CN115675139A

CN115675139A - 换电系统的移动电池仓及换电系统

Info

Publication number: CN115675139A
Application number: CN202110871135.5A
Authority: CN
Inventors: 来瑞俊; 丁习坤; 刘俊; 徐红刚; 丁艳领; 胡新举; 李松磊; 祝礼康; 李景云
Original assignee: Shanghai Enneagon Energy Technology Co ltd
Current assignee: Shanghai Enneagon Energy Technology Co ltd
Priority date: 2021-07-30
Filing date: 2021-07-30
Publication date: 2023-02-03
Also published as: WO2023005179A1

Abstract

换电系统的移动电池仓，包括车体（10）和数个功能单元（20）。功能单元设置于车体且包括电池座（21）和充电器（22）。电池座能够沿安装方向（A）插接并支撑电池箱（90）。充电器具有第一连接头（23）和第二连接头（24）。在电池箱与电池座插接的过程中，第一连接头接触电池箱的充电接口以实现电连接，第二连接头用于连接电源以给插接于电池座的电池箱充电。该移动电池仓利于降低对建站环境的要求。此外还提供了包括该移动电池仓的换电系统。

Description

换电系统的移动电池仓及换电系统

技术领域

本发明涉及电动卡车换电领域，尤其是一种移动电池仓。本发明还涉及包括该移动电池仓的换电系统。

背景技术

现有的换电站需在同一站点同时配备固定设置的充电机构、换电机构和用于存放电池箱的电池仓，对建站环境要求较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种换电系统的移动电池仓，其利于降低对建站环境的要求。

本发明的另一个目的是提供一种换电系统，其利于降低对建站环境的要求。

本发明提供了一种换电系统的移动电池仓，包括一个车体和数个功能单元。车体能够通过动作产生位移。数个功能单元设置于车体。各功能单元包括一个电池座和一个充电器。电池座能够沿一个安装方向与一个电池箱插接并能够沿安装方向支撑电池箱。充电器具有一个第一连接头和一个第二连接头，第一连接头和第二连接头电连接。第一连接头接触电池箱的充电接口以实现电连接。第二连接头用于连接电源以给插接于电池座的电池箱充电。

本发明提供的换电系统的移动电池仓，通过利用车体装载电池箱移动，使得充电机构和换电机构能够设置在不同的地理位置，利于降低对建站环境的要求。

在移动电池仓的再一种示意性实施方式中，移动电池仓还包括一个箱体。箱体30可拆装地连接车体且具有一个存储空间。箱体包括一个沿安装方向位于存储空间的一侧的底板。电池座和充电器设置于存储空间且固定连接底板。箱体具有一个沿安装方向与底板相对的装卸开口。

在移动电池仓的又一种示意性实施方式中，箱体还包括数个侧板。数个侧板沿安装方向设置于底板的一侧。数个侧板与底板围成存储空间。数个侧板沿安装方向远离底板的一端围成装卸开口。至少一个侧板设置为能够变形或移动以开放其所对应的存储空间的侧面。

在移动电池仓的还一种示意性实施方式中，箱体呈长方体状。侧板33的数量为四个。底板和侧板分别对应于长方体状的一个面。至少一个侧板设置为卷帘门结构，卷帘门结构的卷轴垂直于安装方向且位于侧板沿安装方向的靠近底板的一端。

本发明还提供了一种换电系统，包括一个充电机构、一个换电机构和一个上述的移动电池仓。车体能够通过动作在充电机构和换电机构之间移动。在车体移动至充电机构的情况下，充电机构能够连接第二连接头，以给插接于电池座的电池箱充电。在车体移动至换电机构的情况下，换电机构能够通过动作在移动电池仓和待换电设备间取放电池箱。

本发明提供的一种换电系统，通过利用车体装载电池箱移动，使得充电机构和换电机构能够设置在不同的地理位置，利于降低对建站环境的要求。

在换电系统的再一种示意性实施方式中，换电机构包括一个引导单元和一个换电机器人。换电机器人沿第一方向和第一方向的反方向可运动地设置于引导单元。换电机器人能够通过动作抓取和释放电池箱，并能够在一个第二方向和安装方向上移动电池箱。第一方向、第二方向和安装方向相互垂直。

在换电系统的又一种示意性实施方式中，换电机器人包括一个桁架、一个桁车和一个吊具。桁架具有一个横梁、两个支撑架和两组滚轮。横梁沿第二方向延伸。两个支撑架分别连接横梁的沿第二方向的两端且位于横梁沿安装方向的一侧。各支撑架的沿安装方向远离横梁的一端连接一组滚轮。引导单元包括两个沿第二方向排列的轨道。各组滚轮沿第一方向和第一方向的反方向可滚动地设置于一个轨道。桁车沿第二方向和第二方向的反方向可运动地连接横梁。吊具连接桁车。桁车能够驱动吊具沿安装方向及安装方向的反方向运动。吊具能够抓取和释放电池箱。

在换电系统的另一种示意性实施方式中，充电机构包括一个进线柜、一个高压配电柜、一个变压器、一个低压配电柜、数个充电配电柜、数个充电枪和一个监控装置。进线柜用于连接电源。高压配电柜与进线柜电连接。变压器高压端与高压配电柜电连接。低压配电柜与变压器的低压端电连接。各充电配电柜与低压配电柜电连接。充电枪通过电缆与充电配电柜电连接。各充电枪能够可插拔地连接一个第二连接头以给插接于电池座的电池箱充电。监控装置能够检测进线柜、高压配电柜、变压器和低压配电柜的运行状态。

在换电系统的另一种示意性实施方式中，充电机构还包括一个集装箱。集装箱具有一个容纳腔。进线柜、高压配电柜、变压器、低压配电柜和充电配电柜设置于容纳腔。

在换电系统的另一种示意性实施方式中，充电机构还包括数个通风装置。通风装置设置于集装箱并用于集装箱的内外两侧的气体交换。

附图说明

以下附图仅对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。

图1是用于说明移动电池仓的一种示意性实施方式的结构示意图。

图2是用于说明图1所示的移动电池仓的剖视结构示意图。

图3是用于说明换电机构的一种示意性实施方式的结构示意图。

图4是用于说明图3所示的换电机构的俯视结构示意图。

图5是用于说明充电机构的一种示意性实施方式的结构示意图。

标号说明

100 移动电池仓

10 车体

20 功能单元

21 电池座

22 充电器

23 第一连接头

24 第二连接头

30 箱体

31 存储空间

32 底板

33 侧板

34 装卸开口

200 充电机构

41 进线柜

42 高压配电柜

43 变压器

44 低压配电柜

45 充电配电柜

46 充电枪

47 监控装置

48 集装箱

481 容纳腔

49 通风装置

300 换电机构

50 引导单元

51 轨道

60 换电机器人

61 桁架

62 横梁

63 支撑架

64 滚轮

65 桁车

66 吊具

80 待换电设备

90 电池箱

91 充电接口

A 安装方向

D1 第一方向

D2 第二方向。

具体实施方式

为了对发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式，在各图中相同的标号表示结构相同或结构相似但功能相同的部件。

在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。

在本文中，“第一”、“第二”等并非表示其重要程度或顺序等，仅用于表示彼此的区别，以利文件的描述。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。

图1是用于说明移动电池仓的一种示意性实施方式的结构示意图，图2是用于说明图1所示的移动电池仓的剖视结构示意图。参照图1和图2，移动电池仓100包括一个车体10和数个功能单元20（由于图2中数个功能单元20沿垂直于图面的方向排列，因此仅可见其中一个功能单元20）。车体10能够通过动作产生位移，其例如为重卡。数个功能单元20设置于车体10。

参照图2，各功能单元20包括一个电池座21和一个充电器22。电池座21能够沿一个安装方向A与一个电池箱90插接并能够沿安装方向A支撑电池箱90。在本示意性实施方式中，电池座21例如还能够沿垂直于安装方向A的方向抵靠与其插接的电池箱90，以限制电池箱90与电池座21沿垂直于安装方向A的方向的相对移动，但不限于此。具体地，参照图2，在本示意性实施方式中，电池箱90沿安装方向A自上而下插入电池座21与电池座21实现插接固定。

在本示意性实施方式中，充电器22具有一个第一连接头23和一个第二连接头24。第一连接头23设置于电池座21居中位置，第二连接头24设置于电池座21的一侧，但不限于此，在其他示意性实施方式中，第一连接头23与第二连接头24也可设置于电池座21的其他位置。第一连接头23与第二连接头24例如通过电缆电连接。在电池箱90与电池座21插接的过程中，第一连接头23接触电池箱90的充电接口91以实现电连接。第二连接头24用于连接电源以给插接于电池座21的电池箱90充电。

在本示意性实施方式中，参照图1和图2，移动电池仓100还包括一个箱体30。箱体30可拆装地连接车体10且具有一个存储空间31。箱体30包括一个沿安装方向A位于存储空间31的一侧的底板32。其中，电池座21和充电器22设置于存储空间31且固定连接底板32。箱体30具有一个沿安装方向A与底板32相对的装卸开口34，以沿安装方向A对电池箱90进行吊装。通过设置箱体30可使得移动电池仓100的使用更加灵活，例如在必要时将箱体30从车体10上拆下。

箱体30还包括数个侧板33。数个侧板33沿安装方向A设置于底板32的一侧。数个侧板33与底板32围成存储空间31。数个侧板33沿安装方向A远离底板32的一端围成装卸开口34。至少一个侧板33设置为能够变形或移动以开放其所对应的存储空间31的侧面，借此便于降低电池箱90吊装所需的高度。

具体地，参照图1和图2。箱体30呈长方体状，侧板33的数量为四个，底板32和侧板33分别对应于长方体状的一个面。至少一个侧板33设置为卷帘门结构，卷帘门结构的卷轴垂直于安装方向A且位于侧板33沿安装方向A的靠近底板32的一端。在本示意性实施方式中，仅图2中的左侧的侧板33设置为卷帘门结构，图中用实线显示了其卷曲的状态，用虚线显示了其展开状态。但不限于此，侧板33也可以通过其他结构方式（例如通过转轴带动侧板33的开合）来实现对存储空间31的开放。

使用时，移动电池仓装载电池箱在充电机构和换电机构之间移动。在车体10移动至充电机构的情况下，充电机构能够连接第二连接头24，以给插接于电池座21的电池箱90充电。在车体10移动至换电机构的情况下，换电机构能够在移动电池仓和待换电设备间取放电池箱90。

本发明还提供了一个换电系统。换电系统包括一个充电机构200、一个换电机构300和一个图1所示的移动电池仓100。图3和图5分别显示了换电机构300和充电机构200的一种示意性实施方式的结构示意图。移动电池仓100装载电池箱90在充电机构200和换电机构300之间移动。参照图3和图5，在车体10移动至充电机构200的情况下，充电机构200能够连接第二连接头24，以给插接于电池座21的电池箱90充电。在车体10移动至换电机构300的情况下，换电机构300能够在移动电池仓和待换电设备间取放电池箱90。

图4是用于说明换电机构300的俯视结构示意图。参照图3和图4，换电机构300包括一个引导单元50和一个换电机器人60。换电机器人60沿第一方向D1和第一方向D1的反方向可运动地设置于引导单元50。换电机器人60能够通过动作抓取和释放电池箱90，并能够在一个第二方向D2和安装方向A上移动电池箱90。第一方向D1、第二方向D2和安装方向A相互垂直。

在示意性实施方式中，参照图3，换电机器人60包括一个桁架61、一个桁车65和一个吊具66。桁架61具有一个横梁62、两个支撑架63和两组滚轮64。横梁62沿第二方向D2延伸。两个支撑架63分别连接横梁62的沿第二方向D2的两端且位于横梁62沿安装方向A的一侧。各支撑架63的沿安装方向A远离横梁62的一端连接一组滚轮64。参照图4，引导单元50包括两个沿第二方向D2排列的轨道51。参照图3至图4，各组滚轮64沿第一方向D1和第一方向D1的反方向可滚动地设置于一个轨道51，借此通过换电机器人60抓取电池箱90实现电池箱90在第一方向D1上的移动。桁车65沿第二方向D2和第二方向D2的反方向可运动地连接横梁62。吊具66连接桁车65，桁车65能够驱动吊具66沿安装方向及安装方向A的反方向运动，吊具66能够抓取和释放电池箱90，借此实现电池箱90在安装方向A上的移动。

在示意性实施方式中，参照图5，充电机构200包括一个进线柜41、一个高压配电柜42、一个变压器43、一个低压配电柜44、数个充电配电柜45、数个充电枪46和监控装置47。具体地，进线柜41用于连接电源。高压配电柜42与进线柜41电连接。变压器43的高压端和低压端分别电连接高压配电柜42和低压配电柜44。低压配电柜44电连接各充电配电柜45。充电枪46通过电缆与充电配电柜45电连接，各充电枪46能够可插拔地连接一个第二连接头24以给插接于电池座21的电池箱90充电。监控装置47能够检测进线柜41、高压配电柜42、变压器43和低压配电柜44的运行状态，防止出现意外情况，保障充电机构200的稳定运行。

在示意性实施方式中，参照图5，充电机构200还包括一个集装箱48。集装箱48具有一个容纳腔481。其中，进线柜41、高压配电柜42、变压器43、低压配电柜44和充电配电柜45设置于容纳腔481，借此可以有效地防护且便于转场。

当该换电系统运行时，车体10载着箱体30行驶至换电机构300处合适的位置。此时换电机器人60运行，将待换电设备（例如为待换电车辆）的电池箱90吊装至箱体30内空余位置（车体10装载电池箱90时会留有至少一个空余位置，以便放置待换电车辆的电池箱90），并将满电状态的电池箱90换装至待换电车辆。当换电完成时，车体10离开换电机构300行驶至充电机构200处，对替换出的少电状态的电池箱90进行充电。以此循环工作。该换电系统通过利用车体装载电池箱移动，使得充电机构和换电机构能够设置在不同的地理位置，利于降低对建站环境的要求。

应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方案或变更，如特征的组合、分割或重复，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.换电系统的移动电池仓，其特征在于，包括：

一个车体（10），其能够通过动作产生位移；以及

数个功能单元（20），其设置于所述车体（10），各所述功能单元（20）包括：

一个电池座（21），其能够沿一个安装方向（A）与一个电池箱（90）插接并能够沿所述安装方向（A）支撑所述电池箱（90），和

一个充电器（22），其具有一个第一连接头（23）和一个第二连接头（24），所述第一连接头（23）和所述第二连接头（24）电连接，在所述电池箱（90）与所述电池座（21）插接的过程中，所述第一连接头（23）接触所述电池箱（90）的充电接口（91）以实现电连接，所述第二连接头（24）用于连接电源以给插接于所述电池座（21）的所述电池箱（90）充电。

2.如权利要求1所述的移动电池仓，其特征在于，所述移动电池仓还包括一个箱体（30），所述箱体（30）可拆装地连接所述车体（10）且具有一个存储空间（31），所述箱体（30）包括一个沿所述安装方向（A）位于所述存储空间（31）的一侧的底板（32），所述电池座（21）和所述充电器（22）设置于所述存储空间（31）且固定连接所述底板（32），所述箱体（30）具有一个沿所述安装方向（A）与所述底板（32）相对的装卸开口（34）。

3.如权利要求2所述的移动电池仓，其特征在于，所述箱体（30）还包括数个侧板（33），数个所述侧板（33）沿所述安装方向（A）设置于所述底板（32）的一侧，数个所述侧板（33）与所述底板（32）围成所述存储空间（31），数个所述侧板（33）沿所述安装方向（A）远离所述底板（32）的一端围成所述装卸开口（34），至少一个所述侧板（33）设置为能够变形或移动以开放其所对应的所述存储空间（31）的侧面。

4.如权利要求3所述的移动电池仓，其特征在于，所述箱体（30）呈长方体状，所述侧板（33）的数量为四个，所述底板（32）和所述侧板（33）分别对应于所述长方体状的一个面，至少一个所述侧板（33）设置为卷帘门结构，所述卷帘门结构的卷轴垂直于所述安装方向（A）且位于所述侧板（33）沿所述安装方向（A）的靠近所述底板（32）的一端。

5.换电系统，其特征在于，包括：

一个充电机构（200）；

一个换电机构（300）；以及

一个如权利要求1至4中任一项所述的移动电池仓，所述车体（10）能够通过动作在所述充电机构（200）和所述换电机构（300）之间移动；在所述车体（10）移动至所述充电机构（200）的情况下，所述充电机构（200）能够连接所述第二连接头（24），以给插接于所述电池座（21）的所述电池箱（90）充电；在所述车体（10）移动至所述换电机构（300）的情况下，所述换电机构（300）能够通过动作在所述移动电池仓和待换电设备间取放所述电池箱（90）。

6.如权利要求5所述的换电系统，其特征在于，所述换电机构（300）包括：

一个引导单元（50），和

一个换电机器人（60），其沿一个第一方向（D1）和所述第一方向（D1）的反方向可运动地设置于所述引导单元（50），所述换电机器人（60）能够通过动作抓取和释放所述电池箱（90），并能够在一个第二方向（D2）和所述安装方向（A）上移动所述电池箱（90），所述第一方向（D1）、所述第二方向（D2）和所述安装方向（A）相互垂直。

7.如权利要求6所述的换电系统，其特征在于，所述换电机器人（60）包括：

一个桁架（61），其具有一个横梁（62）、两个支撑架（63）和两组滚轮（64），所述横梁（62）沿所述第二方向（D2）延伸，两个所述支撑架（63）分别连接所述横梁（62）的沿所述第二方向（D2）的两端且位于所述横梁（62）沿所述安装方向（A）的一侧，各所述支撑架（63）的沿所述安装方向（A）远离所述横梁（62）的一端连接一组所述滚轮（64），所述引导单元（50）包括两个沿所述第二方向（D2）排列的轨道（51），各组所述滚轮（64）沿所述第一方向（D1）和所述第一方向（D1）的反方向可滚动地设置于一个所述轨道（51），

一个桁车（65），其沿所述第二方向（D2）和所述第二方向（D2）的反方向可运动地连接所述横梁（62），及

一个吊具（66），其连接所述桁车（65），所述桁车（65）能够驱动所述吊具（66）沿所述安装方向（A）及所述安装方向（A）的反方向运动，所述吊具（66）能够抓取和释放所述电池箱（90）。

8.如权利要求5所述的换电系统，其特征在于，所述充电机构（200）包括：

一个进线柜（41），其用于连接电源，

一个高压配电柜（42），其与所述进线柜（41）电连接，

一个变压器（43），其高压端与所述高压配电柜（42）电连接，

一个低压配电柜（44），其与所述变压器（43）的低压端电连接，

数个充电配电柜（45），各所述充电配电柜（45）与所述低压配电柜（44）电连接，

数个充电枪（46），所述充电枪（46）通过电缆与所述充电配电柜（45）电连接，各所述充电枪（46）能够可插拔地连接一个所述第二连接头（24）以给插接于所述电池座（21）的所述电池箱（90）充电，及

一个监控装置（47），其能够检测所述进线柜（41）、所述高压配电柜（42）、所述变压器（43）和所述低压配电柜（44）的运行状态。

9.如权利要求8所述的换电系统，其特征在于，所述充电机构（200）还包括一个集装箱（48），所述集装箱（48）具有一个容纳腔（481），所述进线柜（41）、所述高压配电柜（42）、所述变压器（43）、所述低压配电柜（44）和所述充电配电柜（45）设置于所述容纳腔（481）。

10.如权利要求9所述的换电系统，其特征在于，所述充电机构（200）还包括数个通风装置（49），其设置于所述集装箱（48）并用于所述集装箱（48）的内外两侧的气体交换。