CN114132219A - 移动式换电模块和换电系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种移动式换电模块和换电系统。移动式换电模块包括：底架；换电设备，移动地连接于所述底架，用于在所述底架移动至预设位置后，为车辆更换电池箱；电池单元，连接于所述底架，所述电池单元连接于所述换电设备，用于向所述换电设备供电。上述的移动式换电模块和换电系统将换电设备和电池单元设置于底架，通过电池单元为换电设备供电，在移动式换电模块和换电系统移动至预设地点后，无需另外再铺设电缆送电，即放即用。

Description

移动式换电模块和换电系统

技术领域

本公开属于换电设备领域，尤其是一种移动式换电模块和换电系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

换电站用于为车辆，尤其是电动式卡车更换电池箱。现有的大部分换电站往往需要土建且不可移动，一般建立在距离车辆较近范围内以为车及时补充或者更换电池箱。

然而，一旦车辆需要更换行车路线或者变更作业地点，为了能够及时为车辆补充能源，需要将换电站跟随车辆而迁移至新的地点。由于换电站的迁移涉及水、电接入，还需要考虑消防等多种因素，导致现有的换电站迁移较为困难。

发明内容

鉴于以上内容，有必要提供一种移动式换电模块和换电系统，用于改善现有换电站迁移困难的技术缺陷。

本公开首先提供了一种移动式换电模块，包括：

底架；

换电设备，移动地连接于所述底架，用于在所述底架移动至预设位置后，为车辆更换电池箱；

电池单元，连接于所述底架，所述电池单元连接于所述换电设备，用于向所述换电设备供电。

优选地，所述电池单元包括电池箱和一个或者多个不间断电源，所述电池箱连接于所述不间断电源，用于向所述不间断电源充电，所述不间断电源连接于所述换电设备，用于向所述换电设备供电。

优选地，所述电池单元包括至少两个电池箱，所述电池箱连接于所述换电设备，用于轮替地向所述换电设备供电。

优选地，所述换电设备沿所述底架的长度方向移动地连接于所述底架，并且沿所述底架的宽度方向移动所述电池箱。

此外，本公开还提供了一种移动式换电系统，包括：

第一车体，包括用于承载一个或者多个电池箱的车板；

所述的移动式换电模块，所述换电模块的换电设备沿所述底架的宽度方向将电池箱移动至所述车板或者将所述车板上的电池箱移出。

优选地，所述换电模块的底架对接于所述车板，所述换电设备移动至所述车板上以移动所述电池箱。

优选地，所述车板设有沿所述车板的长度方向延伸的第一轨道，所述底架设有第二轨道，在所述底架对接于所述车板时，所述第一轨道对接于所述第二轨道，所述换电设备沿所述第二轨道移动至所述第二轨道。

优选地，所述换电设备包括机架和机械臂，所述机架呈“门”字形结构，移动地连接于所述第一轨道和第二轨道，用于所述电池箱的两侧越过所述电池箱，所述机械臂沿竖直方向移动地连接于所述机架，用于伸出或者缩回以移动所述电池箱。

优选地，所述第一轨道连接于所述车板并且位于所述电池箱的上方，所述第二轨道连接于所述底架并且与所述第一轨道等高，所述换电设备移动地悬挂于所述第一轨道或者第二轨道，用于从所述电池箱的上方越过所述电池箱。

优选地，所述移动式换电模块还包括第二车体，所述第二车体连接于所述底架，用于牵引所述底架移动。

相较于现有技术，上述的移动式换电模块和换电系统将换电设备和电池单元设置于底架，通过电池单元为换电设备供电，在移动式换电模块和换电系统移动至预设地点后，无需另外再铺设电缆送电，即放即用，不仅可以解决换电站随时随地给车辆换电的问题，还可以根据需要在同一时间里给大批量的车辆更换电池箱。

附图说明

为了更清楚地说明具体实施方式，下面将对实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是移动式换电系统在实施例1的结构示意图。

图2是移动式换电模块在实施例1中的结构示意图。

图3是底架的结构示意图。

图4是电池单元的结构示意图。

图5是移动式换电系统在实施例2的结构示意图。

图6是移动时换电模块在实施例2中的结构示意图。

图7是移动式换电系统在实施例3的结构示意图。

图8是移动时换电模块在实施例3中的结构示意图。

主要元件符号说明

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本公开。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本公开进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，所描述的实施方式仅仅是本公开一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本公开中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本公开保护的范围。

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公开的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本公开。

在各实施例中，为了便于描述而非限制本公开，本公开专利申请说明书以及权利要求书中使用的术语"连接"并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。"上"、"下"、"下方"、"左"、"右"等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。

本公开提供的移动式换电系统可以将电池箱移动至预设位置，例如矿产、换电站等预设地点，为车辆提供移动式换电功能。

实施例1

图1是移动式换电系统在实施例1的结构示意图。如图1所示，移动式换电系统包括第一车体20和移动式换电模块10，第一车体20用于承载一个或者多个电池箱40，移动式换电模块10用于将待换电的车辆30上的乏电的电池箱40与第一车体20的满电的电池箱40进行交换，实现为车辆30换电的功能。由于车载式换电设备13需要供电，在实际应用中，当第一车体20移动至预设位置后，需要重新铺设缆线为换电设备13供电，操作复杂，而且在第一车体20撤离后，需要重新拆除缆线，重复性劳动较多，且浪费缆线。

请再次参阅图1，第一车体20包括用于承载一个或者多个电池箱40的车板21。所述车板21的底部设有多个车轮，可以承载车板21。车板21大体呈长方形板状结构，电池箱40可以是一个或者多个，并且沿车板21的长度方向排列设置。然而，本领域技术人员理解，电池箱40在车板21的放置方式也可以是其他类型，例如可以是方阵式或者其他类型的配置，本领域技术人员可以根据需要设置电池箱40的放置方式。此外，在一些实施方式中，车板21还设有充电插头，充电插头电连接于放置于车板21上的电池箱40，用于连接电源后，为电池箱40充电。

图2是移动式换电模块10在实施例1中的结构示意图。如图1和图2所示，移动式换电模块10包括底架11、换电设备13和电池单元12。底架11用于承载换电设备13和电池单元12，换电设备13用于移动电池箱40，电池单元12用于为换电设备13供电，从而可以避免铺设缆线，便于移动式换电模块10整体迁移。

换电设备13移动地连接于所述底架11，用于在所述底架11移动至预设位置后，为车辆30更换电池箱40。所述换电设备13沿所述底架11的长度方向移动地连接于所述底架11，并且沿所述底架11的宽度方向移动所述电池箱40以为所述车辆30更换电池箱40。在图1示出的实施方式，所述换电设备13包括底座133、机架131和机械臂132，所述机械臂132连接于所述机架131，用于沿所述底架11的宽度方向伸缩以移动所述电池箱40。在一些实施方式中，机械臂132的外端部设有悬挂件134，用于对接电池箱40的横梁以钩挂住电池箱40，实现对接电池箱40或者脱离电池箱40。

为了移动电池箱40，机械臂132还可以相对机架131沿竖直方向移动升降动作，例如可以通过卷筒转动牵引升降绳带动机械臂132沿竖直方向移动，也可以通过丝杆转动来牵引机械臂132升降，或者通过在机械臂132设置齿轮，在机架131设置沿竖直方向的齿条，通过电机驱动齿轮转动，由于齿轮与齿条啮合而驱动机械臂132沿竖直方向升降动作。

机架131转动地连接于底座133，例如可以通过转盘或者转动轴承连接于底座133，从而可以相对机架131沿竖直方向延伸的轴向转动，以调整机械臂132的指向方向。底座133移动地连接于底架11，例如可以通过行走轮和导轨移动连接，也可以通过滑块和滑轨移动连接。在一些实施方式中，底座133还可以设置行走驱动机构，例如行走电机驱动行走轮的方式，也可以使用行走电机驱动链条-链轮的方式驱动底座133相对底架11移动。

图3是底架11的结构示意图。如图3所示，底架11大体呈长方形架体状结构，底架11上设有沿长度方向延伸的导轨，导轨与换电设备13的底座133连接，使得换电设备13得以沿导轨相对底架11移动。一些实施方式中，底架11的底部设有多个车轮，便于底架11移动。在另外一些实施方式中，底架11也可以直接放置于地面。此外，在一些实施方式中，所述移动式换电模块10还包括第二车体14，所述第二车体14连接于所述底架11，用于牵引所述底架11移动。本实施方式中，在需要换电式，底架11设置于车板21的侧面，即底架11大体平行于车板21，待换电的车辆30停靠于底架11的相对于车板21的另外一侧，这样，换电设备13可以从一侧将车辆30的乏电的电池箱40移动至车板21，然后，将车板21的满电的电池箱40移动至车辆30，完成车辆30的换电作业。

图4是电池单元12的结构示意图。如图4所示，电池单元12连接于所述底架11，与所述换电设备13电连接，用于向所述换电设备13供电。在一些实施方式中，所述电池单元12包括支架121、电池箱40和一个或者多个不间断电源122(即UPS电源)。电池箱40和不间断电源122设置于支架121上，支架121连接于底架11。所述电池箱40电连接于所述不间断电源122，用于向所述不间断电源122充电，所述不间断电源122连接于所述换电设备13，用于向所述换电设备13供电。在另外一些实施方式中，所述电池单元12包括至少两个电池箱40，所述电池箱40连接于所述换电设备13，用于轮替地向所述换电设备13供电。在所述电池单元12的电池箱40的电量低于预设值时，所述换电设备13将所述电池单元12的电池箱40更换为所述车板21上的电池箱40。优选的，电池单元12的电池箱40与放置于车板21的电池箱40具有相同的尺寸、电容量和规格，使得电池单元12的电池箱40和用于为车辆30更换的电池箱40相同，从而可以统一为车辆30和电池单元12更换电池箱40。然而，本领域技术人员理解，电池单元12的电池箱40也可以与车板21的电池箱40具有不同规格，具有不能的电池容量和尺寸等参数。

在使用时，第一车体20移动车板21至预设位置，车板21上承载有多个满电的电池箱40。此外，还将移动式换电模块10移动至靠近车板21的位置，使得底架11大体平行于车板21。

在需要为待换电的车辆30更换电池箱40时，将车辆30停靠至底架11的另外一侧，即底架11的一侧为承载有电池箱40的车板21，另外一侧为待更换电池箱40的车辆30。

然后，换电设备13的机械臂132伸出，将车辆30的乏电的电池箱40移动至车板21上，然后将车板21上满电的电池箱40移动至车辆30，完成为车辆30的换电作业。

在车板21上的满电的电池箱40全部或者大部分更换为乏电的电池箱40后，第一车体20移动至可以进行充电的位置，为车板21上的电池箱40进行充电。

上述的移动式换电模块10和换电系统将换电设备13和电池单元12设置于底架11，通过电池单元12为换电设供电，在移动式换电模块10和换电系统移动至预设地点后，无需另外再铺设电缆送电，即放即用，不仅可以解决换电站随时随地给电动重卡换电的问题，还可以根据需要在同一时间里给大批量的车辆30更换电池箱40。

实施例2

本实施方式提供的换电系统与实施例1的主要区别在于，本实施方式的换电模块可以对接车板21，实现换电设备13的共用和分离，提高换电设备13的适用范围和使用频率。需要说明的是，在本公开的精神或基本特征的范围内，适用于实施例1中的各具体方案也可以相应的适用于实施例2中，为节省篇幅及避免重复起见，在此就不再赘述。

图5是移动式换电系统在实施例2的结构示意图。如图5所示，所述车板21设有沿所述车板21的长度方向延伸的第一轨道211，所述底架11设有第二轨道111。所述换电设备13通过所述底架11的第二轨道111移动地连接于所述底架11，例如，所述换电设备13通过滑块或者行走轮移动地连接于所述第二轨道111，使得换电设备13可以沿第二轨道111移动。

图6是移动时换电模块在实施例2中的结构示意图。如图6所示，第一轨道211和第二轨道111设置于换电设备13的底部，即第一轨道211铺设于车板21，第二轨道111铺设于底架11，换电设备13位于第二轨道111的上方，并且行走于第二轨道111。在所述底架11对接于所述车板21时，所述第一轨道211对接于所述第二轨道111，所述换电设备13沿所述第二轨道111移动至所述第一轨道211，从而可以移动至车板21上移动电池箱40。为了便于移动，所述换电设备13的机架131移动地连接于所述第一轨道211或第二轨道111，并且底部具有预设的空间，形成“门”字形结构，机架131的两侧移动地连接于第一轨道211或者第二轨道111，从而可以移动至第一轨道211上后，机架131从所述电池箱40的两侧越过所述电池箱40，在车板21上移动。

此外，优选地，为了防止换电设备13在移动过程中第一轨道211和第二轨道111之间存在对接误差，该移动式换电系统还可以包括锁止机构，用于在底架11对接于所述车板21时，锁止第一轨道211和第二轨道111，例如，该锁止机构可以包括分别设置在第一轨道211和第二轨道111的插销和插孔，通过电机驱动插销插接于插孔内实现第一轨道211和第二轨道111的对接固定。在另外一些实施方式中，锁止机构也可以是卡接件，用于卡接固定车板21和底架11，本领域技术人员还可以使用其他结构来固定车板21和底架11，实现第一轨道211和第二轨道111的固定对接，本申请对此不作限制。

使用时，第一车体20通过车板21将一个或者多个电池箱40移动至预设地点，然后第二车体14承载换电设备13移动至对应于第一车体20的位置，并且使得第一轨道211对接第二轨道111。

换电设备13在电池单元12的供电下，经第二轨道111移动至第一轨道211。在待换电的车辆30移动至车板21的任一一侧后，换电设备13在车板21上移动电池箱40以为车辆30更换电池箱40。

本实施方式提供的移动式换电模块10和换电系统在实施例1的基础上，还可以通过第二轨道111移动至第一轨道211，使得换电设备13在车板21上为车辆30更换电池箱40，提高车辆30的换电效率。在第一车体20驶离后，换电设备13可以返回第二车体14，第二车体14可以运载换电设备13对接新的第一车体20继续作业，从而可以提高换电设备13的使用效率。

实施例3

图7是移动式换电系统在实施例3的结构示意图。如图7所示，相较于实施例2，所述第一轨道211通过架体或者立柱设置于车板21的上方并且高度高于电池箱40的高度，对应的，第二轨道111可以通过架体或者立柱设置于底架11的上方并且与第一轨道211等高。所述换电设备13移动地悬挂于第一轨道211或者第二轨道111，例如可以滚轮移动地连接于第一轨道211或第二轨道111，也可以通过滑块滑动地连接于第一轨道211和第二轨道111，本领域技术人员还可以采用其他结构实现移动连接，本申请对此不作限制。在一些实施方式中，换电设备13还可以包括行走驱动机构，例如可以是电机驱动行走轮转动，也可以是通过电机驱动链轮牵引链条实现移动，这样，换电设备13可以悬挂于第一轨道211或第二轨道111，并且沿第一轨道211或第二轨道111移动。

图8是移动时换电模块在实施例3中的结构示意图。如图8所示，换电设备13悬挂于第二轨道111。在所述底架11对接于所述车板21时，所述第一轨道211对接于所述第二轨道111，所述换电设备13沿所述第二轨道111移动至所述第一轨道211，从而可以移动至电池箱40的上方以移动电池箱40。

使用时，第一车体20通过车板21将一个或者多个电池箱40移动至预设地点，然后第二车体14承载换电设备13移动至对应于第一车体20的位置，并且使得第一轨道211对接第二轨道111。

换电设备13在电池单元12的供电下，经第二轨道111移动至第一轨道211并且位于电池箱40的上方。在待换电的车辆30移动至车板21的任一一侧后，换电设备13在车板21上移动电池箱40以为车辆30更换电池箱40。

本实施方式提供的移动式换电模块10和换电系统在实施例1的基础上，还可以通过第二轨道111移动至第一轨道211，使得换电设备13在电池箱40的上方移动电池箱40，实现换电作业。在第一车体20驶离后，第二车体14可以运载换电设备13对接新的第一车体20继续作业，从而可以提高换电设备13的运行效率。

在本公开所提供的几个具体实施方式中，对于本领域技术人员而言，显然本公开不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本公开的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本公开。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本公开的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本公开内。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

以上实施方式仅用以说明本公开的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本公开进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本公开的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本公开的技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种移动式换电模块，其特征在于，包括：

底架；

换电设备，移动地连接于所述底架，用于在所述底架移动至预设位置后，为车辆更换电池箱；

电池单元，连接于所述底架，所述电池单元连接于所述换电设备，用于向所述换电设备供电。

2.如权利要求1所述的移动式换电模块，其特征在于，所述电池单元包括电池箱和一个或者多个不间断电源，所述电池箱连接于所述不间断电源，用于向所述不间断电源充电，所述不间断电源连接于所述换电设备，用于向所述换电设备供电。

3.如权利要求1所述的移动式换电模块，其特征在于，所述电池单元包括至少两个电池箱，所述电池箱连接于所述换电设备，用于轮替地向所述换电设备供电。

4.如权利要求1所述的移动式换电模块，其特征在于，所述换电设备沿所述底架的长度方向移动地连接于所述底架，并且沿所述底架的宽度方向移动所述电池箱。

5.一种移动式换电系统，其特征在于，包括：

第一车体，包括用于承载一个或者多个电池箱的车板；

如权利要求1-4任一项所述的移动式换电模块，所述换电模块的换电设备沿所述底架的宽度方向将电池箱移动至所述车板或者将所述车板上的电池箱移出。

6.如权利要求5所述的移动式换电系统，其特征在于，所述换电模块的底架对接于所述车板，所述换电设备移动至所述车板上以移动所述电池箱。

7.如权利要求5所述的移动式换电系统，其特征在于，所述车板设有沿所述车板的长度方向延伸的第一轨道，所述底架设有第二轨道，在所述底架对接于所述车板时，所述第一轨道对接于所述第二轨道，所述换电设备沿所述第二轨道移动至所述第二轨道。

8.如权利要求7所述的移动式换电系统，其特征在于，所述换电设备包括机架和机械臂，所述机架呈“门”字形结构，移动地连接于所述第一轨道和第二轨道，用于所述电池箱的两侧越过所述电池箱，所述机械臂沿竖直方向移动地连接于所述机架，用于伸出或者缩回以移动所述电池箱。

9.如权利要求7所述的移动式换电系统，其特征在于，所述第一轨道连接于所述车板并且位于所述电池箱的上方，所述第二轨道连接于所述底架并且与所述第一轨道等高，所述换电设备移动地悬挂于所述第一轨道或者第二轨道，用于从所述电池箱的上方越过所述电池箱。

10.如权利要求5所述的移动式换电系统，其特征在于，所述移动式换电模块还包括第二车体，所述第二车体连接于所述底架，用于牵引所述底架移动。

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