TWI769827B - 電池更換充電系統 - Google Patents

Abstract

一種電池更換充電系統，其充電塔子系統包括多個用於承載電池的充電座，及充電塔設備。充電塔設備包括充電塔機構及輸送機構。充電塔機構包括內部界定出上下延伸的移送通道的充電塔，及沿移送通道延伸設置的充電軌道，位於移送通道內之充電座能導接充電軌道的電力來對電池充電。該輸送機構能將充電座移送入移送通道，使充電座沿移送通道位移。通過充電塔子系統之充電塔設備的結構設計，能配合多個充電座來儲藏大量的電池，且能在儲藏移送該等充電座的過程中對該等電池進行充電，是一種相當創新且方便實用的電池更換充電系統設計。

Description

電池更換充電系統

本發明是有關於一種充電系統，特別是涉及一種用於更換一電動車之電池並對電池進行充電的電池更換充電系統。

充電式電池的應用已從一般小型電子裝置領域擴展至電動車輛領域，目前許多車廠都已經投入大量資源在開發純電力驅動車輛。但是這類電動車輛的發展目前面臨一個問題，那就是電池充電問題，電動車輛採用之電池的蓄電量遠大於一般小型電子設備使用的電池，所需的充電時間相對較長，很難保證電動車輛每次使用時的電池剩餘電量都可以滿足當前所需的車程距離，且受限於目前的電池充電效能與充電技術限制，也很難在短時間內立刻將電動車輛的電池充滿電。

為了改善此問題，目前對電動機車的電池使用方式是採用充電站更換式設計，使用者可至充電站自行更換電池。但是因為電動機車的電池較小，一般人尚能搬動更換，而四輪電動車輛的電池相當大且重，通常重達數十公斤到數百公斤，非為一般人有辦法拆裝搬運。此外，由於用在四輪車輛的電池體積龐大，要如何設計一個可有效容納大量之大型電池的電池更換站也是一大問題。

因此，本發明的目的，即在提供一種能改善背景技術的至少一個缺點的電池更換充電系統。

於是，發明電池更換充電系統，適用於對多個電池進行充電與儲藏。該電池更換充電系統包含一個充電塔子系統，該充電塔子系統包括多個用於分別承載該等電池且能導接電力以對各別之電池充電的充電座，及至少一充電塔設備。該至少一充電塔設備包括一個充電塔機構及一個輸送機構。該充電塔機構包括一個內部界定出一個上下延伸且用於容置該等充電座之移送通道的充電塔，及一個沿該移送通道長向延伸設置在該充電塔的充電軌道，該充電軌道能供位於該移送通道內之該等充電座訊號連接以導接分別對該等電池充電所需電力。該輸送機構安裝在該充電塔，並能被驅動而將所承載之該充電座移送入該移送通道，使被送入該移送通道的該充電座推動已位於該移送通道內之其它充電座沿該移送通道長向位移。

本發明之功效在於：通過該充電塔子系統之該充電塔設備的結構設計，能配合該等充電座來儲藏大量的電池，且可在儲藏移送該等充電座的過程中，經由該充電座持續對該等電池進行充電。是一種相當創新且方便實用的電池更換充電系統設計。

在本發明被詳細描述前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖1、2、4，本發明電池更換充電系統100的一實施例，適用於訊號連接一控制系統（圖未示），可被該控制系統控制運作，以對安裝在一電動車900上的一個電池902進行自動化更換作業，以及對更換取得之該電池902進行收納容置與充電。在本實施例中，該電動車900為四輪電動車輛，其底部具有一個用於供一個電池902橫向拆裝的電池座901，以及兩個左右延伸且前後間隔平行的承載條903，但是實施時，該電動車900類型不以四輪車輛為限。該電池更換充電系統100包含多個充電座2、一個電池更換子系統3，及一個充電塔子系統4。為方便說明，在以下實施例中，是以該電動車900的車頭所指方向定義為後方，並據此定義出以下實施例中的左右方向。

參閱圖2、6，該等充電座2是可被移動地堆疊儲藏在該充電塔子系統4中，且被移出該充電塔子系統4外的每一充電座2可在該電池更換子系統3中被移動。每一充電座2包括一個用於承載一個電池902的座本體21、一個安裝在該座本體21且用於擷取對應的電池902的充電電力的取電模組22，及一個安裝在該座本體21且訊號連接該取電模組22的充電控制模組23。該充電控制模組23會與該座本體21承載之該電池902電連接，並會為以該取電模組22取得之電力對該電池902充電。由於該充電控制模組23會對電池902充電為現有技術且方式眾多，因此不再詳述。

參閱圖2、17、18，在本實施例中，該充電座2之該取電模組22具有一個可轉動地左右軸向安裝在該座本體21之轉軸221，及兩個相間隔地分別設置在該轉軸221之徑向相背兩側的導電件222。該等導電件222可經由該轉軸221之轉動而相對該座本體21轉動，進而使兩者間之軸心連線L在第一傾斜狀態與第二傾斜狀態間變化，於該第一傾斜狀態時，該等導電件222之軸心位置是呈前高後低狀，該軸心連線L之水準夾角（θ）為45∘，於往該第二傾斜狀態變化時，兩者會經由該轉軸221相對該座本體21旋轉90∘，兩者之軸心相對位置會變成前低後高狀，該軸心連線L之水準夾角（θ）為135∘。

參閱圖1、3、4，該電池更換子系統3是設置在該充電塔子系統4前側，是嵌置於地面904下，可用於承載並移動該電動車900，以及用於承載並移動該等充電座2。該電池更換子系統3包括前後延伸且左右間隔設置的一個輸入機構31與一個輸出機構32、一個左右延伸跨越該輸入機構31與該輸出機構32之上方的平移機構33、一個安裝在該輸入機構31與該平移機構33交接處的電池拆除機構34、一個安裝在該輸出機構32與該平移機構33交接處的電池安裝機構35，及一左右延伸設置在該輸入機構31與該輸出機構32前端間的循環補位機構36。

該輸入機構31可沿其長向往後輸送所承接的每一充電座2，可將所承載之每一充電座2輸送進入該充電塔子系統4。該輸出機構32可用於承接該充電塔子系統4輸出之每一充電座2，並可沿其往前輸送該充電座2。在本實施例中，該輸入機構31與該輸出機構32都為滾軸式輸送設備，各具有兩個前後延伸且左右間隔，並由多個左右軸向之滾軸301前後排列構成的輸送軌道30，且會以該等輸送軌道30供要輸送之該充電座2的該座本體21往下跨置，該等滾軸301可被驅轉而相配合前後輸送所承載之該充電座2。但是實施時，在本發明之其它實施態樣中，該等輸送軌道30也可改成以傳動皮帶運轉來承載與輸送所承載之該充電座2的態樣，由於可供充電座2左右跨置並可前後輸送所承載之該充電座2的該輸入機構31與該輸出機構32的類型眾多，因此實施時不以上述態樣為限。

參閱圖3、4、5，該平移機構33具有一個左右延伸跨越設置在該輸入機構31與該輸出機構32之上方的第一橫移裝置331，及左右間隔設置且前後延伸跨越該第一橫移裝置331的一個第一承載裝置333與一個第二承載裝置334。

該第一承載裝置333與該第二承載裝置334可用於承載電動車900。該第一承載裝置333是設置在該輸入機構31上方，而與地面904等高，可用於承載沿該輸入機構31往後駛入的電動車900，並可被驅動下降高度，而將所承載之該電動車900釋放在該第一橫移裝置331上。該第二承載裝置334是設置在該輸出機構32上方，可被驅動上升而將該第一橫移裝置331上的該電動車900往上抬升至與地面904等高，使該電動車900可倒車至地面904而駛離。由於該第一承載裝置333與該第二承載裝置334可被驅動升降以釋放或承載電動車900的結構設計眾多，因此不再詳述。

該第一橫移裝置331具有兩個左右延伸且前後間隔平行的橫移軌道332，可以該等橫移軌道332承載該第一承載裝置333往下釋放的該電動車900，也就是以該等橫移軌道332分別供該電動車900的該等承載條903靠抵，並可被驅動而以該等橫移軌道332往右輸送該電動車900，將該電動車900橫移輸送至該輸出機構32上方，而位於該第二承載裝置334上方，以便該第二承載裝置334將該電動車900往上抬升。

該電池拆除機構34可被驅動而相對該輸入機構31上下升降，可被驅動上升以承接該輸入機構31承載之該充電座2，並將該充電座2往上推移至被該第一承載裝置333釋放在該第一橫移裝置331上的該電動車900底部，使該充電座2與安裝在該電動車900底部的該電池902連結在一起，而於該電動車900被驅動橫移向該輸出機構32時，驅使該電池902相對橫移脫離該電動車900。當該充電座2已承載拆除自該電動車900的該電池902時，該電池拆除機構34可被驅動下降，而將已承載電池902的該充電座2釋放在該輸入機構31上。此時，該輸入機構31可被驅動而將該充電座2往後輸送至該充電塔子系統4。

該電池安裝機構35可被驅動而相對該輸出機構32上下升降，可被驅動升高而承接該輸出機構32承載之該充電座2，並將該充電座2往上推移至該電動車900被橫移輸送路徑上，使該充電座2上的電池902嵌裝於相對橫移的該電動車900上。當該充電座2上的電池902已嵌裝在該電動車900時，該電池安裝機構35可被驅動下降，而使該充電座2脫離已安裝在該電動車900的該電池902，並將已無承載電池902的該充電座2釋放在該輸出機構32上。此時，該輸出機構32可被驅動而將該充電座2往前輸送至該循環補位機構36。

參閱圖3、6、7，該循環補位機構36包括一個左右延伸設置在該輸入機構31前端與該輸出機構32前端的第二橫移裝置361，及分別安裝在該第二橫移裝置361左右兩端部的一個第一升降裝置363與一個第二升降裝置364。該第二橫移裝置361的高度低於該輸入機構31與該輸出機構32，具有兩個左右延伸且前後間隔平行的橫移軌道362。該第一升降裝置363與該第二升降裝置364低於該第二橫移裝置361。該第一升降裝置363可被驅動上升而高出該第二橫移裝置361，並升高至與該輸出機構32等高度，可用於承接該輸出機構32輸送之該充電座2，且可被驅動下降而將所承接之該充電座2釋放在該第二橫移裝置361上。該第二橫移裝置361可被驅動而將所承接之該充電座2往左移送至該第二升降裝置364上方。該第二升降裝置364可被驅動上升以承接該第二橫移裝置361上之該充電座2，並將該充電座2往上抬升至與該輸入機構31等高，且可被驅動而將所承載之該充電座2輸送進入該輸入機構31，再經由該輸入機構31將已無承載電池902的該充電座2移送至該電池拆除機構34上方，以供準備用於拆除下一輛電動車900之電池902。

在本實施例中，該第二橫移裝置361與該第二升降裝置364用於輸送該充電座2的結構設計類似該輸入機構31與該輸出機構32，不再詳述。

參閱圖1、6、8，該充電塔子系統4包括多個前後左右相連的充電塔設備5，及多個左右延伸且前後間隔地設置在該等充電塔設備5底部間的下通輸送設備8。

該等充電塔設備5可用於相配合輸送並儲存多個已承載電池902的充電座2，且可對該等充電座2提供對電池902充電所需的電力。該等充電塔設備5的其中之一是緊鄰該輸入機構31後端，可用於承接來自輸入機構31的充電座2。該等充電塔設備5的其中另一是緊鄰該輸出機構32後端，可用於將充電座2輸出至該輸出機構32。其餘充電塔設備5則前後排列設置在前述兩個充電塔設備5後方。排列位於該輸入機構31一側（以下定義為左側）的該等充電塔設備5之結構相同，排列位於該輸出機構32一側（以下稱為右側）的該等充電塔設備5之結構相同，但是與位於左側之該等充電塔設備5的結構前後相反，也就是說，左右相鄰的兩個充電塔設備5的結構是呈前後相反設置狀。其中，左側之該等充電塔設備5是用於相配合將該輸入機構31送入之該等充電座2往後輸送儲藏，右側之該等充電塔設備5是用於相配合往前輸送所儲藏之該等充電座2，並將該等充電座2逐一輸出至該輸出機構32。為方便說明，以下只以緊鄰該輸入機構31之該充電塔設備5為例進行結構說明。

該充電塔設備5包括一個充電塔機構6，及一個安裝在該充電塔機構6內的輸送機構7。該充電塔機構6具有一個內部界定出一移送通道610的充電塔61、一個沿該移送通道610長度方向延伸設置在該充電塔61的充電軌道62，及兩個間隔設置在充電塔61且外露在該移送通道610中的擋阻模組63。

該充電塔61之該移送通道610具有前後間隔且上下直立延伸的一個上移區間611與一個下移區間612，及前後延伸地分別連通在該上移區間611與該下移區間612之頂端間與底端間的一個上通區間613與一個下通區間614。

該充電軌道62具有兩個間隔平行並用於相配合輸出電力的電極片621。每一電極片621具有分別沿該上移區間611與該下移區間612上下直立延伸的一個上升段622與一個下降段623，及一個前後延伸連接於該上升段622與該下降段623之頂端間且位於該上通區間613內的銜接段624。

其中一個擋阻模組63是外露在該上通區間613內，且可被往下彈性頂推變形地間隔設置在下方銜接段624底側。另一個擋阻模組63是外露在該下通區間614之後端部頂側，且可被往上彈性頂推變形。關於該等擋阻模組63之作用容後說明。

參閱圖8、9、10，該輸送機構7包括分別外露在該上移區間611與該下移區間612之底端部中的一個第一擋靠裝置73與一個第二擋靠裝置74、設置在該下通區間614內且分別相對位於該上移區間611與該下移區間612下方的一個推送裝置71與一個承載裝置72，及一安裝在該充電塔61頂側的上輸送裝置75。

該第一擋靠裝置73為可使充電座2往上單向位移通過的裝置，包括四個前後左右對稱安裝在該充電塔61，且左右相向突伸外露在該上移區間611底端中的擋塊731，該等擋塊731可被該推送裝置71往上推送之每一個充電座2頂推而相對該充電塔61樞轉一預定角度，以使該充電座2可被往上推移通過而進入該上移區間611，且會於脫離該充電座2之上移抵推後，往下樞轉復位而擋阻於該充電座2下方，並可相配合供已往上通過之該充電座2往下靠抵定位，而用於相配合承載上下層疊儲藏在該上移區間611內的所有充電座2。

該第二擋靠裝置74具有多個前後左右對稱安裝在該充電塔61，並外露在該下移區間612底端中的擋塊741，且該第二擋靠裝置74可被控制而在擋阻狀態與打開狀態間變化。當該第二擋靠裝置74位於該擋阻狀態時，該等擋塊741是左右相向突伸入該下移區間612內（如圖11），而可用於相配合承載上下層疊儲藏在該下移區間612內的多個充電座2，當該第二擋靠裝置74被驅動變化至該打開狀態時（如圖10），該等擋塊741會相對該充電塔61樞轉或內縮，以使位於該下移區間612內的該等充電座2可下移通過而進入該下通區間614內。

該推送裝置71可用於承接被該輸入機構31送入該充電塔61的每一充電座2，且可被驅動升高而將所承載之該充電座2往上推移通過該第一擋靠裝置73，使往上移送之該充電座2推移已位於該上移區間611的其它充電座2，並可被驅動下降，以使通過該第一擋靠裝置73的該充電座2往下疊靠在該等擋塊731上。

該承載裝置72可被驅動升高，而往上推移該下移區間612內的該等充電座2，使最下方之該充電座2往上脫離該第二擋靠裝置74，並可於該第二擋靠裝置74變化至該打開狀態時被驅動下降，使最下方的該充電座2下移通過該第二擋靠裝置74，使其餘充電座2被恢復至該擋阻狀態的該第二擋靠裝置74擋阻在該下移區間612內。該承載裝置72還可被驅動而將所承載之該充電座2往後移送至相鄰之另一充電塔設備5的該推送裝置71上。在本實施例中，該承載裝置72可往後平移輸送該充電座2的結構設計類似該輸入機構31與該輸出機構32，不再詳述。

該上輸送裝置75具有兩個左右間隔且前後延伸的輸送模組751，且可被驅動而相對該充電塔61在輸送狀態與打開狀態間變化。當該上輸送裝置75變化至該輸送狀態時（如圖9），該等輸送模組751是左右相向移入該上通區間613內，而可用於承載被往上推移進入該上通區間613內的一個充電座2，且可被驅動而將所承載之該充電座2往後移送至相對位於該下移區間612上方的位置。而於變化至該打開狀態時（如圖11），該等輸送模組751會左右相背位移離開該上通區間613，而不再承載該充電座2。在本實施例中，該等輸送模組751可往後平移輸送該充電座2的結構設計類似該輸入機構31與該輸出機構32，不再詳述。

參閱圖8、12，該等下通輸送設備8是分別位於左右相鄰的該等充電塔設備5間，以下只以設置在最前方兩個左右相鄰的充電塔設備5間的該下通輸送設備8為例進行說明。該下通輸送設備8具有兩個左右延伸且前後間隔平行的橫移軌道81，是左右延伸設置於對應之兩充電塔61的該等下通區間614，並延伸通過左側充電塔設備5的該承載裝置72與右側充電塔設備5的該推送裝置71，可用於承接該承載裝置72往下釋放的每一充電座2，並可被驅動而將所承載該充電座2往右橫移輸送至右側之該充電塔61的該推送裝置71上方，使該充電座2可被該推送裝置71往上推移進入上方之該上移區間611內。在本實施例中，該等下通輸送設備8可往右平移輸送該充電座2的結構設計類似該輸入機構31與該輸出機構32，不再詳述。

參閱圖1、4，本發明電池更換充電系統100使用時，可由該控制系統控制運作，以對該電動車900執行電池更換作業。以下就該電池更換充電系統100的運作方式進行說明。

參閱圖4、5、13，當該電動車900行駛至該平移機構33的該第一承載裝置333上時，驅使該第一承載裝置333下降以將該電動車900釋放在該第一橫移裝置331上，並驅使該電池拆除機構34往上推移所承載之充電座2，使該充電座2上移連結於該電動車900底部的電池902。

參閱圖14、15、16，然後，驅使該第一橫移裝置331往右輸送該電動車900，使連結於該充電座2的該電池902脫離該電動車900，並將該電動車900移送至該輸出機構32與該第二承載裝置334上方。於此同時，驅使該電池安裝機構35將已承載有電池902的一個充電座2往上推移至該電動車900的位移路徑上，使該電動車900與該充電座2上的電池902連結，並驅使該電池安裝機構35帶動該充電座2下降而脫離電池902，此時，驅使該第二承載裝置334將該電動車900往上抬升至與地面904等高，使該電動車900可倒車駛離該第二承載裝置334。

參閱圖4、6、7，緊接著，驅使該電池安裝機構35下降，將已無電池902的該充電座2釋放在該輸出機構32，並驅使該輸出機構32將該充電座2往前輸送至該循環補位機構36的該第一升降裝置363，再驅使該第一升降裝置363將該充電座2往下釋放在該第二橫移裝置361上，並驅使該第二橫移裝置361將該充電座2左移至該第二升降裝置364位置，再驅使該第二升降裝置364將該充電座2往上頂升至與該輸入機構31等高，並將充電座2往後輸送入該輸入機構31，再由該輸入機構31將該充電座2往後移送至該電池拆除機構34上方，以供用於拆離另一電動車900之電池902。

參閱圖8、9、17，在該電池拆除機構34將已連結電池902之該充電座2往下釋放在該輸入機構31上時，驅使該輸入機構31將該充電座2往後移送入對應之該充電塔設備5。

左側最前方之該充電塔設備5會以該推送裝置71承接該輸入機構31輸送之該充電座2，並將所承接之該充電座2往上推移通過該第一擋靠裝置73，然後下降釋放該充電座2，使該充電座2往下疊靠在該第一擋靠裝置73上，並使該充電座2以處於該第一傾斜狀態的該等導電件222分別電連接接觸該等電極片621之該等上升段622的前後相背側面，用於導接該等電極片621並以其提供之電力對所承載之該電池902充電。

當該上移區間611內已上下堆滿預定量的充電座2時，最上方之該充電座2會被新移入該上移區間611的該充電座2往上推移進入該上通區間613。然後，驅使該上輸送裝置75變化至該輸送狀態以承接被移入該上通區間613之該充電座2，並驅使該上輸送裝置75將該充電座2往後移送至該下移區間612上方。當該等導電件222位於該第一傾斜狀態時，可被該座本體21帶動而自該等上升段622往後位移至該等銜接段624。

在該上輸送裝置75往後移送該充電座2期間，該充電座2會先以處於該第一傾斜狀態的該等導電件222持續電連接於該等銜接段624。當該充電座2被往後移送通過對應之該擋阻模組63時，靠抵於下方該銜接段624的該導電件222會被該擋阻模組63擋阻，致使該等導電件222經由該轉軸221相對該座本體21旋轉而變換至該第二傾斜狀態，進而能被該座本體21帶動而自該等銜接段624段往下位移至該等下降段623。

參閱圖10、11、12，接著，驅使該承載裝置72上升並往上推移該下移區間612內的該等充電座2，直至於最上方之該充電座2已靠抵於該上通區間613內的該充電座2，然後驅使該上輸送裝置75變化至該打開狀態，且驅使該第二擋靠裝置74變化至該打開狀態，並驅使該承載裝置72下降，使所承載之最下方的該充電座2下移通過該第二擋靠裝置74而進入該下通區間614後，驅使該第二擋靠裝置74恢復至該擋阻狀態，以承載留在該下移區間612內之其餘充電座2。

當該承載裝置72已承載該充電座2時，可選擇控制該承載裝置72執行兩種輸送作業。其中一種輸送作業，是控制該承載裝置72將所承載之該充電座2往下釋放在對應之該下通輸送設備8上，然後驅使該下通輸送設備8將該充電座2往右移送至右側相鄰之另一充電塔設備5，再驅使該另一充電塔設備5之該推送裝置71將該下通輸送設備8上的該充電座2往上推移進入該上移區間611內，並以相同於左側該充電塔設備5的方式上下堆疊儲藏該等充電座2，並逐一往前輸送該等充電座2。

參閱圖8、11、18，另一種輸送作業，是控制該承載裝置72將該充電座2往後輸送至後方相鄰之另一個充電塔設備5的該推送裝置71上，以於該另一充電塔設備5中以相同方式繼續上下堆疊輸送該等充電座2，並使每一充電座2在移送過程中繼續對承載之該電池902充電。

該承載裝置72被控制往後輸送該充電座2時，該充電座2會以該等導電件222處於該第二傾斜狀態的姿態被往後輸送至下一個充電塔設備5，上方之該導電件222會後移觸碰位於該下通區間614頂側的該擋阻模組63，致使該等導電件222經由該轉軸221相對該座本體21旋轉變換至該第一傾斜狀態，然後驅使該擋阻模組63彈性變形而後移越過該擋阻模組63，進而被往後輸送至下一個充電塔設備5的該下通區間614，而能在下一個充電塔設備5被繼續輸送進行充電。由於在下一個充電塔設備5中的移送方式與前述相同，不再贅述。

參閱圖1、3、19，當要驅使緊鄰該輸出機構32之該充電塔設備5往前輸出已承載電池902的其中一個充電座2時，可驅使對應之該承載裝置72上升以承載該下移區間612內的該等充電座2，並驅使對應之該第二擋靠裝置74變換至該打開狀態。然後，驅使該承載裝置72下降，使最下方之該充電座2下移通過該第二擋靠裝置74而位移入該下通區間614，接著，再驅使該第二擋靠裝置74恢復至該擋阻狀態，以承載留在該下移區間612內的其餘充電座2。最後，驅使該承載裝置72將所承載之該充電座2往前輸送出該充電塔61而進入該輸出機構32上，再控制該輸出機構32將所承接的該充電座2往前移送至該電池安裝機構35上方，以供準備對下一輛電動車900更換電池902使用。

在本實施例中，該充電塔子系統4包括左右兩排充電塔設備5，但是實施時，在本發明之其它施態樣中，也可改為只前後排列設置一排或只具有單一個充電塔設備5，並通過該等下通輸送設備8來將前後排列成一排的該等充電塔設備5或單一充電塔設備5中的該等充電座2逐一往外移送至該輸出機構32上。由於在兩平移輸送設備間移送物件為現有技術，因此不再詳述。

在本發明之另一實施態樣中，也可左右並排設置多個充電塔設備5，而可在該等充電塔設備5間移送該等充電座2，並對該等充電座2承載之該等電池902進行充電，且可對該等電池902進行分類儲存，例如將需花費較多充電時間的電池902或者是大蓄電量的電池902，特別移送至較為遠離該輸出機構32的充電塔設備5儲存，使需花費較少充電時間的電池902、較小蓄電量的電池902，或者是更換頻率較高的電池902在鄰近該輸出機構32的幾個充電塔設備5間移送，以方便取用。

參閱圖8，此外，在本實施例中，是在左右相鄰的兩個充電塔設備5間設置一個下通輸送設備8，但是實施時，在本發明之其它實施態樣中，也可在左右相鄰的兩個充電塔設備5間設置兩個前後間隔的下通輸送設備8，也就是在前後兩組左右相鄰的該推送裝置71與該承載裝置72間都設置一個下通輸送設備8，並可通過控制該等充電塔設備5之該等推送裝置71、該等承載裝置72與該等下通輸送設備8的運作，在該等移送通道610間上下左右相配合移送該等充電座2，而有助於較快充電完成的電池902可被優先移出至該輸出機構32。

參閱圖17、18、20，另外，每一充電座2之該取電模組22之該等導電件222是通過該等擋阻模組63的擋阻作用而在該第一傾斜狀態與該第二傾斜狀態間變化，進而可沿該等電極片621之上下彎折路徑移動並導接電力，但是實施時，在本發明之另一實施態樣中，可不設置該等擋阻模組63，使該取電模組22還進一步包括一個用於驅動該轉軸221轉動，以傳動該等導電件222在上述兩種傾斜狀態變化的驅轉器223。

再者，在本實施例中，是將每一充電座2設計成直接電連接接觸該充電軌道62的方式來取得電力，但是實施時，在本發明之其它實施態樣中，可將該充電軌道62設計成可無線供給電力類型，而將該取電模組22對應設計成可無線感應取得該充電軌道62之電力的類型。

必須特別說明的是，在本實施例中，每一充電塔61之該移送通道610是設計成可供該等充電座2以上下堆疊的方式進行儲藏與移送，可通過上下儲藏方式來減少該充電塔61所需佔用的平面空間，但是實施時，在本發明之其它實施態樣中，該充電塔61之該移送通道610不以使該等充電座2直接上下堆疊設置為限，也可將該移送通道610的該上移區間611與該下移區間612設計成上下螺旋延伸狀，可用於供該等充電座2沿螺旋延伸之移送通道610依序排列且相抵靠地被移送。

綜上所述，通過該充電塔子系統4之該等充電塔設備5的結構設計，可配合該等充電座2來儲藏大量的電池902，且可在儲藏移送該等充電座2的過程中，經由該等充電座2持續對該等電池902進行充電。並可通過該電池更換子系統3的結構設計，可方便且快速地提供可用之電池902，且可用於自動化進行該電動車900之電池902的拆換作業，是一種相當創新且方便實用的電池更換充電系統100設計。因此，確實能達成本發明的目的。

惟以上所述者，僅為本發明的實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。

100：電池更換充電系統 2：充電座 21：座本體 22：取電模組 221：轉軸 222：導電件 223：驅轉器 23：充電控制模組 3：電池更換子系統 30：輸送軌道 301：滾軸 31：輸入機構 32：輸出機構 33：平移機構 331：第一橫移裝置 332：橫移軌道 333：第一承載裝置 334：第二承載裝置 34：電池拆除機構 35：電池安裝機構 36：循環補位機構 361：第二橫移裝置 362：橫移軌道 363：第一升降裝置 364：第二升降裝置 4：充電塔子系統 5：充電塔設備 6：充電塔機構 61：充電塔 610：移送通道 611：上移區間 612：下移區間 613：上通區間 614：下通區間 62：充電軌道 621：電極片 622：上升段 623：下降段 624：銜接段 63：擋阻模組 7：輸送機構 71：推送裝置 72：承載裝置 73：第一擋靠裝置 731：擋塊 74：第二擋靠裝置 741：擋塊 75：上輸送裝置 751：輸送模組 8：下通輸送設備 81：橫移軌道 900：電動車 901：電池座 902：電池 903：承載條 904：地面

本發明的其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是一不完整的立體示意圖，示意說明本發明電池更換充電系統的實施例； 圖2是一立體分解圖，說明一個用於供電池安裝的充電座結構； 圖3是一個俯視圖，說明該實施例之架構； 圖4是一不完整的側剖視圖，說明一個第一承載裝置承載一個電動車的情況； 圖5是沿圖3之B-B線的前剖視圖，說明該第一承載裝置承載該電動車的情況； 圖6 是沿圖3之A-A線的前剖視圖，說明一個循環補位機構； 圖7是類似圖5之動作示意圖，說明該循環補位機構在一個輸出機構與一個輸入機構間移送一個充電座的情況； 圖8是一不完整的側剖視圖，說明一個充電座被移送入一個充電塔子系統的情況； 圖9是一個不完整的前剖視圖，說明一個推送裝置將該充電座往上推升入一個移送通道，且一個上輸送裝置被驅動變化至一個輸送狀態； 圖10是一不完整的前剖視圖，說明一個承載裝置往上升高承載多個充電座的情況； 圖11是類似圖10之視圖，說明該承載裝置下降並承載一個充電座的情況； 圖12是一不完整的前剖視動作示意圖，說明一個下通輸送設備在兩個充電塔間左右輸送充電座的情況； 圖13是類似圖5之視圖，說明該第一承載裝置將該電動車往下放置在一個第一橫移裝置上，且一個電池拆除機構將一個充電座推升連結於該電動車之電池； 圖14類似圖13之視圖，說明該第一橫移裝置將該電動車橫移向一個電池安裝機構； 圖15是類似圖14之視圖，說明該電動車與該電池安裝機構承載之該充電座上的電池連結； 圖16 是類似圖15之視圖，說明一個第二承載裝置將該電動車往上抬升脫離該第一橫移裝置； 圖17 是一不完整的側視示意圖，說明一個充電座之一個取電模組被一個擋阻模組驅動，而自一個第一傾斜狀態變化至一個第二傾斜狀態； 圖18 是一個不完整的側視示意圖，說明一個充電座之該取電模組被另一個擋阻模組驅動，而自該第二傾斜狀態變化至該第一傾斜狀態； 圖19是一個不完整的側剖視動作示意圖，說明一個承載裝置將承載之該充電座往前輸送至一個輸出機構的情況；及 圖20是一立體分解圖，說明該充電座之另一實施態樣。

100：電池更換充電系統 3：電池更換子系統 31：輸入機構 32：輸出機構 33：平移機構 331：第一橫移裝置 332：橫移軌道 333：第一承載裝置 334：第二承載裝置 34：電池拆除機構 35：電池安裝機構 4：充電塔子系統 5：充電塔設備 6：充電塔機構 61：充電塔 610：移送通道 62：充電軌道 75：上輸送裝置 751：輸送模組 902：電池 904：地面

Claims (11)

1. 一種電池更換充電系統，適用於對多個電池進行充電與儲藏，且適用於更換被安裝在一個電動車上的一個電池，該電池更換充電系統包含多個用於分別承載該等電池且能導接電力以對各自的電池充電的充電座、一個電池更換子系統，及一個充電塔子系統，該充電塔子系統包括至少一用於容裝並輸送該等充電座的充電塔設備，其中：該電池更換子系統能被驅動而以未承載電池的其中一個充電座連結於所述車輛上的一個電池，並以該充電座將所連結之該電池拆離所述車輛，且將已連結該電池之該充電座移送入該至少一充電塔設備；該至少一充電塔設備包括：一個充電塔機構，包括內部界定出一個上下延伸且用於容置該等充電座之移送通道的充電塔，及沿該移送通道長向延伸設置在該充電塔的充電軌道，該充電軌道能供位於該移送通道內之該等充電座訊號連接以導接分別對該等電池充電所需電力；及一個輸送機構，安裝在該充電塔，能用以承載被該電池更換子系統移送入該充電塔的每一充電座，並能被驅動而將所承載之每一充電座移送入該移送通道，使被送入該移送通道的該等充電座推動已位於該移送通道內之其它充電座沿該移送通道長向位移。
2. 如請求項1所述的電池更換充電系統，其中，該輸送機構 包括一個推送裝置及一個第一擋靠裝置，該推送裝置能用於承載被送入該移送通道之每一充電座，並能被驅動而將所承載之該充電座移送通過該第一擋靠裝置，使被移送之該充電座訊號連接該充電軌道，並推動已位於該移送通道內之其它充電座位移，該第一擋靠裝置能供該推送裝置移送之該充電座單向通過地擋阻於該充電座的位移路徑上。
3. 如請求項2所述的電池更換充電系統，其中，該移送通道具有上下延伸且前後間隔的一個上移區間與一個下移區間，及分別連通於該上移區間與該下移區間之頂端間與底端間的一個上通區間與一個下通區間，該推送裝置安裝在該下通區間而位於該上移區間下方，該第一擋靠裝置擋靠在該上移區間容置的該等充電座下方，該輸送機構還包括一個安裝在該充電塔的第二擋靠裝置，及一個設置於該下通區間的承載裝置，該第二擋靠裝置能被驅動而在能承載擋阻該下移區間容裝之該等充電座的擋阻狀態，及能使該下移區間內之該等充電座下移通過的打開狀態間變化，該承載裝置能被驅動升高以承載該下移區間內的該等充電座，並能被驅動下降而將所承載之該等充電座的最下方一個往下移送至該下通區間。
4. 如請求項3所述的電池更換充電系統，其中，該充電塔子系統包括多個前後依序排列設置的充電塔設備，及至少一個設置在該下通區間的下通輸送設備，該上移區間與該下移區間都呈上下直立延伸狀，該等充電座上下堆疊 地設置在該上移區間與該下移區間內，該輸送機構還包括一個設置在該充電塔，且能被驅動而在一輸送狀態與一打開狀態間變化的上輸送裝置，該上輸送裝置變化至該輸送狀態時，會突伸入該上通區間內以承載被往上推入該上通區間內之該充電座，並能被驅動而在該上通區間內前後輸送所承載之該充電座，該上輸送裝置變化至該打開狀態時，會釋放所承載之該充電座，該至少一下通輸送設備能用於承載該承載裝置往下移送之該充電座，並能被驅動而將所承載之該充電座往該充電塔外移送，每一充電塔設備之該承載裝置還能被驅動而將所承載之該充電座往後平移輸送至相鄰之另一充電塔設備的該推送裝置上。
5. 如請求項4所述的電池更換充電系統，其中，該等充電塔設備左右排列成兩排，且左右相鄰的兩個充電塔設備的結構前後相反，該至少一下通輸送設備左右延伸設置在左右相鄰之兩個充電塔設備的該等下通區間，能用於承接其中一充電塔設備的該承載裝置往下釋放的每一充電座，並能被驅動而將所承載該充電座橫移輸送至其中另一充電塔設備的該推送裝置，使該充電座能被該推送裝置往上推移進入對應之該上移區間內。
6. 如請求項4所述的電池更換充電系統，其中，每一充電座具有一個用於承載對應之電池的座本體、一個安裝在該座本體並用於通過無線感應方式擷取對應之該充電軌道之電力的取電模組，及一個安裝在該座本體且會以該取 電模組擷取之電力對該電池充電的充電控制模組。
7. 如請求項6所述的電池更換充電系統，其中，每一充電軌道具有兩個間隔平行且沿對應之該移送通道長向延伸設置，而用於相配合輸出電力的電極片，每一電極片具有一個沿對應之該移送通道的該上移區間上下延伸的上升段、一個沿對應之該下移區間上下延伸的下降段，及一個前後延伸連接於該上升段與該下降段之頂端間且位於該上通區間內的銜接段，每一充電座之該取電模組具有一個能轉動地左右軸向安裝在該座本體的轉軸，及兩個安裝在該轉軸的徑向相背兩側且用於分別電連接接觸該等電極片以相配合導接電力的導電件，且該等導電件能被該座本體帶動而沿該等電極片長向位移，且能經由該轉軸相對該等電極片旋轉位移，而使兩者之軸心連線在具有不同之上下傾斜角度的第一傾斜狀態與第二傾斜狀態間變化，該等導電件位於該第一傾斜狀態時，能被該座本體帶動而自該上升段往後位移至該銜接段，該等導電件位於該第二傾斜狀態時，能被該座本體帶動而自該銜接段往下位移至該下降段。
8. 如請求項7所述的電池更換充電系統，其中，每一充電座之該取電模組還包括一個安裝在該座本體且連結於該轉軸之驅轉器，該驅轉器能被控制以驅轉該轉軸，使該轉軸傳動該等導電件在該第一傾斜狀態與該第二傾斜狀態間變換。
9. 如請求項7所述的電池更換充電系統，其中，每一充電塔 機構還具有兩個能彈性變形地設置在該充電塔的擋阻模組，其中一擋阻模組位於對應之該上通區間內，而間隔位於下方之該銜接段底側，且會於每一充電座被往後移送通過時，對該取電模組用於靠抵於下方之該銜接段的該導電件產生彈性擋阻，驅使該等導電件經由該轉軸相對該座本體旋轉，而自該第一傾斜狀態變換至該第二傾斜狀態，其中另一擋阻模組設置在對應之該下通區間內，而位於該承載裝置往後移送之該充電座的位移路徑上，能用於彈性擋阻位移通過之該充電座的該取電模組，驅使該取電模組的該等導電件自該第二傾斜狀態變換至該第一傾斜狀態。
10. 如請求項3所述的電池更換充電系統，其中，該電池更換子系統包括一個能被驅動而將所承載的一個充電座移送入該移送通道的輸入機構、一個用於承載該電動車的平移機構，及一個設置在該輸入機構之該充電座輸送路徑上的電池拆除機構，該平移機構能被驅動而沿其長向平移輸送所承載的該電動車，該電池拆除機構能被驅動而將未承載電池的其中一個充電座往上推移連結於該平移機構承載的該電動車上的該電池，並驅使該電池脫離被驅動平移之該電動車，且該電池拆除機構還能被驅動而將已連結該電池的該充電座往下移送並釋放在該輸入機構。
11. 如請求項10所述的電池更換充電系統，其中，該充電塔子系統還包括至少一個設置在該移送通道的下通區間的 下通輸送設備，該至少一下通輸送設備能用於承載該承載裝置往下移送之該充電座，並能被驅動而將所承載之該充電座往該充電塔外移送，該電池更換子系統還包括一個用於承接該下通輸送設備往外移送出該充電塔的該充電座的輸出機構、一個電池安裝機構，及一個循環補位機構，該電池安裝機構能被驅動而將該輸出機構承接之該充電座往上推移至該電動車的平移路徑上，使該充電座承載之該電池安裝於相對平移的該電動車上，該電池安裝機構還能被驅動而傳動該充電座往下脫離已安裝在該電動車的該電池，且能被驅動而將已無承載電池的該充電座下移釋放在該輸出機構上，該循環補位機構能用於承載該輸出機構輸送之已無承載電池的該充電座，且能被驅動而將所承接之該充電座移送至該輸入機構，該輸入機構能被驅動而將該充電座移送至該電池拆除機構。

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