CN114954120A - 一种换电站及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种换电站，包括行车区与换电区，所述行车区包括，检测装置，所述检测装置能够引导车辆停在停车区域，并检测车辆于停车区域内停放时电池箱的位置与角度，所述换电区包括，换电装置，所述换电装置能够在换电位置与提取位置之间移动。电池箱支架，所述电池箱支架采用单排并行的方式布置在所述换电区，用于支撑与连接电池箱。本发明提供的换电站及其工作方法，通过在行车区设置检测装置，引导车辆停在合理区域，并检测车辆电池箱的具体位置与角度信息，降低了司机对车辆的操作要求，通过对电池箱支架单排紧密布局，并配合换电装置的调整功能，降低了换电距离和调整步骤，提升了换电效率。

Description

一种换电站及其工作方法

技术领域

本发明涉及一种换电站及其工作方法，属于电动车换电技术领域。

背景技术

随着人们对环境保护的重视，以运营为主的电动卡车越来越多，为了提高电动卡车的运营效率，缩短电池补电时间，换电技术应运而生。在卡车换电领域，电池箱采用可快速更换结构，可在专用换电站内完成更换。换电电池箱在专用换电装置的作用下，将缺电的电池箱取下，放入电池箱支架进行补电，再将补好电的电池箱安装在卡车上。

在现有技术中，用于卡车的换电站有如下问题：换电设备灵活度不足，换电设备对卡车的停放位置要求高，尤其是车辆在换电站内停放的前后位置和倾斜角度预留不足，对司机驾驶能力要求较高；受限于换电站内电池布局和设备运行方法，换电所用时间还不足以比加油时间有优势；可见，为解决上述技术问题，亟需一种换电站及其工作方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种换电站及其工作方法，通过在行车区设置检测装置，引导车辆停在合理区域，并检测车辆电池箱的具体位置与角度信息，降低了司机对车辆的操作要求。

为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

第一方面，本发明提供了一种换电站，包括行车区与换电区，所述行车区包括，

检测装置，所述检测装置能够引导车辆停在停车区域，并检测车辆于停车区域内停放时电池箱的位置与角度。

所述换电区包括，

换电装置，所述换电装置能够在换电位置与提取位置之间移动。

电池箱支架，所述电池箱支架采用单排并行的方式布置在所述换电区，用于支撑与连接电池箱。

换电控制系统，所述换电控制系统至少控制所述换电装置，在所述换电位置上，所述换电控制系统控制所述换电装置根据电池箱在停车区域内的位置与角度为车辆拆卸待换电池箱或安装待装载电池箱，在所述提取位置上，所述换电控制系统控制所述换电装置于电池箱支架处提取待装载电池箱或安装待换电池箱。

进一步的，所述换电区还包括充电装置，所述充电装置至少包括充电机。

所述充电机通过电缆与电池箱支架连接，用于对电池箱支架处的电池箱进行充电。

进一步的，所述行车区还包括身份识别装置，所述身份识别装置用于识别车辆信息和电池箱在车辆上的锁止状态。

进一步的，所述检测装置包括位置检测单元与角度检测单元。

进一步的，所述电池箱支架包括导向结构与电连接接头；

所述导向机构设置于电池箱支架上部，用于引导电池箱与电池箱支架连接；

所述电连接接头设置于电池箱支架顶部，用于与电池箱匹配。

进一步的，所述换电装置至少包括行车、起重电机与吊具。

所述起重机构与行车相连接，所述吊具与起重电机相连接。所述吊具至少能够根据电池箱的位置与角度进行角度调整和转动。所述换电装置通过起重电机与吊具能够吊起或放下待装载/待换电池箱，通过行车能够将待装载/待换电池箱移动至或带离充电/装载处。

进一步的，还包括设置于换电区远离行车区一端的辅助设备区，所述辅助设备区包括环境管理装置与除尘装置。

所述环境管理装置与电池箱的高度相接近，能够实现对电池箱附近温度与烟雾浓度的监测及对电池箱的分级分区降温消防。

所述除尘装置与电池箱支架的高度相接近，能够实现对电池箱支架的除尘清理。

进一步的，所述辅助设备区还包括站控装置，所述站控装置包括换电站配电箱、换电控制箱与服务器单元。

第二方面，本发明提供了一种换电站的工作方法，由设置于换电区的换电控制系统执行，所述方法包括：

通过检测装置引导车辆驶入停车区域内，并检测电池箱于停车区域内停放的位置与角度；

根据确定的位置与角度信息，控制换电装置移动至待换电池箱处对其进行拆卸；

拆卸完待换电池箱后，控制换电装置将待换电池箱移动至电池箱支架处对其进行安装，并控制充电装置对待换电池箱进行充电；

安装完待换电池箱后，控制换电装置移动至待装载电池箱所在位置，提取待装载电池箱；

提取完待装载电池箱后，控制换电装置将待装载电池箱移动至车辆处，并根据确定的位置与角度信息对电池箱进行装载。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：

本发明提供的换电站及其工作方法，通过在行车区设置检测装置，引导车辆停在合理区域，并检测车辆电池箱的具体位置与角度信息，降低了司机对车辆的操作要求；

本发明提供的换电站及其工作方法，通过对电池箱支架单排紧密布局，并配合换电装置的调整功能，降低了换电距离和调整步骤，提升了换电效率；

本发明提供的换电站及其工作方法，通过设置除尘装置，对各电池箱支架的电连接接头分区进行除尘清理，提升了充电可靠性；

本发明提供的换电站及其工作方法，通过设置环境适应装置，能够实现对电池箱附近温度与烟雾浓度的监测及对电池箱的分级分区降温消防，对电池箱的环境适应性和换电站的运营延长了寿命。

附图说明

图1是本发明实施例提供的换电站的结构布局示意图；

图2是本发明实施例提供的换电站的换电路径示意图；

图3是本发明实施例提供的换电控制系统的原理示意图；

图4是本发明图3中的信息匹配的原理示意图；

图5是本发明图3中的充电调度的原理示意图；

图6是本发明图3中的环境适应的原理示意图；

图7是本发明实施例中换电站的换电步骤原理示意图；

图8是图1中A处结构的放大示意图。

图中：1、行车区；110、检测装置；111、位置检测单元；112、角度检测单元；120、身份识别装置；2、换电区；210、换电装置；211、行车；212、钢轨；213、大车；214、小车；220、电池箱支架；230、充电装置；3、辅助设备区；310、环境管理装置；320、除尘装置；330、站控装置；4、停车区域；5、电池箱；6、显示屏。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一：

如图1所示，本发明实施例提供一种换电站，包括行车区1与换电区2，所述行车区1包括，

检测装置110，所述检测装置110能够引导车辆停在停车区域4，并检测车辆于停车区域4内停放时电池箱5的位置与角度。

所述换电区2包括，

换电装置210，所述换电装置210能够在换电位置与提取位置之间移动。

电池箱支架220，为减少换电装置210移动距离，所述电池箱支架220采用单排并行的方式布置在所述换电区2，用于支撑与连接电池箱5。

换电控制系统，所述换电控制系统至少控制所述换电装置210，在所述换电位置上，所述换电控制系统控制所述换电装置210根据电池箱5在停车区域4内的位置与角度为车辆拆卸待换电池箱或安装待装载电池箱，在所述提取位置上，所述换电控制系统控制所述换电装置210于电池箱支架220处提取待装载电池箱或安装待换电池箱。

在上述技术方案中，为避免碰撞，电池箱支架220之间的间距设置为100mm至150mm；电池箱支架220还包括检测开关，当电池箱5在换电装置210的作用下安装到位时，检测开关闭合并把状态反馈给换电控制系统。

在一些实施例中，所述换电区2还包括充电装置230，所述充电装置230至少包括充电机；充电机可以采用单台同时给多个电池箱5充电，但不限于此，充电机也可与电池箱5一一对应。

为实现电池箱支架220处电池箱5的充电，所述充电机通过电缆与电池箱支架220连接，用于对电池箱支架220处的电池箱5进行充电；充电装置230受所述换电控制系统管理，换电控制系统能够控制充电装置230何时工作，以及向哪块电池箱5充电。

在一些实施例中，所述行车区1还包括身份识别装置120，所述身份识别装置120用于识别车辆信息和电池箱5在车辆上的锁止状态；所述身份识别装置120采用WiFi的方式与车载通信模块建立通信，并受换电控制系统管理，当车辆符合换电站所管理的车辆，且电池箱5处于解锁状态后，方可进行换电操作。

在一些实施例中，为实现检测装置110对车辆位置与角度的确定，所述检测装置110包括位置检测单元111与角度检测单元112。

如图1所示，位置检测单元111包括位置检测一与位置检测二，所述位置检测一和所述位置检测二沿车道延伸方向间隔设置于行车区1，在行车区1的车道方向形成停车区域4；位置检测单元111具有引导和感应识别功能，用于引导司机把车辆停在停车区域4，并进行检测确定；引导功能可以采用灯光指示来实现，但不限于此，还可以是指示牌等，只要能实现引导功能即可；感应识别功能可以采用传感器来实现，但不限于此，还可以是红外线探头，只要能实现感应识别功能即可。

角度检测单元112与所述车道平行，用于识别车辆停放后的倾斜角度，角度检测单元112可以在所述停车区域4内沿车道方向运动，并采用视觉识别或距离检测等设备检测出车辆停放后电池箱5在停车区域4内的相对位置和角度，以便后续换电控制系统能够根据所确定的位置与角度控制换电装置210对车辆实施换电；角度检测单元112可以采用激光探头，但不限于此，还可以采用图像识别技术。

行车区1域还包括显示屏6，所述显示屏6便于司机观看，用于提示司机换电流程或换电状态。

在一些实施例中，为引导电池箱支架220与电池箱5连接顺畅，所述电池箱支架220包括导向结构与电连接接头；

所述导向机构设置于电池箱支架220上部，用于引导电池箱5与电池箱支架220连接；

所述电连接接头设置于电池箱支架220顶部，用于与电池箱5匹配。

在一些实施例中，所述换电装置210至少包括行车211、起重电机与吊具，所述吊具至少能够根据电池箱5的位置与角度进行角度调整和转动，用于调整吊具角度与电池箱5位置匹配，角度调整通过吊具电机实现。

所述换电装置210通过起重电机与吊具能够吊起或放下待装载/待换电池箱，通过行车211能够将待装载/待换电池箱移动至或带离充电/装载处。

具体的，行车211设于钢轨212之上，包括大车213、小车214和行车211控制箱。所述大车213上安装有1号探头，用于检测行车211在X方向的坐标位置，所述小车214上装有2号探头，用于检测行车211在Y方向的坐标位置。所述行车211控制箱用于实现大车213和小车214的电源转接、运动控制、信号检测和数据收发等功能，所述行车211控制箱配置行车211通信天线，用于向换电控制系统发送或接收信息。

起重电机，设于所述小车214之上，用于起吊电池箱5，并伴随小车214运动。

大车电机，设于所述大车213之上，向行车211在X方向提供动力。

小车电机，设于所述小车214之上，向行车211在Y方向提供动力。

所述电机均优选伺服或步进电机，并配置PLC控制器和变频器以实现自动和精度控制。

吊具设于所述行车211下方，通过所述起重电机带动钢缆，钢缆拉动吊具实现。所述吊具还具备限位固定和吊具控制等功能。

其中，限位固定用于当电池箱5与吊具匹配完成后对电池箱5进行限位和固定，使电池箱5在起吊过程安全可靠，限位机构可以通过电机驱动连杆、气压或液压结构的方式实现；吊具控制用于实现所述吊具的电源转接、运动控制、信号检测和数据收发等功能，可以通过吊具控制箱来实现，所述吊具控制箱配置吊具通信天线，与所述行车通信天线进行通信，用于向行车控制箱发送或接收信息。

在一些实施例中，还包括设置于换电区2远离行车区1一端的辅助设备区3，所述辅助设备区3包括环境管理装置310与除尘装置320；

所述环境管理装置310与电池箱5的高度相接近，能够实现对电池箱5附近温度与烟雾浓度的监测及对电池箱5的分级分区降温消防；

所述除尘装置320与电池箱支架220的高度相接近，能够实现对电池箱支架220的除尘清理。

其中，环境管理装置310能够分别感应各个电池箱支架220处电池箱5附近的温度与烟雾浓度情况，预设有第一层级、第二层级和第三层级这三个监测感应层级，第一层级设置为温度偏高，第二层级设置为温度偏高且烟雾浓度低，第三层级设置为温度较高或烟雾浓度高；当电池箱5附近的温度与烟雾浓度情况达到第一层级时，环境管理装置310能够对电池箱5进行一般程度的降温处理，当电池箱5附近的温度与烟雾浓度情况达到第二层级时，环境管理装置310能够对电池箱5进行中等程度的降温处理，当电池箱5附近的温度与烟雾浓度情况达到第三层级时，环境管理装置310能够对电池箱5进行较高程度的降温处理；

环境管理装置310可以采用水泵机组与环境感应器相结合的方式，环境感应器用于监测电池箱5附近的温度与烟雾浓度，水泵机组用于对电池箱5进行降温消防；具体而言，水泵机组为高压细水雾系统，通过高压水管L连接至各电池箱支架230四周，并与电池箱5放置高度接近，如图8所示。所述高压细水雾系统具备自动运行和分区分级控制功能，并具备接收和上传信息至换电控制系统功能。所述高压细水雾系统采用的液体冷却剂可以采用通用水基溶液，喷射出来的细水雾具备吸热、降温、灭火和绝缘等特性。电池箱环境感应器，设于所述水管L顶部附近，用于识别电池箱5附近的温度和烟雾情况，每一个电池箱环境感应器均可独立触发高压细水雾系统，以实现各电池箱5独立的分区分级控制；当环境管理装置310采用该种方式实施时，每种层级的处理方式改变的是水泵机组处水管L的剂量喷射程度。

除尘装置320可以采用气管连接至各个电池箱支架230的中间，实现分区管理，气管朝向电连接接头，如图8中的黑色方块所示；当电池箱5要落入电池箱支架220前，除尘装置320可以对电连接接头内的灰尘进行清理；除尘装置320可以采用除尘风机，但不限于此，还可以采用其它方式，只要能够实现除尘装置320对电池箱支架220的除尘清理即可，如：除尘器。

在一些实施例中，所述辅助设备区3还包括站控装置330，所述站控装置330包括换电站配电箱、换电控制箱与服务器单元。

具体的，换电站配电箱，是站控装置330第一部分，用于给所述换电装置210、环境管理装置310、除尘装置320和站控装置330提供电力供应；换电控制箱，是站控装置330第二部分，受换电控制系统管理，并连接检测装置110和换电装置210，换电控制箱配置换电通信天线，与所述行车211通信天线进行通信，用于向所述行车211控制箱发送或接收信息；服务器单元，是站控装置330第三部分，受换电控制系统管理，用于换电站相关设备的显示、监控、运行和各类数据上传和下发等管理，是换电站自动运行的关键单元；所述服务器单元通过工业以太网和交换机实现各类设备之间的数据交互和管理。

换电控制系统，是换电站中的管理系统，通过所述服务器单元管理换电站内部各类装置，可以与企业运营网络连接，实现远程监控和无人值守效果；如图3所示，换电控制系统工作原理包括车辆就位，取出旧电池箱5和装载新电池箱5三个换电步骤，以及信息匹配、充电调度和环境适应三个管理协同。

所述车辆就位步骤，是指车辆驶过位置检测1且未到达位置检测2时停止前进，然后启动位置检测，识别出电池箱5所在停车区域4内的相对位置和角度电池箱5位置状态1。同时，当车辆驶入换电站时，身份识别装置120与车载通信模块建立通信进行车211辆信息识别，获取车辆基本信息，提示司机进行换电准备操作驻车和电池箱5解锁，并获取电池箱5是否解锁状态。当完成车辆识别、位置状态1识别和电池箱5解锁后，换电控制系统确定待放入电池箱5的电池箱支架220编号i和完成充电的电池箱支架220编号j，然后进入下一过程。

结合图2与图7所示，所述取出旧电池箱5步骤，是指换电控制系统根据换电站内空余的电池箱支架220所处位置如编号为i的电池箱支架220，控制换电装置210把电池箱5移动至指定电池箱支架220并连接充电的过程。进一步，所述换电装置210通过先把吊具从初始安全位置移动至位置状态1上方，下降并吊起电池箱5至安全高度吊具高度方向运动记为Z，然后同时运行大车213和小车214大车213运动记为X，小车214运动记为Y的方式把电池箱5从位置状态1调离车辆并到达位置状态2，在位置状态2通过所述大车213、小车214和调整机构（即吊具电机）同步开展位置和角度调整，调整机构（即吊具电机）旋转运动记为R，电池箱5调整完后达到位置状态3，位置状态3为电池箱5在换电区2的标准状态，然后通过大车213和调整机构（即吊具电机）继续同步运行至位置状态i4达到与电池箱支架220方向一致，再然后通过小车214移动电池箱5至空余电池支架正上方，并通过吊具完成下降过程到达位置状态i5，到达位置状态i5后，吊具会上升至安全高度等待转移至新电池箱5所在位置，所述安全高度为吊具与小车214相对固定，不发生摆动，且高于电池箱5在电池箱支架220的最高点不低于100mm位置。其中，旧电池箱5在下降过程会触发除尘装置320，实现所述电连接接头的一次清洗，位置状态5为旧电池的目标位置，最后所述电池箱支架220上的检测开关闭合，换电控制系统可以进行充电协同管理。

当电池箱5的位置状态1角度偏差a小于2度，可以不采用所述调整机构（即吊具电机）进行角度调整，当电池箱5的位置状态1在Y方向的相对距离偏b差小于100mm可以不用小车214进行调整。换电控制系统控制换电装置210直接从位置状态1移动至位置状态i4近似状态，以减少机械动作，节省换电时间。

所述装载新电池箱5步骤，是指换电控制系统根据电池箱5充电状态和更换频次，确定最优待换电池箱新电池箱5所在的电池箱支架220位置如编号为j的电池箱支架220，然后控制换电装置210把吊具从上一过程编号为i的电池箱支架220正上方通过大车213移动至编号为j的电池箱支架220正上方，然后放下吊具把编号为j的电池箱支架220上处于位置状态j5的新电池箱5移动至位置状态1，所述过程与取出旧电池箱5过程相反，新电池箱5装载至车辆后，吊具上升至初始安全位置等待下次换电操作，最后身份识别装置120与车载通信模块通信，告知车辆完成换电操作，及时锁止电池箱5。

所述电机运行过程发生的启动和停止均采用“S”型的速度和时间曲线以减少冲击。

如图4所示，所述信息匹配，是指在换电控制系统中设置数据库单元，用于存储车辆VIN码、费用数据和电池箱5参数等与换电相关的信息，用于换电站识别车辆和运营中心信息管理。

如图5所示，所述充电协同管理，是指换电控制系统根据企业运营管理策略，通过充电机对电池箱支架220上的各个电池箱5进行充电时间和功率调配的过程。进一步，针对充放电循环次数不足总次数30%，投入使用时间短，电池容量衰减不足5%等评价指标的前期电池箱5可以采用大功率充电，以降低充电时间；针对已经运行一段时间，充放电循环次数超过总次数30%，电池容量衰减在5%至10%等评价指标的中期电池箱5可以采用降低功率的充电策略，以提升电池安全性；针对充放电次数超过总次数50%，电池容量衰减超10%等评价指标较低的后期电池箱5，可以采用小功率及预留一定充电量的策略，以延长电池箱5使用寿命。所述电池箱5的评价指标可以由充电站运营中心参考电池箱5特性决定。

如图6所示，所述环境适应管理，是指通过环境管理装置310监测电池箱5附近的温度及烟雾浓度，采取分级降温和消防的方法提升换电站运行可靠性。具体的，当电池箱5附近温度偏高时，环境管理装置310进行一般程度降温处理，以降低周围环境温度，当电池箱5附近温度偏高且有烟雾浓度较低，存在起火可能时，环境管理装置310进行中等程度降温处理，进行冷却和起火预防处理，当电池箱5附近温度较高或有烟雾浓度较大时，环境管理装置310进行高程度降温处理，进行全面冷却和灭火处理。每一个电池箱5处环境管理装置310均可实现监测，以实现各电池箱5独立的分区分级控制。

实施例二：

本实施例提供一种换电站的工作方法，由设置于换电区的换电控制系统执行，所述方法包括：

通过检测装置引导车辆驶入停车区域内，并检测电池箱于停车区域内停放的位置与角度；

根据确定的位置与角度信息，控制换电装置移动至待换电池箱处对其进行拆卸；

拆卸完待换电池箱后，控制换电装置将待换电池箱移动至电池箱支架处对其进行安装，并控制充电装置对待换电池箱进行充电；

安装完待换电池箱后，控制换电装置移动至待装载电池箱所在位置，提取待装载电池箱；

提取完待装载电池箱后，控制换电装置将待装载电池箱移动至车辆处，并根据确定的位置与角度信息对电池箱进行装载。

下面结合一个优选实施例，对上述实施例中涉及到的内容进行说明。

如图2和图7所示，车辆驶过位置检测1且未到达位置检测2时停止前进，然后启动位置检测，识别出电池箱5所在停车区域4内的相对位置和角度电池箱5位置状态1。同时，当车辆驶入换电站时，身份识别装置120与车载通信模块建立通信进行车211辆信息识别，获取车辆基本信息，提示司机进行换电准备操作驻车和电池箱5解锁，并获取电池箱5是否解锁状态。当完成车辆识别、位置状态1识别和电池箱5解锁后，换电控制系统确定待放入电池箱5的电池箱支架220编号i和完成充电的电池箱支架220编号j，然后进入下一过程。

换电控制系统根据换电站内空余的电池箱支架220所处位置如编号为i的电池箱支架220，控制换电装置210把电池箱5移动至指定电池箱支架220并连接充电的过程。进一步，所述换电装置210通过先把吊具从初始安全位置移动至位置状态1上方，下降并吊起电池箱5至安全高度吊具高度方向运动记为Z，然后同时运行大车213和小车214大车213运动记为X，小车214运动记为Y的方式把电池箱5从位置状态1调离车辆并到达位置状态2，在位置状态2通过所述大车213、小车214和调整机构（即吊具电机）同步开展位置和角度调整调整机构（即吊具电机）旋转运动记为R，电池箱5调整完后达到位置状态3，位置状态3为电池箱5在换电区2的标准状态，然后通过大车213和调整机构（即吊具电机）继续同步运行至位置状态i4达到与电池箱支架220方向一致，再然后通过小车214移动电池箱5至空余电池支架正上方，并通过吊具完成下降过程到达位置状态i5，到达位置状态i5后，吊具会上升至安全高度等待转移至新电池箱5所在位置，所述安全高度为吊具与小车214相对固定，不发生摆动，且高于电池箱5在电池箱支架220的最高点不低于100mm位置。其中，旧电池箱5在下降过程会触发除尘装置320，实现所述电连接接头的一次清洗，位置状态5为旧电池的目标位置，最后所述电池箱支架220上的检测开关闭合，换电控制系统可以进行充电协同管理。

当电池箱5的位置状态1角度偏差a小于2度，可以不采用所述调整机构（即吊具电机）进行角度调整，当电池箱5的位置状态1在Y方向的相对距离偏b差小于100mm可以不用小车214进行调整。换电控制系统控制换电装置210直接从位置状态1移动至位置状态i4近似状态，以减少机械动作，节省换电时间。

换电控制系统根据电池箱5充电状态和更换频次，确定最优待换电池箱新电池箱5所在的电池箱支架220位置如编号为j的电池箱支架220，然后控制换电装置210把吊具从上一过程编号为i的电池箱支架220正上方通过大车213移动至编号为j的电池箱支架220正上方，然后放下吊具把编号为j的电池箱支架220上处于位置状态j5的新电池箱5移动至位置状态1，所述过程与取出旧电池箱5过程相反，新电池箱5装载至车辆后，吊具上升至初始安全位置等待下次换电操作，最后身份识别装置120与车载通信模块通信，告知车辆完成换电操作，及时锁止电池箱5。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种换电站，包括行车区（1）与换电区（2），其特征在于，所述行车区（1）包括：

检测装置（110），用于引导车辆停在停车区域（4），并检测车辆于停车区域（4）内停放时电池箱（5）的位置与角度；

所述换电区（2）包括：

换电装置（210），用于在换电位置与提取位置之间移动；

电池箱支架（220），所述电池箱支架（220）采用单排并行的方式布置在所述换电区（2），用于支撑与连接电池箱（5）；

换电控制系统，

用于控制换电装置（210）在所述换电位置根据电池箱（5）在停车区域（4）内的位置与角度为车辆拆卸待换电池箱或安装待装载电池箱；

还用于控制换电装置（210）在所述提取位置从电池箱支架（220）处提取待装载电池箱或安装待换电池箱。

2.根据权利要求1所述的一种换电站，其特征在于，所述换电区（2）还包括充电装置（230），所述充电装置（230）包括充电机；

所述充电机通过电缆与电池箱支架（220）连接，用于对电池箱支架（220）处的电池箱（5）进行充电。

3.根据权利要求1或2所述的一种换电站，其特征在于，所述行车区（1）还包括身份识别装置（120），所述身份识别装置（120）用于识别车辆信息和电池箱（5）在车辆上的锁止状态。

4.根据权利要求1所述的一种换电站，其特征在于，所述检测装置（110）包括位置检测单元（111）与角度检测单元（112）；

所述位置检测单元（111）用于引导车辆停在停车区域（4），并感应车辆于停车区域（4）内停放的位置；

所述角度检测单元（112）用于检测车辆于停车区域（4）内停放时电池箱（5）的位置与角度。

5.根据权利要求1所述的一种换电站，其特征在于，所述电池箱支架（220）包括导向结构与电连接接头；

所述导向机构设置于电池箱支架（220）上部，用于引导电池箱（5）与电池箱支架（220）连接；

所述电连接接头设置于电池箱支架（220）顶部，用于与电池箱（5）匹配。

6.根据权利要求1所述的一种换电站，其特征在于，所述换电装置（210）包括行车（211）、起重电机与吊具；

所述起重机构与行车（211）相连接，所述吊具与起重电机相连接；所述吊具通过吊具电机根据电池箱（5）的位置与角度进行角度调整和转动；所述换电装置（210）通过起重电机与吊具吊起或放下待装载/待换电池箱，通过行车（211）将待装载/待换电池箱移动至或带离充电/装载处。

7.根据权利要求1所述的一种换电站，其特征在于，还包括设置于换电区（2）远离行车区（1）一端的辅助设备区（3），所述辅助设备区（3）包括环境管理装置（310）与除尘装置（320）；

所述环境管理装置（310），用于对电池箱（5）附近温度与烟雾浓度的监测及对电池箱（5）的分级分区降温消防；

所述除尘装置（320），用于对电池箱支架（220）的除尘清理。

8.根据权利要求7所述的一种换电站，其特征在于，所述辅助设备区（3）还包括站控装置（330），所述站控装置（330）包括换电站配电箱、换电控制箱与服务器单元；

所述换电站配电箱用于给所述换电装置（210）、环境管理装置（310）、除尘装置（320）和站控装置（330）提供电力供应；

所述换电控制箱与所述检测装置（110）、换电装置（210）相连接；

所述服务器单元用于换电站设备的显示、监控、运行和数据上传、下发的管理。

9.一种换电站的工作方法，由设置于换电区的换电控制系统执行，其特征在于，所述方法包括：

通过检测装置引导车辆驶入停车区域内，并检测电池箱于停车区域内停放的位置与角度；

根据确定的位置与角度信息，控制换电装置移动至待换电池箱处对其进行拆卸；

拆卸完待换电池箱后，控制换电装置将待换电池箱移动至电池箱支架处对其进行安装，并控制充电装置对待换电池箱进行充电；

安装完待换电池箱后，控制换电装置移动至待装载电池箱所在位置，提取待装载电池箱；

提取完待装载电池箱后，控制换电装置将待装载电池箱移动至车辆处，并根据确定的位置与角度信息对电池箱进行装载。

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