行车通道91的两侧，换电室93、充电室92及第二换电室95围成换电通道。例通过设置第二换电室95，利用第一换电室93及第二换电室95同时对电动汽车72更换电池包，提高了电动汽车72的换电速度。换电室93、充电室92及第二换电室95围成换电通道，充分利用了空间，使得换电站90的布置更加合理、结构更加紧凑。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (20)

1.一种换电站，其特征在于，所述换电站包括行车通道、换电室及充电室，所述行车通道用于停放电动汽车，所述行车通道设于所述换电室的侧边，且所述行车通道还位于所述充电室的下方，所述行车通道内设有供所述电动汽车停靠并对所述电动汽车的电池包更换的换电位置，所述充电室内设有用于对所述电池包进行充放电的充电架，所述换电室内设有换电设备，所述换电设备用于在位于换电位置的所述电动汽车和所述充电架之间转运所述电池包。

2.如权利要求1所述的换电站，其特征在于，所述换电室的侧面具有与所述行车通道相通的开口，所述开口用于供所述换电设备朝向行车通道内的所述电动汽车伸出进行所述电池包的更换。

3.如权利要求2所述的换电站，其特征在于，所述换电室的侧面设有提升门装置，所述提升门装置用于控制所述开口的开闭，所述提升门装置包括门板和提升机构，所述提升机构用于驱动所述门板在所述开口的上下方向上移动，以打开或关闭所述开口。

4.如权利要求1所述的换电站，其特征在于，所述换电室的侧面具有面向所述行车通道的应急开口，所述应急开口供所述换电设备将故障的所述电池包转移至所述换电室外。

5.如权利要求4所述的换电站，其特征在于，所述应急开口上设有应急仓门，所述应急仓门用于打开或关闭所述应急开口，所述换电站还包括应急仓门控制器，所述应急仓门控制器与所述应急仓门电连接，所述仓门控制器能控制所述应急仓门自动开启。

6.如权利要求1所述的换电站，其特征在于，所述换电室内设有轨道，所述换电设备在所述轨道上移动。

7.如权利要求6所述的换电站，其特征在于，所述轨道包地轨，所述地轨位于所述换电室的底面。

8.如权利要求7所述的换电站，其特征在于，所述轨道还包括天轨，所述天轨位于所述换电室的顶部。

9.如权利要求1所述的换电站，其特征在于，所述换电室的顶部设有顶部开口，所述顶部开口供所述换电设备在所述充电室和所述换电室之间转运所述电池包。

10.如权利要求1所述的换电站，其特征在于，所述换电室的端面设有通道门，所述通道门的下方具有可拆卸门梁，所述通道门位于所述换电室的轨道的端部。

11.如权利要求1所述的换电站，其特征在于，所述换电室还包括上换电室和下换电室，所述上换电室位于所述下换电室的上方，所述上换电室位于所述充电室的侧边。

12.如权利要求11所述的换电站，其特征在于，所述上换电室与所述下换电室相连通，所述上换电室与所述充电室相连通。

13.如权利要求12所述的换电站，其特征在于，所述上换电室的底部设有底部开口，所述底部开口用于供所述换电设备在所述充电室和所述下换电室之间转运所述电池包。

14.如权利要求13所述的换电站，其特征在于，所述上换电室具有上部维修通道，所述上部维修通道围绕所述底部开口设置。

15.如权利要求14所述的换电站，其特征在于，所述上部维修通道靠近所底部开口的一侧设有安全围栏。

16.如权利要求1所述的换电站，其特征在于，所述充电室包括电机仓，所述电机仓内放置有通风柜和/或充电机柜，所述通风柜的通风管路延伸至所述充电室内，所述充电机柜的充电线延伸至所述充电架上。

17.如权利要求1所述的换电站，其特征在于，所述充电室还包括充电架仓，所述充电架设置在所述充电架仓内。

18.如权利要求1所述的换电站，其特征在于，所述换电站还包括支架组件，所述充电室设置在所述支架组件的顶端，所述换电室设置在所述支架组件的外侧，所述换电室、所述支架组件、所述充电室围成所述换电通道。

19.如权利要求1所述的换电站，其特征在于，所述换电站还包括第二换电室，所述第二换电室与所述换电室相对地设于所述行车通道的两侧，所述换电室、所述充电室及所述第二换电室围成所述换电通道。

20.如权利要求1所述的换电站，其特征在于，所述换电设备包括电池承载机构及水平移动机构，所述电池承载机构可移动设于水平移动机构上，所述电池承载机构包括：

电池托盘，所述电池托盘用于承载并定位所述电池包；

伸出机构，所述伸出机构用于驱动所述电池托盘伸缩。

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