换电柜及换电系统的制作方法

1.本公开的实施例涉及充电设备技术，尤其涉及一种换电柜及换电系统。


背景技术：

2.随着换电技术的逐渐发展，换电柜已经逐渐应用到生产生活中；用户可以在换电柜内取出新的电池进行使用，同时将使用过的电池放入换电柜中进行充电，提高了便捷性。
3.然而，在换电柜的安装或者移动的过程中，需要布置供电线，以为换电柜供电，布线较为困难。


技术实现要素：

4.本公开的实施例提供一种换电柜及换电系统，用以解决在换电柜的安装或者移动的过程中，需要布置供电线，以为换电柜供电，布线较为困难的问题。
5.一方面，本公开的实施例提供一种换电柜，包括：柜体、以及设置在所述柜体上的主电源装置和接插件，所述主电源装置与所述接插件电连接，所述接插件用于与供电设备配合。
6.在可以包括上述实施例的一些实施例中，所述供电设备包括电动汽车充电桩，所述接插件用于与电动汽车充电桩上的充电装置配合。
7.在可以包括上述实施例的一些实施例中，所述充电装置包括充电枪。
8.在可以包括上述实施例的一些实施例中，所述换电柜还包括与所述主电源装置电连接的控制器，所述接插件包括本体以及设置在所述本体上的第一供电插接体和第一信号插接体，所述第一供电插接体与所述主电源装置电连接，所述第一信号插接体与所述控制器信号连接；所述充电枪上设置有第二供电插接体和第二信号插接体，所述第一供电插接体与所述第二供电插接体插接，所述第一信号插接体与所述第二信号插接体插接。
9.在可以包括上述实施例的一些实施例中，所述接插件上设置有第一检测装置，所述第一检测装置用于与所述充电枪上的第二检测装置配合，以检测所述接插件与所述充电枪之间的位置。
10.在可以包括上述实施例的一些实施例中，所述第一检测装置包括设置在所述本体上的第一检测插接体，所述第一检测插接体与所述控制器电连接，所述第一检测插接体用于与所述充电枪上的第二检测插接体插接。
11.在可以包括上述实施例的一些实施例中，所述第一检测装置包括设置在所述本体上的霍尔传感器，所述霍尔传感器与所述控制器电连接，所述霍尔传感器用于在靠近所述充电枪上的磁体后向所述控制器发送到位信号。
12.在可以包括上述实施例的一些实施例中，所述第一检测装置包括设置在所述本体上的开关，所述开关与所述控制器电连接，所述开关用于在所述充电枪与所述接插件配合时被触碰，以向所述控制器发送到位信号。
13.在可以包括上述实施例的一些实施例中，所述第一检测装置包括第一近场通信装
置，所述第一近场通信装置与所述控制器电连接，所述第一近场通信装置用于在靠近所述充电枪上的第二近场通信装置后，向所述控制器发送到位信号。
14.在可以包括上述实施例的一些实施例中，所述第一检测装置包括设置在所述本体上的感光装置，所述感光装置与所述控制器电连接，所述感光装置用于接收来自所述充电枪的光线，以向所述控制器发送到位信号。
15.在可以包括上述实施例的一些实施例中，所述换电柜还包括锁定装置，所述锁定装置用于在所述接插件与所述充电枪配合后锁定所述充电枪。
16.在可以包括上述实施例的一些实施例中，所述锁定装置与所述控制器电连接，所述控制器用于控制所述锁定装置锁定所述充电枪、或者解除对所述充电枪的锁定。
17.在可以包括上述实施例的一些实施例中，所述锁定装置包括电磁铁，所述电磁铁与所述控制电连接；所述电磁铁用于吸引所述充电枪上的铁磁体，以锁定所述充电枪。
18.在可以包括上述实施例的一些实施例中，所述柜体包括主柜，所述主柜上设置有控制器、显示器以及多个电池仓，所述主电源装置和所述接插件均设置在所述主柜上；所述控制器还与所述主电源装置、所述显示器以及各所述电池仓信号连接；所述主电源装置与所述接插件以及各所述电池仓电连接。
19.在可以包括上述实施例的一些实施例中，所述柜体还包括从柜，所述从柜上设置有从控制器、以及多个电池仓，所述从控制器与所述控制器以及各所述从柜中的所述电池仓信号连接；所述主电源装置与所述从柜中的各所述电池仓电连接。
20.另一方面，本公开的实施例还提供一种换电系统，包括供电设备以及如上所述的换电柜。
21.本公开的实施例提供的换电柜及换电系统，柜体上设置有接插件，接插件与供电设备配合。如此，供电设备通过柜体上的接插件向主电源装置供电，与设置与市电和主电源装置连接的供电线相比，无需进行供电线的布线，方便了换电柜的安装和移动。
附图说明
22.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
23.图1为本公开实施例提供的换电系统的结构图；
24.图2为本公开实施例提供的换电柜的结构图；
25.图3为本公开实施例提供的换电柜中接插件的结构图；
26.图4为本公开实施例提供的换电系统中充电枪的结构图。
27.附图标记说明：
28.1：电动汽车充电桩；
29.10：充电枪；
30.101：第二供电插接体；
31.102：第二信号插接体；
32.103：第二检测插接体；
33.104：第二接地插接体；
34.201：主柜；
35.202：从柜；
36.203：接插件；
37.2031：本体；
38.2032：第一供电插接体；
39.2033：第一信号插接体；
40.2034：第一检测插接体；
41.2035：第一接地插接体；
42.204：控制器；
43.205：主电源装置；
44.206：显示器；
45.207：电池仓；
46.2071：从电源装置；
47.2072：仓控制装置；
48.208：电池；
49.209：从控制器。
50.通过上述附图，已示出本公开明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本公开构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本公开的概念。
具体实施方式
51.为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
52.随着换电技术的逐渐发展，换电柜已经逐渐应该到生产生活中；用户可以在换电柜内取出新的电池进行使用，同时将使用过的电池放入换电柜中进行充电，提高了便捷性。
53.例如，电动单车以其较高的便捷性以及舒适性已经得到广泛的应用，电动单车的电池在使用一段时间后需要进行充电；此时，用户可以由换电柜内取出新的电池进行使用，于此同时将由电动单车上取下的电池放入到换电柜内，以进行充电，以免影响电动单车的使用。
54.相关技术中，换电柜包括柜体以及设置在柜体上的多个电池仓，电池仓用于容纳电池。柜体内还设置有主电源装置，主电源装置与各电池仓上的从电源装置电连接，主电源装置还通过供电线与市电连接；工作时，市电向主电源装置和从电源装置供电，以向对应电池仓内的电池充电。
55.然而，在换电柜的安装过程中，需要布置与市电连接的供电线；在维护换电柜的过程中需要移动换电柜，因此也需要改变与市电连接的供电线，以便适应换电柜位置的变化；供电线的布线较为困难。
56.本公开实施例提供一种换电柜及换电系统，换电柜上设置有接插件，接插件与供电设备配合，以为换电柜供电；与外接供电线相比，无需单独布线，方便了换电柜的安装和
维护。
57.请参照图1-图4，本公开实施例提供的换电柜包括柜体，柜体可以呈长方体状或者圆柱状等形状；柜体的侧壁上设置有多个安装口，每一安装口内对应设置有一个电池仓207，电池仓207用于容纳电池208。柜体上对应每一安装口均设置有仓门，仓门与柜体铰接，以封堵安装口。在使用的过程中，用户可以将仓门开启，之后先将已经充满电的电池208取出进行使用，之后将需要充电的电池208放入电池仓207内，以进行充电。
58.进一步地，柜体内设置有控制器204以及与控制器204电连接的主电源装置205，对应每一电池仓207上设置有插接件，以及与插接件电连接的从电源装置2071，各电池仓207的从电源装置2071均与主电源装置205电连接，控制器204可以控制主电源装置205向从电源装置2071供电，进而通过电池仓207上的插接件向与该插接件配合的电池208充电。电池仓207还设置有仓控制装置2072，仓控制装置2072与从电源装置2071电连接，以实现对单个电池仓207的控制；其中仓控制装置2072还与控制器204电连接，以实现控制器204与各电池仓207对应的仓控制装置2072之间的信号传输。
59.在上述实现方式中，可以在柜体上设置有显示器206，显示器206与控制器204电连接，控制器204可以控制显示器206显示各电池仓207内有无电池208，或者各电池仓207内的电池208的充电状态(如电量、是否充满等)。
60.本实施例中，柜体包括主柜201，控制器204、主电源装置205、显示器 206以及接插件203均设置在主柜201上，同时主柜201上还设置有多个电池仓207，控制器204与接插件203信号连接，控制器24还与主电源装置205、显示器206以及各电池仓207信号连接；主电源装置205与接插件203以及各电池仓207电连接。
61.进一步地，柜体还可以包括从柜202，其中主柜201和从柜202之间间隔的设置，并且从柜202上设置有从控制器209和多个电池仓207；从控制器209与控制器204和从柜202中的各电池仓207信号连接，从控制器209 可以对从柜202中的各仓控制装置2072进行控制，主电源装置205与各从柜 202中的电池仓207电连接。值得说明的是，从柜202的数量可以为一个或者多个，从柜202可以增大换电柜的电池仓207数量，以使得换电柜可以同时对更多的电池208进行充电。
62.示例性的，从控制器209与从柜202中的各电池仓207信号连接，可以为从控制器209与从柜202中各电池仓207对应的仓控制装置2072信号连接；主电源装置205与各从柜202中的电池仓207电连接，可以为主电源装置205 与各从柜202中的电池仓207对应的从电源装置2071电连接。
63.在上述实现方式中，控制器204、仓控制装置2072、从控制器209可以均为单片机、可编程逻辑控制器等能够实现控制功能的装置；主电源装置205、从电源装置2071可以均为dc-dc电源模块，显示器206可以为液晶显示器或者有机发光二极管显示器等。
64.继续参照图1-图4，本实施例中的换电柜还包括接插件203，接插件203 与主电源装置205电连接，以通过接插件203向主电源装置205供电。其中，接插件203与供电设备配合，供电设备通过接插件203向换电柜供电。示例性的，供电设备可以包括发电机等能够向换电设备供电的设备；在一些实施例中，供电设备可以为电动汽车充电桩1，接插件203与电动汽车充电桩1 上的充电装置配合，如此，通过电动汽车充电桩1向主电源装置205供电，与设置与市电和主电源装置205连接的供电线相比，无需进行供电线的布线，方便了换电柜的
安装和移动。同时，电动汽车充电桩1支持快速充电，使得电动汽车充电桩1和充电装置允许输出的电流和电压均较大，可以满足换电柜的大电流和电压需求，与设置和市电连接的供电线相比，可以降低安装成本。
65.其中，充电装置可以有多种，只要能够通过充电装置和接插件203之间的配合实现电动汽车充电桩1向主电源装置205供电以及信号传递即可。
66.在一些实施例中，充电装置可包括充电枪10，充电枪10与接插件203 之间拆装较为方便，便于换电柜的维护。
67.本实施例中，插接件包括本体2031以及设置在本体2031上的第一供电插接体2032和第一信号插接件体，第一供电插接体2032与主电源装置205 电连接，第一信号插接体2033与控制器204信号连接；第一供电插接体2032 与充电枪10上的第二供电插接体101插接，以通过第二供电插接体101和第一供电插接体2032向主电源装置205供电；第一信号插接体2033与第二信号插接体102插接，以通过第二信号插接体102和第一信号插接体2033实现电动汽车充电桩1与控制器204之间的信号传输，便于进行电动汽车充电桩 1与换电柜之间的身份识别。
68.示例性的，第一供电插接体2032可以包括第一插针，相应的第二供电插接体101可以包括第一插管，第一插针插设在第一插管内即可实现第一供电插接体2032与第二供电插接体101之间的插接；当然，第一供电插接体2032 也可以包括第一插管，相应的第二供电插接体101包括第一插针，第一插针插设在第一插管内即可实现第一供电插接体2032与第二供电插接体101之间的插接。相同的，第一信号插接体2033可以包括第二插针，相应的第二信号插接体102可以包括第二插管，第二插针插设在第二插管内，即可实现第一信号插接体2033与第二信号插接体102之间的插接；当然，第一信号插接体 2033也可以包括第二插管，相应的第二信号插接体102包括第二插针，第二插针插设在第二插管内，即可实现第一信号插接体2033与第二信号插接体 102之间的插接。
69.在上述实现方式中，本体2031可以为设置在柜体上的绝缘体，示例性的，本体2031的材料可以包括塑料、橡胶等。本体2031可以呈板状，本体2031 可以通过螺栓连接或者卡接等方式与柜体连接，本实施例对此不做限制。
70.进一步地，接插件203上还设置有第一接地插接体2035，第一接地插接体2035与换电柜的柜体电连接，相应的，充电枪10上设置有第二接地插接体104，第二接地插接体104接地，在将充电枪10插设在接插件203上时，第一接地插接体2035和第二接地插接体104插接，以实现柜体的接地，进而提高换电柜的安全性。
71.示例性的，第一接地插接体2035可以包括第三插针，相应的第二接地插接体104可以包括第三插管，第三插针插设在第三插管内，即可实现第一接地插接体2035与第二接地插接体104之间的插接；当然，第一接地插接体 2035也可以包括第三插管，相应的第二接地插接体104包括第三插针，第三插针插设在第三插管内，即可实现第一接地插接体2035与第二接地插接体 104之间的插接。
72.本实施例提供的换电柜，插接件上设置有第一检测装置，第一检测装置用于与充电枪10上的第二检测装置配合，以检测接插件203与充电枪10之间的位置。如此设置，在检测到充电枪10插设在接插件203上之后，可以使控制器204与电动汽车充电桩1之间进行信号传递，以进行身份验证等过程；在此之后，电动汽车充电桩1通过充电枪10上的第二供电
插接体101向主电源装置205供电。
73.在一些实施例中，第一检测装置包括设置在本体2031上的第一检测插接体2034，相应的第二检测装置包括设置在充电枪10上的第二检测插接体103，第一检测插接体2034与控制器204电连接；在充电枪10与接插件203配合，即第一供电插接体2032与第二供电插接体101插接，第一信号插接体2033 与第二信号插接体102插接时，第一检测插接体2034与第二检测插接体103 插接，进而通过第一检测插接体2034和第二检测插接体103检测出充电枪 10插设在接插件203上。通过第一检测插接体2034和第二检测插接体103 的插接实现位置检测，结构简单。
74.示例性的，第一检测插接体2034可以包括第四插针，相应的第二检测插接体103可以包括第四插管，第四插针插设在第四插管内，即可实现第一检测插接体2034与第二检测插接体103之间的插接；当然，第一检测插接体2034也可以包括第四插管，相应的第二检测插接体103包括第四插针，第四插针插设在第四插管内，即可实现第一检测插接体2034与第二检测插接体 103之间的插接。
75.值得说明的是，第四插针可以为一个，相应的第四插管也为一个；当然第四插针也可以为多个，相应的第四插管也可为多个，每一第四插针插设在一个第四插管内。
76.在一些实施例中，第一检测装置包括设置在本体2031上的霍尔传感器，霍尔传感器与控制器204电连接，霍尔传感器用于在靠近充电枪10上的磁体后向控制器204发送到位信号。通过霍尔传感器可以实现无接触检测，可以避免在检测过程中对第一检测装置或者第二检测装置造成损伤，进而提高了使用寿命。
77.示例性的，霍尔传感器可以设置在本体2031朝向充电枪10的表面上，相应的磁体设置在在充电枪10朝向本体2031的表面上，以在充电枪10插设在接插件203上时，磁体靠近霍尔传感器，以使得霍尔传感器向控制器204 发送到位信号。
78.进一步地，可以在本体2031朝向充电枪10的表面上设置凹槽，霍尔传感器设置在凹槽内，以避免外界物体触碰霍尔传感器。
79.在一些实施例中，第一检测装置包括设置在本体2031上的开关，开关与控制器204电连接；在充电枪10与接插件203配合(充电枪10插设在接插件203上)时被触碰，进而向控制器204发送到位信号。
80.示例性的，开关可以包括行程开关，相应的行程开关可以设置在本体2031 朝向充电枪10的表面上，在充电枪10插设在接插件203上时，充电枪10会触碰行程开关，进而行程开关向控制器204发送到位信号。
81.在一些实施例中，第一检测装置包括第一近场通信装置，第一近场通信装置与控制器204电连接，第一近场通信装置用于在靠近充电枪10上的第二近场通信装置后向控制器204发送到位信号。通过近场通信(nfc)以实现无接触检测，可以避免在检测过程中对第一检测装置或者第二检测装置造成损伤，进而提高了使用寿命。
82.示例性的，第一近场通信装置可以设置在本体2031朝向充电枪10的表面上，相应的第二近场通信装置设置在充电枪10朝向接拆件的表面上，在充电枪10插设在接插件203上时，第一近场通信装置和第二近场通信装置靠近，以进行无线数据传输，进而实现位置检测。
83.在一些实施例中，第一检测装置包括设置在本体2031上的感光装置，感光装置与
控制器204电连接，感光装置用于接收来自充电枪10的光线，进而向控制器204发送到位信号。如此设置，实现了无接触检测，可以避免在检测过程中对第一检测装置或者第二检测装置造成损伤，进而提高了使用寿命。
84.示例性的，感光装置可以包括设置在本体2031上的光敏电阻、红外线接收器等；相应的，充电枪10上可以设置有发光元件(如发光二极管、红外线发射装置等)，以在将充电枪10插设在接插件203上时，发光元件发出的光线被感光装置接收，以实现位置检测。
85.当然，发光元件也可以设置在本体2031上，相应的充电枪10上设置有反光面，在将充电枪10插设在接插件203上时，发光元件发出的光线照射在反光面上，光线在经反光面反射后被感光装置接收，以实现位置检测。
86.在上述实现方式中，换电柜还包括锁定装置，锁定装置用于在接插件203 与充电枪10配合后锁定充电枪10。如此设置，可以避免在使用的过程中充电枪10与接插件203分离。
87.示例性的，锁定装置可以包括设置在本体2031上的卡槽，相应的，充电枪10上设置有卡块，在将充电枪10插设在接插件203上后，卡块卡设在卡槽内，以阻止充电枪10与接插件203分离。
88.本实施例中，锁定装置与控制器204电连接，控制器204用于控制锁定装置锁定充电枪10、或者解除对充电枪10的锁定。通过控制器204控制对充电枪10的锁定或者解锁，操作较为方便。
89.示例性的，锁定装置可以包括设置在本体2031上的电磁铁，电磁铁与控制器204电连接；相应的，充电枪10上设置有铁磁体，在将充电枪10插设在接插件203上后，控制器204控制电磁铁带电，进而电磁铁吸引铁磁体，以实现对充电枪10的锁定。在对充电枪10解锁时，控制电磁铁断电，以使电磁铁与铁磁体的吸引力消失。
90.其中，铁磁体可以为钢、铁、磁铁等，能够在电磁铁带电时被电磁铁吸引即可。
91.当然在其他的实现方式中，锁定装置也可以包括设置在本体2031上电动推杆以及设置在电动推杆的螺杆上的锁块，相应的，在充电枪10上设置有锁槽；在将充电枪10插设在接插件203上时，控制器204电动推杆的螺杆伸出，以驱动锁块卡设在锁槽内，进而实现对充电枪10的锁定。在对充电枪10解锁时，控制螺杆收缩，进而驱动锁块与锁槽分离。
92.本实施例提供的换电柜的使用过程可以包括：先将充电枪10插设在接插件203上，于此同时控制器204接收到来自第一检测装置的到位信号，控制器204通过第一信号插接体2033和第二信号插接体102与电动汽车充电桩1 之间进行信号传输(如身份认证等)；在此之后，电动汽车充电桩1通过第一供电插接体2032和第二供电插接体101向主电源装置205供电；主电源装置205向各从电源装置2071供电，以使得从电源装置2071向对应电池仓207 内的电池208充电。
93.本实施例提供的换电柜，柜体上设置有接插件203，接插件203与供电设备配合。如此，供电设备通过柜体上的接插件向主电源装置205供电，与设置与市电和主电源装置205连接的供电线相比，无需进行供电线的布线，方便了换电柜的安装和移动。
94.继续参照图1-图4，本公开实施例还提供一种换电系统，包括供电设备以及上述实施例中的换电柜；其中供电设备可以为电动汽车充电桩1，相应的，电动汽车充电桩1上的充电装置与换电柜柜体上的接插件203配合，以通过电动汽车充电桩1向换电柜供电。当然供
电设备也可以为发电机等能够向换电柜供电的设备。
95.本实施例提供的换电系统，柜体上设置有接插件203，接插件203与供电设备配合。如此，供电设备通过柜体上的接插件向主电源装置205供电，与设置与市电和主电源装置205连接的供电线相比，无需进行供电线的布线，方便了换电柜的安装和移动。
96.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本公开的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本公开进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本公开各实施例技术方案的范围。