CN115583224A - 一种电池出仓装置、换电站及电池出仓方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池出仓装置、换电站及电池出仓方法，属于换电站技术领域。电池出仓装置用于将电池由箱体内移至箱体外，箱体上设置箱门，电池出仓装置包括：倾斜轨道，具有沿延伸方向的第一端和第二端，倾斜轨道由第一端向第二端斜向下倾斜；箱门打开时，第一端位于箱体内，第二端位于箱体外；转移小车，用于承接电池，转移小车能够依靠自身重力在倾斜轨道上运动；锁止机构，设于倾斜轨道或箱体上，用于选择性锁止倾斜轨道上的转移小车。换电站包括上述的电池出仓装置。电池出仓方法适用于上述的电池出仓装置。本发明能够解决现有技术中需要人工介入转移热失控电池而导致的安全问题和成本高问题。

Description

一种电池出仓装置、换电站及电池出仓方法

技术领域

本发明涉及换电站技术领域，尤其涉及一种电池出仓装置、换电站及电池出仓方法。

背景技术

换电站是为电动汽车的动力电池提供更换的能源站，以解决现有的电动汽车充电速度慢的问题，节约用户时间。由于换电站内存储有大量的动力电池，因此一旦某个动力电池发生热失控，很容易发生蔓延，影响到临近的其它动力电池，甚至还会给整个换电站造成严重损失。因此热失控的处理对于换电站来说是重中之重。

换电站常用的热失控处理方式是隔离热失控的动力电池，整个过程需要人工介入将电池转移至出仓，以远离换电站，这个需要耗费人力不分昼夜值守无人换电站，人力成本高，而且人工转移过程中存在安全风险。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电池出仓装置、换电站及电池出仓方法，能够解决现有技术中需要人工介入转移热失控电池导致的安全问题和成本高问题。

为实现上述目的，提供以下技术方案：

一种电池出仓装置，用于将电池由箱体内移至所述箱体外，所述箱体上设置箱门，所述电池出仓装置包括：

倾斜轨道，具有沿延伸方向的第一端和第二端，所述倾斜轨道由所述第一端向所述第二端斜向下倾斜；所述箱门打开时，所述第一端位于所述箱体内，所述第二端位于所述箱体外；

转移小车，用于承接电池，所述转移小车能够依靠自身重力在所述倾斜轨道上运动；

锁止机构，设于所述倾斜轨道或所述箱体上，用于选择性锁止所述倾斜轨道上的所述转移小车。

在其中一个实施例中，所述倾斜轨道设置有一个。

在其中一个实施例中，所述倾斜轨道设置有两个，包括依次设置的：

第一倾斜轨道，位于所述箱门的内侧，所述第一倾斜轨道朝靠近所述箱门的方向斜向下倾斜；

第二倾斜轨道，位于所述箱门的外侧，所述第二倾斜轨道朝远离所述箱门的方向斜向下倾斜。

在其中一个实施例中，所述第一倾斜轨道的倾斜角度小于等于所述第二倾斜轨道的倾斜角度。

在其中一个实施例中，所述锁止机构包括：

升降驱动件，设于所述倾斜轨道上或所述箱体上；

升降件，设于所述升降驱动件的输出端；

插接件和插孔，二者中的其中一个设于所述升降件上，另一个设于所述转移小车上，所述插接件能够插设于所述插孔内。

在其中一个实施例中，所述第一倾斜轨道和所述第二倾斜轨道结构相同，均包括：

轨道支架，包括两个相对设置的第一支架以及设于两个所述第一支架之间的第二支架；

轨道本体，每个所述第一支架上均对应设置一个轨道本体；所述轨道本体上设置两个间隔设置的挡板，所述转移小车的车轮滚动设于所述轨道本体上，并限位于两个所述挡板之间。

在其中一个实施例中，所述锁止机构设于所述第二支架上；或

所述锁止机构设于所述箱体的位于两个所述第一支架之间的部分。

在其中一个实施例中，所述电池出仓装置还包括转接架，所述转接架坐落于所述转移小车上，所述转接架用于承载电池。

在其中一个实施例中，所述转移小车上设置若干第一止挡件，所述第一止挡件插设于所述转接架内，用于阻挡所述转接架相对于所述转移小车下滑。

在其中一个实施例中，所述倾斜轨道的所述第二端设置防撞缓冲件。

一种换电站，包括上述任一所述的电池出仓装置，所述换电站还包括箱体，所述箱体用于存储电池。

在其中一个实施例中，所述箱门的顶部与所述箱体铰接连接，且所述箱门能够由内至外向上打开。

一种电池出仓方法，适用于上述任一所述的电池出仓装置，所述电池出仓方法包括如下步骤：

检测是否有异常电池；

将异常电池转移至转移小车上；

锁止机构解除对转移小车的锁止，转移小车载着异常电池沿倾斜轨道向箱门移动；

箱门打开；

转移小车移出箱门，直至异常电池出仓完成。

在其中一个实施例中，转移小车由内而外撞开箱门，以使箱门打开。

在其中一个实施例中，转移小车到达箱门前，箱门自动打开。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

该电池出仓装置及方法利用转移小车承载电池，并设置倾斜轨道，倾斜轨道能够由箱体内向箱体外斜向下倾斜，进而转移小车可以依靠自身重力带着电池自动驶出箱体，发生热失控的电池可以被转移出换电站外进行有效隔离，不会损坏换电站，整个过程无需人工直接参与，减少了不必要的安全风险，也降低了相应的人力成本。

附图说明

图1为本发明实施例中电池出仓装置的结构示意图；

图2为本发明实施例中换电站的整体结构示意图；

图3为本发明实施例中电池出仓装置的部分结构示意图；

图4为本发明实施例中第一倾斜轨道的结构示意图；

图5为图4中A处的局部放大图；

图6为本发明实施例中第一倾斜轨道和转移小车的结构示意图。

附图标记：

100、箱体；101、箱门；

10、第一倾斜轨道；20、第二倾斜轨道；30、转移小车；40、锁止机构；50、转接架；

11、轨道支架；12、轨道本体；13、第二止挡件；21、防撞缓冲件；31、车体；32、车轮；33、第一止挡件；41、升降驱动件；42、升降件；43、插接件；44、插接柱；45、导向柱；46、滑块滑轨结构；

111、第一支架；112、第二支架；121、挡板。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。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，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本实施例在于提供一种电池出仓装置，用于将电池由换电站的箱体内移至箱体外，实现电池的自动出仓；换电站的箱体内存储电池，其箱体上也设置箱门。

具体地，参考图1-3，电池出仓装置包括倾斜轨道及转移小车30；倾斜轨道具有沿延伸方向(即第一方向，也即附图中X向)的第一端和第二端，倾斜轨道由第一端向第二端斜向下倾斜；箱门101打开时，第一端位于箱体100内，第二端位于箱体100外；转移小车30用于承接电池，转移小车30能够依靠自身重力在倾斜轨道上运动。进一步地，电池出仓装置还包括锁止机构40，锁止机构40设于倾斜轨道或箱体100上，用于选择性锁止倾斜轨道上的转移小车30。当不需要转移小车30进行电池转移时，转移小车3位于倾斜轨道的初始位置上待命，为了避免转移小车30在自身重力作用下沿着倾斜轨道发生位移，需要设置锁止机构40来锁止转移小车30，使其在初始位置保持不动；当转移小车30上承载有电池并且需要移出箱体100时，则可以解除对转移小车30的锁止，转移小车30便可以在自身重力作用下沿着倾斜轨道移出箱体100了。

具体实施时，上述电池出仓装置可以用于转移换电站中的异常电池；示例地，异常电池可以为发生热失控的电池。当利用上述电池出仓装置来转移热失控电池时，热失控电池被转移出换电站外进行有效隔离，不会损坏换电站，整个过程无需人工直接参与，减少了不必要的安全风险，也降低了相应的人力成本。

一实施例中，倾斜轨道设置有一个。具体实施时，该倾斜轨道可以始终置于箱门101处，并保持第一端和第二端分别位于箱门101内和箱门101外，且其放置不影响箱门101的打开与关闭，仍能保证箱门101起到相应的门体作用。当然，该倾斜轨道还可以是可移动式，只有在需要进行电池转移时，才令第一端和第二端分别位于箱门101内和箱门101外。

另一实施例中，参考图1，倾斜轨道设置有两个，包括依次设置的第一倾斜轨道10和第二倾斜轨道20；第一倾斜轨道10位于箱门101的内侧，第一倾斜轨道10朝靠近箱门101的方向斜向下倾斜；第二倾斜轨道20位于箱门101的外侧，第二倾斜轨道20朝远离箱门101的方向斜向下倾斜。即在箱门101的内外两侧各设置一个倾斜轨道，二者的倾斜方向是一致的。具体实施时，第一倾斜轨道10和第二倾斜轨道20分别固定于箱体100内及箱体100外的地面上。

当转移小车30完全位于箱体100内时，其坐落于第一倾斜轨道10上(如图3所示)；当转移小车30完全位于箱体100外时，其坐落于第二倾斜轨道20上；当转移小车30由箱体100内向箱体100外移动时，其由第一倾斜轨道10与第二倾斜轨道20的接合处运动至第二倾斜轨道20上(如图1所示)；具体实施时，可以合理控制第一倾斜轨道10与第二倾斜轨道20之间的间距，使得转移小车30能够顺利完成在第一倾斜轨道10和第二倾斜轨道20之间的转移，也就实现了电池的顺利出仓。

当设置两个倾斜轨道时，第一倾斜轨道10未与第二倾斜轨道20接合的一端即为整个倾斜轨道的第一端，第二倾斜轨道20未与第一倾斜轨道10接合的一端即为整个倾斜轨道的第二端。

进一步地，第一倾斜轨道10的倾斜角度小于等于第二倾斜轨道20的倾斜角度；这里所指的倾斜角度是指转移小车30在倾斜轨道上的行驶平面与地面之间的夹角。上述设置可以保证转移小车30顺利地由箱门101滑出。当第二倾斜轨道20的倾斜角度大于第一倾斜轨道10的角度时，转移小车30沿第二倾斜轨道20运动的速度较第一倾斜轨道10的更大了，转移小车30在第二倾斜轨道20上的运动更快，有助于异常电池的快速移出，提高转移效率。可选地，第一倾斜轨道10及第二倾斜轨道20的倾斜角的取值范围为1°-5°。

更进一步地，在第一倾斜轨道10与第二倾斜轨道20的接合处，第一倾斜轨道10的高度高于第二倾斜轨道20的高度，即第二倾斜轨道20的高度整体是低于第一倾斜轨道10。由于转移小车30是靠自身重力进行移动的，因此令第二倾斜轨道20低于第一倾斜轨道10才能充分保证转移小车30顺利出仓。

示例地，参考图4和图5，锁止机构40包括升降驱动件41和设于升降驱动件41的输出端的升降件42，升降驱动件41设于倾斜轨道上或箱体100上；锁止机构40还包括插接件43和插孔，二者中的其中一个设于升降件42上，另一个设于转移小车30上，插接件43能够插设于插孔内。具体地，当设置两个倾斜轨道时，升降驱动件41具体设于第一倾斜轨道10上。一种实施例中，插孔位于转移小车30上，具体进行锁止操作时，升降驱动件41驱动升降件42上升，此时位于升降件42上的插接件43插设于插孔内，转移小车30被锁止住；在另一实施例中，插孔设于升降件42上，插接件43设于转移小车30上，升降驱动件41驱动升降件42上升，插孔相对于插接件43向上移动，插接件43能够被动插设于插孔内，同样实现锁止。当升降驱动件41驱动升降件42下降时，解除锁止。可选地，升降件42为升降支架；插接件43及插孔均设置有两个，且一一对应。进一步地，参考图6，锁止机构40还包括插接柱44，插孔形成于插接柱44上，避免了在转移小车30或者升降支架上开孔影响其结构强度。锁止机构40还包括导向结构，用于实现升降件42沿竖直方向升降的导向。具体地，参考图5，导向结构包括导向柱45和设于导向柱45上的滑块滑轨结构46，滑块滑轨结构46的滑轨在导向柱45上沿竖直方向延伸，滑块滑轨结构46的滑块设于升降件42上，通过滑块沿滑轨的竖直滑动实现升降件42沿竖直方向的导向。可选地，升降驱动件41可为直线电机。

参考图3和图4，倾斜轨道包括轨道支架11和轨道本体12，轨道支架11包括两个沿第二方向(即附图中Y向)相对设置的第一支架111以及设于两个第一支架111之间的第二支架112；第一方向与第二方向相垂直；每个第一支架111上均对应设置一个轨道本体12。当锁止机构40位于倾斜轨道10上时，其具体设于第二支架112上。当锁止机构40位于箱体100上时，其具体设于箱体100的位于两个第一支架111之间的部分，以方便实施转移小车30的锁止。

具体地，参考图3，转移小车30包括车体31和设于车体31底部的车轮32，车轮32沿第一方向设置多组，每组车轮32均包括沿第二方向间隔设置的两个车轮32，每组的两个车轮32分别位于两个轨道本体12上；设置多组车轮32不仅能够确保转移小车30在轨道本体12上运动的稳定性，且当转移小车30在箱门101处进行由第一倾斜轨道10至第二倾斜轨道20的过渡，设置多组车轮32能够确保在过渡时的转移小车30的稳定性，既不会轻易由上一倾斜轨道脱离，还能稳定地转移至下一倾斜轨道。示例地，车体31可以为型材组装而成的架体结构。

进一步地，轨道本体12沿第二方向的两侧各设置一挡板121，转移小车30的车轮32滚动设于轨道本体12上，并限位于两个挡板121之间。挡板121的设置能够有效避免车轮32由轨道脱轨。

参考图1，电池出仓装置还包括转接架50，转接架50坐落于转移小车30上，转接架50用于承载电池。具体实施时，箱体100由集装箱组装而成，以具有较大的立体存储空间，可以设置多个储存位，转接架50可以作为电池储存的载体放置在相应的存储位上，当有异常电池需要移出时，可以采用堆垛机将承载有相应电池的转接架50取下，并放置在转移小车30上，即转移小车30仅在电池出仓时发挥承载作用。由于电池种类和形状尺寸各异，设置统一标准尺寸的转接架50可以规范电池的存放，方便堆垛机进行移载操作。

具体地，参考图3，转移小车30上设置若干第一止挡件33，第一止挡件33插设于转接架50内，用于阻挡转接架50相对于转移小车30下滑。待转接架50放置到转移小车30上后，由于转移小车30是倾斜设置的，因此转接架50很有可能在自身重力作用下相对于转移小车30下滑，产生相对运动，因此设置第一止挡件33对转接架50进行下滑的止挡，避免转接架50与转移小车30之间发生相对移动。具体实施时，转接架50为型材组装成的架体结构，因此其底部会有很多空隙；第一止挡件33为凸设于车体31顶部的若干柱体，柱体由转接架50底部的空隙插入，并通过与转接架50的架体结构相抵实现止挡。具体地，第一止挡件33沿第一方向设置多组，每组第一止挡件33均包括两个沿第二方向相对设置的两个第一止挡件33，保证对转接架50的充分止挡。

进一步地，参考图3，倾斜轨道的第一端设置第二止挡件13；第二止挡件13用于阻挡转移小车30由倾斜轨道的第一端脱离，或者进行转移小车30在初始位置的定位。更进一步地，倾斜轨道的第二端设置防撞缓冲件21；在转移小车30由倾斜轨道载着电池驶出箱门101后，继续沿远离箱门101的方向运动，直至撞到位于倾斜轨道第二端的防撞缓冲件21，转移小车30停止运动，防撞缓冲件21能够缓冲转移小车30的撞击，实现平稳停车。在另一实施例中，防撞缓冲件21还可以设于倾斜轨道第二端处的地面上，所起到的效果相同。具体地，倾斜轨道的第二端与箱门101之间的距离大于等于1.5m，以确保电池能够被完全带出箱体100。

参考图2，本实施例还提供一种换电站，包括上述的电池出仓装置，还包括箱体100，箱体100用于存储电池。箱体100上设置箱门101。

在一实施例中，箱门101为卷帘门，在另一实施例中，箱门101还可以为对开门，在一些其它的实施中，箱门101还可以为由外向内打开的铰接门，铰接位置可以是箱门101的顶部，也可以是箱门101的侧部；且无论哪种门体结构，均可以通过控制器自动控制门体的开合。本实施例中，箱门101的顶部与箱体100铰接连接，以使箱门101能够由内至外向上打开，进而借助于转移小车30沿倾斜轨道下滑时的冲击力，箱门101可以由内而外被顶起，待转移小车30和其上的电池完全移出箱体100后，箱门101又可以在自身重力作用下回位呈关闭状态，无需采用控制器控制箱体100的启闭。

本实施例还提供一种适用于上述电池出仓装置的电池出仓方法，具体地，电池出仓方法包括如下步骤：

检测是否有异常电池；

将异常电池转移至转移小车30上；

锁止机构40解除对转移小车30的锁止，转移小车30载着异常电池沿倾斜轨道向箱门101移动；

箱门101打开；

转移小车30移出箱门101，直至异常电池出仓完成。

上述电池出仓方法利用倾斜轨道的倾斜设置，实现了转移小车30的自动出仓，无需人工操作转移，避免了可能存在的安全问题，同时也降低了人力成本。

一实施例中，转移小车30由内而外撞开箱门101，以使箱门101打开。另一实施例中，转移小车30到达箱门101前，箱门101自动打开。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (15)

1.一种电池出仓装置，用于将电池由箱体(100)内移至所述箱体(100)外，所述箱体(100)上设置箱门(101)，其特征在于，所述电池出仓装置包括：

倾斜轨道，具有沿延伸方向的第一端和第二端，所述倾斜轨道由所述第一端向所述第二端斜向下倾斜；所述箱门(101)打开时，所述第一端位于所述箱体(100)内，所述第二端位于所述箱体(100)外；

转移小车(30)，用于承接电池，所述转移小车(30)能够依靠自身重力在所述倾斜轨道上运动；

锁止机构(40)，设于所述倾斜轨道或所述箱体(100)上，用于选择性锁止所述倾斜轨道上的所述转移小车(30)。

2.根据权利要求1所述的电池出仓装置，其特征在于，所述倾斜轨道设置有一个。

3.根据权利要求1所述的电池出仓装置，其特征在于，所述倾斜轨道设置有两个，包括依次设置的：

第一倾斜轨道(10)，位于所述箱门(101)的内侧，所述第一倾斜轨道(10)朝靠近所述箱门(101)的方向斜向下倾斜；

第二倾斜轨道(20)，位于所述箱门(101)的外侧，所述第二倾斜轨道(20)朝远离所述箱门(101)的方向斜向下倾斜。

4.根据权利要求3所述的电池出仓装置，其特征在于，所述第一倾斜轨道(10)的倾斜角度小于等于所述第二倾斜轨道(20)的倾斜角度。

5.根据权利要求1所述的电池出仓装置，其特征在于，所述锁止机构(40)包括：

升降驱动件(41)，设于所述倾斜轨道上或所述箱体(100)上；

升降件(42)，设于所述升降驱动件(41)的输出端；

插接件(43)和插孔，二者中的其中一个设于所述升降件(42)上，另一个设于所述转移小车(30)上，所述插接件(43)能够插设于所述插孔内。

6.根据权利要求1所述的电池出仓装置，其特征在于，所述倾斜轨道包括：

轨道支架(11)，包括两个相对设置的第一支架(111)以及设于两个所述第一支架(111)之间的第二支架(112)；

轨道本体(12)，每个所述第一支架(111)上均对应设置一个轨道本体(12)；所述轨道本体(12)上设置两个间隔设置的挡板(121)，所述转移小车(30)的车轮(32)滚动设于所述轨道本体(12)上，并限位于两个所述挡板(121)之间。

7.根据权利要求6所述的电池出仓装置，其特征在于，所述锁止机构(40)设于所述第二支架(112)上；或

所述锁止机构(40)设于所述箱体(100)的位于两个所述第一支架(111)之间的部分。

8.根据权利要求1所述的电池出仓装置，其特征在于，所述电池出仓装置还包括转接架(50)，所述转接架(50)坐落于所述转移小车(30)上，所述转接架(50)用于承载电池。

9.根据权利要求8所述的电池出仓装置，其特征在于，所述转移小车(30)上设置若干第一止挡件(33)，所述第一止挡件(33)插设于所述转接架(50)内，用于阻挡所述转接架(50)相对于所述转移小车(30)下滑。

10.根据权利要求1所述的电池出仓装置，其特征在于，所述倾斜轨道的所述第二端设置防撞缓冲件(21)。

11.一种换电站，其特征在于，包括权利要求1-10任一项所述的电池出仓装置，所述换电站还包括箱体(100)，所述箱体(100)用于存储电池。

12.根据权利要求11所述的换电站，其特征在于，所述箱门(101)的顶部与所述箱体(100)铰接连接，且所述箱门(101)能够由内至外向上打开。

13.一种电池出仓方法，其特征在于，适用于权利要求1-10任一项所述的电池出仓装置，所述电池出仓方法包括如下步骤：

检测是否有异常电池；

将异常电池转移至转移小车(30)上；

锁止机构(40)解除对转移小车(30)的锁止，转移小车(30)载着异常电池沿倾斜轨道向箱门(101)移动；

箱门(101)打开；

转移小车(30)移出箱门(101)，直至异常电池出仓完成。

14.根据权利要求13所述的电池出仓方法，其特征在于，转移小车(30)由内而外撞开箱门(101)，以使箱门(101)打开。

15.根据权利要求13所述的电池出仓方法，其特征在于，转移小车(30)到达箱门(101)前，箱门(101)自动打开。

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