TW201936422A - 電池存儲架及新能源汽車換電站 - Google Patents

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楊潮
陳炯
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Abstract

本發明涉及電池存儲架及新能源汽車換電站。所述電池存儲架具有：框架結構；多於一個用於存放電池的庫位，所述庫位疊置地位於所述框架結構中；電池輸送裝置，在至少一個庫位中設置有所述電池輸送裝置，所述電池輸送裝置適於將泊接到相應的庫位中的電池轉移到期望的存儲位置處。

Description

電池存儲架及新能源汽車換電站
本發明涉及新能源汽車充換電技術領域；具體地說，本發明涉及一種電池存儲架，並進一步涉及一種新能源汽車換電站。
換電是新能源汽車的快速補能方式之一。新能源汽車電池更換技術和系統是新能源汽車快速補能的一種解決方案。
目前，新能源汽車充換電設施技術研究及產業發展十分迅速，換電站專案正在建設加速。在新能源汽車換電站中，通過換電設備或者工具將新能源汽車的動力電池取下、並立即更換另一組動力電池。
新能源汽車換電站可以為新能源汽車實現電池快換，緩解用戶對里程的焦慮。但存在建設面積偏大、系統成本偏高、換電技術複雜等問題。另一方面，如何快速換電和可靠換電是普及換電技術和商業運作大體量換電的難點和關鍵核心技術。
本發明的一個方面的目的是提供一種改進的電池存儲架。
進一步地，本發明的另一方面的目的是提供一種改進的新能源汽車換電站。
為了實現前述目的，本發明的第一方面提供了一種電池存儲架，其中，所述電池存儲架具有： 　　框架結構； 　　多於一個用於存放電池的庫位，所述庫位疊置地位於所述框架結構中； 　　電池輸送裝置，在至少一個庫位中設置有所述電池輸送裝置，所述電池輸送裝置適於將泊接到相應的庫位中的電池轉移到期望的存儲位置處。
可選地，在如前所述的電池存儲架中，所述庫位的數量是能夠擴展的。
可選地，在如前所述的電池存儲架中，所述電池輸送裝置包括輸送帶、輸送鏈或輸送輥筒。
可選地，在如前所述的電池存儲架中，所述電池輸送裝置的適於與所述電池接觸的表面上形成有沿所述轉移的方向排列的阻尼部。
可選地，在如前所述的電池存儲架中，所述至少一個庫位中設置有電池定位裝置。
可選地，在如前所述的電池存儲架中，所述電池定位裝置為定位銷、定位導軌或定位塊。
可選地，在如前所述的電池存儲架中，在所述電池存儲架的下方佈置有電池冷卻裝置。
可選地，在如前所述的電池存儲架中，在所述至少一個庫位處設置有插拔裝置，所述插拔裝置包括電接頭和/或水接頭。
可選地，在如前所述的電池存儲架中，所述電池存儲架具有可調節的地腳支撐。
為了實現前述目的，本發明的第二方面提供了一種新能源汽車換電站，其中，所述新能源汽車換電站中設置有如前述第一方面中任一項所述的電池存儲架。
下面參照圖式詳細地說明本發明的具體實施方式。在各圖式中，相同的圖式標記表示相同或相應的技術特徵。
圖1是根據本發明的一個實施方式的電池存儲架的前視示意圖。
如圖中所示，該電池存儲架100可以具有框架結構110，框架結構110內設置有帶電池輸送裝置130的庫位元120。該框架結構可以採用鋁型材或者鋼結構，結構簡單、成本低、加工方便。
圖1中的實施方式的電池存儲架功能齊全，由於設置有庫位120和庫位元處的電池輸送裝置130，所以能滿足換電站電池的存儲，以及電池在庫位中的位置轉移或調整。
該電池存儲架100的框架結構110內可以具有多於一個用於存放電池200的庫位120。圖中僅示例性地在其中一個庫位中示出了處於存放狀態的電池200。這些庫位元120可以疊置地位於電池存儲架中，並且，在可選的實施方式中可以處於不同高度處。該實施方式空間緊湊，由於電池的基本特性，電池平鋪會使得地面資源的利用率大大下降，故採用疊置的方式，既能保證電池運送空間又能有效地留出空間給電池的插拔裝置實現功能。
該電池存儲架100還可以具有電池輸送裝置130。如圖中所示，在該實施方式中可以在每個庫位中均設置有電池輸送裝置，電池輸送裝置適於將泊接到相應的庫位中的電池轉移或調整到期望的存儲位置處。在可選的實施方式中，也可以僅在至少一個庫位元中設置電池輸送裝置，實現電池在相應庫位中轉移或調整位置以滿足電池存儲及充電等的位置要求。在完成電池的轉移或位置調整後，在庫位元中的存儲位置處，可以將電池固定在位，進行存儲和/或充電、冷卻等。
為了保證運輸穩定、結構緊湊，電池輸送裝置可以由馬達帶動輸送帶、輸送鏈或者輥筒完成。參考圖3，在可選的實施方式中可以選用兩條輸送鏈或輸送帶131。在使用輸送鏈或輥筒時，也可以根據需要佈置適當的排列方向和間距。
用於存放電池的庫位120的數量是能夠擴展的，例如但不限於可以沿豎向、側向等方向擴展。電池存儲架中最小可擴展單位是一個電池庫位元。電池存儲架上庫位元沿豎向的擴展數量主要由換電站整體高度、電池存儲架高度及其它電池泊接裝置的行程決定。在圖示實施方式中，可選地設置有三個庫位；在擴展的情況下，可以在電池存儲架的上方疊置另外的庫位。
電池存儲架本身也可以擴展。通過緊湊型可擴展的設計，電池存儲架可以適應不同的應用場景的需求擴展或者組合。關於電池存儲架的可擴展性，其不僅可以在高度方向上堆積並且也可以在水準側向上擴展。例如，電池存儲架可在其它電池泊接裝置（例如升降機）的兩邊配置，也可以單邊配置。通過在水準方向上擴展電池存儲架，可以增加新能源汽車換電站的整個換電能力和整個電能存儲的能力；通過增加電池存儲架的數量可以更好地服務於換電站。
在實踐中，對於新能源汽車換電站而言，電池存儲架的上述的這種可擴展性是非常重要的，因為電池存儲和運輸設備受場地和資源的限制使得設備能否柔性化配置變得至關重要。此處所描述的電池存儲架能夠很好地實現在三維空間方向上擴展的需求，例如，通過對一個電池庫位元（最小單元）的豎向疊放，或者將冷卻裝置140的位置（見圖1）改造成庫位，實現單個電池架中庫位的擴展；沿前後或左右方向擺放能夠實現水準擴展；在水準方向上鏡像擺放電池存儲架，中間放置帶橫移、側移和升降功能的升降機，可以實現相應方向上的擴展。
如圖中所示，在電池存儲架100的下方可以佈置有電池冷卻裝置140。該電池冷卻裝置可以提供為水冷系統，其可以選擇佈置在庫位下方，實現在電池快充時的熱交換。此處的水冷系統可以為選配的。如果不配水冷，則可以把電池冷卻裝置的空間也設置成電池庫位，增加一層。
圖2是圖1中的電池存儲架中的一個電池庫位的前視示意圖。作為電池存儲架中最小可擴展單位，電池庫位元可以包括框架結構110、電池輸送裝置130、電池定位裝置150。該電池庫位元還可以具有插拔裝置160。電池存儲架100的該庫位中可以設置有電池定位裝置150，以實現電池在庫位中的定位。例如，在圖示實施方式中，電池定位裝置可以呈與電池上的定位孔配合的定位銷的形式。在其它的可選實施方式中，也可以採用定位導軌、定位塊等作為電池定位裝置。為了便於操作，電池定位裝置可以具有導角以便於引導泊接電池。
電池上可以預設有定位孔。在庫位中電池安裝的位置處，前述的定位銷可以設置在對應電池上定位孔的正上方，所以可以結合利用電池上的定位孔實現電池充電定位，從而實現電池在存儲架間運輸、定位和充電插拔。在電池完成轉運過程的限位後，執行機構可以推動定位銷插入定位孔，完成進一步的定位，實現電池的固定及防止電池跌落。
在採用定位導軌、定位塊等的實施方式中，電池上也可以設置有相應的配合結構，例如但不限於定位槽等。
上述電池定位裝置有利於電池上例如電接頭/水接頭等插拔裝置的插拔，以利於有效地實現充電和水冷迴圈。通過完成電池的電接頭和水接頭的插拔，能夠實現充電補能和電池充電過程中的冷卻。
圖1和圖2中還示出了感測器170等電子器件。在可選的實施方式中，該感測器170可用來感測電池是否到位。電池存儲架可以採用單邊懸臂的結構，感測器等電子器件的佈置位置便於設備操作維護檢修。
圖3是圖1中電池存儲架中的電池輸送裝置的立體示意圖。圖4是圖3中的電池輸送裝置的輸送帶的立體示意圖。
在圖示示例中，電池輸送裝置為輸送帶。可以理解，在其它可選的實施方式中，電池輸送裝置也可以選為輸送帶、輸送鏈或輸送輥筒等，由馬達帶動可以傳輸電池，實現電池轉運和存儲支撐。
在圖3所示的示例中，電池輸送裝置具有同步的輸送帶131，二者的同步通過傳動軸132實現，兩條輸送帶分別置於傳動軸的兩端附近。輸送帶131可以由馬達133驅動。
在圖4所示的示例中，輸送帶131的適於與電池接觸的輸送表面上設計有沿輸送的方向排列的阻尼部134。該阻尼部示例為齒狀；在可選的實施方式中也可以採用其它凹凸圖案形狀。通過採用類似的設計，可以減少電池與輸送帶在定位時調整方向的接觸面積，即摩擦力，在電池傳輸方向上增大電池與輸送帶等表面摩擦力，以提高電池在倉位運輸效率，防止打滑、保證電池在電池存儲架上定位時的可靠性。在採用輸送鏈或輥筒的情況下也可以設置有類似的阻尼部。
如圖3和圖4所示，馬達133可以帶動輸送帶將電池從升降機或其它泊接裝置傳送到電池架的庫位中進行充電補能，並且能夠實現電池在庫位中的位置轉移或調整。
圖5是應用於根據本發明的一個實施方式中的電池存儲架的地腳的示意圖。
該地腳即地腳支撐180可以為可調節的；這樣，本發明中該方面的電池存儲架設計時考慮了可運輸性，通過合理的結構設計分離面，使得電池存儲架裝配方便，單個運輸方便抑或採用整體運輸。採用可協調的地腳支撐，可以補償換電站選址各種場地地基傾斜不平等問題，免去場地基礎地基建設。如圖5中所示，根據地腳支撐的設計，既可以通過地腳螺栓固定也可通過連接板固定，使得整體電池存儲架不會產生傾斜，偏轉等問題。
本發明的另一方面提供了一種設置有如前述任一可選實施方式或示例中所述的電池存儲架的新能源汽車換電站。可以瞭解，相應的新能源汽車換電站將至少具有與前述電池存儲架相應的優點，例如但不限於緊湊、可擴展、免基建、維護性好等，並且採用儘量減少機構執行運動單元，合理地分配和控制零部件的製造容差，能夠有效地控制成本。
本申請的電池存儲架及新能源汽車換電站，至少解決了電池從車輛可靠快速換電之後電池快速運輸到電池存儲架上並實施電池補能充電，並將補滿電的電池運輸到相應的位置以便電池進行快速安裝，實現快速換電問題。
電池存儲架是為新能源汽車的動力電池充電和運輸存儲的工具和場所，其將換下來的電池進行存儲、運輸，滿足安全、緊湊、可擴展、迅速等要求。除了可應用在新能源汽車換電站，電池存儲架還能夠快速改造成儲能用電池架，能夠滿足以下需求：（1）功能齊全，運行穩定可靠，結構緊湊；（2）運輸方便，成本低，免基礎或者場地基建設；（3）可擴展，通過模組化小單元的設計思路，能夠充分利用資源，優化配置，使得設備集成化好，設備空間緊湊。
本發明的技術範圍不僅僅局限於上述說明中的內容，本領域技術人員可以在不脫離本發明技術思想的前提下，對上述實施方式進行多種變形和修改，而這些變形和修改均應當屬於本發明的範圍內。
100‧‧‧電池存儲架
110‧‧‧框架結構
120‧‧‧庫位元
130‧‧‧電池輸送裝置
131‧‧‧輸送鏈、輸送帶
132‧‧‧傳動軸
133‧‧‧馬達
134‧‧‧阻尼部
140‧‧‧冷卻裝置
150‧‧‧電池定位裝置
160‧‧‧插拔裝置
170‧‧‧感測器
180‧‧‧地腳（支撐）
200‧‧‧電池
參照圖式，本發明的公開內容將更加顯然。應當瞭解，這些圖式僅僅用於說明的目的，而並非意在對本發明的保護範圍構成限制。圖中： 　　圖1是根據本發明的一個實施方式的電池存儲架的前視示意圖； 　　圖2是圖1中的電池存儲架中的一個電池庫位的前視示意圖； 　　圖3是圖1中的電池存儲架中的電池輸送裝置的立體示意圖； 　　圖4是圖3中的電池輸送裝置的輸送帶的立體示意圖；以及 　　圖5是應用於根據本發明的一個實施方式中的電池存儲架的地腳的示意圖。

Claims (10)

  1. 一種電池存儲架，其特徵在於，該電池存儲架具有： 　　框架結構； 　　多於一個用於存放電池的庫位，該庫位疊置地位於該框架結構中； 　　電池輸送裝置，在至少一個庫位中設置有該電池輸送裝置，該電池輸送裝置適於將泊接到相應的庫位中的電池轉移到期望的存儲位置處。
  2. 如請求項1所述的電池存儲架，其中，該庫位的數量是能夠擴展的。
  3. 如請求項1或2所述的電池存儲架，其中，該電池輸送裝置包括輸送帶、輸送鏈或輸送輥筒。
  4. 如請求項3所述的電池存儲架，其中，該電池輸送裝置的適於與該電池接觸的表面上形成有沿該轉移的方向排列的阻尼部。
  5. 如請求項1或2所述的電池存儲架，其中，該至少一個庫位中設置有電池定位裝置。
  6. 如請求項5所述的電池存儲架，其中，該電池定位裝置為定位銷、定位導軌或定位塊。
  7. 如請求項1或2所述的電池存儲架，其中，在該電池存儲架的下方佈置有電池冷卻裝置。
  8. 如請求項1或2所述的電池存儲架，其中，在該至少一個庫位處設置有插拔裝置，該插拔裝置包括電接頭和/或水接頭。
  9. 如請求項1或2所述的電池存儲架，其中，該電池存儲架具有可調節的地腳支撐。
  10. 一種新能源汽車換電站，其特徵在於，該新能源汽車換電站中設置有如請求項1至9中任一項所述的電池存儲架。
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