CN114701388A - 一种集装箱式换电站及其换电方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种集装箱式换电站及其换电方法，集装箱式换电站包括：下箱体、上箱体和换电机构。下箱体内设置有控制设备，所述下箱体上沿长度方向设置有多个电池箱底座。上箱体可拆卸地连接于所述下箱体，所述上箱体和所述下箱体围合形成容纳电池箱的腔体。换电机构可移动地设置于所述腔体内，所述换电机构和所述控制设备相连接。本申请的集装箱式换电站包括下箱体和上箱体，在装配过程中，依次吊装下箱体和上箱体即可快速建站。且本申请将控制设备设置于下箱体上，不占用上箱体的空间，提高空间利用率。本申请集装箱式换电站移动方便、安装简单、制造成本低、实现了模块组合，显著地降低了建站成本，适于广泛推广。

Description

一种集装箱式换电站及其换电方法

技术领域

本发明涉及新能源设备技术领域，尤其涉及一种集装箱式换电站及其换电方法。

背景技术

随着新能源汽车的发展，电动汽车对电能的需求越来越迫切，换电站成为发展的一个必然趋势，换电站上一般排列有多个电池箱，换电站上设置有换电机构，电动卡车在需要换电时，需要行进至换电站，换电站上的换电机构可以执行换电动作，将待换电设备上的亏电电池箱更换至换电站，而将换电站上的满电电池箱转运至电动卡车。

通常固定换电站建造成本高，拆装难度高，电动汽车运输区域远离固定换电站，换一次电来回需要消耗大量电能。且现有的换电站在建成后，不能够再进行拓展，在换电需求改变时，无法灵活改变换电站的规模，容易出现供需不匹配的问题。

发明内容

本申请的目的在于提供一种集装箱式换电站，拆装方便，降低了建站成本，适于广泛推广。

为实现上述发明目的，本申请提供如下技术方案。

本申请第一目的在于提供一种集装箱式换电站，包括：

下箱体，所述下箱体内设置有控制设备，所述下箱体上沿长度方向设置有多个电池箱底座，所述电池箱底座用于安装电池箱；

上箱体，所述上箱体可拆卸地连接于所述下箱体，所述上箱体和所述下箱体围合形成容纳电池箱的腔体；

换电机构，所述换电机构可移动地设置于所述腔体内，所述换电机构和所述控制设备相连接。

可选的，所述下箱体包括下箱本体和移动托盘；

所述下箱本体内部具有空腔；

所述移动托盘可滑动地连接于所述下箱本体，且所述移动托盘能推入/抽出所述空腔；

所述控制设备安装于所述移动托盘。

可选的，所述移动托盘沿长度方向的端部设置有拉手。

可选的，所述下箱本体内还设置有锁止机构，所述锁止机构用于锁定或释放所述移动托盘。

可选的，所述下箱本体内部设置有滑轨，所述托盘上沿长度方向设置有多个滚轮组，各所述滚轮组均连接于所述滑轨。

可选的，所述下箱本体上设置进出口和封闭门，所述滑轨延伸至所述进出口，所述封闭门连接于所述下箱本体，用于打开或闭合所述进出口。

可选的，所述控制设备包括液压控制装置、电控装置、空气压缩机、充电机、电转换柜、充电装置和低压电池中的任意一种或多种的组合。

可选的，所述下箱体上设置有用于配合吊装的第一吊装配合部。

可选的，所述下箱体顶部具有上支撑框架，各所述电池箱底座均设置于所述上支撑框架上；

所述上箱体包括底座架和连接于所述底座架的上箱体；

所述底座架和所述上支撑框架贴合，所述底座架和所述上支撑框架通过紧固件连接固定。

可选的，所述上箱体包括顶板、活动翼门和两个端板，两个所述端板分设于所述底座架沿长度方向的两端，所述顶板分别连接两个所述端板，所述顶板和端板围合形成换电避让缺口，所述活动翼门可活动地连接于所述顶板或端板，以打开或闭合所述换电避让缺口。

可选的，所述底座架沿长度方向设置有导轨，所述换电机构包括大车、伸缩臂组件和吊具；

所述大车可移动地连接于所述导轨，所述伸缩臂组件连接于所述大车，所述吊具连接于所述伸缩臂组件，所述伸缩臂组件能带动所述吊具伸出或缩回所述换电避让缺口。

可选的，所述换电机构具有液压驱动装置和电动驱动装置，所述液压驱动装置和电动驱动装置通过管线组件连接于所述控制设备。

可选的，所述上箱体上设置有用于配合吊装的第二吊装配合部。

本申请第二目的在于提供上述集装箱式换电站的换电方法，换电站的下箱体沿长度方向依次设置两个第一电池箱底座和多个第二电池箱底座，仅第二电池箱底座上设置充电插座，换电方法包括：

步骤S1、由第一电池箱底座一端开始顺次将各第二电池箱底座上的电池箱与待换电车上的电池箱进行交换；

步骤S2、在第二电池箱底座上各电池箱均交换完毕后，将两第一电池箱底座上的电池箱转运至背离第一电池箱底座一侧的两个第二电池箱底座上；

步骤S3、进入步骤S1。

本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：

本申请的集装箱式换电站包括下箱体和上箱体，在装配过程中，依次吊装下箱体和上箱体即可快速建站。且本申请将控制设备设置于下箱体上，不占用上箱体的空间，提高空间利用率。本申请集装箱式换电站移动方便、安装简单、制造成本低、实现了模块组合显著地降低了建站成本，适于广泛推广。

附图说明

图1为本申请实施例提供的集装箱式换电站的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的集装箱式换电站的另一结构示意图；

图3是图2中局部结构示意图；

图4是本申请实施例提供的集装箱式换电站的管线容纳装置的结构示意图；

图5是本申请实施例提供的集装箱式换电站的上箱体的结构示意图；

图6是图5中局部结构示意图；

图7是图5中另一局部结构示意图；

图8是本申请实施例提供的集装箱式换电站的上箱体的立体结构图；

图9是本申请实施例提供的集装箱式换电站的换电机构的大车的结构示意图；

图10是图9中滚轮和导轨的配合结构示意图；

图11是图9中滚轮和导轨的另一配合结构示意图；

图12是本申请实施例提供的集装箱式换电站的换电机构的一级伸缩架的结构示意图；

图13是本申请实施例提供的集装箱式换电站的换电机构的二级伸缩架的结构示意图；

图14是本申请实施例提供的集装箱式换电站的换电机构的吊具总成的结构示意图；

图15是本申请实施例提供的集装箱式换电站的下箱体的结构示意图；

图16是本申请实施例提供的集装箱式换电站的下箱体另一结构示意图；

图17是图16的局部示意图；

图18是本申请实施例提供的集装箱式换电站的电池箱底座的结构示意图；

图19是本申请实施例提供的集装箱式换电站的托盘的结构示意图；

图20是图19的局部结构示意图；

图21是本申请实施例提供的第一种集装箱式换电站；

图22是本申请实施例提供的第二种集装箱式换电站；

图23是本申请实施例提供的换电站执行换电作业的流程图。

附图标记：

1、上箱体；11、罩壳；111、顶板；1111、第二吊装配合部；112、活动翼门；113、端板；114、换电机构防翻轨道；115、换电机构行走导轨；116、管线导槽轨道；117、限位挡架；118、开闭驱动机构；119、空调机；1020、底座架；1021、第一保温帘；1022、第二保温帘；12、大车；121、大车主体；1211、大车导轨；122、滚轮组；1221、从动滚轮；1222、防翻滚轮；123、锁座；124、行走机构；125、防翻滑块；126、主动滚轮；127、限位滚轮；128、液压驱动机构；13、一级伸缩架；131、一级伸缩机构主体；1311、一级伸缩油缸座；1312、二级伸缩机构滚轮轨道；1313、二级伸缩油缸座；132、滚轮；133、限位滚轮；14、二级伸缩架；141-二级伸缩架；142-吊具升降油缸导轨；143-滑轮；144-限位滚轮；145-绳索组座；146-钢丝绳滚轮；147-吊具升降油缸；148-二级伸缩油缸；149钢丝绳；15、吊具总成；151-吊具架；1511-吊具导向销；1512-吊具导向板；152-连杆；153-驱动机构；154-旋转吊钩；145-钢丝绳；16、锚定装置；161、安装板；162、固定板；163、导向套；164、支撑部件；165、伸缩装置；1651、固定部；1652、伸缩部；1653、凸缘部；17、管线容纳装置；171、液压管容纳装置；172、线缆容纳装置；173第一转向轮；174、第二转向轮；2、下箱体；21-下箱本体；211、第一吊装配合部；212、封闭门；213、锁止机构；214、导轨；215、侧封板；

22-电池箱底座；221-底座架；2211-导向柱；2212-导向销；222-到位传感器；223-锁箱机构；2231-锁箱头；224-纠错销；225-插座组件；2251-充电插座；2252-放电插座；2253-缓冲弹簧；226-橡胶缓冲板；227-紧固件；23-托盘；231-移动托盘体；232-滚轮组；2321-第一滚轮；2322-第二滚轮；2323-紧固件；233-拉手；24-升降装置；25-充放电插座；26-控制设备；3、紧固件；4、电池箱。

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍；此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

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清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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例，都属于本申请保护的范围。

在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

需要注意的是，本申请实施例所描述的“上”、“下”、“左”、“右”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本申请实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。

实施例一

参见图1至图22所示，本申请实施例提供一种集装箱式换电站，包括：下箱体2、上箱体1和换电机构。下箱体2内设置有控制设备26，所述下箱体2上沿长度方向设置有多个电池箱底座22。上箱体1可拆卸地连接于所述下箱体2，所述上箱体1和所述下箱体2围合形成容纳所述电池箱底座22的腔体。换电机构可移动地设置于所述腔体内，所述换电机构和所述控制设备26相连接。控制设备26能控制换电机构执行换电动作。

本申请的集装箱式换电站包括下箱体2和上箱体1，在装配过程中，依次吊装下箱体2和上箱体1即可快速建站。且本申请将控制设备26设置于下箱体2上，不占用上箱体1的空间，提高空间利用率。本申请集装箱式换电站移动方便、安装简单、制造成本低、实现了模块组合显著地降低了建站成本，适于广泛推广。

参见图15至图17所示，下箱体包括下箱本体21和移动托盘23。所述下箱本体21内部具有空腔。所述移动托盘23可滑动地连接于所述下箱本体21，且所述移动托盘23能推入/抽出所述空腔。所述控制设备26安装于所述移动托盘23。方便了控制设备26的安装和维修。

参见图19所示，所述移动托盘23沿长度方向的端部设置有拉手233。方便了人手握持抽拉。

参见图16至图17所示，在一种可能的实施方案中，所述下箱本体21内还设置有锁止机构213，所述锁止机构用于锁定或释放所述移动托盘23。通过设置锁止机构可以锁定托盘23，使得托盘23保持稳定状态，防止托盘23移动发生碰撞。

在一种可能的实施方案中，所述下箱本体21内部设置有滑轨214，所述托盘23上沿长度方向设置有多个滚轮组232，各所述滚轮组232均连接于所述滑轨。滚轮组232包括安装支架、第一滚轮2321、第二滚轮2322和紧固件2323。安装支架通过紧固件连接于托盘本体。第一滚轮和第二滚轮均连接于安装支架，第一滚轮和第二滚轮的旋转轴线相垂直。托盘23的导轨214具有了两个轨槽，第一滚轮和第二滚轮分别容纳于两个轨槽内。

参见图16和图17所示，在一种可能的实施方案中，所述下箱本体2上设置进出口和封闭门212，所述导轨214延伸至所述进出口，所述封闭门212连接于所述下箱本体21，用于打开或闭合所述进出口。

导轨214可以沿下箱本体2长度方向延伸设置，导轨214可以沿下箱本体2的宽度方向延伸设置。而进出口和封闭门212则根据导轨214的布置位置设置。进出口和封闭门212位于导轨214的延长线上。

下箱本体21内可以设两组导轨，下箱本体21的一侧端部可以设置两个进出口和两个封闭门212，两个封闭门212分别用于封闭或打开两个进出口。

在一种可能的实施方案中，所述控制设备26包括液压控制装置、电控装置、空气压缩机、充电机、电转换柜、充电装置和低压电池中的任意一种或多种的组合。

在一种可能的实施方案中，所述下箱体上设置有用于配合吊装的第一吊装配合部211。方便了采用吊运设备吊装该下箱体2。

在一种可能的实施方案中，下箱体2顶部具有上支撑框架，各所述电池箱底座均设置于所述上支撑框架上。所述上箱体1包括底座架1020和连接于所述底座架1020的罩壳11。

所述底座架1020和所述上支撑框架贴合，所述底座架1020和所述上支撑框架通过紧固件3连接固定。

可选的，所述上箱体1包括顶板111、活动翼门112和两个端板113，两个所述端板113分设于所述底座架1020沿长度方向的两端，所述顶板分别连接两个所述端板，所述顶板和端板围合形成换电避让缺口，所述活动翼门112可活动地连接于所述顶板或端板，以打开或闭合所述换电避让缺口。

所述底座架1020沿长度方向设置有换电机构行走导轨，所述换电机构包括大车12、伸缩臂组件和吊具总成15。大车12可移动地连接于所述换电机构行走导轨115，所述伸缩臂组件连接于所述大车12，所述吊具总成15连接于所述伸缩臂组件，所述伸缩臂组件能带动所述吊具总成伸出或缩回所述换电避让缺口。

所述换电机构具有液压驱动装置128和电动驱动装置，所述液压驱动装置和电动驱动装置通过管线组件连接于所述控制设备26。

参见图5至图7所示，所述上箱体1上设置有用于配合吊装的第二吊装配合部1111。通过在下箱体2上设置第一吊装配合部211，在上箱体1上设置第二吊装配合部1111，方便借助吊机设备吊运装配，简化了建站工序，提高了建站效率。第一吊装配合部211可以为吊耳，第二吊装配合部1111可以包括吊孔。

本申请的集装箱式换电站的施工流程如下：

步骤1、选择干燥、平坦、坚实的地面，所占地区域的侧坪应方便车辆的通行及停靠；

步骤2、先将下箱体2吊运到所选区域，通过四角升降装置24调适当高度及调整下箱体2支撑平台的水平；

步骤3、将上箱体1吊运到下箱体2上，用紧固件3连接上箱体1和下箱体2，并连接上箱体1和下箱体2之间的电控线路和液压管路等；

步骤4、开启上箱体1上的活动翼门112，解锁上箱体1上用于锁定换电机构的锚定装置16；

步骤5、现场调试检查合格后，方可进行正常工作。

实施例二

参见图2和图3所示，本申请实施例二在实施一的基础上进一步对集装箱式换电站进行详细说明。该集装箱式换电站还包括锚定装置16，用于锁定或释放换电站上的换电机构，该锚定装置16包括：安装板161、导向套163、支撑部件164和伸缩装置165。所述导向套163连接于所述安装板161，所述导向套163具有贯通的导向槽。支撑部件164连接于所述安装板161，所述支撑部件164具有限位孔。伸缩装置165包括固定部1651和伸缩部1652，所述固定部1651连接于所述安装板161，所述伸缩部1652可活动地连接于所述固定部1651。锚定装置16具有锁定状态和释放状态，在所述释放状态下，所述伸缩部1652容纳于所述导向槽内；在所述锁定状态下，所述伸缩部1652部分伸出所述导向槽延伸至所述限位孔。该伸缩装置165可以为伸缩油缸，固定部1651可以为油缸筒，伸缩部1652可以连接于油缸筒伸缩杆。

安装板161能够方便安装于换电站上的作用，导向套163具有引导伸缩装置165的伸缩部1652伸缩运动的作用，确保伸缩部1652能够在伸长后，插接于支撑部的限位孔内，而不会出现错位现象，可靠性高。另外支撑部上限位孔还具有限制保护伸缩部1652位置的作用。

本申请的锚定装置16通过执行伸缩运动即可锁定或释放换电站的换电机构，结构简单，可靠性好。

在一种可能的实施方案中，导向套163和所述支撑部件164间隔设置，所述导向套和所述支撑部件164之间形成锁座容纳空间。换电机构的锁座可以插入与该锁座容纳空间内。支撑部件164还起到支撑锁座的作用。

在一种可能的实施方案中，所述安装板161上设置有固定板162，所述固定板162具有固定槽，所述导向套163固定连接于所述固定槽。固定板162可以和安装板161一体成型，固定板162也可以是焊接在安装板161上。导向套163固定连接于固定板162，固定板162的设置，方便了导向套163的装配。

在一种可能的实施方案中，安装板161上设置有两个固定板162，两个所述固定板162间隔设置，所述导向套163的两端分别连接于两个所述固定板162的固定槽。

在该实施方案中，通过设置两个固定板162，分别固定导向套163的两端，提高了结构强度。

在一种可能的实施方案中，所述固定槽的口部边沿设置有锥形面，所述导向套和所述锥形面之间形成环形的焊料填充区，所述导向套163和所述固定板162焊接固定。焊料则可以容纳于所述焊料填充区内。

在一种可能的实施方案中，锚定装置16还包括状态检测器，所述状态检测器连接于所述安装板161，所述伸缩部1652沿周向设置有凸缘部1653，所述状态检测器包括两个测距传感器，两个所述测距传感器沿所述伸缩部1652的伸缩方向依次设置。在所述锁定状态下，所述凸缘部1653的环形端面正对于一所述测距传感器的检测端，在所述释放状态下，所述凸缘部1653的环形端面正对于另一所述测距传感器的检测端。状态检测器可以检测锚定装置16的状态，方便了自动化控制。其中测距传感器可以为红外传感器、接近开关也可以为市场上销售的其他距离传感器。凸缘部1653的设置使考虑了伸缩部1652存在旋转的可能性，通过设置凸缘部1653的旋转轴线即为伸缩部1652，则无论伸缩部1652如何旋转，凸缘部1653表面和测距传感器的距离恒定，确保状态监测准确度。

所述换电站沿长度方向设置有换电机构行走导轨。换电机构可移动地连接于所述换电机构行走导轨，所述换电机构上设置锁座123。所述锚定装置16设置于所述换电站本体沿长度方向的端部，以锁定或释放所述锁座。

所述换电站具有设置于所述换电站本体沿长度方向的两端的端板113，所述锚定装置16的安装板161连接于所述端板113。

所述端板113具有骨架和板体，所述板体连接于所述骨架，所述安装板161连接于所述骨架，且所述安装板161和所述板体相垂直。

所述换电机构具有立柱和连接于立柱的行走机构，所述行走机构连接于所述导轨，所述立柱上设置有所述锁座123，所述锁座具有锁孔。在所述锁定状态下，所述锁座容纳于所述锁座容纳空间，所述伸缩部1652贯穿所述锁孔。实现锁定换电机构。

实施例三

参见图3所示，本申请实施例三在上述各实施例的基础上，进一步详细说明换电站，该换电站还包括：液压管容纳装置171和活动液压管。换电机构可移动地连接于所述换电站，所述换电机构能沿换电站的长度方向平移，所述换电机构具有液压驱动机构128。液压管容纳装置171连接于所述换电站。活动液压管部分容纳于所述液压管容纳装置171，所述活动液压管与所述液压驱动机构128相连接。在所述换电机构远离所述液压管容纳装置171的过程中，能带动所述活动液压管伸出所述液压管容纳装置171。在所述换电机构靠近所述液压管容纳装置171的过程中，所述活动液压管能回缩至所述液压管容纳装置171内。

本申请的换电站上设置活动液压管，在换电机构沿换电站移动过程中，该活动液压管能随换电机构行进，保持与换电机构上液压驱动机构128连接，提供液压驱动机构128运行动力。同时在换电机构靠近液压管容纳装置171的过程中，活动液压管能回缩至所述液压管容纳装置171内，避免了液压管外露冗余。

在一种可能的实施方案中，换电站可以包括两个所述液压管容纳装置171。两个所述液压管容纳装置171内均卷绕有活动液压管，两个所述液压管容纳装置171的活动液压管分别连接于所述液压驱动机构128的进液口和回液口。

该实施方案中，两根活动液压管中一者为进液管道，另一者为回液管道，两者配合形成完整的液压油回路。

在一种可能的实施方案中，所述换电站沿换电机构的移动方向设置有管线导槽轨道116，所述管线导槽轨道116上设置有导槽，所述活动液压管伸出所述液压管容纳装置171的部分容纳于所述管线导槽轨道内。

活动液压管容纳于导槽内，使得管道规整，且轨条起到保护活动液压管的作用，防止活动液压管被碾压受损。

在一种可能的实施方案中，换电站上沿长度方向设置有换电机构行走导轨，所述换电机构可移动地连接于所述换电机构行走导轨115，所述管线导槽轨道116连接于所述换电机构行走导轨115，且所述管线导槽轨道116沿所述换电机构行走导轨115延伸设置。

可选的，所述换电机构上设置有固定架，所述固定架延伸至所述导槽内和所述活动液压管相连接。具体的，所述固定架包括垂直壁和连接所述垂直壁和所述换电机构的连接壁，所述垂直壁垂直延伸至所述导槽内，避免了和其他结构干涉。

在一种可能的实施方案中，所述换电站沿长度方向的两端设置有端板113，所述液压管容纳装置171连接于所述端板113，所述端板113上设置有第一转向轮173和第二转向轮174，所述第一转向轮173位于所述液压管容纳装置171出口一侧，所述第二转向轮174位于所述轨条的端部，所述第二转向轮174和所述第一转向轮173的旋转轴线相垂直，所述第二转向轮174的旋转轴线和所述轨条相垂直。液压管依次绕经所述第一转向轮173和第二转向轮174且延伸至所述轨道的导槽内。

可选的，所述液压管容纳装置171具有壳体、转轴(未图示)和旋转连接头(未图示)，所述壳体具有空腔，所述转轴设置于所述空腔内，所述旋转连接头连接于所述壳体，所述旋转连接头具有第一接头和第二接头，所述第一接头和第二接头可转动地连接，且所述第一接头和所述第二接头相连通，所述活动液压管卷绕于所述转轴上，所述活动液压管的一端连接于所述第一接头，所述转轴和所述旋转连接头位于同一直线内。如此，在转轴旋转过程中，第一接头和第二接头保持连通状态。第一接头可以包括第一管体，第二接头包括第二管体，第一管体和第二管体密封连接，且第一管体和第二管体可旋转连接。这种动密封结构现有技术公开较多，本申请在此不再赘述。

其中，第一管体可以设置于壳体内部，第二管体可以设置于壳体外部。换电站还包括液压站，液压站通过固定液压管连接于第二管体上。其中，第二管体可以固定于壳体，而第一管体可以和转轴固定连接。转轴转动，带动第一管体相对第二管体转动。液压站可以连接两个固定液压管，两个固定液压管分别连接于两个液压管容纳装置171上的第二管体上。第二管体是固定在壳体上的，因此不会和固定液压管相对转动。

在一种可能的实施方案中，所述转轴和所述壳体之间设置有卷簧，卷簧提供活动液压管回位动力。或者，液压管容纳装置171还包括电机，所述电机与所述转轴传动连接。在换电机构远离液压管容纳装置171的过程中，电机绕第一方向旋转，释放活动液压管。在换电机构靠近液压管容纳装置171的过程中，电机绕第二方向旋转，回收活动液压管。

在一种可能的实施方案中，换电站还包括线缆容纳装置172和活动线缆，所述线缆容纳装置172连接于所述换电站，所述换电机构还包括电动驱动机构，所述活动线缆部分容纳于所述液压管容纳装置171，所述活动线缆与所述电动驱动机构相连接。

在所述换电机构远离所述线缆容纳装置172的过程中，能带动所述活动线缆伸出所述线缆容纳装置172。在所述换电机构靠近所述线缆容纳装置172的过程中，所述活动线缆能回缩至所述线缆容纳装置172内。

同样的，活动线缆可以容纳于导槽。线缆容纳装置172可以设置于换电站的端板113上，端板113上可以设置三个第一转向轮173，其中一个第一转向轮173设置于线缆容纳装置172的出线口一侧。活动线缆伸出线缆容纳装置172依次绕经第一转向轮173和第二转向轮174延伸至导槽内。

同样的，液压管容纳装置171可以包括壳体、转轴和设置在壳体上的电滑环，壳体具有空腔，转轴设置于空腔内，活动线缆卷绕于所述转轴上，活动线缆端部连接电滑环，转轴和电滑环的旋转轴线共线，活动线缆的一端固定于转轴，且与电滑环相连接。换电站还包括供电装置，供电装置也连接于电滑环，从而实现为电动驱动机构提供旋转供电的作用。

活动线缆可以和活动液压管路径一致，均和固定架固定。进而沿着换电机构延伸至电动驱动机构。

同样的，线缆容纳装置172内也可以设置卷簧以提供活动线缆回缩动力。或者，线缆容纳装置172还可以包括电机，电机与转轴传动连接。驱动转轴正反向转动实现收放活动线缆。

其中，换电机构还可以包括大车12和连接于大车12的伸缩臂组件，伸缩臂组件包括液压驱动机构128，液压驱动机构128可以包括伸缩油缸，以提供伸缩臂组件伸缩动力。伸缩臂组件可以沿换电站的宽度方向伸出以转运电池箱。

大车12行可以设置行走装置，行走装置沿轨道移动，行走装置包括电动驱动机构，通过电动驱动机构提供行走动力。例如，该电动驱动机构可以包括电机。活动线缆连接该电机为该电机供电。

参见图5至图11所示，换电机构上的行走装置可以沿着换电机构行走导轨115行进。具体的，行走机构包括主动滚轮126、从动滚轮1221、限位滚轮127和防翻滑块125。主动滚轮126沿换电机构行走导轨115行进。防翻滑块125限位于换电机构行走导轨115上。从动滚轮1221沿换电机构行走导轨115行走，防翻滚轮则容纳于换电机构防翻轨道114的轨槽内，换电机构防翻轨道114的轨槽的顶部为档条结构，防翻滚轮1222容纳于轨槽内且顶部抵顶于档条，因此不会倾倒。管线导槽轨道116可以连接于换电机构防翻轨道114的顶部，且沿换电机构防翻轨道114延伸。管线导槽轨道116上设置管线导槽，罩壳11上也设置了电控线路和液压管路，且罩壳11上的电控线路和液压管路连接于箱座内的电控线路和液压管路，罩壳11上的电控线路和液压管路延伸至管线导槽轨道116内。如此，在换电机构行进过程中，电控线路和液压管路被保护起来，排线规整，不冗余，避免被碾压受损。

实施例四

参见图8所示，本申请实施例四在上述各实施例的基础上，进一步详细说明换电站，该换电站还包括保温帘。所述下箱体2上沿长度方向设置有多个电池箱底座。换电机构设置于所述下箱体2上，且能沿所述下箱体2的长度方向平移。上箱体1连接于所述下箱体，且覆盖所述下箱体和换电机构，所述箱体上设置换电避让缺口，所述换电避让缺口沿所述下箱体的长度方向延伸设置。所述保温帘连接于所述上箱体，且所述保温帘遮蔽所述换电避让缺口。

本申请换电站的换电机构在执行换电动作过程中保温帘能遮蔽换电避让缺口，阻隔空气流动，减少箱体内的热量流失，起到保温作用。

在一种可能的实施方案中，所述保温帘包括固定侧和活动侧，所述固定侧连接于所述上箱体，所述活动侧和所述换电机构传动连接，所述换电机构移动带动所述保温帘的活动侧移动。该保温帘固定侧固定，活动侧随换电机构平移，提高了遮蔽效果。

在一种可能的实施方案中，所述保温帘包括第一保温帘1021和第二保温帘1022，所述第一保温帘1021的固定侧固定于换电避让缺口沿长度方向的一侧，所述第一保温帘1021的活动侧连接于所述换电机构，所述第二保温帘1022的固定侧连接于所述换电避让缺口沿长度方向的另一侧，所述第二保温帘1022的活动侧连接于所述换电机构。通过设置两个保温帘分别遮蔽换电机构两侧缺口区域，且在换电机构平移过程中，两个保温帘一者展开，一者回缩，整体遮蔽面积不变，保持良好的遮蔽效果。

在一种可能的实施方案中，所述箱体上沿所述换电避让缺口的长度方向设置有导向部件，所述第一保温帘1021和所述第二保温帘1022的长度边可滑动地连接于所述导向部件。导向部件的设置方便了两个保温帘滑动。导向部件可以为钢丝绳。

在一种可能的实施方案中，所述导向部件包括上导向部件和下导向部件，所述上导向部件和所述下导向部件分设于所述换电避让缺口沿高度方向的两侧。所述第一保温帘1021/第二保温帘1022的上长度边可滑动地连接于所述上导向部件，下长度边可滑动地连接于所述下导向部件。通过设置上下两个导向部件，可以分别限制保温帘的上下两侧。保温帘不会受到外界干扰而严重变形。

在一种可能的实施方案中，所述第一保温帘1021/第二保温帘1022的长度边上连接有多个滑动环，各所述滑动环均套设于导向部件上。滑动环能沿导向部件滑动。

所述换电机构沿行进方向的两侧分别设置有第一牵引环和第二牵引环，所述第一牵引环通过牵引条连接于第一保温帘1021，所述第二牵引环通过牵引条连接于第二保温帘1022。在换电机构平移过程中，能通过牵引条带动一侧的保温帘打开或闭合。

所述第一牵引环和第二牵引环均套设于所述导向部上，所述第一牵引环通过牵引条连接于第一保温帘1021活动侧的滑动环，所述第二牵引环通过牵引条连接于第二保温帘1022活动侧的滑动环。

在一种可能的实施方案中，所述箱体包括顶板111和两个端板113，两个所述端板分别设置于所述下箱体沿长度方向的两端，所述顶板111分别连接两个所述端板113，所述顶板111、端板113和下箱体2围合形成所述换电避让缺口，所述第一保温帘1021的固定侧连接于一所述端板113上，所述第二保温帘1022的固定侧连接于另一所述端板113上。

所述箱体还包括活动翼门112，所述活动翼门112用于打开或闭合所述换电避让缺口。在换电站需要进行换电作业时，先控制活动翼门112打开，以避让换电机构执行换电动作。而保温帘则保持遮蔽换电机构两侧的缺口，阻隔空气流动，减少箱体内的热量流失，起到保温作用。

实施例五

参见图9至图14所示，本申请实施例在上述各实施例的基础上，对换电机构进行详细说明。换电机构可以包括：大车12和伸缩臂组件，伸缩臂组件包括一级伸缩架13、二级伸缩架14和吊具总成15。大车12包括纵向移动架121、一级伸缩机构导轨1211、滚轮组122、从动轮1221和防翻滚轮1222。锁座123、行走机构124、防翻滑块125、主动滚轮126、限位滚轮127、管线牵引架、液压驱动机构128等组成。行走机构124驱动主动滚轮在轨道116上移动。为了防止倾翻在主动轮端设置防翻滑块125，在从动轮1221端设置防翻滚轮1222，防翻滚轮1222在换电机构防翻轨道114内滚动。限位滚轮127靠在换电机构防翻轨道的立板面滚动，防止侧向摆动。液压驱动机构128可以为一级伸缩油缸，用于推动一级伸缩架13做横向伸缩移动。

一级伸缩架13是由：一级伸缩机构主体131、一级伸缩油缸座1311、二级伸缩机构滚轮轨道1312、二级伸缩油缸座1313、滚轮132、限位滚轮133等组成。该机构上的一级伸缩油缸座1311与液压驱动机构128连接，液压驱动机构128伸缩运动带动该机构做横向移动。滚轮132在一级伸缩机构导轨1211中滚动，限位滚轮133靠在一级伸缩机构导轨1211的上板侧端面滚动，限制一级伸缩机构主体131侧向摆动

二级伸缩架是由：二级伸缩架141、导向套1411、吊具升降油缸导轨142、滑轮143、限位滚轮144、绳索组座145、钢丝绳滚轮146、吊具升降油缸147、二级伸缩油缸148、钢丝绳149等组成。二级伸缩油缸148与二级伸缩油缸座1313连接，通过二级伸缩油缸148的伸缩运动带动该机构做横向移动，吊具升降油缸147伸出推动吊具绳索组座145，吊具绳索组座145沿着T型轨道移动，在钢丝绳149和钢丝绳滑轮146的牵引作用将提起吊具总成15。反之是放下吊具总成15。限位滚轮144控制二级伸缩架141移动的侧向摆动。

吊具总成15包括：吊具架151、吊具导向销1511、吊具导向板1512、连杆152、驱动机构153、旋转吊钩154等组成。吊具架151上下运动是在吊具钢丝绳149上下运动来实现，吊具架151与电池箱对中，靠吊具导向板1512来引导对中。驱动机构153可以是直线马达的组合，也可以是液压油缸的组合，在驱动机构153的作用下，通过连杆152联动吊具旋转吊钩154,以实现吊具旋转吊钩154抓取电池箱或释放开电池箱。吊具总成15横向移动时，必须收起紧靠二级伸缩架141，并通过吊具导向销与导向套1412定位防止摆动。

参见图18所示，电池箱底座22包括：底座架221、导向柱2211、导向销2212、到位传感器222、锁箱机构223、锁箱头2231、纠错销224、插座组件225、充电插座2251、放电插座2252、缓冲弹簧2253、橡胶缓冲板226、紧固件227等组成。底座架221通过紧固件227紧固在电底托板2112上；该装置保证电池箱可靠锁固在电池底座22上。其原理：当电池箱需要落座时，系统开启指令锁箱机构223，锁箱头2231缩回到导向柱2211里面，电池箱在导向柱和导向销作用下和纠错销的控制下，引正位置继续下落到橡胶缓冲板226上减缓冲击，同时电池箱上的插头对准插座2251，在缓冲弹簧2253作用下减缓冲击和控制适量结合度。电池箱落位后到位传感器222给出信号，系统再给锁箱机构223关闭指令，锁箱头伸出锁止电池箱，表明落箱完毕。当电池箱需要吊起时，系统开启指令锁箱机构223，锁箱头2231缩回到导向柱2211里面，电池箱可直接吊起。

参见图21和图22所示，本申请的换电站为模块化结构，包括：罩壳11、换电机构和至少两个下箱体2。下箱体2为模块化结构，可以多个依次排列设置，以构建不同大小的换电站。下箱体2之间可以连接，也可以没有连接关系，仅相互对其即可。在各下箱体2不连接时，需要将各下箱体2紧固在底面上，防止相邻两个下箱体2移动错位。当相邻下箱体2采用紧固件连接时，则更有效的避免两者错位。所述下箱体2上沿长度方向设置有电池箱底座。电池箱底座上可以安装电池箱。罩壳11连接于所述下箱体2，所述罩壳11和所述下箱体2之间形成空腔，以容纳各电池箱底座、相应的电池箱以及换电机构。本申请模块组合式换电站为模块化组合结构，可以包括两个甚至更多的下箱体2，各下箱体2依次排列可拓展出不同的长度，快速构建出需求规模的换电站，简化了建站工序，提高了建站效率，且后期可灵活改变换电站的规模，解决供需不匹配的问题。

本申请的换电站具有给用电终端充放电的功能，简述如下：

(1)换电站通过外接380v电源将对送电车搭载的电池箱进行充电：外接380v电源—→充放电口25(充电)—→电转化控制柜—→充电插座—→电池箱。

(2)通过搭载的电池箱和充电机给急需的电动移动设备充电：电池箱—→放电插座2252—→充电机—→充放电口25(放电)—→电动乘用车、电动工程车或重型卡车的电池充电。

其中，充电机和电转化控制柜可以安装在移动托盘23上，方便装配和维修。

实施例六

参见图23所示，本实施例六提供上述各实施例中换电站的换电方法，换电站的下箱体2沿长度方向依次设置两个第一电池箱底座和多个第二电池箱底座，仅第二电池箱底座上设置充电插座，换电方法包括：

步骤S1、由第一电池箱底座一端开始顺次将各第二电池箱底座上的电池箱与待换电车上的电池箱进行交换；

步骤S2、在第二电池箱底座上各电池箱均交换完毕后，将两第一电池箱底座上的电池箱转运至背离第一电池箱底座一侧的两个第二电池箱底座上；

步骤S3、进入步骤S1。

该换电方法中，当待换电车上的电池箱被装入第一电池箱底座时，并不会对电池箱进行充电。当待换电车上的电池箱被装入第二电池箱底座时，电池箱会和充电插座接触，进行充电。

该实施方案中，第一电池箱底座侧为每次换电循环中的初始换电位置。最初始的两个待换电车上的亏电电池被装入第一电池箱底座。在换电站上全部换电结束后，将第一电池箱底座上的电池箱转运至换电站末尾的第二电池箱底座上再开始充电。则第一电池箱上被转运的电池箱因为前部还有多个电池箱可用于换电，因此能保证有一定的充电时间。在转运后，两个第一电池座变为空位，可以作为换电起始端进行换电。

示例性地，根据换电时间要求一般5min～7min，考虑其他因素可选为7min为佳。电池箱(210kwh)充满一个电池箱的时间40min～43min，换电站可以选用十个电池箱底座，包括两个第一电池箱底座和八个第二电池箱底座。两个第一电池箱底座为中转位和临时存放位，这样换电站可以有8个电池箱在进行充电及更换。根据先进-先充-先出原则，考虑换电顺序流程时间短，本申请考虑两个第一电池箱底座不充电，各第二电池箱底座可以进行充电。如此，具体的换电过程如下：

以下的描述中，以电池位代替上述的电池箱底座，且1和2号位为第一电池箱底座的位置，3-10号为第二电池箱底座的位置。

如图23a所示，换电站电池位1、2号位为空位，换电站的换电机构停在中转位2号位，待换电车开到换电站右侧旁，在监控器和引导装置的提示下，待换电车的电池箱与中转位2号对齐；

图23b所示，换电机构将待换电车上的亏电箱吊放在换电站的1号位，并将3号位的满电池箱吊放到待换电车上；

图23c所示，换电站的换电机构停在中转位3号位，第二台待换电车开到换电站右侧旁，在监控器和引导装置的提示下，待换电车的电池箱与中转位3号位对齐，换电机构将第二台待换电车上的亏电箱吊放在换电站的2号位，并将4号位的满电池箱吊放到待换电车上；

图23d所示，换电站的换电机构停在中转位4号位，第三台待换电车开到换电站右侧旁，在监控器和引导装置的提示下，待换电车的电池箱与中转位4号位对齐，换电机构将第三台待换电车上的亏电箱吊放在换电站的3号位，这时3号位的亏电箱开始充电；将4号位的满电池箱吊放到待换电车上。

图23e所示，根据图23d的换电流程所述，以此类推，第四、五、六、七、八待换电车的换电，以及3、4、5、6、7、8号位的充电，这时9、10号位为空位。

图23f所示，换电机构将1、2号位的亏电箱转吊放在9、10号位，同时开始对9、10号位的电池箱进行充电。

图23g所示，换电站电池位1、2号位为空位，换电机构停在2号位上，等待一下次的循环。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (14)

1.一种集装箱式换电站，其特征在于，包括：

下箱体，所述下箱体内设置有控制设备，所述下箱体上沿长度方向设置有多个电池箱底座，所述电池箱底座用于安装电池箱；

上箱体，所述上箱体可拆卸地连接于所述下箱体，所述上箱体和所述下箱体围合形成容纳电池箱的腔体；

换电机构，所述换电机构可移动地设置于所述腔体内，所述换电机构和所述控制设备相连接。

2.根据权利要求1所述的集装箱式换电站，其特征在于，所述下箱体包括下箱本体和移动托盘；

所述下箱本体内部具有空腔；

所述移动托盘可滑动地连接于所述下箱本体，且所述移动托盘能推入/抽出所述空腔；

所述控制设备安装于所述移动托盘。

3.根据权利要求2所述的集装箱式换电站，其特征在于，所述移动托盘沿长度方向的端部设置有拉手。

4.根据权利要求2所述的集装箱式换电站，其特征在于，所述下箱本体内还设置有锁止机构，所述锁止机构用于锁定或释放所述移动托盘。

5.根据权利要求2所述的集装箱式换电站，其特征在于，所述下箱本体内部设置有滑轨，所述托盘上沿长度方向设置有多个滚轮组，各所述滚轮组均连接于所述滑轨。

6.根据权利要求5所述的集装箱式换电站，其特征在于，所述下箱本体上设置进出口和封闭门，所述滑轨延伸至所述进出口，所述封闭门连接于所述下箱本体，用于打开或闭合所述进出口。

7.根据权利要求1所述的集装箱式换电站，其特征在于，所述控制设备包括液压控制装置、电控装置、空气压缩机、充电机、电转换柜、充电装置和低压电池中的任意一种或多种的组合。

8.根据权利要求1所述的集装箱式换电站，其特征在于，所述下箱体上设置有用于配合吊装的第一吊装配合部。

9.根据权利要求1所述的集装箱式换电站，其特征在于，所述下箱体顶部具有上支撑框架，各所述电池箱底座均设置于所述上支撑框架上；

所述上箱体包括底座架和连接于所述底座架的上箱体；

所述底座架和所述上支撑框架贴合，所述底座架和所述上支撑框架通过紧固件连接固定。

10.根据权利要求9所述的集装箱式换电站，其特征在于，所述上箱体包括顶板、活动翼门和两个端板，两个所述端板分设于所述底座架沿长度方向的两端，所述顶板分别连接两个所述端板，所述顶板和端板围合形成换电避让缺口，所述活动翼门可活动地连接于所述顶板或端板，以打开或闭合所述换电避让缺口。

11.根据权利要求10所述的集装箱式换电站，其特征在于，所述底座架沿长度方向设置有导轨，所述换电机构包括大车、伸缩臂组件和吊具；

所述大车可移动地连接于所述导轨，所述伸缩臂组件连接于所述大车，所述吊具连接于所述伸缩臂组件，所述伸缩臂组件能带动所述吊具伸出或缩回所述换电避让缺口。

12.根据权利要求1所述的集装箱式换电站，其特征在于，所述换电机构具有液压驱动装置和电动驱动装置，所述液压驱动装置和电动驱动装置通过管线组件连接于所述控制设备。

13.根据权利要求1所述的集装箱式换电站，其特征在于，所述上箱体上设置有用于配合吊装的第二吊装配合部。

14.如权利要求1-13任一所述集装箱式换电站的换电方法，换电站的下箱体沿长度方向依次设置两个第一电池箱底座和多个第二电池箱底座，仅第二电池箱底座上设置充电插座，其特征在于，换电方法包括：

步骤S1、由第一电池箱底座一端开始顺次将各第二电池箱底座上的电池箱与待换电车上的电池箱进行交换；

步骤S2、在第二电池箱底座上各电池箱均交换完毕后，将两第一电池箱底座上的电池箱转运至背离第一电池箱底座一侧的两个第二电池箱底座上；

步骤S3、进入步骤S1。

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