CN216805180U - 一种换电站 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种换电站及其控制方法，属于电动车换电技术领域。该换电站包括沿第一水平方向依次布置的第一电池架、电池升降机构和第二电池架，第一电池架和第二电池支架分别包括沿竖直方向布置的多层第一置物架和多层第二置物架，第一电池架的最底层的第一置物架处设有第一伸缩拨叉机构，电池升降机构包括可沿竖向移动的第二伸缩拨叉机构，第一伸缩拨叉机构和第二伸缩拨叉机构均可沿第一水平方向伸缩，且第一伸缩拨叉机构将最底层的第一置物架处的满电电池向电池升降机构的中转位置带出的同时，第二伸缩拨叉机构将预置于中转位置处的待换电车辆的亏电电池带出至第二电池支架的最底层的第二置物架处。本实用新型的换电站能够提高换电效率。

Description

一种换电站

技术领域

本实用新型属于电动车换电技术领域，特别是涉及一种换电站。

背景技术

电动汽车动力电池的电力补给方式一般分为带车插充和更换电池两种方式，其中插充方式有慢充和快充两种模式。采用插充方式，存在如下缺陷：1、电池的初期投资成本较大，在一定程度上阻碍了电动汽车的普及；2、充电时间太长，至少要2～4小时，与普通汽车的加油相比，电动汽车补给能源所花费的时间太长，非常不便捷，远远不能满足人们的需要。而快充模式对电池会有较大损伤，导致缩短电池的使用寿命。采用更换电池的方式可以有效避免插充方式存在的问题。而电池包更换需要借助于换电站才能实现电池快速更换。为了满足换电车辆的使用需求，如何进一步实现换电站高效地换电是亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型第一方面的一个目的是提供一种换电站，能够提高换电效率。

本实用新型的进一步的一个目的是要保护电池性能。

本实用新型的更进一步的一个目的是使得电池传输过程稳定，不易倾斜，速度快，噪音低。

特别地，本实用新型提供了一种换电站，包括沿第一水平方向依次布置的第一电池架、电池升降机构和第二电池架，所述第一电池架和所述第二电池支架分别包括沿竖直方向布置的多层第一置物架和多层第二置物架，分别用于放置满电电池和亏电电池，所述第一电池架的最底层的所述第一置物架处设有第一伸缩拨叉机构，所述电池升降机构包括可沿竖直方向移动的第二伸缩拨叉机构，所述第一伸缩拨叉机构和所述第二伸缩拨叉机构均可沿所述第一水平方向伸缩，且所述第一伸缩拨叉机构将最底层的所述第一置物架处的满电电池向所述电池升降机构的中转位置带出的同时，所述第二伸缩拨叉机构将预置于所述中转位置处的待换电车辆的亏电电池带出至所述第二电池支架的最底层的所述第二置物架处。

可选地，所述第二电池支架的最底层的所述第二置物架为可沿竖向升降的升降置物架，所述升降置物架的底部设有冷却液箱，所述升降置物架用于将温度超过预设值的亏电电池降低至没入所述冷却液箱的液面的位置。

可选地，换电站还包括：

车辆升降平台，用于将运行至目标停车位置的待换电车辆抬升至目标高度，以使得所述待换电车辆的亏电电池处于目标换电位置处；

加解锁机构，用于将位于所述目标换电位置处的亏电电池与所述待换电车辆解锁或将运输至所述目标换电位置处的满电电池锁定在所述待换电车辆上；

滑台装置，用于将位于所述目标换电位置处的亏电电池运输至接驳位置处，或将所述接驳位置处的满电电池运输至所述目标换电位置处；

接驳平台，可沿竖向升降，用于在所述滑台装置将所述亏电电池运输至所述接驳位置时抬升至所述中转位置，以接取所述亏电电池。

可选地，所述接驳平台位于所述第二伸缩拨叉机构的下方且与所述第二伸缩拨叉机构同步升降，所述第二伸缩拨叉机构配置成可沿朝向所述第一电池架和所述第二电池架的方向伸缩，并抓取所述第一电池架处的满电电池或所述第二电池架的亏电电池至所述接驳平台的顶面处。

可选地，所述接驳平台、每层所述第一置物架和每层所述第二置物架均设有多个沿所述第一水平方向排列的无动力滚筒，所述无动力滚筒的轴向平行于与所述第一水平方向垂直的第二水平方向。

可选地，所述滑台装置包括：

导轨主体，包括沿第二水平方向延伸的两根导轨，所述第二水平方向与所述第一水平方向垂直；

电驱动的传输带，设置于所述导轨处，可沿所述第二水平方向移动；以及

两个滑动小车，分别固定于两个所述导轨的所述传输带处，所述滑动小车的顶面用于放置亏电电池且设置有电池限位结构，用于限制亏电电池的位置。

可选地，所述加解锁机构设置为可沿竖向升降，用于在锁定满电电池或解锁所述亏电电池后下降至低于所述滑动小车的顶面的位置。

可选地，所述滑台装置呈框架状且其中部中空，用于为所述加解锁机构和所述接驳平台提供升降空间。

可选地，换电站还包括：

控制柜，与所述第一电池架并排布置。

可选地，换电站还包括：

车辆坡道，沿所述第一水平方向延伸且其中部设有所述车辆升降平台。

根据本实用新型的一个实施例，通过在第一电池架处的底部设置第一伸缩拨叉机构，在电池升降机构处设置可升降的第二伸缩拨叉机构，因此二者可以保持在同一高度，在待换电车辆的亏电电池位于中转位置且满电电池位于第二电池支架的最底层的第二置物架处时，通过控制第一伸缩拨叉机构和第二伸缩拨叉机构同步同向伸出，可以实现亏电电池和满电电池的同步快速切换，提高换电效率。

根据本实用新型的一个实施例，在检测到第二电池架上的电池发生热失控时，通过第二伸缩拨叉机构将第二电池支架上的待冷却电池先运输至升降置物架，然后控制升降置物架下移，将待冷却电池浸入冷却箱的冷却液中，实现待冷却电池的降温，以保护电池性能。

根据本实用新型的一个实施例，通过无动力滚筒的设置，配合伸缩拨叉机构可以将电池顺畅且稳定地进行移动。

根据本实用新型的一个实施例，设置滑台装置传输电池，由于两个滑动小车的支撑，使得电池传输过程稳定，不易倾斜，速度快，噪音低。

根据下文结合附图对本实用新型具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本实用新型的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本实用新型一个实施例的换电站的正视示意图；

图2是根据本实用新型一个实施例的换电站的第一电池架的结构示意图；

图3是根据本实用新型一个实施例的换电站的电池升降机构与滑台装置的结构示意图；

图4是根据本实用新型一个实施例的换电站电池同步传输的原理图；

图5是根据本实用新型一个实施例的换电站的结构示意图；

图6是根据本实用新型一个实施例的换电站的俯视示意图；

图7是根据本实用新型一个实施例的换电站的滑台装置的俯视示意图。

附图标记：

10-第一电池架、11-第一置物架、12-第一伸缩拨叉机构；

20-电池升降机构、21-第二伸缩拨叉机构；

30-第二电池架、31-第二置物架、32-冷却液箱；

40-车辆升降平台；

50-加解锁机构；

60-滑台装置、61-导轨主体、611-导轨、62-传输带、63-滑动小车；

70-接驳平台、71-无动力滚筒；

80-控制柜；

90-车辆坡道。

具体实施方式

图1是根据本实用新型一个实施例的换电站的正视示意图。图2是根据本实用新型一个实施例的换电站的第一电池架10的结构示意图。图3是根据本实用新型一个实施例的换电站的电池升降机构20与滑台装置60的结构示意图。

图4是根据本实用新型一个实施例的换电站电池同步传输的原理图。图4中的A表示满电电池，B表示亏电电池，空心箭头表示电池移动方向。一个实施例中，如图1所示，该换电站包括沿第一水平方向依次布置的第一电池架10、电池升降机构20和第二电池架30。第一电池架10和第二电池支架分别包括沿竖直方向布置的多层第一置物架11和多层第二置物架31，分别用于放置满电电池和亏电电池。如图2所示，第一电池架10的最底层的第一置物架11处设有第一伸缩拨叉机构12。如图3所示，电池升降机构20包括可沿竖直方向移动的第二伸缩拨叉机构21，第一伸缩拨叉机构12和第二伸缩拨叉机构21均可沿第一水平方向伸缩，例如，第一伸缩拨叉机构12和第二伸缩拨叉机构21至少均可以向图1中的左侧伸出。具体地第一伸缩拨叉机构12和第二伸缩拨叉机构21可以是多级级伸缩装置，例如二级伸缩装置。如图4所示，第一伸缩拨叉机构12将最底层的第一置物架11处的满电电池向电池升降机构20的中转位置带出的同时，第二伸缩拨叉机构21将预置于中转位置处的待换电车辆的亏电电池带出至第二电池支架的最底层的第二置物架31处。第一伸缩拨叉机构12和第二伸缩拨叉机构21可以都设有拨叉头用于夹住电池的侧部，然后在自身伸长时带动电池移动，例如推动电池。

本实施例通过在第一电池架10处的底部设置第一伸缩拨叉机构12，在电池升降机构20处设置可升降的第二伸缩拨叉机构21，因此二者可以保持在同一高度，在待换电车辆的亏电电池位于中转位置且满电电池位于第二电池支架的最底层的第二置物架31处时，通过控制第一伸缩拨叉机构12和第二伸缩拨叉机构21同步同向伸出，可以实现亏电电池和满电电池的同步快速切换，提高换电效率。

一个实施例中，第二伸缩拨叉机构21配置成可沿朝向第一电池架10和第二电池架30的方向伸缩(即沿图1中的左侧和右侧均能伸出)，并抓取第一电池架10或第二电池架30上的电池移动至目标层的置物架处。

另一个实施例中，第二电池支架的最底层的第二置物架31为可沿竖向升降的升降置物架，升降置物架的底部设有冷却液箱32，升降置物架用于将温度超过预设值的亏电电池(下文中称为待冷却电池)降低至没入冷却液箱32的液面的位置。该冷却液可以是水或其他阻燃液体。

这里，可以在检测到第二电池架30上的电池发生热失控时，通过第二伸缩拨叉机构21将第二电池支架上的待冷却电池先运输至升降置物架，然后控制升降置物架下移，将待冷却电池浸入冷却箱的冷却液中，实现待冷却电池的降温，以保护电池性能。

图5是根据本实用新型一个实施例的换电站的结构示意图。图6是根据本实用新型一个实施例的换电站的俯视示意图，图6中隐去了电池升降机构20、车辆升降平台40和部分的车辆坡道90。如图5所示，本实施例中，换电站还包括车辆升降平台40、加解锁机构50、滑台装置60和接驳平台70。车辆升降平台40用于将运行至目标停车位置的待换电车辆抬升至目标高度，以使得待换电车辆的亏电电池处于目标换电位置处。加解锁机构50用于将位于目标换电位置处的亏电电池与待换电车辆解锁或将运输至目标换电位置处的满电电池锁定在待换电车辆上，这里采用现有技术中的快换电池的加解锁机构50，能够实现车身与电池的解锁和锁定即可。滑台装置60用于将位于目标换电位置处的亏电电池运输至接驳位置处，或将接驳位置处的满电电池运输至目标换电位置处。接驳平台70可沿竖向升降，用于在滑台装置60将亏电电池运输至接驳位置时抬升至中转位置，以接取亏电电池。

进一步地，如图5所示，换电站还包括控制柜80和车辆坡道90。控制柜80与第一电池架10并排布置，例如布置在第一电池架10远离电池升降机构20的一侧，控制柜80中存放有控制装置用于控制各个机构的运行以及检测。车辆坡道90沿第一水平方向延伸且其中部设有车辆升降平台40，车辆坡道90的两端为坡度平面，以便车辆驶入和驶出。

一个实施例中，如图3所示，接驳平台70位于第二伸缩拨叉机构21的下方且与第二伸缩拨叉机构21同步升降，第二伸缩拨叉机构21抓取第一电池架10处的满电电池或第二电池架30的亏电电池至接驳平台70的顶面处。

进一步的一个实施例中，接驳平台70、每层第一置物架11和每层第二置物架31均设有多个沿第一水平方向排列的无动力滚筒(如图3中示出了接驳平台70处的无动力滚筒71)，无动力滚筒的轴向平行于与第一水平方向垂直的第二水平方向。

例如，需要将第一电池架10第2层置物架处的满电电池移到最下层时，第二伸缩拨叉机构21先移动至第一电池架10的第2层置物架处，向第一电池架10伸出抓取满电电池，然后拖动满电电池在第一电池架10的第2层置物架处无动力滚筒上滑动至接驳平台70的无动力滚筒上。

本实施例通过无动力滚筒的设置，配合伸缩拨叉机构可以将电池顺畅且稳定地进行移动。

图7是根据本实用新型一个实施例的换电站的滑台装置60的俯视示意图。如图7所示，一个实施例中，滑台装置60包括导轨611主体61、电驱动的传输带62和两个滑动小车63。导轨611主体61包括沿第二水平方向延伸的两根导轨611，第二水平方向与第一水平方向垂直。传输带62设置于导轨611处，可沿第二水平方向移动，例如缠绕在导轨611的表面处，像一般的物流传送带一样，可以通过电机来驱动。两个滑动小车63分别固定于两个导轨611的传输带62处，滑动小车63的顶面用于放置亏电电池且设置有电池限位结构，用于限制亏电电池的位置。

本实施例通过设置滑台装置60传输电池，由于两个滑动小车63的支撑，使得电池传输过程稳定，不易倾斜，速度快，噪音低。

一个实施例中，加解锁机构50设置为可沿竖向升降，用于在锁定满电电池或解锁亏电电池后下降至低于滑动小车63的顶面的位置。如图7所示，滑台装置60呈框架状且其中部中空，用于为加解锁机构50和接驳平台70提供升降空间。其中，电池限位结构选用竖向凸起的结构对电池进行限位，当滑动小车63将电池运送至接驳平台70处时，通过接驳平台70的上升可以解除电池限位结构对电池的限位，以便进行下一步的移送。

在待换电车辆的亏电电池位于中转位置且满电电池位于第二电池支架的最底层的第二置物架31处时，发送移动控制指令至第一伸缩拨叉机构12和第二伸缩拨叉机构21处，以便通过第一伸缩拨叉机构12将最底层的第一置物架11处的满电电池向电池升降机构20的中转位置推出的同时，通过第二伸缩拨叉机构21将预置于中转位置处的待换电车辆的亏电电池推出至第二电池支架的最底层的第二置物架31处。

另一个实施例中，当检测到第二电池架30上的电池发生热失控时，向第二伸缩拨叉机构21发送控制指令，控制第二伸缩拨叉机构21将第二电池支架上的待冷却电池先运输至升降置物架，然后控制升降置物架下移，将待冷却电池浸入冷却箱的冷却液中，实现待冷却电池的降温，以保护电池性能。冷却完毕后，再控制升降置物架上移至原始位置，通过第二伸缩拨叉机构21将电池移动至第二电池支架的空位处。

换电站在工作时，首先第一伸缩拨叉机构12先将满电电池移送至第一电池架10的最底层的第一置物架11处，等待换电。在车辆驶入车辆坡道90并停至目标停车位置后，控制车辆升降平台40将车辆抬升至目标高度，以使得待换电车辆的亏电电池处于目标换电位置处。控制加解锁机构50上移，将位于目标换电位置处的亏电电池与待换电车辆解锁，解锁完毕后，控制加解锁机构50下移至低于滑动小车63的顶面的位置。再控制传输带62移动，通过滑动小车63将亏电电池移动至接驳位置处，控制接驳平台70上移，取下亏电电池，此时亏电电池位于中转位置处。然后再控制第一伸缩拨叉机构12和第二伸缩拨叉机构21同步同向伸出，将亏电电池移动至第二电池架30的第二置物架31上，满电电池移动至中转位置处。最后各个机构再复位，循环运行进行下一次换电。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本实用新型的多个示例性实施例，但是，在不脱离本实用新型精神和范围的情况下，仍可根据本实用新型公开的内容直接确定或推导出符合本实用新型原理的许多其他变型或修改。因此，本实用新型的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

1.一种换电站，其特征在于，包括沿第一水平方向依次布置的第一电池架、电池升降机构和第二电池架，所述第一电池架和所述第二电池支架分别包括沿竖直方向布置的多层第一置物架和多层第二置物架，分别用于放置满电电池和亏电电池，所述第一电池架的最底层的所述第一置物架处设有第一伸缩拨叉机构，所述电池升降机构包括可沿竖直方向移动的第二伸缩拨叉机构，所述第一伸缩拨叉机构和所述第二伸缩拨叉机构均可沿所述第一水平方向伸缩，且所述第一伸缩拨叉机构将最底层的所述第一置物架处的满电电池向所述电池升降机构的中转位置带出的同时，所述第二伸缩拨叉机构将预置于所述中转位置处的待换电车辆的亏电电池带出至所述第二电池支架的最底层的所述第二置物架处。

2.根据权利要求1所述的换电站，其特征在于，

所述第二电池支架的最底层的所述第二置物架为可沿竖向升降的升降置物架，所述升降置物架的底部设有冷却液箱，所述升降置物架用于将温度超过预设值的亏电电池降低至没入所述冷却液箱的液面的位置。

3.根据权利要求1或2所述的换电站，其特征在于，还包括：

车辆升降平台，用于将运行至目标停车位置的待换电车辆抬升至目标高度，以使得所述待换电车辆的亏电电池处于目标换电位置处；

加解锁机构，用于将位于所述目标换电位置处的亏电电池与所述待换电车辆解锁或将运输至所述目标换电位置处的满电电池锁定在所述待换电车辆上；

滑台装置，用于将位于所述目标换电位置处的亏电电池运输至接驳位置处，或将所述接驳位置处的满电电池运输至所述目标换电位置处；

接驳平台，可沿竖向升降，用于在所述滑台装置将所述亏电电池运输至所述接驳位置时抬升至所述中转位置，以接取所述亏电电池。

4.根据权利要求3所述的换电站，其特征在于，

所述接驳平台位于所述第二伸缩拨叉机构的下方且与所述第二伸缩拨叉机构同步升降，所述第二伸缩拨叉机构配置成可沿朝向所述第一电池架和所述第二电池架的方向伸缩，并抓取所述第一电池架处的满电电池或所述第二电池架的亏电电池至所述接驳平台的顶面处。

5.根据权利要求4所述的换电站，其特征在于，

所述接驳平台、每层所述第一置物架和每层所述第二置物架均设有多个沿所述第一水平方向排列的无动力滚筒，所述无动力滚筒的轴向平行于与所述第一水平方向垂直的第二水平方向。

6.根据权利要求3所述的换电站，其特征在于，所述滑台装置包括：

导轨主体，包括沿第二水平方向延伸的两根导轨，所述第二水平方向与所述第一水平方向垂直；

电驱动的传输带，设置于所述导轨处，可沿所述第二水平方向移动；以及

两个滑动小车，分别固定于两个所述导轨的所述传输带处，所述滑动小车的顶面用于放置亏电电池且设置有电池限位结构，用于限制亏电电池的位置。

7.根据权利要求6所述的换电站，其特征在于，

所述加解锁机构设置为可沿竖向升降，用于在锁定满电电池或解锁所述亏电电池后下降至低于所述滑动小车的顶面的位置。

8.根据权利要求7所述的换电站，其特征在于，

所述滑台装置呈框架状且其中部中空，用于为所述加解锁机构和所述接驳平台提供升降空间。

9.根据权利要求3所述的换电站，其特征在于，还包括：

控制柜，与所述第一电池架并排布置。

10.根据权利要求3所述的换电站，其特征在于，还包括：

车辆坡道，沿所述第一水平方向延伸且其中部设有所述车辆升降平台。

Images