CN211995242U - 换电站 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种换电站，其包括换电室、充电室和至少一个用于更换电动汽车上电池包的换电机器人，所述充电室和所述换电室均位于所述换电机器人的同一侧，且所述充电室设置于所述换电室的上方。本实用新型的换电站，通过将充电室设置于换电室的上方，有效降低了换电站整体占地面积。同时，充电室和换电室均设置于换电机器人的同一侧，使得换电机器人无需旋转动作就实现电池包的更换操作，从而实现换电站的总体复杂度降低。

Description

换电站

技术领域

本实用新型涉及一种换电站。

背景技术

汽车尾气的排放仍然是环境污染问题的重要因素，为了治理汽车尾气，人们研制出了天然汽车、氢燃料汽车、太阳能汽车和电动汽车以替代燃油型汽车，而其中最具有应用前景的是电动汽车。

目前的电动汽车主要包括直充式和快换式两种。直充式目前主要使用在一些小型车，例如，出租车和家用轿车等。作为直充式的电动车，目前采用的是利用在地面建设的充电桩来堆车辆进行充电。可是充电桩不仅不便于管理，而且随着电动车日益普及，难以实现集中对电动车进行充电管理。

快换式需要通过借助于换电站才能实现电池快速更换。目前，换电站包括换电室和充电室，换电室和充电室分别设置在换电机器人的两侧，电动汽车停放在换电室内进行换电，换电机器人穿梭于换电室与充电室之间，通过换电机器人上的旋转机构使得换电室与电动汽车之间电池包的安装、拆卸来实现更换电池包操作。

但是，在换电站建设方面，换电站需要安装布置换电室和充电室，使得换电站整体布局方案单工位占地面积大，所产生的土地租用成本越高，对地形要求也更高。同时，换电机器人需要旋转动作来实现电池包的安装、拆卸的更换操作，造成换电站总体复杂度提高。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有换电站整体布局占地面积大，需要旋转动作来实现电池包的更换操作，造成换电站总体复杂度提高的缺陷，提供一种换电站。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种换电站，其特点在于，其包括换电室、充电室和至少一个用于更换电动汽车上电池包的换电机器人，所述充电室和所述换电室均位于所述换电机器人的同一侧，且所述充电室设置于所述换电室的上方。

在本方案中，采用上述结构形式，通过将充电室设置于换电室的上方，有效降低了换电站整体占地面积。

另外，充电室和换电室均设置于换电机器人的同一侧，使得换电机器人无需旋转动作就实现电池包的更换操作，从而实现换电站的总体复杂度降低。

较佳地，所述换电室内设有车辆定位装置，所述车辆定位装置用于限定所述电动汽车在进行电池包更换时的位置。

在本方案中，采用上述结构形式，通过车辆定位装置用于固定电动汽车，从而实现电动汽车在更换电池包时的位置，大大提高了换电站的稳定可靠性。

较佳地，所述车辆定位装置包括举升机构，所述举升机构设置于所述电动汽车的下方并用于向上举升所述电动汽车。

在本方案中，采用上述结构形式，通过举升机构将对电动汽车实现在竖直方向进行定位，将电动汽车定位成刚体，有效防止了电动汽车在更换电池包的过程中造成车身偏移倾斜影响换电，大大提高了换电站的稳定可靠性。

较佳地，所述换电站还包括解锁机构，所述解锁机构设置在所述举升机构上；

或者，所述解锁机构设置于所述换电机器人上。

较佳地，所述车辆定位装置包括车轮定位机构，所述车轮定位机构设置于所述电动汽车的下方并用于摆正定位所述电动汽车的车轮。

在本方案中，采用上述结构形式，通过车轮定位机构用于对电动汽车的车轮进行导向摆正，从而使得车轮在驶入换电室内沿预设路线移动，在预设路线到位之后，将对电动汽车的车轮实现夹紧定位。实现电动汽车的精确定位，有效限定了电动汽车在水平方向上产生偏移错位现象，大大提高了换电站的稳定可靠性。

较佳地，所述车轮定位机构的数量为多个，多个所述车轮定位机构分别用于定位夹紧所述电动汽车的车轮。

在本方案中，采用上述结构形式，通过多个车轮定位机构将有效加强了对电动汽车的车轮实现夹紧定位，有效防止了电动汽车在水平方向上产生偏移错位现象，进一步提高了换电站的稳定可靠性。

较佳地，所述换电室内还设有行车平台，所述行车平台位于所述充电室的下方，所述行车平台用于供所述电动汽车驶入驶出。

较佳地，所述换电站还包括举升机构，所述举升机构设置于所述行车平台上并用于向上举升所述电动汽车；

和/或，所述换电站还包括车轮定位机构，所述车轮定位机构设置于所述行车平台上并用于摆正定位所述电动汽车的车轮。

在本方案中，采用上述结构形式，安装使用都非常方便，且便于运输和维护。

较佳地，所述充电室包括充电机仓和充电架仓，所述充电机仓和所述充电架仓均连接于所述换电室的顶部，所述充电架仓用于放置电池包，所述充电机仓用于放置电池包充电机模组。

较佳地，所述换电室还包括仓支架，所述仓支架的底端用于安装在待支撑面上，所述充电室连接于所述仓支架的顶端。

在本方案中，采用上述结构形式，通过仓支架具有支撑作用，能够将充电室设置在仓支架的顶端，仓支架内用于电动汽车的稳定停靠。

较佳地，所述换电站包括有至少一个集装箱，所述换电室设置于所述集装箱内的底端，所述集装箱内的底端具有用于所述电动汽车通行的通道，所述充电室设置于所述集装箱内的顶端。

在本方案中，采用上述结构形式，通过集装箱实现换电站安装设置非常方便，且便于维护和更换。

较佳地，所述换电机器人包括行走机构、框架、电池取放机构，所述电池取放机构设于所述框架内，所述框架设于所述行走机构的上方，所述行走机构带动所述框架沿所述电动汽车的侧边水平移动。

在本方案中，采用上述结构形式，行走机构将会在待支撑面上水平行走移动，将会带动框架和电池取放机构的移动，电池取放机构将用于对充电架仓上和电动汽车上的电池包进行取放操作，从而减少了旋转动作，整体结构简单，有效降低了换电机器人的总体复杂度。

较佳地，所述换电机器人的数量为多个，多个所述换电机器人分别设置于所述换电室和所述充电室的左右两侧。

在本方案中，采用上述结构形式，通过多个换电机器人分别设置在换电室和充电室的左右两侧并对电动汽车进行换电操作，大大提高了换电站的换电效率。

较佳地，多个所述换电机器人的顶部通过连接件相连接，以使多个所述换电机器人同步移动。

在本方案中，采用上述结构形式，通过连接件将多个换电机器人的顶部相连接，从而省略了需要安装设置上轨道的安装支架等安装加强结构，大大节约成本，且安装使用方便。同时，多个换电机器人将会实现同步移动来实现对电动汽车左右两侧的电池包进行更换操作，大大提高了换电站的换电效率。

较佳地，所述换电机器人还包括固定臂，所述固定臂连接于所述框架，且所述固定臂用于向上举升并固定所述电动汽车。

在本方案中，采用上述结构形式，通过固定臂来将电动汽车举升至合适高度，从而来实现对车身的固定，有效避免了电动汽车在水平方向上产生偏移错位现象，大大提高了换电站的稳定可靠性。

较佳地，所述换电机器人还包括位置检测装置，所述位置检测装置连接于所述电池取放机构上，且所述位置检测装置用于检测所述电动汽车上电池包的具体位置。

在本方案中，采用上述结构形式，位置检测装置用于检测电动汽车上电池包的具体位置，使得电池取放机构能够精确定位到电池包并对电池包进行取放操作，大大提高了换电站的稳定性。

较佳地，所述换电站还包括若干个下轨道和至少一个上轨道，若干个所述下轨道分别设置于所述电动汽车的左右两侧，所述行走机构滑设于所述下轨道，所述上轨道设置于所述下轨道的上方，且所述框架的顶端滑设于所述上轨道。

在本方案中，采用上述结构形式，使得换电机器人在移动的过程中更加平稳，大大提高了换电站的稳定性。

较佳地，所述上轨道设置于所述充电室上。

在本方案中，采用上述结构形式，结构简单，安装非常方便。

较佳地，所述换电站还包括安装支架，所述安装支架的底端用于安装在待支撑面上，所述上轨道设置于所述安装支架的顶端。

在本方案中，采用上述结构形式，通过安装支架能够有效加强上轨道的结构强度，进一步提高了上轨道的稳定性，从而实现换电机器人的精确定位并更换电池包。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本实用新型各较佳实例。

本实用新型的积极进步效果在于：

本实用新型的换电站，通过将充电室设置于换电室的上方，有效降低了换电站整体占地面积。同时，充电室和换电室均设置于换电机器人的同一侧，使得换电机器人无需旋转动作就实现电池包的更换操作，从而实现换电站的总体复杂度降低。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的换电站的结构示意图。

图2为本实用新型实施例1的换电站的另一结构示意图。图3为本实用新型实施例2的换电站的结构示意图。

图4为本实用新型实施例3的换电站的结构示意图。

图5为本实用新型实施例4的换电站的结构示意图。

附图标记说明：

换电室 1

举升机构 11

行车平台 12

仓支架 13

充电室 2

充电架仓 21

充电机仓 22

换电机器人 3

框架 31

电池取放机构 32

下轨道 4

上轨道 5

集装箱 6

连接件 7

安装支架 8

电动汽车 10

电池包 101

具体实施方式

下面通过实施例的方式并结合附图来更清楚完整地说明本实用新型，但并不因此将本实用新型限制在的实施例范围之中。

实施例1

如图1和图2所示，本实用新型实施例的一种换电站包括换电室1、充电室2和至少一个换电机器人3，换电机器人3用于更换电动汽车10上电池包101，换电室1和充电室2均位于换电机器人3的同一侧，且充电室2设置于换电室1的上方。

通过将充电室2设置于换电室1的上方，在换电站建设方面，换电站只需要在地面上设置换电室1，将充电室2设置于换电室1的上方，在换电站建设方面原来换电站整体布局方案单工位占地面积约为260㎡，而采用本实用新型实施例的换电站则换电站整体占地面积只需要100㎡左右，有效降低了换电站整体占地面积。同时，由于充电室2和换电室1均设置于换电机器人3的同一侧，使得换电机器人3无需旋转动作就实现电池包101的更换操作，也就是换电机器人3上无需安装设置旋转机构，减少了旋转机构的设置安装，从而实现换电站的总体复杂度降低，且降低了成本。

换电室1内设有车辆定位装置，车辆定位装置用于限定电动汽车10在进行电池包101更换时的位置。换电站在对电动汽车10上的电池包101在拆装过程中，电动汽车10整体重量会下降或者上升，使得电动汽车10被停放更换电池包101时会上下产生浮动，通过车辆定位装置用于固定电动汽车10，从而固定电动汽车10在更换电池包101时的位置，大大提高了换电站的稳定可靠性。

车辆定位装置可以包括举升机构11，举升机构11设置于电动汽车10的下方并用于向上举升电动汽车10。举升机构11设置在电动汽车10的下方并自身能够上下升降移动，电动汽车10稳定停靠后，在更换电池包101时，举升机构11将会向上升起并将电动汽车10举升至合适高度，使得电动汽车10将会抵靠作用力在举升机构11上，通过举升机构11将对电动汽车10实现在竖直方向进行定位，将电动汽车10定位成刚体，有效防止了电动汽车10在更换电池包101的过程中造成车身偏移倾斜影响换电，大大提高了换电站的稳定可靠性。在更换完成之后，举升机构11将会向下降落，从而实现电动汽车10的车轮着地，电动汽车10将可以驶出换电室1。

车辆定位装置还可以包括车轮定位机构，车轮定位机构设置于电动汽车10的下方并用于摆正定位电动汽车10的车轮。电动汽车10在驶入换电室1内的过程中，通过车轮定位机构用于对电动汽车10的车轮进行导向摆正，从而使得车轮在驶入换电室1内沿预设路线移动，在预设路线到位之后，将对电动汽车10的车轮实现夹紧定位。实现电动汽车10的精确定位，有效限避免了电动汽车10在水平方向上产生偏移错位现象，大大提高了换电站的稳定可靠性。

其中，车轮定位机构的数量为多个，多个车轮定位机构分别用于定位夹紧电动汽车10的车轮。通过多个车轮定位机构将有效加强了对电动汽车10的车轮实现夹紧定位，有效防止了电动汽车10在水平方向上产生偏移错位现象，进一步提高了换电站的稳定可靠性。

换电站还包括解锁机构，解锁机构可以依然设置于换电机器人3上。换电机器人3在更换电池包101时，通过解锁机构来实现对电池包101上的锁止机构进行解锁或者锁止操作。

当然，解锁机构也可以从换电机器人3上分离到举升机构11上，也就是解锁机构可以设置在举升机构11上。解锁机构设置在举升机构11上，举升机构11在将电动汽车10举升至合适高度，解锁机构将对电池包101上的锁止机构进行解锁或者锁止操作，从而实现电池包101的拆卸和安装。安装位置多样化，实现安装设置方便，且空间利用率高。

换电室1内还设有行车平台12，行车平台12位于充电室2的下方，行车平台12用于供电动汽车10驶入驶出。电动汽车10在需要换电时，将会驶入至行车平台12上，通过行车平台12将引导并定位电动汽车10。

其中，车辆定位装置将可以安装设置在行车平台12上。也就是换电站包括举升机构11，举升机构11设置于行车平台12上并用于向上举升电动汽车10；换电站包括车轮定位机构，车轮定位机构设置于行车平台12上并用于摆正定位电动汽车10的车轮。通过将举升机构11和车轮定位机构都安装设置在行车平台12上，在使用时直接将行车平台12放置在使用地面上即可，安装使用都非常方便，且便于运输和维护。当然，换电站也可以不用做行车平台12，在地面土建施工并将举升机构11以及车轮定位机构等结构直接沉入地下基坑。

充电室2包括充电机仓22和充电架仓21，充电机仓22和充电架仓21均连接于换电室1的顶部，充电架仓21用于放置电池包101，充电机仓22用于放置电池包充电机模组。充电架仓21和充电机仓22都设置在换电室1的上方，换电机器人3通过升降移动，从而实现对充电架仓21上和电动汽车10上电池包101的取放，充电机仓22内的电池包充电机模组将对充电架仓21内的电池包101进行充电操作。

换电室1还可以包括仓支架13，仓支架13的底端用于安装在待支撑面上，充电室2连接于仓支架13的顶端。仓支架13的底端可以安装设置在行车平台12上，实现换电站整体化设计，安装使用都非常方便，且便于运输和维护。当然，仓支架13的底端也可以安装设置在地面上。通过仓支架13具有支撑作用，能够将充电室2设置在仓支架13的顶端，仓支架13内用于电动汽车10的稳定停靠。

换电机器人3包括行走机构、框架31、电池取放机构32，电池取放机构32设于框架31内，框架31设于行走机构的上方，行走机构带动框架31沿电动汽车10的侧边水平移动。行走机构将会在待支撑面上水平行走移动，将会带动框架31和电池取放机构32的移动，电池取放机构32将用于对充电架仓21上和电动汽车10上的电池包101进行取放操作，从而减少了旋转动作，整体结构简单，有效降低了换电机器人3的总体复杂度。

换电机器人3的数量为多个，多个换电机器人3分别设置于换电室1和充电室2的左右两侧。通过多个换电机器人3分别设置在换电室1和充电室2的左右两侧并对电动汽车10进行换电操作，大大提高了换电站的换电效率。

电池取放机构32在框架31内能够升降移动，从而实现将电池包101在充电架仓21与电动汽车10之间上下来回取放。换电站可以不使用举升机构11来对电动汽车10进行定位。换电机器人3还可以包括固定臂，固定臂连接于框架31，且固定臂用于向上举升并固定电动汽车10。固定臂能够在框架31内能够上下升降移动，通过加装固定臂来将电动汽车10举升至合适高度，从而来实现对车身的固定，有效避免了电动汽车10在水平方向上产生偏移错位现象，大大提高了换电站的稳定可靠性。

当然，换电站也可以不用固定车身，可以在换电机器人3增加随动功能。换电机器人3还可以包括位置检测装置，位置检测装置连接于电池取放机构32上，且位置检测装置用于检测电动汽车10上电池包101的具体位置。位置检测装置用于检测电动汽车10上电池包101的具体位置，使得电池取放机构32能够精确定位到电池包101并对电池包101进行取放操作，大大提高了换电站的稳定性。其中，位置检测装置可以为定位仪、传感器等。

换电站还包括若干个下轨道4和至少一个上轨道5，若干个下轨道4分别设置于电动汽车10的左右两侧，行走机构滑设于下轨道4，上轨道5设置于下轨道4的上方，且框架31的顶端滑设于上轨道5。换电机器人3的行走机构将在下轨道4上水平移动，通过多个换电机器人3分别在若干个下轨道4上水平移动，使得多个换电机器人3分别设置在电动汽车10的左右两侧并对电动汽车10进行换电操作，大大提高了换电站的换电效率。上轨道5设置在下轨道4的上方，且上轨道5与下轨道4之间平行，框架31通过行走机构在下轨道4上移动，框架31的顶部将会在上轨道5上移动，使得框架31在移动的过程中更加平稳，大大提高了换电站的稳定性。

上轨道5设置于充电室2上。上轨道5直接安装设置在充电室2上，从而无需在另外单独安装设置梁结构，也无需设置在遮挡换电室1、充电室2的顶棚上，结构简单，安装非常方便。在本实施例中，上轨道5的数量为两个，电动汽车10左右两侧的两个框架31分别滑设于两个上轨道5上。当然，为了加强对上轨道5的固定安装，仓支架13也可以加长并延伸至充电室2的顶部，使得上轨道5可以安装设置在仓支架13上，进一步加强了换电站的整体结构强度，大大提高了换电站的稳定性。

实施例2

如图3所示，本实施例的换电站与实施例1的相同部分不再复述，仅对不同之处作说明。在本实施例中，上轨道5并没有直接安装设置在充电室2。换电站还可以包括安装支架8，安装支架8的底端用于安装在待支撑面上，上轨道5设置于安装支架8的顶端。安装支架8的底端可以安装设置在行车平台12上，也可以直接安装设置在地面上。

上轨道5将安装设置在安装支架8的顶端，通过安装支架8能够有效加强上轨道5的结构强度，进一步提高了上轨道5的稳定性，从而实现换电机器人3的精确定位并更换电池包。

当然，为了加强安装支架8的结构强度，安装支架8与充电室2之间可以通过连接件相连接，从而有效加强安装支架8的结构强度，进一步提高了上轨道5的稳定性，从而实现换电机器人3的精确定位并更换电池包。

实施例3

如图4所示，本实施例的换电站与实施例1的相同部分不再复述，仅对不同之处作说明。在本实施例中，换电站不包括上轨道。多个换电机器人3的顶部通过连接件7相连接，以使多个换电机器人3同步移动。电动汽车10左右两侧的两个框架31通过连接件7相连接，连接件7将设置在充电室2的上方并水平移动，通过连接件7将多个换电机器人3的顶部相连接，从而省略了需要安装设置上轨道、安装支架等安装加强结构，大大节约成本，且安装使用方便。同时，多个换电机器人3将会实现同步移动来实现对电动汽车10左右两侧的电池包101进行更换操作，大大提高了换电站的换电效率。

实施例4

如图5所示，本实施例的换电站与实施例1的相同部分不再复述，仅对不同之处作说明。换电站包括有至少一个集装箱6，换电室1设置于集装箱6内的底端，集装箱6内的底端具有用于电动汽车10通行的通道，充电室2设置于集装箱6内的顶端。换电室1和充电室2做成集装箱形式，集装箱6内的底端具有用于电动汽车10通行的通道，电动汽车10在驶入集装箱6内，多个换电机器人3分别设置在集装箱6的左右两侧，充电室2设置于集装箱6内的顶端，充电室2做成开方式布局到集装箱6内的顶端，换电机器人3将通过充电室2和电动汽车10实现换电操作。在本实施例中，集装箱6的数量为三个，三个集装箱6相互拼接而成。通过集装箱6实现换电站安装设置非常方便，且便于维护和更换。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本实用新型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实用新型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实用新型的保护范围。

Claims (19)

1.一种换电站，其特征在于，其包括换电室、充电室和至少一个用于更换电动汽车上电池包的换电机器人，所述充电室和所述换电室均位于所述换电机器人的同一侧，且所述充电室设置于所述换电室的上方。

2.如权利要求1所述的换电站，其特征在于，所述换电室内设有车辆定位装置，所述车辆定位装置用于限定所述电动汽车在进行电池包更换时的位置。

3.如权利要求2所述的换电站，其特征在于，所述车辆定位装置包括举升机构，所述举升机构设置于所述电动汽车的下方并用于向上举升所述电动汽车。

4.如权利要求3所述的换电站，其特征在于，所述换电站还包括解锁机构，所述解锁机构设置在所述举升机构上；

或者，所述解锁机构设置于所述换电机器人上。

5.如权利要求2所述的换电站，其特征在于，所述车辆定位装置包括车轮定位机构，所述车轮定位机构设置于所述电动汽车的下方并用于摆正定位所述电动汽车的车轮。

6.如权利要求5所述的换电站，其特征在于，所述车轮定位机构的数量为多个，多个所述车轮定位机构分别用于定位夹紧所述电动汽车的车轮。

7.如权利要求1所述的换电站，其特征在于，所述换电室内还设有行车平台，所述行车平台位于所述充电室的下方，所述行车平台用于供所述电动汽车驶入驶出。

8.如权利要求7所述的换电站，其特征在于，所述换电站还包括举升机构，所述举升机构设置于所述行车平台上并用于向上举升所述电动汽车；

和/或，所述换电站还包括车轮定位机构，所述车轮定位机构设置于所述行车平台上并用于摆正定位所述电动汽车的车轮。

9.如权利要求1所述的换电站，其特征在于，所述充电室包括充电机仓和充电架仓，所述充电机仓和所述充电架仓均连接于所述换电室的顶部，所述充电架仓用于放置电池包，所述充电机仓用于放置电池包充电机模组。

10.如权利要求1-9中任意一项所述的换电站，其特征在于，所述换电室还包括仓支架，所述仓支架的底端用于安装在待支撑面上，所述充电室连接于所述仓支架的顶端。

11.如权利要求1-9中任意一项所述的换电站，其特征在于，所述换电站包括有至少一个集装箱，所述换电室设置于所述集装箱内的底端，所述集装箱内的底端具有用于所述电动汽车通行的通道，所述充电室设置于所述集装箱内的顶端。

12.如权利要求1所述的换电站，其特征在于，所述换电机器人包括行走机构、框架、电池取放机构，所述电池取放机构设于所述框架内，所述框架设于所述行走机构的上方，所述行走机构带动所述框架沿所述电动汽车的侧边水平移动。

13.如权利要求12所述的换电站，其特征在于，所述换电机器人的数量为多个，多个所述换电机器人分别设置于所述换电室和所述充电室的左右两侧。

14.如权利要求13所述的换电站，其特征在于，多个所述换电机器人的顶部通过连接件相连接，以使多个所述换电机器人同步移动。

15.如权利要求12所述的换电站，其特征在于，所述换电机器人还包括固定臂，所述固定臂连接于所述框架，且所述固定臂用于向上举升并固定所述电动汽车。

16.如权利要求12所述的换电站，其特征在于，所述换电机器人还包括位置检测装置，所述位置检测装置连接于所述电池取放机构上，且所述位置检测装置用于检测所述电动汽车上电池包的具体位置。

17.如权利要求12所述的换电站，其特征在于，所述换电站还包括若干个下轨道和至少一个上轨道，若干个所述下轨道分别设置于所述电动汽车的左右两侧，所述行走机构滑设于所述下轨道，所述上轨道设置于所述下轨道的上方，且所述框架的顶端滑设于所述上轨道。

18.如权利要求17所述的换电站，其特征在于，所述上轨道设置于所述充电室上。

19.如权利要求17所述的换电站，其特征在于，所述换电站还包括安装支架，所述安装支架的底端用于安装在待支撑面上，所述上轨道设置于所述安装支架的顶端。

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