TWM581073U - 充換電站 - Google Patents

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趙志凌
楊潮
賴建文
嚴兵勇
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香港商蔚來汽車有限公司
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Abstract

本創作涉及充換電領域，具體涉及一種充換電站。本創作旨在解決現有的充換電站存在的機構設置複雜、換電體驗差的問題。為此目的，本創作的充換電站包括：換電平台，其架設於充換電站的地面上並且能夠對停於其上的車輛進行定位；電池儲存裝置，其儲存有多塊電池並且能夠與電池轉運裝置對接並交換電池；電池轉運裝置，其能夠與換電小車對接並在接收來自換電小車的虧電電池後立即將滿電電池轉運至換電小車；換電小車，其能夠承載電池在換電平台的下方與電池轉運裝置之間移動，以及在換電平台的下方為車輛更換電池。通過上述設置方式，本創作能夠在不抬升車輛時進行換電，簡化了充換電站的機構設置，提升了換電體驗。

Description

充換電站
本創作涉及充換電領域，具體涉及一種充換電站。
隨著新能源汽車的普及，如何有效地為能量不足的汽車提供快速有效的能量補給成為車主和各大廠商非常關注的問題。以電動汽車為例，當前主流的電能補給方案包括充電方案和電池更換方案。相對於充電方案，電池更換方案由於可以在很短的時間完成動力電池的更換且對動力電池的使用壽命沒有明顯的影響，因此是電能補給的主要發展方向之一。電池更換方案一般在充換電站內完成，充換電站內設置有存放電池的電池架和換電平台，以及在電池架和換電平台的之間的運載滿電/虧電動力電池的換電小車，如軌道導引車（Rail Guided Vehicle，RGV）。換電小車通過在電池架和換電平台之間往復行駛的方式，完成電池的運輸以及電動汽車的電池更換。
雖然電池更換方案具有上述諸多優點，但是不可避免的也存在著一定的問題。一方面，由於現有的換電小車集成了動力電池的運輸和更換兩個功能，因此換電小車通常在高度方向的設置相對較高。相應地，換電平台需要設置專門的抬升裝置將電動汽車抬升至較高的高度後，換電小車才能進入車底進行換電，以防止換電小車在進入車底時與電動汽車發生干涉而損壞電動汽車。顯然，這樣的設置方式使得充換電站的機構設置複雜化，增加了充換電站的建設和運營成本。另一方面，由於抬升裝置需要將電動汽車抬升至較高的位置，因此出於安全的考慮，換電過程中駕駛員（無論是乘客還是換電服務人員）需要把車輛停好後，下車等待換電過程結束後再上車將車輛開走。雖然這樣的流程出於安全考慮是正確的，但用戶體驗非常不好。也就是說，現有的充換電站存在機構設置複雜、換電體驗差的問題。
相應地，本領域需要一種新的充換電站來解決上述問題。
為了解決現有技術中的上述問題，即為了解決現有的充換電站存在的機構設置複雜、換電體驗差的問題，本創作提供了一種充換電站，所述充換電站包括換電平台、電池儲存裝置、電池轉運裝置以及換電小車：所述換電平台架設於所述充換電站的地面上，並且所述換電平台設置成能夠對停於其上的車輛進行定位；所述電池儲存裝置儲存有多塊電池，所述電池儲存裝置設置成能夠與所述電池轉運裝置對接並交換電池；所述電池轉運裝置設置成能夠與所述換電小車對接並在接收來自所述換電小車的虧電電池後將滿電電池轉運至所述換電小車；所述換電小車設置成能夠承載電池在所述換電平台的下方與所述電池轉運裝置之間移動，以及在所述換電平台的下方為車輛更換電池。
在上述充換電站的優選技術方案中，所述電池轉運裝置包括電池升降單元和兩個第一電池轉運單元，所述電池升降單元設置成能夠使所述至少一個第一電池轉運單元上升/下降，所述兩個第一電池轉運單元設置成能夠在其中一個所述第一電池轉運單元接收/轉運虧電電池的同時或之後，另一個所述第一電池轉運單元能夠相應地轉運/接收滿電電池。
在上述充換電站的優選技術方案中，所述電池升降單元包括第一驅動機構和第一傳動機構，所述第一驅動機構能夠驅動所述第一傳動機構上升/下降，所述第一傳動機構與所述至少一個第一電池轉運單元連接。
在上述充換電站的優選技術方案中，所述第一電池轉運單元包括第二驅動機構和第二傳動機構，所述第二驅動機構能夠驅動所述第二傳動機構運動，所述第二傳動機構能夠承載電池。
在上述充換電站的優選技術方案中，所述換電小車包括本體以及設置於所述本體的第二電池轉運單元和加解鎖單元，所述第二電池轉運單元設置成能夠使電池相對於所述本體移動，所述加解鎖單元設置成能夠在換電位置為車輛更換電池。
在上述充換電站的優選技術方案中，所述第二電池轉運單元包括第三驅動機構和第三傳動機構，所述第三驅動機構能夠驅動所述第三傳動機構運動，所述第三傳動機構能夠承載電池。
在上述充換電站的優選技術方案中，所述加解鎖單元包括舉升機構和加解鎖機構，所述舉升機構能夠將所述加解鎖機構舉升至所述換電位置，所述加解鎖機構能夠在所述換電位置對電池進行加解鎖。
在上述充換電站的優選技術方案中，所述換電小車還設置有行走單元，所述換電平台的下方與所述電池轉運裝置之間還鋪設有軌道，所述行走單元設置成能夠帶動所述換電小車在所述軌道上移動。
在上述充換電站的優選技術方案中，所述換電平台上開設有換電口，所述換電口設置成允許所述換電小車的加解鎖單元穿過並到達所述換電位置。
在上述充換電站的優選技術方案中，所述換電口處還設置有開合門，所述開合門設置成能夠在所述換電小車到達所述換電位置之前打開。
在上述充換電站的優選技術方案中，所述換電平台上設置有第一定位機構和第二定位機構，所述第一定位機構能夠使車輛在前進/後退方向上定位，所述第二定位機構能夠使車輛在寬度方向上定位。
在上述充換電站的優選技術方案中，所述第一定位機構包括V型輥筒組和I型輥筒組，所述V型輥筒組能夠使車輛的前輪/後輪嵌入其中，並且所述V型輥筒組允許車輛的前輪/後輪沿車輛的寬度方向移動；所述I型輥筒組相應地允許車輛的後輪/前輪支撐於其上並且沿車輛的寬度方向移動。
在上述充換電站的優選技術方案中，所述第二定位機構包括前輪對中推拉杆和/或後輪對中推拉杆，所述前輪對中推拉杆和/或所述後輪對中推拉杆能夠通過推動/拉動車輛的前輪/後輪的方式使車輛在車輛的寬度方向上定位。
在上述充換電站的優選技術方案中，所述電池儲存裝置進一步包括多個電池架單元，每個所述電池架單元上設置有第三電池轉運單元，所述第三電池轉運單元設置成能夠使電池進入/退出所述電池架單元。
在上述充換電站的優選技術方案中，所述第三電池轉運單元包括第四驅動機構和第四傳動機構，所述第四驅動機構能夠驅動所述第四傳動機構運動，所述第四傳動機構能夠承載電池。
在上述充換電站的優選技術方案中，所述換電平台還設置有調平單元，所述調平單元設置成能夠調節車輛與所述換電平台的平行度。
在上述充換電站的優選技術方案中，所述調平單元包括設置於所述換電平台下方的多個第五驅動機構和多個第五傳動機構，每個所述第五驅動機構能夠驅動對應的第五傳動機構上升/下降，所述第五傳動機構能夠伸出所述換電口並抵接於所述車輛的底盤。
本領域技術人員能夠理解的是，在本創作的優選技術方案中，充換電站包括換電平台、電池儲存裝置、電池轉運裝置以及換電小車。換電平台架設於充換電站的地面上，並且換電平台設置成能夠對停於其上的車輛進行定位；電池儲存裝置儲存有多塊電池，電池儲存裝置設置成能夠與電池轉運裝置對接並交換電池；電池轉運裝置設置成能夠與換電小車對接並在接收來自換電小車的虧電電池後立即將滿電電池轉運至換電小車；換電小車設置成能夠承載電池在換電平台的下方與電池轉運裝置之間移動，以及在換電平台的下方為車輛更換電池。通過將換電平台架設於充換電站的地面上，使其下方留有移動空間，進而換電小車能夠在換電平台的下方為車輛更換電池的設置方式，本創作的充換電站能夠在不抬升車輛的情形下換電，這種設置方式不僅省略了換電過程中的車輛抬升過程，加快了換電節拍，使得駕駛員不用下車即可完成車輛的換電，而且還能夠大大簡化充換電站的結構，減少充換電站的建設成本。也就是說，本創作的充換電站解決了現有充換電站存在的機構設置複雜、換電體驗差的問題，提升了換電效率和換電體驗。
進一步地，電池轉運裝置包括電池升降單元和兩個第一電池轉運單元，兩個第一電池轉運單元設置成：在其中一個第一電池轉運單元接收/轉運虧電電池的同時或之後，另一個第一電池轉運單元能夠相應地轉運/接收滿電電池。通過電池轉運裝置上設置兩個第一電池轉運單元，使得電池轉運裝置可以同時存放兩塊電池。這樣一來，在換電過程中，電池轉運裝置可以在一次動作過程中完成虧電電池的接收和滿電電池的轉運，進一步加快換電節拍。
下面參照附圖來描述本創作的優選實施方式。本領域技術人員應當理解的是，這些實施方式僅僅用於解釋本創作的技術原理，並非旨在限制本創作的保護範圍。例如，雖然附圖中的電池轉運裝置的兩個第一電池轉運單元以上下層佈置，但是這種佈置方式非一成不變，本領域技術人員可以根據需要對其作出調整，以便適應具體的應用場合。如兩個第一電池轉運單元還可以左右平行佈置等。
需要說明的是，在本創作的描述中，術語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水準”、“內”、“外”等指示的方向或位置關係的術語是基於附圖所示的方向或位置關係，這僅僅是為了便於描述，而不是指示或暗示所述裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本創作的限制。此外，術語“第一”、“第二”、“第三”僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
此外，還需要說明的是，在本創作的描述中，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對於本領域技術人員而言，可根據具體情況理解上述術語在本創作中的具體含義。
為了解決現有充換電站存在的機構設置複雜、換電體驗差的問題，本創作通過架設換電平台、並使換電小車在換電平台下方完成換電的設置方式，實現了充換電站的機構簡化，加快了換電節拍，提升了換電體驗。
首先參照圖1和圖2，其中，圖1為本創作的充換電站的俯視示意圖；圖2為本創作的充換電站的主視示意圖。
如圖1所示，本創作的充換電站主要包括換電平台1、電池儲存裝置2、電池轉運裝置3以及換電小車4。換電平台1架設於充換電站的地面上，並且換電平台1設置成能夠對停於其上的車輛進行定位；電池儲存裝置2儲存有多塊電池，其設置成能為儲存於其上的電池進行充放電、冷卻，以及與電池轉運裝置3對接並交換電池；電池轉運裝置3設置成能夠與換電小車4對接並在接收來自換電小車4的虧電電池後立即將滿電電池轉運至換電小車4；換電小車4設置成能夠承載電池在換電平台1的下方與電池轉運裝置3之間移動，以及在換電平台1的下方為車輛更換電池。
舉例而言，換電平台1和電池儲存裝置2設置在充換電站的兩端，電池轉運裝置3設置在電池儲存裝置2一旁並且能夠與電池儲存裝置2交換電池，換電平台1可以通過框架結構5搭設在充換電站的地面上，進而換電平台1距離充換電站的地面有一定的距離，該距離形成移動空間，足夠使換電小車4在換電平台1的下方和電池轉運裝置3之間往復移動。在為停於換電平台1上的電動汽車（以下簡稱汽車或車輛）更換電池時，無需抬升車輛，而是駕駛車輛經過一個緩坡直接開到換電平台1上，換電小車4在換電平台1的下方將虧電電池卸下，並將虧電電池至運輸至電池轉運機構處並與其對接；換電小車4將虧電電池轉運至電池轉運機構上，電池轉運機構接收虧電電池後直接將滿電電池轉運給換電小車4；在接收到滿電電池後，換電小車4承載滿電電池再次移動至換電平台1的下方並將滿電電池安裝在電動汽車上，完成為電動汽車的換電。
從上述描述可以看出，通過將換電平台1架設於充換電站的地面上，使其下方留有移動空間，進而換電小車4能夠在換電平台1的下方為車輛更換電池、以及電池轉運裝置3在接收虧電電池後可以直接將滿電電池轉運給換電小車4的設置方式，本創作的充換電站能夠在不抬升車輛的情形下完成換電，這種設置方式不僅省略了換電過程中的車輛抬升過程，加快了換電節拍，使得駕駛員不用下車即可完成車輛的換電，而且還能夠大大簡化充換電站的結構，即簡化車輛抬升機構的設置，使充換電站的整體佈局剛性得到提高，結構穩定性得到改善。換言之，上述設置方式不僅降低了換電站的建設成本，而且還提高了換電穩定性和換電效率，解決了現有充換電站存在的機構設置複雜、換電體驗差的問題，提升了換電效率和換電體驗。
需要說明的是，上述設置方式僅僅用來解釋本創作的原理，並非用於限制本創作的保護範圍，在不偏離本創作原理的條件下，本領域技術人員可以對上述設置方式進行調整，以便適應更加具體的應用場景。例如，換電平台1還可以採用鋼結構架設在充換電站的地面上，電池儲存裝置2還可以僅用來儲存電池而不具備充放電功能等。
下面參照圖1至圖10，對本創作的原理進行進一步闡述，其中，圖3為本創作的一種電池轉運裝置的結構示意圖；圖4為本創作的一種電池儲存裝置的結構示意圖；圖5為本創作的換電平台的局部放大示意圖；圖6為本創作的一種對中推拉杆的結構示意圖；圖7為本創作的一種換電小車的結構示意圖；圖8為本創作的換電機器人的舉升機構的舉升過程示意圖（一）；圖9為本創作的換電機器人的舉升機構的舉升過程示意圖（二）；圖10為本創作的一種調平單元的結構示意圖。
如圖1和圖3所示，在一種可能的實施方式中，電池轉運裝置3包括電池升降單元31和至少一個第一電池轉運單元32。其中，電池升降單元31設置成能夠使至少一個第一電池轉運單元32上升/下降，第一電池轉運單元32設置成能夠與電池儲存裝置2以及換電小車4完成電池的交換。具體地，電池升降單元31包括第一驅動機構311和第一傳動機構312，第一驅動機構311能夠驅動第一傳動機構312上升/下降，第一傳動機構312與至少一個第一電池轉運單元32直接連接或間接連接。第一電池轉運單元32包括第二驅動機構（圖中未示出）和第二傳動機構（圖中未示出），第二驅動機構能夠驅動第二傳動機構運動，第二傳動機構能夠承載電池，進而實現使電池進入/退出電池轉運裝置3的功能，以便與電池轉運裝置3完成電池交換。為保證零構件的統一，方便維修和更換，這裡的電池升降單元31和電池轉運單元可以採用電機、電缸、氣缸等現有標準設備作為第一驅動機構311或第二驅動機構，採用螺桿螺母、導軌、鏈條等傳統方式作為第一傳動機構312或第二傳動機構，進而實現電池的升降、以及與電池運輸單元和電池儲存裝置2的電池的交換。
在一種更為優選的實施方式中，電池轉運裝置3可以設置有上下兩層或左右並排排布的兩個第一電池轉運單元32，並且兩個電池轉運單元設置成在其中一個電池轉運單元接收/轉運虧電電池的同時或之後，另一個電池轉運單元能夠轉運/接收滿電電池。通過電池轉運單元以上下兩層或者左右兩排的設置方式，使得電池轉運裝置3可以同時存放兩塊電池。這樣一來，在換電過程中，電池轉運裝置3可以在一次動作過程中完成虧電電池的接收和滿電電池的轉運，進一步加快換電節拍。
參照圖1、圖2和圖4，電池儲存裝置2進一步包括多個電池架單元21，如縱向堆疊於電池轉運裝置3旁邊或與換電平台1處於同一水平面的框架結構5上的多個電池架單元21。電池架單元21上設置有第三電池轉運單元22，第三電池轉運單元22包括第四驅動機構221和第四傳動機構222，第四驅動機構221能夠驅動第四傳動機構222運動，第四傳動機構222能夠承載電池，進而實現電池進入/退出電池架單元21的功能，以便與電池轉運裝置3完成電池的交換。實現方式上，每個電池架單元21可以採用模組化的設置方式實現，通過層級的添加以及排數的添加實現電池儲存單元的擴容，以滿足更頻繁的換電需求和更多的儲存需求。第四驅動機構221仍可以採用電機、電缸、氣缸等方式，第四傳動機構222採用螺桿螺母、導軌、鏈條、滾輪組以及輥筒組等方式，進而實現電池進入/退出電池儲存裝置2、以及與電池轉運裝置3交換電池的功能。當然，電池架單元21也可以採用整體框架拼接的方式實現，以提高電池儲存裝置2的整體穩定性。
如圖1、圖5和圖6所示，在一種可能的實施方式中，換電平台1上設置有能夠使電動汽車在前進/後退方向上定位的第一定位機構13，以及使電動汽車在寬度方向定位的第二定位機構。其中，第一定位機構13包括兩個V型輥筒組131和兩個I型輥筒組132，兩個V型輥筒組131能夠使車輛的前輪/後輪嵌入其中，以完成電動汽車在前進/後退方向上的定位，並且V型輥筒組131還允許車輛的前輪/後輪沿電動汽車的寬度方向移動；兩個I型輥筒組132相應的允許電動汽車的後輪/前輪支撐於其上並且沿電動汽車的寬度方向移動。其中，第二定位機構包括前輪對中推拉杆141和後輪對中推拉杆141，前輪對中推拉杆141和後輪對中推拉杆141能夠通過推動/拉動電動汽車的車輪的方式使電動汽車在寬度方向上定位。當然，第一定位機構13和第二定位機構的形式和數量都並非一成不變，在不偏離本創作原理的條件下，本領域技術人員也可以採用其他位置調節裝置對電動汽車進行定位，只要該定位裝置能夠使電動汽車在換電平台1上定位即可。
參照圖1、圖7、圖8和圖9，在一種可能的實施方式中，換電小車4包括本體41以及設置於本體41的行走單元（圖中未示出）、第二電池轉運單元42和加解鎖單元，行走單元能夠帶動換電小車4移動，第二電池轉運單元42設置成能夠使電池相對於本體41移動，加解鎖單元設置成能夠在換電位置為車輛更換電池。例如，行走單元可以為滾輪、軌道輪、舵輪等，相應地，在換電平台1的下方與電池轉運裝置3之間還鋪設有與上述行走單元相適應的軌道，行走單元能夠帶動換電小車4在軌道上移動，進而達到與電池轉運裝置3對接的位置以及為車輛更換電池的位置。第二電池轉運單元42包括第三驅動機構（圖中未示出）和第三傳動機構421，第三驅動機構能夠驅動第三傳動機構421運動，第三傳動機構421能夠承載電池。換電小車4的加解鎖單元可以包括舉升機構432和多個加解鎖機構433，舉升機構432能夠將加解鎖機構433舉升至換電位置，加解鎖機構433能夠在換電位置對電進行加解鎖操作。例如，第三驅動機構為伺服電機、第三傳動機構421為輥筒組，加解鎖機構433為驅動電機和設置在驅動電機輸出軸上的加解鎖頭（如內六角鎖頭等），多個加解鎖機構433可以固定在一塊底板431上以保證彼此之間的相對位置；舉升機構432可以使用氣缸或伺服電機配合以剪式驅動架、導軌、滑台、凸輪機構或剛性鏈條實現對底板431以及底板431上的電池和加解鎖機構433的舉升。進一步參照圖8和圖9，整個底板431還可以通過挖孔的方式嵌設於多個輥筒組，以便進一步壓縮換電小車4的縱向的空間，使換電小車4能夠順利進入車輛的底部。其中，換電位置可以是加解鎖機構433能夠對電池進行加解鎖的位置，如在加解鎖機構433通過舉升機構432與電動汽車的底盤對準之後，加解鎖機構433只通過驅動電機的驅動即可將虧電電池卸下或將滿電電池安裝的位置。
更進一步地，為了提高加解鎖機構433的定位精準度，還可以在底板431上設置一些定位銷，對應的電動汽車的地盤上設置定位孔，通過定位銷與定位孔的定位插接，保證加解鎖機構433的定位精准度。
返回參照圖5，為了使換電小車4能夠為車輛更換動力電池，換電平台1上還開設有換電口11，換電小車4的舉升機構432能夠舉升加解鎖機構433到達換電位置。換電口11處設置有開合門12，開合門12能夠在舉升機構432舉升加解鎖機構433到達換電位置之前打開，在換電結束後關閉，以提升換電平台1的安全性，避免由於用戶或工作人員不慎落入換電口11而導致的安全事故的出現。
如前所述，相比於現有技術中在抬升車輛的情形下進行電池的運輸和更換的設置方式，通過在充換電站中設置框架結構5將換電平台1架設起來，進而使換電小車4能夠在升降單元的舉升下到達換電位置為車輛更換電池、以及電池轉運裝置3設置雙層第一轉運單元的設置方式，本創作可以完成電動汽車的不抬升換電，縮減了換電步驟，提升了換電效率和用戶的換電體驗。並且通過上述描述還可以看出，由於運送裝置的結構簡單易實現，因此本創作還使得充換電站的可靠性和穩定性得以提高、建設成本大大降低，利於大規模推廣使用。
當然，上述實施方式並非唯一，在不偏離本創作原理的條件下，任何形式的調整都應該落入本創作的保護範圍之中。例如，為了提升換電小車4的穩定性，避免由於舉升機構432舉升高度過高而導致的換電小車不穩定的情況發生，在一種可能的實施方式中，換電平台1下方還可以設置有小車升降單元，該升降單元設置成能夠使停於其上的換電小車4上升/下降，進而在上升時換電小車4能夠穿過打開開合門12的換電口11到達換電位置。具體地，小車升降單元可以包括第六驅動機構、第六傳動機構和升降平台，第六驅動機構能夠驅動第六傳動機構上升/下降，第六傳動機構與升降平台連接，升降平台允許換電小車4停於其上，如升降平台上可以設置軌道，這樣一來換電小車4可以通過軌道直接停於升降平台上。
下面參照圖5、圖7和圖10，在一種更為優選的實施方式中，為了提高換電準確性，還可以在換電平台1下方設置調平單元15。調平單元15設置成能夠調節車輛與換電平台1的平行度，進而使加解鎖機構433與車底保持平行，提高加解鎖機構433的換電準確性。其中，調平單元進一步包括設置於換電平台下方的多個第五驅動機構151和多個第五傳動機構152，每個第五驅動機構151能夠驅動對應的第五傳動機構152上升/下降，第五傳動機構152能夠伸出換電口並抵接於車輛的底盤實現方式上，調平單元15都可以採用電機、電缸、氣缸等作為驅動力，採用豎直滑軌，凸輪機構，剛性鏈條，螺桿，齒輪等作為傳遞裝置來實現。參照圖10，在一種可能的實施方式中，調平單元15可以採用四個伺服電機作為驅動力，每個伺服電機帶動一組滑台元件的方式實現，其中滑台組件包括滑台和調平杆。調平時，電機帶動滑臺上下移動，進而與滑台固定連接的調平杆可以伸出換電口11並抵接於車輛的底盤，通過四個調平杆從換電口11的四角分別伸出，進而完成對電動汽車的調平。需要注意的是，此處的調平單元15的設置目的是用來對車輛的平行度進行調整，以便提高換電的準確性，而非旨在於對車輛進行大幅度地抬升。也就是說，在理想狀態下，調平單元15能夠使車輛在剛好與V型輥筒組131和I型輥筒組132保持接觸的情形下完成車輛的調平，此時用戶依舊可以坐在車內進行換電。
下面結合圖1至圖10，簡述本創作的充換電站的一種可能的換電過程：
在一種可能的實施方式中，充換電站的一次完整的換電過程可以為：駕駛員駕駛電動汽車駛入換電平台1並在第一定位機構13和第二定位機構的限制下完成電動汽車的定位→在第一定位機構13和第二定位機構進行調整的過程中，開合門12打開→電機帶動滑台上升，調平杆從換電口11伸出對車輛進行調平→換電小車4到達換電位置的投影位置→舉升機構432將加解鎖機構433從初始位置舉升至換電位置→加解鎖機構433將虧電電池卸下，虧電電池落在加解鎖單元的底板431上→舉升機構432使加解鎖機構433下降至初始位置，電池落在第二電池轉運單元42的輥筒組上→換電小車4移動至電池轉運裝置3並與其對接→電池轉運裝置3的上層第一電池轉運單元32接收虧電電池→第一電池轉運單元32接收虧電電池後，電池升降單元31使兩個第第一電池轉運單元32同時上升，進而下層的第一電池轉運單元32與電池運輸單元對接→下層的第一電池轉運單元32將存放的滿電電池轉運至換電小車4→換電小車4再次到達換電位置的投影位置→的舉升機構432再次將加解鎖機構433舉升至換電位置→加解鎖機構433將滿電電池安裝在電動汽車上→舉升機構432使加解鎖機構433下降至初始位置→第二定位機構反方向移動，取消對汽車輪胎的限制，同時電機帶動調平杆下降至換電口11以下→開合門12關閉，駕駛員駕駛電動汽車駛出充換電站，與此同時，電池轉運裝置3將虧電電池轉運至電池儲存裝置2，並接收一塊滿電電池。
當然，上述換電過程的描述只是為了闡述本創作的工作原理，並非旨在于限制本創作的保護範圍，在不偏離本創作原理的前提下，本領域技術人員可以對上述流程或機構的動作順序進行調整，以便本創作能夠適用於更加具體的應用場景，例如，在加解鎖機構將滿電電池安裝在電動汽車上後，平移單元23使加解鎖單元平移至原位的動作與舉升機構使加解鎖機構下降還可以同時進行；再例如，換電小車4與電池轉運裝置3交換電池時，也可以是電池轉運裝置3的下層第一電池轉運單元32先接收虧電電池，然後上層的第一電池轉運單元32將滿電電池轉運至換電小車4。
至此，已經結合附圖所示的優選實施方式描述了本創作的技術方案，但是，本領域技術人員容易理解的是，本創作的保護範圍顯然不局限於這些具體實施方式。在不偏離本創作的原理的前提下，本領域技術人員可以對相關技術特徵作出等同的更改或替換，這些更改或替換之後的技術方案都將落入本創作的保護範圍之內。
1‧‧‧換電平臺
11‧‧‧換電口
12‧‧‧開合門
13‧‧‧第一定位機構
131‧‧‧V型輥筒組
132‧‧‧I型輥筒組
141‧‧‧對中推拉杆
15‧‧‧調平單元
151‧‧‧第五驅動機構
152‧‧‧第五傳動機構
2‧‧‧電池儲存裝置
21‧‧‧電池架單元
22‧‧‧第三電池轉運單元
221‧‧‧第四驅動機構
222‧‧‧第四傳動機構
3‧‧‧電池轉運裝置
31‧‧‧電池升降單元
311‧‧‧第一驅動機構
312‧‧‧第一傳動機構
32‧‧‧第一電池轉運單元
4‧‧‧換電小車
41‧‧‧本體
42‧‧‧第二電池轉運單元
421‧‧‧第三傳動機構
431‧‧‧底板
432‧‧‧舉升機構
433‧‧‧加解鎖機構
5‧‧‧框架結構
下面參照附圖並結合電動汽車來描述本創作的充換電站。附圖中： 圖1為本創作的充換電站的俯視示意圖。 圖2為本創作的充換電站的主視示意圖。 圖3為本創作的一種電池轉運裝置的結構示意圖。 圖4為本創作的一種電池儲存裝置的結構示意圖。 圖5為本創作的換電平台的局部放大示意圖。 圖6為本創作的一種對中推拉杆的結構示意圖。 圖7為本創作的一種換電小車的結構示意圖。 圖8為本創作的換電機器人的舉升機構的舉升過程示意圖（一）。 圖9為本創作的換電機器人的舉升機構的舉升過程示意圖（二）。 圖10為本創作的一種調平單元的結構示意圖。

Claims (17)

  1. 一種充換電站，包括一換電平台、一電池儲存裝置、一電池轉運裝置以及一換電小車： 所述換電平台架設於所述充換電站的地面上，並且所述換電平台設置成能夠對停於其上的車輛進行定位； 所述電池儲存裝置儲存有多塊電池，所述電池儲存裝置設置成能夠與所述電池轉運裝置對接並交換電池； 所述電池轉運裝置設置成能夠與所述換電小車對接並在接收來自所述換電小車的虧電電池後將滿電電池轉運至所述換電小車； 所述換電小車設置成能夠承載電池在所述換電平台的下方與所述電池轉運裝置之間移動，以及在所述換電平台的下方為車輛更換電池。
  2. 如請求項1所述的充換電站，其中，所述電池轉運裝置包括一電池升降單元和兩個第一電池轉運單元，所述電池升降單元設置成能夠使所述至少一個第一電池轉運單元上升/下降，所述兩個第一電池轉運單元設置成能夠在其中一個所述第一電池轉運單元接收/轉運虧電電池的同時或之後，另一個所述第一電池轉運單元能夠相應地轉運/接收滿電電池。
  3. 如請求項2所述的充換電站，其中，所述電池升降單元包括一第一驅動機構和一第一傳動機構，所述第一驅動機構能夠驅動所述第一傳動機構上升/下降，所述第一傳動機構與所述至少一個第一電池轉運單元連接。
  4. 如請求項3所述的充換電站，其中，所述第一電池轉運單元包括一第二驅動機構和一第二傳動機構，所述第二驅動機構能夠驅動所述第二傳動機構運動，所述第二傳動機構能夠承載電池。
  5. 如請求項3所述的充換電站，其中，所述換電小車包括一本體以及設置於所述本體的一第二電池轉運單元和一加解鎖單元，所述第二電池轉運單元設置成能夠使電池相對於所述本體移動，所述加解鎖單元設置成能夠在換電位置為車輛更換電池。
  6. 如請求項5所述的充換電站，其中，所述第二電池轉運單元包括一第三驅動機構和一第三傳動機構，所述第三驅動機構能夠驅動所述第三傳動機構運動，所述第三傳動機構能夠承載電池。
  7. 如請求項5所述的充換電站，其中，所述加解鎖單元包括一舉升機構和一加解鎖機構，所述舉升機構能夠將所述加解鎖機構舉升至所述換電位置，所述加解鎖機構能夠在所述換電位置對電池進行加解鎖。
  8. 如請求項5所述的充換電站，其中，所述換電小車還設置有一行走單元，所述換電平台的下方與所述電池轉運裝置之間還鋪設有軌道，所述行走單元設置成能夠帶動所述換電小車在所述軌道上移動。
  9. 如請求項5所述的充換電站，其中，所述換電平台上開設有一換電口，所述換電口設置成允許所述換電小車的加解鎖單元穿過並到達所述換電位置。
  10. 如請求項9所述的充換電站，其中，所述換電口處還設置有開合門，所述開合門設置成能夠在所述換電小車到達所述換電位置之前打開。
  11. 如請求項9所述的充換電站，其中，所述換電平台上設置有一第一定位機構和一第二定位機構，所述第一定位機構能夠使車輛在前進/後退方向上定位，所述第二定位機構能夠使車輛在寬度方向上定位。
  12. 如請求項11所述的充換電站，其中，所述第一定位機構包括一V型輥筒組和一I型輥筒組，所述V型輥筒組能夠使車輛的前輪/後輪嵌入其中，並且所述V型輥筒組允許車輛的前輪/後輪沿車輛的寬度方向移動；所述I型輥筒組相應地允許車輛的後輪/前輪支撐於其上並且沿車輛的寬度方向移動。
  13. 如請求項11所述的充換電站，其中，所述第二定位機構包括一前輪對中推拉杆和/或一後輪對中推拉杆，所述前輪對中推拉杆和/或所述後輪對中推拉杆能夠通過推動/拉動車輛的前輪/後輪的方式使車輛在車輛的寬度方向上定位。
  14. 如請求項11所述的充換電站，其中，所述電池儲存裝置進一步包括多個電池架單元，每個所述電池架單元上分別設置有一第三電池轉運單元，所述第三電池轉運單元設置成能夠使電池進入/退出所述電池架單元。
  15. 如請求項14所述的充換電站，其中，所述第三電池轉運單元包括一第四驅動機構和一第四傳動機構，所述第四驅動機構能夠驅動所述第四傳動機構運動，所述第四傳動機構能夠承載電池。
  16. 如請求項1至15中任一項所述的充換電站，其中，所述換電平台還設置有一調平單元，所述調平單元設置成能夠調節車輛與所述換電平台的平行度。
  17. 如引用請求項9至15中任一項的請求項16所述的充換電站，其中，所述調平單元包括設置於所述換電平台下方的多個第五驅動機構和多個第五傳動機構，每個所述第五驅動機構分別能夠驅動對應的第五傳動機構上升/下降，所述第五傳動機構能夠伸出所述換電口並抵接於所述車輛的底盤。
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