CN117734478A - 一种移动式电池包换电充电装置及方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提出了一种移动式电池包换电充电装置及方法，包括运载组件、电池存放组件和充电排位，电池存放组件其包括多个电池包、防护组件和锁紧组件；其中防护组件包括设置在运载组件上的多个存放工位和监测预警组件，其中存放工位用于放置电池包，并与电池包一一对应；监测预警组件用于对电池包状态监测并在电池包状态异常时发出预警；锁紧组件用于将电池包与运载组件连接；充电排位设置在运载平台上并与多个电池包电连接，在充电排位与外电源接头连接时，可对电池包充电。本实施例可将多个电池包进行运输以供矿区的新能源设备，且运输速度快、精度高，并降低了电池包在运输过程中的损坏和延时运输的风险概率。

Description

一种移动式电池包换电充电装置及方法

技术领域

本申请涉及新能源汽车换电站设备技术领域，尤其涉及一种移动式电池包换电充电装置及方法。

背景技术

随着不可再生资源的消耗、环境的污染等问题，所以新的可再生能源技术的发展和使用成了科技的主要创新方向，在可再生能源中风能、光能已在日益成熟，但是目前的所有能源的利用方式基本还是转化为电能在通过电机等设备转化为机械能的方式驱动机械的运转。近年来对电能存储设备的突破使大量新能源车辆的出现，从最开始的家用轿车到小型货运车辆再到大型货运车辆和大型工程车辆，都在逐渐利用新能源代替化石能源。

矿石资源为重要的资源，其中以数量众多的矿石运输车和矿石挖掘设备为主，由于矿区大多在远离人烟的地方，所以矿区的新能源设备用电需要采用运输的方式将矿区替换下来的电池储能设备运送至电厂附近进行充电，且随着矿区的开采，矿车距离最开始的挖掘点越来越远，所以换电站也与矿车的距离越来越远，而矿区的新能源设备的电池包在运输时，因矿区的地形崎岖，电池包在运输过程中易造成接触短路和磕碰损坏，为保证电池包的运输质量使得电池包的运输速度慢且事故率较高，因此在该背景下如何针对矿区的新能源设备组建速度快、精度高、便携的移动式电池包换电充电装置是亟需解决的技术问题。

发明内容

针对上述现有技术，至少解决上述一种的技术问题，本申请实施例提出一种移动式电池包换电充电装置及方法，可将充满电的电池包运输至目的地避免电池包损坏，降低了电池包在运输过程中的损坏风险；此外通过充电排位的设置可在沿途设置有外电源接头的充电站对电池包进行补电，适用于电池包的长距离输送；且将矿区替换下来的电池储能设备运送至电厂附近，在无需卸载的情况下直接在运载平台上进行充电，在加快矿区电池储能设备的补电速度。

本申请实施例提出了一种移动式电池包换电充电装置及方法，包括

运载组件，其包括运载平台，用于负载和运输电池存放组件；和

所述电池存放组件，其包括多个电池包、防护组件和锁紧组件；其中所述防护组件包括设置在所述运载平台上的多个存放工位和监测预警组件，其中所述存放工位用于放置所述电池包，并与所述电池包一一对应；所述监测预警组件用于对所述电池包状态监测并在所述电池包状态异常时发出预警；所述锁紧组件用于将所述电池包与所述运载平台连接；

充电排位，其设置在所述运载平台上并与多个所述电池包电连接，在所述充电排位与外电源接头连接时，可对所述电池包充电。

在一些实施例中，还包括支撑组件，其包括活动连接在所述运载平台两侧的多个支撑架，用于在所述运载平台停止运行时支撑所述运载平台。

在一些实施例中，所述防护组件还包括顶出组件，所述顶出组件与所述监测预警组件电连接，并在接收到所述监测预警组件发出的预警信号后将所述电池包从所述存放工位中顶出分离。

在一些实施例中，所述监测预警组件包括温度监测器，用于对所述电池包的温度进行监测。

在一些实施例中，所述锁紧组件包括锁头件和锁孔；所述锁头件设置在所述电池包上，所述锁孔设置在所述运载平台上，通过所述锁头件和所述锁孔的配合连接实现所述电池包与所述运载平台的连接和分离。

在一些实施例中，所述锁头件包括气缸、弹簧、滑块和连接杆；其中所述弹簧套设在所述气缸的顶杆外并位于所述气缸与所述滑块之间，所述滑块通过连接杆与所述气缸的顶杆固定连接；所述滑块与所述锁孔插入式连接。

在一些实施例中，所述锁孔包括滑槽；其中所述滑块与所述滑槽滑动连接。

在一些实施例中，所述锁孔还包括导向槽，其中导向槽设置在所述滑槽的入口端，用于导向所述锁头件进入所述滑槽内。

在一些实施例中，所述运载组件还包括电池箱和供电管理装置，其中所述供电管理装置用于控制所述电池箱；所述电池箱驱动所述运载组件。

在一些实施例中，所述顶出组件设置在存放工位上且所述电池包设置在所述顶出组件的上方；所述顶出组件在接收到所述监测预警组件发出的预警信号后向上托举所述电池包，并使得电池包的左右或前后两侧升高的高度不同，将所述电池包与所述存放工位分离。

根据本申请的另一个方面提出了一种移动式电池包换电充电方法，利用上述任一实施例所述的装置进行电池包换电和充电，包括：

电池包换电过程，将每一电池包均通过一个锁紧组件与运载平台连接，监测预警组件对所述电池包状态监测并在所述电池包状态异常时发出预警，将所述电池包运输到指定目的地；

电池包充电过程，利用充电排位与外电源接头连接对位于存放工位上的所述电池包充电。

在一些实施例中，当所述监测预警组件发出预警时，锁头件接收到预警信号后，异常的所述电池包对应的所述锁头件和锁孔解锁；同时顶出组件在接收到预警信号后逐渐升高托举电池包与存放工位分离，并将异常的所述电池包运送到远离其他所述电池包的区域。

本申请相较于相关技术，通过支撑组件使运载组件稳固停放，锁紧组件和防护组件可使多个电池包等间隔排列且可以抱死电池包，使得电池以固定的姿态放置在存放工位上，降低了电池包在运输过程中的损坏风险；此外防护组件还可监控电池包状态并在电池包异常时解决事故，避免问题电池包破坏正常电池包；同时当顶出组件在接收到监测预警组件发出的预警信号后可逐渐升高，并与电池包接触连接后进一步托举电池包升高，最终使得电池包的左右或前后两侧升高的高度不同，且使得电池包由高到低沿着顶出组件滑落，最终实现将电池包与存放工位分离并将电池包运送到远离其他电池包的区域，达到真正意义上的将预警的电池包远离其他电池包的区域。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本申请一个实施例提供的移动式电池包换电充电装置的结构示意图；

图2为本申请一个实施例提供的运载组件；

图3为本申请一个实施例提供的锁紧组件的结构示意图；

图4为本申请一个实施例提供的监测预警组件电控制结构框图；

图5为本申请一个实施例提供的移动式电池包换电充电方法流程图；

附图标记说明：

图中，1、运载组件；2、电池存放组件；3、电池包；4、支撑组件；5、防护组件；6、锁紧组件；7、锁头件；71、气缸；72、弹簧；73、滑块；74、连接杆；8、顶出组件；9、监测预警组件；10、充电排位。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，不是全部的实施例，而并非要限制本申请公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要的混淆本申请公开的概念。基于本申请中的实施例，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例，都应当属于本申请保护的范围。

在附图中示出了根据本申请公开实施例的结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。

下面参照附图1所示描述本申请的实施例，本申请实施例提出了一种移动式电池包换电充电装置及方法，包括运载组件1、电池存放组件2和充电排位10；其中运载组件1运行启动后可移动如图2所示，其包括电池箱、供电管理装置和运载平台；其中电池箱可向运载组件1提供电能并驱动运载组件1，而供电管理装置用于控制电池箱；运载平台上可放置和负载其他装置，例如本实施例中可将电池存放组件2设置在运载平台上，进行运输以供矿区的新能源设备提供速度快、精度高、便携的移动式换电装置。

在本实施中电池存放组件2包括多个电池包3、防护组件5和锁紧组件6；其中防护组件5包括设置在运载平台上的多个用于放置电池包3的存放工位，其中存放工位可理解为电池转运座，存放工位的数量不小于电池包3的数量，将电池包3设置在存放工位上，两者配对使用一一对应，其中电池包3的存放工位的设置用于将电池隔离开来，并使得电池以固定的姿态放置在存放工位上，放止电池包3在运输的过程中磕碰造成漏液或短路风险，降低电池包3在运输过程中的损坏和延时运输的风险概率。而锁紧组件6用于将电池包3与运载平台连接，进一步固定电池包3的位置和运输过程中的运输姿态。

本实施中充电排位10设置在运载平台上并与多个电池包3电连接，在充电排位10与外电源接头连接时可对电池包3充电。充电排位10设置在运载平台上，其中充电排位10可为一个或多个，一个充电排位10可对应多个电池包3，在充电排位10与外电源接头连接时，可对电池包3充电。如图所示充电排位10为多个，且充电排位10与电池包3一一对应，在充电排位10与外电源接头连接时，可对电池包3充电。

在一些实施例中，防护组件5还包括监测预警组件9，监测预警组件9可对所有的电池包3进行同时段监测，其用于对电池包3状态监测并在电池包3状态异常时发出预警。例如监测预警组件9包括温度监测器，温度监测器可用于对电池包3的温度进行监测，在电池包3的温度异常时发出预警进行提醒。

在一些实施例中，防护组件5还包括顶出组件8，顶出组件8与监测预警组件9电连接，并在接收到监测预警组件9发出的预警信号后将电池包3从存放工位中顶出分离。

可知的监测预警组件9对电池包3状态监测并在电池包3状态异常时发出预警时，因电池为危险物品，待工作人员进行救援时需要一定的时间将电池包3与存放工位脱离，因此本实施例中防护组件5还包括顶出组件8，其中顶出装置与监测预警组件9电连接，在监测预警组件9发出预警信号后，顶出装置将电池包3从存放工位中顶出，实现电池包3与存放工位分离，因此本实施例中的防护组件5还可以在其中一部分电池包3发生危险的时候解决事故，避免问题电池包3破坏正常电池包3。

具体的，顶出组件8可理解为剪叉形的举升结构，顶出组件8设置在存放工位上且电池包3设置在顶出组件8的上方；其中电池包3放置在存放工位上后，顶出组件8此时位于电池包3的下方，而当顶出组件8在接收到监测预警组件9发出的预警信号后可逐渐升高，并与电池包3接触连接后进一步托举电池包3升高，最终使得电池包3的左右或前后两侧升高的高度不同，且使得电池包3由高到低沿着顶出组件8滑落，最终实现将电池包3与存放工位分离并将电池包3运送到远离其他电池包3的区域。

在一些实施例中，锁紧组件6包括锁头件7和锁孔；锁头件7设置在电池包3上，锁孔设置在运载组件1上，通过锁头件7和锁孔的配合连接实现电池包3与运载组件1的连接和分离。

具体的如图3所示，每一电池包3上均通过一个锁紧组件6与运载平台连接；其中锁紧组件6包括锁头件7和锁孔，本实施例中通过锁头件7和锁孔的配合实现电池包3与运载平台的连接和分离。示例性的，锁头件7设置在电池包3上包括气缸71、弹簧72、滑块73和连接杆74；其中弹簧72套设在气缸71的顶杆外并位于气缸71的出口和滑块73之间，滑块73通过连接杆74与气缸71的顶杆固定连接；滑块73与锁孔插入式连接；而锁孔设置在运载平台上。因此气缸71可通过连接杆74推动滑块73在锁孔内滑动，当需要将电池包3与运载平台连接时，气缸71的顶杆伸出连接杆74推动滑块73插入锁孔内即可；同理当需要将电池包3与运载平台分离时，气缸71的顶杆收缩，连接杆74拉动滑块73抽离锁孔内即可。因此本实施例中的锁紧装置可以抱死电池包3，避免电池包3在运输的过程中产生松动等问题影响移动式换电装置的运行安全。

此外需要解释的是当气缸71的顶杆伸出连接杆74推动滑块73插入锁孔使得电池包3与运载平台连接时，弹簧72是为压缩状态，即使得电池包3在运输过程中为防止电池包3松动，将连接杆74拉动滑块73抽离锁孔需要克服弹簧72的弹性压力，并使得弹簧72进一步压缩，因此本实施例锁头件7的设置进一步保证了电池包3在运输过程中的稳定性和安全性。

在一些实施例中，锁孔包括滑槽；其中滑块73的体积与滑槽的内径尺寸匹配，滑块73可通过气缸71的顶杆的伸长和收缩在滑槽内滑动，实现电池包3与运载平台方便装卸。

优选的，锁孔还包括导向槽，其中导向槽设置在滑槽的入口端，用于导向锁头件7进入滑槽内，即当将电池包3放置到运载平台上时，随着电池包3的向下运动，导向槽可初步纠正电池包3的位置，使锁头件7和锁孔初步对接，并在气缸71的顶杆伸出时将滑块73快速导入滑槽，实现电池包3与运载平台的快速连接。

在一些实施例中，还包括支撑组件4，其包括活动连接在运载组件1两侧的多个支撑架，用于在运载组件1停止运行时支撑运载组件1。

具体的如图1所示，多个支撑架活动连接在运载平台的两侧，且支撑架均等间隔排列，例如支撑架均铰接设置在运载平台上可以在需要的时候下放，不需要使用的时候收缩折叠，避免支撑架占用空间，且可知的收缩折叠起来的支撑架不影响运载组件1行驶。

根据本申请的另一个方面提出了一种移动式电池包换电充电方法如图5所示，利用上述任一实施例所述的装置进行电池包换电和充电，包括：

S1电池包换电过程，将每一电池包均通过一个锁紧组件与运载平台连接，监测预警组件对电池包状态监测并在电池包状态异常时发出预警，将电池包运输到指定目的地；

S2电池包充电过程，利用充电排位与外电源接头连接对位于存放工位上的电池包充电。

其中本实施例中一种移动式电池包换电充电装置及方法的运行原理如图4所示：将电池包3放置到运载平台上时，随着电池包3的向下运动，导向槽可初步纠正电池包3的位置，使锁头件7和锁孔初步对接，并在气缸71的顶杆伸出时将滑块73快速导入滑槽，实现电池包3与运载平台的快速连接，且此时位于气缸71的出口和滑块73之间的弹簧72是为压缩状态，而电池包3放置在存放工位上进行位置固定；当监测预警组件9对电池包3状态监测并在电池包3状态异常时发出预警时，锁头件7接收到监测预警组件9发出的预警信号后，锁头件7和锁孔解锁；同时顶出组件8在接收到监测预警组件9发出的预警信号后可逐渐升高，并与解锁后的电池包3接触连接后进一步托举电池包3升高，最终实现将电池包3与存放工位分离并将电池包3运送到远离其他电池包3的区域。

此外，通过充电排位10的设置可在沿途设置有外电源接头的充电站对电池包3进行补电，适用于电池包3的长距离输送；且将矿区替换下来的电池储能设备运送至电厂附近，在无需卸载的情况下直接在运载平台上进行充电，在加快矿区电池储能设备的补电速度。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

尽管已经示出和描述了本申请的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (12)

1.一种移动式电池包换电充电装置及方法，其特征在于，包括

运载组件，其包括运载平台，用于负载和运输电池存放组件；

所述电池存放组件，其包括多个电池包、防护组件和锁紧组件；其中所述防护组件包括设置在所述运载平台上的多个存放工位和监测预警组件，其中所述存放工位用于放置所述电池包，并与所述电池包一一对应；所述监测预警组件用于对所述电池包状态监测并在所述电池包状态异常时发出预警；所述锁紧组件用于将所述电池包与所述运载平台连接；以及

充电排位，其设置在所述运载平台上并与多个所述电池包电连接，在所述充电排位与外电源接头连接时，可对所述电池包充电。

2.根据权利要求1中所述的移动式电池包换电充电装置，其特征在于，还包括支撑组件，其包括活动连接在所述运载平台两侧的多个支撑架，用于在所述运载平台停止运行时支撑所述运载平台。

3.根据权利要求2中所述的移动式电池包换电充电装置，其特征在于，所述防护组件还包括顶出组件，所述顶出组件与所述监测预警组件电连接，并在接收到所述监测预警组件发出的预警信号后将所述电池包从所述存放工位中顶出分离。

4.根据权利要求1所述的移动式电池包换电充电装置，其特征在于，所述监测预警组件包括温度监测器，用于对所述电池包的温度进行监测。

5.根据权利要求1-4任一所述的移动式电池包换电充电装置，其特征在于，所述锁紧组件包括锁头件和锁孔；所述锁头件设置在所述电池包上，所述锁孔设置在所述运载平台上，通过所述锁头件和所述锁孔的配合连接实现所述电池包与所述运载平台的连接和分离。

6.根据权利要求5所述的移动式电池包换电充电装置，其特征在于，所述锁头件包括气缸、弹簧、滑块和连接杆；其中所述弹簧套设在所述气缸的顶杆外并位于所述气缸与所述滑块之间，所述滑块通过连接杆与所述气缸的顶杆固定连接；所述滑块与所述锁孔插入式连接。

7.根据权利要求6中所述的移动式电池包换电充电装置，其特征在于，所述锁孔包括滑槽；其中所述滑块与所述滑槽滑动连接。

8.根据权利要求7中所述的移动式电池包换电充电装置，其特征在于，所述锁孔还包括导向槽，其中导向槽设置在所述滑槽的入口端，用于导向所述锁头件进入所述滑槽内。

9.根据权利要求4中所述的移动式电池包换电充电装置，其特征在于，所述运载组件还包括电池箱和供电管理装置，其中所述供电管理装置用于控制所述电池箱；所述电池箱驱动所述运载组件。

10.根据权利要求3中所述的移动式电池包换电充电装置，其特征在于，所述顶出组件设置在存放工位上且所述电池包设置在所述顶出组件的上方；所述顶出组件在接收到所述监测预警组件发出的预警信号后向上托举所述电池包，并使得电池包的左右或前后两侧升高的高度不同，将所述电池包与所述存放工位分离。

11.一种移动式电池包换电充电方法，其特征在于，利用权利要求1-10中任一所述的装置进行电池包换电和充电，包括：

电池包换电过程，将每一电池包均通过一个锁紧组件与运载平台连接，监测预警组件对所述电池包状态监测并在所述电池包状态异常时发出预警，将所述电池包运输到指定目的地；

电池包充电过程，利用充电排位与外电源接头连接对位于存放工位上的所述电池包充电。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，当所述监测预警组件发出预警时，锁头件接收到预警信号后，异常的所述电池包对应的所述锁头件和锁孔解锁；同时顶出组件在接收到预警信号后逐渐升高托举电池包与存放工位分离，并将异常的所述电池包运送到远离其他所述电池包的区域。