TWI792210B

TWI792210B - 載具電池的充電裝置與充電系統

Info

Publication number: TWI792210B
Application number: TW110107681A
Authority: TW
Inventors: 陳增堯
Original assignee: 典型工場有限公司
Priority date: 2020-06-30
Filing date: 2021-03-04
Publication date: 2023-02-11
Also published as: TW202203544A

Abstract

一種載具電池的充電裝置，用以對第一電池或第二電池充電。充電裝置包括箱體、第一連接器、第二連接器以及連桿。第一電池或第二電池適於容置在箱體內。第一連接器設置於箱體內且沿第一移動路徑往復移動，第一連接器適配且對接第一電池。第二連接器設置於箱體內且沿第二移動路徑往復移動，第二連接器適配且對接第二電池。第一移動路徑異於第二移動路徑。連桿連接第一連接器與第二連接器，以使第一連接器與第二連接器同步移動。另揭露一種載具電池的充電系統，用以承載不同規格的載具電池。

Description

載具電池的充電裝置與充電系統

本發明是有關於一種充電裝置與充電系統，且特別是有關於一種載具電池的充電裝置與充電系統。

隨著環保意識的抬頭，能夠節能減碳、降低噪音以及提高消耗能源轉化效率的電動車輛是現今社會交通工具的節能趨勢，以藉由電力取代汽油，減少燃燒汽油而產生的空氣汙染。

現有習見之電動車輛，其續航力是憑藉車載電池所提供的電力，因此每航行一段距離必須至充電站充電或交換電池。

再者，每一廠牌電動車輛所適用的電池規格不同，例如電壓可能為12V、48V或其他，例如不同的電池種類、容量、體積形狀等，各車廠各自擁有攸關安全的三大主導件，車體動力系統、電池與充電器組，因此單一規格的電池並無法適用於不同品牌或自家品牌改款的各種電動車輛。同時，因應電動車輛國際充電連接器標準規格的不同，不同充電連接器具有不同的針腳數與定義，保守且安全的作法是各品牌服務自己的電池。如此一來，各自營運排他性的模式致使電池交換成本過高與難以普遍化，且使用者必須花時間尋找特定同品牌充電站更換電池，因此常會發生尚未到達充電站時電動車輛即沒有電力，而造成使用上之不便，且使電池續魧力不足而在實用性上大打折扣。

此外，電池也常見於一般家用或生產裝置的動力來源，因此也會面臨需要充電或更換電池的情境，若無對應的設施，也同樣會造成使用者的不便且因而降低電池的實用性。

本發明提供一種載具電池的充電裝置與充電系統，以分別對不同規格的載具電池進行充電。

本發明的載具電池的充電裝置，用以對第一電池或第二電池充電。充電裝置包括箱體、第一連接器、第二連接器以及連桿。第一電池或第二電池適於容置在箱體內。第一連接器設置於箱體內且沿第一移動路徑往復移動，第一連接器適配且對接第一電池。第二連接器設置於箱體內且沿第二移動路徑往復移動，第二連接器適配且對接第二電池。第一移動路徑異於第二移動路徑。連桿連接第一連接器與第二連接器，以使第一連接器與第二連接器同步移動。

本發明的載具電池的充電系統，包括設置在地面上的基座與多個充電裝置，用以對至少兩種型式的電池進行充電。其中各充電裝置用以對兩種型式的電池分別進行充電，所述兩種型式的電池包括第一電池與第二電池。各充電裝置包括箱體、第一連接器以及第二連接器。箱體堆疊在基座上，第一電池或第二電池適於容置在箱體內。第一連接器可移動地設置於箱體內，第一連接器用以適配且對接第一電池，第二連接器可移動地設置於箱體內，第二連接器用以適配且對接第二電池。各箱體具有彼此鄰接的多個側板所形成的各種形狀柱面，側板分別相對於地面呈傾斜，而形狀柱面的延伸軸向相對於地面呈傾斜，置入箱體的第一電池或第二電池的相鄰兩表面抵壓於相鄰的兩側板。

本發明的載具電池的充電裝置，用以對第一電池或第二電池充電，載具電池的充電裝置包括箱體、第一連接器、第二連接器、第一楔形件以及第二楔形件。第一電池或第二電池適於容置在箱體內。第一連接器固設於箱體的底部，第一連接器用以適配且對接第一電池，第二連接器可移動地設置於箱體內，第二連接器用以適配且對接第二電池。第一楔形件可移動地設置於箱體的側板，且位在第二電池移入箱體的移動路徑上，第二楔形件與第二連接器同步可移動地設置於箱體，第一楔形件與第二楔形件互在彼此的移動路徑上。

基於上述，載具電池的充電裝置與充電系統藉由將不同規格的第一連接器與第二連接器可移動地設置於箱體內，並以連桿連接二者以讓其達到同步驅動的效果，進而在對應不同規格的第一電池或第二電池時，充電裝置與充電系統能提供對應的連接器以進行充電，而將非對應規格的連接器移離，使進入箱體的電池不會與連接器產生干涉。

再者，為了配合所述不同規格的電池，上述的充電裝置與充電系統藉由箱體的傾斜設置，包括箱體的側板分別相對於所在的地面呈傾斜，以及由側板組成的形狀柱面的延伸軸向也相對於所在地面呈傾斜，進而使電池置入箱體後，能與相鄰兩側板抵壓並對位，藉由箱體之內輪廓與電池之外輪廓的搭配，以及電池本身的重力，而達到讓電池沿著兩側板順利對位並對接至與其對應的連接器進行充電。

各箱體是由彼此鄰接的多個側板所形成的各種形狀柱體，在此借用矩形柱體說明。在彼此堆疊的這些箱體中，位於最底層的箱體藉助基座所具有之V形槽的限制，而使箱體在直角座標X-Y-Z上呈穩定的放置，同時也形成讓其他箱體能堆疊其上的V形槽。在此，V形槽的限制包括箱體由側板組成的矩形面相對於地面呈傾斜，以使置入箱體的第一電池或第二電池的相鄰兩表面能抵壓於箱體的相鄰兩側板，由於箱體是緊靠在V形槽上，受重力影響，電池於箱體內，可達到在X-Y平面上的定位效果。同時，此舉也限制該矩形平面沿Z軸延伸，形成箱體的矩形柱面並相對於地面呈傾斜。如此一來，受重力影響加上V形槽的傾斜而對箱體內的電池形成分向力，促使電池沿箱體的兩側板，輕緩地滑至底部與連接器對位並插入電池而達到充電的目的。

據此，載具電池的充電裝置與充電系統可作為多款電池能源交換模式，其能提供使用者相對應的充電選擇，且因每個箱體在不同時段下，能分別容納兩種不同規格的電池，故充電裝置與充電系統能據以提高其適用範圍，也就是依據本案所提供的機構來搭配組合，而使充電系統成為不同規格的載具電池都可選擇利用的多種充電機制的集成者。

基於尊重包容沿用不改造原有不同規格的電池與原有充電連接器和原有的充電單元，使能清楚界定原廠的安全責任，且考量到未來改款時軟硬體平台的永續再利用，進一步為提升該系統內通用箱體的使用率，甚且不同時段可在箱體內讓兩款不同電池使用，正是本發明載具電池的充電裝置與充電系統，要解決的課題。

圖1A是依據本發明一實施例的充電系統的前視圖。圖1B是圖1A的充電系統的側視圖。圖2是充電系統中的兩個充電裝置與電池的使用示意圖。同時，提供與充電裝置對應的直角座標X-Y-Z以利於後續的構件描述。

需先說明的是，本發明的充電裝置與系統，在尊重原廠規格前提下，所述的電池組、連接器與充電器單元皆是由車廠把關提供。本發明容許電池組的材料進步，如快充電池、固態電池等，電池組改款、充電器單元的充電效率設變與連接器的國際規格變動等，都不影響本發明，堪稱可適用規格變化的彈性化充電裝置與充電系統。充電裝置與系統是擺放於固定/特定的公眾場所、自宅或社區用戶給不同使用者進行充電交換電池使用。不過，依電動化設備所使用的電池組（Battery Pack）大小有懸殊差異，本發明針對電池組的容置空間，有必要依設備種類不同，所使用的電池組大小來加以歸類。本發明的充電裝置與系統所採用的容置空間大於幾種預定電池的長度、寬度、深度（或稱高度）尺寸，依產品別加以歸類，同一類產品所使用的箱體大小空間是一樣的，也就是說該類產品的充電裝置與系統所採用通用箱體的尺寸大小相同。所舉的實施例，用以充電的對象是以電動載具所使用之二次鋰電池組，適用於中華民國國家標準CNS15387與CNS15424-1，是採用抽取交換式電池，且幾種不同規格的預定電池可歸成一類，訂出可容納該類電池組的通用箱體，適用於本發明的充電裝置與系統。

請同時參考圖1A、圖1B與圖2，在本實施例中，載具電池的充電系統100包括設置在地面200上的基座120與多個充電裝置110。各充電裝置110用以對第一電池A或第二電池B充電。各充電裝置110的箱體116依序堆疊在基座120上，且各箱體116具有彼此鄰接的多個側板（在此依序定義為第一側板W1、第二側板W2、第三側板W3與第四側板W4）所形成的矩形柱面。在此，直角座標X-Y-Z對應於充電裝置110的箱體116，如圖所示，Z軸對應於箱體116的深度，而X軸與Y軸對應於箱體116的長、寬，也就是相當於本實施例的直角座標X-Y-Z，並藉助基座120的V形槽，使箱體116的矩形柱面相對於地面200三軸向皆呈傾斜。

需說明的是，如前所述各充電裝置110用以對兩種不同型式的電池（第一電池A、第二電池B）進行充電，而對於載具電池的充電系統100而言，可依據需求而讓其具備能對至少兩種型式的電池進行充電，也就是說，這些充電裝置110各自適用的電池組的型式不必然相同，進而能提高載具電池的充電系統100的適用範圍。再者，這些充電裝置110利用外形輪廓一致的箱體116堆疊於基座120上，形成非一體化結構，因使用者需求的變化，可彈性且機動地調配堆疊箱體116的數量與箱體116內不同規格的電池組。在此，隨著基座120的追加，這些箱體116由下而上地呈等差級數遞增而堆疊；也就是在底層的基座120的V形槽的數量與左右斜外側的各邊箱體116數量，擺滿時一定是等數量且構成一規則的可等邊也可非等邊穩固的立體三角形結構。基座120上的V形槽自第1槽，等差為1累加到第K槽，所疊加的該些充電裝置110呈等差級數遞增，總數S_k 為：S_k =

k(k+1)。

在本實施例中，藉由多個側板皆平行於Z軸且相對於地面200呈傾斜，而所形成的各種形狀柱面，其中如本實施例中矩形柱面的延伸軸向（平行於Z軸）也相對於地面200呈傾斜，進而使置入箱體116的第一電池A或第二電池B的相鄰兩表面皆抵壓於相鄰的兩側板。如圖1A所示，第一側板W1與第二側板W2鄰接形成面對於地面200的尖角側緣，第三側板W3與第四側板W4鄰接形成背對於地面200的另一尖角側緣，整個箱體116與第一電池A或第二電池B藉由電池外形輪廓與電池本身重力g1的影響，第一電池A和其它預定電池相比的最大長邊是為第二側板W2的邊長與第二電池B和其它預定電池相比的最大長邊是為第一側板W1的邊長，個別抵壓於第二側板W2與第一側板W1，如此箱體116會取得一最大的容納空間；且傾斜箱體116之第一側板W1與第二側板W2用以限制電池組相對於底板W5上連接器對接的位置。換句話說，由於箱體116相對於重力g1呈現不同的傾斜狀態（如圖1A與圖1B所示），故無論是第一電池A或第二電池B，其置入箱體116後皆能藉由上述相鄰表面與第二側板W2、第一側板W1而達到抵壓對齊與定位。在此所謂對齊與定位，即是讓第一電池A或第二電池B的母端連接器能對應至預置在箱體116的公端連接器，而得以順利充電。

進一步地說，本實施例的基座120具呈齒狀而具有多個V形槽，在圖1A中，部分箱體116承載於所述V形槽，且對於位在V形槽的箱體116而言，其第一側板W1與第二側板W2抵靠在V形槽的表面。如此，對於位在相鄰兩V形槽的兩箱體116而言，其相鄰的第三側板W3與第四側板W4形成另一V形槽，用以承載另一箱體116，進而使這些充電裝置110的箱體116在基座120上成等差級數遞增而堆疊。

圖1C與圖1D繪示不同實施例的基座。請先參考圖1C，基座121由多個基座單元121a所組成，而在圖1D中，基座122則是由多個基座單元122a所組成。由此可知，本實施例的基座可採圖1A所示的一體式結構或採圖1C與圖1D所示的組合式結構，且在圖1C與圖1D所示的狀態下，使用者可依據箱體116的數量而組裝對應數量的基座單元121a或122a，其中各基座單元121a或122a可為中空結構，並藉由鍵槽嵌合或螺孔鎖固而組裝在一起。

此外，請再參考圖1A，本實施例的充電系統100還包括消防模組130，其包括消防單元131、節點132以及管路133，其中消防單元131用以提供滅火材，其經由各箱體116配屬的感測器（未繪示），信號檢測出某一箱體116內的電池充電異常，除了自動關斷該電池的專用電源開關外，同時回饋信號給管理中心，若電池已失控繼續燃燒等，則管路133將滅火材傳送至發生異常的節點132上，並關斷異常電池的充電電源與失控時做必要消防措施如噴灑滅火材等。在此，節點132設置於每個箱體116的頂部角落處，也就是在每個箱體116的最高處，據以讓節點132噴出的滅火材能有較大噴灑範圍與較佳的滅火效果。同時，也因本實施例的箱體116是如圖1B所示的後傾狀態，因此還能造成噴灑出的滅火材藉助重力而從箱體116的後側（即圖1B所示右側）經由管道（未繪示）流出箱體116，而避免對圖1B左側處的使用者造成影響。此外，在其他未繪示的實施例中，如圖1B所示的充電系統100中，箱體116於其後側（圖1B所示右側）結構強度低於箱體116的其他部分，以利於藉由弱化結構而作為電池發生異常，甚至產生爆炸時箱底側的爆破出口並配置導流管收集滅火材等流入中空基座121a、122a的小儲槽內，也能有效地保護位在箱體116前側（圖1B所示左側）的使用者。再者，本發明的充電系統100還包括設置在箱體116後側扣接鎖固防盜的支撐組件400，其包括斜撐板410與補強肋420，除用以容置電源模組300與纜線310之外，其主要能提供箱體116後傾的效果；因此斜撐板410可為孔狀式的導引，當弱化結構的箱底被爆破後，該斜撐板410具緩衝導引兼防護用。

請再參考圖1B，在此還需說明的是，本實施例在未安裝時，箱體116是與支撐組件400、基座120分開，箱體116是採無傾斜的安全平放，安裝時才在現場結合，且支撐組件400涵蓋至箱體116的上方，完全的依靠住，且支撐組件400與基座120涵蓋箱體116的重心範圍，是一牢固的能穩定於地面的安全結構，即使發生地震，因整體結構完整，不會傾覆壓到人，故而本實施例著眼於安全的特色結構，不會產生公共的安全危害。再者，若安裝環境允許，支撐組件400也可承靠於建築物的牆邊，以提高對箱體116的支撐性。

圖1E是圖1A的充電系統的相關構件電性關係圖。請參考圖1A與圖1E，在本實施例中，電源模組300還包括彼此電性連接的控制單元320、電池讀取單元330與充電器組340，其中充電器組340包括不同規格的充電器單元，以對應連接不同規格的連接器。簡單地說，充電器組340以及充電裝置110內不同規格的連接器與電池皆為各電池廠商所提供的，其中電池讀取單元330整合有電池讀取器、電池工作數據與電池識別數據等資訊，以利於控制單元320對於充電裝置110內的各個電池進行監控。

再者，控制單元320還電性連接至消防模組130，其通過電池讀取單元330、充電器組340以致於連接器而直接感測電池在充電時是否存在異常，此藉由設置在各箱體116的感測器感測到異常時，據以在異常發生時能進行對應的充電控制（例如切斷電源控制）並啟動消防模組130。

圖3A與圖3B是充電裝置於兩種不同狀態實施例的俯視圖，在此僅繪示箱體內部環境作為說明。圖4是充電裝置於不同連接器的視角剖視圖。在此為避免箱體輪廓混淆，因此於圖3A及圖3B的簡單示意圖繪示出相關的連接器，並在圖4中配合直角座標X-Y-Z的對照說明。請同時參考圖3A、圖3B與圖4，本實施例的充電裝置110還包括第一連接器111、第二連接器112以及連桿115。第一電池A或第二電池B適於容置在箱體116內。第一連接器111設置於箱體116內且沿第一移動路徑L1往復移動，第一連接器111適配且對接第一電池A。第二連接器112設置於箱體116內且沿第二移動路徑L2往復移動，第二連接器112適配且對接第二電池B。第一移動路徑L1異於第二移動路徑L2。連桿115連接第一連接器111與第二連接器112，以使第一連接器111與第二連接器112同步移動。

請參考圖3B，在本實施例中，充電裝置110還包括墊塊C1～C4，其中墊塊C1、C2能對應第二電池B的輪廓，墊塊C3、C4能對應第一電池A的輪廓。在此，墊塊C1～C4分別作為第一電池A或第二電池B移入箱體116的支撐之用，同時墊塊C1、C2能與第二連接器112形成支撐平面，墊塊C3、C4能與第一連接器111形成支撐平面。

如圖2與圖4所示，連桿115的相對兩端分別樞接於第一連接器111與第二連接器112。再者，箱體116還包括頂板W6與底板W5，以配合前述第一側板W1、第二側板W2、第三側板W3與第四側板W4而形成立體空間，其中頂板W6是如圖2所示的箱體門，其藉由鉸鏈111c與連接件111b連接至第二側板W2與第三側板W3，以封閉或開啟箱體116的開口111a，在此，連接件111b可以是鍊件或緩衝伸縮桿等，其長度可依欲使頂板W6所造成開口111a的開啟尺寸而對應地調整。當第一電池A或第二電池B經由開口111a置入箱體116後，使用者驅動頂板W6以關閉開口111a，同時確保第一電池A或第二電池B能與對應的第一連接器111或第二連接器112完成對接的動作。

反之，當第一電池A或第二電池B充完電之後，接受同意開啟之訊號後，即能掀開頂板W6而開啟開口111a，以讓使用者經由開口111a取出第一電池A或第二電池B。再者，充電裝置110還包括移動板W8、W9以及第一軌道113與第二軌道114，分別設置於底板W5上。第一連接器111設置於移動板W9，而移動板W9可移動地耦接於第一軌道113而形成第一移動路徑L1，第二連接器112設置於移動板W8，而移動板W8可移動地耦接於第二軌道114而形成第二移動路徑L2。同時，前述關於「箱體116於其後側結構強度低於箱體116的其他部分」，即是指箱體116的底板W5的結構強度小於第一側板W1、第二側板W2、第三側板W3、第四側板W4與頂板W6。

充電裝置110內置原廠的電池組，還包括彈性件117、楔形驅動組件118、原廠的連接器與原廠充電規格的充電器單元於箱體116外的電源模組300內，如圖1B所示設置在基座120與充電裝置110的後方，經由纜線310電性連接至箱體116內的第一連接器111與第二連接器112。如圖3A與圖4所示，彈性件117的一端連接在第一連接器111的移動板W9，而移動板W9則是可移動地耦接於第一軌道113。彈性件117的另一端與箱體116的第一側板W1連接。如圖3B所示，彈性件117恆驅動第一連接器111移至其與第一電池A的對接位置等待。

此外，所有的組件與移動等都在A、B電池進入路徑的下方位置，圖5A至圖5C繪示充電裝置的楔形驅動組件的運動示意圖，其以局部剖視繪示第二電池B進入箱體116時，楔形驅動組件118的運動狀態。在本實施例中，楔形驅動組件118包括第一楔形件118a與第二楔形件118b，分別位於第二軌道114上方，第一楔形件118a可移動地設置於箱體116的第四側板W4，且位在第二電池B沿著Z軸向移入箱體116的移動路徑上。如前所述，第二連接器112的移動板W8可移動地耦接於第二軌道114，而第二楔形件118b同樣設置於所述移動板W8，以與第二連接器112一同沿第二軌道114來回移動，也就是一同沿著Y軸向移動，且因連桿115的牽引，使第一連接器111可同步移動於第一軌道113上。當第二電池B移入箱體116時，藉由第一楔形件118a與第二楔形件118b的楔面彼此貼合，第一楔形件118a沿Z軸移動而使第二楔形件118b沿Y軸移動，也就是相當於驅使第二連接器112移至對應第二電池B的充電位置（如圖5B所示），待第二電池B完全置入後，如圖5C所示，即能順利地使第二連接器112對接第二電池B。

另一方面，如圖4所示，第一連接器111相對於底板W5的高度雖然低於第二連接器112相對於底板W5的高度，為避免連接器與電池造成結構干涉，因此需要連結在第一連接器111與第二連接器112之間作為牽引用的連桿115，並配合楔形驅動組件118的推動，將兩款連接器分別對應所屬的兩款電池，讓電池進入時移動與推開另一連接器於移動路徑上，並與已定位的連接器結合充電。

基於上述，第一連接器111、第二連接器112、第一軌道113、第二軌道114、彈性件117以及楔形驅動組件118的對應設置關係，在本實施例中，當第二電池B置入箱體116時，第二電池B能藉由楔形驅動組件118而同步驅動第一連接器111、連桿115與第二連接器112，且同時讓彈性件117變形。也就是說，如圖5A轉換至圖5B的過程，當第二電池B置入箱體116時，電池沿Z軸抵壓第一楔形件118a而使其降下（朝負Z軸方向移動），進而使第一楔形件118a抵壓第二楔形件118b而使其朝負Y軸方向移動，也相當於同時驅動第二連接器112朝負Y軸方向移動，並經由連桿115驅動第一連接器111朝負X軸方向移動，而使充電裝置110從圖3B所示狀態轉換為圖3A所示狀態。如此，第二連接器112因此被推至其能與第二電池B的對接位置，同時第一連接器111則已被推離不會與第二電池B干涉。同時，彈性件117因第一連接器111移離的緣故而拉長變形並蓄積足以復位的彈力。

接著，當第二電池B移離箱體116後，彈性件117的復歸彈力即能驅動第一連接器111復位，也就是讓第一連接器111移至其能與第一電池A的對接定位點等候，而將第二連接器112從其與第二電池B的對接定位點推離，即，轉換至圖3B所示狀態，則此時所搭配的充電裝置110的連接器111的狀態是等待與移入箱體116的第一電池A進行充電。在此，第一楔形件118a的移動路徑（沿Z軸）正交於第二楔形件118b的移動路徑（沿Y軸），其相當於第一軌道113正交於第二軌道114，而於X-Y平面上，前述的第一移動路徑L1、第二移動路徑L2與第二楔形件118b的移動路徑彼此平行。

請再參考圖5A至圖5C，在本實施例中，箱體116最下方的固定框W7，上方的底板W5是呈現可調整的狀態，亦即使用者能進一步地依據電池的尺寸而對應調整底板W5在箱體116內的高低位置。在此，底板W5的可調性是藉由底部的固定框W7（或固定板）與選擇適當尺寸的墊塊W51、W52而進行電池對接調整。

圖6是依據本發明另一實施例的充電裝置的俯視圖。請參考圖6，在本實施例中，第一連接器411固設於箱體內而用以對接第一電池C，第二連接器412可移動地設置於箱體內而用以對接第二電池D。換句話說，本實施例僅第二連接器412作為可移動構件，其是可移動地設置於軌道413，以讓第二連接器412在圖中所示兩個位置之間來回移動。再者，第一連接器411在箱體底部的正投影，位於置入箱體的第二電池D在箱體底部的正投影的範圍之外，因此第一連接器411並不會對第二電池D移入箱體造成干涉。在此，第二連接器412可移動地固定於軌道413的移動板W8上，且藉由彈性件117與箱體連接。據此，當第一電池C置入時，第二連接器412受彈性件117牽引而處於圖中上方恆常的位置，因此是位在第一電池C的範圍之外，故第一電池C能順利地與第一連接器411對接。當置入第二電池D時，第二連接器412即會被驅動移至圖中下方位置，以利於與第二電池D對接，並因此使彈性件117變形，而第一連接器411仍在第二電池D的範圍之外，故不影響第二電池D。

在本實施例中，第二連接器412的相關驅動手段即如前述實施例的第二連接器112，而第二電池D置入箱體的驅動手段也如圖5A至圖5C所示，其同樣藉由楔形驅動組件而完成將第二連接器412推至與第二電池D對接的位置，充電完成後，當第二電池D移離箱體116後，也同樣藉由彈性件117的復歸彈力，將第二連接器412拉離上述與第二電池D對接的定位點，其中所繪示兩個第二連接器412即是代表其移動至不同位置，在此便不再贅述。

請再參考圖1A，在本實施例中，正因充電系統100是以多個充電裝置110所組合，針對多種不同規格電池加以配對，每兩種組成一個充電裝置110，整個充電系統100，所通用的箱體是同一箱體116，依據各種不同規格電池兩種配一組，將不同組的充電裝置110予以混搭集成整個充電系統100，因此可依據需求而配置不同規格的充電裝置110。正如圖3A、圖3B所示的充電裝置110用以容納、承載不同規格的第一電池A與第二電池B，而圖6所示的充電裝置則能容納、承載不同規格的第一電池C與第二電池D，當然也可包含兩種不同規格電池，進入箱體116時，不會和另一方連接器產生干涉對撞，所以不需額外的機構，是屬固定於對接定位點的兩個固定式連接器，由此所構成的充電系統100，便能隨時依據電池規格的不同，而提供對應的充電裝置。

在此由於所採用的是各車廠認可的連接器與充電器，混搭深具彈性考量，意思是指在同一個電池充電系統中，可將不同的材料種類電池組，如二次鋰電池組、快充電池組、固態電池組等；還有也可將不同設備種類如交通載具、堆高機、AGV、AI、無人機等，所用的電池組，只要電池組大小能夠被本發明充電裝置的通用箱體容積空間所容納，就可進入本發明的充電裝置內，混搭組成充電系統，而且不限於固定/特定公衆區/社區民宅，也可用於工廠生産區，可使電動化生產設備於電力不足時，不用停機等待充電，可提升設備利用率與增加設備充電裝置的充電交換次數。

綜上所述，在本發明的上述實施例中，載具電池的充電裝置與充電系統藉由將不同規格的第一連接器與第二連接器可移動地設置於箱體內，並以連桿連接二者以讓其達到同步驅動的效果，進而在對應不同規格的第一電池或第二電池時，充電裝置與充電系統能提供對應的連接器以進行充電，而將非對應規格的連接器推離，使之不干涉電池的進出位置。

再者，為了配合所述不同規格的電池，上述的充電裝置與充電系統藉由基座V形槽的限制，使外形輪廓一致的箱體堆疊於基座上，而形成一致性的傾斜設置，包括箱體的側板分別相對於所在的地面呈傾斜，以及由側板組成的矩形柱面的延伸軸向也相對於所在地面呈傾斜，進而使電池置入箱體後，能與相鄰兩側板抵壓並對位，而利用箱體之輪廓與電池本身的重力達到讓電池沿著兩側板順利對位並對接至與其對應的連接器進行充電。

此外，第一連接器與第二連接器藉由連桿而得以同步被驅動，以讓充電裝置在同一時間內僅有一個連接器能位於相配電池的對接位置，而另一連接器則被推離。也就是說，在不同時段內，所移入的電池僅有一個連接器具備能對位充電的能力。

據此，載具電池的充電裝置與充電系統基於尊重沿用不改造載具車廠原有不同規格的電池與原有充電連接器和原有的充電單元，使能清楚界定原載具車廠的安全責任，讓使用者安全有保障的利用該充電系統；且為提升充電裝置的使用率，不同時段可容納兩種不同規格電池的充電機制使用，考量採用可包容多款電池的通用箱體，旨在能永續沿用該載具電池的充電裝置與充電系統，於面臨改款、不同品牌與特殊種類電池的適用範圍，同時多款載具電池的充電裝置具彈性的混搭組合，可規則的堆疊出多款載具電池的充電系統。上述重視原車廠既有規格的安全責任，並從通用箱體、連接器移動機構、電池燃燒意外之消防模組與爆炸力往後減震緩衝防護上所表現的新意，一來可減少重新改造原功能的浪費，二來永續再使用可兼容並蓄多款，扮演管理多款功能的整合角色。

100:充電系統 110:充電裝置 111、411:第一連接器 111a:開口 111b:連接件 111c:鉸鏈 112、412:第二連接器 113:第一軌道 114:第二軌道 115:連桿 116:箱體 117:彈性件 118:楔形驅動組件 118a:第一楔形件 118b:第二楔形件 120、121、122:基座 121a、122a:基座單元 130:消防模組 131:消防單元 132:節點 133:管路 200:地面 300:電源模組 310:纜線 320:控制單元 330:電池讀取單元 340:充電器組 400:支撐組件 410:斜撐板 420:補強肋 413:軌道 A、C:第一電池 B、D:第二電池 C1、C2、C3、C4、W51、W52:墊塊 g1:重力 L1:第一移動路徑 L2:第二移動路徑 W1:第一側板 W2:第二側板 W3:第三側板 W4:第四側板 W5:底板 W6:頂板 W7:固定框 W8、W9:移動板 X-Y-Z:直角座標

圖1A是依據本發明一實施例的充電系統的前視圖。圖1B是圖1A的充電系統的側視圖。圖1C與圖1D繪示不同實施例的基座。圖1E是圖1A的充電系統的相關構件電性關係圖。圖2是充電系統中的兩個充電裝置與電池的使用示意圖。圖3A與圖3B是充電裝置於兩種不同狀態實施例的俯視圖。圖4是充電裝置於不同連接器的視角剖視圖。圖5A至圖5C以局部剖視繪示充電裝置的楔形驅動組件的運動示意圖。圖6是依據本發明另一實施例無連桿充電裝置的俯視圖。

100:充電系統

110:充電裝置

116:箱體

120:基座

130:消防模組

131:消防單元

132:節點

133:管路

200:地面

A、C:第一電池

B、D:第二電池

g1:重力

W1:第一側板

W2:第二側板

W3:第三側板

W4:第四側板

X-Y-Z:直角座標

Claims

一種載具電池的充電裝置，用以對一第一電池或一第二電池充電，包括：一箱體，該第一電池或該第二電池適於容置在該箱體內；一第一連接器，設置於該箱體內且適於沿一第一移動路徑往復移動，該第一連接器用以適配且對接該第一電池；一第二連接器，設置於該箱體內且適於沿一第二移動路徑往復移動，該第二連接器用以適配且對接該第二電池，其中該第一移動路徑異於該第二移動路徑；一連桿，連接該第一連接器與該第二連接器，以使該第一連接器與該第二連接器同步移動，當該第一連接器移至其與該第一電池的對接位置時，該第二連接器移離其與該第二電池的對接位置，而當該第二連接器移至其與該第二電池的對接位置時，該第一連接器移離其與該第一電池的對接位置；以及一電源模組，電性連接該第一連接器與該第二連接器。
如請求項1所述的載具電池的充電裝置，還包括一彈性件，連接在該第一連接器與該箱體之間，該彈性件恆驅動該第一連接器移至其與該第一電池的對接位置。
如請求項2所述的載具電池的充電裝置，還包括一第一楔形件與一第二楔形件，該第一楔形件可移動地設置於該箱體的一側板，且位在該第二電池移入該箱體的移動路徑上，該第二楔形件可移動地設置於該箱體的一移動板，且位在該連桿的移動路徑上，而該第一楔形件與該第二楔形件互在彼此的移動路徑上，其中該第二電池移入該箱體時藉由該第一楔形件與該第二楔形件而同步驅動該第一連接器、該連桿與該第二連接器，且變形該彈性件，其中該第一楔形件的移動路徑正交於該第二楔形件的移動路徑，且該第二楔形件位於該第二移動路徑上，該第一移動路徑與該第二移動路徑位於同一平面且彼此正交。
如請求項1所述的載具電池的充電裝置，其中該箱體具有彼此相對的一開口與一底板，該第一電池或該第二電池適於經由該開口移入該箱體，該載具電池的充電裝置還包括一第一軌道與一第二軌道，分別設置於該底板，該第一連接器可移動地耦接於該第一軌道而形成該第一移動路徑，該第二連接器可移動地耦接於該第二軌道而形成該第二移動路徑，所述載具電池的充電裝置還包括一第一楔形件與一第二楔形件，分別位於該第二軌道上方，該第一楔形件可移動地設置於該箱體的一側板，該第二楔形件可移動地設置於一移動板，該第一楔形件與該第二楔形件互在彼此的移動路徑上，該第二楔形件與該連桿互在彼此的牽引路徑上移動。
如請求項1所述的載具電池的充電裝置，其中該箱體具有彼此相對的一開口與一底板，該第一電池或該第二電池適於經由該開口移入該箱體，該第一移動路徑與該第二移動路徑在該底板的正投影彼此正交。
如請求項1所述的載具電池的充電裝置，其中該箱體具有彼此相對的一開口與一底板，該第一電池或該第二電池適於經由該開口移入該箱體，該第一連接器相對於該底板的高度不同於該第二連接器相對於該底板的高度。
一種載具電池的充電系統，包括設置在一地面上的一基座與多個充電裝置，用以對至少兩種型式的電池進行充電，其中各該充電裝置用以對兩種型式的電池分別進行充電，所述兩種型式的電池包括一第一電池與一第二電池，各該充電裝置包括：一箱體，堆疊在該基座上，該第一電池或該第二電池適於容置在該箱體內；一第一連接器，可移動地設置於該箱體內，該第一連接器用以適配且對接該第一電池；以及一第二連接器，可移動地設置於該箱體內，該第二連接器用以適配且對接該第二電池，其中各該箱體具有彼此鄰接的多個側板所形成的各種形狀柱面，該些側板分別相對於該地面呈傾斜，而該形狀柱面的延伸軸向相對於該地面呈傾斜，置入該箱體的該第一電池或該第二電池的相鄰兩表面抵壓於相鄰的兩側板，所述載具電池的充電系統還包括至少一電源模組，電性連接該些充電裝置的該些第一連接器與該些第二連接器。
如請求項7所述的載具電池的充電系統，其中該些側板包括依序鄰接的一第一側板、一第二側板、一第三側板與一第四側板，該第一側板與該第二側板鄰接形成面對該地面的一尖角側緣，該第三側板與該第四側板鄰接形成背對該地面的另一尖角側緣，該第一電池或該第二電池的所述相鄰兩表面抵壓於該第一側板與該第二側板。
如請求項8所述的載具電池的充電系統，其中該基座呈鋸齒狀而具有多個V形槽，至少部分該些箱體承載於該些V形槽，且位於各該V形槽的該箱體，該第一側板與該第二側板抵壓於該V形槽的表面，其中位於相鄰兩V形槽的兩箱體，其相鄰的該第三側板與該第四側板形成另一V形槽，以承載另一箱體。
如請求項9所述的載具電池的充電系統，位在底層的該些V形槽的數量與位在左右斜外側的各邊的該些箱體數量，擺滿時一定是等數量且構成一規則的等邊或非等邊穩固的立體三角形結構，該些V形槽自底層的第1槽，等差為1累加到所述底層的第K槽，所疊加的該些充電裝置在該基座上呈等差級數遞增而堆疊，總數S_k為：
如請求項7所述的載具電池的充電系統，其中該充電裝置還包括一連桿，連接該第一連接器與該第二連接器，以使該第一連接器與該第二連接器同步移動，當該第一連接器移至其與該第一電池的對接位置時，該第二連接器移離其與該第二電池的對接位置，而當該第二連接器移至其與該第二電池的對接位置時，該第一連接器移離其與該第一電池的對接位置，其中該充電裝置還包括一彈性件，連接在該第一連接器與該箱體之間，該彈性件恆驅動該第一連接器移至其與該第一電池的對接位置。
如請求項11所述的載具電池的充電系統，其中該充電裝置還包括一第一楔形件與一第二楔形件，該第一楔形件可移動地設置於該箱體的一側板，且位在該第二電池移入該箱體的移動路徑上，該第二楔形件可移動地設置於該箱體的一移動板，且位在該連桿的移動路徑上，而該第一楔形件與該第二楔形件互在彼此的移動路徑上，該第二電池移入該箱體時藉由該第一楔形件與該第二楔形件而同步驅動該第一連接器、該連桿與該第二連接器，且變形該彈性件。
如請求項7所述的載具電池的充電系統，其中該箱體具有彼此相對的一開口與一底板，該第一電池或該第二電池適於經由該開口移入該箱體，該載具電池的充電裝置還包括一第一軌道與一第二軌道，分別設置於該底板，該第一連接器可移動地耦接於該第一軌道，該第二連接器可移動地耦接於該第二軌道，其中該第一軌道正交於該第二軌道，其中該充電裝置還包括一第一楔形件與一第二楔形件，分別位於該第二軌道上方，該第一楔形件可移動地設置於該箱體的一側板，該第二楔形件、該第二連接器與該第二軌道一體移動地設置於一移動板，該第一楔形件與該第二楔形件互在彼此的牽引路徑上移動。
如請求項7所述的載具電池的充電系統，其中該箱體具有彼此相對的一開口與一底板，該第一電池或該第二電池適於經由該開口移入該箱體，該第一連接器相對於該底板的高度不同於該第二連接器相對於該底板的高度。
如請求項7所述的載具電池的充電系統，還包括一消防模組，該消防模組包括一消防單元、多個節點以及多個管路，該些節點分別設置於該些箱體，該消防單元用以提供滅火材，並經該些管路傳送至該些節點。
一種載具電池的充電裝置，用以對一第一電池或一第二電池充電，該載具電池的充電裝置包括：一箱體，該第一電池或該第二電池適於容置在該箱體內；一第一連接器，固設於該箱體的底部，該第一連接器用以適配且對接該第一電池；一第二連接器，可移動地設置於該箱體內，該第二連接器用以適配且對接該第二電池；一第一楔形件，可移動地設置於該箱體的一側板，且位在該第二電池移入該箱體的移動路徑上；一第二楔形件，與該第二連接器同步可移動地設置於該箱體，該第一楔形件與該第二楔形件互在彼此的移動路徑上；以及一電源模組，電性連接該第一連接器與該第二連接器。
如請求項16所述的載具電池的充電裝置，其中該第一連接器在該箱體底部的正投影，位於置入該箱體的該第二電池在該箱體底部的正投影的範圍之外。
如請求項16所述的載具電池的充電裝置，還包括一彈性件，連接在該第二連接器與該箱體之間，該彈性件恆驅動該第二連接器移離其與該第二電池的對接位置，該第二電池移入該箱體並藉由該第一楔形件與該第二楔形件而驅動該第二連接器對接該第二電池的同時也變形該彈性件。