CN117325813A - 换电站和阵列式换电站 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种换电站和阵列式换电站，换电站包括充电架、电池转运设备、载车平台和换电设备；在垂直于车辆的行车方向上，换电站依次设置充电架、电池转运设备和载车平台；换电设备在电池转运设备和载车平台之间输送电池。换电设备能够在电池转动设备和载车平台之间输送电池，从而将充电架上的充电完成的电池，经电池转运设备取出，并通过换电设备移动至载车平台处；或者，将车辆上拆卸下来的亏电电池，经换电设备移动至电池转运设备，再通过电池转运设备存放至充电架内，从而实现车辆上电池的更换。另外，充电架、电池转运设备和载车平台在垂直于车辆的行车方向上布置，布局更加合理，使得电池包更换效率更高。

Description

换电站和阵列式换电站

本申请要求申请日为2022年7月1日的中国专利申请2022107756122的优先权。本申请引用上述中国专利申请的全文。

技术领域

本发明涉及一种换电站和阵列式换电站。

背景技术

近几年来，由于石油资源日益紧张，环保概念被大力宣传并且环保意识普遍得到提升。由此，新能源汽车发展迅速，依靠蓄电池作为驱动能源的电动车辆，具有零排放，噪声小的优势，随着电动汽车的市场占有率和使用频率也越来越高，其中，换电车型由于能够快速换电，用于为换电车型的电动汽车提供电池更换场所的换电站也越来越普及。

现有技术中的换电站内部的设备可能存在布局不合理，导致换电站的占地面积较大，建造的条件和成本都比较高；并且现有的换电站通常需要举升汽车进行换电，换电过程较为麻烦且具有一定的安全隐患、换电的效率也比较低；当换电站建在车流量少、换电站运营压力小的区域，换电站内部的设备可能存在过剩，导致换电资源浪费的情形。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中换电站换电工位较少，换电工位的布局不合理，整体效率较低的缺陷，提供一种换电站和阵列式换电站。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种换电站，所述换电站包括充电架、电池转运设备、载车平台和换电设备；

在垂直于车辆的行车方向上，所述换电站依次设置所述充电架、所述电池转运设备和所述载车平台；所述换电设备在所述电池转运设备和所述载车平台之间输送电池。

在本方案中，载车平台能够供车辆停靠，充电架能够为亏电电池进行充电，电池转运设备能够对充电架上的电池进行取放，换电设备能够在电池转动设备和载车平台之间输送电池，从而将充电架上的充电完成的电池，经电池转运设备取出，并通过换电设备移动至载车平台处；或者，将车辆上拆卸下来的亏电电池，经换电设备移动至电池转运设备，再通过电池转运设备存放至充电架内，从而实现车辆上电池的更换。另外，充电架、电池转运设备和载车平台在垂直于车辆的行车方向上布置，布局更加合理，能够减少电池包更换过程中换电设备的移动距离，使得电池包更换效率更高。

较佳地，所述换电站包括地基，所述充电架、所述电池转运设备和若干个所述载车平台均设置在所述地基上。

在本方案中，地基对充电架、电池转运设备和载车平台起到了承载及固定作用。地基为充电架、电池转运设备和载车平台提供了安装空间，便于充电架、电池转运设备和载车平台的安装及固定。在地基上同时设置移动通道、电池转运设备安装区和载车平台安装区，使得换电设备、电池转运设备和载车平台能够集成到地基上，方便换电站的批量化生产，缩短建站周期，降低建站成本。

较佳地，所述地基包括：

移动通道，所述移动通道用于所述换电设备沿水平方向移动；

充电架安装区，所述充电架设置于所述充电架安装区，所述充电架安装区设置于所述移动通道的一侧；

电池转运设备安装区，所述电池转运设备设置于所述电池转运设备安装区，所述电池转运设备安装区设置于所述移动通道的一侧。

在本方案中，换电设备可在地基中沿移动通道进行移动，移动轨迹不会发生偏离。充电架安装区用于设置充电架；电池转运设备安装区用于设置电池转运设备，便于充电架和电池转运设备的安装。上述设置布局合理，且充电架和电池转运设备的设置不会干涉换电设备的移动，且便于电池在换电设备和电池转运装置之间的搬运，从而简化换电站的布局，便于换电站的建造。

较佳地，所述地基还包括载车平台安装区，所述载车平台安装区向下凹陷，所述载车平台安装于所述载车平台安装区时，所述载车平台的表面不超出所述地基。

在本方案中，车辆驶入载车平台时不会受到干涉，或者不需要设置额外的上下车辆行驶坡面，便于换电站的设置，同时方便车辆通行，提高了用户体验。下凹的结构还能够对载车平台起到在地基上快速定位的作用，提高安装效率，而且不用单独在地基上设置定位结构，降低成本。凹陷的结构还能够对载车平台进一步起到限位的作用。

较佳地，沿垂直于车辆的行车方向上，所述充电架安装区、所述电池转运设备安装区和所述载车平台安装区相连通。

在本方案中，车辆停靠在载车平台后，通过换电设备拆下亏电电池，通过电池转运设备将亏电电池搬运至充电架进行充电，同时电池转运设备将满电电池搬运至换电设备，通过换电设备将满电电池安装到车辆上。充电架安装区、电池转运设备安装区和载车平台安装区相连通，能够便于电池转运设备对电池进行搬运，有利于换电站的工作效率。

较佳地，在所述地基中，所述载车平台安装区的深度小于所述电池转运设备安装区的深度。

在本方案中，上述设置使得载车平台能够安装在地基上，不会陷入移动通道内。不需要进行举升换电设备，就能够实现电池在换电设备和电池转运设备之间的搬运，有利于换电设备的工作效率。

较佳地，所述载车平台包括电池更换口，

所述电池更换口在垂直于车辆的行车方向上的长度超过车辆的左右车轮的内侧距离；

和/或，所述电池更换口在所述车辆的行车方向上的长度超过前后车轮内侧距离。

在本方案中，通过使电池更换口在两个维度方向上的长度分别大于前后车轮以及左右车轮的内侧距离，使得电池更换的空间更为充足，降低了电池更换的难度，且可允许电动车辆采用更大体积的电池包，通过这种载车平台的设计，电池更换过程变得更加方便和快捷，为电动车辆的使用和维护提供了更大的灵活性和便利性。

较佳地，所述载车平台包括移动门和移动门驱动装置，移动门安装于所述电池更换口处，用于关闭或者打开所述电池更换口；所述移动门驱动装置与所述移动门连接并用于驱动所述移动门的移动；

所述移动门驱动装置包括水平驱动装置和/或竖直驱动装置，所述竖直驱动装置驱动所述移动门沿竖直方向移动，所述水平驱动装置驱动所述移动门沿水平方向移动。

在本方案中，移动门可以沿竖直方向和水平方向分别移动，这两种驱动装置可以根据实际情况灵活应用，移动门的打开或者关闭更为灵活，提高了系统的适用性和可靠性。

较佳地，所述移动门驱动装置包括第一液压缸和第一液压缸，所述第一液压缸套设于所述第一液压缸。

在本方案中，采用液压缸提供动力，易于控制，并且可以进行无极调速，具有过载保护功能，与机械传动相比，移动门驱动装置的布置更为灵活，并且结构简单，驱动力大，相比其他驱动装置成本更低。第一液压缸套设于第一液压缸，能够提升驱动门驱动装置的行程，并减小占用空间，可以在有限的空间内实现更大范围的水平移动，提高设备的适应性和效率。

较佳地，所述换电设备包括下部框架，所述换电设备还包括长度调节机构和/或宽度调节机构；

所述长度调节机构用于带动所述下部框架沿车辆行车方向移动；

所述宽度调节机构用于调节所述下部框架在垂直于车辆的行车方向上的宽度。

在本方案中，通过设置长度调节结构和宽度调节结构，提高了换电设备在长度方向和宽度方向上的位置调整范围和定位精度，可以适配更多的车型和更多规格的电池包，通用性更好。

较佳地，所述下部框架包括沿水平位移方向间隔设置第一框架和第二框架；所述宽度调节机构设置在所述第一框架和所述第二框架的间隔处，所述宽度调节机构包括两个分别与所述第一框架和所述第二框架连接的输出端，所述宽度调节机构通过所述输出端带动所述第一框架和所述第二框架移动。

在本方案中，将下部框架分为间隔分布的第一框架和第二框架，能够减小空间占用，结构更为紧凑，并且为宽度调节机构提供了安装空间。通过宽度调节机构可以控制第一框架和第二框架之间的间隔距离，进而可以匹配适配更多的车型和更多规格的电池包，通用性更广。

较佳地，所述换电设备包括所述上部框架，所述上部框架包括设置在所述第一框架上部的第三框架和设置在所述第二框架上部的第四框架。

在本方案中，上述设置使得上部框架的分布于下部框架分布相匹配，空间利用率高。

较佳地，所述换电设备还包括液压油箱和/或电控装置，所述液压油箱和/或所述电控装置设置在所述下部框架的同一侧。

在本方案中，液压油箱和/或电控装置设置下部框架的同一侧，只需占用一侧的空间，结构紧凑，空间利用率高。

一种阵列式换电站，所述阵列式换电站包括若干个上述的换电站；

每个所述换电站包括充电模块和载车平台；在垂直于车辆的行车方向上，所述充电模块设置于所述载车平台的一侧；所述充电模块包括充电架和电池转运设备。

在本方案中，载车平台能够供车辆停靠，充电架能够为亏电电池进行充电，电池转运设备能够对充电架上的电池进行取放，换电设备能够在电池转动设备和载车平台之间输送电池，从而将充电架上的充电完成的电池，经电池转运设备取出，并通过换电设备移动至载车平台处；或者，将车辆上拆卸下来的亏电电池，经换电设备移动至电池转运设备，再通过电池转运设备存放至充电架内，从而实现车辆上电池的更换。另外，充电架、电池转运设备和载车平台在垂直于车辆的行车方向上布置，能够减少电池包更换过程中的移动距离，电池包更换效率更高，布局更加合理。通过设置若干个换电站，增加换电的工位，能够容纳更多的车辆同时进行换电，从而提升阵列式换电站的换电效率。

较佳地，在车辆的行车方向上，所述阵列式换电站包括若干个平行设置的所述换电站。

在本方案中，上述布局规整，方便车辆停靠在载车平台并进行换电，车辆换电过程更为有序，换电站的充电架、电池转运设备、载车平台和换电设备之间不容易产生干涉，有利于换电站的合理布局。

较佳地，所述载车平台包括移动门和电池更换口，所述移动门安装于所述电池更换口处，用于关闭或者打开所述电池更换口；

所述移动门包括的相对可分离的第一移动部和第二移动部，所述第一移动部和所述第二移动部在垂直于车辆的行车方向沿相反方向水平移动，将电池更换口打开或者关闭。

在本方案中，移动门的第一移动部和第二移动部相对可分离，降低了单块移动门的尺寸，使其更加轻便、灵活，同时也降低了单块移动门的开闭行程，减小了对移动门支撑和驱动的要求，提高了移动门的使用寿命和可靠性。另外，移动门的分体设置，使得维护和更换变得更加容易和方便，可以降低维护和更换的成本和时间，提高了整个系统的可维护性和可靠性。当换电站在车辆的行车方向上平行设置时，在车辆的行车方向上相邻的两个换电站的载车平台的移动门之间不会发生干涉，能够同时打开或者关闭，使得换电站在车辆的行车方向上的规格更小，有利于多个换电站紧凑设置，空间利用率高。

较佳地，所述换电站包括地基，所述地基包括移动通道，所述移动通道用于所述换电设备沿水平方向移动，多个所述换电站的所述地基的所述移动通道平行设置。

在本方案中，多个移动通道平行设置，对车辆行车方向上占据空间小，当换电站在车辆的行车方向上平行设置时，使得阵列式换电站在车辆的行车方向上的规格更小，优化阵列式换电站的布局，有利于减少占地面积，空间利用率高。

较佳地，沿垂直于车辆的行车方向上，两个相对设置的所述换电站的所述地基的所述移动通道相连通。

在本方案中，移动通道用于换电设备沿水平方向移动，通过上述设置，两个相对设置的换电站能够共用换电设备，从而降低换电站的制造成本。

较佳地，所述换电站包括箱体，所述充电模块被容纳于所述箱体内。

在本方案中，箱体为充电模块起到了保护作用，充电模块不会受到外部恶劣环境的影响，如在雨雪天气，仍能正常工作，有利于换电站的运营，并且大大减少了换电站的维护成本，提高了充电模块的使用寿命。

较佳地，沿行车方向或垂直于行车方向上，任意相邻载车平台的间距或载车平台与充电模块的间距大于预设间隙，以使任意载车平台上的车辆驶出或驶入。

在本方案中，位于载车平台上的车辆与前后方的车辆距离以及左右充电模块、车辆的距离可以满足该车辆直接开出来，不需要来回调整车辆的位置。

本发明的积极进步效果在于：载车平台能够供车辆停靠，充电架能够为亏电电池进行充电，电池转运设备能够对充电架上的电池进行取放，换电设备能够在电池转动设备和载车平台之间输送电池，从而将充电架上的充电完成的电池，经电池转运设备取出，并通过换电设备移动至载车平台处；或者，将车辆上拆卸下来的亏电电池，经换电设备移动至电池转运设备，再通过电池转运设备存放至充电架内，从而实现车辆上电池的更换。另外，充电架、电池转运设备和载车平台在垂直于车辆的行车方向上布置，布局更加合理，能够减少电池包更换过程中换电设备的移动距离，使得电池包更换效率更高。

附图说明

图1为本发明实施例1的换电站的结构示意图。

图2为本发明实施例1的换电站的地基的结构示意图(一)。

图3为本发明实施例1的换电站的地基的结构示意图(二)。

图4为本发明实施例1的换电站的地基的结构示意图(三)。

图5为本发明实施例1的换电站的载车平台的上部结构示意图。

图6为本发明实施例1的换电站的载车平台的底部结构示意图。

图7为本发明实施例1的换电站的载车平台的局部结构示意图。

图8为本发明实施例1的换电站的换电设备的结构示意图。

图9为本发明实施例1的换电站的换电设备的局部结构示意图。

图10为本发明实施例1的换电站的换电设备的局部结构示意图。

图11为本发明实施例1的换电站的换电设备的局部结构示意图。

图12为本发明实施例2的阵列式换电站的结构示意图。

图13为本发明实施例2的一种阵列式换电站的结构示意图(一)。

图14为本发明实施例2的一种阵列式换电站的结构示意图(二)。

图15为本发明实施例2的一种阵列式换电站的结构示意图(三)。

图16为本发明实施例2的一种阵列式换电站的结构示意图(四)。

载车平台100

电池更换口110

移动门130

第一移动部131

第二移动部132

水平驱动装置133

第一液压缸1331

第二液压缸1332

竖直驱动装置134

换电设备200

下部框架230

第一框架231

第二框架232

上部框架240

第三框架241

第四框架242

长度调节机构250

第二长度调节机构252

液压缸2521

第二长度连接部2523

宽度调节机构260

液压缸261

伸缩杆262

连接传动件263

液压油箱270

电控装置280

地基300

充电架安装区320

电池转运设备安装区330

载车平台安装区340

换电站400

充电架410

电池转运设备420

车辆500

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例1

本实施例提供一种换电站400，换电站400包括充电架410、电池转运设备420、载车平台100和换电设备200；在垂直于车辆500的行车方向L上，换电站400依次设置充电架410、电池转运设备420和载车平台100；换电设备200在电池转运设备420和载车平台100之间输送电池。

载车平台100能够供车辆500停靠，充电架410能够为亏电电池进行充电，电池转运设备420能够对充电架410上的电池进行取放，换电设备200能够在电池转动设备和载车平台100之间输送电池，从而将充电架410上的充电完成的电池，经电池转运设备420取出，并通过换电设备200移动至载车平台100处；或者，将车辆500上拆卸下来的亏电电池，经换电设备200移动至电池转运设备420，再通过电池转运设备420存放至充电架410内，从而实现车辆500上电池的更换。另外，充电架410、电池转运设备420和载车平台100在垂直于车辆500的行车方向L上布置，布局更加合理，能够减少电池包更换过程中换电设备200的移动距离，使得电池包更换效率更高。

作为一种较佳的实施方式，如图2-图4所示，换电站400包括地基300，充电架410、电池转运设备420和若干个载车平台100均设置在地基300上。地基300对充电架410、电池转运设备420和载车平台100起到了承载及固定作用。地基300为充电架410、电池转运设备420和载车平台100提供了安装空间，便于充电架410、电池转运设备420和载车平台100的安装及固定。在地基300上同时设置移动通道、电池转运设备安装区330和载车平台安装区340，使得换电设备200、电池转运设备420和载车平台100能够集成到地基300上，方便换电站400的批量化生产，缩短建站周期，降低建站成本。

在具体实施时，地基300采用预制件制成，不仅有利于减低地基300的制造成本，而且，地基300安装更为方便。

作为优选的实施方式，地基300全部位于地面以下。地基300不占用地面以上的空间，不会与地面上的车辆500及行人发生干涉，换电过程中的用户体验更佳。进一步地，地基300的上表面与地面持平，载车平台100的上表面与地基300的上表面持平，不需要设置额外的坡面使得车辆500能够驶入载车平台100，简化了换电站400的结构。

作为优选的实施方式，地基300在竖直方向上的至少一部分位于地面以下，地基300部分位于地面以下，能够减少换电站400建造的施工量。

作为优选的实施方式，地基300全部位于地面以上，地基300全部位移地面以上，无需在地下进行施工，建造较为方便。

作为一种较佳的实施方式，如图2-4所示，地基300包括：移动通道，移动通道用于换电设备200沿水平方向移动；充电架安装区320，充电架410设置于充电架安装区320，充电架安装区320设置于移动通道的一侧；电池转运设备安装区330，电池转运设备420设置于电池转运设备安装区330，电池转运设备安装区330设置于移动通道的一侧。

换电设备200可在地基300中沿移动通道进行移动，移动轨迹不会发生偏离。充电架安装区320用于设置充电架410；电池转运设备安装区330用于设置电池转运设备420，便于充电架410和电池转运设备420的安装。上述设置布局合理，且充电架410和电池转运设备420的设置不会干涉换电设备200的移动，且便于电池在换电设备200和电池转运装置之间的搬运，从而简化换电站400的布局，便于换电站400的建造。

作为一种较佳的实施方式，如图2-图4所示，地基300还包括载车平台安装区340，载车平台安装区340向下凹陷，载车平台100安装于载车平台安装区340时，载车平台100的表面不超出地基300。

车辆500驶入载车平台100时不会受到干涉，或者不需要设置额外的上下车辆500行驶坡面，便于换电站400的设置，同时方便车辆500通行，提高了用户体验。下凹的结构还能够对载车平台100起到在地基300上快速定位的作用，提高安装效率，而且不用单独在地基300上设置定位结构，降低成本。凹陷的结构还能够对载车平台100进一步起到限位的作用。

作为一种较佳的实施方式，如图2-4所示，沿垂直于车辆500的行车方向L上，充电架安装区320、电池转运设备安装区330和载车平台安装区340相连通。

车辆500停靠在载车平台100后，通过换电设备200拆下亏电电池，通过电池转运设备420将亏电电池搬运至充电架410进行充电，同时电池转运设备420将满电电池搬运至换电设备200，通过换电设备200将满电电池安装到车辆500上。充电架安装区320、电池转运设备安装区330和载车平台安装区340相连通，能够便于电池转运设备420对电池进行搬运，有利于换电站400的工作效率；并且在建造换电站400时能够对充电架安装区320、电池转运设备安装区330和载车平台安装区340进行统一设置，便于地基300的建造。

具体地，地基300中可以设置有两个载车平台安装区340，如图3所示，两个载车平台安装区340相互独立；或者，如图4所示，两个载车平台安装区340所处的地基300的连通通道相连通。

作为一种较佳的实施方式，如图2-图4所示，在地基300中，载车平台安装区340的深度小于电池转运设备安装区330的深度。

上述设置使得载车平台100能够安装在地基300上，不会陷入移动通道内。当换电设备200从载车平台100的下方对车辆500进行换电时，相应地，换电设备200在载车平台100的下方移动。通过上述设置，在不需要进行举升换电设备200的情况下，就能够实现电池在换电设备200和电池转运设备420之间的搬运，有利于换电设备200的工作效率。

作为一种较佳的实施方式，如图5和图6所示，载车平台100包括电池更换口110，电池更换口110在垂直于车辆500的行车方向L上的长度超过车辆500的左右车轮的内侧距离；和/或，电池更换口110在车辆500的行车方向L上的长度超过前后车轮内侧距离。

通过使电池更换口110在两个维度方向上的长度分别大于前后车轮以及左右车轮的内侧距离，使得电池更换的空间更为充足，降低了电池更换的难度，且可允许电动车辆500采用更大体积的电池包，通过这种载车平台100的设计，电池更换过程变得更加方便和快捷，为电动车辆500的使用和维护提供了更大的灵活性和便利性。

在其他可替代的实施例中，电池更换口110也可以在一个维度方向上大于车轮的内侧距离，即仅在垂直于行车方向L上的长度超过左右车轮的内侧距离，或者，仅在行车方向L上的长度超过前后车轮内侧距离。具体地，电池更换口110的尺寸大于所需更换的电池包的尺寸。通过使电池包更换口大于电池包，从而使电池包可以通过电池更换口110。

作为一种较佳的实施方式，如图5和图6所示，载车平台100包括移动门130、移动门130驱动装置，移动门130安装于电池更换口110处，用于关闭或者打开电池更换口110；移动门130驱动装置与移动门130连接并用于驱动移动门130的移动；移动门130驱动装置包括水平驱动装置133和/或竖直驱动装置134，竖直驱动装置134驱动移动门130沿竖直方向移动，水平驱动装置133驱动移动门130沿水平方向移动。

移动门130可以沿竖直方向和水平方向分别移动，这两种驱动装置可以根据实际情况灵活应用，移动门130的打开或者关闭更为灵活，提高了系统的适用性和可靠性。

作为一种较佳的实施方式，如图7所示，移动门130驱动装置包括第一液压缸1331和第二液压缸1332，第二液压缸1332套设于第一液压缸1331。

采用液压缸提供动力，易于控制，并且可以进行无极调速，具有过载保护功能，与机械传动相比，移动门130驱动装置的布置更为灵活，并且结构简单，驱动力大，相比其他驱动装置成本更低。第二液压缸1332套设于第一液压缸1331，能够提升驱动门驱动装置的行程，并减小占用空间，可以在有限的空间内实现更大范围的水平移动，提高设备的适应性和效率。

作为一种较佳的实施方式，如图8-图11所示，换电设备200包括下部框架230，换电设备200还包括长度调节机构250和/或宽度调节机构260；长度调节机构250用于带动下部框架230沿车辆500行车方向L移动；宽度调节机构260用于调节下部框架230在垂直于车辆500的行车方向L上的宽度。

通过设置长度调节结构和宽度调节结构，提高了换电设备200在长度方向和宽度方向上的位置调整范围和定位精度，可以适配更多的车型和更多规格的电池包，通用性更好。

作为一种较佳的实施方式，如图8和图9所示，下部框架230包括沿水平位移方向间隔设置第一框架231和第二框架232；宽度调节机构260设置在第一框架231和第二框架232的间隔处，宽度调节机构260包括两个分别与第一框架231和第二框架232连接的输出端，宽度调节机构260通过输出端带动第一框架231和第二框架232移动。

将下部框架230分为间隔分布的第一框架231和第二框架232，能够减小空间占用，结构更为紧凑，并且为宽度调节机构260提供了安装空间。通过宽度调节机构260可以控制第一框架231和第二框架232之间的间隔距离，进而可以匹配适配更多的车型和更多规格的电池包，通用性更广。

具体地，宽度调节机构260也采用液压驱动，宽度调节机构包括液压缸261和设置在液压缸261的伸缩杆262，伸缩杆262的端部与第一框架231和第二框架232分别连接形成两输出端，液压缸261可在电控装置280控制下与液压油箱270连通或者封闭，以使伸缩杆262伸出液压缸261或收入液压缸261并带动两输出端运动。

本实施例中，液压缸261和伸缩杆262设置于第一框架231和第二框架232之间，且沿行车方向L设置。伸缩杆262的端部分别连接；两个连接传动件263，连接传动件263一端与第一框架231和第二框架232转动连接，另一端则与伸缩杆262转动连接。连接传动件263与第一框架231和第二框架232连接的一端为输出端。连接传动件263为刚性，使得伸缩杆262直线运动时，连接传动件263被带动运动同时发生旋转，拉动第一框架231和第二框架232靠近宽度调节机构260或远离宽度调节机构260，实现与换电设备200的移动路径相同的直线运动，从而调节宽度。而第一框架231和第二框架232均是滑动设置在固定于换电设备200上的导轨来对其移动进行导向的，该导轨的铺设方向与换电设备200的行动路径相同。

在其他实施例中，宽度调节机构260也可被设置为一个液压缸两端均设置有伸缩杆，并分别与第一框架231和第二框架232连接。这种方案中液压缸和伸缩杆则需要沿换电设备的行驶方向设置。比起该方案来说，本实施例通过连接传动件263，仅需要一个伸缩杆即可实现两端移动的效果，结构更为简单可靠，且将宽度调节机构和长度调节机构同向设置，也可方便液压管路的连接。

宽度调节机构260采用液压缸261提供动力，易于控制，并且可以进行无极调速，具有过载保护功能，与机械传动相比，宽度调节机构260的布置更为灵活，并且结构简单，驱动力大，相比其他驱动装置成本更低。

作为一种较佳的实施方式，换电设备200包括上部框架240，上部框架240包括设置在第一框架231上部的第三框架241和设置在第二框架232上部的第四框架242。

上述设置使得上部框架240的分布于下部框架230分布相匹配，空间利用率高。

在本实施例中，第三框架241和第四框架242随第一框架231和第二框架232同步移动；第三框架241和第四框架242在进行宽度调节时，也跟随第一框架231和第二框架232同步调节，仅需要设置一个宽度调节机构260即可实现四个框架的宽度调整。第三框架241和第四框架242无需单独设置宽度调节机构260，结构更为紧凑，并且有利于降低成本。

具体地，长度调节机构包括第一长度调节机构以及第二长度调节机构252，其中，第一长度调节机构分别与第一框架231和第二框架232连接，第一长度调节机构带动第一框架231和第二框架232移动；第二长度调节机构252分别与第三框架241和第四框架242连接，第二长度调节机构252带动第三框架241和第四框架242移动。

第一长度调节机构与第二长度调节机构252独立设置，分别对下部框架和上部框架的长度进行调控，相互之间不会影响，更为灵活，且可以增大换电设备的长度调节范围。

第一长度调节机构设置在换电设备200上，其包括一个活动平台、第一长度驱动单元、第一长度导轨组成，活动平台被第一长度驱动单元驱动进而可以在第一长度导轨上活动。第一长度导轨固定于换电设备200上并沿行车方向L设置。第一框架231和第二框架232均固定于该活动平台上并可随着活动平台的移动而移动。这种设置的优势在于仅需要一个第一长度驱动单元即可同时驱动第一框架231和第二框架232运动。

在其他实施例中，第一长度调节机构还可以为其他形式，如采用两个驱动单元，分别与第一框架231和第二框架232连接分别驱动其运动的形式。

本实施例中，第二长度调节机构252则有两个，分别与第三框架241和第四框架242连接。其中，两个第二长度调节机构252分别设置于第一框架231和第二框架232，其具有第二长度驱动单元和第二长度连接部2523，第二长度驱动单元可以驱动第二长度连接部2523沿行车方向L运动，两第二长度连接部2523分别与第三框架241和第四框架242连接。

本实施例中，长度调节机构可以采用液压驱动。具体地，第一长度驱动单元和第二长度驱动单元均为液压驱动单元，第一长度驱动单元包括液压缸和伸缩杆，伸缩杆则通过一个固定件连接活动平台并间接连接第一框架231和第二框架232。第二长度驱动单元包括液压缸2521和伸缩杆，伸缩杆通过第二长度连接部2523与第三平台241和第四平台242连接。

采用液压缸提供动力，易于控制，并且可以进行无极调速，具有过载保护功能，布置更为灵活，并且结构简单，驱动力大，相比其他驱动装置成本更低。

作为一种较佳的实施方式，换电设备200还包括液压油箱270和/或电控装置280，液压油箱270和/或电控装置280设置在下部框架230的同一侧。

液压油箱270和/或电控装置280设置下部框架230的同一侧，只需占用一侧的空间，结构紧凑，空间利用率高。

实施例2

本实施例提供一种阵列式换电站400，如图1-图16所示，阵列式换电站400包括若干个上述的换电站400；每个换电站400包括充电模块和载车平台100；在垂直于车辆500的行车方向L上，充电模块设置于载车平台100的一侧；充电模块包括充电架410和电池转运设备420。

载车平台100能够供车辆500停靠，充电架410能够为亏电电池进行充电，电池转运设备420能够对充电架410上的电池进行取放，换电设备200能够在电池转动设备和载车平台100之间输送电池，从而将充电架410上的充电完成的电池，经电池转运设备420取出，并通过换电设备200移动至载车平台100处；或者，将车辆500上拆卸下来的亏电电池，经换电设备200移动至电池转运设备420，再通过电池转运设备420存放至充电架410内，从而实现车辆500上电池的更换。另外，充电架410、电池转运设备420和载车平台100在垂直于车辆500的行车方向L上布置，能够减少电池包更换过程中的移动距离，电池包更换效率更高，布局更加合理。通过设置若干个换电站400，增加换电的工位，能够容纳更多的车辆500同时进行换电，从而提升阵列式换电站400的换电效率。

沿行车方向L或垂直于行车方向L上，任意相邻载车平台的间距或载车平台与充电模块的间距大于预设间隙，以使任意载车平台上的车辆驶出或驶入。

作为一种较佳的实施方式，如图13-图16所示，在车辆500的行车方向L上，阵列式换电站400包括若干个平行设置的换电站400。

上述布局规整，方便车辆500停靠在载车平台100并进行换电，车辆500换电过程更为有序，换电站400的充电架410、电池转运设备420、载车平台100和换电设备200之间不容易产生干涉，有利于换电站400的合理布局。

在具体实施时，若干个的换电站400的充电架410和电池转运设备420在车辆500的行驶方向上对齐，简化阵列式换电站400的布局，便于对阵列式换电站400进行维护。

作为一种较佳的实施方式，如图5、图6和图14所示，载车平台100包括移动门130和电池更换口110，移动门130安装于电池更换口110处，用于关闭或者打开电池更换口110；移动门130包括的相对可分离的第一移动部131和第二移动部132，第一移动部131和第二移动部132在垂直于车辆500的行车方向L沿相反方向水平移动，将电池更换口110打开或者关闭。

移动门130的第一移动部131和第二移动部132相对可分离，降低了单块移动门130的尺寸，使其更加轻便、灵活，同时也降低了单块移动门130的开闭行程，减小了对移动门130支撑和驱动的要求，提高了移动门130的使用寿命和可靠性。另外，移动门130的分体设置，使得维护和更换变得更加容易和方便，可以降低维护和更换的成本和时间，提高了整个系统的可维护性和可靠性。当换电站400在车辆500的行车方向L上平行设置时，单块移动门130的开闭行程减小，在车辆500的行车方向L上相邻的两个换电站400的载车平台100的移动门130之间不会发生干涉，能够同时打开或者关闭，使得换电站400在车辆500的行车方向L上的规格更小，有利于多个换电站400紧凑设置，空间利用率高。

作为一种较佳的实施方式，如图4所示，换电站400包括地基300，地基300包括移动通道，移动通道用于换电设备200沿水平方向移动，多个换电站400的地基300的移动通道平行设置。

多个移动通道平行设置，对车辆500行车方向L上占据空间小，当换电站400在车辆500的行车方向L上平行设置时，使得阵列式换电站400在车辆500的行车方向L上的规格更小，优化阵列式换电站400的布局，有利于减少占地面积，空间利用率高。

作为一种较佳的实施方式，如图4所示，沿垂直于车辆500的行车方向L上，两个相对设置的换电站400的地基300的移动通道相连通。

移动通道用于换电设备200沿水平方向移动，通过上述设置，换电设备200能够在两个相对设置的换电站400的地基300的移动通道内移动，两个相对设置的换电站400能够共用换电设备200，特别是在运营压力小的区域，能够降低换电站400的制造成本。

在其他可替代的实施例中，如图3所示，沿垂直于车辆500的行车方向L上，两个相对设置的换电站400的地基300的移动通道也可以独立设置。

作为一种较佳的实施方式，换电站400包括箱体，充电模块被容纳于箱体内。

箱体为充电模块起到了保护作用，充电模块不会受到外部恶劣环境的影响，如在雨雪天气，仍能正常工作，有利于换电站400的运营，并且大大减少了换电站400的维护成本，提高了充电模块的使用寿命。

具体地，箱体的数量为两个，位于行车方向L两侧的充电模块分别位于两个箱体内，同一侧的多个充电模块位于同一箱体内，结构简单，便于施工。当然，在其他实施例中，箱体的数量也可以为一个，两侧的所述充电模块可以同时被容纳于同一个大的箱体内，箱体上开设供车辆500行驶进出的开口。

作为一种较佳的实施方式，沿行车方向L或垂直于行车方向L上，任意相邻载车平台100的间距或载车平台100与充电模块的间距大于预设间隙，以使任意载车平台上的车辆驶出或驶入。

位于载车平台100上的车辆500与前后方的车辆500距离以及左右充电模块、车辆500的距离可以满足该车辆500直接开出来，不需要来回调整车辆500的位置。

在具体实施时，如图13和图14所示，沿行车方向L，相邻的载车平台100处于同一直线上，阵列式换电站400的载车平台100的分布规整，车辆500可以有序进出载车平台100进行电池的更换；或者，如图15和图16所示，至少两个在行车方向L上相邻设置的换电站400的载车平台100错位布置，沿行车方向L上，相邻两个载车平台100的两个前端或两个后端的距离小于单个载车平台100的前、后端长度。通过错位布置，可以极大的节约空间，布局紧凑，在有限的空间里可以设置更多的换电工位，并且，沿行车方向L上前后设置的载车平台100上停的车辆500之间通行不互不干扰，车辆500通行顺畅。沿行车方向L上，相邻的两个载车平台100之间设有备用车道，以供载车平台100上的车辆驶入或驶出，备用车道的宽度大于车辆的宽度。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种换电站，其特征在于，所述换电站包括充电架、电池转运设备、载车平台和换电设备；

在垂直于车辆的行车方向上，所述换电站依次设置所述充电架、所述电池转运设备和所述载车平台；所述换电设备在所述电池转运设备和所述载车平台之间输送电池。

2.如权利要求1所述的换电站，其特征在于，所述换电站包括地基，所述充电架、所述电池转运设备和若干个所述载车平台均设置在所述地基上。

3.如权利要求2所述的换电站，其特征在于，所述地基包括：

移动通道，所述移动通道用于所述换电设备沿水平方向移动；

充电架安装区，所述充电架设置于所述充电架安装区，所述充电架安装区设置于所述移动通道的一侧；

电池转运设备安装区，所述电池转运设备设置于所述电池转运设备安装区，所述电池转运设备安装区设置于所述移动通道的一侧；

优选地，所述地基还包括载车平台安装区，所述载车平台安装区向下凹陷，所述载车平台安装于所述载车平台安装区时，所述载车平台的表面不超出所述地基；

优选地，沿垂直于车辆的行车方向上，所述充电架安装区、所述电池转运设备安装区和所述载车平台安装区相连通；

和/或，所述载车平台安装区的深度小于所述电池转运设备安装区的深度。

4.如权利要求1-3中任意一项所述的换电站，其特征在于，所述载车平台包括电池更换口，

所述电池更换口在垂直于车辆的行车方向上的长度超过车辆的左右车轮的内侧距离；

和/或，所述电池更换口在所述车辆的行车方向上的长度超过前后车轮内侧距离。

5.如权利要求4所述的换电站，其特征在于，所述载车平台包括移动门和移动门驱动装置，移动门安装于所述电池更换口处，用于关闭或者打开所述电池更换口；所述移动门驱动装置与所述移动门连接并用于驱动所述移动门的移动；

所述移动门驱动装置包括水平驱动装置和/或竖直驱动装置，所述竖直驱动装置驱动所述移动门沿竖直方向移动，所述水平驱动装置驱动所述移动门沿水平方向移动；

优选地，所述移动门驱动装置包括第一液压缸和第一液压缸，所述第一液压缸套设于所述第一液压缸。

6.如权利要求1-5中任意一项所述的换电站，其特征在于，所述换电设备包括下部框架，所述换电设备还包括长度调节机构和/或宽度调节机构；

所述长度调节机构用于带动所述下部框架沿车辆行车方向移动；

所述宽度调节机构用于调节所述下部框架在垂直于车辆的行车方向上的宽度；

优选地，所述下部框架包括沿水平位移方向间隔设置第一框架和第二框架；所述宽度调节机构设置在所述第一框架和所述第二框架的间隔处，所述宽度调节机构包括两个分别与所述第一框架和所述第二框架连接的输出端，所述宽度调节机构通过所述输出端带动所述第一框架和所述第二框架移动；

优选地，所述换电设备包括上部框架，所述上部框架包括设置在所述第一框架上部的第三框架和设置在所述第二框架上部的第四框架；

和/或，所述换电设备还包括液压油箱和/或电控装置，所述液压油箱和/或所述电控装置设置在所述下部框架的同一侧。

7.一种阵列式换电站，其特征在于，所述阵列式换电站包括若干个如权利要求1-6中任一项所述的换电站；

每个所述换电站包括充电模块和载车平台；在垂直于车辆的行车方向上，所述充电模块设置于所述载车平台的一侧；所述充电模块包括充电架和电池转运设备。

8.如权利要求7所述的阵列式换电站，其特征在于，在车辆的行车方向上，所述阵列式换电站包括若干个平行设置的所述换电站；

和/或，所述换电站包括箱体，所述充电模块被容纳于所述箱体内；

和/或，沿行车方向或垂直于行车方向上，任意相邻载车平台的间距或载车平台与充电模块的间距大于预设间隙，以使任意载车平台上的车辆驶出或驶入。

9.如权利要求7所述的阵列式换电站，其特征在于，所述载车平台包括移动门和电池更换口，所述移动门安装于所述电池更换口处，用于关闭或者打开所述电池更换口；

所述移动门包括的相对可分离的第一移动部和第二移动部，所述第一移动部和所述第二移动部在垂直于车辆的行车方向沿相反方向水平移动，将电池更换口打开或者关闭。

10.如权利要求9所述的阵列式换电站，其特征在于，所述换电站包括地基，所述地基包括移动通道，所述移动通道用于所述换电设备沿水平方向移动，多个所述换电站的所述地基的所述移动通道平行设置；

优选地，沿垂直于车辆的行车方向上，两个相对设置的所述换电站的所述地基的所述移动通道相连通。