CN219214775U - 电动重卡快速换电站 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电动重卡快速换电站，包括1换电行车梁；所述换电行车梁的下方设有换电区域；所述换电行车梁的下方还设有若干充电座；所述换电行车梁上设有2台行车，每台行车的下方均设有电池箱吊具，行车与电池箱吊具构成自动化的换电机器人；每台换电机器人均可沿所述换电行车梁独立移动，且每台换电机器人自身独立运行。本实用新型通过设置2台换电机器人，同时对1辆电动卡车1进行换电，从而极大的提高了换电站内电动卡车实施换电作业的效率，缩短了换电等待时间。

Description

电动重卡快速换电站

技术领域

本实用新型涉及一种电动重卡快速换电站，特别是在同一个换电工位左右两侧分别设置换电机构的换电站，属于新能源汽车的换电领域。

背景技术

中国专利公开号为CN112623957A的一种换电站智能起重装置及其使用方法，中国专利公开号为CN112848964A的一种智能化换电站的换电方法及其系统，中国专利公开号为CN214728296U的卡车换电站等公开了利用行车机构，配合吊具，采用顶吊的方式，对电动卡车上的电池包进行吊装、更换的方案。

但目前的换电机构，换电过程都是①吊取卡车上的电池包、②摆放到空的充电座上、③吊取充电座上可用的电池包、④安放到电动卡车上；这样的执行动作下，一半以上的时间都消耗在换电机构在行车内进行平移。

而当进行换电时，电动卡车处于失电状态，驾驶员需要被封闭在驾驶室内，且没有空调、通风；换电周期越长，驾驶员在驾驶室内等待的时间越长，驾驶员的体验越差；等待时间过长，甚至可能会使驾驶员打开驾驶室门或窗，将头或手伸出驾驶室，给换电过程带来不可预知的风险；而打开驾驶室门、将肢体伸出驾驶室，还可能触发换电区域的传感器，使换电过程被中止，需要换电站操作人员确认消除相关风险后，才能继续进行，故反而增加了换电作业时长。

故，有必要继续对换电站的结构进行改进，以期充分缩短换电时间，提高驾驶员在换电过程中的等待体验感受。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供电动重卡快速换电站，提高电动重卡在换电站内的换电作业效率，缩短换电等待时间。

为达到上述实用新型目的，本实用新型提供了一种电动重卡快速换电站，包括1换电行车梁；所述换电行车梁的下方设有换电区域，所述换电区域供待换电的电动卡车停放；

所述换电行车梁的下方还设有若干充电座，所述充电座上设有电池箱；

若干个充电座集中在一起规则排布，形成充电仓室；

所述换电行车梁上设有2台行车，每台行车的下方均设有电池箱吊具，行车与电池箱吊具构成自动化的换电机器人；

每台换电机器人均可沿所述换电行车梁独立移动，且每台换电机器人自身独立运行；

2台换电机器人分别动作；

1台换电机器人对待换电的电动卡车，将车载的待换电的电池箱吊起，并移出换电区域；

另1台换电机器人在充电仓室内，选定可用的电池箱，将可用的电池箱吊起，并移动到换电区域，放置到电动卡车的车载底托上。

作为本实用新型的进一步改进，所述充电仓室仅有1个，位于所述换电区域的一侧；

所述换电行车梁，位于所述充电仓室及所述换电区域的上方；

所述换电行车梁向所述换电区域的另一侧延伸，形成缓冲区；

换电机器人将电动卡车上的待换电的电池箱吊起后，连着电池箱一起移出换电区域，移入到所述换电行车梁的缓冲区。

作为本实用新型的进一步改进，所述充电仓室设有2个，位于所述换电区域的两侧；

所述换电行车梁，位于所述换电区域及两侧的所述充电仓室的上方。

进一步的，2台换电机器人，分别在1侧的所述充电仓室及所述换电区域上方的所述换电行车梁上移动。即1侧的所述充电仓室上方仅有1台换电机器人。

作为本实用新型的进一步改进，所述充电座沿所述换电行车梁的长度方向一列排布；所述换电区域内电动卡车停放后的车载底托与所述充电座位于同一直线上；

所述换电机器人不具备垂直于所述换电行车梁平移的自由度。

作为本实用新型的进一步改进，所述换电机器人具备垂直于所述换电行车梁平移的自由度。

进一步的，所述充电座沿所述换电行车梁的长度方向分2列以上进行排布。

本实用新型的一种电动重卡快速换电站，由于设有2台换电机器人，同时对1辆电动重卡车进行换电，即1台换电机器人负责将车载的待换电的电池箱吊起，并移出换电区域；另1台换电机器人负责将可用的电池箱吊起，并移动到换电区域，放置到电动重卡车的车载底托上。2台换电机器人同步运行，最后在换电区域内衔接运行，将针对电动重卡车的换电过程简化为①吊取卡车上的电池箱、②将可用的电池箱安放到电动重卡车上；免去了电动重卡车停车等待换电过程中，还需要等待换电机构安放空的电池箱，然后再提取新的电池箱，及不同位置间的移动过程。

本实用新型的一种电动重卡快速换电站，将安放空的电池箱、提取新的电池箱的过程，与其他操作过程相重叠，或待电动重卡车驶入换电站、驶离换电站后再实施；从而极大的提高了换电站内电动重卡车实施换电作业的效率，缩短了换电等待时间，故可提高驾驶员在换电过程中的等待体验感受。

附图说明

图1为本实用新型的一种电动重卡快速换电站的实施方式一整体结构示意图；

图2为本实用新型的一种电动重卡快速换电站的实施方式二整体结构示意图；

图3为本实用新型的一种电动重卡快速换电站的实施方式二整体正视图；

图4为本实用新型的一种电动重卡快速换电站的运行流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明。

图1为本实用新型的一种电动重卡快速换电站的实施方式一整体结构示意图，电动卡车1停在行车梁21的下方，行车梁21上设有2台行车，每台行车的下方均设有电池箱吊具，行车与电池箱吊具构成自动化的换电机器人22；每台换电机器人22均可沿所述行车梁21独立运动。行车梁21的下方设有若干充电座31。

电池箱吊具不是本实用新型的改进点，可参考中国专利公开号为CN113734947A的智能卡车换电站用吊具组件。

充电座不是本实用新型的改进点，可参考中国专利公开号为CN215989454U的电动卡车换电用充放电底座。

图2为本实用新型的一种电动重卡快速换电站的实施方式二整体结构示意图。

实施方式一与实施方式二的区别在于，行车梁21的长度不同；充电座31的数量及摆放位置不同；实施方式一的行车梁21相对较短，充电座31仅集中设置在了电动卡车1的一侧；而实施方式二的行车梁21相对较长，充电座31设置在了电动卡车1的两侧。

当然，具体的换电机器人22的结构也可不同，但主要实现沿行车梁21水平移动，带动电池吊具垂直于行车梁21进行平移，及通过钢丝绳卷筒机构对电池吊具进行升降。如果电池吊具本身具有平移功能(参考中国专利公开号为CN114771323A的电池箱配送车充电系统)，或仅设有单条的充电座31，且电动卡车1的停放位置标准，使卡车上的电池箱4位置与充电座31上的电池箱4位于一直线上，则换电机器人22也可不需要垂直于行车梁21平移的功能。

进一步参考图3，行车梁21下设有换电区域23；在电动卡车1进入换电区域23前，先向换电站发出换电需求，从而使1台换电机器人22下方的电池箱吊具处于空置状态，且优选的移动到换电区域23的上方；而另1台行车，先在充电座31区域运行，选择合适且可用的电池箱4，将其预吊起，并位于换电区域23的边上。电动卡车1一旦停如换电区域23内，即启动换电程序，电池箱吊具空置的第1台换电机器人22对电动卡车1上的电池箱进行定位，并降下电池箱吊具，与电池箱的顶部对接，将待更换的电池箱吊起，并移出换电区域23；而第1台换电机器人22移出换电区域23的同时，第2台载有可用电池箱4的行车移入换电区域，并根据第1台行车对电动卡车1的电池箱定位监测数据，调整电池箱吊具的位置，使其位于电动卡车1的车载电池箱座的正上方，然后降下电池箱吊具，将电池箱4落在电动卡车1的车载电池箱座上，再将电池箱吊具升起，即完成对电动卡车1的换电作业，电动卡车1即可驶离换电区域23。

采用本实用新型的电动卡车用换电站，由于设有2台换电机器人22，同时对1辆电动卡车1进行换电，极大的提高了换电效率，缩短了换电等待时间，故可提高驾驶员在换电过程中的等待体验感受。

需要注意的是，当采用实施方式一的结构时，当电动卡车1驶离后，2台换电机器人22都需要复位，特别是第1台行车需要回到充电座31区域，将从电动卡车1上取下的电池箱4放到空置的充电座31上。

但是，当采用实施方式二的结构时，第1台换电机器人22将电池箱4从电动卡车1上取下后，可直接回到所在侧的充电座31区域，将电池箱4放到空置的充电座31上；而第2台换电机器人22在将电池箱1放置到电动卡车1上，将电池箱吊具升起后，即可停留在换电区域23的上方，作为下一次换电时的第1台动作换电机器人22，将电动卡车1上待更换的电池箱4吊起。

图4给出了本实用新型的一种电动重卡快速换电站的运行流程图。

换电站在启动运营后，首先需要执行站检流程，确保换电站处于理想的工作状态，等待需要换电的电动卡车1；站检流程主要包括例行巡检、上电、站控开机、然后检查HMI及站控监控，如果系统都正常，则进入工作状态，等待需要换电的电动卡车1，如果检查报错，需要进行报修，待检修完成后，再重新上电，执行开机检查程序。例行巡检一般为人工检查，即在上电前，对换电站各设施设备的状态进行外观检查，确保无损坏；人工巡检后，才能给换电站上电，进行通电检查。

换电站进行站检流程完毕，进入工作状态；此时，需要换电的电动卡车1驶入换电站，开始执行换电流程；司机进站后，先扫码，使换电站系统知晓开启换电；站控先执行扫描车辆信息的程序，确认驶入的电动卡车1与换电站本身相匹配；信息匹配，则继续执行换电程序；如信息不匹配，则需要先检查资料，甚至需要沟通信息，符合要求的重新进行注册、登记，即可继续执行换电程序；如信息仍不符合要求，无法注册的，则电动卡车1只能驶离换电站。

信息匹配后，换电站开始执行换电程序，由站控扫描车辆位置，如电动卡车1的停放位置正确，符合换电要求，则继续执行换电程序；如电动卡车1的停放位置错位，则需要通知车辆重新停车，即电动卡车1需要暂时驶离换电站，然后根据导引重新进行停车，直至停放位置正确。

当车辆位置正确后，换电站启动与换电车辆通讯，先给车辆发出开锁指令，由电动卡车1的车载系统执行开锁操作，即对车载的电池箱4进行解锁；如解锁成功，则继续后续换电作业；如解锁失败，则启动执行解锁故障流程，系统检修故障，如能解决则继续换电作业；如故障复杂，则由人工介入换电操作，人工排除故障后继续换电作业。

当电动卡车1对车载的电池箱4解锁成功，换电站则给2台换电机器人22发送换电指令；2台换电机器人接收到换电指令后，协同执行换电作业；其中1台换电机器人22作为换电机器人1#，移动至换电区域，精准定位电动卡车1的电池箱4位置，吊取待更换的电池箱4，然后将该电池箱4移动到所在侧的充电座31区域，即1#仓室内，将电池箱4放置到孔的充电座31上，进行充电，换电机器人1#完成放置后回到待机位置，换电机器人1#此时的待机位置可以位于1#仓室内电量较多甚至已充满的电池箱4上方；另1台换电机器人22作为换电机器人2#，在换电机器人1#移动至换电区域进行吊取待更换的电池箱4的同时，在所在侧的充电座31区域，即2#仓室内移动，定位到可用的电池箱4上方，然后吊取该可用的电池箱4，再移动至换电区域，待换电机器人1#移出换电区域，即可将可用的电池箱4放置到车辆的底托上，完成换电，回到待机位置，换电机器人2#此时的待机位置可以就在换电区域上方。完成1个换电周期后，再下一个换电周期中，换电机器人1#、换电机器人2#身份互换，彼此执行另一套流程。

换电机器人作业完毕后，换电站的换电机构基本作业完毕，由换电站及电动卡车1同时检查换电结果；均确认换电成功，则上报数据，然后给电动卡车1发送上锁指令；如检查得知换电失败，则启动执行换电故障流程，开启换电系统故障检修。

电动卡车1接收到上锁指令后，执行上锁操作；如车载电池箱底托执行上锁成功，则反馈给换电站系统，由系统下发本次换电的账单；如车载电池箱底托执行上锁失败，则反馈失败信息，启动上锁故障流程，执行车载锁检修作业。

换电站向电动卡车1发送账单后，司机收到费用账单，司机对账单进行确认并支付，最后司机启动车辆，并驶离换电站，整个换电流程结束；待下一辆需换电的电动卡车1驶入换电站，重新执行换电流程。

采用本实用新型的一种电动重卡快速换电站后，由于设有2台换电机器人22，故在换电站本身的换电机构作业流程中，能显著缩短吊放电池箱4的换电作业时间。

以上已对本实用新型创造的较佳实施例进行了具体说明，但本实用新型创造并不仅限于所述的实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型创造精神的前提下还可以作出种种的等同的变型或替换，这些等同变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (7)

1.一种电动重卡快速换电站，包括1换电行车梁；所述换电行车梁的下方设有换电区域，所述换电区域供待换电的电动卡车停放；

所述换电行车梁的下方还设有若干充电座，所述充电座上设有电池箱；

若干个充电座集中在一起规则排布，形成充电仓室；

其特征在于，所述换电行车梁上设有2台行车，每台行车的下方均设有电池箱吊具，行车与电池箱吊具构成自动化的换电机器人；

每台换电机器人均可沿所述换电行车梁独立移动，且每台换电机器人自身独立运行；

2台换电机器人分别动作；

1台换电机器人对待换电的电动卡车，将车载的待换电的电池箱吊起，并移出换电区域；

另1台换电机器人在充电仓室内，选定可用的电池箱，将可用的电池箱吊起，并移动到换电区域，放置到电动卡车的车载底托上。

2.如权利要求1所述的一种电动重卡快速换电站，其特征在于，所述充电仓室仅有1个，位于所述换电区域的一侧；

所述换电行车梁，位于所述充电仓室及所述换电区域的上方；

所述换电行车梁向所述换电区域的另一侧延伸，形成缓冲区；

换电机器人将电动卡车上的待换电的电池箱吊起后，连着电池箱一起移出换电区域，移入到所述换电行车梁的缓冲区。

3.如权利要求1所述的一种电动重卡快速换电站，其特征在于，所述充电仓室设有2个，位于所述换电区域的两侧；

所述换电行车梁，位于所述换电区域及两侧的所述充电仓室的上方。

4.如权利要求3所述的一种电动重卡快速换电站，其特征在于，2台换电机器人，分别在1侧的所述充电仓室及所述换电区域上方的所述换电行车梁上移动。

5.如权利要求1所述的一种电动重卡快速换电站，其特征在于，所述充电座沿所述换电行车梁的长度方向一列排布；所述换电区域内电动卡车停放后的车载底托与所述充电座位于同一直线上；

所述换电机器人不具备垂直于所述换电行车梁平移的自由度。

6.如权利要求1所述的一种电动重卡快速换电站，其特征在于，所述换电机器人具备垂直于所述换电行车梁平移的自由度。

7.如权利要求6所述的一种电动重卡快速换电站，其特征在于，所述充电座沿所述换电行车梁的长度方向分2列以上进行排布。

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