CN116605088A

CN116605088A - 一种路侧能源补给站

Info

Publication number: CN116605088A
Application number: CN202310901388.1A
Authority: CN
Inventors: 梁熹; 李东生; 刘振兴; 陈林
Original assignee: SICHUAN HUATI LIGHTING TECHNOLOGY CO LTD
Current assignee: SICHUAN HUATI LIGHTING TECHNOLOGY CO LTD
Priority date: 2023-07-21
Filing date: 2023-07-21
Publication date: 2023-08-18
Anticipated expiration: 2043-07-21
Also published as: CN116605088B

Abstract

一种路侧能源补给站，涉及能源补给站技术领域，包括多个能源补给单元，能源补给单元包括电池包拆装组件和能源补给组件。电池包拆装组件设于路面下，包括若干竖直设置的第一直线机构，载车平台上下贯穿地开设有电池包出口，载车平台下端设有四个可移动的L型托盘，移动转动组件上设有拆装头。能源补给组件设于电池包拆装组件一侧的上方，主控箱侧面贯穿地开设有多个电池口，主控箱上端设有一对第三旋转电机，其输出轴一端设有L型杆，其一端设有护板，第二T型槽内穿设有用于转移电池包且可滑动的直线转移板。本发明的路侧能源补给站可方便地利用路侧停车位进行换电，且能够通过路侧能源补给单元的物理状态直观得知是否有电池包可用。

Description

一种路侧能源补给站

技术领域

本发明涉及能源补给站技术领域，尤其涉及一种路侧能源补给站。

背景技术

随着新能源汽车的不断发展，以往的充电桩充电方式已经逐渐无法满足用户的需求，换电车型正在越来越广泛地被应用，通过将车辆底部的电池包进行整体更换，可以在几分钟内完成换电车型的能源补给，大幅提升了新能源车的能源补充速度，并且，随着换电车的普及，电池包的标准正逐步统一。

然而，目前对车辆进行换电的换电站通常设置在专用停车场内，车辆换电需要驶入停车场内，造成换电不方便，且换电站有时没有可用的满电电池包，但缺少对司机的指示，若司机将车开入专用停车场后发现无法换电，再驶出停车场，会浪费大量时间。

发明内容

针对上述缺陷，本发明提供一种路侧能源补给站，可方便地利用路侧停车位进行换电，且能够通过路侧能源补给单元的物理状态直观得知是否有电池包可用。

为了实现本发明的目的，拟采用以下技术：

一种路侧能源补给站，包括阵列设置的多个能源补给单元，能源补给单元包括：

设于路面下的电池包拆装组件，包括若干竖直设置的第一直线机构，其输出轴上端设有载车平台，载车平台上下贯穿地开设有电池包出口，载车平台下端设有四个可移动的L型托盘，第一直线机构一侧还设有移动转动组件，移动转动组件上端设有竖直设置的第二旋转电机，其输出轴上端设有与电池包的固定螺栓匹配的拆装头；

能源补给组件，设于电池包拆装组件一侧的上方，包括主控箱，主控箱侧面贯穿地开设有多个电池口，电池口下端延伸有一对第二T型槽，主控箱一侧设有T型盖仓，主控箱上端设有一对第三旋转电机，其输出轴一端设有L型杆，L型杆长边一端设有护板，第二T型槽内穿设有用于转移电池包且可滑动的直线转移板。

进一步，载车平台一侧面开设有贯通至电池包出口的第一横口，载车平台一侧设有第四直线机构，第四直线机构输出轴一端设有与第一横口匹配的封闭板。

进一步，T型盖仓一端面设有触摸屏，T型盖仓两侧面分别设有多个竖直设置的第九直线机构，第九直线机构输出轴下端设有升降板，T型盖仓侧面被升降板覆盖的位置设有凹槽，凹槽内设有插座，插座内连接有设于T型盖仓内的蓄电池，升降板两侧的下方分别设有栏杆，T型盖仓两侧分别设有水平扶梯，水平扶梯一侧设有单侧扶手。

进一步，能源补给单元还包括设于能源补给组件上的太阳能电池板，太阳能电池板与T型盖仓内的蓄电池电连接。

进一步，直线转移板一端设有与电池口匹配的第一凸板，第一凸板内侧设有与其匹配的第二凸板，直线转移板下端设有齿条，主控箱远离路面的侧面设有多个第四旋转电机，其输出轴一端设有与齿条匹配的齿轮。

本技术方案的有益效果在于：

1、可以直接在路侧停车位边的空间进行改造，实现车辆在路侧直接换电，不需要进入专用停车场内的换电站进行换电，与现有技术相比进一步提高了换电速度。

2、通过由第三旋转电机驱动的L型杆，可直观地指示对应的路侧能源补给单元是否有可用的电池包，若无可用的电池包，L型杆的长边与水平扶梯平行，也就是将载车平台封闭，若有可用的电池包，L型杆的长边与地面垂直，也就是将载车平台打开，司机可以直接通过L型杆的位置，方便地得知是否有可用的电池包，省去了逐个寻找可用的换电站的时间。另外，L型杆将载车平台封闭时，还可以提高安全性，避免在汽车乘员下车时，非机动车从新能源车和能源补给组件之间穿过，撞到车门或乘员。

3、在车辆停到载车平台上后，乘员可统一从右侧下车，乘坐具有单边扶手的水平扶梯，然后使用凹槽内的插座对手机、电脑等个人设备进行充电，满足应急时的充电需求，凹槽内的插座采用由太阳能电池板储能到蓄电池内的电力，提高了能源的清洁度。

4、整个路侧能源补给站与现有换电站相比，结构简单，造价低，更适合普及和大批量建造。

附图说明

图1示出了本申请实施例能源补给单元立体图。

图2示出了本申请实施例路基组件立体图。

图3示出了本申请实施例路基组件剖视立体图。

图4示出了本申请实施例电池包拆装组件、能源补给组件、太阳能电池板立体图。

图5示出了本申请实施例电池包拆装组件立体图。

图6示出了本申请实施例电池包拆装组件局部立体图一。

图7示出了本申请实施例电池包拆装组件局部立体图二，其以不同角度展示了电池包拆装组件局部立体图一同样的部分。

图8示出了本申请实施例电池包拆装组件局部立体图三。

图9示出了本申请实施例电池包拆装组件局部立体图四。

图10示出了本申请实施例电池包拆装组件局部立体图五。

图11示出了本申请实施例能源补给组件立体图一。

图12示出了本申请实施例能源补给组件立体图二。

图13示出了本申请实施例图12的A部分放大图。

图14示出了本申请实施例能源补给组件局部立体图一。

图15示出了本申请实施例能源补给组件局部立体图二。

图16示出了本申请实施例能源补给组件局部立体图三。

图17示出了本申请实施例能源补给组件局部立体图四。

图18示出了本申请实施例能源补给组件局部立体图五。

图19示出了本申请实施例能源补给组件局部立体图六。

图20示出了本申请实施例能源补给组件局部立体图七。

图21示出了本申请实施例能源补给组件局部立体图八。

图22示出了本申请实施例能源补给组件局部立体图九。

图23示出了本申请实施例能源补给组件局部立体图十。

图24示出了本申请实施例整体立体图。

图中标记：

路基组件-1、路基-11、地下腔室-12、通口-13、基座-14、路侧台-15、电机槽-16、第一T型槽-17、电池包拆装组件-2、第一直线机构-21、载车平台-22、电池包出口-221、第一横口-222、第二横口-223、第一竖板-23、第二竖板-231、第二直线机构-24、第三直线机构-241、L型托盘-242、第四直线机构-25、连接板-251、封闭板-252、第五直线机构-26、第六直线机构-261、第一旋转电机-27、侧架-271、滑杆-272、滑动座-273、转板-274、第七直线机构-28、第二旋转电机-29、拆装头-291、能源补给组件-3、主控箱-31、电池口-311、第二T型槽-312、背板-313、T型口-314、侧盖仓-321、外电池口-322、第八直线机构-323、横板-324、防水板-325、T型盖仓-33、触摸屏-331、第九直线机构-332、升降板-333、栏杆-334、座椅-335、水平扶梯-34、第三旋转电机-35、旋转杆-351、L型杆-352、护板-353、缓冲板-354、直线转移板-36、第一凸板-361、第二凸板-362、齿条-363、第四旋转电机-37、齿轮-371、太阳能电池板-4、护栏-5。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步说明。

如图1~图24所示的一种路侧能源补给站，包括路侧的护栏5，以及护栏5内所围的多个能源补给单元。能源补给单元包括路基组件1、电池包拆装组件2、能源补给组件3、太阳能电池板4、控制组件。

如图1~图3、图24所示，路基组件1可对已有路基进行改造而成，路基组件1包括路基11，路基11内开设有地下腔室12，地下腔室12上端开设有贯通至路面的通口13，通口13一侧设有覆盖地下腔室12顶端部分的补给站基座14，基座14两侧设有路侧台15，具体地，路侧台15可以是道路已有的人行道部分，基座14靠近通口13的一端开设有第一T型槽17，第一T型槽17延伸至地下腔室12的一个内端壁，第一T型槽17的下部还向地下腔室12的内端壁内延伸地开设有电机槽16。

如图1、图4~图10、图24所示，电池包拆装组件2设于路面下，电池包拆装组件2包括一对竖直设置的第一直线机构21，第一直线机构21输出轴上端设有载车平台22，载车平台22上下贯穿地开设有电池包出口221，载车平台22一侧面开设有贯通至电池包出口221的第一横口222，且第一横口222贯通至电池包出口221另一侧，成形有第二横口223，载车平台22下端设有一对第一竖板23，第一竖板23下部两侧分别设有第二竖板231，第二竖板231一侧面设有竖直设置的第二直线机构24，第二直线机构24输出轴上端设有第三直线机构241，第三直线机构241输出轴一端设有用于托起电池包的L型托盘242，具体地，一个第一竖板23两侧的一对第三直线机构241输出方向同轴且相反，而各L型托盘242的短边端部均可被移动到车辆的电池包下方的位置，载车平台22一侧设有第四直线机构25，第四直线机构25输出轴一端设有连接板251，连接板251上端设有与第一横口222匹配的封闭板252，具体地，在实际使用时，若下雨后封闭板252上有水，需要等待水蒸发，或由维护人员提前清理积水，一个第一直线机构21一侧还设有第五直线机构26，第五直线机构26同时也在第四直线机构25下方，第五直线机构26输出轴一端设有吊块，吊块下端设有第六直线机构261，第六直线机构261输出轴一端设有竖直设置的第一旋转电机27，第一旋转电机27的一侧设有侧架271，侧架271一端设有滑杆272，电池包拆装组件2还包括滑动座273，滑动座273侧面贯穿地开设有滑槽，滑杆272滑动配合于滑槽，设置滑杆272可使第一旋转电机27在移动时更加平衡，第一旋转电机27输出轴上端设有转板274，转板274一端设有多个竖直设置的第七直线机构28，具体地，第七直线机构28的分布与车辆电池包的固定螺栓分布匹配，第七直线机构28输出轴上端设有竖直设置的第二旋转电机29，第二旋转电机29输出轴上端设有与电池包的固定螺栓匹配的拆装头291，第五直线机构26、第六直线机构261、第一旋转电机27的设置，使得可以调整拆装头291的水平位置以及对拆装头291的排列方向进行转向，只要车辆停在载车平台22上的大致范围内，均可以进行电池包的拆装，并且允许车辆的朝向不与路缘平行。

具体地，第一直线机构21设于地下腔室12内；载车平台22与通口13匹配，载车平台22处于最低状态时，上端面与路面齐平；第四直线机构25设于电机槽16内；连接板251和封闭板252所组成的横截面为T型的结构与第一T型槽17匹配；第五直线机构26设于地下腔室12内的一个支架上。

如图1、图4、图11~图23、图24所示，能源补给组件3具有多种功能，包括对换电式新能源车进行换电、对车辆乘员个人设备进行自助充电，能源补给组件3设于电池包拆装组件2一侧的上方，且位于路面上，具体地，能源补给组件3设于补给站基座14上，能源补给组件3包括主控箱31，主控箱31侧面贯穿地开设有多个电池口311，各电池口311沿竖直方向依次设置，电池口311下端还延伸有一对第二T型槽312，主控箱31远离路面的一侧设有背板313，背板313侧面贯穿地开设有多个与第二T型槽312匹配的T型口314，主控箱31靠近路面的一侧设有侧盖仓321，侧盖仓321外侧面沿竖直方向依次开设有多个外电池口322，侧盖仓321内端壁设有多个竖直设置的第八直线机构323，在本实施例中，第八直线机构323交错设置，有一些设置在侧盖仓321的一内端壁侧面，另一些设置在侧盖仓321另一内端壁侧面，第八直线机构323滑动端设有横板324，横板324一侧设有与外电池口322匹配的防水板325，背板313远离路面的一侧设有T型盖仓33，T型盖仓33一端面设有触摸屏331，T型盖仓33两侧面分别设有多个竖直设置的第九直线机构332，第九直线机构332输出轴下端设有升降板333，T型盖仓33侧面被升降板333覆盖的位置设有凹槽，凹槽内设有可用于对手机、电脑等乘员个人设备充电的插座，插座内连接有设于T型盖仓33内的蓄电池，升降板333两侧的下方分别设有栏杆334，触摸屏331外侧具有一定间隔的位置还设有用于人员休息的座椅335，T型盖仓33两侧分别设有水平扶梯34，水平扶梯34仅在外侧设置单侧扶手，人员乘坐水平扶梯34的中途，可走动至预定的升降板333旁，进行个人设备充电，通过栏杆334可避免摔倒，主控箱31上端设有一对第三旋转电机35，第三旋转电机35输出轴一端设有旋转杆351，旋转杆351一端设有L型杆352，L型杆352长边一端设有护板353，护板353的长度方向与路缘平行，护板353内侧面设有橡胶制成的缓冲板354，具体地，护板353可用于防止人员从左侧下车，引起危险，缓冲板354可进一步阻止人员从左侧下车，作为另一种实施方式，第三旋转电机35也可设置在侧盖仓321上端，第二T型槽312内穿设有直线转移板36，直线转移板36的上端面与电池口311的内底面在同一水平面上，直线转移板36一端设有与电池口311匹配的第一凸板361，第一凸板361内侧预定距离设有与其匹配的第二凸板362，第一凸板361与第二凸板362之间的空间用于放置电池包，直线转移板36下端设有齿条363，具体地，第一凸板361与第二凸板362之间的下方的位置可以不设置齿条363，背板313外侧面设有多个支架，支架下方设有若干第四旋转电机37，第四旋转电机37输出轴一端设有与齿条363匹配的齿轮371。

对于能源补给组件3，主控箱31内各个放置电池包的位置均有与市电网连接的充电插头，通过在内部设置与充电插头连接的直线机构，可在将亏电电池包存放到位后，将充电插头插到电池包上，进行充电。

具体地，通过第三旋转电机35可使L型杆352存在两种状态：第一状态下，L型杆352长边与水平扶梯34平行，具体地，在车辆停靠时，L型杆352的长边可用于阻挡穿行的非机动车，避免在车辆开门时，撞到从车辆和侧盖仓321之间穿过的非机动车；第二状态下，L型杆352长边与地面垂直，如图24的其中一对L型杆352所示。

另外，L型杆352不仅具有提高安全性的作用，还可以通过L型杆352指示能源补给组件3内是否有可用电池包，当能源补给单元内没有车辆时，若没有可用电池包，可使L型杆352处于第一状态，司机可以直观地得知该能源补给单元不可用，而不需要将车开到载车平台22上后，发现没有可用电池包，再将车开出，这样可以节约时间；若有可用电池包，L型杆352处于第二状态，待车辆开到载车平台22上后，再旋转L型杆352。

如图1、图4、图24所示，太阳能电池板4设于能源补给组件3上，太阳能电池板4与T型盖仓33内的蓄电池电连接，通过太阳能发电产生的电力可用于给乘员的手机、电脑等个人设备充电。

控制组件设于主控箱31内，控制组件包括控制器，控制器可采用PLC控制器，用于控制电池包拆装组件2、能源补给组件3，控制器连接有通讯模块，通讯模块用于接收用户指令进行操作，具体地，可以在通讯模块内设置无线网络，用户通过手机连接无线网络，通过配套的app或小程序进行控制，以上方式为本领域技术人员已知技术，故不展开描述。

作为一种实施方式，两个水平扶梯34的运行方向可设置为互相相反，这种情况下，不需要额外进行控制；作为另一种实施方式，两个水平扶梯34的运行方向可设置为同向，初始状态下，运行方向为从载车平台22到座椅335，这样，乘员可以从两台水平扶梯34中的任意一个向座椅335方向移动，换电完成后，乘员可通过手机连接通讯模块的无线网络，进一步通过控制器控制水平扶梯34反向运行，返回车辆。

在本实施例中，第一直线机构21、第四直线机构25、第五直线机构26采用直线液压缸，第二直线机构24、第三直线机构241、第六直线机构261、第七直线机构28、第九直线机构332采用单轴直线气缸，第八直线机构323采用无杆直线气缸。

工作方式：

车辆停在可用的载车平台22上后，通过第三旋转电机35使L型杆352转至第一状态，人员从右侧下车，通过水平扶梯34到座椅335处，具体地，若要对手机、电脑等设备充电，则通过手机连接通讯模块的无线网络，进一步通过控制器控制第九直线机构332将升降板333打开，将设备插入插座进行充电。

具体换电方式如下：

首先通过第四直线机构25移开封闭板252，再通过第五直线机构26、第六直线机构261、第一旋转电机27，调整各拆装头291的位置，使其对准车辆底部电池包的各固定螺栓位置，通过第七直线机构28、第二旋转电机29控制拆装头291，将亏电的电池包从车辆上拆下，通过第五直线机构26、第六直线机构261、第一旋转电机27调整亏电电池包的方向，并使其在上升后能对准电池口311，然后通过第二直线机构24、第三直线机构241控制各L型托盘242承接电池包；

然后第七直线机构28、第二旋转电机29进一步下降，以脱离电池包，此时通过第一直线机构21升起载车平台22，L型托盘242也被同步带动上升，直到亏电电池包升起到具有空位的一个电池口311的位置，且高度略高于电池口311高度，通过该电池口311对应的第八直线机构323升降防水板325，使对应的外电池口322打开，通过该电池口311对应的各第四旋转电机37使齿轮371转动，带动直线转移板36移出，使第一凸板361与第二凸板362之间的空间位于亏电电池包下方，通过第二直线机构24将电池包放在第一凸板361与第二凸板362之间，再升起第二直线机构24，使L型托盘242脱离，通过第四旋转电机37带动直线转移板36将电池包移入主控箱31内，并将主控箱31内的充电插头插入电池包，进行充电；

以此类推，通过第一直线机构21升降载车平台后，以取出亏电电池包相反的类似步骤，将主控箱31内的满电电池包转移到各L型托盘242上，然后通过第二直线机构24升起满电电池包，使其贴紧车辆底部，再通过第一直线机构21降下载车平台22、L型托盘242，然后通过第五直线机构26、第六直线机构261、第一旋转电机27、第二旋转电机29、拆装头291将满电电池包固定在车辆底部。

人员返回车辆，通过第三旋转电机35使L型杆352转至第二状态，车辆驶离。

以上仅为本申请列举的部分实施例，并不用于限制本申请。

Claims

1.一种路侧能源补给站，包括阵列设置的多个能源补给单元，其特征在于，能源补给单元包括：

设于路面下的电池包拆装组件（2），包括若干竖直设置的第一直线机构（21），其输出轴上端设有载车平台（22），载车平台（22）上下贯穿地开设有电池包出口（221），载车平台（22）下端设有四个可移动的L型托盘（242），第一直线机构（21）一侧还设有移动转动组件，移动转动组件上端设有竖直设置的第二旋转电机（29），其输出轴上端设有与电池包的固定螺栓匹配的拆装头（291）；

能源补给组件（3），设于电池包拆装组件（2）一侧的上方，包括主控箱（31），主控箱（31）侧面贯穿地开设有多个电池口（311），电池口（311）下端延伸有一对第二T型槽（312），主控箱（31）一侧设有T型盖仓（33），主控箱（31）上端设有一对第三旋转电机（35），其输出轴一端设有L型杆（352），L型杆（352）长边一端设有护板（353），第二T型槽（312）内穿设有用于转移电池包且可滑动的直线转移板（36）。

2.根据权利要求1所述的路侧能源补给站，其特征在于，载车平台（22）一侧面开设有贯通至电池包出口（221）的第一横口（222），载车平台（22）一侧设有第四直线机构（25），第四直线机构（25）输出轴一端设有与第一横口（222）匹配的封闭板（252）。

3.根据权利要求1所述的路侧能源补给站，其特征在于，载车平台（22）下端设有一对第一竖板（23），其下部两侧分别设有第二竖板（231），第二竖板（231）一侧面设有竖直设置的第二直线机构（24），第二直线机构（24）输出轴上端设有第三直线机构（241），L型托盘（242）设于第三直线机构（241）输出轴一端。

4.根据权利要求1所述的路侧能源补给站，其特征在于，移动转动组件包括第五直线机构（26），其输出轴一端设有第六直线机构（261），第六直线机构（261）输出轴一端设有竖直设置的第一旋转电机（27），第一旋转电机（27）输出轴上端设有转板（274），转板（274）一端设有多个竖直设置的第七直线机构（28），第二旋转电机（29）设于第七直线机构（28）输出轴上端。

5.根据权利要求1所述的路侧能源补给站，其特征在于，主控箱（31）另一侧设有侧盖仓（321），侧盖仓（321）外侧面开设有多个外电池口（322），侧盖仓（321）内端壁设有多个竖直设置的第八直线机构（323），第八直线机构（323）滑动端设有横板（324），横板（324）一侧设有与外电池口（322）匹配的防水板（325）。

6.根据权利要求1所述的路侧能源补给站，其特征在于，主控箱（31）和T型盖仓（33）之间设有背板（313），背板（313）侧面贯穿地开设有多个与第二T型槽（312）匹配的T型口（314）。

7.根据权利要求1所述的路侧能源补给站，其特征在于，T型盖仓（33）一端面设有触摸屏（331），T型盖仓（33）两侧面分别设有多个竖直设置的第九直线机构（332），第九直线机构（332）输出轴下端设有升降板（333），T型盖仓（33）侧面被升降板（333）覆盖的位置设有凹槽，凹槽内设有插座，插座内连接有设于T型盖仓（33）内的蓄电池，升降板（333）两侧的下方分别设有栏杆（334），T型盖仓（33）两侧分别设有水平扶梯（34），水平扶梯（34）一侧设有单侧扶手。

8.根据权利要求7所述的路侧能源补给站，其特征在于，能源补给单元还包括设于能源补给组件（3）上的太阳能电池板（4），其与T型盖仓（33）内的蓄电池电连接。

9.根据权利要求6所述的路侧能源补给站，其特征在于，直线转移板（36）一端设有与电池口（311）匹配的第一凸板（361），第一凸板（361）内侧设有与其匹配的第二凸板（362），直线转移板（36）下端设有齿条（363），主控箱（31）远离路面的侧面设有多个第四旋转电机（37），其输出轴一端设有与齿条（363）匹配的齿轮（371），第四旋转电机（37）设于背板（313）外侧面。