实现高效底部换电的换电站的制作方法

1.本实用新型涉及电动汽车换电技术领域，特别涉及一种实现高效底部换电的换电站。


背景技术：

2.换电站用于对电动汽车进行更换电池，电动汽车驶入换电站并可靠定位后，由换电设备对电动汽车进行电池更换。具体地，换电设备将电动汽车上的待更换电池取下并放置到电池转运设备(如码垛机)上，再由电池转运设备将待更换电池运送至充电架；之后，电池转运设备从充电架上将充好电的新电池取走，并放置到换电设备上，由换电设备将新电池运送至预定位置并装到电动汽车上。
3.现有技术中，通常换电站的占地面积非常庞大，导致建站成本很高。而且，换电站通常仅配备一个换电设备，单辆电动汽车的所有换电过程都由该换电设备执行，导致换电效率较低。


技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中换电站占地面积大、建站成本高以及换电效率较低的缺陷，提供一种实现高效底部换电的换电站。
5.本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
6.一种实现高效底部换电的换电站，所述换电站包括一个箱体，所述箱体内沿所述箱体的长度方向依次设有第一充电架、第一换电设备、第二换电设备和第二充电架；
7.其中，所述第一换电设备和所述第二换电设备用于从车辆的底部取下电池或将电池安装到所述车辆的底部；
8.所述第一充电架和所述第二充电架位于所述箱体内的两端。
9.在本方案中，单箱设置的换电站，大幅度节约了换电站的占地面积，降低建站成本。另外，该换电站采用双充电架和双换电设备的换电站结构，使第一换电设备可以在车辆和第一充电架之间进行电池的转运，第二换电设备可以在车辆和第二充电架之间进行电池的转运。如此，一方面，可通过第一换电设备和第二换电设备同时对两辆车辆进行换电，换电效率较高；另一方面，可通过第一换电设备和第二换电设备同时对同一车辆进行换电，一个执行电池拆卸操作，另一个执行电池安装操作，换电效率也较高。
10.优选地，所述箱体的中部还设有供所述车辆通过的行车通道，所述行车通道沿所述箱体的宽度方向延伸，且所述行车通道位于所述箱体沿长度方向的中部位置上。
11.在本方案中，将行车通道设于箱体的中部，使两侧都能够预留足够的电池转运所需空间，方便第一换电设备和第二换电设备在第一充电架和第二充电架之间穿梭移动以进行电池转运，同时也方便第一换电设备和第二换电设备同时进行换电，电池转运路径互不干涉，有利于进一步提高换电效率。
12.优选地，所述行车通道沿行车方向的两侧具有隔板，所述隔板位于对应的充电架
和所述行车通道之间。
13.在本方案中，隔板能够限定车辆的行驶范围，防止车辆由于操作失误等原因造成换电站内设备损坏等。
14.优选地，所述隔板的下方设有供所述第一换电设备或所述第二换电设备往返于所述第一充电架或所述第二充电架与所述行车通道之间的第一换电行走通道和第二换电行走通道。
15.在本方案中，为第一换电设备和第二换电设备设置专用的第一换电行走通道和第二换电行走通道，方便第一换电设备和第二换电设备按既定的路径进行电池转运操作，有利于进一步提高换电效率。
16.优选地，所述第一换电行走通道和所述第二换电行走通道分别具有第一通道门和第二通道门，所述第一通道门和所述第二通道门用于在进行电池更换过程中开启所述第一换电行走通道和所述第二换电行走通道。
17.在本方案中，通过设置可开闭的通道门，在未进行换电操作时，将第一通道门和第二通道门关闭，使箱体内部设备处于密封空间内，有利于对箱体内部设备进行保护，防止外部不定因素进入箱体内部，如恶劣天气的影响等。也就是说，第一通道门和第二通道门可根据实际换电需求打开或关闭对应的换电行走通道。
18.优选地，所述第一通道门可移动设置于所述第一充电架上或靠近所述第一充电架的所述隔板上；和/或，所述第二通道门可移动设置于所述第二充电架上或靠近所述第二充电架的所述隔板上。
19.在本方案中，第一通道门和第二通道门设置在对应的充电架和隔板上，无需另外预留空间设置第一通道门、第二通道门，有利于提高空间利用率。
20.优选地，所述箱体内设有两个所述行车通道，且两个所述行车通道中至少一个位于所述第一充电架或所述第二充电架的外侧。
21.在本方案中，通过两个行车通道能够实现对两辆车辆同时进行换电，提高换电站的换电效率。
22.优选地，所述箱体内还设有用于在所述第一充电架的电池仓与所述第一换电设备之间转运电池的第一电池转运设备以及用于在所述第二充电架的电池仓与所述第二换电设备之间转运电池的第二电池转运设备；
23.所述第一充电架设有用于进行电池交换的第一交换位，所述第一交换位用于供所述第一电池转运设备与所述第一换电设备进行电池交换；
24.所述第二充电架设有用于进行电池交换的第二交换位，所述第一交换位用于供所述第一电池转运设备与所述第一换电设备进行电池交换。
25.在本方案中，通过设置第一电池转运设备在第一充电架的电池仓和第一换电设备之间进行电池转运，第二电池转运设备在第二充电架的电池仓和第二换电设备之间进行电池转运，实现电池在充电架与换电设备之间的自动化转运，提高电池转运效率。而且，两个电池转运设备可同时进行电池转运的操作，有利于进一步提高换电效率。
26.优选地，所述行车通道对应的区域内形成供换电车辆停放以进行电池更换的换电工位，所述箱体内在所述换电工位内设有用于使所述车辆上升或下降的车辆举升机构。
27.在本方案中，在换电工位内进行换电操作过程中，通过车辆举升机构能够使得车
辆根据换电需求进行上升或下降，保证换电操作可靠且方便地进行。
28.优选地，所述箱体内还设有监控室和电气柜，所述监控室的位置位于与车辆的主驾驶侧对应的位置，所述电气柜位于与车辆的副驾驶侧对应的位置。
29.在本方案中，采用上述结构设置，在车辆驶入或驶离的过程中，便于及时指示驾驶员操作，有利于提高换电效率和换电可靠性。
30.优选地，所述监控室和所述电气柜分别位于对应的所述隔板与所述第一充电架或所述第二充电架之间。
31.在本方案中，采用上述结构设置，合理地利用了隔板与对应的第一充电架和第二充电架之间的空间，有利于进一步提高换电站内的空间利用率。
32.在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本实用新型各较佳实例。
33.本实用新型的积极进步效果在于：
34.在该实现高效底部换电的换电站中，单箱设置的换电站，大幅度节约了换电站的占地面积，降低建站成本。另外，该换电站采用双充电架和双换电设备的换电站结构，使第一换电设备可以在车辆和第一充电架之间进行电池的转运，第二换电设备可以在车辆和第二充电架之间进行电池的转运。如此，一方面，可通过第一换电设备和第二换电设备同时对两辆车辆进行换电，换电效率较高；另一方面，可通过第一换电设备和第二换电设备同时对同一车辆进行换电，一个执行电池拆卸操作，另一个执行电池安装操作，换电效率也较高。
附图说明
35.图1为本实用新型一优选实施例的实现高效底部换电的换电站的整体结构示意图。
36.图2为本实用新型一优选实施例的实现高效底部换电的换电站的部分结构示意图。
37.图3为本实用新型一优选实施例的实现高效底部换电的换电站的另一部分结构示意图。
38.附图标记说明：
39.箱体10
40.第一充电架20
41.第一换电设备30
42.第二充电架50
43.行车通道60
44.隔板70
45.第一换电行走通道80
46.第二换电行走通道90
47.第一电池转运设备100
48.第二电池转运设备110
具体实施方式
49.下面通过实施例的方式进一步说明本实用新型，但并不因此将本实用新型限制在的实施例范围之中。
50.本实施例揭示一种实现高效底部换电的换电站，如图1-3所示，该换电站包括一个箱体10，箱体10内沿箱体10的长度方向依次设有第一充电架20、第一换电设备30、第二换电设备(图中未示出)和第二充电架50。其中，第一换电设备30和第二换电设备用于从车辆的底部取下电池或将电池安装到车辆的底部。第一充电架20和第二充电架50位于箱体10内的两端。
51.在本实施方式中，单箱设置的换电站，大幅度节约了换电站的占地面积，降低建站成本。另外，该换电站采用双充电架和双换电设备的换电站结构，使第一换电设备30可以在车辆和第一充电架20之间进行电池的转运，第二换电设备可以在车辆和第二充电架50之间进行电池的转运。如此，一方面，可通过第一换电设备30和第二换电设备同时对两辆车辆进行换电，换电效率较高；另一方面，可通过第一换电设备30和第二换电设备同时对同一车辆进行换电，一个执行电池拆卸操作，另一个执行电池安装操作，换电效率也较高。
52.其中，需要说明的是，在本实施例中，充电架和换电设备均设置在同一个箱体10内，使得整个换电过程发生在箱体10内，有利于使得换电操作不会受到外部环境的影响，也有利于提高换电的可靠性。
53.在优选的实施例中，如图1-3所示，箱体10的中部还设有供车辆通过的行车通道60，行车通道60沿箱体10的宽度方向延伸，且行车通道60位于箱体10沿长度方向的中部位置上。
54.其中，将行车通道60设于箱体10的中部，使两侧都能够预留足够的电池转运所需空间，方便第一换电设备30和第二换电设备在第一充电架20和第二充电架50之间穿梭移动以进行电池转运，同时也方便第一换电设备30和第二换电设备同时进行换电，电池转运路径互不干涉，有利于进一步提高换电效率。
55.当某一车辆需要换电时，该车辆驶入行车通道60，并在预设的换电位置处定位。此时，第一换电设备30和第二换电设备便可同时对该车辆进行换电。
56.在另一优选的实施例中，如图1-3所示，行车通道60沿行车方向的两侧具有隔板70，隔板70位于对应的充电架和行车通道60之间。
57.其中，隔板70能够限定车辆的行驶范围，防止车辆由于操作失误等原因造成换电站内设备损坏等。
58.关于隔板70与行车通道60之间的距离不作具体限定，但是为了减少换电站的整体空间以及为了提高空间利用率，优选的设置方式是隔板70邻接于行车通道60的两侧边缘。
59.关于隔板70的材质也不作具体限定，但要具备一定的抗冲击性，也需要考虑到成本等因素，优选的可以设置为制备集装箱的材质，如铝合金或钢。
60.在另一优选的实施例中，隔板70的下方设有供第一换电设备30或第二换电设备往返于第一充电架20或第二充电架50与行车通道60之间的第一换电行走通道80和第二换电行走通道90。即第一换电设备30通过第一换电行走通道80往返于第一充电架20和行车通道60之间，以实现电池在车辆和第一充电架20之间的转运，第二换电设备通过第二换电行走通道90往返于第二充电架50和行车通道60之间，以实现电池在车辆和第二充电架50之间的
转运。
61.其中，为第一换电设备30和第二换电设备设置专用的第一换电行走通道80和第二换电行走通道90，方便第一换电设备30和第二换电设备按既定的路径进行电池转运操作，有利于进一步提高换电效率。
62.在进一步优选的实施例中，第一换电行走通道80和第二换电行走通道90分别具有第一通道门和第二通道门，第一通道门和第二通道门用于在进行电池更换过程中开启第一换电行走通道80和第二换电行走通道90。
63.其中，通过设置可开闭的通道门，在未进行换电操作时，将第一通道门和第二通道门关闭，使箱体10内部设备处于密封空间内，有利于对箱体10内部设备进行保护，防止外部不定因素进入箱体10内部，如恶劣天气的影响等。也就是说，第一通道门和第二通道门可根据实际换电需求打开或关闭对应的换电行走通道。
64.需要说明的是，第一通道门和第二通道门的打开和关闭可通过控制系统自动控制。以第一通道门的控制为例，该控制系统包括传感器和控制器，当传感器检测到有换电车辆驶入后，发出相应的开启信号并发送给控制器，控制器在接收到该开启信号后，控制第一通道门开启。当换电结束后，传感器检测到换电车辆开始驶离换电站后，发出关闭信号并发送给控制器，控制器在接收到该关闭信号后，控制第一通道门关闭。
65.其中，关于第一通道门和第二通道门的设置位置，在此作以下说明：
66.在另一优选的实施例中，第一通道门可移动设置于第一充电架20，第二通道门可移动设置于第二充电架50上；
67.在可替代的实施例中，第一通道门也可以设置在靠近第一充电架20的隔板70上，第二通道门可移动设置在靠近第二充电架50的隔板70上；
68.在另一可替代的实施例中，第一通道门和第二通道门也可以一个设置在对应的充电架上，另一个设置在靠近对应的充电架的隔板70上。
69.其中，第一通道门和第二通道门设置在对应的充电架和隔板70上，无需另外预留空间设置第一通道门、第二通道门，有利于提高空间利用率。
70.在另一优选的实施例中，箱体10内设有两个行车通道60，且两个行车通道60中至少一个位于第一充电架20或第二充电架50的外侧。通过两个行车通道60能够实现对两辆车辆同时进行换电，提高换电站的换电效率。
71.如图1-3所示，为了实现换电，箱体10内还设有用于在第一充电架20的电池仓与第一换电设备30之间转运电池的第一电池转运设备100以及用于在第二充电架50的电池仓与第二换电设备之间转运电池的第二电池转运设备110。其中，第一充电架20设有用于进行电池交换的第一交换位，第一交换位用于供第一电池转运设备100与第一换电设备30进行电池交换。第二充电架50设有用于进行电池交换的第二交换位，第一交换位用于供第一电池转运设备100与第一换电设备30进行电池交换。
72.其中，通过设置第一电池转运设备100在第一充电架20的电池仓和第一换电设备30之间进行电池转运，第二电池转运设备110在第二充电架50的电池仓和第二换电设备之间进行电池的转运，实现电池在充电架与换电设备之间的自动化转运，提高电池转运效率。而且，两个电池转运设备可同时进行电池转运的操作，有利于进一步提高换电效率。
73.相应地，行车通道60对应的区域内形成供换电车辆停放以进行电池更换的换电工
位，箱体10内在换电工位内设有用于使车辆上升或下降的车辆举升机构。其中，在换电工位进行换电操作的过程中，通过车辆举升机构能够使得车辆根据换电需求进行上升或下降，保证换电操作可靠且方便地进行。
74.下面简述下对车辆进行换电的换电过程。
75.(一)从换电车辆上取下电池的过程
76.待换电的换电车辆驶入行车通道60，停靠在换电工位并在此定位，通过车辆举升机构使得车辆上升；
77.第一通道门及第二通道门打开，第一换电设备30和第二换电设备通过第一换电行走通道80和第一换电行走通道80到达行车通道60，将车辆的底部的待更换电池取下；
78.第一换电设备30和第二换电设备将待更换电池转运至对应的第一电池转运设备100和第二电池转运设备110；
79.第一电池转运设备100和第二电池转运设备110将待更换电池在对应的第一交换位和第二交换位将待更换电池放入第一充电架20和第二充电架50中。
80.(二)将新的电池装到换电车辆上
81.第一电池转运设备100和第二电池转运设备110在对应的第一交换位和第二交换位从第一充电架20和第二充电架50上将新的电池取出；
82.第一电池转运设备100和第二电池转运设备110将新的电池对应转运至第一换电设备30和第二换电设备；
83.第一换电设备30和第二换电设备分别通过第一换电行走通道80和第二换电行走通道90将新的电池转运至位于行走通道上换电工位，并将新的电池安装至换电车辆的底部。
84.在另一优选的实施例中，箱体10内还设有监控室和电气柜，监控室的位置位于与车辆的主驾驶侧对应的位置，电气柜位于与车辆的副驾驶侧对应的位置。如此设置，在车辆驶入或驶离的过程中，便于及时指示驾驶员操作，有利于提高换电效率和换电可靠性。
85.在进一步优选的实施例中，监控室和电气柜分别位于对应的隔板70与第一充电架20或第二充电架50之间。如此设置，合理地利用了隔板70与对应的第一充电架20和第二充电架50之间的空间，有利于进一步提高换电站内的空间利用率。
86.需要说明的是，监控室的设置主要是为了实时观察换电的情况，以及时作出判断，便于及时且准确地发布指令，尤其是当换电的过程中有突发情况发生时。电气柜是换电能够可靠进行的核心，电气柜为各换电设备、电池转运设备以及相应的控制系统提供电连接信号和通信连接信号。
87.在本技术的换电站中，采用双充电架和双换电设备，第一换电设备30可以在车辆和第一充电架20之间进行电池的转运，第二换电设备可以在车辆和第二充电架50之间进行电池的转运。因此，一方面，可通过第一换电设备30和第二换电设备同时对两辆车辆进行换电，换电效率较高。另一方面，可通过第一换电设备30和第二换电设备同时对某一车辆进行换电，换电效率也较高。
88.虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，
但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。