CN116215463A - 多搬运器快速换电系统和方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种多搬运器快速换电系统和方法。多搬运器快速换电系统包括包括停车区、第一搬运器和第二搬运器。停车区用于沿第一方向停靠车辆；第一搬运器用于沿垂直于所述第一方向的第二方向移动以接收从所述车辆移出的电池包；第二搬运器用于沿所述第二方向移动，将负载的所述电池包移入所述车辆。上述的多搬运器快速换电系统和方法通过在换电过程中利用第一搬运器从车辆移出电池包，利用第二搬运器将负载的电池包移入车辆，通过第一搬运器和第二搬运器实现对车辆换电的协作配合，从而能够有效地提高为车辆的换电效率，缩短换电时间。

Description

多搬运器快速换电系统和方法

技术领域

本公开涉及换电设备领域，尤其是一种多搬运器快速换电方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

现有的换电设备需要先从车辆将乏电的电池包取下，然后移动至电池架将搬运的电池包移动至电池架，然后从电池架将满电的电池包取下，在移动至车辆处为车辆更换电池包，导致换电时间过长。

发明内容

鉴于以上内容，有必要提供一种多搬运器快速换电系统和方法，可以缩短换电时间，提高换电效率。

本公开首先提供了一种多搬运器快速换电系统，包括：

停车区，用于沿第一方向停靠车辆；

第一搬运器，用于沿垂直于所述第一方向的第二方向移动以接收从所述车辆移出的电池包；

第二搬运器，用于沿所述第二方向移动，将负载的所述电池包移入所述车辆。

根据所述的多搬运器快速换电系统，还包括避让区，所述避让区包括用于停靠所述第一搬运器的第一避让位和用于停靠所述第二搬运器的第二避让位，所述第一避让位和第二避让位分别位于所述停车区沿第二方向的两侧。

根据所述的多搬运器快速换电系统，还包括搬运设备和电池仓，所述电池仓用于存储所述电池包，所述搬运设备用于在所述第一搬运器和所述电池仓之间或者在所述第二搬运器和所述电池仓之间转移所述电池包。

根据所述的多搬运器快速换电系统，还包括用于停靠所述第一搬运器和第二搬运器的停靠区，在所述第一搬运器或第二搬运器移动至所述停靠区时，所述搬运设备与所述第一搬运器或第二搬运器转移所述电池包。

根据所述的多搬运器快速换电系统，所述第一避让位设于所述停车区沿第二方向远离所述停靠区的一侧，所述第二避让位设于所述停车区沿第二方向靠近所述停靠区的一侧。

根据所述的多搬运器快速换电系统，所述第二避让位设于所述停车区沿第二方向远离所述停靠区的一侧，所述第一避让位设于所述停车区沿第二方向靠近所述停靠区的一侧。

根据所述的多搬运器快速换电系统，还包括分别位于所述停车区沿第二方向的两侧的搬运设备和电池仓，所述搬运设备用于将所述电池包在所述第一搬运器和电池仓之间转移，以及将所述电池包在所述第二搬运器和所述电池仓之间转移。

本公开还提供了一种多搬运器快速换电方法，包括以下步骤：

在车辆沿第一方向移动至停车区时，第一搬运器沿垂直于所述第一方向的第二方向移动至所述停车区将电池包从所述车辆移出；

在所述第一搬运器驶离所述停车区后，第二搬运器负载电池包移动至所述停车区；

所述第二搬运器将负载的电池包移入所述车辆。

根据所述的多搬运器快速换电方法，所述第一搬运器驶离所述停车区包括：所述第一搬运器从所述停车区移动至避让区的第一避让位；

第二搬运器负载电池包移动至所述停车区包括：所述第二搬运器负载所述电池包从所述避让区的第二避让位移动至所述停车区。

根据所述的多搬运器快速换电方法，在车辆沿第一方向移动至停车区之后，还包括：所述第一搬运器越过所述停车区移动至所述第一避让位，以及，所述第二搬运器负载所述电池包移动至所述第二避让位；

所述第二搬运器将负载的电池包移入所述车辆之后，还包括：所述第二搬运器从所述停车区移动至停靠区，以及所述第一搬运器负载从所述车辆移出的所述电池包移动至停靠区；搬运设备将所述第一搬运器负载的电池包移动至电池仓。

根据所述的多搬运器快速换电方法，在车辆沿第一方向移动至停车区之后，还包括：所述第二搬运器负载所述电池包越过所述停车区移动至所述第二避让位，以及，所述第一搬运器移动至所述第一避让位；

第一搬运器将电池包从所述车辆移出之后，还包括：所述第一搬运器负载从所述车辆移出的所述电池包移动至所述停靠区，搬运设备将所述第一搬运器的电池包移动至电池仓；以及，所述第一搬运器移动至所述停靠区；

所述第二搬运器将负载的电池包移入所述车辆之后，还包括：所述第二搬运器从所述停车区移动至所述停靠区。

根据所述的多搬运器快速换电方法，第一搬运器移动至所述停车区将电池包从所述车辆移出之后，还包括：所述第一搬运器负载从所述车辆移出的电池包，从所述停车区的第一侧移动至位于该第一侧的停靠区，搬运设备将所述第一搬运器负载的电池包移动至电池仓；

第二搬运器负载电池包移动至所述停车区包括：所述第二搬运器从位于所述停车区的第二侧的搬运设备接收电池包后，从所述停车区的第二侧移动所述停车区；

所述第二搬运器将负载的电池包移入所述车辆之后，还包括：所述第二搬运器从所述停车区的第二侧移动至靠近该第二侧的停靠区。

相较于现有技术，上述的多搬运器快速换电系统和方法通过在换电过程中利用第一搬运器从车辆移出电池包，利用第二搬运器将负载的电池包移入车辆，通过第一搬运器和第二搬运器实现对车辆换电的协作配合，从而能够有效地提高为车辆的换电效率，缩短换电时间。

附图说明

为了更清楚地说明具体实施方式，下面将对实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是多搬运器快速换电系统在实施例1的结构示意图。

图2是实施例1的位置示意图。

图3-5是实施例1的换电过程示意图。

图6是多搬运器快速换电系统在实施例2的位置示意图。

图7-9是实施例2的换电过程示意图。

图10是实施例3的结构示意图。

主要元件符号说明

停车区	10
		第一搬运器	20
第二搬运器	21
		电池包	30
搬运设备	40
		预设空间	41
电池架	50
		电池仓	51
第一避让位	60
		第二避让位	61
第一停靠位	70
		第二停靠位	71

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本公开。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本公开进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，所描述的实施方式仅仅是本公开一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本公开中的实施方式，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方式，都属于本公开保护的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本公开的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本公开。

在各实施例中，为了便于描述而非限制本公开，本公开专利申请说明书以及权利要求书中使用的术语"连接"并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。"上"、"下"、"下方"、"左"、"右"等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。

多搬运器快速换电系统通过至少两个搬运器协同动作，其中一个用于完成电池包30的移出动作，即对车辆拆卸电池包30，将车辆的乏电的电池包30移动至搬运器上；另外一个用于完成电池包30的移入动作，即将负载的满电的电池包30移入车辆，完成车辆的换电动作。由于该多搬运器快速换电系统可以实现拆电池动作和装电池动作基本同步进行，从而可以有效提高了换电系统的换电效率，缩短了换电时间。

实施例1

图1是多搬运器快速换电系统在实施例1的结构示意图。如图1所示，换电系统用于为车辆，尤其是新能源乘用车更换电池包30。该换电系统包括电池架50、搬运设备40、停车区10、第一搬运器20和第二搬运器21。电池包30可以存放于电池架50的电池仓51以对电池包30进行充电和存储。本实施方式中，搬运设备40为堆垛机，但另外一些实施方式中，搬运设备40也可以是其他类型的设备，例如可以是塔吊或者其他吊装移动设备。搬运设备40设置于电池架50附近，下方具有预设空间41，预设空间41用于停靠第一搬运设备20或者第二搬运设备21。在第一搬运设备20或者第二搬运设备21位于预设空间41时，搬运设备40将电池包30在第一搬运器20和第二搬运器21和电池架50之间转移，即，将电池包30从第一搬运器20或者第二搬运器21移动至电池架50的电池仓51或者将电池包30从电池架50移动至第一搬运器20或第二搬运器21。

第一搬运器20和第二搬运器21用于在车辆和堆垛机之间运输电池包30，将满电的电池包30更换至车辆以及车辆的乏电的电池包30运输至搬运设备40处，通过搬运设备40将电池包30移动至电池架50的电池仓51。第一搬运器20和第二搬运器21的结构可以是相同的，也可以是不同的。基于分工的不同，第一搬运器20用于沿垂直于所述第一方向的第二方向移动以搬运电池包30。第二搬运器21用于沿垂直于所述第一方向的第二方向移动以搬运所述电池包30；其中，所述第一搬运器20用于从所述车辆移出电池包30，所述第二搬运器21用于将负载的所述电池包30移入所述车辆。

停车区10用于停放待换电的车辆。在一些实施方式中，设置在停车区10的设备可以升降车辆以便于第一搬运器20和第二搬运器21拆卸或者安装电池包30。在另外一些实施方式中，也可以通过第一搬运器20和第二搬运器21的升降功能实现对电池包30的拆卸或者安装。为了便于描述，停车区10的车辆进入和驶出的方向为第一方向(即Y方向)，垂直于第一方向的方向为第二方向，即停车区10的两侧方向(X方向)。

避让区设置在停车区10的位置，包括第一避让位60和第二避让位61。第一避让位60和第二避让位61分别设置在所述停车区10沿第二方向的两侧的，其中，所述第一避让位60用于停靠所述第一搬运器20，所述第二避让位61用于停靠所述第二搬运器21。在所述第一搬运器20位于所述停车区10从所述车辆移出电池包30时，所述第二搬运器21停靠于所述第二避让位61；或者，在所述第二搬运器21位于所述停车区10向所述车辆移入电池包30时，所述第一搬运器20停靠于所述第一避让位60。本实施方式中，第一避让位60位于靠近搬运设备40所在的一侧，而第二避让位61位于远离搬运设备40的一侧。第一搬运器20在第一避让位60等待以进入停车区10为车辆移出电池包30，第二搬运器21在第二避让位61负载电池包30等待以进入停车区10为车辆移入电池包30。

停靠区设置在搬运器设备和电池仓51附近的位置，包括依次沿所述第二方向排列的第一停靠位70和第二停靠位71，第一停靠位70和第二停靠位71位于第一搬运器20和第二搬运器21的移动路线上。其中，所述第一停靠位70位于所述搬运设备40的下方，所述搬运设备40从所述第二停靠位71的上方，向所述第一搬运器20或者第二搬运器21转移电池包30。第二停靠位71则位于第一停靠位70和电池仓51之间。

图3-5是实施例1的换电过程示意图，以下结合图1和3-5详细描述该多搬运器快速换电方法。

在图1示出的步骤，可以是在车辆停靠于停车区10后，也可以是车辆停靠于停车区10之前，搬运设备40将满电的电池包30从电池架50的电池仓51移动至第二搬运器21。本实施方式中，满电为至少具有预设电量的电池包30，此时，满电的电池包30位于第二搬运器21上等待更换，而车辆上的电池包30为乏电的电池包30，即，至少电池包30的电量低于预设值。第二搬运器21位于靠近车辆的位置，而第一搬运器20位于远离车辆的位置。在车辆停靠于停车区10时，所述第二搬运器21负载电池包30越过所述停车区10移动至所述第二避让位61，以及，所述第一搬运器20移动至所述第一避让位60，待车辆姿态矫正完成后，移动至车辆下方的停车区10。

在图3示出的步骤中，第一搬运器20位于对应于车辆的电池包30的位置，然后，卸载车辆的电池包30至第一搬运器20。此时，第二搬运器21和第一搬运器20均装载有电池包30，其中，第二搬运器21装载有满电的电池包30，而第一搬运器20装载有乏电的电池包30。

在图4示出的步骤中，第一搬运器20装载乏电的电池包30移出停车区10，并且朝向停靠区移动以将电池包30移动至电池仓51。在第一搬运器20移出停车区10后，第二搬运器21即负载满电的电池包30移动至停车区10，将满电的电池包30移入车辆，完成对车辆的换电动作。

在图5示出的步骤中，第二搬运器21驶离车辆，并且第一搬运器20将乏电的电池包30移动至电池架50处，通过搬运设备40将乏电的电池包30移动至电池仓51，完成换电过程。在搬运器驶离过程中，车辆完成换电，驶离停车区10。此时，第一搬运器20停靠于第二停靠位71，第二搬运器21停靠于第一停靠位70。

上述的换电过程利用多搬运器实现在车辆处交接满电和乏电电池包30，在第一搬运器20将车辆的电池包30移出后，此时，第二搬运器21已经负载电池包30等候于第二避让位61；在第一搬运器20驶出停车区10时，第二搬运器21即可以负载电池包30移动至停车区10将电池包30移入车辆，完成对车辆的换电作业，从而可以有效提高换电效率。

实施例2

图6是多搬运器快速换电系统在实施例2的位置示意图。实施例2与实施例1的区别在于，实施例1的第一避让位60位于停车区10的靠近搬运设备40的一侧，而实施例2的第一避让位60位于停车区10的远离搬运设备40的一侧，即实施例1和实施例2的第一避让位60和第二避让位61的位置对调。

具体的，如图6所示，第一避让位60位于远离搬运设备40所在的一侧，而第二避让位61位于靠近搬运设备40的一侧。第一搬运器20在第一避让位60等待以进入停车区10为车辆移出电池包30，第二搬运器21在第二避让位61负载电池包30等待以进入停车区10为车辆移入电池包30。实施例2的其他部分与实施例1类似，此处不再赘述。

图7-9是实施例2的换电过程示意图。以下结合图7-9详细描述该多搬运器快速换电方法。

在图7示出的步骤，可以是在车辆停靠于停车区10后，也可以是车辆停靠于停车区10之前，搬运设备40将满电的电池包30从电池架50的电池仓51移动至第二搬运器21。第一搬运器20位于靠近车辆的位置，而第二搬运器21位于远离车辆的位置。在车辆停靠于停车区10时，所述第一搬运器20越过所述停车区10移动至所述第一避让位60，所述第二搬运器21负载电池包30移动至所述第二避让位61。待车辆姿态矫正完成后，第一搬运器20移动至车辆下方的停车区10。第一搬运器20位于对应于车辆的电池包30的位置，然后，卸载车辆的电池包30至第一搬运器20。而第二搬运器21负载满电的电池包30在停车区10附近等候于第二避让位61。在第一搬运器20接收到从车辆更换的乏电的电池包30后，第二搬运器21和第一搬运器20均装载有电池包30，其中，第二搬运器21装载有满电的电池包30，而第一搬运器20装载有乏电的电池包30。

在图8示出的步骤中，第一搬运器20装载乏电的电池包30移出停车区10，并且远离停靠区的方向移动至第一避让位60。在第一搬运器20移出停车区10后，第二搬运器21即负载满电的电池包30从第二避让位61移动至停车区10，将满电的电池包30移入车辆，完成对车辆的换电动作。

在图9示出的步骤中，第二搬运器21驶离停车区10，移动至第二停靠位71。同时，第一搬运器20越过停车区10，将乏电的电池包30移动至第一停靠位70，通过搬运设备40将乏电的电池包30移动至电池仓51，完成换电过程。此时，第一搬运器20停靠于第一停靠位70，第二搬运器21停靠于第二停靠位71。

上述的换电过程利用多搬运器实现在车辆处交接满电和乏电电池包30，在第一搬运器20将车辆的电池包30移出后，此时，第二搬运器21已经负载电池包30等候于第二避让位61；在第一搬运器20驶出停车区10时，第二搬运器21即可以负载电池包30移动至停车区10将电池包30移入车辆，完成对车辆的换电作业，从而可以有效提高换电效率。

实施例3

图10是实施例3的结构示意图。如图10所示，本实施例与实施例1和实施例2的区别在于，本实施例中，分别位于所述停车区10沿第二方向的两侧均设有搬运设备40和电池仓51。所述搬运设备40用于将所述电池包30在所述第一搬运器20和电池仓51之间转移，或者将所述电池包30在所述第二搬运器21和所述电池仓51之间转移。

所述第一搬运器20和第二搬运器21分别位于所述所述停车区10沿第二方向的两侧，所述第一搬运器20将从所述车辆移入的电池包30通过所述第一搬运器20所在一侧的搬运设备40移动至所述电池仓51，以及所述第二搬运器21将从所述车辆移入的电池包30通过所述第二搬运器21所在一侧的搬运设备40移动至所述电池仓51。

在使用时，所述第一搬运器20负载从所述车辆移出的电池包30，从所述停车区10的第一侧移动至位于该第一侧的停靠区，搬运设备40将所述第一搬运器20负载的电池包30移动至电池仓51。同时，所述第二搬运器21从位于所述停车区10的第二侧的搬运设备40接收从位于该第二侧的电池仓51的电池包30后，从所述停车区10的第二侧移动所述停车区10。

所述第二搬运器21将负载的电池包30移入所述车辆之后，所述第二搬运器21从所述停车区10沿所述停车区10的第二侧移动至位于该第二侧的停靠区。第一搬运器20同时移动至第一侧的搬运设备40的位置以等待下一次换电过程。

上述的多搬运器快速换电系统和方法通过在换电过程中利用第一搬运器20从车辆移出电池包30，利用第二搬运器21将负载的电池包30移入车辆，通过第一搬运器20和第二搬运器21实现对车辆换电的协作配合，从而能够有效地提高为车辆的换电效率，缩短换电时间。

在本公开所提供的几个具体实施方式中，对于本领域技术人员而言，显然本公开不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本公开的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本公开。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本公开的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本公开内。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

以上实施方式仅用以说明本公开的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本公开进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本公开的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本公开的技术方案的精神和范围。

Claims (12)

1.一种多搬运器快速换电系统，其特征在于，包括：

停车区，用于沿第一方向停靠车辆；

第一搬运器，用于沿垂直于所述第一方向的第二方向移动以接收从所述车辆移出的电池包；

第二搬运器，用于沿所述第二方向移动，将负载的所述电池包移入所述车辆。

2.如权利要求1所述的多搬运器快速换电系统，其特征在于，还包括避让区，所述避让区包括用于停靠所述第一搬运器的第一避让位和用于停靠所述第二搬运器的第二避让位，所述第一避让位和第二避让位分别位于所述停车区沿第二方向的两侧。

3.如权利要求2所述的多搬运器快速换电系统，其特征在于，还包括搬运设备和电池仓，所述电池仓用于存储所述电池包，所述搬运设备用于在所述第一搬运器和所述电池仓之间或者在所述第二搬运器和所述电池仓之间转移所述电池包。

4.如权利要求3所述的多搬运器快速换电系统，其特征在于，还包括用于停靠所述第一搬运器和第二搬运器的停靠区，在所述第一搬运器或第二搬运器移动至所述停靠区时，所述搬运设备与所述第一搬运器或第二搬运器转移所述电池包。

5.如权利要求4所述的多搬运器快速换电系统，其特征在于，所述第一避让位设于所述停车区沿第二方向远离所述停靠区的一侧，所述第二避让位设于所述停车区沿第二方向靠近所述停靠区的一侧。

6.如权利要求4所述的多搬运器快速换电系统，其特征在于，所述第二避让位设于所述停车区沿第二方向远离所述停靠区的一侧，所述第一避让位设于所述停车区沿第二方向靠近所述停靠区的一侧。

7.如权利要求1所述的多搬运器快速换电系统，其特征在于，还包括分别位于所述停车区沿第二方向的两侧的搬运设备和电池仓，所述搬运设备用于将所述电池包在所述第一搬运器和电池仓之间转移，以及将所述电池包在所述第二搬运器和所述电池仓之间转移。

8.一种多搬运器快速换电方法，其特征在于，包括以下步骤：

在车辆沿第一方向移动至停车区时，第一搬运器沿垂直于所述第一方向的第二方向移动至所述停车区将电池包从所述车辆移出；

在所述第一搬运器驶离所述停车区后，第二搬运器负载电池包移动至所述停车区；

所述第二搬运器将负载的电池包移入所述车辆。

9.如权利要求8所述的多搬运器快速换电方法，其特征在于，所述第一搬运器驶离所述停车区包括：所述第一搬运器从所述停车区移动至避让区的第一避让位；

第二搬运器负载电池包移动至所述停车区包括：所述第二搬运器负载所述电池包从所述避让区的第二避让位移动至所述停车区。

10.如权利要求9所述的多搬运器快速换电方法，其特征在于，在车辆沿第一方向移动至停车区之后，还包括：所述第一搬运器越过所述停车区移动至所述第一避让位，以及，所述第二搬运器负载所述电池包移动至所述第二避让位；

所述第二搬运器将负载的电池包移入所述车辆之后，还包括：所述第二搬运器从所述停车区移动至停靠区，以及所述第一搬运器负载从所述车辆移出的所述电池包移动至停靠区；搬运设备将所述第一搬运器负载的电池包移动至电池仓。

11.如权利要求9所述的多搬运器快速换电方法，其特征在于，在车辆沿第一方向移动至停车区之后，还包括：所述第二搬运器负载所述电池包越过所述停车区移动至所述第二避让位，以及，所述第一搬运器移动至所述第一避让位；

第一搬运器将电池包从所述车辆移出之后，还包括：所述第一搬运器负载从所述车辆移出的所述电池包移动至停靠区，搬运设备将所述第一搬运器的电池包移动至电池仓；以及，所述第一搬运器移动至所述停靠区；

所述第二搬运器将负载的电池包移入所述车辆之后，还包括：所述第二搬运器从所述停车区移动至所述停靠区。

12.如权利要求8所述的多搬运器快速换电方法，其特征在于，第一搬运器移动至所述停车区将电池包从所述车辆移出之后，还包括：所述第一搬运器负载从所述车辆移出的电池包，从所述停车区的第一侧移动至位于该第一侧的停靠区，搬运设备将所述第一搬运器负载的电池包移动至电池仓；

第二搬运器负载电池包移动至所述停车区包括：所述第二搬运器从位于所述停车区的第二侧的搬运设备接收电池包后，从所述停车区的第二侧移动所述停车区；

所述第二搬运器将负载的电池包移入所述车辆之后，还包括：所述第二搬运器从所述停车区的第二侧移动至靠近该第二侧的停靠区。

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