CN113665413A - 换电站 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种换电站，该换电站包括第一换电仓、第二换电仓、充电仓、第一换电设备和第二换电设备，第一换电仓和第二换电仓之间形成行车通道，行车通道用于停放电动汽车；充电仓用于对从电动汽车上更换下来的电池包进行充放电，充电仓位于行车通道的上方，充电仓分别与第一换电仓和第二换电仓连接；第一换电设备和第二换电设备分别设于第一换电仓、第二换电仓内，第一换电设备、第二换电设备用于在充电仓、行车通道上的电动汽车之间进行电池包的更换。该换电站，通过将充电仓设置于行车通道的上方，第一换电仓、第二换电仓设置于行车通道的两侧，能满足两侧换电的电动汽车的换电需求，换电站的整体结构紧凑，占地面积小。

Description

换电站

技术领域

本发明涉及一种换电站。

背景技术

随着传统化石能源消耗所带来的供应压力以及尾气污染，传统燃油汽车的发展进入了迟滞期。对于绿色能源前景的青睐，电动汽车以其节能环保的优势在近几年呈现出井喷式发展。而电动汽车因其对电池充电时间的短板促使了快换式电动汽车的出现，即快速更换电动汽车上的电池包，将亏电电池包卸下并安装上满电电池包。电动汽车因续航里程需求导致其电池包的重量非常重，因此，对电池包的更换需要依赖专有设备进行，于是，换电站作为一种专业提供电动汽车电池包更换的服务场所应运而生。

现有技术中，换电站一般包括换电仓和充电仓，在实际使用时，换电仓和充电仓均固定安装在地面上，以便于电池的取放和更换，而对于电池包尺寸较大的商用车的换电站，占地面积较大，导致该类换电站不能大范围的应用推广，且大部分换电站中的换电设备都暴露在外部环境中，换电设备的各个零部件容易腐蚀或损坏，影响使用寿命。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提供一种换电站。

本发明是通过下述技术方案来达到上述目的：

本发明提供一种换电站，用于对电动汽车上的电池包进行更换，所述换电站包括：

第一换电仓、第二换电仓，所述第一换电仓和所述第二换电仓之间形成行车通道，所述行车通道用于停放电动汽车；

充电仓，用于对从电动汽车上更换下来的电池包进行充放电，所述充电仓位于所述行车通道的上方，所述充电仓分别与所述第一换电仓和第二换电仓连接；

第一换电设备和第二换电设备，分别设于所述第一换电仓、第二换电仓内，所述第一换电设备、第二换电设备用于在所述充电仓、所述行车通道上的电动汽车之间进行电池包的更换。

在本技术方案中，将充电仓设置于行车通道的上方，第一换电仓、第二换电仓设置于行车通道的两侧，能满足两侧换电的电动汽车的换电需求，换电站的整体结构紧凑，占地面积小。

且将第一换电设备和第二换电设备安装于第一换电仓、第二换电仓内，使第一换电设备和第二换电设备处于一个相对密闭空间内，维持了第一换电设备和第二换电设备在使用过程中周围环境温度、湿度的稳定性，避免了外部环境对第一换电设备和第二换电设备的腐蚀或损坏，提高了其使用寿命。

同时，在电动汽车的左右两侧分别设置第一换电设备和第二换电设备，可以同时实现对左右两侧电池的更换，提高了换电效率，同时，将充电仓直接设于行车通道上方，第一换电设备和第二换电设备取出旧电池后，仅需移动较短的距离即可将旧电池放入位于行车通道上方的充电仓内进行充电，减少了第一换电设备和第二换电设备转运电池的时间，极大地提高了整个换电效率。

较佳地，所述第一换电仓或第二换电仓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第一换电设备或第二换电设备朝向所述行车通道内的电动汽车伸出进行电池包的更换。

在本技术方案中，开口用于供第一换电设备或第二换电设备朝向行车通道内的电动汽车伸出进行电池包的更换。为了提高第一换电设备或第二换电设备的使用寿命和环境稳定性，将第一换电设备或第二换电设备分别安装在相对密闭的第一换电仓或第二换电仓内，而为了对位于第一换电仓或第二换电仓外的电动汽车进行电池包的更换，在第一换电仓或第二换电仓的侧面设置开口，便于第一换电设备或第二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，所述第一换电仓或第二换电仓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。

在本技术方案中，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。为了维持第一换电仓或第二换电仓内环境温度、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，且门板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，所述第一换电仓或第二换电仓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第一换电设备或第二换电设备将故障电池转移至所述第一换电仓或所述第二换电仓外。

在本技术方案中，应急开口供第一换电设备或第二换电设备将故障电池转移至第一换电仓或所述第二换电仓外。

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。

在本技术方案中，通过设置仓门控制器控制应急仓门的开闭，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，所述第一换电仓或第二换电仓内设有轨道，所述第一换电设备或第二换电设备在所述轨道上移动。

在本技术方案中，通过设置轨道，提供了第一换电设备或第二换电设备的移动轨迹。

较佳地，所述第一换电仓的轨道包括第一地轨，所述第一地轨位于所述第一换电仓的底面；

和/或，所述第二换电仓的轨道包括第二地轨，所述第二地轨位于所述第二换电仓的底面。

在本技术方案中，第一地轨、第二地轨便于将第一换电设备、第二换电设备安装于第一换电仓、第二换电仓内，同时限定了第一换电设备、第二换电设备的移动路径。

较佳地，所述第一换电仓的轨道包括第一天轨，所述第一天轨位于所述第一换电仓的顶部；

和/或，所述第二换电仓的轨道包括第二天轨，所述第二天轨位于所述第二换电仓的顶部。

在本技术方案中，由于需要在上层的充电仓和下层的第一换电仓、第二换电仓之间进行电池包的转运，第一换电设备、第二换电设备需设置较高的高度，为了提高第一换电设备、第二换电设备运动过程中的稳定性，在第一换电仓、第二换电仓的顶部分别设置第一天轨、第二天轨。

较佳地，所述第一换电仓或第二换电仓的顶部设有顶部开口，所述顶部开口供所述第一换电设备或第二换电设备在所述充电仓和所述第一换电仓或第二换电仓之间进行电池包的转运。

在本技术方案中，顶部开口供第一换电设备或第二换电设备在充电仓和第一换电仓或第二换电仓之间进行电池包的转运。

较佳地，所述第一换电仓或第二换电仓的端面设有通道门，所述通道门的下方具有可拆卸门梁，所述通道门位于所述第一换电仓或第二换电仓内的轨道的端部。

在本技术方案中，通过设计可拆卸的门梁，解决了第一换电设备或第二换电仓的安装难题，可以方便地将第一换电设备或第二换电仓安装到第一换电仓或第二换电仓内。

较佳地，所述换电站还包括第一上换电仓和第二上换电仓，所述第一上换电仓位于所述第一换电仓的上方，所述第二上换电仓位于所述第二换电仓的上方，所述第一上换电仓、第二上换电仓位于所述充电仓的两侧。

在本技术方案中，通过设置第一上换电仓、第二上换电仓，可以将充电仓与第一换电仓、第二换电仓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，便于使换电站内的设备处于一个相对稳定的环境中，提高设备的使用寿命，以及电池包充放电过程中温度的稳定性。

较佳地，所述第一上换电仓与所述第一换电仓、充电仓相连接，和/或所述第二上换电仓与所述第二换电仓、充电仓相连接。

在本技术方案中，将第一上换电仓与第一换电仓、充电仓相连接，和/或第二上换电仓与第二换电仓、充电仓相连接，使换电站成为一个整体。

较佳地，所述第一上换电仓或第二上换电仓的底部设有底部开口，所述底部开口用于供所述第一换电设备或第二换电设备在所述充电仓和所述第一换电仓或第二换电仓之间进行电池包的转运。

在本技术方案中，底部开口用于供第一换电设备或第二换电设备在充电仓和第一换电仓或第二换电仓之间进行电池包的转运。

较佳地，所述第一上换电仓或第二上换电仓具有上部维修通道，所述上部维修通道围绕所述底部开口设置。

在本技术方案中，工作人员可以从上部维修通道进入第一上换电仓或第二上换电仓内，对第一上换电仓或第二上换电仓内的设施及充电仓内的设施、第一换电设备和第二换电设备进行维护。

较佳地，所述上部维修通道靠近所述底部开口的一侧设有安全围栏。

在本技术方案中，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，所述充电仓的内部具有中心维修通道，所述充电仓面向所述第一上换电仓或第二上换电仓的侧面具有连通门，所述中心维修通道通过所述连通门与所述上部维修通道相连通。

在本技术方案中，通过上述方式，将第一上换电仓的上部维修通道、第二上换电仓的上部维修通道、充电仓的中心维修通道相连通，使工作人员可以在第一上换电仓、第二上换电仓和充电仓之间相互走动。

较佳地，所述第一换电仓或第二换电仓的顶部具有入口，所述第一换电仓或第二换电仓内设有梯子，所述入口与所述上部维修通道相连通，所述梯子位于所述入口的下方。

在本技术方案中，通过上述方式，工作人员可以从梯子爬到上部维修通道上。

较佳地，所述换电站还包括维修阳台，所述维修阳台位于所述充电仓的外部，所述维修阳台与所述上部维修通道相连通。

在本技术方案中，通过上述方式，将第一上换电仓的上部维修通道、第二上换电仓的上部维修通道、维修阳台相连通，使工作人员可以在第一上换电仓、第二上换电仓之间相互走动。

较佳地，所述充电仓的侧面设有电池取放口，该电池取放口供所述第一换电设备或第二换电设备伸入并取放电池包。

在本技术方案中，充电仓的电池取放口供第一换电设备或第二换电设备伸入并取放电池包。

较佳地，所述换电站还包括第一上换电仓和第二上换电仓，所述第一上换电仓位于所述第一换电仓的上方，所述第二上换电仓位于所述第二换电仓的上方，所述第一上换电仓、第二上换电仓位于所述充电仓的两侧；所述第一上换电仓或第二上换电仓面向所述充电仓的一面设有侧部开口，所述侧部开口与所述充电仓的电池取放口相连通。

在本技术方案中，第一上换电仓、第二上换电仓的侧部开口与充电仓的电池取放口相连通，使第一换电设备、第二换电设备可以在该空间中移动，将电池包在充电仓和第一换电仓、第二换电仓之间转运。

较佳地，所述充电仓包括充电室和设置于所述充电室内的若干充电架，所述充电架用于放置所述电池包并对所述电池包进行充放电。

在本技术方案中，充电架用于放置电池包并对电池包进行充放电。

较佳地，所述若干充电架在所述充电室内排成两排，两排充电架分别位于所述充电室的两侧，两排充电架的中间为中心维修通道。

在本技术方案中，将中心维修通道设置于两排充电架的中间，方便了工作人员的维修作业。

较佳地，所述充电仓还包括液冷室和设置于所述液冷室内的液冷设备，所述液冷设备的液冷管路延伸至所述充电架上，所述液冷管路用于对位于充电架上的电池包进行冷却。

在本技术方案中，通过将液冷设备设置在独立的液冷室中，液冷室与充电室隔离开，使液冷设备运行中散发的热量不会影响到扩散到充电室中，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，所述充电仓还包括设备室，所述设备室内放置有通风柜和/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，所述充电线用于对位于充电架上的电池包进行充放电。

在本技术方案中，将通风柜、充电机柜等设备放置于独立的设备室，使通风柜、充电机柜运行中散发的热量不会影响到扩散到充电室中，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，所述换电站还包括入口雨棚，所述入口雨棚安装在所述充电仓的端面，所述入口雨棚位于所述行车通道的入口的上方。

在本技术方案中，入口雨棚，用于在下雨时遮挡行车通道的入口，使雨水不会打入行车通道内。

较佳地，所述换电站还包括出口雨棚，所述出口雨棚安装在所述充电仓的端面，所述出口雨棚位于所述行车通道的出口的上方。

在本技术方案中，出口雨棚，用于在下雨时遮挡行车通道的出口，使雨水不会打入行车通道内。

较佳地，所述第一换电仓、第二换电仓和/或充电仓为集装箱。

在本技术方案中，将第一换电仓、第二换电仓和充电仓设计成集装箱的形式，安装简单，还可以在集装箱中将所需的设备预先安装好，可缩短换电站现场安装的时间。

较佳地，所述第一换电仓或第二换电仓包括至少一个功能室，所述功能室为储藏室或休息室。

在本技术方案中，功能室提供了除换电以外的其它功能，满足了日常作业的需求。

较佳地，所述第一换电仓或第二换电仓具有下部维修通道，所述下部维修通道的延伸方向平行于所述第一换电设备或第二换电设备的移动方向。

在本技术方案中，通过设置下部维修通道，使工作人员可以到达第一换电设备或第二换电设备所在的位置，便于工作人员的维修作业。

较佳地，所述换电站还包括第一顶部雨棚和第二顶部雨棚，所述第一顶部雨棚、第二顶部雨棚从所述充电仓的顶部向两侧延伸，所述第一顶部雨棚位于所述第一换电仓的上方，所述第二顶部雨棚位于所述第二换电仓的上方。

在本技术方案中，第一顶部雨棚、第二顶部雨棚，同样也可以起到遮盖第一换电仓、第二换电仓和充电仓之间的开放空间的功能，且雨棚式的设计制造简单，安装方便，成本较低。

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：

该换电站，通过将充电仓设置于行车通道的上方，第一换电仓、第二换电仓设置于行车通道的两侧，能满足两侧换电的电动汽车的换电需求，换电站的整体结构紧凑，占地面积小。

附图说明

图1为本发明实施例1的换电站的结构示意图。

图2为图1所示的换电站的另一角度的结构示意图。

图3为图1所示的换电站的内部结构的示意图。

图4为图1所示的换电站的第一换电仓的结构示意图。

图5为图4所示的第一换电仓的另一角度的结构示意图。

图6为图4所示的第一换电仓的内部结构的示意图。

图7为图1所示的换电站的第二换电仓的结构示意图。

图8为图7所示的第二换电仓的另一角度的结构示意图。

图9为图7所示的第二换电仓的内部结构的示意图。

图10为图1所示的第一换电仓、第二换电仓的提升门装置的结构示意图。

图11为图1所示的换电站的充电仓的结构示意图。

图12为图11所示的充电仓的内部结构的示意图。

图13为图11所示的充电仓的内部结构的示意图。

图14为图1所示的换电站的第一上换电仓的结构示意图。

图15为图14所示的第一上换电仓的内部结构的示意图。

图16为图1所示的换电站的第二上换电仓的结构示意图。

图17为图16所示的第二上换电仓的内部结构的示意图。

图18为图1所示的换电站的内部结构的示意图。

图19为本发明实施例2的换电站的结构示意图。

图20为图19所示的换电站的内部结构的示意图。

图21为本发明实施例3的换电站的结构示意图。

附图标记说明

第一换电仓1，第一地轨101，第一天轨102，第二换电仓2，第二地轨201，第二天轨202，开口11，提升门装置12，门板121，提升机构122，提升带123，旋转辊124，驱动装置125，导轨126，应急开口13，应急仓门14，顶部开口15，通道门16，门梁17，下部维修通道18，休息室19，第一观察窗191，第一入室门192，空调外机193，储藏室21，第二观察窗211，第二入室门212，入口22，梯子23，充电仓3，电池取放口31，充电室32，充电架33，中心维修通道34，液冷室35，液冷设备36，设备室37，通风柜38，充电机柜39，连通门310，配电盒311，第一通风口312，第二通风口313，第三通风口314，第一换电设备4，第一底座41，第一框架42，第一换电盘43，第一支撑杆44，第二换电设备5，第二底座51，第二框架52，第二换电盘53，第二支撑杆54，行车通道6，第一上换电仓7，第二上换电仓8，底部开口71，上部维修通道72，安全围栏73，侧部开口74，维修阳台9，入口雨棚10，出口雨棚20，第一行走通道30，第二行走通道40，第一过渡门50，第二过渡门60，第三过渡门70，第一顶部雨棚80，第二顶部雨棚90，电动汽车100

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例1

本发明提供一种换电站，用于对电动汽车上的电池包进行更换。如图1至图3所示，该换电站包括第一换电仓1、第二换电仓2、充电仓3、第一换电设备4和第二换电设备5，第一换电仓1和第二换电仓2之间形成行车通道6，行车通道6用于停放电动汽车100；充电仓3用于对从电动汽车100上更换下来的电池包进行充放电，充电仓3位于行车通道6的上方，充电仓3分别与第一换电仓1和第二换电仓2连接；第一换电设备4、第二换电设备5分别设于第一换电仓1、第二换电仓2内，第一换电设备4、第二换电设备5用于在充电仓3、行车通道6上的电动汽车100之间进行电池包的更换。

将充电仓3设置于行车通道6的上方，第一换电仓1、第二换电仓2设置于行车通道6的两侧，能满足两侧换电的电动汽车的换电需求，换电站的整体结构紧凑，占地面积小。

且将第一换电设备4和第二换电设备5安装于第一换电仓1、第二换电仓2内，使第一换电设备4和第二换电设备5处于一个相对密闭空间内，维持了第一换电设备4和第二换电设备5在使用过程中周围环境温度、湿度的稳定性，避免了外部环境对第一换电设备4和第二换电设备5的腐蚀或损坏，提高了其使用寿命。

同时，在电动汽车的左右两侧分别设置第一换电设备4和第二换电设备5，可以同时实现对左右两侧电池的更换，提高了换电效率，同时，将充电仓3直接设于行车通道6上方，第一换电设备4和第二换电设备5取出旧电池后，仅需移动较短的距离即可将旧电池放入位于行车通道6上方的充电仓3内进行充电，减少了第一换电设备4和第二换电设备5转运电池的时间，极大地提高了整个换电效率。

为了提高第一换电设备4或第二换电设备5的使用寿命和环境稳定性，将第一换电设备4或第二换电设备5分别安装在相对密闭的第一换电仓1或第二换电仓2内，而为了对位于第一换电仓1或第二换电仓2外的电动汽车100进行电池包的更换，在第一换电仓1或第二换电仓2的侧面设置开口11，便于第一换电设备4或第二换电设备5与电动汽车100上电池包的位置对准，提高了换电的精准度和换电效率。

具体而言，如图3和图4、图8所示，第一换电仓1、第二换电仓2的侧面具有与行车通道6相通的开口11，第一换电仓1的开口11用于供第一换电设备4朝向行车通道6内的电动汽车100伸出进行电池包的更换，第二换电仓2的开口11用于供第二换电设备4朝向行车通道6内的电动汽车100伸出进行电池包的更换。

上述开口11的位置，根据换电站所针对的电动汽车的电池包的位置设置。在其他的实施例中，若电动汽车仅需单侧换电，也可以仅在第一换电仓1或第二换电仓2上设置开口11；若电动汽车一侧的电池包需要多个换电口，也可以在第一换电仓1或第二换电仓2上设置多个开口11。

为了维持第一换电仓1或第二换电仓2内环境温度、湿度的稳定性，在完成换电操作后，通过提升门装置12将开口11关闭，且门板121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121刮坏，提高了换电体验。如图10所示，上述第一换电仓1或第二换电仓2的侧面设有提升门装置12，提升门装置12用于控制开口11的开闭，提升门装置12包括门板121和提升机构122，提升机构122用于驱动门板121在开口11的上下方向上移动，以打开或关闭开口11。

具体而言，提升机构122包括提升带123、旋转辊124、驱动装置125和导轨126，导轨126竖向设置，门板121能在导轨126上移动，提升带123的一端固定于门板121，提升带123的另一端固定于旋转辊124，旋转辊124设置于门板121的上方并用于卷绕提升带123，驱动装置125用于驱动旋转辊124旋转。

当需要将开口11打开时，驱动装置125带动旋转辊124旋转，将提升带123卷起，使门板121沿导轨126向上移动至开口11的上方。当需要将开口11关闭时，驱动装置125带动旋转辊124旋转，将提升带123放下，使门板121沿导轨126向下移动，直至覆盖开口11。

如图4、图8所示，第一换电仓1或第二换电仓2的侧面具有面向行车通道6的应急开口13，第一换电仓1的应急开口13供第一换电设备4将故障电池转移至第一换电仓1外，第二换电仓2的应急开口13供第二换电设备5将故障电池转移至第二换电仓2外。

应急开口13上设有应急仓门14，应急仓门14用于打开或关闭应急开口13，换电站还包括应急仓门控制器，应急仓门控制器与应急仓门14电连接，仓门控制器能控制应急仓门14自动开启。

上述应急开口13的位置，根据换电站的实际需求设置，并不限定于本实施例所示的位置。应急开口13的数量，也可以根据实际需求进行调整。

如图3和图6所示，第一换电仓1内设有轨道，第一换电设备4在轨道上移动。具体而言，第一换电仓1的轨道包括第一地轨101和第一天轨102，第一地轨101位于第一换电仓1的底面，第一天轨102位于第一换电仓1的顶部。而，第一换电设备4包括第一底座41、第一框架42、第一换电盘43和第一支撑杆44，第一底座41固定在第一框架42的下方，第一支撑杆44固定在第一框架42的侧面，第一换电盘43位于第一框架42内并沿第一框架42升降。

其中，第一底座41位于第一地轨101上，第一底座41设有与第一地轨101配合的地轨滑动件，地轨滑动件为滑块或滑轮。第一支撑杆44与第一天轨102相接触，第一换电设备4整体能在第一地轨101、第一天轨102上移动，从而使第一换电设备4能沿水平方向移动。而，第一换电盘43位于第一框架42内，第一换电盘43沿第一框架42升降，上升至充电仓3的位置或下降至开口11的位置。

上述第一换电设备4的换电过程如下：

第一换电设备4在第一地轨101、第一天轨102上移动，使第一换电盘43与开口11沿竖直方向相对齐，第一换电盘43下降至与开口11沿水平方向相对齐，确定开口11处于打开的状态，第一换电盘43伸出将电动汽车100内的旧的电池包取出，第一换电盘43再缩回，此时，旧的电池包位于第一换电盘43上；

第一换电盘43上升至与充电仓3的空的放置位置沿水平方向相对齐，第一换电设备4在第一地轨101、第一天轨102上移动，使第一换电盘43与充电仓3的空的放置位置沿竖直方向相对齐，第一换电盘43伸出至充电仓3内，将旧的电池包放置于该放置位置；

第一换电设备4在第一地轨101、第一天轨102上移动，第一换电盘43进行升降，直至第一换电盘43与新的电池包相对齐，第一换电盘43伸出至充电仓3内，将新的电池包取出；

第一换电设备4在第一地轨101、第一天轨102上移动，第一换电盘43下降，直至第一换电盘43与开口11相对齐，确定开口11处于打开的状态，第一换电盘43伸出将新的电池包安装到电动汽车100内后，第一换电盘43缩回，完成整个换电过程。

如图3和图9所示，第二换电仓2内设有轨道，第二换电设备5在轨道上移动。具体而言，第二换电仓2的轨道包括第二地轨201和第二天轨202，第二地轨201位于第二换电仓2的底面，第二天轨202位于第二换电仓2的顶部。而，第二换电设备5包括第二底座51、第二框架52、第二换电盘53和第二支撑杆54，第二底座51固定在第二框架52的下方，第二支撑杆54固定在第二框架52的侧面，第二换电盘53位于第二框架52内并沿第二框架52升降。

其中，第二底座51位于第二地轨201上，第二底座51设有与第二地轨201配合的地轨滑动件，地轨滑动件为滑块或滑轮。第二支撑杆54与第二天轨202相接触，第二换电设备5整体能在第二地轨201、第二天轨202上移动，从而使第二换电设备5能沿水平方向移动。而，第二换电盘53位于第二框架52内，第二换电盘53能沿第二框架52升降，上升至充电仓3的位置或下降至开口11的位置。

上述第二换电设备5的换电过程如下：

第二换电设备5在第二地轨201、第二天轨202上移动，使第二换电盘53与开口11沿竖直方向相对齐，第二换电盘53下降至与开口11沿水平方向相对齐，确定开口11处于打开的状态，第二换电盘53伸出将电动汽车100内的旧的电池包取出，第二换电盘53再缩回，此时，旧的电池包位于第二换电盘53上；

第二换电盘53上升至与充电仓3的空的放置位置沿水平方向相对齐，第二换电设备5在第二地轨201、第二天轨202上移动，使第二换电盘53与充电仓3的空的放置位置沿竖直方向相对齐，第二换电盘53伸出至充电仓3内，将旧的电池包放置于该放置位置；

第二换电设备5在第二地轨201、第二天轨202上移动，第二换电盘53进行升降，直至第二换电盘53与新的电池包相对齐，第二换电盘53伸出至充电仓3内，将新的电池包取出；

第二换电设备5在第二地轨201、第二天轨202上移动，第二换电盘53下降，直至第二换电盘53与开口11相对齐，确定开口11处于打开的状态，第二换电盘53伸出将新的电池包安装到电动汽车100内后，第二换电盘53缩回，完成整个换电过程。

上述第一换电仓1内的轨道、第二换电仓2内的轨道，是根据第一换电设备4、第二换电设备5以及换电流程而设置的。在其他的实施例中，也可以根据第一换电设备4、第二换电设备5的不同结构，相应地设计第一换电仓1内的轨道、第二换电仓2内的轨道，并不限定于本实施例所述的轨道的设计。

如图3、图4至图9所示，为了使第一换电设备4或第二换电设备5能伸出至第一换电仓1或第二换电仓2的外部以完成电池仓3的电池包的取放，第一换电仓1或第二换电仓2的顶部设有顶部开口15，第一换电仓1的顶部开口15供第一换电设备4在充电仓3和第一换电仓1之间进行电池包的转运，第二换电仓2的顶部开口15供第二换电设备5在充电仓3和第二换电仓2之间进行电池包的转运。

如图5和图8所示，第一换电仓1或第二换电仓2的端面设有通道门16，通道门16的上方和下方具有可拆卸的门梁17，通道门16位于第一换电仓1或第二换电仓2内的轨道的端部。

当需要将第一换电设备4安装到第一换电仓1中时，可以将门梁17从通道门16上拆除，第一换电设备4推入第一换电仓1内并安装到轨道上，再将门梁17重新安装到通道门16上。通过设计可拆卸的门梁17，解决了第一换电设备4的安装难题，可以方便地将第一换电设备4安装到第一换电仓1中。同理，当要将第二换电设备5安装到第二换电仓2中时，可以将门梁17从通道门16上拆除，第二换电设备5推入第二换电仓2内并安装到轨道上，再将门梁17重新安装到通道门16上。通过设计可拆卸的门梁17，解决了第二换电设备5的安装难题，可以方便地将第二换电设备5安装到第二换电仓2中。

如图6、图9所示，第一换电仓1、第二换电仓2具有下部维修通道18，下部维修通道18的延伸方向平行于第一换电设备4或第二换电设备5的移动方向。如图6所示，第一换电仓1内的下部维修通道18，平行于第一地轨101设置；如图9所示，第二换电仓2内的下部维修通道18，平行于第二地轨201设置。通过设置下部维修通道18，使工作人员可以到达第一换电设备4或第二换电设备5所在的位置，便于工作人员的维修作业。下部维修通道18与通道门16相连通，即工作人员可以打开通道门16后进入下部维修通道18。

如图6所示，第一换电仓1包括一个休息室19，该休息室19的内部可以放置饮水机、桌椅、电脑、空调等工作人员所需的物品。休息室19设有第一观察窗191和第一入室门192，工作人员可通过第一观察窗191观察到外部的情况，工作人员还可通过第一入室门192进入休息室19中。休息室19最好设置于第一换电仓1靠近行车通道6的入口的一端，使第一观察窗191位于第一换电仓1的端部，使位于休息室19中的工作人员可以时刻观察到行车通道6的入口的情况；而第一入室门192最好位于第一换电仓1面向行车通道6的一侧，使休息室19中的工作人员可以方便地从第一入室门192走到行车通道6上，便于工作人员对电动汽车的换电过程进行监控。休息室19内的空调的空调外机193可以挂在第一换电仓1远离行车通道6的一侧，该空调外机193不影响换电站的换电作业。

如图9所示，第二换电仓2包括储藏室21，该储藏室21内可以放置日常维护所需的物资。储藏室21设有第二观察窗211和第二入室门212，工作人员在储藏室21内可通过第二观察窗211观察到外部的情况，工作人员还可从外部通过第二观察窗211观察到储藏室21内部的情况，工作人员可通过第二入室门212进入储藏室21中。储藏室21最好设置于第二换电仓2靠近行车通道6的入口的一端，使第二观察窗211位于第二换电仓2的端部，使位于储藏室21中的工作人员可以时刻观察到行车通道6的入口的情况；而第二入室门212最好位于第二换电仓2面向行车通道6的一侧，使储藏室21中的工作人员可以方便地从第二入室门212走到行车通道6上，便于工作人员对电动汽车的换电过程进行监控。

除了休息室19、储藏室21以外，还可以根据实际需要设置具有其它功能的功能室。休息室19、储藏室21的设置，也不限定于上述位置，可根据实际需要灵活设置。

如图3、图11至图13所示，充电仓3的侧面设有电池取放口31，该电池取放口31供第一换电设备4或第二换电设备5伸入并取放电池包。

如图11至图13所示，充电仓3包括充电室32和设置于充电室32内的若干充电架33，充电架33用于放置电池包并对电池包进行充放电。充电架33面向电池取放口31设置，第一换电设备4、第二换电设备5可以从电池取放口31伸入并从充电架33上取走电池包或将电池包放到充电架33上。

其中，若干充电架33在充电室32内排成两排，两排充电架33分别位于充电室32的两侧，两排充电架33的中间形成中心维修通道34。两排充电架33分别对应两个电池取放口31，分别供第一换电设备4、第二换电设备5伸入并取放电池包。

如图12至图13所示，为了控制充电架33的电池包的温度，充电仓3还包括液冷室35和设置于液冷室35内的液冷设备36，液冷设备36的液冷管路延伸至充电架33上，液冷管路用于对位于充电架33上的电池包进行冷却。通过将液冷设备36设置在独立的液冷室35中，液冷室35与充电室32隔离开，使液冷设备36运行中散发的热量不会影响到扩散到充电室32中，保证了充电室32的冷却效果，降低了充电室32的温度控制难度。

如图12至图13所示，该充电仓3还包括设备室37，设备室37内放置有通风柜38、充电机柜39，通风柜38的通风管路延伸至充电室32内，对充电室32的内部空间进行通风；充电机柜39的充电线延伸至充电架33上，充电线用于对位于充电架33上的电池包进行充放电。

充电架33上安装有配电盒311，配电盒311与充电线相连接，配电盒311用于控制电池包的充放电。而，通风柜38的通风管路从设备室37、充电室32和液冷室35的上方经过，对设备室37、充电室32和液冷室35的空气进行通风。相对应的，通风柜38的通风管路设有三个通风口，第一通风口312位于设备室37的上方，第二通风口313位于充电室32的上方，第三通风口314位于液冷室35的上方。

将通风柜38、充电机柜39等设备放置于独立的设备室37，使通风柜38、充电机柜39运行中散发的热量不会影响到扩散到充电室32中，保证了充电室32的冷却效果，降低了充电室32的温度控制难度。设备室37内还可以根据需要放置其它设备，并不限定于本实施例所示的通风柜38、充电机柜39。

如图1至图3所示，在充电仓3与第一换电仓1、第二换电仓2之间还具有一部分开放空间，为了使整个换电站形成一个较为封闭的空间，换电站还包括第一上换电仓7和第二上换电仓8，第一上换电仓7位于第一换电仓1的上方，第二上换电仓8位于第二换电仓2的上方，第一上换电仓7、第二上换电仓8位于充电仓3的两侧。

其中，第一上换电仓7与第一换电仓1、充电仓3相连接，第二上换电仓8与第二换电仓2、充电仓3相连接。第一换电仓1、第二换电仓2、充电仓3、第一上换电仓7和第二上换电仓8可以为集装箱，通过将相邻集装箱的支脚相互连接即可完成换电站的安装。将第一换电仓1、第二换电仓2、充电仓3、第一上换电仓7和第二上换电仓8设计成集装箱的形式，还可以在集装箱中将所需的设备预先安装好，可缩短换电站现场安装的时间。

如图3、图14至图17所示，第一上换电仓7或第二上换电仓8的底部设有底部开口71，第一上换电仓7的底部开口71用于供第一换电设备4在充电仓3和第一换电仓1之间进行电池包的转运，第二上换电仓8的底部开口71用于供第二换电设备5在充电仓3和第二换电仓2之间进行电池包的转运。第一上换电仓7或第二上换电仓8面向充电仓3的一面设有侧部开口74，侧部开口74与充电仓3的电池取放口31相连通。

具体而言，如图3所示，第一换电仓1的顶部开口15与第一上换电仓7的底部开口71相连通，第一上换电仓7的侧部开口74还与充电仓3的电池取放口31相连通，使第一换电仓1、第一上换电仓7和充电仓3之间形成相连通的空间，第一换电设备4可以在该空间中移动，将电池包在充电仓3和第一换电仓1之间转运。

而，第二换电仓2的顶部开口15与第二上换电仓8的底部开口71相连通，第二上换电仓8的侧部开口74还与充电仓3的电池取放口31相连通，使第二换电仓2、第二上换电仓8和充电仓3之间形成相连通的空间，第二换电设备5可以在该空间中移动，将电池包在充电仓3和第二换电仓2之间转运。

如图14至图17所示，第一上换电仓7或第二上换电仓8具有上部维修通道72，上部维修通道72围绕底部开口71设置。工作人员可以从上部维修通道72进入第一上换电仓7或第二上换电仓8内，对第一上换电仓7或第二上换电仓8内的设施及充电仓3内的设施、第一换电设备4和第二换电设备5进行维护。为了保证工作人员的安全，上部维修通道72靠近底部开口71的一侧设有安全围栏73。

第一上换电仓7、第二上换电仓8和充电仓3内的维修通道可以连在一起，如图18所示。充电仓3面向第一上换电仓7、第二上换电仓8的侧面具有连通门310，中心维修通道34穿过设备室37、连通门310与上部维修通道72相连通。换电站还包括维修阳台9，维修阳台9位于充电仓3的外部，维修阳台9与第一上换电仓7、第二上换电仓8的上部维修通道72相连通。通过上述方式，将第一上换电仓7的上部维修通道72、第二上换电仓8的上部维修通道72、充电仓3的中心维修通道34和维修阳台9相连通，使工作人员可以在第一上换电仓7、第二上换电仓8和充电仓3之间相互走动。

如图9所示，第二换电仓2的储藏室21的顶部具有入口22，储藏室21内设有梯子23，入口22与上部维修通道72相连通，梯子23位于入口22的下方，工作人员可以从梯子23爬到上部维修通道72上。入口22、梯子23，也可以根据需求设置于其它位置，并不限定设置于储藏室21。

如图1所示，该换电站还包括入口雨棚10，入口雨棚10安装在充电仓3的端面，入口雨棚10位于行车通道6的入口的上方。入口雨棚10，用于在下雨时遮挡行车通道6的入口，使雨水不会打入行车通道6内。

实施例2

实施例2的换电站的结构与实施例1大致相同，不同之处在于：

如图19至图20所示，该换电站还包括出口雨棚20，出口雨棚20安装在充电仓3的端面，出口雨棚20位于行车通道6的出口的上方。出口雨棚20，用于在下雨时遮挡行车通道6的出口，使雨水不会打入行车通道6内。

该换电站还可以不设置维修阳台，而将入口雨棚10的上方设置成第一行走通道30，将出口雨棚20的上方设置成第二行走通道40，第一行走通道30、第二行走通道40延伸至充电仓3、第一上换电仓7和第二上换电仓8。第一上换电仓7的上部维修通道72与第一行走通道30、第二行走通道40之间设有第一过渡门50，第二上换电仓8的上部维修通道72与第一行走通道30、第二行走通道40之间设有第二过渡门60，第一行走通道30与充电仓3的设备室37之间设有第三过渡门70，充电仓3的设备室37与中心维修通道34相连通。

通过上述设置，将第一上换电仓7的上部维修通道72、第一行走通道30、第二上换电仓8的上部维修通道72、第二行走通道40相连通形成环形维修通道，使工作人员可以在该环形维修通道上走动，使工作人员可以在第一上换电仓7、第二上换电仓8之间相互走动；而充电仓3的中心维修通道34与第一行走通道30相连通，使工作人员可以从第一行走通道30走到充电仓3的中心维修通道34。

实施例3

实施例3的换电站的结构与实施例1大致相同，不同之处在于：

如图21所示，该换电站使用第一顶部雨棚80代替实施例1中的第一上换电仓7，使用第二顶部雨棚90代替实施例1中的第二上换电仓8，第一顶部雨棚80、第二顶部雨棚90从充电仓3的顶部向两侧延伸，第一顶部雨棚80位于第一换电仓1的上方，第二顶部雨棚90位于第二换电仓2的上方。

第一顶部雨棚80、第二顶部雨棚90，同样也可以起到遮盖第一换电仓1、第二换电仓2和充电仓3之间的开放空间的功能，且雨棚式的设计制造简单，安装方便，成本较低。

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 (30)

1.一种换电站，用于对电动汽车上的电池包进行更换，其特征在于，所述换电站包括：

第一换电仓、第二换电仓，所述第一换电仓和所述第二换电仓之间形成行车通道，所述行车通道用于停放电动汽车；

充电仓，用于对从电动汽车上更换下来的电池包进行充放电，所述充电仓位于所述行车通道的上方，所述充电仓分别与所述第一换电仓和第二换电仓连接；

第一换电设备和第二换电设备，分别设于所述第一换电仓、第二换电仓内，所述第一换电设备、第二换电设备用于在所述充电仓、所述行车通道上的电动汽车之间进行电池包的更换。

2.如权利要求1所述的换电站，其特征在于，所述第一换电仓或第二换电仓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第一换电设备或第二换电设备朝向所述行车通道内的电动汽车伸出进行电池包的更换。

3.如权利要求2所述的换电站，其特征在于，所述第一换电仓或第二换电仓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，所述第一换电仓或第二换电仓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第一换电设备或第二换电设备将故障电池转移至所述第一换电仓或所述第二换电仓外。

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，所述第一换电仓或第二换电仓内设有轨道，所述第一换电设备或第二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，所述第一换电仓的轨道包括第一地轨，所述第一地轨位于所述第一换电仓的底面；

和/或，所述第二换电仓的轨道包括第二地轨，所述第二地轨位于所述第二换电仓的底面。

8.如权利要求7所述的换电站，其特征在于，所述第一换电仓的轨道包括第一天轨，所述第一天轨位于所述第一换电仓的顶部；

和/或，所述第二换电仓的轨道包括第二天轨，所述第二天轨位于所述第二换电仓的顶部。

9.如权利要求1所述的换电站，其特征在于，所述第一换电仓或第二换电仓的顶部设有顶部开口，所述顶部开口供所述第一换电设备或第二换电设备在所述充电仓和所述第一换电仓或第二换电仓之间进行电池包的转运。

10.如权利要求1所述的换电站，其特征在于，所述第一换电仓或第二换电仓的端面设有通道门，所述通道门的下方具有可拆卸门梁，所述通道门位于所述第一换电仓或第二换电仓内的轨道的端部。

11.如权利要求1所述的换电站，其特征在于，所述换电站还包括第一上换电仓和第二上换电仓，所述第一上换电仓位于所述第一换电仓的上方，所述第二上换电仓位于所述第二换电仓的上方，所述第一上换电仓、第二上换电仓位于所述充电仓的两侧。

12.如权利要求11所述的换电站，其特征在于，所述第一上换电仓与所述第一换电仓、充电仓相连接，和/或所述第二上换电仓与所述第二换电仓、充电仓相连接。

13.如权利要求12所述的换电站，其特征在于，所述第一上换电仓或第二上换电仓的底部设有底部开口，所述底部开口用于供所述第一换电设备或第二换电设备在所述充电仓和所述第一换电仓或第二换电仓之间进行电池包的转运。

14.如权利要求13所述的换电站，其特征在于，所述第一上换电仓或第二上换电仓具有上部维修通道，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述底部开口的一侧设有安全围栏。

16.如权利要求14所述的换电站，其特征在于，所述充电仓的内部具有中心维修通道，所述充电仓面向所述第一上换电仓或第二上换电仓的侧面具有连通门，所述中心维修通道通过所述连通门与所述上部维修通道相连通。

17.如权利要求16所述的换电站，其特征在于，所述第一换电仓或第二换电仓的顶部具有入口，所述第一换电仓或第二换电仓内设有梯子，所述入口与所述上部维修通道相连通，所述梯子位于所述入口的下方。

18.如权利要求14所述的换电站，其特征在于，所述换电站还包括维修阳台，所述维修阳台位于所述充电仓的外部，所述维修阳台与所述上部维修通道相连通。

19.如权利要求1所述的换电站，其特征在于，所述充电仓的侧面设有电池取放口，该电池取放口供所述第一换电设备或第二换电设备伸入并取放电池包。

20.如权利要求19所述的换电站，其特征在于，所述换电站还包括第一上换电仓和第二上换电仓，所述第一上换电仓位于所述第一换电仓的上方，所述第二上换电仓位于所述第二换电仓的上方，所述第一上换电仓、第二上换电仓位于所述充电仓的两侧；所述第一上换电仓或第二上换电仓面向所述充电仓的一面设有侧部开口，所述侧部开口与所述充电仓的电池取放口相连通。

21.如权利要求1所述的换电站，其特征在于，所述充电仓包括充电室和设置于所述充电室内的若干充电架，所述充电架用于放置所述电池包并对所述电池包进行充放电。

22.如权利要求21所述的换电站，其特征在于，所述若干充电架在所述充电室内排成两排，两排充电架分别位于所述充电室的两侧，两排充电架的中间为中心维修通道。

23.如权利要求21所述的换电站，其特征在于，所述充电仓还包括液冷室和设置于所述液冷室内的液冷设备，所述液冷设备的液冷管路延伸至所述充电架上，所述液冷管路用于对位于充电架上的电池包进行冷却。

24.如权利要求22所述的换电站，其特征在于，所述充电仓还包括设备室，所述设备室内放置有通风柜和/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，所述充电线用于对位于充电架上的电池包进行充放电。

25.如权利要求1所述的换电站，其特征在于，所述换电站还包括入口雨棚，所述入口雨棚安装在所述充电仓的端面，所述入口雨棚位于所述行车通道的入口的上方。

26.如权利要求1所述的换电站，其特征在于，所述换电站还包括出口雨棚，所述出口雨棚安装在所述充电仓的端面，所述出口雨棚位于所述行车通道的出口的上方。

27.如权利要求1所述的换电站，其特征在于，所述第一换电仓、第二换电仓和/或充电仓为集装箱。

28.如权利要求1所述的换电站，其特征在于，所述第一换电仓或第二换电仓包括至少一个功能室，所述功能室为储藏室或休息室。

29.如权利要求1所述的换电站，其特征在于，所述第一换电仓或第二换电仓具有下部维修通道，所述下部维修通道的延伸方向平行于所述第一换电设备或第二换电设备的移动方向。

30.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一顶部雨棚和第二顶部雨棚，所述第一顶部雨棚、第二顶部雨棚从所述充电仓的顶部向两侧延伸，所述第一顶部雨棚位于所述第一换电仓的上方，所述第二顶部雨棚位于所述第二换电仓的上方。

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