电池转运系统、车辆换电系统及车辆换电方法与流程

本申请涉及车辆换电领域，尤其涉及电动汽车的电池转运系统、车辆换电系统及车辆换电方法。

背景技术：

随着传统化石能源消耗所带来的供应压力以及尾气污染，传统燃油汽车的发展进入了迟滞期。针对于此，出于对绿色能源前景的看好，节能环保的电动汽车在近几年呈现出井喷式发展。目前，在电动汽车开发过程中，由于受到当前电池技术的限制，电池容量不足及充电时间较长是现阶段不可回避的问题。为解决此类技术问题，一方面，加大了对电池技术自身的研发投入；另一方面，也加大了对电池周边技术的开发。例如，电池更换即为一种极速、方便、安全的办法。

具体而言，换电（也即电池更换）是指电动汽车通过换电设备将车辆的动力电池取下，并更换另一组动力电池到电动汽车上的补能方式。换电站是为电动汽车的动力电池实现换电的场所，其具有充电、热管理、通信、监控等功能。换电站中可以预先承载一定数量电池箱，并在电池仓中采用专用充电电缆与充电装置快速连接及充电。

对于换电类型的电动汽车，其电池一般通过螺栓固定在车身底部，而且电池有一定重量，拆卸时需要辅助机械装置来支承电池重量，在螺栓拆下后需要将电池脱离车身并运走以交换新的电池；而安装时需要将电池托举至车身底部。为了满足前述要求，需要一套能够实现升降、转运与交换的电池转运系统。

现有的电池转运系统通常为rgv或agv转运车，其包括行走系统、升降平台及换电操作装置。由于具有较多零部件，其自身结构较为复杂，且难以控制此类车的最小高度。对应地，还应在车辆换电平台下预留出足够的高度或设置针对待换电车辆的举升机构来实现此类换电操作。

技术实现要素：

有鉴于此，本申请提供了一种电池转运系统、车辆换电系统及车辆换电方法，从而有效解决了或者至少缓解了现有技术中存在的上述问题和其他方面的问题中的一个或多个。

根据本申请的一个方面，提供一种电池转运系统，其包括：转运轨道，其具有第一端及第二端；转运车，其用于在所述转运轨道的第一端及第二端之间往复运动；转运装置，其布置在所述转运轨道的第一端，所述转运装置具有升降机构及传输机构，所述传输机构设置于所述升降机构的上部；其中，所述转运车具有沿转运轨道延伸方向设置的第一让位空间，其用于供所述转运车运动至覆盖所述转运装置；以及沿竖直方向设置的第二让位空间，其用于供被覆盖的所述转运装置中的升降机构将所述传输机构举升至高于所述转运车。

可选地，所述转运车具有至少两个第一让位空间及至少两个第二让位空间，且各个所述第一让位空间及第二让位空间分别对应于一个转运装置。

可选地，所述转运装置设置在所述转运轨道的外侧。

可选地，所述转运装置的升降机构为剪刀叉升降机构。

可选地，所述转运装置的传输机构为滚轮传输机构。

可选地，所述滚轮传输机构包括多组滚轮，多组滚轮沿所述转运轨道的延伸方向设置在所述升降机构上。

根据本申请的另一方面，提供一种车辆换电系统，其特征在于，包括：如前所述的电池转运系统；用于储存电池的储电仓；以及用于执行换电操作的车辆换电平台；其中，所述电池转运系统在所述车辆换电平台与所述储电仓之间转运电池。

可选地，还包括储电仓转移轨道，所述储电仓布置在所述储电仓转移轨道上，并能够关于所述储电仓转移轨道运动。

可选地，所述储电仓转移轨道的延伸方向垂直于所述转运轨道的延伸方向。

可选地，所述电池转运系统的转运轨道的第二端延伸至所述车辆换电平台的下方。

根据本申请的再一方面，还提供一种车辆换电方法，其用于如前所述的车辆换电系统，其包括：转运车受控地运动至所述转运轨道第二端，承载从停靠在所述车辆换电平台上的待换电车辆上卸载的电池；转运车受控地从所述转运轨道第二端运动至所述转运轨道第一端，并经由所述第一让位空间覆盖所述转运装置；以及转运装置中的升降机构将所述传输机构经由所述第二让位空间举升至高于所述转运车，此时转运车上的电池由所述转运装置承载，所述转运装置中的传输机构将电池传输至所述储电仓中；和/或转运车受控地运动至所述转运轨道第二端，并经由所述第一让位空间覆盖所述转运装置；转运装置中的升降机构将所述传输机构经由所述第二让位空间举升至高于所述转运车，此时储电仓中的电池被传输至所述转运装置中的传输机构上，电池由所述转运装置承载；转运装置中的升降机构将所述传输机构经由所述第二让位空间降低至收纳于所述转运车的所述第一让位空间中，此时电池由所述转运车承载；以及所述转运车受控地从所述转运轨道第一端运动至所述转运轨道第二端，将电池运送至供所述车辆换电平台上的待换电车辆上装载。

根据本申请的电池转运系统、车辆换电系统及车辆换电方法，提供了一种新的电池转运方案，通过将具有举升机构和传输机构的转运装置固定设置于临近储电仓处，大幅降低了转运车自身结构的复杂程度，使其仅需完成基础的运输功能即可。在此基础上，由于结构的简化，转运车高度也得以有效降低，对应使得车辆换电平台的预留高度也可以降低，并可以省却或简化针对待换电车辆的举升机构，从而实现无需举升车辆或小幅举升车辆即可完成换电操作。此外，整套系统的高度降低使得其能够更好地适应于高度较低的各类型地下停车场从而改善了整套车辆换电系统的适用性。

附图说明

图1是本申请的车辆换电系统的一个实施例的示意图。

图2是本申请的车辆换电系统的一个实施例的示意图，其中，转运车正在运动至覆盖转运装置。

图3是本申请的车辆换电系统的一个实施例的示意图，其中，转运车已覆盖转运装置，转运装置的升降机构正在从第二让位空间中举升。

具体实施方式

根据本申请的构想，在此结合图1至图3描述一种电池转运系统100的实施例。该电池转运系统100包括转运轨道110、转运车及转运装置130。其中，转运轨道110可以是较为稳定的双轨道，其具有第一端110a及第二端110b。在工作状态下，转运车120将承载电池在转运轨道110的第一端110a及第二端110b之间往复运动，从而实现电池运输的基本工作。该电池转运系统100的转运装置130布置在转运轨道110的第一端110a，其具有升降机构131及传输机构132来实现电池举升与转运功能。其中，转运装置130的传输机构132设置于升降机构131的上部，且转运车120具有第一让位空间121与第二让位空间122。该第一让位空间121沿转运轨道110延伸方向x设置，其用于供转运车120运动至覆盖转运装置130。此时，转运装置130的升降机构131及传输机构132均收纳于转运车120的第一让位空间121内。该第二让位空间122沿竖直方向z设置，其用于提供竖向运动空间。在升降机构131的运动下，传输机构132将经由第二让位空间122而被举升至从转运车120的顶部露出。若转运车上已承载电池，在此时电池将转而被转运装置130所承载，且可经由传输机构132被运送至下一目的地，例如储电仓等。

在此种布置下，根据本申请的电池转运系统提供了一种新的电池转运方案，通过将具有举升机构和传输机构的转运装置固定设置于临近储电仓处，大幅降低了转运车自身结构的复杂程度，使其仅需完成基础的运输功能即可。在此基础上，由于结构的简化，转运车高度也得以有效降低，对应使得车辆换电平台的预留高度也可以降低，并可以省却或简化针对待换电车辆的举升机构，从而实现无需举升车辆或小幅举升车辆即可完成换电操作。此外，整套系统的高度降低使得其能够更好地适应于高度较低的各类型地下停车场从而改善了整套车辆换电系统的适用性。

本申请在此还对该电池转运系统中的各个零部件及其相互关系做出了多种改进，如下将结合附图1至3予以示例性说明。

例如，对于转运车120而言，其可以具有至少两个第一让位空间121及至少两个第二让位空间122。且各个第一让位空间121及第二让位空间122分别对应于一个转运装置130。此时，在至少两组的转运装置的协作下，可以将承载在转运车120上的电池更平稳地举起，并传输至储电仓。

再如，对于转运装置130而言，其设置在转运轨道110的外侧。此时，多组转运装置130之间具有更大的间距，对应地也可以将承载在转运车120上的电池更平稳地举起，并传输至储电仓。

此外，对于转运装置130中的零部件而言，作为一类具体实现形式，其升降机构131可以是剪刀叉升降机构131；而其传输机构132可以是滚轮传输机构132。更具体而言，该滚轮传输机构132可以包括多组滚轮，多组滚轮沿转运轨道110的延伸方向设置在升降机构131上，如此也将提供更为平稳的电池传输方式。

继续参见图1至图3，根据本申请的构想，还提供一种车辆换电系统，其包括前述任意实施例或其组合的电池转运系统100，该电池转运系统100用于在车辆换电平台（图中未示出）与储电仓200之间转运电池300。该车辆换电系统还包括用于储存电池300的储电仓200以及用于执行换电操作的车辆换电平台。

在此种布置下，由于电池转运系统结构的简化，转运车高度也得以有效降低，对应使得车辆换电平台的预留高度也可以降低，并可以省却或简化针对待换电车辆的举升机构，从而实现无需举升车辆或小幅举升车辆即可完成换电操作。此外，整套系统的高度降低使得其能够更好地适应于高度较低的各类型地下停车场从而改善了整套车辆换电系统的适用性。。

本申请在此还对该车辆换电系统中的各个零部件及其相互关系做出了多种改进，如下将结合附图1至3予以示例性说明。

例如，电池转运系统100的转运轨道110的第二端110b可以延伸至车辆换电平台的下方，以便转运车直接运动至车辆换电平台下方来承载卸载电池或运送装载电池。

再如，该车辆换电系统还可包括储电仓转移轨道210，储电仓200布置在储电仓转移轨道210上，并能够关于储电仓转移轨道210运动，以便可以按需移动储电仓，如，在某一储电仓已经储存满电池后，可以将其移开，使其不再与转运轨道110对接；并移入另一储电仓来与该转运轨道110重新对接。更具体而言，该储电仓转移轨道210的延伸方向可垂直于转运轨道110的延伸方向，如此将更便于储电仓200与转运轨道110及其上的转运车300对接进入工作状态。

当然一套车辆换电系统还可包括其他部件。例如，用于提供散热的水冷柜、提供电源供应的配电柜及提供电控的控制柜等等，因其为本领域技术人员所熟知，且并未涉及本构想的发明点，故在此不再赘述。

此外，虽然图中未示出，在此还提供一种车辆换电方法，其可用于前述任意实施例或其组合中的车辆换电系统。该车辆换电方法可包括：转运车120受控地运动至转运轨道110第二端110b，承载从停靠在车辆换电平台上的待换电车辆上卸载的电池300。此后，如图2所示，转运车120受控地从转运轨道110第二端110b运动至转运轨道110第一端110a，并经由第一让位空间121覆盖转运装置130。如图3所示，在转运车120停驻就位后，转运装置130中的升降机构131将传输机构132经由第二让位空间122举升至高于转运车120，此时转运车120上的电池300由转运装置130承载，且转运装置130中的传输机构132随后将电池300传输至储电仓200中，由此实现了亏电电池从待换电车辆至储电仓的转运过程。

对应地，该方法还包括对满电电池的反向转运，也即满电电池从储电仓至待换电车辆的转运过程。在此状态下，该方法包括：转运车120受控地运动至转运轨道110第二端110b，并经由第一让位空间121覆盖转运装置130。在转运车120停驻就位后，转运装置130中的升降机构131将传输机构132经由第二让位空间122举升至高于转运车120，此时储电仓200中的电池300被传输至转运装置130中的传输机构132上，电池300由转运装置130承载。

前述步骤独立实现了转运装置对来自储电仓的满电电池的承载。但同样应当知道的是，更换亏电电池与满电电池很可能接连发生。此时，则转运满电电池中的前述步骤可以被省却，因为在完成亏电电池转运后的装运装置仍然保持在前述状态，也即：转运车120停驻就位，且升降机构131将传输机构132经由第二让位空间122举升至高于转运车120的状态。

无论属于前述哪种情形，随后，转运装置130中的升降机构131将传输机构132经由第二让位空间122降低至收纳于转运车120的第一让位空间121中，此时电池300转而由转运车120承载。在电池在转运车上被承载稳定后，转运车120将受控地从转运轨道110第一端110a运动至转运轨道110第二端110b，并将电池300运送至供车辆换电平台上的待换电车辆上装载。由此实现了完整的车辆换电过程。

当然一套车辆换电方法还应包括从待换电车辆上卸载电池及将电池装载至待换电车辆的操作。例如，可通过配置螺栓旋拧装置来实现电池装卸等等，因其已为本领域技术人员所熟知，且并未涉及本构想的发明点，故在此不再赘述。

以上例子主要说明了电池转运系统、车辆换电系统及车辆换电方法。尽管只对其中一些本申请的实施方式进行了描述，但是本领域普通技术人员应当了解，本申请可以在不偏离其主旨与范围内以许多其他的形式实施。因此，所展示的例子与实施方式被视为示意性的而非限制性的，在不脱离如所附各权利要求所定义的本申请精神及范围的情况下，本申请可能涵盖各种的修改与替换。