CN216915586U - 一种三仓式快速换电站系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种三仓式快速换电站系统，包括：换电仓、电池仓和安全仓，所述电池仓的一侧为换电仓，所述电池仓的另一侧为安全仓；所述电池仓内存储满电电池，或对空电电池进行充电；以及用于对换电仓的汽车电池进行更换。本实用新型提供一种三仓式快速换电站系统，用以实现新能源汽车进行电池更换是不需要地下挖坑施工的目的，以及提高新能源汽车在换电时的换电安全性。

Description

一种三仓式快速换电站系统

技术领域

本实用新型涉及新能源技术领域，特别涉及一种三仓式快速换电站系统。

背景技术

现有换电站系统，一般采用地坑式方案，该类型换电站建设时需要进行地下施工挖坑，换电轨道铺在地坑内，换电平台设置在地面上，换电机器人载运着电池在地坑内移动实现底盘式换电过程，而地下施工存在着审批难度大，施工成本高等问题；另外，地坑式换电站运行时还存在水淹等安全问题；

还有一种换电站系统，该换电站换电轨道设置在地面上，不需要地下施工，但此种换电站的换电平台一般需要架设一定高度，换电机器人才能从换电平台下方通行换电，此种换电站的换电平台离地面较高，需要架设较长的引导坡道，车辆才能到达换电平台，而车辆通过坡道进入换电平台对驾驶员驾驶技术有较高要求，车辆在引导坡道行驶时还存在跌落风险；

因此缺少一种不需要地下挖坑施工且换电安全性较高的换电系统。

实用新型内容

本实用新型提供一种三仓式快速换电站系统，用以实现新能源汽车进行电池更换是不需要地下挖坑施工的目的，以及提高新能源汽车在换电时的换电安全性。

本发明提供一种三仓式快速换电站系统，包括：换电仓、电池仓和安全仓，所述电池仓的一侧为换电仓，所述电池仓的另一侧为安全仓；

所述电池仓内存储满电电池，或对空电电池进行充电；以及用于对换电仓的汽车电池进行更换。

优选地，所述换电仓的两侧均设置有填补平台，所述填补平台之间为车辆行走通道，所述车辆行走通道包括入口和出口，所述入口和所述出口均设置有坡道，所述坡道之间设置有换电平台，所述坡道远离换电平台的一端为低于所述换电平台的上顶面；

所述换电仓和所述电池仓之间连通设置，且所述换电仓和所述电池仓之间、所述电池仓和所述安全仓之间均设置有防火墙。

优选地，所述换电仓、电池仓和安全仓通过换电轨道连通设置，所述换电轨道用于换电机器人在所述换电仓、电池仓和安全仓之间往复运动；

所述换电轨道上设置有多个小车工作区，所述换电仓、电池仓和安全仓均设置有所述小车工作区；所述换电仓远离电池仓的一侧设置有司机通道。

优选地，所述安全仓内设置有灭火器，所述灭火器分别设置在所述换电轨道的两侧，，

所述安全仓内设置有降温仓位，所述降温仓位用于放置热失控电池；所述灭火器用于对所述热失控电池进行降温。

优选地，所述电池仓内设置有多个用于存储电池的电池仓位，所述电池仓位间隔设置在所述电池仓内。

优选地，所述电池仓和所述换电仓之间还设置有设备区，所述换电轨道一侧的所述设备区用于放置配电柜和控制柜，所述换电轨道另一侧的所述设备区为监控室，所述监控室内设置有监控台和多个座椅；

所述设备区还设置有空调系统，所述空调系统设置在所述换电轨道的上方，且所述空调的换热出口位于所述电池仓内，并用于对所述电池仓内进行换热。

优选地，所述入口的坡道上设置有闸机，所述换电仓的两侧设置有举升机，所述举升机用于对换电平台进行抬起或落下。

优选地，所述换电平台包括：第二支架和第三支架，所述第二支架和所述第三支架均设置有两组，各组所述第二支架和所述第三支架依次连接并形成方形框架，所述第三支架的两端分别连接举升机；

所述第三支架的两侧分别设置有第四支架，所述第二支架、第三支架和第四支架均为贝雷架，所述第四支架为三角结构，且所述第四支架分别在所述换电平台两侧形成坡道。

优选地，所述换电机器人包括：升降底座，所述升降底座往复运动的设置在换电轨道上，所述升降底座的上方设置有折叠架，所述折叠架上方依次设置有第一升降板和机器人平台，

所述机器人平台用于放置电池包。

优选地，所述举升机设有四组，所述举升机包括：外壳，所述外壳靠近第三支架的一侧设置有活动槽，所述活动槽的下方设置有限位板，所述限位板用于连接第二支架的侧边，所述外壳内设置有多个转轴，各所述转轴上分别设置有齿轮，所述齿轮通过链条连接；

多个所述转轴形成方形结构，所述链条上连接有升降托板，所述升降托板用于将第二升降板进行上下升降，所述第二升降板的上表面用于连接车辆定位平台。

本实用新型的工作原理和有益效果如下：

本实用新型实施例提供了一种三仓式快速换电站系统，其特征在于，包括：换电仓、电池仓和安全仓，所述电池仓的一侧为换电仓，所述电池仓的另一侧为安全仓；所述电池仓内存储满电电池，或对空电电池进行充电；以及用于对换电仓的汽车电池进行更换。本实用新型提供一种三仓式快速换电站系统，用以实现新能源汽车进行电池更换是不需要地下挖坑施工的目的，以及提高新能源汽车在换电时的换电安全性。

具体的，本实用新型中的换电站共分3个仓位，分别为换电仓、电池仓和安全仓。3个仓位共用一个轨道，换电机器人可通过轨道进入不同的舱内进行换电及安全作业；其中换电仓主要实现汽车的电池拆、装自动换电过程，电池仓主要实现电池的存储及充电功能，同时实现换电机器人在电池仓内的存、取电池过程，安全仓主要起到应急安全保障作用，安全仓内设置有多个电池专用灭火器，可快速对热失控电池进行冷却降温，防止热失控扩散，保证换电站运行安全。

本实用新型轨道设置在地面上，无需进行地面挖坑施工；

本实用新型中3仓共用一个轨道，结构简单；

本实用新型中电池舱内的换电平台是可升降的，换电平添初始位置处于最低点，方便车辆驶入及驶出换电平台；

本实用新型中，换电平台中间设置有防护盖板，该防护盖板在换电站待机状态是常闭的，只有在换电状态才打开；

本实用新型中，换电仓内设置有司机通道，方便司机进出换电站；

本实用新型中电池舱内每个电池仓位均设置有伺服电机，该电机可驱动电池仓位水平移动；

本实用新型中，每个电池仓位均设置有换电快插件，电池可在电池仓内自动进行充电；

本实用新型中电池仓与换电仓之间的轨道门是可自动开闭的，待机状态该门自动关闭，换电状态自动打开；

本实用新型中，换电仓内设置有空调系统，可保持电池仓内四季恒温；

本实用新型中设置有安全仓，该安全仓内置有多个电池专用灭火器，当电池仓内电池出现热失控时，换电机器人可快速取下该电池，通过贯通式轨道及电池仓与安全仓之间的防火门，将电池送到安全仓内，然后换电机器人离开安全仓，安全仓门关闭，同时开启灭火系统，快速对热失控电池包进行冷却、降温，将电池包温度控制到安全温度以内。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的换电平台结构示意图；

图3为本实用新型的换电平台另一结构示意图；

图4为本实用新型的换电机器人结构示意图；

图5为本实用新型的换电机器人另一结构示意图；

图6为本实用新型的举升机结构示意图；

图7为本实用新型的举升机另一结构示意图；

其中，1-换电平台，2-举升机，3-换电机器人，4-坡道，5-填补平台，6-司机通道，7-闸机，8-防火墙，9-电池仓位，10-换电轨道，11-配电柜，12-控制柜，13-监控台，14-灭火器，15-空调系统，16-监控室，17-换电仓，18-电池仓，19-安全仓，20-小车工作区，21-降温仓位，

22-车辆定位平台，23-第二支架，24-第三支架，25-第四支架，26-机器人平台，27-第一升降板，28-升降底座，29-丝杠轴承，30-折叠架，31-限位板，32-升降托板，33-第二升降板，34-外壳，35-转轴，36-齿轮，37-链条，38-活动槽。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

根据图1-7所示，本实用新型实施例提供了一种三仓式快速换电站系统，包括：换电仓17、电池仓18和安全仓19，所述电池仓18的一侧为换电仓17，所述电池仓18的另一侧为安全仓19；

所述电池仓18内存储满电电池，或对空电电池进行充电；以及用于对换电仓17的汽车电池进行更换。

本实用新型提供一种三仓式快速换电站系统，用以实现新能源汽车进行电池更换是不需要地下挖坑施工的目的，以及提高新能源汽车在换电时的换电安全性；

具体的，本实用新型中的换电站共分3个仓位，分别为换电仓17、电池仓18和安全仓19。3个仓位共用一个轨道，换电机器人3可通过轨道进入不同的舱内进行换电及安全作业；其中换电仓17主要实现汽车的电池拆、装自动换电过程，电池仓18主要实现电池的存储及充电功能，同时实现换电机器人3在电池仓18内的存、取电池过程，安全仓19主要起到应急安全保障作用，安全仓19内设置有多个电池专用灭火器14，可快速对热失控电池进行冷却降温，防止热失控扩散，保证换电站运行安全；

本实用新型中，换电轨道10是设置在地面上的，不需要进行地下挖坑施工，且换电站的3个仓位（换电仓17、电池仓18、安全仓19）共用1个轨道，1个换电机器人3即可实现3个仓位通行换电，具有结构简单、制造成本低，运行效率高的优点；

本实用新型中，换电仓17内的换电平台1设置在地面上，该换电平台1高度是可升降的，在待机状态，换电平台1处于最低位置，此时换电平台1上平面距离地面高度差很小，车辆通过很小的引导坡道4即可轻松行驶到换电平台1，此方案对驾驶员驾驶技术要求不高，行驶无风险；

本实用新型中，电池仓位9为立库结构，电池仓位9为3层或更多，每个电池仓位9都设计有伺服电机，伺服电机驱动电池仓位9可进行横向平移，以实现电池仓位9在充电位和换电位移动，该方案空间利用率高，也可提高换电效率；

本实用新型中，每个电池仓位9结构与换电底盘结构相同，一个换电机器人3可实现换电仓17电池的拆、装动作，同时可完成电池仓18内电池的拆、装动作，整个换电过程只需1个换电机器人3即可完成，该方案结构简单、成本低，运行效率高；

本实用新型中，电池仓18内的每一个电池仓位9均设置有换电快插件，该换电快插件集成电池的高压供电连接及低压控制连接，每个电池仓位9均可实现自动充电功能，无需人工操作；

本实用新型中设置有一个安全仓19，该安全仓19内置有多个电池专用灭火器14，当电池仓18内电池出现热失控时，换电机器人3可快速取下该电池，通过贯通式轨道及电池仓18与安全仓19之间的防火门，将电池送到安全仓19内，然后换电机器人3离开安全仓19，安全仓19门关闭，同时开启灭火系统，快速对热失控电池包进行冷却、降温，将电池包温度控制到安全温度以内，该安全仓19可避免热失控电池波及其它正常电池，避免造成严重的经济损失及安全事故；

本实用新型中电池发生热失控，可以快速转移到安全仓19，就不会影响换电站的关键结构及零部件，不会发生重大损失；

本实用新型中电池仓18内设置有空调系统15，该空调系统15可保持电池仓18内四季恒温，确保电池存放及充电工作在安全舒适的温度环境中，提高换电站运行的可靠性。

在一个实施例中，所述换电仓17的两侧均设置有填补平台5，所述填补平台5之间为车辆行走通道，所述车辆行走通道包括入口和出口，所述入口和所述出口均设置有坡道4，所述坡道4之间设置有换电平台 1，所述坡道4远离换电平台 1的一端为低于所述换电平台 1的上顶面；所述换电仓17和所述电池仓18之间连通设置，且所述换电仓17和所述电池仓18之间、所述电池仓18和所述安全仓19之间均设置有防火墙8。

所述换电仓17、电池仓18和安全仓19通过换电轨道10连通设置，所述换电轨道10用于换电机器人 3在所述换电仓17、电池仓18和安全仓19之间往复运动；所述换电轨道10上设置有多个小车工作区20，所述换电仓17、电池仓18和安全仓19均设置有所述小车工作区20；所述换电仓17远离电池仓18的一侧设置有司机通道6。

所述换电机器人 3包括：升降底座28，所述升降底座28往复运动的设置在换电轨道10上，所述升降底座28的上方设置有折叠架30，所述折叠架30上方依次设置有第一升降板27和机器人平台26，所述机器人平台26用于放置电池包。

该实施例中，换电机器人3为RGV小车；所述升降底座28通过丝杠轴承29在换电轨道10上往复运动。所述折叠架30为X结构，所述折叠架30为升降折叠架30，为现有技术此处不再赘述。

在一个实施例中，所述安全仓19内设置有灭火器14，所述灭火器14分别设置在所述换电轨道10的两侧，所述安全仓19内设置有降温仓位21，所述降温仓位21用于放置热失控电池；所述灭火器14用于对所述热失控电池进行降温。

该实施例中，安全仓19的换电轨道正上方设置1个降温仓位21，该降温仓位21用于存放热失控电池，该热失控电池通过换电机器人运送到安全仓并放置到安全仓内的降温仓位21，换电机器人将热失控电池放置到安全仓内的降温仓位21后快速离开安全仓，同时安全仓内防火墙上设置的防火门关闭，灭火系统开始工作对热失控电池进行灭火降温。

在一个实施例中，所述电池仓18内设置有多个用于存储电池的电池仓位9，所述电池仓位9间隔设置在所述电池仓18内。

所述电池仓18和所述换电仓17之间还设置有设备区，所述换电轨道10一侧的所述设备区用于放置配电柜11和控制柜12，所述换电轨道10另一侧的所述设备区为监控室16，所述监控室16内设置有监控台13和多个座椅；所述设备区还设置有空调系统15，所述空调系统15设置在所述换电轨道10的上方，且所述空调的换热出口位于所述电池仓18内，并用于对所述电池仓18内进行换热。

该实施例中，所述电池仓位9用于对电池包进行存储或充电，以及用于换电机器人对满电和空电的电池包进行存取，以实现换电过程；

所述设备区内的监控室用于监控人员对换电站系统进行全方位的监控，便于系统能够正常运作；以及，当出现故障或意外时，能够第一时间发现并且对其进行处理。

所述空调夏天能够实现对电池仓内进行换热的目的，实现电池仓内的温度保持恒温状态，减少电池仓因过冷或过热影响电池的充放电性能，以及保证恒温状态下电池充放电的安全性。

在一个实施例中，所述入口的坡道4上设置有闸机7，所述换电仓17的两侧设置有举升机 2，所述举升机 2用于对换电平台 1进行抬起或落下。

所述换电平台 1包括：第二支架23和第三支架24，所述第二支架23和所述第三支架24均设置有两组，各组所述第二支架23和所述第三支架24依次连接并形成方形框架，所述第三支架24的两端分别连接举升机 2；

所述第三支架24的两侧分别设置有第四支架25，所述第二支架23、第三支架24和第四支架25均为贝雷架，所述第四支架25为三角结构，且所述第四支架25分别在所述换电平台1两侧形成坡道4。

所述举升机 2设有四组，所述举升机 2包括：外壳34，所述外壳34靠近第三支架24的一侧设置有活动槽38，所述活动槽38的下方设置有限位板31，所述限位板31用于连接第二支架23的侧边，所述外壳34内设置有多个转轴35，各所述转轴35上分别设置有齿轮36，所述齿轮36通过链条37连接；

多个所述转轴35形成方形结构，所述链条37上连接有升降托板32，所述升降托板32用于将第二升降板33进行上下升降，所述第二升降板33的上表面用于连接车辆定位平台22。

其中，所述车辆定位平台用于对车辆中轴线与轨道中轴线重叠并平行的定位调整；具体的，前轮停放位置为V型定位槽，车辆前后停车定位；前后车轮的停车位置还可以进行水平方向左右平移实现位置调整。所述车辆定位平台的结构为现有技术，此处不再赘述。

本实用新型中，一个典型的换电过程如下：

车辆识别闸机7识别车牌闸机7开闸车辆驶入换电平台1司机下车通过司机通道6离开换电站换电平台1对中系统开始工作完成车辆对中举升机2启动升高换电平台1换电平台1升高到设定位置并进行限位换电机器人3经轨道进入换电平台1下方换电机器人3举升车辆调平底盘换电机器人3解锁电池包并拔开快插件换电机器人3高度方向回零（降到最低处）换电机器人3经轨道到达电池仓18空仓位置下方（空仓仓位提前到达换电位）换电机器人3举升电池包，加锁将电池包安装到电池仓位9电池仓位9回到充电位，开始充电（同时待取电池的电池仓位9移动到换电区，换电机器人3下降高度回零并到达换电区换电机器人3举升并解锁电池包换电机器人3降低高度回零并到达换电仓17换电平台1下方换电机器人3举升底盘并调平换电机器人3完成电池加锁机器人降低高度回零并离开换电仓17升降机启动降低换电平台1高度到最低点启动车辆驶离换电平台1完成换电。

本实用新型中，换电仓17内的换电平台1是可升降的，换电平台1四角设置有升降机，升降机可带动升降平台升高和降低；

本实用新型中，换电平台1中间设置有防护盖板，该防护盖板在换电站待机状态是常闭的，只有在换电状态才打开；

本实用新型中，换电平台1设置有司机通道6，方便司机上车、下车行走；

本实用新型中，电池仓位9为立库结构，电池仓位9为3层或更多，每个电池仓位9都设计有伺服电机，伺服电机驱动电池仓位9可进行横向平移，以实现电池仓位9在充电位和换电位移动，完成机器人在电池仓18内存、取工作；

本实用新型中，每个电池仓位9结构与换电底盘结构相同，电池仓位9和换电车辆一样，可通过换电机器人3，进行电池与电池仓位9之间的快速机械连接及电连结；

本实用新型中，电池仓18内的每一个电池仓位9均设置有换电快插件，该换电快插件集成电池的高压供电连接及低压控制连接，每个电池仓位9均可实现自动充电功能；

本实用新型中电池仓18内设置有空调系统15，该空调系统15可保持电池仓18内四季恒温，确保电池存放及充电工作在安全舒适的温度环境中；

本实用新型中电池仓18与换电仓17之间的轨道门是可自动开闭的，待机状态该门自动关闭，换电状态自动打开；

本实用新型中设置有一个安全仓19，该安全仓19内置有多个电池专用灭火器14，当电池仓18内电池出现热失控时，换电机器人3可快速取下该电池，通过贯通式轨道及电池仓18与安全仓19之间的防火门，将电池送到安全仓19内，然后换电机器人3离开安全仓19，安全仓19门关闭，同时开启灭火系统，快速对热失控电池包进行冷却、降温，将电池包温度控制到安全温度以内；

其中，所述举升机2的其中一个转轴35连接电机，所述电机启动后就会带着所述齿轮36进行转动，所述齿轮36转动就会实现所述升降托板32在活动槽38内往复运动的目的。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种三仓式快速换电站系统，其特征在于，包括：换电仓（17）、电池仓（18）和安全仓（19），所述电池仓（18）的一侧为换电仓（17），所述电池仓（18）的另一侧为安全仓（19）；

所述电池仓（18）内存储满电电池，或对空电电池进行充电；以及用于对换电仓（17）的汽车电池进行更换。

2.如权利要求1所述的一种三仓式快速换电站系统，其特征在于，所述换电仓（17）的两侧均设置有填补平台（5），所述填补平台（5）之间为车辆行走通道，所述车辆行走通道包括入口和出口，所述入口和所述出口均设置有坡道（4），所述坡道（4）之间设置有换电平台（1），所述坡道（4）远离换电平台（1）的一端为低于所述换电平台（1）的上顶面；

所述换电仓（17）和所述电池仓（18）之间连通设置，且所述换电仓（17）和所述电池仓（18）之间、所述电池仓（18）和所述安全仓（19）之间均设置有防火墙（8）。

3.如权利要求1所述的一种三仓式快速换电站系统，其特征在于，所述换电仓（17）、电池仓（18）和安全仓（19）通过换电轨道（10）连通设置，所述换电轨道（10）用于换电机器人（3）在所述换电仓（17）、电池仓（18）和安全仓（19）之间往复运动；

所述换电轨道（10）上设置有多个小车工作区（20），所述换电仓（17）、电池仓（18）和安全仓（19）均设置有所述小车工作区（20）；所述换电仓（17）远离电池仓（18）的一侧设置有司机通道（6）。

4.如权利要求3所述的一种三仓式快速换电站系统，其特征在于，所述安全仓（19）内设置有灭火器（14），所述灭火器（14）分别设置在所述换电轨道（10）的两侧，

所述安全仓（19）内设置有降温仓位（21），所述降温仓位（21）用于放置热失控电池；所述灭火器（14）用于对所述热失控电池进行降温。

5.如权利要求1所述的一种三仓式快速换电站系统，其特征在于，所述电池仓（18）内设置有多个用于存储电池的电池仓位（9），所述电池仓位（9）间隔设置在所述电池仓（18）内。

6.如权利要求3所述的一种三仓式快速换电站系统，其特征在于，所述电池仓（18）和所述换电仓（17）之间还设置有设备区，所述换电轨道（10）一侧的所述设备区用于放置配电柜（11）和控制柜（12），所述换电轨道（10）另一侧的所述设备区为监控室（16），所述监控室（16）内设置有监控台（13）和多个座椅；

所述设备区还设置有空调系统（15），所述空调系统（15）设置在所述换电轨道（10）的上方，且所述空调的换热出口位于所述电池仓（18）内，并用于对所述电池仓（18）内进行换热。

7.如权利要求2所述的一种三仓式快速换电站系统，其特征在于，所述入口的坡道（4）上设置有闸机（7），所述换电仓（17）的两侧设置有举升机（2）。

8.如权利要求2所述的一种三仓式快速换电站系统，其特征在于，所述换电平台（1）包括：第二支架（23）和第三支架（24），所述第二支架（23）和所述第三支架（24）均设置有两组，各组所述第二支架（23）和所述第三支架（24）依次连接并形成方形框架，所述第三支架（24）的两端分别连接举升机（2）；

所述第三支架（24）的两侧分别设置有第四支架（25），所述第二支架（23）、第三支架（24）和第四支架（25）均为贝雷架，所述第四支架（25）为三角结构，且所述第四支架（25）分别在所述换电平台（1）两侧形成坡道（4）。

9.如权利要求3所述的一种三仓式快速换电站系统，其特征在于，所述换电机器人（3）包括：升降底座（28），所述升降底座（28）往复运动的设置在换电轨道（10）上，所述升降底座（28）的上方设置有折叠架（30），所述折叠架（30）上方依次设置有第一升降板（27）和机器人平台（26），

所述机器人平台（26）用于放置电池包。

10.如权利要求7所述的一种三仓式快速换电站系统，其特征在于，所述举升机（2）设有四组，所述举升机（2）包括：外壳（34），所述外壳（34）靠近第三支架（24）的一侧设置有活动槽（38），所述活动槽（38）的下方设置有限位板（31），所述限位板（31）用于连接第二支架（23）的侧边，所述外壳（34）内设置有多个转轴（35），各所述转轴（35）上分别设置有齿轮（36），所述齿轮（36）通过链条（37）连接；

多个所述转轴（35）形成方形结构，所述链条（37）上连接有升降托板（32），所述升降托板（32）用于将第二升降板（33）进行上下升降，所述第二升降板（33）的上表面用于连接车辆定位平台（22）。

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