CN217730259U - 一种可拓展的集成换电站 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种可拓展的集成换电站，包括换电箱和充电箱，换电箱和充电箱通过电源及信号线电插头对接；其中，充电箱包括一级充电箱和次级充电箱；一级充电箱和换电箱拼接；次级充电箱为拓展箱，向一级充电箱的外侧扩展布置；换电箱上布置抬车机构、车辆定位机构和换电通道；换电小车沿换电通道的设置方向运动；充电箱布置电池架、充电机构和码垛机；当车辆进入换电箱，车辆定位机构对车辆进行定位，抬车机构对车辆抬升、换电，换电小车装载车辆的电池并将车辆的电池输送至充电箱内通过电池架、充电机构和码垛机的配合进行换电；还包括控制柜，控制柜集成有内部信号和控制元器件。本实用新型可快速落站，便于车位式布站，易于拓展。

Description

一种可拓展的集成换电站

技术领域

本实用新型涉及充换电站技术领域，尤其是指一种可拓展的集成换电站。

背景技术

新能源电动汽车逐渐作为一种新能源交通工具，新能源电动汽车具有噪音低、能源利用效率高、无移动废弃排放等特点。对于新能源电动汽车中能源供给是电动汽车产业链中的重要环节，能源供给模式与电动汽车的发展密切相关。

当前，电动汽车的能源供应可分为插充和换电池两种模式，其中，在换电池模式下，势必需要换电站的支持。

而现有的换电站在落站投放时，换电通道长度较长，用地要求较大，与此同时，换电站各个组件之间，各个箱体之间，整合度不高，落站时恢复工作较繁杂，且各点位需要重新校验。不利于换电站的投放使用。

上述问题就会导致由于充电站数量不足，电动汽车车主经常要寻找特定的充电站，并且需要排队等候，不利于新能源电动汽车的推广。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型公开了一种可拓展的集成换电站。

本实用新型所采用的技术方案如下：

一种可拓展的集成换电站，包括可分箱或合箱的换电箱和充电箱，所述换电箱和所述充电箱通过电源及信号线电插头对接；其中，所述充电箱包括一级充电箱和次级充电箱；所述一级充电箱和所述换电箱拼接，布置在所述换电箱的左侧或右侧；所述次级充电箱为拓展箱，向所述一级充电箱的外侧扩展布置；

所述换电箱上布置抬车机构、车辆定位机构和换电通道；换电小车沿所述换电通道的设置方向运动；

所述充电箱布置电池架、充电机构和码垛机；

当车辆进入所述换电箱，所述车辆定位机构对所述车辆进行定位，所述抬车机构对所述车辆抬升、换电，所述换电小车装载所述车辆的电池并将所述车辆的电池输送至所述充电箱内通过所述电池架、所述充电机构和所述码垛机的配合进行换电；

还包括控制柜，所述控制柜集成有内部信号和控制元器件。

其进一步的技术特征在于：所述换电箱的侧壁预留安装空间，所述安装空间内设置第一小控制柜，所述第一小控制柜嵌入所述换电箱的侧壁；所述换电通道设置线槽，所述第一小控制柜的另一侧线缆经过所述抬车机构，并且和所述车辆定位机构的线缆，沿所述线槽汇集流入所述第一小控制柜内。

其进一步的技术特征在于：所述充电箱内的线缆走线置于所述电池架或所述充电箱的下方或所述充电箱的侧方。

其进一步的技术特征在于：所述一级充电箱内设立主控制柜和充电柜，所述充电柜用于对所述电池架上的电池进行充电控制；所述主控制柜收集所述一级充电箱的相关信号并控制所述换电箱或次级充电箱内的子模块进行控制。

其进一步的技术特征在于：所述次级充电箱设置充电柜和集成控制元器件的小电箱，所述充电柜用于对所述次级充电箱内的电池进行充电控制；所述小电箱设置可快速对接的信号与电源快接头，使其和所述一级充电箱对接。

其进一步的技术特征在于：所述抬车机构设置在所述换电箱的长度方向的两侧，且所述抬车机构设置于车辆定位机构的中间；所述抬车机构的高度小于所述车辆定位机构的高度。

其进一步的技术特征在于：所述车辆定位机构设置在所述换电箱的宽度方向的两侧。

其进一步的技术特征在于：所述电池架按所述充电箱的长度上布置且所述电池架设置在所述换电通道的两侧；所述码垛机设置在两侧所述电池架之间，且所述码垛机的轨道和所述换电通道相平行；所述充电机构设置在其中一个所述电池架的一侧。

其进一步的技术特征在于：所述一级充电箱内设置有对调机构，所述对调机构设置在所述电池架上，将亏电池和满电电池在所述换电小车和所述码垛机之间的转运。

其进一步的技术特征在于：所述一级充电箱内设置可和所述电池架配合的消防水箱，当发生电池过热时，将电池转运至所述消防水箱内处置。

其进一步的技术特征在于：所述车辆定位机构包括第一驱动源、滑座和支撑部，所述支撑部支承所述车辆，所述第一驱动源的输出端连接并推动所述滑座靠近或远离所述支撑部。

本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

本实用新型的换电通道高度集成化，且长度上参考标准车位长度，按照标准车位布局，场地选址便利。电池仓位可在换电通道左右或者拓展陈列，便于市场投放。

本实用新型可服务于多种型号的对象，机电更加自由，充电时间大大缩短，消除新能源壁垒，促进新能源汽车发展。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的俯视图。

图3是本实用新型的布局示意图。

图4是换电通道的第一视角的结构示意图。

图5是换电通道的第二视角的结构示意图。

图6是车辆定位机构的结构示意图。

说明书附图标记说明：100、换电箱；101、车辆定位机构；1011、第一驱动源；1012、滑座；1013、支撑部；200、充电箱；201、电池架；202、充电机构；203、码垛机；300、换电小车；400、换电通道。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。

关本实用新型的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本实用新型，此外，在全部实施例中，相同的附图标号表示相同的元件。

结合图1-图3，一种可拓展的集成换电站，包括可分箱或合箱的换电箱100和充电箱200，换电箱100和充电箱200通过电源及信号线电插头对接；其中，充电箱200包括一级充电箱和次级充电箱；一级充电箱和换电箱100拼接，布置在换电箱100的左侧或右侧；次级充电箱为拓展箱，向一级充电箱的外侧扩展布置；

换电箱100上布置抬车机构、车辆定位机构101和换电通道400；换电小车300沿换电通道400的设置方向运动；

充电箱200布置电池架201、充电机构202和码垛机203；

当车辆进入换电箱100，车辆定位机构101对车辆进行定位，抬车机构对车辆抬升、换电，换电小车300装载车辆的电池并将车辆的电池输送至充电箱200内通过电池架201、充电机构202和码垛机203的配合进行换电；

还包括控制柜，所述控制柜集成有内部信号和控制元器件。

上述提供了一种可拓展的集成换电站，可快速落站，便于车位式布站，易于拓展。

在本实施例中，为便于布置控制柜，换电箱100的侧壁预留安装空间，安装空间内设置第一小控制柜，第一小控制柜嵌入换电箱100的侧壁；换电箱100内经常过车泥沙积水较多，为便于保护线缆，换电通道400设置线槽，第一小控制柜的另一侧线缆经过抬车机构，并且和车辆定位机构101的线缆，沿线槽汇集流入第一小控制柜内。

在本实施例中，在换电箱100内的顶面面上还设有灯饰及相关监控元器件，灯饰及相关监控元器件线缆也沿换电箱100的侧壁汇入到控制柜内。

在本实施例中，便于安装维护，充电箱200内的线缆走线置于电池架201或充电箱200的下方或充电箱200的侧方，而不是走箱体的上方，以减少维护时的麻烦。

在本实施例中，一级充电箱内设立主控制柜和充电柜，充电柜用于对电池架201上的电池进行充电控制；主控制柜收集一级充电箱的相关信号并控制换电箱100或次级充电箱内的子模块进行控制。

在本实施例中，次级充电箱设置充电柜和集成控制元器件的小电箱，所述充电柜用于对所述次级充电箱内的电池进行充电控制；所述小电箱设置可快速对接的信号与电源快接头，使其和所述一级充电箱对接。

在本实施例中，为便于布站，所有箱体即无论换电箱100或者充电箱200，长度上向标准车位靠准。

在本实施例中，为使长度方向满足车位布置需求，换电箱100内的换电通道400需要尽可能短，换电平台的高度需要降低，以便外部延伸上坡道变短，换电站落地时可便于按车位长度申请用地，故抬车机构设置在换电箱100的长度方向的两侧，且抬车机构设置于车辆定位机构101的中间；抬车机构的高度小于车辆定位机构101的高度。具体地，抬车机构可选用抬车方式为抬升汽车轮胎的现有机构，譬如液压升降平台。

在本实施例中，和抬车机构相融合的换电通道400的换电箱100的侧壁，有一定厚度，换电箱100的一侧壁上设置人机交互屏幕及声控设备，可对换电站的状态及换电运行动作进行语音播报以及安全提示等。

在本实施例中，换电通道400的所有控制组件及信号元器件，集成在换电箱100的另外一个侧壁内，布置有控制柜。当换电箱100和充电箱200分箱拆装时，可快速插拔电插头，换电箱100和充电箱200实现换电站的快速分箱或合箱。

结合图4和图5，在本实施例中，车辆定位机构101设置在换电箱100的宽度方向的两侧，使换电通道400的整体高度降低，进而缩短换电通道400的长度。

在本实施例中，为满足长度压缩及电池仓储数量尽可能多的需求，电池架201按充电箱200的长度上布置且电池架201设置在换电通道400的两侧；码垛机203设置在两侧电池架201之间，且码垛机203的轨道和换电通道400相平行；充电机构202设置在其中一个电池架201的一侧。

在本实施例中，码垛机203的支架为悬臂式，即码垛机203的升降支架仅设置在一侧，另一侧放开，且码垛机203的升降臂单独悬出，实现电池的垂直升降，码垛机203可采用链条提升或钢丝绳卷筒提升或钢丝绳曳引轮提升三种方式搬运电池。

在本实施例中，为满足整体换电效率，换电箱进行换电拆卸亏电电池的同时，一级充电箱内在准备满电电池，一级充电箱内设置有对调机构，对调机构的作用为缓存电池，对调机构设置在电池架201上，将亏电池和满电电池在换电小车300和码垛机203之间的转运。

具体地，对调机构包括缓存架，缓存架上平行设置通过连杆连接的上横梁和下横梁，且上横梁和下横梁可通过驱动模组上升或下降，当上横梁降低时，换电小车300可以进入。其中，驱动模组利用电池架201的底部的空间布置，驱动模组可以为升降式减速机或单作用气缸。

在本实施例中，充电机构202包括充电柜和控制柜，充电柜为充电控制部分，控制柜监控电池架201和码垛机203的动作及参数。

在本实施例中，一级充电箱内设置可和电池架201配合的消防水箱，当发生电池过热时，将电池转运至消防水箱内处置。

如图6所示，在本实施例中，车辆定位机构101包括第一驱动源1011、滑座1012和支撑部1013，支撑部1013支承车辆，第一驱动源1011的输出端连接并推动滑座1012靠近或远离支撑部1013。其中，第一驱动源1011包括伺服电机和滚珠丝杆，伺服电机的输出端直连或通过连接组件连接滚珠丝杆，滑座1012的底部连接滚珠丝杠的活动部，当伺服电机的输出端驱动滚珠丝杆转动时，滚珠丝杆将回转运动转化为直线运动，推动滑动1012沿支撑部1013的长度方向运动，对车辆的前轮或后轮进行定位，限制车辆的移动。

优选地，支撑部1013为多个平行设置的滚筒，有利于车辆进出换电箱100。

在本实施例中，换电小车300为RGV小车，可以自动转运亏电电池或满电电池，无需人工操作，可以提高电池输送的效率。

本实用新型的工作原理如下：

待换电的车辆由换电箱100的入口进入，通过车辆定位机构101对车辆的前轮和后轮进行限制。

然后，抬升机构对车辆进行抬升动作，便于操作人员或自动化设备更换亏电电池，更换下来的亏电电池由换电小车300沿换电通道400从换电箱100向充电箱200输送。码垛机203承接并转运亏电电池至电池架201内，而后，码垛机203承接并转运电池架201内的满电电池给换电小车300。

换电小车300沿换电通道400从充电箱200向换电箱100输送满电电池，由操作人员或自动化设备对车辆安装满电电池。

换电完成后，抬升机构对车辆进行下降动作，解除车辆定位机构101对车辆的前轮和后轮的限制，车辆由换电箱100的出口出去。

综上所述，本实用新型可用于两种不同尺寸电池的共享换电站。具体地，换电箱100共用，充电箱200根据电池的不同而配置，如换电小车的大小及高度和加解锁机构布置有所区别，但两边换电小车的轨道采用一致标准和换电箱100的轨道对接；电池架201和码垛机203的选择上也根据电池的尺寸变形而做调整。

针对使用同款电池轮距不一样的车型换电，次级换电箱内的换电小车，可以在换电站的长度方向移动，以适应不同的车辆轮距，找到对应的电池。

在本实用新型实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (11)

1.一种可拓展的集成换电站，其特征在于：包括可分箱或合箱的换电箱(100)和充电箱(200)，所述换电箱(100)和所述充电箱(200)通过电源及信号线电插头对接；其中，所述充电箱(200)包括一级充电箱和次级充电箱；所述一级充电箱和所述换电箱(100)拼接，布置在所述换电箱(100)的左侧或右侧；所述次级充电箱为拓展箱，向所述一级充电箱的外侧扩展布置；

所述换电箱(100)上布置抬车机构、车辆定位机构(101)和换电通道(400)；换电小车(300)沿所述换电通道(400)的设置方向运动；

所述充电箱(200)布置电池架(201)、充电机构(202)和码垛机(203)；

当车辆进入所述换电箱(100)，所述车辆定位机构(101)对所述车辆进行定位，所述抬车机构对所述车辆抬升、换电，所述换电小车(300)装载所述车辆的电池并将所述车辆的电池输送至所述充电箱(200)内通过所述电池架(201)、所述充电机构(202)和所述码垛机(203)的配合进行换电；

还包括控制柜，所述控制柜集成有内部信号和控制元器件。

2.根据权利要求1所述的可拓展的集成换电站，其特征在于：所述换电箱(100)的侧壁预留安装空间，所述安装空间内设置第一小控制柜，所述第一小控制柜嵌入所述换电箱(100)的侧壁；所述换电通道(400)设置线槽，所述第一小控制柜的另一侧线缆经过所述抬车机构，并且和所述车辆定位机构(101)的线缆，沿所述线槽汇集流入所述第一小控制柜内。

3.根据权利要求1所述的可拓展的集成换电站，其特征在于：所述一级充电箱内设立主控制柜和充电柜，所述充电柜用于对所述电池架(201)上的电池进行充电控制；所述主控制柜收集所述一级充电箱的相关信号并控制所述换电箱(100)或次级充电箱内的子模块进行控制。

4.根据权利要求1所述的可拓展的集成换电站，其特征在于：所述充电箱(200)内的线缆走线置于所述电池架(201)或所述充电箱(200)的下方或所述充电箱(200)的侧方。

5.根据权利要求1所述的可拓展的集成换电站，其特征在于：所述次级充电箱设置充电柜和集成控制元器件的小电箱，所述充电柜用于对所述次级充电箱内的电池进行充电控制；所述小电箱设置可快速对接的信号与电源快接头，使其和所述一级充电箱对接。

6.根据权利要求1所述的可拓展的集成换电站，其特征在于：所述抬车机构设置在所述换电箱(100)的长度方向的两侧，且所述抬车机构设置于车辆定位机构(101)的中间；所述抬车机构的高度小于所述车辆定位机构(101)的高度。

7.根据权利要求1所述的可拓展的集成换电站，其特征在于：所述车辆定位机构(101)设置在所述换电箱(100)的宽度方向的两侧。

8.根据权利要求1所述的可拓展的集成换电站，其特征在于：所述电池架(201)按所述充电箱(200)的长度上布置且所述电池架(201)设置在所述换电通道(400)的两侧；所述码垛机(203)设置在两侧所述电池架(201)之间，且所述码垛机(203)的轨道和所述换电通道(400)相平行；所述充电机构(202)设置在其中一个所述电池架(201)的一侧。

9.根据权利要求1所述的可拓展的集成换电站，其特征在于：所述一级充电箱内设置有对调机构，所述对调机构设置在所述电池架(201)上，将亏电池和满电电池在所述换电小车(300)和所述码垛机(203)之间的转运。

10.根据权利要求1所述的可拓展的集成换电站，其特征在于：所述一级充电箱内设置可和所述电池架(201)配合的消防水箱，当发生电池过热时，将电池转运至所述消防水箱内处置。

11.根据权利要求1所述的可拓展的集成换电站，其特征在于：所述车辆定位机构(101)包括第一驱动源(1011)、滑座(1012)和支撑部(1013)，所述支撑部(1013)支承所述车辆，所述第一驱动源(1011)的输出端连接并推动所述滑座(1012)靠近或远离所述支撑部(1013)。

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