CN216401207U - 一种可移动式电动卡车换电站 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种可移动式电动卡车换电站，换电站包括四个电池充电舱、一个换电舱、一个检修舱、一个中压配电舱、两个低压配电仓、一个控制舱共十个模块；电池充电舱、换电舱和检修舱通过换电通道连通，换电通道为悬挂设置的钢梁；换电设备在矩形的换电通道内横向或纵向移动，以在预装充电机座的电池架、电动卡车以及检修舱之间自动交换电池；换电站总电源从站外引接至中压配电舱中的中压配电装置为整个换电站供电；本实用新型根据功能分区将换电站设置为十个模块，便于拆装，当换电站需要更换场址时，将换电站上部结构拆成十个独立的模块实现单个模块整体搬运，极大降低换电站搬迁时钢结构重新拼装的工程量，有效缩短工期及节约建设成本。

Description

一种可移动式电动卡车换电站

技术领域

本实用新型涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种可移动式电动卡车换电站。

背景技术

电动汽车作为取代传统汽车的交通工具，具有零排放、能源利用率高等优点而被全力推广；矿用卡车行驶里程短，并且作业任务固定，受动力电池容量限制相对较小，因此矿用卡车电动化发展迅速。

电动汽车能源供给方式主要分为充电型和换电型，充电型耗时长，极大降低了电动车的使用效率，同时电动汽车的聚集性充电可能会导致局部地区的负荷紧张影响电网的运行；换电型将电动汽车的动力电池充电过程独立在充电机座上进行，汽车只需完成更换电池的操作，同时可通过制定电池调度和充电策略，使系统处于最佳运行模式；换电模式以其换电速度快和充电管理方便等特点,目前已发展成为电动汽车的一种较重要能源供给模式；在矿区建设换电站能满足矿用电动卡车续航能力的需求，提高矿卡开采工作效率。

随着矿山开采工作推展，矿用电动卡车工作范围会随着开采面的推进而变化，新的开采面与原换电站位置距离变大会导致矿用电动卡车每次换电的能量损耗和时间损耗增大，影响矿用电动卡车工作效率。

实用新型内容

本实用新型目的在于提出一种采用模块化装配式主体钢结构同时单个模块可以整体搬运的可移动式矿用电动卡车换电站。

为实现以上目的，本实用新型技术方案为：

一种可移动式电动卡车换电站，包括充换电车间和电控车间，其特征在于所述的充换电车间包括多个电池充电舱、换电舱及检修舱；电控车间包括中压配电舱、多个低压配电舱和控制舱；

电池充电舱、换电舱和检修舱通过换电通道连通，换电通道为悬挂设置的钢梁；

电池充电舱内设置多个预装充电机座的电池架；换电舱与电动卡车的驶入通道重合；

电控车间中压配电舱内设置有中压配电装置；低压配电舱中设置有第一变压器、第二变压器及低压配电装置；中压配电装置连接第一变压器及第二变压器；第一变压器为预装充电机座的电池架供电，第二变压器连接低压配电装置，低压配电装置为控制舱供电。

进一步的是，所述的第一变压器为PCS供电变压器，第二变压器为站用电变压器。

进一步的是，所述的换电通道为悬挂设置的矩形钢梁，换电设备在矩形的换电通道内横向或纵向移动。

进一步的是，换电设备包括横向行走机构、纵向行走机构和抓取机构三大部分；横向行走机构带动抓取机构沿着换电通道横向移动，纵向行走机构带动抓取机构沿着换电通道纵向移动；抓取机构为机械抓手，机械抓手在垂直方向上下移动用于抓取电池。

进一步的是，所述的矩形换电通道与矿用电动卡车驶入通道垂直。

进一步的是，所述的换电站总电源从站外引接至中压配电舱中的中压配电装置，中压配电装置连接PCS供电变压器和站用电变压器；PCS供电变压器与储能变流器PCS通过电缆连接，储能变流器PCS与预装充电机座电池架通过电缆连接为待更换电池充电；站用电变压器与低压配电装置通过母排连接。

进一步的是，所述的电池充电舱为四个，低压配电仓为两个。

进一步的是，所述的四个电池充电舱、一个换电舱、一个检修舱、一个中压配电舱、两个低压配电仓、一个控制舱共设置为十个独立门式的钢架模块。

本实用新型根据功能分区将四个电池充电舱、一个换电舱、一个检修舱、一个中压配电舱、两个低压配电仓、一个控制舱设备进行模块化设计，共设置成十个模块，并根据换电站工作流程进行布置组合，合理设置建筑模块跨度与轴距，采用了模块化装配式主体钢结构，便于拆装，随着煤矿开采的进展，当换电站需要更换场址时，可将换电站上部结构拆成十个独立的模块，每个模块搬运时采用适当的临时加固措施，采用平板车便可整体搬迁，在满足项目工期要求的同时还能保证后期单个模块整体搬运的便利性，较好的实现了电动卡车换电站随着矿山挖掘推进同步搬运的特点，本实用新型能极大降低换电站搬迁时钢结构重新拼装的工程量，有效的缩短工期及节约建造及人力成本。

附图说明

图1是本实用新型示意图。

图中电池充电舱1、预装充电机座电池架11、换电舱2、检修舱3、应急处理箱31、检修电池架32、电动卡车4、换电通道5、中压配电舱6、中压配电装置61、低压配电仓7、PCS供电变压器71、站用电变压器72、储能变流器PCS73、低压配电装置74、控制舱80、操作台81、换电设备控制柜82、监控屏83。

具体实施方式

为了使实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本实用新型作进一步阐述。

可移动式矿用电动卡车换电站，如图1所示，为两行长方形横向布置结构，分别为布置在上面一行的充换电车间和布置在下面一行的电控车间；充换电车间从左至右依次为四个电池充电舱1、一个换电舱2及一个检修舱3；电池充电舱1内的两侧设置多个预装充电机座的电池架11，预装充电机座的电池架11上放置电池以存放待更换电池并为待更换电池充电；换电舱2为矿用电动卡车4驶入通道并进行换电操作区域，换电舱2与矿用电动卡车4的驶入通道重合，车辆可贯穿通过；检修舱3为电池进行检修和应急处理的区域，检修舱3设置有应急处理箱31和检修电池架32，用于电池检修和应急处理。

电池充电舱1、换电舱2和检修舱3通过换电通道5连通，换电通道5为悬挂设置的矩形钢梁，换电设备沿着换电通道5运动，换电设备可在矩形的换电通道5内横向或纵向移动，换电通道5与矿用电动卡车驶入通道垂直。

换电设备采用顶部吊装换电模式，换电设备包括横向行走机构、纵向行走机构和抓取机构三大部分；横向行走机构带动抓取机构沿着换电通道5横向移动，纵向行走机构带动抓取机构沿着换电通道5纵向移动；抓取机构为机械抓手，机械抓手可以在垂直方向上下移动，并且机械抓手能够在预装充电机座的电池架11、矿用电动卡车4以及检修舱3之间进行全自动交换电池，机械抓手能在预装充电机座电池架11中重新布局电池；并能将故障电池抓取并置于检修舱3内的应急处理箱31内或者检修电池架32上。

电控车间从左至右依次为中压配电舱6、低压配电舱7和控制舱8。

电控车间中压配电舱6用于布置中压配电装置，为换电站提供总电源；低压配电仓7用于布置低压配电装置74和电池配套储能变流器PCS，低压配电仓7内设置有第一变压器、第二变压器及低压配电装置74，第一变压器为PCS供电变压器71，第二变压器为站用电变压器72；控制舱8用于布置操作台81、换电设备控制柜82、监控屏83、引导系统、及火灾报警系统。

可移动式矿用电动卡车换电站总电源从站外引接至中压配电舱6中的中压配电装置61，然后分配给PCS供电变压器71和站用电变压器72；其中PCS供电变压器71与储能变流器PCS 73通过电缆连接，储能变流器PCS73与预装充电机座电池架11通过电缆连接，以实现为待更换电池充电；站用电变压器72与低压配电装置74通过母排连接，为可移动式矿用电动卡车换电站的换电设备、换电站控制系统、引导系统、监控系统、火灾报警系统及照明检修系统等低压负荷供电。

本实用新型中，将四个电池充电舱1、一个换电舱2、一个检修舱3、一个中压配电舱6、两个低压配电仓7、一个控制舱8共设置为十个独立门式钢架模块，随着煤矿开采的进展，当换电站需要更换场址时，可将换电站上部结构拆成十个独立的模块，每个模块搬运时采用适当的临时加固措施，采用平板车便可整体搬迁，此方案能极大降低换电站搬迁时钢结构重新拼装的工程量，有效的缩短工期及节约建造人力成。

可移动式矿用电动卡车换电站采用预制混凝土浇注整板基础，各个模块采用装配式主体钢结构；钢结构与基础采用螺栓连接，在钢结构基础顶面设圈梁，便于后期钢结构整体搬运；在圈梁上方设活动地板，设备布置在活动地板上，电缆设施布置在活动地板下。

换电站上部结构采用门式钢架结构形式，围护结构为带保温的复合彩钢板；换电站按两跨布置，各模块中间预留800mm变形缝，换电站共由十个独立门式钢架模块组成。

换电流程包括车辆驶入、换电准备、开始换电、换电完成和车辆驶离。

(1)车辆驶入：矿用电动卡车4在引导系统指示下驶入换电舱2，车辆检测系统确认停放位置及车身姿态满足换电要求后，引导系统向司机发出确认提示；

(2)换电准备：矿用电动卡车4与监控系统通信，完成身份识别，司机确认操作，完成车身电池断电、锁止机构打开、车身锁定等准备工作，并向换电设备发送确认信号；

(3)开始换电：换电设备自动完成车载电池的检测和精确定位，机械抓手下降将电池取出并沿换电通道5运行吊装到可用预装充电机座电池架11，完成充电自动插接，开始充电；

(4)换电完成：换电设备向换电站控制系统发送指令，待换电池对应的充电机座断电，做好更换准备，换电设备将待换电池吊装到车上并向换电站控制系统和车辆同步发送换电动作完成信号；

(5)车辆驶离：引导系统向司机发出换电完成提示，司机操作完成电池锁止及电池自检，向监控系统确认电池状态正常，最后驶离换电站。

换电流程如下：矿用电动卡车4在引导系统指示下驶入换电舱2中，换电设备能将待更换电池从矿用电动卡车4中取出，沿换电通道5运行并放置在空的预装充电机座电池架11上进行充电，然后将已经充好电的电池从预装充电机座电池架11上取出并置于矿用电动卡车4内。

最后应说明的是：本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术，以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

Claims (8)

1.一种可移动式电动卡车换电站，包括充换电车间和电控车间，其特征在于所述的充换电车间包括多个电池充电舱(1)、换电舱(2)及检修舱(3)；电控车间包括中压配电舱(6)、多个低压配电舱(7)和控制舱(8)；

电池充电舱(1)、换电舱(2)和检修舱(3)通过换电通道(5)连通，换电通道(5)为悬挂设置的钢梁；

电池充电舱(1)内设置多个预装充电机座的电池架(11)；换电舱(2)与电动卡车(4)的驶入通道重合；

电控车间中压配电舱(6)内设置有中压配电装置(61)；低压配电舱(7)中设置有第一变压器、第二变压器及低压配电装置(74)；中压配电装置(61)连接第一变压器及第二变压器；第一变压器为预装充电机座的电池架(11)供电，第二变压器连接低压配电装置(74)，低压配电装置(74)为换电舱(2)、检修舱(3)及控制舱(8)供电。

2.如权利要求1所述的可移动式电动卡车换电站，其特征在于所述的第一变压器为PCS供电变压器(71)，第二变压器为站用电变压器(72)。

3.如权利要求1所述的可移动式电动卡车换电站，其特征在于所述的换电通道(5)为悬挂设置的矩形钢梁，换电设备在矩形的换电通道(5)内横向或纵向移动。

4.如权利要求1或3所述的可移动式电动卡车换电站，其特征在于换电设备包括横向行走机构、纵向行走机构和抓取机构三大部分；横向行走机构带动抓取机构沿着换电通道(5)横向移动，纵向行走机构带动抓取机构沿着换电通道(5)纵向移动；抓取机构为机械抓手，机械抓手在垂直方向上下移动用于抓取电池。

5.如权利要求3所述的可移动式电动卡车换电站，其特征在于所述的矩形换电通道(5)与矿用电动卡车驶入通道垂直。

6.如权利要求1或2所述的可移动式电动卡车换电站，其特征在于所述的换电站总电源从站外引接至中压配电舱(6)中的中压配电装置(61)，中压配电装置(61)连接PCS供电变压器(71)和站用电变压器(72)；PCS供电变压器(71)与储能变流器PCS(73)通过电缆连接，储能变流器PCS(73)与预装充电机座电池架(11)通过电缆连接为待更换电池充电；站用电变压器(72)与低压配电装置(74)通过母排连接。

7.如权利要求1所述的可移动式电动卡车换电站，其特征在于所述的电池充电舱(1)为四个，低压配电舱(7)为两个。

8.如权利要求1或7所述的可移动式电动卡车换电站，其特征在于所述的四个电池充电舱(1)、一个换电舱(2)、一个检修舱(3)、一个中压配电舱(6)、两个低压配电舱(7)、一个控制舱(8)共设置为十个独立门式的钢架模块。

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