CN115027853B - 具有双层输送机构的换电系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有双层输送机构的换电系统及方法，所述换电系统包括载车平台、换电设备、双层输送机构、升降输送机构、电池仓，载车平台用于承载换电车辆，载车平台下方设有换电工位，换电设备设于换电工位内；双层输送机构包括上层输送机构和下层输送机构，分别从第一电池仓和/或第二电池仓延伸至换电工位；升降输送机构位于换电工位内并可与上层输送机构和下层输送机构分别衔接。本申请在电池包的传输方向上设有双层输送机构和升降输送机构，通过双层输送机构能够在电池仓和换电工位之间传输电池包，根据工况需求通过升降输送机构为换电设备拆卸后的亏电电池包或待安装的满电电池包提供运输通道，能够高效连续的实现换电车辆的换电操作。

Description

具有双层输送机构的换电系统及方法
技术领域
本发明属于换电领域，特别涉及一种具有双层输送机构的换电系统及方法。
背景技术
现有电动车辆的电池包安装方式一般分为固定式和可换式，其中固定式的电池包一般固定在汽车上，充电时直接以汽车作为充电对象。而可换式的电池包一般采用活动安装的方式，电池包可以随时取下并放入电池仓内以进行更换或充电，在更换或充电完毕后，再安装到车体上。
对于可换式的电池包安装方式，电池包的传输装置通常包括轨道和换电小车，轨道在电动车辆的换电工位和电池仓之间设置，换电小车在轨道上可移动，通过换电小车在轨道上的往复移动，实现电池包在换电工位和电池仓之间的转运。换电小车一方面能够取出电动车辆上的亏电电池包并将其运输至电池仓进行充电，另一方面将电池仓中的满电电池包运输至换电工位并安装在电动车辆上。
因此，对于现有的电池包传输装置，需要同时设置轨道和换电小车，换电小车作为电池包传输装置的核心部件，成本较高且控制较为复杂，其使用增加了整个换电站的建造成本。另外，由于换电位置和位于其一侧的电池仓之间只设置一个换电小车，因此对于只具有一个电池仓的换电站而言，换电小车取出换电车辆上的亏电电池和取出电池仓中满电电池的操作无法同时进行，从而导致换电站的换电效率较低。若是为了提升换电效率，那么势必需要增设一套换电系统(换电小车、电池仓和码垛机)，从而可以实现同时进行亏电电池和满电电池的转运工作以提升换电效率。但是，这种方案由于多一套换电系统而进一步增加了换电站的建造成本。
此外，换电小车的正常运行对轨道和运行线路的要求较高，需要经常对轨道和运行路线进行维护，避免轨道或者换电小车行走路线内出现不平整或者障碍物等的问题，从而提高了换电站的维护成本以及影响换电站安全性。
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电池包输送系统设置有换电小车导致建站成本和维护成本高，以及换电站安全性不足的缺陷，提供一种具有双层输送机构的换电系统及方法。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
一种具有双层输送机构的换电系统，所述换电系统包括载车平台、换电设备、双层输送机构、升降输送机构、电池仓，所述载车平台用于承载换电车辆，所述载车平台下方设有换电工位，所述换电设备设于所述换电工位内以对换电车辆进行换电；
所述双层输送机构包括上层输送机构和下层输送机构，分别从第一电池仓和/或第二电池仓延伸至换电工位；
所述升降输送机构位于所述换电工位内并可与所述上层输送机构和所述下层输送机构分别衔接。
在本方案中，在换电工位和第一电池仓、换电工位和第二电池仓或换电工位和第一、第二电池仓之间设有双层输送机构，通过双层输送机构能够在各电池仓和换电工位之间传输电池包，无需设置换电小车和轨道，也无需增设一套换电系统(换电小车、电池仓和码垛机)即可实现亏电电池和满电电池的同时输送而提高换电效率，大大降低了成本。同时，也无需在电池仓至换电工位之间的路线进行经常性的维护，从而降低了换电站的维护成本。另外双层输送机构结构简单，占用空间小，且离地设置，大大避免了与其他设备的干涉，提高了换电站的安全性。
较佳地，所述上层输送机构和所述下层输送机构上分别设有预备工位；
所述预备工位用于存放从所述第一电池仓和/或所述第二电池仓获取的满电电池。
在本方案中，通过设置的预备工位存放满电电池，使得满电电池提前进入待装载的状态，缩短换电时间，提高换电效率。而且，在换电过程中，亏电电池尚未离开换电工位时，满电电池在预备工位等待，也可避免与亏电电池在输送过程中干涉。
较佳地，所述换电系统还包括第一传感器；
所述第一传感器设于所述预备工位处；
所述第一传感器用于在检测到所述满电电池到达所述预备工位后，发送信号以控制所述满电电池所在的所述上层输送机构或所述下层输送机构停止输送。
在本方案中，预备工位的对应位置处布置有第一传感器，第一传感器用于检测所述满电电池是否到达所述预备工位，在到达后控制输送机构停止输送，使得满电电池处于准备状态，等待后续被转移至换电工位以安装至换电车辆。
较佳地，所述换电系统还包括第二传感器和第一挡停机构；
所述第二传感器设于所述预备工位处，所述第一挡停机构设于所述预备工位上靠近换电工位的一侧；
所述第二传感器用于在检测到所述满电电池进入所述预备工位后，发送信号以控制所述第一挡停机构运动以挡停位于所述上层输送机构或所述下层输送机构上的所述满电电池。
在本方案中，预备工位的对应位置处布置有第二传感器，预备工位的对应位置处布置有第一挡停机构，第二传感器用于检测所述满电电池是否到达所述预备工位，到达后控制第一挡停机构运动，以能够在与电池包传输方向的垂直方向上，限制电池包的移动，从而使得电池包能够停靠于预备工位上，便于后续转移至换电工位对电池包进行安装。
较佳地，所述升降输送机构与所述上层输送结构或所述下层输送结构之间的间距不超过1/2个电池宽度。
在本方案中，升降输送机构与输送结构之间的间距不超过1/2个电池宽度以避免电池包在升降输送机构与输送结构之间传送时从间隙中滑落。
较佳地，所述换电系统还包括第二挡停机构，所述第二挡停机构设于所述升降输送机构远离所述上层输送机构或所述下层输送机构的一侧，
所述第二挡停机构用于挡停到位所述升降输送机构上的满电电池；
和/或，所述换电系统还包括到位传感器，所述到位传感器设于所述升降输送机构远离所述上层输送机构或所述下层输送机构的一侧，
所述到位传感器用于在所述升降输送机构上检测到满电电池后控制所述升降输送机构关闭水平输送功能。
在本方案中，升降输送机构的对应位置处布置有第二挡停机构或到位传感器，当满电电池输送到升降输送机构时，通过第二挡停机构挡停满电电池以限制满电电池在升降输送机构上，或者，通过到位传感器检测到满电电池到位升降输送机构后，关闭升降输送机构水平输送功能以使满电电池停在升降输送机构上，确保满电电池在升降输送机构上平稳停放进而便于后续换电设备对电池包进行安装。或者，也可以在第二挡停机构挡停满电电池的同时关闭升降输送机构的水平输送功能，从而进一步保证满电电池在升降输送机构上等待安装时的平稳性。
较佳地，所述换电设备用于将从所述载车平台上的待换电车辆上拆卸下的亏电电池落到所述升降输送机构上，以使所述上层输送机构或所述下层输送机构将所述亏电电池输送至所述第一电池仓或所述第二电池仓；
所述升降输送机构用于将从所述第一电池仓或所述第二电池仓转移的满电电池置于所述换电设备上，以使所述换电设备将所述满电电池安装至所述待换电车辆上。
在本方案中，换电设备与升降输送机构之间衔接，高效的完成亏电电池的拆卸运输和满电电池的运输装载。
较佳地，所述换电设备可升降或所述载车平台可升降。
在本方案中，为了更灵活的实现换电车辆的电池换电，可以通过可升降的换电设备或可升降的载车平台实现电池仓、双层输送机构、升降输送机构、换电设备以及载车平台之间的动态衔接。
较佳地，所述双层输送机构和/或升降输送机构为滚动线、皮带线和倍速链中的至少一种。
在本方案中，双层输送机构和/或升降输送机构可以具体为滚动线、皮带线或倍速链或其他可能的传送机构，以便于电池包的动态连续的传输。
一种具有双层输送机构的换电方法，所述换电方法包括：
获取换电指令并确定用于存放亏电电池的第一电池仓和用于获取满电电池的第二电池仓；
从所述第二电池仓内获取满电电池；
将所述满电电池通过上层输送机构或下层输送机构往换电工位处输送；
控制换电设备拆卸亏电电池并放置在升降输送机构上；
将所述亏电电池转移至与所述第一电池仓对应的所述上层输送机构或所述下层输送机构；
将所述满电电池转移至所述升降输送机构上；
控制所述换电设备安装所述满电电池；
将所述亏电电池转移至所述第一电池仓。
在本方案中，在换电工位和第一电池仓、换电工位和第二电池仓或换电工位和第一、第二电池仓之间设有双层输送机构，通过双层输送机构能够在各电池仓和换电工位之间传输电池包，无需设置换电小车和轨道，减少了电控部件，也无需增设一套换电系统即可实现亏电电池和满电电池的同时输送，从而简化了换电过程中的控制程序、提高了换电效率以及换电站的安全性。
较佳地，所述换电方法还包括：
根据所述第一电池仓和所述第二电池仓的位置，控制所述上层输送机构和所述下层输送机构的输送方向。
在本方案中，为了确保整个换电流程的可行性和连续性，可以根据电池仓的位置和电池仓内存放的电池类型来设定输送机构的传输方向。
较佳地，所述根据所述第一电池仓和所述第二电池仓的位置，控制所述上层输送机构和所述下层输送机构的输送方向的步骤具体包括：
当所述第一电池仓和所述第二电池仓位于同侧时，控制所述上层输送机构和所述下层输送机构的输送方向相反。
在本方案中，当第一电池仓和第二电池仓位于同侧时，控制所述上层输送机构和所述下层输送机构的输送方向相反，比如，当对应亏电电池的第一电池仓和对应满电电池的第二电池仓均位于换电工位的左侧时，对应第一电池仓的上层输送机构的输送方向为向左，对应第二电池仓的下层输送机构输送方向为向右，以便可以分别输送满电电池和亏电电池，以提高换电效率。
较佳地，所述根据所述第一电池仓和所述第二电池仓的位置，控制所述上层输送机构和所述下层输送机构的输送方向的步骤具体包括：
当所述第一电池仓和所述第二电池仓位于不同侧时，控制所述上层输送机构和所述下层输送机构的输送方向相同。
在本方案中，当第一电池仓和第二电池仓位于不同侧时，控制所述上层输送机构和所述下层输送机构的输送方向相同，比如，对应亏电电池的第一电池仓位于换电工位的左侧且对应满电电池的第二电池仓位于换电工位的右侧时，对应亏电电池的上层输送机构和对应满电电池的下层输送机构的输送方向均为向左，以便可以分别输送满电电池和亏电电池，以提高换电效率。
较佳地，所述上层输送机构或所述下层输送机构上靠近所述换电工位的一侧设有预备工位，在拆卸所述亏电电池的过程中或拆卸所述亏电电池之后，所述换电方法还包括：
控制所述满电电池置于所述预备工位上。
在本方案中，为了缩短换电时间提高换电效率，在对换电车辆进行亏电电池拆卸中或者拆卸完毕后，确保满电电池已到达预备工位，使得满电电池提前进入待装载的状态。
较佳地，所述预备工位处设有第一传感器，所述控制所述满电电池置于所述预备工位上具体包括：
所述第一传感器检测到所述满电电池，发送信号以控制所述满电电池所在的上层输送机构或下层输送机构停止输送，以控制所述满电电池置于所述预备工位上。
在本方案中，预备工位的对应位置处布置有第一传感器，第一传感器用于检测所述满电电池是否到达所述预备工位，在亏电电池尚未被拆卸下或已拆卸未被转移至双层输送机构时，满电电池在到达预备工位后控制满电电池所在的上层或下层输送机构停止输送，使得满电电池处于准备状态，等待亏电电池移走后满电电池可以及时转移至换电工位以安装至换电车辆。
较佳地，所述预备工位上靠近换电工位的一侧设有第一挡停机构，所述控制所述满电电池置于所述预备工位上具体包括：
所述满电电池进入预备工位后控制第一挡停机构运动以挡停位于所述上层输送机构或所述下层输送机构上的所述满电电池，以控制所述满电电池置于所述预备工位上。
在本方案中，预备工位的对应位置处布置有第一挡停机构，通过第一挡停机构能够在与电池包传输方向的垂直方向上，限制电池包的移动，从而使得电池包能够停靠于预备工位上，等待亏电电池移走后满电电池可以及时转移至换电工位对电池包进行安装。
较佳地，所述预备工位处设有第二传感器，所述满电电池进入预备工位后控制第一挡停机构运动以挡停位于所述上层输送机构或所述下层输送机构上的所述满电电池的步骤具体包括：
所述第二传感器检测到所述满电电池，发送信号以控制所述第一挡停机构运动以挡停位于所述上层输送机构或所述下层输送机构的所述满电电池。
在本方案中，预备工位的对应位置处布置有第二传感器，第二传感器用于检测所述满电电池是否到达所述预备工位，到达后控制第一挡停机构运动，以能够在与电池包传输方向的垂直方向上，限制电池包的移动，从而使得电池包能够停靠于预备工位上，便于后续转移至换电工位对电池包进行安装。
较佳地，所述将所述亏电电池转移至与所述第一电池仓对应的所述上层输送机构或所述下层输送机构的步骤具体包括：
控制所述升降输送机构升降至与待转移所述亏电电池的所述上层输送机构或所述下层输送机构位于同一工作面；
启动所述升降输送机构的水平输送功能，将所述亏电电池从所述升降输送机构转移至所述上层输送机构或所述下层输送机构上。
在本方案中，升降输送机构具备水平输送功能，当升降输送机构到达转移亏电电池的输送机构面时，通过水平输送功能将亏电电池输送至对应上层输送机构或下层输送机构，进而输送至第一电池仓进行后续的充电。
较佳地，所述换电设备用于对载车平台上承载的换电车辆进行换电，所述换电设备可升降，所述控制换电设备拆卸亏电电池并放置在升降输送机构上的步骤具体包括：
控制所述换电设备上升至第一拆装电池高度，以从载车平台上的待换电车辆上拆卸下所述亏电电池，
控制所述换电设备下降至第一转移电池高度，以使所述换电设备上的亏电电池落在所述升降输送机构上；
控制所述换电设备下降至初始位置。
在本方案中，为了更灵活的实现换电车辆的电池换电，可以通过可升降的换电设备实现载车平台、换电设备、升降输送机构、双层输送机构以及第一电池仓之间的亏电电池拆卸和运输，进而在第一电池仓中完成后续的充电。
较佳地，所述换电设备用于对载车平台上承载的换电车辆进行换电，所述载车平台可升降，所述控制换电设备拆卸亏电电池并放置在升降输送机构上的步骤具体包括：
控制所述升降输送机构下降至所述换电设备下方；
控制所述载车平台下降至第二拆装电池高度，以使所述换电设备从所述载车平台上的待换电车辆上拆卸下所述亏电电池；
控制所述载车平台上升至初始位置；
控制所述升降输送机构上升至第二转移电池高度，以使所述换电设备上的亏电电池落在所述升降输送机构上。
在本方案中，为了更灵活的实现换电车辆的电池换电，可以通过可升降的载车平台实现载车平台、换电设备、升降输送机构、双层输送机构以及第一电池仓之间的亏电电池拆卸和运输，进而在第一电池仓中完成后续的充电。
较佳地，所述将所述满电电池转移至所述升降输送机构上的步骤具体包括：
所述升降输送机构升降至与所述满电电池所在的所述上层输送机构或所述下层输送机构位于同一工作面；
启动所述满电电池所在的所述上层输送机构或所述下层输送机构，或控制第一挡停机构移开以避让所述满电电池，使得所述满电电池从所述上层输送机构或所述下层输送机构转移至所述升降输送机构。
在本方案中，通过启动述满电电池所在的上层或所述下层输送机构，或控制第一挡停机构移开以方便快捷的将满电电池转移至升降输送机构，便于后续换电设备将满电电池装载至换电车辆。
较佳地，所述升降输送机构远离上层输送机构或下层输送机构的一侧设有第二挡停机构或到位传感器，所述将所述满电电池转移至所述升降输送机构上的步骤还包括：
所述满电电池在所述升降输送机构上到位后被所述第二挡停机构挡停和/或被所述到位传感器检测到后控制所述升降输送机构关闭水平输送功能。
在本方案中，通过设置第二挡停机构和/或到位传感器控制升降输送机构关闭水平输送功能确保满电电池停留在升降输送机构上以及保证停留的平稳性，以便后续与换电设备对位并由换电设备将满电电池装载至换电车辆。
较佳地，所述换电设备可升降，所述控制所述换电设备安装所述满电电池的步骤具体包括：
控制所述换电设备上升至第一转移电池高度，以将所述升降输送机构上的满电电池置于所述换电设备上；
控制所述换电设备上升至第一拆装电池高度，以将所述满电电池安装至载车平台上的待换电车辆上。
在本方案中，为了更灵活的实现换电车辆的电池换电，可以通过可升降的换电设备实现第二电池仓、双层输送机构、升降输送机构、换电设备以及载车平台之间的满电电池运输和装载。
较佳地，所述换电设备用于对载车平台上承载的换电车辆进行换电，所述载车平台可升降，所述控制所述换电设备安装所述满电电池的步骤具体包括：
控制所述升降输送机构下降至第二转移电池高度，以使所述升降输送机构上的满电电池置于所述换电设备上；
控制所述升降输送机构下降至所述换电设备下方；
控制所述载车平台下降至第二拆装电池高度，以使所述换电设备将所述满电电池安装至载车平台上的待换电车辆上。
在本方案中，为了更灵活的实现换电车辆的电池换电，可以通过可升降的载车平台实现第二电池仓、双层输送机构、升降输送机构、换电设备以及载车平台之间的满电电池运输和装载。
较佳地，所述上层输送机构和/或所述下层输送机构和/或所述升降输送机构为滚动线、皮带线和倍速链中的至少一种。
在本方案中，双层输送机构和/或升降输送机构可以具体为滚动线、皮带线或倍速链或其他可能的传送机构，以便于电池包的动态连续的传输。
本发明的积极进步效果在于：本申请在电池包的传输方向上设有双层输送机构，通过双层输送机构能够在电池仓和换电工位之间传输电池包，无需设置换电小车和轨道，减少了电控部件，也无需增设一套换电系统即可实现亏电电池和满电电池的同时输送，从而简化了换电过程中的控制程序、提高了换电效率以及换电站的安全性。
附图说明
图1为本发明实施例1的具有双层输送机构的换电系统的结构示意图。
图2为本发明实施例1的可单侧设置电池仓的具有双层输送机构的换电系统的结构示意图。
图3为本发明实施例1的设有挡停机构的具有双层输送机构的换电系统的部分结构示意图。
图4为本发明实施例1的可双侧设置电池仓的具有双层输送机构的换电系统的部分结构示意图。
图5为本发明实施例2的具有双层输送机构的换电方法的流程图。
图6为本发明实施例2的具有双层输送机构的换电方法中步骤50的流程图。
图7为本发明实施例2的具有双层输送机构的换电方法中步骤40的一种实现方式的流程图。
图8为本发明实施例2的具有双层输送机构的换电方法中步骤70的一种实现方式的流程图。
图9为本发明实施例2的具有双层输送机构的换电方法中步骤40的另一种实现方式的流程图。
图10为本发明实施例2的具有双层输送机构的换电方法中步骤70的另一种实现方式的流程图。
图11为本发明实施例2的具有双层输送机构的换电方法中步骤60的流程图。
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
一种具有双层输送机构的换电系统，如图1-4所示，换电系统包括载车平台1、换电设备2、双层输送机构3、升降输送机构4、电池仓5，载车平台1用于承载换电车辆，载车平台1下方设有换电工位，换电设备2设于换电工位内以对换电车辆进行换电；
双层输送机构3包括上层输送机构31和下层输送机构32，分别从第一电池仓和/或第二电池仓延伸至换电工位；
升降输送机构4位于换电工位内并可与上层输送机构31和下层输送机构32分别衔接。
其中，在换电工位和第一电池仓、换电工位和第二电池仓或换电工位和第一、第二电池仓之间设有双层输送机构3，通过双层输送机构3能够在电池仓5和换电工位之间传输电池包，无需设置换电小车和轨道，也无需增设一套换电系统(换电小车、电池仓和码垛机)即可实现亏电电池和满电电池的同时输送而提高换电效率，大大降低了成本。同时，也无需在电池仓至换电工位之间的路线进行经常性的维护，从而降低了换电站的维护成本。另外双层输送机构结构简单，占用空间小，且离地设置，大大避免了与其他设备的干涉，提高了换电站的安全性。
作为一种较佳地实施方式，上层输送机构31和下层输送机构32上分别设有预备工位；
预备工位用于存放从第一电池仓和/或第二电池仓获取的满电电池。
其中，通过设置的预备工位存放满电电池，使得满电电池提前进入待装载的状态，缩短换电时间，提高换电效率。而且，在换电过程中，亏电电池尚未离开换电工位时，满电电池在预备工位等待，也可避免与亏电电池在输送过程中干涉。
作为一种较佳地实施方式，换电系统还包括第一传感器；
第一传感器设于预备工位处；
第一传感器用于在检测到满电电池到达预备工位后，发送信号以控制满电电池所在的上层输送机构31或下层输送机构32停止输送。
其中，预备工位的对应位置处布置有第一传感器，第一传感器用于检测满电电池是否到达预备工位，在到达后控制输送机构停止输送，使得满电电池处于准备状态，等待后续被转移至换电工位以安装至换电车辆。
作为一种较佳地实施方式，参见图3，换电系统还包括第二传感器和第一挡停机构6；
第二传感器设于预备工位处，第一挡停机构6设于预备工位上靠近换电工位的一侧；
第二传感器用于在检测到满电电池进入预备工位后，发送信号以控制第一挡停机构6运动以挡停位于上层输送机构31或下层输送机构32上的满电电池。
其中，预备工位的对应位置处布置有第二传感器，换电工位的对应位置处布置有第一挡停机构6，第二传感器用于检测满电电池是否到达预备工位，到达后控制第一挡停机构6运动，以能够在与电池包传输方向的垂直方向上，限制电池包的移动，从而使得电池包能够停靠于预备工位上，便于后续转移至换电工位对电池包进行安装。
作为一种较佳地实施方式，升降输送机构4与上层输送结构或下层输送结构之间的间距不超过1/2个电池宽度。
其中，升降输送机构4与双层输送结构之间的间距不超过1/2个电池宽度以避免电池包在升降输送机构4与输送结构之间传送时从间隙中滑落。
作为一种较佳地实施方式，参见图3，换电系统还包括第二挡停机构7和到位传感器中的至少一个；
第二挡停机构7或到位传感器设于升降输送机构4远离上层输送机构31或下层输送机构32的一侧；
第二挡停机构7用于挡停到位升降输送机构4上的满电电池，而到位传感器用于在升降输送机构4上检测到满电电池后控制升降输送机构4关闭水平输送功能。
其中，升降输送机构4的对应位置处布置有第二挡停机构7或到位传感器，当满电电池输送到升降输送机构4时，通过第二挡停机构7挡停满电电池以限制满电电池在升降输送机构4上，或者，通过到位传感器检测到满电电池到位升降输送机构4后，关闭升降输送机构4水平输送功能以使满电电池停在升降输送机构4上，确保满电电池在升降输送机构4上平稳停放进而便于后续换电设备2对电池包进行安装。或者，也可以在第二挡停机构7挡停满电电池的同时关闭升降输送机构4的水平输送功能，从而进一步保证满电电池在升降输送机构4上等待安装时的平稳性。
需要说明的是，参见图3，当具有双层输送机构的换电系统为单侧设置电池仓时，根据满电电池的传输方向，第二挡停机构7设于远离上层输送机构31或下层输送机构32的那一侧(图示中层输送机构和下层输送机构位于换电工位的左侧，则第二挡停机构设于升降输送机构的右侧)，参见图4，当具有双层输送机构的换电系统为双侧设置电池仓时，升降输送机构的左右两侧均设有第二挡停机构，实际应用中，若满电电池的传输方向为自左向右传输时，控制升降输送机构的右侧的第二挡停机构挡停满电电池，若满电电池的传输方向为自右向左传输时，控制升降输送机构的左侧的第二挡停机构挡停满电电池。
作为一种较佳地实施方式，换电设备2用于将从载车平台1上的待换电车辆上拆卸下的亏电电池落到升降输送机构4上，以使上层输送机构31或下层输送机构32将亏电电池输送至第一电池仓或第二电池仓；
升降输送机构4用于将从第一电池仓或第二电池仓转移的满电电池置于换电设备2上，以使换电设备2将满电电池安装至待换电车辆上。
其中，换电设备2与升降输送机构4之间衔接，高效的完成亏电电池的拆卸运输和满电电池的运输装载。
作为一种较佳地实施方式，换电设备2可升降或载车平台1可升降。
其中，为了更灵活的实现换电车辆的电池换电，可以通过可升降的换电设备2或可升降的载车平台1实现电池仓5、双层输送机构3、升降输送机构4、换电设备2以及载车平台1之间的动态衔接。
作为一种较佳地实施方式，双层输送机构3和升降输送机构4包括滚动线、皮带线或倍速链中的至少一种，本实施例中，图1-3中的输送机构是以滚动的形式实现，还可以通过皮带、倍速链等输送线实现。
其中，双层输送机构和升降输送机构可以具体为滚动线、皮带线或倍速链或其他可能的传送机构，以便于电池包的动态连续的传输。
本实施例中，在换电工位和第一电池仓、换电工位和第二电池仓或换电工位和第一、第二电池仓之间设有双层输送机构，通过双层输送机构能够在各电池仓和换电工位之间传输电池包，无需设置换电小车和轨道，减少了电控部件，也无需增设一套换电系统即可实现亏电电池和满电电池的同时输送而提高换电效率，大大降低了成本。同时，也无需在电池仓至换电工位之间的路线进行经常性的维护，从而降低了换电站的维护成本。另外双层输送机构结构简单，占用空间小，且离地设置，大大避免了与其他设备的干涉，提高了换电站的安全性。
实施例2
一种具有双层输送机构的换电方法，如图5所示，所述换电方法包括：
步骤10、获取换电指令并确定用于存放第一电池仓和用于获取满电电池的第二电池仓；
步骤20、从第二电池仓内获取满电电池；
步骤30、将满电电池通过上层输送机构或下层输送机构往换电工位处输送；
步骤40、控制换电设备拆卸亏电电池并放置在升降输送机构上；
步骤50、将亏电电池转移至与第一电池仓对应的上层输送机构或下层输送机构；
步骤60、将满电电池转移至升降输送机构上；
步骤70、控制换电设备安装满电电池；
步骤80、将亏电电池转移至第一电池仓。
其中，在换电工位和第一电池仓、换电工位和第二电池仓或换电工位和第一、第二电池仓之间设有双层输送机构，通过双层输送机构能够在各电池仓和换电工位之间传输电池包，无需设置换电小车和轨道，减少了电控部件，也无需增设一套换电系统即可实现亏电电池和满电电池的同时输送，从而简化了换电过程中的控制程序、提高了换电效率以及换电站的安全性。
作为一种较佳地实施方式，步骤10之后，换电方法还包括：
步骤11、根据第一电池仓和第二电池仓的位置，控制上层输送机构和下层输送机构的输送方向。
当第一电池仓和第二电池仓位于同侧时，控制上层输送机构和下层输送机构的输送方向相反。
而，当第一电池仓和第二电池仓位于不同侧时，控制上层输送机构和下层输送机构的输送方向相同。
为了确保整个换电流程的可行性和连续性，可以根据电池仓的位置和电池仓内存放的电池类型来设定输送机构的传输方向。
当第一电池仓和第二电池仓位于同侧时，控制上层输送机构和下层输送机构的输送方向相反，比如，当对应亏电电池的第一电池仓和对应满电电池的第二电池仓均位于换电工位的左侧时，对应第一电池仓的上层输送机构的输送方向为向左输送亏电电池，对应第二电池仓的下层输送机构输送方向为向右输送满电电池，使得满电电池和亏电电池在输送过程中互不干涉，以提高换电效率。在一个实施例中，第一电池仓和第二电池仓也可以是同一个电池仓。基于此，换电车辆到达载车平台后，由换电设备对亏电电池进行拆卸，与此同时，由下层输送机构从第二电池仓自左向右输送满电电池至靠近换电工位一侧的预备工位；换电设备从换电车辆上拆卸亏电电池后将亏电电池落在升降传输机构上，由升降传输机构降至与上层输送机构同一平面上，启动升降输送机构的水平输送功能，将亏电电池从升降输送机构转移至上层输送机构，并由上层输送机构自右向左将亏电电池输送至第一电池仓，同时，升降传输机构下降至与下层输送机构同一平面上，再将预备工位上等待的满电电池转移至升降传输机构上，满电电池进入换电工位后与换电设备对接，并由换电设备将满电电池装载在换电车辆上。
当第一电池仓和第二电池仓位于不同侧时，控制上层输送机构和下层输送机构的输送方向相同，比如，对应亏电电池的第一电池仓位于换电工位的左侧且对应满电电池的第二电池仓位于换电工位的右侧时，对应亏电电池的上层输送机构和对应满电电池的下层输送机构的输送方向均为向左，以便可以分别输送满电电池和亏电电池，以提高换电效率。基于此，换电车辆到达载车平台后，由换电设备对亏电电池进行拆卸，与此同时，由下层输送机构从第二电池仓自右向左输送满电电池至靠近换电工位一侧的预备工位，换电设备从换电车辆上拆卸亏电电池后将亏电电池落在升降传输机构上，由升降传输机构降至与上层输送机构同一平面上，启动升降输送机构的水平输送功能，将亏电电池从升降输送机构转移至上层输送机构，并由上层输送机构自右向左将亏电电池输送至第一电池仓，同时，升降传输机构下降至与下层输送机构同一平面上，再将预备工位上等待的满电电池转移至升降传输机构上，满电电池进入换电工位后与换电设备对接，并由换电设备将满电电池装载在换电车辆上。
需要说明的是，当两侧均设有电池仓时，两侧电池仓可以分别用于放置满电电池和亏电电池，也可以单侧同时放置满电电池和亏电电池。获取换电指令后，首先确定用于存放亏电电池和用于获取满电电池的电池仓，进而设定上层输送机构和下层输送机构的传输方向。
作为一种较佳地实施方式，所述上层输送机构或所述下层输送机构上靠近所述换电工位的一侧设有预备工位，在拆卸亏电电池的过程中或拆卸亏电电池之后，所述换电方法还包括：
控制所述满电电池置于所述预备工位上
为了缩短换电时间提高换电效率，在对换电车辆进行亏电电池拆卸中或者拆卸完毕后，确保满电电池已到达预备工位，使得满电电池提前进入待装载的状态。
作为一种较佳地实施方式，预备工位处设有第一传感器，提供步骤30的一种具体实现方式，具体包括：
第一传感器检测到满电电池，发送信号以控制满电电池所在的上层输送机构或下层输送机构停止输送，以控制所述满电电池置于所述预备工位上。
其中，预备工位的对应位置处布置有第一传感器，第一传感器用于检测满电电池是否到达预备工位，在亏电电池尚未被拆卸下或已拆卸未被转移至双层输送机构时，满电电池在到达预备工位后控制满电电池所在的上层或下层输送机构停止输送，使得满电电池处于准备状态，等待亏电电池移走后满电电池可以及时转移至换电工位以安装至换电车辆。
在另一个实施例中，可以在预备工位上靠近换电工位的一侧设有第一挡停机构，提供步骤30的另一种具体实现方式，包括：
满电电池进入预备工位后控制第一挡停机构运动以挡停位于上层输送机构或下层输送机构上的满电电池，以控制满电电池置于预备工位上。
其中，预备工位的对应位置处布置有第一挡停机构，通过第一挡停机构能够在与电池包传输方向的垂直方向上，限制电池包的移动，从而使得电池包能够停靠于预备工位上，等待亏电电池移走后满电电池可以及时转移至换电工位对电池包进行安装。
作为一种较佳地实施方式，预备工位处设有第二传感器，步骤30还可以包括：
第二传感器检测到满电电池，发送信号以控制第一挡停机构运动以挡停位于上层输送机构或下层输送机构的满电电池。
其中，预备工位的对应位置处布置有第二传感器，第二传感器用于检测满电电池是否到达预备工位，到达后控制第一挡停机构运动，以能够在与电池包传输方向的垂直方向上，限制电池包的移动，从而使得电池包能够停靠于预备工位上，便于后续转移至换电工位对电池包进行安装。
作为一种较佳地实施方式，如图6所示，步骤50具体包括：
步骤501、控制升降输送机构升降至与待转移亏电电池的上层输送机构或下层输送机构位于同一工作面；
步骤502、启动升降输送机构的水平输送功能，将亏电电池从升降输送机构转移至上层输送机构或下层输送机构上。
其中，升降输送机构具备水平输送功能，当升降输送机构到达转移亏电电池的输送机构面时，通过水平输送功能将亏电电池输送至对应的上层输送机构或下层输送机构，进而输送至第一电池仓进行后续的充电。
作为一种较佳地实施方式，换电设备用于对载车平台上承载的换电车辆进行换电，换电设备可升降，如图7所示，步骤40具体包括：
步骤4011、控制换电设备上升至第一拆装电池高度，以从载车平台上的待换电车辆上拆卸下亏电电池，
步骤4012、控制换电设备下降至第一转移电池高度，以使换电设备上的亏电电池落在升降输送机构上；
步骤4013、控制换电设备下降至初始位置。
进一步的，如图8所示，步骤70具体包括：
步骤7011、控制换电设备上升至第一转移电池高度，以将升降输送机构上的满电电池置于换电设备上；
步骤7012、控制换电设备上升至第一拆装电池高度，以将满电电池安装至载车平台上的待换电车辆上。
其中，为了更灵活的实现换电车辆的电池换电，可以通过可升降的换电设备实现载车平台、换电设备、升降输送机构、双层输送机构以及第一电池仓之间的亏电电池拆卸和运输，进而在第一电池仓中完成后续的充电，还可以通过可升降的换电设备实现第二电池仓、双层输送机构、升降输送机构、换电设备以及载车平台之间的满电电池运输和装载。
作为一种较佳地实施方式，换电设备用于对载车平台上承载的换电车辆进行换电，载车平台可升降，如图9所示，提供步骤40的另一种实现方式，具体包括：
步骤4021、控制升降输送机构下降至换电设备下方；
步骤4022、控制载车平台下降至第二拆装电池高度，以使换电设备从载车平台上的待换电车辆上拆卸下亏电电池；
步骤4023、控制载车平台上升至初始位置；
步骤4024、控制升降输送机构上升至第二转移电池高度，以使换电设备上的亏电电池落在升降输送机构上。
进一步，如图10所示，提供步骤70的另一种实现方式，具体包括：
步骤7021、控制升降输送机构下降至第二转移电池高度，以使升降输送机构上的满电电池置于换电设备上；
步骤7022、控制升降输送机构下降至换电设备下方；
步骤7023、控制载车平台下降至第二拆装电池高度，以使换电设备将满电电池安装至载车平台上的待换电车辆上。
其中，为了更灵活的实现换电车辆的电池换电，可以通过可升降的载车平台实现载车平台、换电设备、升降输送机构、双层输送机构以及第一电池仓之间的亏电电池拆卸和运输，进而在第一电池仓中完成后续的充电，还可以通过可升降的载车平台实现第二电池仓、双层输送机构、升降输送机构、换电设备以及载车平台之间的满电电池运输和装载。
需要说明的是，在实际应用中，为了确保换电设备与升降输送机构的不干涉，在换电设备可升降或载车平台可升降的场景下，对换电车辆进行电池拆卸后或者要取满电电池进行安装前，要确保升降输送机构在换电设备的下方。
作为一种较佳地实施方式，如图11所示，步骤60具体包括：
步骤601、升降输送机构升降至与满电电池所在的上层输送机构或下层输送机构位于同一工作面；
步骤602、启动满电电池所在的上层输送机构或下层输送机构或控制第一挡停机构移开以避让满电电池，使得满电电池从上层输送机构或下层输送机构转移至升降输送机构。
其中，通过启动述满电电池所在的上层或所述下层输送机构，或控制第一挡停机构移开以方便快捷的将满电电池转移至升降输送机构，便于后续换电设备将满电电池装载至换电车辆。
作为一种较佳地实施方式，升降输送机构远离上层输送机构或下层输送机构的一侧设有第二挡停机构和到位传感器中的至少一个，参见图11，步骤60还包括：
步骤603、满电电池在升降输送机构上到位后被第二挡停机构挡停或被到位传感器检测到后控制升降输送机构关闭水平输送功能，也可以在第二挡停机构挡停满电电池的同时关闭升降输送机构的水平输送功能。
采用上述方法可以确保满电电池停留在升降输送机构上以及保证停留的平稳性，以便后续与换电设备对位并由换电设备将满电电池装载至换电车辆。
作为一种较佳地实施方式，上层输送机构、下层输送机构和升降输送机构包括滚动线、皮带线或倍速链中的至少一种。
其中，双层输送机构和升降输送机构可以具体为滚动线、皮带线或倍速链或其他可能的传送机构，以便于电池包的动态连续的传输。
本实施例中，在换电工位和第一电池仓、换电工位和第二电池仓或换电工位和第一、第二电池仓之间设有双层输送机构，通过双层输送机构能够在各电池仓和换电工位之间传输电池包，无需设置换电小车和轨道，减少了电控部件，也无需增设一套换电系统即可实现亏电电池和满电电池的同时输送，从而简化了换电过程中的控制程序、提高了换电效率以及换电站的安全性。
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 (25)

1.一种具有双层输送机构的换电系统，其特征在于，所述换电系统包括载车平台、换电设备、双层输送机构、升降输送机构、电池仓，所述载车平台用于承载换电车辆，所述载车平台下方设有换电工位，所述换电设备设于所述换电工位内以对换电车辆进行换电；
所述双层输送机构包括上层输送机构和下层输送机构，分别从第一电池仓和/或第二电池仓延伸至换电工位；
所述升降输送机构位于所述换电工位内并可与所述上层输送机构和所述下层输送机构分别衔接。
2.如权利要求1所述的具有双层输送机构的换电系统，其特征在于，所述上层输送机构和所述下层输送机构上分别设有预备工位；
所述预备工位用于存放从所述第一电池仓和/或所述第二电池仓获取的满电电池。
3.如权利要求2所述的具有双层输送机构的换电系统，其特征在于，所述换电系统还包括第一传感器；
所述第一传感器设于所述预备工位处；
所述第一传感器用于在检测到所述满电电池到达所述预备工位后，发送信号以控制所述满电电池所在的所述上层输送机构或所述下层输送机构停止输送。
4.如权利要求2所述的具有双层输送机构的换电系统，其特征在于，所述换电系统还包括第二传感器和第一挡停机构；
所述第二传感器设于所述预备工位处，所述第一挡停机构设于所述预备工位上靠近换电工位的一侧；
所述第二传感器用于在检测到所述满电电池进入所述预备工位后，发送信号以控制所述第一挡停机构运动以挡停位于所述上层输送机构或所述下层输送机构上的所述满电电池。
5.如权利要求1所述的具有双层输送机构的换电系统，其特征在于，所述升降输送机构与所述上层输送机构或所述下层输送机构之间的间距不超过1/2个电池宽度。
6.如权利要求1所述的具有双层输送机构的换电系统，其特征在于，所述换电系统还包括第二挡停机构，所述第二挡停机构设于所述升降输送机构远离所述上层输送机构或所述下层输送机构的一侧，
所述第二挡停机构用于挡停到位所述升降输送机构上的满电电池；
和/或，所述换电系统还包括到位传感器，所述到位传感器设于所述升降输送机构远离所述上层输送机构或所述下层输送机构的一侧，
所述到位传感器用于在所述升降输送机构上检测到满电电池后控制所述升降输送机构关闭水平输送功能。
7.如权利要求1所述的具有双层输送机构的换电系统，其特征在于，所述换电设备用于将从所述载车平台上的待换电车辆上拆卸下的亏电电池落到所述升降输送机构上，以使所述上层输送机构或所述下层输送机构将所述亏电电池输送至所述第一电池仓或所述第二电池仓；
所述升降输送机构用于将从所述第一电池仓或所述第二电池仓转移的满电电池置于所述换电设备上，以使所述换电设备将所述满电电池安装至所述待换电车辆上。
8.如权利要求7所述的具有双层输送机构的换电系统，其特征在于，所述换电设备可升降或所述载车平台可升降。
9.如权利要求1所述的具有双层输送机构的换电系统，其特征在于，所述双层输送机构和/或升降输送机构为滚动线、皮带线和倍速链中的至少一种。
10.一种具有双层输送机构的换电方法，其特征在于，所述换电方法包括：
获取换电指令并确定用于存放亏电电池的第一电池仓和用于获取满电电池的第二电池仓；
从所述第二电池仓内获取满电电池；
将所述满电电池通过上层输送机构或下层输送机构往换电工位处输送；
控制换电设备拆卸亏电电池并放置在升降输送机构上；
将所述亏电电池转移至与所述第一电池仓对应的所述上层输送机构或所述下层输送机构；
将所述满电电池转移至所述升降输送机构上；
控制所述换电设备安装所述满电电池；
将所述亏电电池转移至所述第一电池仓。
11.如权利要求10所述的具有双层输送机构的换电方法，其特征在于，所述换电方法还包括：
根据所述第一电池仓和所述第二电池仓的位置，控制所述上层输送机构和所述下层输送机构的输送方向。
12.如权利要求11所述的具有双层输送机构的换电方法，其特征在于，所述根据所述第一电池仓和所述第二电池仓的位置，控制所述上层输送机构和所述下层输送机构的输送方向的步骤具体包括：
当所述第一电池仓和所述第二电池仓位于同侧时，控制所述上层输送机构和所述下层输送机构的输送方向相反。
13.如权利要求11所述的具有双层输送机构的换电方法，其特征在于，所述根据所述第一电池仓和所述第二电池仓的位置，控制所述上层输送机构和所述下层输送机构的输送方向的步骤具体包括：
当所述第一电池仓和所述第二电池仓位于不同侧时，控制所述上层输送机构和所述下层输送机构的输送方向相同。
14.如权利要求10所述的具有双层输送机构的换电方法，其特征在于，所述上层输送机构或所述下层输送机构上靠近所述换电工位的一侧设有预备工位，在拆卸所述亏电电池的过程中或拆卸所述亏电电池之后，所述换电方法还包括：
控制所述满电电池置于所述预备工位上。
15.如权利要求14所述的具有双层输送机构的换电方法，其特征在于，所述预备工位处设有第一传感器，所述控制所述满电电池置于所述预备工位上具体包括：
所述第一传感器检测到所述满电电池，发送信号以控制所述满电电池所在的上层输送机构或下层输送机构停止输送，以控制所述满电电池置于所述预备工位上。
16.如权利要求14所述的具有双层输送机构的换电方法，其特征在于，所述预备工位上靠近换电工位的一侧设有第一挡停机构，所述控制所述满电电池置于所述预备工位上具体包括：
所述满电电池进入预备工位后控制第一挡停机构运动以挡停位于所述上层输送机构或所述下层输送机构上的所述满电电池，以控制所述满电电池置于所述预备工位上。
17.如权利要求16所述的具有双层输送机构的换电方法，其特征在于，所述预备工位处设有第二传感器，所述满电电池进入预备工位后控制第一挡停机构运动以挡停位于所述上层输送机构或所述下层输送机构上的所述满电电池的步骤具体包括：
所述第二传感器检测到所述满电电池，发送信号以控制所述第一挡停机构运动以挡停位于所述上层输送机构或所述下层输送机构的所述满电电池。
18.如权利要求10所述的具有双层输送机构的换电方法，其特征在于，所述将所述亏电电池转移至与所述第一电池仓对应的所述上层输送机构或所述下层输送机构的步骤具体包括：
控制所述升降输送机构升降至与待转移所述亏电电池的所述上层输送机构或所述下层输送机构位于同一工作面；
启动所述升降输送机构的水平输送功能，将所述亏电电池从所述升降输送机构转移至所述上层输送机构或所述下层输送机构上。
19.如权利要求10所述的具有双层输送机构的换电方法，其特征在于，所述换电设备用于对载车平台上承载的换电车辆进行换电，所述换电设备可升降，所述控制换电设备拆卸亏电电池并放置在升降输送机构上的步骤具体包括：
控制所述换电设备上升至第一拆装电池高度，以从所述载车平台上的待换电车辆上拆卸下所述亏电电池，
控制所述换电设备下降至第一转移电池高度，以使所述换电设备上的亏电电池落在所述升降输送机构上；
控制所述换电设备下降至初始位置。
20.如权利要求10所述的具有双层输送机构的换电方法，其特征在于，所述换电设备用于对载车平台上承载的换电车辆进行换电，所述载车平台可升降，所述控制换电设备拆卸亏电电池并放置在升降输送机构上的步骤具体包括：
控制所述升降输送机构下降至所述换电设备下方；
控制所述载车平台下降至第二拆装电池高度，以使所述换电设备从所述载车平台上的待换电车辆上拆卸下所述亏电电池；
控制所述载车平台上升至初始位置；
控制所述升降输送机构上升至第二转移电池高度，以使所述换电设备上的亏电电池落在所述升降输送机构上。
21.如权利要求10所述的具有双层输送机构的换电方法，其特征在于，所述将所述满电电池转移至所述升降输送机构上的步骤具体包括：
所述升降输送机构升降至与所述满电电池所在的所述上层输送机构或所述下层输送机构位于同一工作面；
启动所述满电电池所在的所述上层输送机构或所述下层输送机构，或控制第一挡停机构移开以避让所述满电电池，使得所述满电电池从所述上层输送机构或所述下层输送机构转移至所述升降输送机构。
22.如权利要求10所述的具有双层输送机构的换电方法，其特征在于，所述升降输送机构远离上层输送机构或下层输送机构的一侧设有第二挡停机构和/或到位传感器，所述将所述满电电池转移至所述升降输送机构上的步骤还包括：
所述满电电池在所述升降输送机构上到位后被所述第二挡停机构挡停和/或被所述到位传感器检测到后控制所述升降输送机构关闭水平输送功能。
23.如权利要求10所述的具有双层输送机构的换电方法，其特征在于，所述换电设备可升降，所述控制所述换电设备安装所述满电电池的步骤具体包括：
控制所述换电设备上升至第一转移电池高度，以将所述升降输送机构上的满电电池置于所述换电设备上；
控制所述换电设备上升至第一拆装电池高度，以将所述满电电池安装至载车平台上的待换电车辆上。
24.如权利要求10所述的具有双层输送机构的换电方法，其特征在于，所述换电设备用于对载车平台上承载的换电车辆进行换电，所述载车平台可升降，所述控制所述换电设备安装所述满电电池的步骤具体包括：
控制所述升降输送机构下降至第二转移电池高度，以使所述升降输送机构上的满电电池置于所述换电设备上；
控制所述升降输送机构下降至所述换电设备下方；
控制所述载车平台下降至第二拆装电池高度，以使所述换电设备将所述满电电池安装至载车平台上的待换电车辆上。
25.如权利要求10所述的具有双层输送机构的换电方法，其特征在于，所述上层输送机构和/或所述下层输送机构和/或所述升降输送机构为滚动线、皮带线和倍速链中的至少一种。
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