CN210760327U - 模块化的换电站 - Google Patents

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马永跃
李楠
丁习坤
刘俊
田小涛
袁春萍
丁艳领
朱江涛
卢雷明
林海岩
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Nio Co Ltd
Shanghai Nio Automobile Co Ltd
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Nio Co Ltd
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
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    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors

Abstract

本申请公开了一种模块化的换电站。所述换电站包括若干个区域模块,所述区域模块包括:电池区,所述电池区包括使电池沿横向放置的第一仓位和使电池沿纵向放置的第二仓位;作业区,所述作业区具有定位车辆的车辆平台以及对电池进行改向使得电池沿所述横向或所述纵向定位的移动台。模块化的系统提供了高度的灵活性。

Description

模块化的换电站
技术领域
本申请属于换电服务领域,具体说涉及一种模块化的换电站。
背景技术
随着技术发展,电动汽车正越来越受到人们的欢迎。目前,电动汽车有充电和换电两种方式来进行能源补充从而为车辆提供动力。就其中的换电方式而言,电动汽车上加载着电池,当电池电量较低时,需为电动汽车更换电量较充足的电池。换电站用于电池的更换。现有一种建筑物式的换电站,该换电站与外界隔开,车辆在其中进行换电作业。换电站是一套复杂的系统,换电站内除了设置为车辆提供更换电池服务的设施外,还需要增加商业性的如增强客户体验的辅助设施以及维持换电站的运作的配套设施等。由于这些设施都集成于换电站内,因此如何对换电站内的空间进行规划和合理布局是课题。另外,以较低的成本效率来实现大量换电站的构建也是一大挑战。
实用新型内容
本申请要解决的问题的一个方面是提供一种换电站,该换电站是一种模块化的并且至少集成有换电功能的换电站。
本申请涉及的换电站,其包括若干个区域模块,所述区域模块包括:
电池区,所述电池区包括使电池沿横向放置的第一仓位和使电池沿纵向放置的第二仓位;
作业区,所述作业区具有定位车辆的车辆平台以及对电池进行改向使得电池沿所述横向或所述纵向定位的移动台。
在上述换电站中,其中还包括方便人员进出的操纵区,所述操纵区沿所述横向连接于所述作业区的一侧,所述作业区的另一侧连接所述电池区。
在上述换电站中,所述换电站构建为单层建筑物,所述区域模块还包括休息区和展示区,所述休息区和展示区邻接于所述操纵区的另一侧。
在上述换电站中,所述换电站构建为多层建筑物,所述区域模块还包括休息区和展示区,所述操纵区进一步被分为监视换电作业的第一子区和为换电作业提供支持服务的第二子区,所述休息区和所述展示区中的至少一者和/或所述第二子区与所述第一子区布置在不同的层面中。
在上述换电站中,所述休息区、所述展示区和所述第二子区设置于所述电池区、所述作业区和所述第一子区的上层,其中所述第一子区和所述第二子区连通。
在上述换电站中,所述电池区具有移动电池到对应仓位或者从所述对应仓位移动电池的接驳台,所述接驳台设置于所述第一仓位和所述第二仓位的内部或者位于所述第一仓位和所述第二仓位的外部。
在上述换电站中,所述操纵区具有能移动到所述移动台的手动电池运输装置。
在上述换电站中,所述电池区具有能移动到所述移动台的定向电池运输装置。
在上述换电站中,所述作业区设置有所述手动电池运输装置或所述定向电池运输装置在其上移动的轨道。
在上述换电站中,所述移动台设置在所述作业区的中央并且构造为转台,所述轨道的一部分设置于所述转台上。
在上述换电站中,所述车辆平台构造为至少移动车辆到所述手动电池运输装置在车辆下能够通过的高度的升降台。
本申请涉及的换电站具有多个区域模块,并且这些区域模块之间彼此拼接。这种模块化的系统不昂贵并且提供了高度的灵活性,允许电动汽车上不同定向电池的更换,并且在不需要额外设计的情况下多个区域模块可以变化地组合以构建多种换电站,这些换电站能提供一整套换电服务,同时具有不相同的空间内部。应该知道,模块越多,模块的组合形式也越多,并且可以进一步扩大换电站的功能。
如果电动汽车的电池为纵向定向,不适合存储横向放置电池的第一仓位,则可以从存储纵向放置电池的第二仓位取出或移入电池。或者当无法利用对应方向的仓位时,如电动汽车的电池为纵向定向,但存储纵向电池的第二仓位无法利用时,通过移动台,将电池改向为沿横向方向。
在这里,“横向”和“纵向”属于平面方位概念,特别是指一个平面内交叉的横向方向和纵向方向。也可以理解为,“横向”为车辆的车宽方向,即Y向;“纵向”为车辆的长度或行进方向,即X向。
应该认识到,本申请涉及的电池区可以包括多个不同的第一仓位,例如这些以横向方向存放电池的第一仓位各自的数量或结构等是不同的。还应该认识到,本申请涉及的电池区可以包括多个不同的第二仓位,例如这些以纵向方向存放电池的第二仓位各自的数量或结构等是不同的。例如,接驳台相对于仓位的位置可以在仓位的内部,也可以在仓位的外部一侧,接驳台的位置不同使得仓位可以具有多种结构。
本申请涉及的换电站具有换电、售后、体验和展示等多个功能。这些不同的功能通过设置在多个区域模块内的不同设施来实现。
本申请涉及的换电站可以提供自动更换电池和/或手动更换电池的服务,其中手动换电所使用到的电池运输装置寄存在操纵区内。
本申请涉及的换电站可以是单层建筑物,其中各区域模块在一个平面上布置和扩展。本申请涉及的换电站可以是多层建筑物,其中至少一个区域模块搭建在其他区域模块的上层,以形成立体式的换电站空间。
在这里,“高度方向”和前述的“横向”和“纵向”构成三维空间内的三个方向,“高度方向”还可以理解为车辆的高度方向,即Z向。
通过以下参考附图的详细说明,本申请的其他方面和特征变得明显。但是应当知道,该附图仅仅为解释的目的设计,而不是作为本申请的范围的限定,这是因为其应当参考附加的权利要求。还应当知道,附图仅仅意图概念地说明此处描述的结构和流程,除非另外指出,不必要依比例绘制附图。
附图说明
结合附图参阅以下具体实施方式的详细说明,将更加充分地理解本申请,附图中同样的参考附图标记始终指代视图中同样的元件。其中:
图1为本申请涉及的换电站的第一种实施例的示意图;
图2为本申请涉及的电池区的一种实施例的示意图;
图3为本申请涉及的换电站的第二种实施例的示意图;
图4a-4b为本申请涉及的换电站的第三种实施例的示意图,其中图4a示出了换电站,图4b示出了手动小车与轨道的配合;
图5为本申请涉及的换电站的第四种实施例的示意图;
图6a-6b为本申请涉及的换电站的第五种实施例的示意图,其中图6a示出了以正视角度观察到的换电站,图6b示出了以轴测角度观察到的换电站。
具体实施方式
为帮助本领域的技术人员能够确切地理解本申请要求保护的主题,下面结合附图详细描述本申请的具体实施方式。
图1示出了本申请涉及的换电站的第一个实施例。该换电站包括作业区110、第一电池区120和第二电池区130。其中第一电池区具有第一仓位122,第一仓位122存放以横向放置的电池。第二电池区具有第二仓位132,第二仓位132存放以纵向放置的电池。任何一个仓位可以进一步由一个或数个电池架构成,这些电池架可被分为能够存放经充电的电池的电池架和/或存放从车辆上取下的亏点电池的电池架。
第一电池区120和第二电池区130依次布置并且位于作业区110的一侧上。作业区110为进行换电作业的区域,包括车辆平台111和移动台112。车辆平台111用于定位车辆,车辆在该平台上可以沿各个方向进行定位。在图示实施例中,车辆平台111具有举升装置,如图示出的臂114,其可以将车辆抬到离地面较高的高度上。移动台112设置在车辆平台111的中央并且用于定位电池。移动台112可以对电池进行改向以将电池定位在横向方向上或纵向方向上。由图可见,作业区110内还设置有轨道113以连接电池区,用于在作业区110和电池区之间运输电池。轨道的一部分设置在移动台112上,移动台112构造为转台。当移动台112转动到其上的所述轨道的一部分与作业区110上的其他轨道拼接为完整的轨道时,移动台上的电池可以经由轨道运输到电池仓中。
应该可以想到,作业区可以仅与第一电池区拼接,也可以仅与第二电池区拼接,还可以与第一电池区和第二电池区的组合拼接。第一电池区和第二电池区各自可以设置为区域模块,第一电池区和第二电池区之间可以拼接。在上述实施例中,第一仓位在第一电池区中,第二仓位在第二电池区中。当然,在同一个电池区内设置第一仓位和第二仓位也是可行的。另外,第一电池区中可设置多个第一仓位,第二电池区中可设置多个第二仓位。
更换电池服务包括拆卸电池和安装电池。在拆卸电池过程中,当车辆上的亏电电池为横向电池时,该电池取下后被送入第一仓位122中。如果第一仓位122已满仓,也可以在亏电电池拆下后旋转移动台,将亏电电池的方向改向为纵向方向,并送入第二仓位132中。同理,当车辆上的亏电电池为纵向电池时,该电池取下后被送入第二仓位132中。也可以在亏电电池拆下后旋转移动台,将亏电电池的方向改向为横向方向,并送入第一仓位122中。
在安装电池过程中,第一仓位122的横向电池可以用于横向地安装电池的车辆。第一仓位122的横向电池也可以在到达作业区110后,通过移动台112的转动,改为纵向电池,并且以此方向安装到车辆上。第二仓位132的纵向电池可以用于纵向地安装电池的车辆。第二仓位122的纵向电池也可以在到达作业区110后,通过移动台112的转动,改为横向电池,并且以此方向安装到车辆上。
图2示出了电池区的另一种实施例。其中第一电池区120的第一仓位122和第二电池区130的第二仓位132都各具有两个电池架124(134),该两个电池架的中间为接驳台(未示出),用于将电池送入电池架内或从电池架取出电池。该电池区还设置了第三电池区160,该电池区内设置有第二仓位132,不同的是接驳台161没有设置在仓位内部,而是在仓位的外部一侧上。对于这种形式的电池仓位,通过移动接驳台到指定的仓位下来做相应的电池操作。第三电池区与第二电池区拼接。
图3示出了换电站的第二个实施例。在这种实施例中,增加了一个区域模块,即换电站包括作业区210、第一电池区220和操纵区240,其中第一电池区220内设置有沿横向放置电池的第一仓位222,其中接驳台(未示出)位于第一仓位222中。虽然未示出沿纵向放置电池的第二电池区和接驳台设置在仓位外部的第三电池区,可以想到在电池区区域可以包括全部或部分这些电池区。操纵区240是一个与其他前述两个区域功能不同的独立的区域模块,在图示实施例中,其用于对作业区210内的换电作业进行监视、管理和控制。操纵区240内可以设置后台设备,如维持整个换电站运行的电气设备、网络设备、控制设备、工具箱等。操纵区240方便人员往来于作业区210。工作人员可以经由操纵区240来到作业区210,驾驶员可以在作业区210驻车后,从作业区210进入到操纵区240。操纵区240设置于作业区210的一侧,第一电池区220设置于作业区210的另一侧。
操纵区240也可以与作业区330、未示出的第二电池区和第三电池区进行组合和拼接。
图4a示出了换电站的第三个实施例。该换电站包括多个区域模块,即作业区330、电池区(在图示实施例中为第三电池区360)和操纵区340。第三电池区360拼接在作业区330的一侧,操纵区340拼接在作业区330的另一侧。第三电池区360内布置有第二仓位332,第二仓位332存放沿纵向放置电池的电池,并且具有四个电池架,每两个电池架布置在一起,接驳台331设置在这四个电池架之间。
在图示实施例中,设置有用于运输电池的自动小车333和手动小车341。自动小车333可以是RGV小车,其运行在延伸于第三电池区360和作业区330之间的轨道上,由此可以在接驳台331和作业区330之间往来。自动小车333的运行轨迹是恒定的。手动小车341可以是AGV小车,其运行轨迹是不定的,并且可以手动操作。手动小车341可以寄存在操纵区内,可以由工作人员将其推到作业区330内进行作业。手动小车341可以设置成既可以自由移动也可以定向移动。如图4b所示,其车轮设置为与轨道313配合。手动小车341移动到作业区处时,可以被推入轨道从而移动到车辆下。在此实施例的换电站中,兼容了自动换电和手动换电两种模式。当自动换电模式无法执行时,如自动小车333发生故障或电池不能从车上拆下时,可切换到手动换电模式,由工作人员将手动小车341送入作业区内,并进行换电作业。另外,手动小车341具有比自动小车333较高的高度尺寸,因此车辆平台可构造成升降台具有足够的高度,从而可以将车辆抬升到手动小车341能移动到车辆底部的高度。
图5示出了换电站的第四个实施例。在图示实施例中,再增加了一个区域模块,即换电站包括作业区410、第一电池区420、操纵区440和休息和展示区450,其中第一电池区220内设置有沿横向放置电池的第一仓位422,其中接驳台(未示出)位于第一仓位422中。虽然未示出沿纵向放置电池的第二电池区和接驳台设置在仓位外部的第三电池区,可以想到在电池区区域可以包括全部或部分这些电池区。此换电站也兼容了自动换电和手动换电两种模式。手动小车441停留在操纵区440内。休息和展示区450作用于为驾驶员提供服务和商业服务,例如休息、产品展示和宣传等。驾驶员从车上下来后,可以穿过操纵区来到休息和展示区450。
操纵区440也可以与作业区410、未示出的第二电池区和第三电池区进行组合和拼接。
在图示实施例中,换电站为平面式结构,即几个区域模块在一个平面上扩展开,使得换电站为单层建筑物。
图6a示出了换电站的第五个实施例中。在图示实施例中,操纵区和休息和展示区分别进行了进一步的拆分。操纵区被拆成能对换电作业进行监视和停放手动小车(如有的话)的第一子区542和设置提供其他后台服务的设施的第二子区543。休息和展示区被拆成休息区542和展示区552。由此,换电站包括如下区域模块:第二电池区530、作业区510、第一子区542、第二子区543、休息区551和展示区552。可以想到在电池区区域还可以增加其他几个前述的电池区。另外,换电站为双层的立体结构。第一子区542、作业区510和第二电池区530在底层,第二子区543、休息区551和展示区552在上层,其中第一子区542和第二子区543是连通的,如图6b所示,通过在两个子区之间架设楼梯544来实现,因此驾驶员或工作人员可以来到二层,为了清楚示意,展示区552未被示出。
应该可以想到,因为换电站被模块化,这六个区域模块可以以其他方式组合,如休息区551和展示区552互换位置。未示出的第一电池区和第三电池区也可以加入图示的换电站进行重新组合和拼接。
还可以想到,换电站不限于二层,如将二层内的其中一个区域模块搭建在其他区域模块之上以形成更多层的换电站结构。
由此可以想到,一个或数个作业区、一个或数个电池区、一个或数个提供换电作业后台服务的操纵区、一个或数个为驾驶员提供休息服务以及其他商业服务的区可以组合出多种内部结构不同的换电站。
根据本申请的设计思想的换电站可以用于电池安装方向不同的车辆的换电。而且,该换电站具有平面和立体两种布局。因此,适用于建立在高速公路服务站、停车场或商业中心等多个地址。
虽然已详细地示出并描述了本申请的具体实施例以说明本申请的原理,但应理解的是,本申请可以其它方式实施而不脱离这样的原理。

Claims (12)

1.一种模块化的换电站,其特征是包括若干个区域模块,所述区域模块包括:
电池区,所述电池区包括使电池沿横向放置的第一仓位和使电池沿纵向放置的第二仓位;
作业区,所述作业区具有定位车辆的车辆平台以及对电池进行改向使得电池沿所述横向或所述纵向定位的移动台。
2.根据权利要求1所述的换电站,其特征是:所述换电站还包括人员可进出的操纵区,其中所述操纵区沿所述横向连接于所述作业区的一侧,所述作业区的另一侧连接所述电池区。
3.根据权利要求2所述的换电站,其特征是:所述换电站构建为单层建筑物,所述区域模块还包括休息区和展示区,所述休息区和展示区依次邻接于所述操纵区的另一侧。
4.根据权利要求2所述的换电站,其特征是:所述换电站构建为多层建筑物,所述区域模块还包括休息区和展示区,所述操纵区进一步被分为监视换电作业的第一子区和为换电作业提供支持服务的第二子区,所述休息区和所述展示区中的至少一者和/或所述第二子区与所述第一子区布置在不同的层面中。
5.根据权利要求4所述的换电站,其特征是:所述休息区、所述展示和所述第二子区设置于所述电池区、所述作业区和所述第一子区的上层,其中所述第一子区和所述第二子区连通。
6.根据权利要求1或2所述的换电站,其特征是:所述电池区具有移动电池到对应仓位或者从所述对应仓位移动电池的接驳台,所述接驳台设置于所述第一仓位和所述第二仓位的内部或者位于所述第一仓位和所述第二仓位的外部。
7.根据权利要求2所述的换电站,其特征是:所述操纵区具有能移动到所述移动台的手动电池运输装置。
8.根据权利要求1所述的换电站,其特征是:所述电池区具有能移动到所述移动台的定向电池运输装置。
9.根据权利要求7所述的换电站,其特征是:所述作业区设置有所述手动电池运输装置在其上移动的轨道。
10.根据权利要求8所述的换电站,其特征是:所述作业区设置有所述定向电池运输装置在其上移动的轨道。
11.根据权利要求9或10所述的换电站,其特征是:所述移动台设置在所述作业区的中央并且构造为转台,所述轨道的一部分设置于所述转台上。
12.根据权利要求7所述的换电站,其特征是:所述车辆平台构造为至少移动车辆到所述手动电池运输装置在车辆下能够通过的高度的升降台。
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