CN116278945A - 换电站箱体总成 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种换电站箱体总成，包括：箱体组件，包括下箱体和叠合于所述下箱体的上箱体，所述下箱体和上箱体构成箱内空间，所述下箱体设置有笼式框架；至少两个配电箱组件，间隔安装于所述笼式框架内。安装于所述笼式框架的多个充电底架，所述充电底架与所述配电箱组件一一对应电连接；与所述充电底架可拆卸连接的电池箱组件，所述配电箱组件通过所述充电底架与所述电池箱组件充电连接。滑动连接于所述上箱体的换电机器人，所述换电机器人用于带动所述电池箱组件对应插接或脱离充电底架。下箱体设置笼式框架，整体结构强度高，结构稳定性高。充电底架和配电箱组件分别独立安装至笼式框架并电连接，以实现独立装配。

Description

换电站箱体总成

技术领域

本发明涉及电动车辆动力装置领域，特别涉及一种换电站箱体总成。

背景技术

换电重卡车辆在港口、工地、矿场等短途运输场地使用，降低汽柴油等燃油消耗，降低碳排放。车辆使用具有储能功能的电池箱组件为动力装置提供能源，在电池箱组件内的电能消耗后，将车辆行驶至换电站并对电池箱组件进行换电，以进行连续作业。

中国专利CN215705798U公开了一种换电站，包括充电模块、换电模块和监控模块。充电模块包括第一装配主体和充电组件。充电组件能够为电池箱充电。换电模块包括第二装配主体和输送装置。监控模块包括第三装配主体、监控设备和控制设备。第一装配主体和第三装配主体沿第一方向排列且间隔设置以形成换电通道。第二装配主体设置于第一装配主体和第三装配主体的沿第二方向的一侧。输送装置能在进入换电通道的待换电设备和充电模块之间取放电池箱。监控设备用于监控存放于充电模块的电池箱的存放情况和充电情况，控制设备用于控制输送装置。该换电站为模块化设计，可降低基建难度。

上述换电站中第一装配主体和第二装配主体为预制件，由工厂整体运输至建站基地后进行组装，输送装置安装于第二装配主体。由于输送装置在吊装电池箱后，整体重量大，第二装配主体在跨度方向上会向中心方向合拢变形，导致输送装置移动卡滞，影响使用。并且，第一装配主体和第二装配主体为大跨度的U形预制件，整体运输后易导致开口尺寸变化，装配难度大，因此需要改进。

发明内容

为解决换电站结构形状不稳定，装配及运输难度大的问题，本发明提供了一种换电站箱体总成。

第一方面，本发明提供一种换电站箱体总成，包括：

箱体组件，包括下箱体和叠合于所述下箱体的上箱体，所述下箱体和上箱体构成箱内空间，所述下箱体设置有笼式框架；

至少两个配电箱组件，间隔安装于所述笼式框架内；

安装于所述笼式框架的多个充电底架，所述充电底架与所述配电箱组件一一对应电连接；

与所述充电底架可拆卸连接的电池箱组件，所述配电箱组件通过所述充电底架与所述电池箱组件充电连接；

滑动连接于所述上箱体的换电机器人，所述换电机器人用于带动所述电池箱组件对应插接或脱离充电底架。

在一实施例中，所述笼式框架包括间隔分布的立柱、连接于所述立柱的上框架层和下框架层，所述上框架层和下框架层相对间隔设置，所述上框架层设置有交错的横梁及纵梁，所述充电底架架设于所述上框架层的横梁和纵梁相交形成的矩形空间，所述配电箱组件安装于所述下框架层。

在一实施例中，所述笼式框架设置有多根支撑柱，所述支撑柱连接所述上框架层和所述下框架层。

在一实施例中，所述下箱体包括铺于所述笼式框架的底板及分布于所述底板的多个舱门，所述底板将所述下箱体分隔形成上空间和下空间，所述舱门在开启时连通所述上空间和所述下空间。

在一实施例中，所述上箱体和所述上空间之间构成电池吊装空间的高度尺寸大于所述下空间的高度尺寸。

在一实施例中，所述底板的高度与换电设备的换电高度差值小于或等于30厘米，其中，换电设备为使用所述电池箱组件的用电设备。

在一实施例中，多个所述充电底架呈两列并沿所述箱体组件的长度方向间隔分布，两列所述充电底架之间构成换电通道，所述换电通道的宽度尺寸大于所述电池箱组件的宽度尺寸。

在一实施例中，所述箱体组件还包括连接所述上箱体和所述下箱体的纵向连接机构及侧向连接机构，所述侧向连接机构引导所述上箱体和所述下箱体的侧面平齐，所述纵向连接机构用于锁定所述上箱体和所述下箱体。

在一实施例中，所述侧向连接机构包括紧固件、连接板和二块锁定板，所述锁定板设置有多个锁定孔，所述连接板设置有多个长孔，所述上箱体及所述下箱体的框架均设置有多个通孔，一块所述锁定板设置于所述上箱体，另一块所述锁定板设置于所述下箱体，所述连接板同时贴合于所述上箱体的框架和所述下箱体的框架，所述紧固件依次穿过所述长孔、通孔并连接于所述锁定板，用于平齐所述上箱体和所述下箱体的表面。

在一实施例中，所述下箱体的侧面设置有第一进线通道；和/或，所述下箱体的底部设置有第二进线通道；和/或，所述下箱体的底部设置对应于所述配电箱组件的穿线孔。

在一实施例中，所述箱体组件包括用于供所述电池箱组件进出活动的换电口和用于检修用的检修门，所述箱体组件内设置有用于摆放控制箱的控制区域，所述控制区域位于所述检修门所处所述箱体组件的一端。

在一实施例中，所述箱体组件设置有用于摆放消防组件的消防区域，所述消防区域与所述控制区域相对设置且位于所述箱体组件的同一端。

为解决橡胶垫易破损的问题，本发明有以下优点：下箱体设置笼式框架，整体结构强度高，结构稳定性高。上箱体稳固连接于下箱体，上箱体跨度连接尺寸稳定，换电机器人的运行平稳。充电底架和配电箱组件分别独立安装至笼式框架后通过线缆连接，以实现独立装配，调节及安装便捷。

附图说明

图1示出了一些实施例的换电站箱体总成的立体示意图；

图2示出了一些实施例的隐藏部分的换电站箱体总成的第一向剖视结构示意图；

图3示出了一些实施例的换电站箱体总成的第二向剖视结构示意图；

图4示出了一些实施例的笼式框架的示意图；

图5示出了一些实施例的换电站箱体总成的第三向剖视结构示意图；

图6示出了一些实施例的纵向连接机构的示意图。

图中，10、箱体组件；11、上箱体；12、下箱体；13、笼式框架；131、立柱；132、上框架层；1321、横梁；1322、纵梁；133、下框架层；134、支撑柱；14、侧向连接机构；141、连接板；142、锁定板；143、紧固件；144、长孔；15、纵向连接机构；16、换电通道；161、换电口；17、舱门；171、气弹簧；18、检修门；19、底板；20、充电底架；30、电池箱组件；40、换电机器人；50、配电箱组件；60、控制箱；70、消防组件。

具体实施方式

现在将参照若干示例性实施例来论述本发明的内容。应当理解，论述了这些实施例仅是为了使得本领域普通技术人员能够更好地理解且因此实现本发明的内容，而不是暗示对本发明的范围的任何限制。

如本文中所使用的，术语“包括”及其变体要被解读为意味着“包括但不限于”的开放式术语。术语“基于”要被解读为“至少部分地基于”。术语“一个实施例”和“一种实施例”要被解读为“至少一个实施例”。术语“另一个实施例”要被解读为“至少一个其他实施例”。

如图1至图5所示，本发明提出一种换电站箱体总成，换电站箱体总成包括箱体组件10、换电机器人40、至少两个配电箱组件50、充电底架20及电池箱组件30。其中，箱体组件10为薄壁箱体件，其内部能够容纳换电机器人40、至少两个配电箱组件50、充电底架20及电池箱组件30等部件。

箱体组件10包括下箱体12和叠合于下箱体12的上箱体11，下箱体12和上箱体11构成箱内空间，下箱体12设置有笼式框架13。笼式框架13为型材或板材连接形成具有稳定形状的框架结构，笼式框架13设置于下箱体12，以保持内部结构形状的稳定，并且结构强度高。上箱体11在长度方向的截面近似于“U”形结构，上箱体11的两侧架设叠合于下箱体12，并与笼式框架13锁定，以构成整体式的箱体组件10，结构强度高且跨度方向的结构尺寸稳定。换电机器人40滑动连接于上箱体11，可进行移动吊装作业。

如图2至图6所示，在一实施例中，箱体组件10还包括连接上箱体11和下箱体12的纵向连接机构15及侧向连接机构14，侧向连接机构14引导上箱体11和下箱体12的侧面平齐，纵向连接机构15用于锁定上箱体11和下箱体12。在上箱体11和下箱体12之间的结合平面处设置有对齐匹配的连接孔，纵向连接机构15设置为多组螺栓组件，螺栓组件穿插锁定连接上箱体11和下箱体12，以构成多点锁定。

纵向连接机构15用于拉紧对齐上箱体11和下箱体12的侧向平面，以使上箱体11和下箱体12的侧面平齐。纵向连接机构15结合侧向连接机构14，以使上箱体11和下箱体12锁定连接成一体。

在一实施例中，侧向连接机构14包括紧固件143、连接板141和二块锁定板142，锁定板142设置有多个锁定孔，连接板141设置有多个长孔144，上箱体11及下箱体12的框架均设置有多个通孔。其中，锁定板142的位置与通孔及锁定孔位置相匹配对应。连接板141同时贴合于上箱体11的框架和下箱体12的框架，以使连接板141能够同时连接上箱体11和下箱体12。

一块锁定板142设置于上箱体11，连接板141、上箱体11框架的侧壁及锁定板142叠合设置，紧固件143依次穿过长孔144、通孔并连接于锁定板142，以锁定呈一体。另一块锁定板142设置于下箱体12，连接板141、下箱体12框架的侧壁及锁定板142叠合设置，紧固件143依次穿过长孔144、通孔并连接于锁定板142。在紧固件143锁定过程中，连接板141将上箱体11连接板141和下箱体12的表面平齐，以实现平面一致性安装要求。其中，每个锁定板142所连接的紧固件143至少两根，以保证结构连接强度。

如图2至图5所示，笼式框架13将下箱体12进行支撑，同样也对内部空间进行分区。配电箱组件50和充电底架20均设置有多个，并且分别独立安装于笼式框架13，方便独立调试及组装，提高装配的便捷性。至少两个配电箱组件50沿箱体组件10的长度方向间隔安装于笼式框架13内，多个充电底架20架设安装于笼式框架13，充电底架20与配电箱组件50一一对应电连接。配电箱组件50的底部通过线缆连接外部电源，充电底架20位于配电箱组件50的上方且两者间隔设置，充电底架20与配电箱组件50之间通过电缆连接。配电箱组件50的重量大，且底部连接有线缆，难以移动，充电底架20和配电箱组件50分别独立安装至笼式框架13并电连接，以实现独立装配，安装及调试便捷。

笼式框架13为框架结构，其中，笼式框架13包括间隔分布的立柱131、连接于立柱131的上框架层132和下框架层133，上框架层132和下框架层133相对间隔设置。上框架层132和下框架层133均与立柱131固定，在立柱131的长度方向上形成高度差，具体为，上框架层132位于下框架层133的上方。可选地，上框架层132与立柱131的顶部平齐，以实现矩形框架。可选地，上框架层132的上表面距离立柱131的顶部预设高度，在立柱131总高不变的情况下，减小上框架层132和下框架层133之间的高度差。

上框架层132设置有交错的横梁1321及纵梁1322，横梁1321及纵梁1322合围区域形成中空的镂空的矩形空间。充电底架20架设于上框架层132的横梁1321和纵梁1322相交形成的矩形空间，配电箱组件50安装于下框架层133。电缆穿过矩形空间，以实现充电底架20和配电箱组件50之间的连接。横梁1321和纵梁1322能够对充电底架20提供良好承载电池箱组件30的承载力，又能提供线缆穿过及安装的充足空间。并且，横梁1321和纵梁1322交叉连接，可提高上框架层132的结构强度。

在一实施例中，笼式框架13设置有多根支撑柱134，支撑柱134连接上框架层132和下框架层133。立柱131位于上框架层132和下框架层133的边缘处，以构成承重柱结构。支撑柱134平行于立柱131，且分布于上框架层132和下框架层133之间，以构成局部支撑加强结构，进一步加强上框架层132和下框架层133的连接稳定性及提高承载性能，避免笼式框架13在满载电池箱组件30后向中部弯曲。可选地，支撑柱134沿箱体组件10的长度方向间隔分布，优选地，支撑柱134呈两列分布。

在一实施例中，下箱体12包括铺于笼式框架13的底板19，该底板19可将上框架层132和下框架层133的镂空部分填充，仅仅保留矩形空间，以方便人员维护以及电气之间的隔离。其中，底板19将下箱体12分隔形成上空间和下空间，以使电池箱组件30位于上空间，而配电箱组件50位于下空间。电池箱组件30需要进出上空间，将上空间和下空间相对分隔开，以保持下空间的空间相对封闭，提高工作环境的稳定性。

优选地，下箱体12包括分布于底板19的多个舱门17，舱门17在开启时连通上空间和下空间。舱门17为可开启结构，当舱门17封闭时，则上空间和下空间分隔开。当舱门17开启时，则舱门17处形成进出上空间和下空间的通道，方便人员进入下空间检修及巡查。

可选地，舱门17采用拆卸式，以使舱门17可以从底板19上拆除。可选地，舱门17为转动开启式，在上框架层132安装有气弹簧171结构，以辅助开启。

电池箱组件30为储能单元，电池箱组件30与充电底架20可拆卸连接。电池箱组件30在换电设备和充电底架20之间交替拆卸，换电过程如下：换电机器人40将换电设备上电能消耗后的电池箱组件30吊装至箱体组件10内空置的充电底架20上，以使充电底架20所连接的配电箱组件50通过充电底架20对电池箱组件30进行充电。换电机器人40将另一个充电底架20上完成充电的电池箱组件30吊装至换电设备，以使新的电池箱组件30为换电设备供电。在换电过程中，换电机器人40用于带动电池箱组件30对应插接或脱离充电底架20，以实现不同电池箱组件30的交替使用及充电。

如图2至图5所示，上框架层132为长方形结构，上框架层132的宽度方向的尺寸大于三倍的充电底架20的宽度尺寸。在一实施例中，多个充电底架20呈两列并沿箱体组件10的长度方向间隔分布，例如，在上框架层132的长度方向分布有三对、四对、五对、六对、八对及其它数量的充电底架20，每对充电底架20沿箱体组件10的宽度方向间隔分布，在两列充电底架20之间形成换电通道16。其中，换电通道16的尺寸大于电池箱组件30的宽度尺寸，换电机器人40吊装对应电池箱组件30进出箱体组件10时，移动的电池箱组件30位于两列电池箱组件30之间的换电通道16。换电通道16的设置既能降低换电机器人40起吊电池箱组件30的提升高度，从而降低箱体组件10的整体高度，又能提高电池箱组件30的提升效率，提高换电效率。

可选地，上箱体11和上空间之间构成电池吊装空间的高度尺寸大于下空间的高度尺寸，上空间与上箱体11的空间连通，共同构建电池吊装空间，以提高电池箱组件30在吊装方向的活动空间，既能满足吊装要求，又能降低换电站箱体总成整体重心，提高整体稳定性。

其中，底板19的高度与换电设备的换电高度差值小于或等于30厘米，其中，换电设备为使用电池箱组件30的用电设备。换电设备设置有承载和连接电池箱组件30的底托装置，例如，在重卡的大梁上安装有底托装置，在重卡进入换电站后，底板19的上表面距离底托装置的最高点的尺寸为换电高度差值。该换电高度差值包括正高度，即，底板19位于底托装置的最高点的上方，换电机器人40起吊电池箱组件30脱离底板19表面，即可平移装配至底托装置。该换电高度差值包括负高度，即，底托装置的最高点超出底板19所处平面，换电机器人40起吊电池箱组件30脱离底板19表面的高度大于换电高度差值，即可将电池箱组件30吊装装配至底托装置，总体吊装高度远远小于现有换电站的吊装高度，不仅平稳了电池箱组件30的移动效果，还可降低换电对齐效率，及减小电池箱组件30晃动幅度。

配电箱组件50安装于下箱体12的下空间，外部电源的线缆通过下箱体12进入到下空间。其中，线缆进入下箱体12的方式有多重布局形式，以适应不同使用场地。

在一实施例中，下箱体12的侧面设置有第一进线通道；在下箱体12的一端箱壁的下部区域开设有长条孔，长条孔为第一进线通道的入口。线缆沿第一进线通道进入到下空间，并与内部的配电箱组件50电连接，以构建无基坑结构。

在一实施例中，下箱体12的底部设置有第二进线通道，在本实施例中，下箱体12的侧壁设置为完整壁面，在下箱体12的底部开设有供线缆集中进入的输入孔，该输入孔为第二进线通道的入口。在配电站的基础地面上可以设置小范围的基坑，以供线缆自下箱体12的底部穿入，减小基坑量，同时也可将线缆铺设于地面下，提高箱体组件10在基础地面上的平整度，以构建小基坑结构。

在一实施例中，在配电站的基础地面预留有基坑，该基坑适配下箱体12的长度及宽度，线缆可布设于基坑内。其中，下箱体12的底部设置对应于配电箱组件50的穿线孔，即，穿线孔与配电箱组件50一一对应，以使线缆能够对应连接至配电箱组件50，连接方便。

值得一提的是，上述第一进线通道、第二进线通道和穿线孔可单独设置于下箱体12，也可同时设置于下箱体12，并通过盖板结构盖设封闭，基于实际应用选择合适的线缆穿插通道，预留通道可使线缆的铺设更加灵活。

在一实施例中，箱体组件10包括用于供电池箱组件30进出活动的换电口161和用于检修用的检修门18。检修门18可用于人员进出检修用，换电口161用于供电池箱组件30进出箱体组件10。可选地，检修门18和换电口161分别位于箱体组件10的两端。

如图2至图3所示，箱体组件10内设置有用于摆放控制箱60的控制区域，控制区域位于检修门18所处箱体组件10的一端。控制箱60用于控制箱体组件10内部的各类电气组件，将控制箱60设置于控制区域且位于检修门18一端，在开启检修门18后即可直接操纵控制箱60，控制效率高。

进一步地，箱体组件10设置有用于摆放消防组件70的消防区域，消防区域与控制区域相对设置且位于箱体组件10的同一端。消防组件70设置于箱体组件10内，并且靠近检修门18一侧，能够方便人员检修及维保。消防组件70能够及时扑灭箱体组件10内的明火，提高整体安全性。消防组件70和控制箱60相对设置于箱体组件10的一端，提高空间利用率，并将电池箱组件30靠近换电口161方向，从而缩短电池箱组件30的移动行程，提高换电效率。并且，人员检修不再电池箱组件30的移动路径上，可提高安全性。

出于示例和描述的目的，已经给出了本公开实施的前述说明。前述说明并非是穷举性的也并非要将本公开限制到所公开的确切形式，根据上述教导还可能存在各种变形和修改，或者是可能从本公开的实践中得到各种变形和修改。选择和描述这些实施例是为了说明本公开的原理及其实际应用，以使得本领域的技术人员能够以适合于构思的特定用途来以各种实施方式和各种修改而利用本公开。

Claims (12)

1.一种换电站箱体总成，其特征在于，包括：

箱体组件，包括下箱体和叠合于所述下箱体的上箱体，所述下箱体和上箱体构成箱内空间，所述下箱体设置有笼式框架；

至少两个配电箱组件，间隔安装于所述笼式框架内；

安装于所述笼式框架的多个充电底架，所述充电底架与所述配电箱组件一一对应电连接；

与所述充电底架可拆卸连接的电池箱组件，所述配电箱组件通过所述充电底架与所述电池箱组件充电连接；

滑动连接于所述上箱体的换电机器人，所述换电机器人用于带动所述电池箱组件对应插接或脱离充电底架。

2.根据权利要求1所述的换电站箱体总成，其特征在于，所述笼式框架包括间隔分布的立柱、连接于所述立柱的上框架层和下框架层，所述上框架层和下框架层相对间隔设置，所述上框架层设置有交错的横梁及纵梁，所述充电底架架设于所述上框架层的横梁和纵梁相交形成的矩形空间，所述配电箱组件安装于所述下框架层。

3.根据权利要求2所述的换电站箱体总成，其特征在于，所述笼式框架设置有多根支撑柱，所述支撑柱连接所述上框架层和所述下框架层。

4.根据权利要求1所述的换电站箱体总成，其特征在于，所述下箱体包括铺于所述笼式框架的底板及分布于所述底板的多个舱门，所述底板将所述下箱体分隔形成上空间和下空间，所述舱门在开启时连通所述上空间和所述下空间。

5.根据权利要求4所述的换电站箱体总成，其特征在于，所述上箱体和所述上空间之间构成电池吊装空间的高度尺寸大于所述下空间的高度尺寸。

6.根据权利要求4所述的换电站箱体总成，其特征在于，所述底板的高度与换电设备的换电高度差值小于或等于30厘米，其中，换电设备为使用所述电池箱组件的用电设备。

7.根据权利要求1所述的换电站箱体总成，其特征在于，多个所述充电底架呈两列并沿所述箱体组件的长度方向间隔分布，两列所述充电底架之间构成换电通道，所述换电通道的宽度尺寸大于所述电池箱组件的宽度尺寸。

8.根据权利要求1所述的换电站箱体总成，其特征在于，所述箱体组件还包括连接所述上箱体和所述下箱体的纵向连接机构及侧向连接机构，所述侧向连接机构引导所述上箱体和所述下箱体的侧面平齐，所述纵向连接机构用于锁定所述上箱体和所述下箱体。

9.根据权利要求8所述的换电站箱体总成，其特征在于，所述侧向连接机构包括紧固件、连接板和二块锁定板，所述锁定板设置有多个锁定孔，所述连接板设置有多个长孔，所述上箱体及所述下箱体的框架均设置有多个通孔，一块所述锁定板设置于所述上箱体，另一块所述锁定板设置于所述下箱体，所述连接板同时贴合于所述上箱体的框架和所述下箱体的框架，所述紧固件依次穿过所述长孔、通孔并连接于所述锁定板，用于平齐所述上箱体和所述下箱体的表面。

10.根据权利要求1所述的换电站箱体总成，其特征在于，所述下箱体的侧面设置有第一进线通道；和/或，所述下箱体的底部设置有第二进线通道；和/或，所述下箱体的底部设置对应于所述配电箱组件的穿线孔。

11.根据权利要求1所述的换电站箱体总成，其特征在于，所述箱体组件包括用于供所述电池箱组件进出活动的换电口和用于检修用的检修门，所述箱体组件内设置有用于摆放控制箱的控制区域，所述控制区域位于所述检修门所处所述箱体组件的一端。

12.根据权利要求11所述的换电站箱体总成，其特征在于，所述箱体组件设置有用于摆放消防组件的消防区域，所述消防区域与所述控制区域相对设置且位于所述箱体组件的同一端。

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