用于电动汽车的换电站的制作方法

本实用新型涉及电动汽车换电技术领域，更具体地，本实用新型涉及为电动汽车更换电池的换电站和换电方法。

背景技术：

随汽车产业的发展，更环保的新能源汽车逐步替代传统汽车。然而，电动汽车的主要问题在于充电过程相比于加油过程较慢，限制了电动汽车的应用。一种构思是设置换电站直接更换电动汽车的电池。消耗的电池可在换电站处充电，并循环利用。对于换电站来说，换电效率至关重要。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于解决或至少缓解现有技术中所存在的问题；

一些方面，本实用新型的目的在于提供高换电效率的换电站和换电方法；

一些方面，本实用新型的目的在于提供高自动化程度的换电站和换电方法；

一些方面，本实用新型的目的在于提供结构紧凑布局合理的换电站。

提供了一种用于电动汽车的换电站，其包括：

换电平台，所述换电平台用于承载电动汽车；

电池仓，所述电池仓中设有多个电池存放平台；

电池拆装单元，所述电池拆装单元能够在所述换电平台处为电动汽车拆卸待换电池；以及

电池运输单元，所述电池运输单元能够从所述电池仓提取待装电池；

其中,所述电池拆装单元和所述电池运输单元能够交换所述待换电池和所述待装电池。

所谓“待换电池”指从电动车拆卸下的电池，所谓“待装电池”指储藏在电池仓中以备使用的电池，其中“待换电池”可从车辆上拆卸，并运送到电池仓充电以转化成“待装电池”。

可选地，在所述的换电站中，所述电池拆装单元能够在所述换电平台处为电动汽车安装待装电池，并且所述电池运输单元能够将待换电池运送回所述电池仓。

可选地，在所述的换电站中，所述电池仓的电池存放平台接收所述待换电池，并为所述待换电池充电，从而将所述待换电池转化成待装电池。

可选地，在所述的换电站中，所述电池运输单元具有用于摆放电池的第一摆放位置和第二摆放位置。

可选地，在所述的换电站中，所述电池运输单元的第一摆放位置和第二摆放位置上设置有滚轮机构。

可选地，在所述的换电站中，所述电池运输单元的第一摆放位置和第二摆放位置设置成上下两层，所述电池运输单元能够沿竖直方向移动，以便分别使所述第一摆放位置和第二摆放位置与所述电池拆装单元邻接。

可选地，在所述的换电站中，所述电池运输单元能够在垂直平面中在电池交换位置和电池存取位置之间移动，在所述电池交换位置上，所述电池运输单元与所述电池拆装单元交换所述待换电池和所述待装电池，在所述电池存取位置上，所述电池运输单元与所述电池仓的多个电池存放平台中的任一个邻接，以便将所述待换电池输送至所述电池仓，或者从所述电池仓提取所述待装电池。

可选地，在所述的换电站中，所述电池运输单元由具有竖直轨道的电池输送单元支架支撑,所述电池运输单元能够沿所述电池输送单元支架的竖直轨道沿竖直方向移动。

可选地，在所述的换电站中，所述电池输送单元支架由具有沿第二水平方向的支座轨道的底部支座支撑，并且所述电池输送单元支架和所述电池运输单元能够一起沿所述底部支座的所述支座轨道沿第二水平方向移动。

可选地，在所述的换电站中，所述电池拆装单元能够沿第一水平方向在所述换电平台处的电池拆装位置和所述电池仓底部的电池交换位置之间移动。

可选地，在所述的换电站中，所述电池拆装单元上设置有滚轮机构。

可选地，在所述的换电站中，所述换电平台和所述电池运输单元处于所述电池仓的同一侧;或者

所述换电平台和所述电池运输单元分别处于所述电池仓的两侧。

可选地，在所述的换电站中，所述电池仓具有处于同一垂直平面内的多列，并且每一列具有多层电池摆放平台。

另一方面，提供了一种用于电动汽车的换电方法，所述方法包括：

S1.利用电池拆装单元从电动汽车上拆卸待换电池，利用电池运输单元从电池仓提取待装电池；

S10.移动所述电池拆装单元和/或所述电池运输单元，使所述电池拆装单元和所述电池运输单元邻接；

S2.使电池拆装单元与电池运输单元交换所述待换电池和所述待装电池。

可选地，所述方法还包括：

S3.利用所述电池拆装单元将所述待装电池安装至所述电动汽车，利用所述电池运输单元将所述待换电池运输至所述电池仓。

可选地，所述步骤S10包括执行：

步骤S11使所述电池拆装单元从换电平台处的电池拆装位置移动至电池交换位置；以及

步骤S12使所述电池运输单元从电池存取位置移动至电池交换位置。

可选地，所述步骤S11包括沿第一水平方向移动所述电池拆装单元；并且所述步骤S12包括在垂直平面内移动所述电池运输单元。

可选地，所述电池运输单元具有用于摆放电池的第一摆放位置和第二摆放位置，

所述步骤S2进一步包括：

S20.使所述电池拆装单元与所述电池运输单元的第二摆放位置对准；

S21.将所述待换电池从所述电池拆装单元输送至所述电池运输单元的第二摆放位置；以及

S22.移动所述电池拆装单元和所述电池运输单元中的至少一者，使得所述电池拆装单元与所述电池运输单元的第一摆放位置对准；

S23.将所述待装电池从所述电池运输单元的第一摆放位置输送至所述电池拆装单元。

可选地，所述电池运输单元的第一摆放位置和第二摆放位置设置成上下两层，所述步骤S22包括使所述电池运输单元在竖直方向上相对于所述电池拆装单元移动。

可选地，所述电池拆装单元具有第一滚轮机构，并且所述电池运输单元的第一摆放位置上具有第二滚轮机构，所述步骤S2进一步包括：

利用所述电池拆装单元的第一滚轮机构将所述待换电池从所述电池拆装单元输送至所述电池运输单元的第二摆放位置；以及

利用所述电池运输单元的第一摆放位置的第二滚轮机构将所述待装电池从所述电池运输单元的第一摆放位置输送至所述电池拆装单元。

可选地，所述方法包括在执行完步骤S3后继续循环执行步骤S1。

可选地，在步骤S3前执行步骤S31使所述电池拆装单元沿第一水平方向从电池交换位置移动至电池拆装位置；以及步骤S32使所述电池运输单元沿垂直平面从电池交换位置移动至电池存放位置。

可选地，所述方法包括：

在步骤S32中，使所述电池运输单元的第二摆放位置与所述电池仓的空的电池存放平台对准，并利用所述第二摆放位置上的第三滚轮机构将所述待换电池运输至所述电池仓；和/或

在步骤S1中，使所述电池运输单元的第一摆放位置与所述电池仓的存放有电池的电池存放平台对准，并利用所述电池存放平台的滚轮机构将所述待装电池运输至所述电池运输单元的第一摆放位置。

本实用新型的换电站结构紧凑、布局合理且换电效率高。

本实用新型的换电站和换电方法改善换电效率和自动化程度。

附图说明

通过结合附图来阅读以下详细描述，本实用新型的原理将变得更显而易见，其中：

图1为根据实施例的换电站的立体图；

图2和图3分别示出了根据实施例的换电站的换电过程示意图；

图4示出了根据实施例的电池仓和电池运输单元的示意图；

图5示出了根据实施例的换电方法的流程图；以及

图6示出了根据实施例的换电方法中交换电池步骤的流程图。

具体实施方式

容易理解，根据本实用新型的技术方案，在不变更本实用新型实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本实用新型的技术方案的示例性说明，而不应当视为本实用新型的全部或者视为对本实用新型技术方案的限定或限制。

在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其它的方位用语解释为限制性用语。

在本实用新型的各个实施例中，如图4中所示，X方向表述为“第一水平方向”，在水平面中与X垂直的Y方向表述为“第二水平方向”，垂直于水平面的Z方向表述为“竖直方向”，并且由“第二水平方向”和“竖直方向”，也即由Y方向和Z方向限定的平面表述为“垂直平面”。

图1-3示出了一种用于电动汽车100的换电站外观视图和换电流程示意图。换电站包括：换电平台1，换电平台1用于承载电动汽车100；电池仓2，电池仓2中具有多个电池存放平台并存放有待装电池7，优选地，电池仓2中可具有充电设备以给其中的电池充电，以备使用；电池拆装单元4，电池拆装单元4能够在换电平台1处为电动汽车100拆卸待换电池6，可选地，电池拆装单元4还可在换电平台1处为电动汽车100安装待装电池7；以及电池运输装置3，电池运输装置3包括了电池运输单元5，电池运输单元5能够从电池仓2提取待装电池7，可选地，电池运输单元5能够将待换电池6运送回电池仓2；其中,电池拆装单元4和电池运输单元5能够交换待换电池6和待装电池7。根据本实用新型的实施例的换电站中存可在同步行动的电池拆装单元4和电池运输单元5两者，提高了换电站换电效率。

参考图2和图3，在一些实施例中，电池运输单元5具有用于摆放电池的第一摆放位置51和第二摆放位置52。具体而言，第一摆放位置51和第二摆放位置可设置成平台，其适于摆放呈板状的电池。在一些实施例中，电池运输单元5的第一摆放位置51和第二摆放位置52设置成上下两层，电池运输单元5能够沿竖直方向Z移动，以便分别使第一摆放位置51和第二摆放位置52与电池拆装单元4邻接并齐平。尽管在图示的实施例中，第二摆放位置52在第一摆放位置51上方，事实上，第二摆放位置52也可位于第一摆放位置51下方。在备选实施例中，第一摆放位置51和第二摆放位置52也可并排设置在同一水平面中，或以其他适合的方式设置。在一些实施例中，电池运输单元5的第一摆放位置51和第二摆放位置52上设置有滚轮机构511，521。在一些实施例中，电池运输单元5能够在垂直平面中在电池交换位置和多个电池存取位置之间移动。如图4所示，垂直平面指由第二水平方向Y和竖直方向Z限定的平面，其平行于电池仓2。在一些实施中，电池运输单元5可分别沿第二水平方向Y和竖直方向Z移动。如图3所示，在电池交换位置上，电池运输单元5与电池拆装单元4邻接并交换待换电池6和待装电池7，具体交换方式将在下文中详述。如图2所示，在电池存取位置上，电池运输单元5与电池仓2的多个电池存放平台211,212或213中的任一个邻接，以便将待换电池6输送至所述电池仓2，或者从电池仓2提取待装电池7。电池运输单元5将待换电池6输送至所述电池仓2或从电池仓2提取待装电池7可按照特定顺序进行，如均依照从左往右从上到下的顺序。在电池仓2中可对待换电池6进行充电，在充电满足一定条件后或充满后，待换电池6转换成待装电池7，以备安装至需换电车辆。在一些实施例中，如图4所示，电池运输单元5的第一摆放位置51和第二摆放位置52上设置面向所述电池仓的开口，第一摆放位置和第二摆放位置上的滚轮机构511,521由电机驱动以将电池输送通过开口至电池仓2或电池拆装单元4。

电池运输装置3可包括根据本实用新型的各个实施例所述的电池运输单元5。如图4所示，在一些实施例中，电池运输单元5可由具有竖直轨道83的电池输送单元支架8支撑,电池运输单元5能够沿电池输送单元支架8的竖直轨道83沿竖直方向Z移动。电池输送单元支架8可具有基底部，四个拐角处的支柱81和顶盖82，各个支柱81上可设置有轨道83。在一些实施例中，电池输送单元支架8进一步由具有纵向轨道91的底部支座9支撑，并且电池输送单元支架8和电池运输单元5能够一起沿底部支座9的纵向轨道91沿第二水平方向Y移动。在一些实施例中，电池运输单元5在电池交换位置上时位于电池输送单元支架8的底部位置。在一些实施例中，电池拆装单元4能够沿第一水平方向X在换电平台1处的电池拆装位置和电池仓2底部的电池交换位置之间移动。在一些实施例中，电池拆装单元4上设置有滚轮机构(未示出)。在一些实施例中，换电平台1和电池运输单元5处于电池仓2的同一侧;或者换电平台1和电池运输单元分5别处于电池仓2的两侧。在一些实施例中，电池仓2具有处于同一垂直平面内的多列，如图中示例为两列21,22，并且每一列具有呈多层电池摆放平台211,212和213，每个电池摆放平台211,212和213上可设置滚轮机构。

如图5所示，还提供了一种用于电动汽车100的换电方法，包括：

在步骤S0中，包括一些准备工作，例如，清空电池拆装单元4，将电池拆装单元4移动至换电平台1的电池拆装位置，同时，清空电池运输单元5，将电池运输单元5移动至电池存取位置。

在步骤S1中包括：如图2所示，利用电池拆装单元4从电动汽车100上拆卸待换电池6，如将电动汽车100举升，并通过电池拆卸单元4从电动汽车100底部卸下待换电池6；以及，利用电池运输单元从电池仓2提取待装电池7，如使电池运输单元5移动至其第一摆放位置51与电池仓2的电池存放平台211齐平，并利用电池存放平台213的滚轮机构将待装电池7沿箭头D1所示地输送至电池运输单元5；

在步骤S10中包括：移动电池拆装单元4和/或电池运输单元5，使电池拆装单元4和电池运输单元5邻接。在一些实施例中，步骤S10包括：

步骤S11使电池拆装单元4从图2所示的换电平台1处的电池拆装位置移动至图3所示的电池交换位置，即，电池仓2底部，如步骤S11包括沿第一水平方向按箭头D3所示的移动电池拆装单元4；以及

步骤S12使电池运输单元5从电池存取位置移动至电池交换位置，与电池拆装单元4邻接，例如在垂直平面内移动电池运输单元5，包括沿竖直方向Z沿箭头D2的移动以及可选地沿第二水平方向Y的移动。

如图3所示，换电方法还包括：在步骤S2中.使电池拆装单元4与电池运输单元5交换待换电池6和待装电池7；以及在步骤S3中.利用电池拆装单元4将待装电池7安装至电动汽车100，利用电池运输单元5将待换电池6运输至电池仓2。

如图3和图6所示，在一些实施例中，电池运输单元5具有用于摆放电池的第一摆放位置51和第二摆放位置52，

所述步骤S2进一步包括：

S20.使电池拆装单元4与电池运输单元5的第二摆放位置52对准；

S21.将待换电池6从电池拆装单元4输送至电池运输单元5的第二摆放位置52，如箭头E1所示，这可利用电池拆装单元4上的第一滚轮机构实现；以及

S22.移动电池拆装单元4和电池运输单元5中的至少一者，使得电池拆装单元4与电池运输单元5的第一摆放位置51对准；

S23.将待装电池7从电池运输单元5的第一摆放位置51输送至电池拆装单元4，如箭头E3所示，这可利用第一摆放位置51上的第二滚轮机构实现。

在一些实施例中，电池运输单元5的第一摆放位置51和第二摆放位置52设置成上下两层，步骤S22包括使电池运输单元4相对于电池拆装单元5在竖直方向上移动，如通过沿箭头E2方向移动电池输送单元5。

如图3所示，在一些实施例中，电池拆装单元4具有第一滚轮机构，并且电池运输单元的第一摆放位置51上具有第二滚轮机构511，步骤S2进一步包括：

利用电池拆装单元4的第一滚轮机构将待换电池6从电池拆装单元4输送至电池运输单元5的第二摆放位置52，第一滚轮机构例如可由电机驱动而旋转；以及

利用电池运输单元5的第一摆放位置51的第二滚轮机构511将待装电池7从电池运输单元5的第一摆放位置51输送至电池拆装单元4。

在一些实施例中，所述方法包括在执行完步骤S3后继续循环执行步骤S1，这在连续换电操作中是有利的。在一些实施例中，在步骤S3前执行步骤S31使电池拆装单元4沿第一水平方向X从电池交换位置移动至电池拆装位置；以及步骤S32使电池运输单元5沿垂直平面从电池交换位置移动至电池存取位置。在一些实施例中，所述方法包括：在步骤S32中，使电池运输单元5的第二摆放位置52与电池仓2的空的电池存放平台对准，并利用第二摆放位置上52的第三滚轮机构521将待换电池6运输至电池仓2；和/或在步骤S1中，使电池运输单元5的第一摆放位置51与电池仓2的存放电池的电池存放平台对准，并利用电池存放平台211,212或213的滚轮机构将待装电池7运输至电池运输单元5的第一摆放位置51，以备下次换电。

应当理解的是，所有以上的优选实施例都是示例性而非限制性的，本领域技术人员在本实用新型的构思下对以上描述的具体实施例做出的各种改型或变形都应在本实用新型的法律保护范围内。