充电仓、换电站及站内换电方法与流程

1.本发明涉及车辆换电技术领域，尤其涉及一种充电仓、换电站及站内换电方法。


背景技术：

2.换电型车辆具有可拆卸的电池箱，具体地，电池箱通过锁止机构可拆卸地连接于车体上，用户在电池箱电量不足时开进换电站，换电站内的加解锁换电设备(站内rgv)能够将车辆上的亏电电池箱从车体上取下，并将满电的电池箱更换至车体上，完成快速换电过程。亏电的电池箱被转运至换电站内的充电架上，充电架上设置有充电装置，以对亏电电池箱进行充电，直至电量充满。
3.将亏电电池箱转运至充电架上、以及将满电电池箱从充电架上取下的过程通过码垛机实现。为提高换电效率、避免堆垛机在存旧、取新电池时产生重复摆放电池的工序，站内通常设置电池缓存位置，以作为新旧电池交替的中转站。亏电电池箱拆下后首先被站内rgv通过换电通道转运至电池缓存位置，之后，堆垛机将其转运至充电仓内的充电架上进行充电。
4.现有技术中的充电仓包括水平延伸的天地轨道，于天地轨道的两侧均设置有多个充电架，每侧的多个充电架均沿天地轨道的延伸方向间隔设置，堆垛机可移动地设置于天地轨道上，以通过天地轨道穿梭于其两侧的多个充电架之间，从而转运电池箱。即，现有充电仓内的多个充电架于码垛机的两侧平铺设置，天地轨道必须延伸至最端部的充电架位置处，其与码垛机的组合体积过大，占用充电仓内较大空间，不利于小型化换电站的发展。若要增加充电仓内电池箱的储存量，只能继续沿天地轨道的延伸方向布设新的充电架，充电仓的占地面积也会相应增加，需投入更多的运营成本。另外，现有换电站内的消防室通常设置于充电架外部，转移充电架上发生热失控的电池时效率较慢。


技术实现要素：

5.本发明的一个目的在于提供一种充电仓及换电站，以解决现有充电仓及换电站占地面积大、运营成本高以及热失控电池转移效率慢的问题。
6.本发明的另一个目的在于提供一种站内换电方法，以简化更换电池箱时的步骤，提高站内换电效率。
7.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
8.第一方面，提供一种充电仓，包括：
9.第一充电单元，包括自下而上依次垂直排布的满电电池缓存架、亏电电池缓存架以及多个充电电池架，所述满电电池缓存架与所述亏电电池缓存架连通，且被配置为与换电通道连通；
10.第二充电单元，包括自下而上依次垂直排布的消防室和多个所述充电电池架；
11.提升单元，包括机体框架、载货架以及输送机构，所述载货架可升降地设置于所述机体框架，所述第一充电单元和所述第二充电单元分设于所述机体框架相对的两侧，所述
输送机构在所述第一充电单元和所述第二充电单元之间可移动地设置于所述载货架。
12.作为本发明提供的充电仓的优选方案，所述消防室内设置有：
13.消防箱，包括顶部开口的水箱和设置于所述水箱底部的转运支架；
14.失效电池载架，设置于所述水箱的上方，并与所述消防室的顶部可拆卸连接。
15.作为本发明提供的充电仓的优选方案，所述消防室的顶部于所述失效电池载架相对的两侧均设置有卡固机构，所述卡固机构包括：
16.第二直线驱动件；
17.驱动轴，水平延伸且连接于所述第二直线驱动件的驱动端；
18.挂钩，于所述驱动轴上设置有一个或沿所述驱动轴的轴向间隔设置有多个，所述失效电池载架上设置有与所述挂钩对应的挂接部，所述挂接部可分离地挂接于所述挂钩。
19.作为本发明提供的充电仓的优选方案，所述消防室的顶部于所述失效电池载架的周向设置有多个竖向延伸的定位件，所述定位件上设置有导向斜面，所述导向斜面自上而下逐渐远离所述失效电池载架。
20.作为本发明提供的充电仓的优选方案，所述失效电池载架包括：
21.横框，可拆卸连接于所述消防室的顶部；
22.竖框，平行设置有两个，两个所述竖框分设于所述横框的两侧；
23.支撑块，两个所述竖框面向彼此的一侧均设置有至少一个所述支撑块，且所述支撑块位于所述竖框远离所述横框的一侧；
24.缓冲垫，设置于所述支撑块的底面。
25.作为本发明提供的充电仓的优选方案，所述充电仓还包括外仓体，所述消防室于背向所述提升单元的一侧设置有容许所述消防箱通过的安全口，所述外仓体于正对所述安全口的位置设置有安全门；
26.所述安全门可推拉地设置于所述外仓体；或，
27.所述安全门通过第一转轴转动连接于所述外仓体，所述第一转轴竖直设置；或，
28.所述安全门通过第二转轴转动连接于所述外仓体，所述第二转轴水平设置并连接于所述外仓体的底部，处于打开状态的所述安全门相对水平面倾斜设置。
29.作为本发明提供的充电仓的优选方案，所述第一充电单元包括垂直排布的多个第一充电架，每个所述第一充电架均包括多个层架，最下方所述第一充电架的多个层架依次为所述满电电池缓存架、所述亏电电池缓存架以及多个所述充电电池架，其余所述第一充电架的多个层架均为所述充电电池架；
30.所述第二充电单元包括垂直排布的多个第二充电架，每个所述第二充电架均包括多个层架，最下方所述第二充电架的多个层架依次为所述消防室、多个所述充电电池架，其余所述第二充电架的多个层架均为所述充电电池架；
31.所述充电仓还包括多层垂直排布的集装箱体，每个所述集装箱体内均设置一个所述第一充电架和一个所述第二充电架。
32.作为本发明提供的充电仓的优选方案，所述满电电池缓存架与所述亏电电池缓存架上均设置有支撑机构，所述支撑机构包括可转动的托举件，所述托举件具有支撑电池和避让电池的状态。
33.作为本发明提供的充电仓的优选方案，所述支撑机构还包括：
34.第一直线驱动件；
35.齿条，沿水平方向延伸，并连接于所述第一直线驱动件的驱动端；
36.旋转齿轮，设置有一个或沿所述齿条的延伸方向间隔设置有多个，并与所述齿条相啮合，所述旋转齿轮的轴线竖直设置，所述托举件连接于所述旋转齿轮。
37.作为本发明提供的充电仓的优选方案，所述支撑机构还包括：
38.支座，固设于所述满电电池缓存架或所述亏电电池缓存架；
39.导轨，设置于所述支座，并与所述齿条的延伸方向一致；
40.滑块，设置于所述齿条，并与所述导轨可滑动配合。
41.作为本发明提供的充电仓的优选方案，所述支撑机构还包括：
42.旋转驱动件；
43.转动轴，沿水平方向延伸，并连接于所述旋转驱动件的驱动端，所述托举件连接于所述转动轴，并沿所述转动轴的径向延伸。
44.作为本发明提供的充电仓的优选方案，所述满电电池缓存架内与所述亏电电池缓存架内至少相对的两侧设置有所述支撑机构。
45.作为本发明提供的充电仓的优选方案，所述充电电池架上设置有：
46.承托组件，支撑于电池的底部；
47.定位销，电池上设置有定位孔，所述定位销与所述定位孔插接；
48.充电装置，可升降地设置于所述充电电池架，所述充电装置上设置有充电插头，所述充电插头与电池上的充电端口可插拔连接。
49.作为本发明提供的充电仓的优选方案，所述提升单元还包括：
50.旋转驱动机构，设置于所述机体框架的顶部；
51.传动轴，水平延伸并垂直于所述输送机构的传送方向，所述传动轴连接于所述旋转驱动机构的驱动端；
52.链传动机构，沿竖向延伸并设置有两个，所述传动轴的两端分别连接两个所述链传动机构的主动链轮，所述载货架连接于所述链传动机构的链条。
53.作为本发明提供的充电仓的优选方案，所述输送机构包括：
54.下托板，固设于所述载货架内；
55.中滑板，可滑动地设置于所述下托板；
56.上叉板，可滑动地设置于所述中滑板。
57.第二方面，提供一种换电站，包括换电停车平台、换电通道、加解锁设备以及如上所述的充电仓，所述换电通道由所述换电停车平台延伸至所述充电仓的满电电池缓存架，所述加解锁设备可移动地设置于所述换电通道内。
58.第三方面，提供一种站内换电方法，包括以下步骤：
59.加解锁设备拆卸亏电电池并通过换电通道运输至满电电池缓存架下方，同时，提升单元的输送机构取满电电池至载货架；
60.加解锁设备举升亏电电池至亏电电池缓存架；
61.加解锁设备下降至满电电池缓存架下方；
62.载货架下移并通过输送机构将满电电池送至满电电池缓存架；
63.加解锁设备顶起满电电池，并回到换电停车平台以安装满电电池；
64.载货架上移并通过输送机构取亏电电池；
65.载货架载亏电电池上移，并通过输送机构将亏电电池送至充电电池架。
66.作为本发明提供的站内换电方法的优选方案，还包括以下步骤：
67.判断充电仓内所有电池是否处于热失控状态；
68.热失控电池被转运至消防室内的消防箱中；
69.充电仓的安全门翻转下放以形成斜坡；
70.提升单元的输送机构推动消防箱，消防箱沿斜坡滑移以远离充电仓；
71.换电站内启动安全预警。
72.本发明的有益效果：
73.本发明提供一种充电仓、换电站及站内换电方法，充电仓包括第一充电单元、第二充电单元和提升单元，第一充电单元包括自下而上依次垂直排布的满电电池缓存架、亏电电池缓存架以及多个充电电池架，第二充电单元包括自下而上依次垂直排布的消防室和多个充电电池架，提升单元包括机体框架、载货架以及输送机构，载货架可升降地设置于机体框架，第一充电单元和第二充电单元分设于机体框架的两侧，输送机构在第一充电单元和第二充电单元之间可传送地设置于载货架。输送机构能够随载货架的升降而上下移动，从而可移动至与满电电池缓存架、亏电电池缓存架以及多个充电电池架平齐的位置，进而取放两个充电单元内的电池。该充电仓的两个充电单元，无论需要设置多少个充电电池架，仅需向上垂直堆叠即可，而非平铺设置多个充电架，因此该充电仓取消了原有的天地轨道，提升单元的载货架仅在竖直方向上运动，以取放电池，无需沿水平方向移动以运输电池，相比于现有技术中的堆垛机，提升单元的占用空间明显较小，因此可解决现有充电仓及换电站占地面积大、运营成本高的问题。若需要扩充充电仓内电池的储存量，只需在第一充电单元和第二充电单元的上方继续堆叠相应数量的充电电池架即可，无需在水平方向扩展充电仓的占用面积，降低成本。
74.进一步地，满电电池缓存架与亏电电池缓存架连通，且被配置为与换电通道连通，加解锁设备拆卸车体上的亏电电池后，将亏电电池通过换电通道运输至满电电池缓存架下方，并举升亏电电池至亏电电池缓存架上进行临时储存。在放置好亏电电池后，加解锁设备下降至满电电池缓存架的下方。在加解锁设备运输亏电电池的同时，提升单元的输送机构在两个充电单元中任一充电电池架位置取满电电池至载货架上，随后载货架下移至与满电电池缓存架平齐的位置，并通过输送机构将满电电池送至满电电池缓存架上进行临时储存，此时加解锁设备位于满电电池缓存架的下方。之后，加解锁设备上升以顶起满电电池，并沿换电通道原路返回到换电停车平台，以将满电电池安装至车体上。载货架由满电电池缓存架位置上移至与亏电电池缓存架平齐的位置，并通过输送机构取亏电电池至载货架上，载货架载亏电电池上移至某一空置的充电电池架处，并通过输送机构将亏电电池送至该充电电池架上进行充电，至此完成一次站内换电过程。上下设置的满电电池缓存架和亏电电池缓存架，使得加解锁设备通过上升下降的动作便可完成存亏电电池、取满电电池的工序，且加解锁设备运输电池的过程和提升单元存取电池的过程可同步进行，有效简化了换电步骤，提高了站内换电效率，避免用户长时间等待。
75.再者，第二充电单元中最下方消防室的设置，使得提升单元能够将发生热失控的电池快速转移至消防室内，消防室可对热失控的电池进行安全处理，防止失效电池爆炸而
影响整个充电仓的安全。
附图说明
76.图1是本发明具体实施方式提供的换电站的第一视图；
77.图2是本发明具体实施方式提供的换电站的第二视图(隐藏隔板和集装箱)；
78.图3是本发明具体实施方式提供的充电仓的第一轴测图；
79.图4是本发明具体实施方式提供的充电仓的第二轴测图；
80.图5是本发明具体实施方式提供的充电仓的侧视图；
81.图6是本发明具体实施方式提供的提升单元的第一轴测图；
82.图7是本发明具体实施方式提供的提升单元的第二轴测图；
83.图8是本发明具体实施方式提供的第一充电单元中最下方第一充电架的结构示意图；
84.图9是本发明具体实施方式提供的支撑机构的结构示意图；
85.图10是本发明具体实施方式提供的第二充电单元中最下方第二充电架的结构示意图；
86.图11是本发明具体实施方式提供的第二充电单元中消防室的结构示意图；
87.图12是本发明具体实施方式提供的第二充电单元中消防室的内部示意图；
88.图13是本发明具体实施方式提供的卡固机构的结构示意图；
89.图14是本发明具体实施方式提供的失效电池载架的结构示意图；
90.图15是本发明具体实施方式提供的充电电池架的结构示意图；
91.图16是图15中a处的局部放大图；
92.图17是本发明具体实施方式提供的充电仓的俯视图。
93.图中：
94.100、充电仓；200、换电停车平台；300、换电通道；400、加解锁设备；500、隔板；600、底部基础；
95.1、第一充电单元；2、提升单元；3、第二充电单元；4、集装箱体；5、走线盒；6、第一室；7、中间室；8、第二室；
96.11、满电电池缓存架；12、亏电电池缓存架；13、充电电池架；14、支撑机构；
97.131、承托组件；132、定位销；133、充电装置；134、第二到位检测件；
98.1311、承托件；1312、导向件；1313、弹性垫；
99.141、托举件；142、第一直线驱动件；143、齿条；144、旋转齿轮；145、支座；146、导轨；147、滑块；148、第一到位检测件；149、软垫；
100.21、机体框架；22、载货架；23、输送机构；24、旋转驱动机构；25、传动轴；26、链传动机构；
101.231、下托板；232、中滑板；233、上叉板；
102.31、消防室；32、消防箱；33、失效电池载架；34、卡固机构；35、定位件；
103.311、安全口；
104.321、水箱；322、转运支架；
105.331、挂接部；332、横框；333、竖框；334、支撑块；335、缓冲垫；
106.341、第二直线驱动件；342、驱动轴；343、挂钩；344、导向块；
107.351、导向斜面。
具体实施方式
108.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
109.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
110.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
111.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
112.如图3、图4以及图5所示，本实施例提供一种充电仓，应用于换电站内。图1示出的是充电仓100安装于换电站内的第一视图，图2示出的是充电仓100在换电站内的第二视图，为便于查看，隐藏了部分外壳结构。
113.参见图3、图4以及图5，该充电仓100包括第一充电单元1、提升单元2以及第二充电单元3。第一充电单元1包括自下而上依次垂直排布的满电电池缓存架11、亏电电池缓存架12以及多个充电电池架13。第二充电单元3包括自下而上依次垂直排布的多个充电电池架13。参见图5和图6，提升单元2包括机体框架21、载货架22以及输送机构23，载货架22可升降地设置于机体框架21，第一充电单元1和第二充电单元3分设于机体框架21的两侧，输送机构23在第一充电单元1和第二充电单元3之间可传送地设置于载货架22。输送机构23能够随载货架22的升降而上下移动，从而可移动至与满电电池缓存架11、亏电电池缓存架12以及多个充电电池架13平齐的位置，进而取放第一充电单元1和第二充电单元3内的电池。
114.该充电仓100的第一充电单元1，无论需要设置多少个充电电池架13，仅需向上垂直堆叠即可，而非平铺设置多个充电架，因此该充电仓100取消了原有的天地轨道，提升单元2的载货架22仅在竖直方向上运动，以取放电池，无需沿水平方向移动以运输电池，相比于现有技术中的堆垛机，提升单元2的占用空间明显较小，因此可解决现有充电仓100及换电站占地面积大、运营成本高的问题。若需要扩充充电仓100内电池的储存量，只需在两个充电单元的上方继续堆叠相应数量的充电电池架13即可，无需在水平方向扩展充电仓100
的占用面积，降低成本。
115.进一步地，满电电池缓存架11与亏电电池缓存架12连通，且被配置为与换电通道300连通。加解锁设备400(站内rgv)拆卸车体上的亏电电池后，将亏电电池通过换电通道300运输至满电电池缓存架11下方，并举升亏电电池至亏电电池缓存架12上进行临时储存。在放置好亏电电池后，加解锁设备400下降至满电电池缓存架11的下方。在加解锁设备400运输亏电电池的同时，提升单元2的输送机构23在两个充电单元中任一充电电池架13位置取满电电池至载货架22上，随后载货架22下移至与满电电池缓存架11平齐的位置，并通过输送机构23将满电电池送至满电电池缓存架11上进行临时储存，此时加解锁设备400位于满电电池缓存架11的下方。之后，加解锁设备400上升以顶起满电电池，并沿换电通道300原路返回到换电停车平台200，以将满电电池安装至车体上。载货架22由满电电池缓存架11位置上移至与亏电电池缓存架12平齐的位置，并通过输送机构23取亏电电池至载货架22上，载货架22载亏电电池上移至某一空置的充电电池架13处，并通过输送机构23将亏电电池送至该充电电池架13上进行充电，至此完成一次站内换电过程。
116.上下设置的满电电池缓存架11和亏电电池缓存架12，使得加解锁设备400通过上升下降的动作便可完成存亏电电池、取满电电池的工序，且加解锁设备400运输电池的过程和提升单元2存取电池的过程可同步进行，有效简化了换电步骤，提高了站内换电效率，避免用户长时间等待。
117.本实施例中，参阅图3、图4和图5，为便于描述，将输送机构23的传送方向定义为第一水平方向，即第一充电单元1沿第一水平方向设置于提升单元2的一侧。垂直于第一水平方向的方向定义为第二水平方向。
118.图6和图7所示的是提升单元2在两个视角下的结构示意图。如图6所示，提升单元2还包括旋转驱动机构24、传动轴25以及两个链传动机构26。旋转驱动机构24通过传动轴25带动两个链传动机构26传送，链传动机构26进而带动载货架22升降运动。
119.具体地，参见图6和图7，机体框架21为门字型框架，其中间镂空，载货架22可升降地设置于门字型框架的中间镂空区域。旋转驱动机构24设置于机体框架21的顶部，避免与载货架22干涉。传动轴25设置于机体框架21的顶部，并沿第二水平方向延伸，即传动轴25垂直于输送机构23的传送方向，且传动轴25连接于旋转驱动机构24的驱动端。两个链传动机构26均竖向设置(即链条的传送方向是竖直的)，其主动链轮设置于机体框架21的顶部，从动链轮设置于机体框架21的底部。传动轴25的两端分别连接两个链传动机构26的主动链轮，载货架22连接于链传动机构26的链条。
120.当旋转驱动机构24启动后，其通过传动轴25带动两个链传动机构26的主动链轮同步旋转，主动链轮进而通过链条带动从动链轮旋转，以使链条持续传送，在链条传送过程中，载货架22即可随链条上下移动。通过设置两个链传动机构26，能够确保载货架22升价过程中的平稳性，避免载货架22偏斜。旋转驱动机构24优选为电机。
121.进一步地，门字型框架机体框架21的两个侧架上均沿竖向设置有导向轨道，载货架22相对的两侧均设置有滑动块，滑动块上设置有滑动槽，导向轨道卡设于滑动槽内，以使滑动块与导向轨道沿竖直方向滑动配合，提高载货架22升降时的精准度和平稳性。
122.可选地，本实施例中，参见图7，输送机构23包括双侧伸缩式的货叉，且货叉沿第二水平方向间隔设置有两个，每个货叉均沿第一水平方向延伸，并可伸缩，以在第一充电单元
1和载货架22之间运输电池。
123.具体地，参见图7，每个货叉均包括下托板231、中滑板232以及上叉板233。其中下托板231固设于载货架22内，中滑板232沿第一水平方向可滑动地设置于下托板231上，上叉板233沿第一水平方向可滑动地设置于中滑板232上。中滑板232和上叉板233均设置为可滑动式结构，保证整个货叉具有较大的伸缩范围，且全部收纳于载货架22上后占用空间较小。进一步地，载货架22上还设置有驱动设备，用于驱动两个货叉同步伸缩。
124.需要说明的是，双侧伸缩式的货叉为现有技术中较为成熟的结构，这里不再赘述其结构和原理。
125.图8所示的是第一充电单元1的结构示意图。为能够临时储存电池，满电电池缓存架11与亏电电池缓存架12上均设置有支撑机构14，支撑机构14包括可转动的托举件141，托举件141具有支撑电池和避让电池的状态。当支撑电池时，托举件141转动至相应的缓存架内，以支撑进入缓存架的电池，无需支撑电池时，托举件141转动至避让状态，以使加解锁设备400及其所载的电池能够顺利升降通过。
126.如图9所示，所示的是支撑机构14的结构示意图。支撑机构14还包括第一直线驱动件142、齿条143以及旋转齿轮144。第一直线驱动件142的壳体固定设置于对应缓存架的架体上，齿条143沿第一水平方向延伸，并连接于第一直线驱动件142的驱动端，以使第一直线驱动件142能够驱动齿条143沿第一水平方向移动。旋转齿轮144设置于齿条143的一侧，并与齿条143啮合，旋转齿轮144的轴线竖直设置，当齿条143沿第一水平方向移动时，其带动旋转齿轮144绕竖直轴线转动。托举件141连接于旋转齿轮144上，其能够随旋转齿轮144同步转动。即，托举件141绕竖直轴线在第一位置(对应支撑状态)和第二位置(对应避让状态)之间转动，以在支撑状态和避让状态之间切换。
127.参见图9，此时托举件141转动至第一位置，即处于能够支撑电池的支撑状态，托举件141垂直于齿条143。当托举件141转动至避让状态时，其平行于齿条143。即，托举件141在90度范围内转动。
128.可选地，每个支撑机构14中，旋转齿轮144设置有一个或沿齿条143的延伸方向间隔设置有多个，相应地，对应每个旋转齿轮144设置一个托举件141，以使旋转齿轮144带动托举件141转动。具体到本实施例中，参见图9，每个齿条143对应设置两个旋转齿轮144，当齿条143在第一直线驱动件142的作用下平移时，与之啮合的两个旋转齿轮144同步转动，两个托举件141也同步转动至支撑状态或避让状态。其他实施例中可适应性增加或减少旋转齿轮144的数量。
129.进一步地,满电电池缓存架11内与亏电电池缓存架12内至少相对的两侧设置有支撑机构14。参见图8，满电电池缓存架11内与亏电电池缓存架12内沿第二水平方向相对的两侧均各设置一个支撑机构14，每个支撑机构14设置有两个托举件141，即，满电电池缓存架11和亏电电池缓存架12上均设置有四个托举件141，分别支撑电池的四角位置，保证支撑稳定。
130.当加解锁设备400载运亏电电池至满电电池缓存架11下方时，满电电池缓存架11和亏电电池缓存架12上的托举件141均位于避让状态(若位于支撑状态，则需要驱使托举件141转动至避让状态)，以使加解锁设备400能够顺利举升亏电电池至亏电电池缓存架12内部，避免托举件141干涉亏电电池的上升，此时亏电电池稍高于亏电电池缓存架12上的托举
件141。随后，亏电电池缓存架12上的托举件141转动至支撑状态，加解锁设备400下降，以使亏电电池落于亏电电池缓存架12内的四个托举件141上，完成亏电电池的临时储存。
131.完成亏电电池的临时储存后，加解锁设备400下降至满电电池缓存架11下方，其低于满电电池缓存架11内的托举件141。提升单元2的输送机构23将满电电池沿第一水平方向送至满电电池缓存架11内，并稍高于其内部托举件141位置。随后，四个托举件141转动至支撑状态，载货架22下降，以使满电电池落于满电电池缓存架11内的四个托举件141上，完成满电电池的临时储存。
132.之后，加解锁设备400上升并顶起满电电池，使满电电池稍高于托举件141，在托举件141转回避让位置后，加解锁设备400载运满电电池下降，并通过换电通道300移动回到换电停车平台200，以将满电电池安装至车体上。与此同时，输送机构23的上叉板233移动至亏电电池下方，叉起亏电电池后并缩回至载货架22内部，载货架22在链传动机构26的带动下上升，直至与某一空置的充电电池架13平齐，随后货叉伸展，以通过上叉板233将亏电电池送至该充电电池架13。
133.如图9所示，支撑机构14还包括支座145，支座145固设于满电电池缓存架11或亏电电池缓存架12的架体上。支座145上设置有导轨146，导轨146与齿条143的延伸方向一致，齿条143面向导轨146的一侧设置有滑块147，滑块147与导轨146可滑动配合。在第一直线驱动件142驱动齿条143平移时，滑块147与导轨146沿齿条143的延伸方向滑动配合，提高齿条143平移时的稳定性。进一步地，支撑机构14中于每个旋转齿轮144的下方均设置有一个支座145，旋转齿轮144与托举件141通过轴转动连接于支座145上。
134.继续参阅图9，支撑机构14中于其中一个支座145上设置有两个第一到位检测件148，其中一个第一到位检测件148用于检测托举件141是否转动至支撑状态，另一个第一到位检测件148用于检测托举件141是否转动至避让状态。托举件141在两个第一到位检测件148之间转动，以确保托举件141转动到位。示例性地，第一到位检测件148为感应式接触开关。
135.进一步地，参见图9，每个托举件141上均设置有软垫149，用于与电池底面接触，避免损坏划伤电池，另外，在电池落于托举件141上时，还能够起到缓冲作用。
136.在另一个可选的实施例中，为实现托举件141的转动，还可以这样设置：托举件141的转动轴线为水平轴线而非竖直轴线。具体地，支撑机构14还包括旋转驱动件和转动轴，旋转驱动件的壳体固定连接于满电电池缓存架11或亏电电池缓存架12的架体上，转动轴沿水平方向延伸，并连接于旋转驱动件的驱动端，托举件141连接于转动轴上，并沿转动轴的径向延伸。即，托举件141沿水平轴线在支撑状态和避让状态之间转动，位于避让状态的托举件141可向下翻转至支撑状态。
137.以下详述第二充电单元3的结构。
138.如图3、图4以及图5所示，充电仓100的第二充电单元3包括垂直排布的多个充电电池架13。第一充电单元1和第二充电单元3沿第一水平方向分设于机体框架21相对的两侧，输送机构23在第一充电单元1和第二充电单元3之间可移动地设置于载货架22，以运载电池。由上述可知，输送机构23为双侧伸缩式货叉，其沿第一水平方向可伸缩，参照图5中方位，货叉可向左伸展以取放第一充电单元1内的电池，也可向右伸展以取放第二充电单元3内的电池。在提升单元2的两侧分别设置第一充电单元1和第二充电单元3，可增加电池储备
量，当需要增加充电电池架13时，只需在第一充电单元1和第二充电单元3的上方继续垂直堆叠所需数量的充电电池架13即可。
139.具体地，参见图10，第二充电单元3还包括消防室31，消防室31与多个充电电池架13自下而上依次设置。即，第二充电单元3包括自下而上依次垂直排布的消防室31和多个充电电池架13。充电仓100内的电池失效(热失控)时，提升单元2将失效电池转移至消防室31内进行安全处理，防止失效电池爆炸而影响整个充电仓100的安全。
140.参见图10、图11以及图12,消防室31内设置有消防箱32和失效电池载架33，失效电池载架33用于承载失效电池，消防箱32用于对失效电池进行安全处理。具体地，消防箱32包括顶部开口的水箱321和设置于水箱321底部的转运支架322，失效电池载架33设置于水箱321的上方，并与消防室31的顶部可拆卸连接。当失效电池被提升单元2转运至失效电池载架33内部后，失效电池载架33与消防室31顶部的连接解除，失效电池载架33与其内部的失效电池即可被提升单元2转运至水箱321内部，水箱321内储存的水能够为失效电池降温，避免加剧其热失控现象，防止失效电池爆炸。进一步地，由于水箱321底部设置有转运支架322，因此，通过转运支架322可将整个消防箱32转移出消防室31，以远离充电仓100。示例性地，转运支架322为带行走轮的小推车，水箱321放置于小推车上。
141.如图14所示，失效电池载架33包括横框332、竖框333、支撑块334以及缓冲垫335。横框332可拆卸连接于消防室31的顶部，以实现整个失效电池载架33与消防室31架体的可拆卸连接。竖框333平行设置有两个，两个竖框333分设于横框332的两侧，横框332和两个竖框333连接形成u型框架。两个竖框333面向彼此的一侧均设置有至少一个支撑块334，且支撑块334位于竖框333远离横框332的一侧，支撑块334用于支撑失效电池，本实施例中，每个竖框333上设置有两个支撑块334，即共有四个支撑块334支撑失效电池。每个支撑块334的底部均设置有一个缓冲垫335。当整个失效电池载架33被下放至水箱321内时，缓冲垫335能够起到缓冲作用，避免失效电池产生较大振动。
142.两个竖框333上的支撑件之间的距离大于输送机构23的宽度尺寸，输送机构23将失效电池送至失效电池载架33上后，能够通过两侧支撑件之间的空隙下移离开。
143.如图12和图13所示，消防室31的顶部于失效电池载架33相对的两侧均设置有卡固机构34，卡固机构34用于可拆卸连接失效电池载架33。卡固机构34包括第二直线驱动件341、驱动轴342以及挂钩343。第二直线驱动件341的壳体固定连接于消防室31架体的顶部位置，驱动轴342水平延伸且连接于第二直线驱动件341的驱动端，以使第二直线驱动件341能够驱使驱动轴342沿自身轴线平移。挂钩343与驱动轴342连接，并朝向失效电池载架33延伸。如图14所示，失效电池载架33的横框332上设置有与挂钩343对应的挂接部331，挂接部331可分离地挂接于挂钩343上。
144.如图11和图12所示，失效电池载架33在未承载失效电池时，其挂接部331挂设于挂钩343上，当充电仓100存在失效电池时，提升单元2将失效电池转运至失效电池载架33，随后，提升单元2的货叉伸至横框332与失效电池之间，并上升至与横框332的底部接触。随后，第二直线驱动件341通过驱动轴342带动挂钩343移动，以使挂钩343于横框332上的挂接部331脱离，解除失效电池载架33与消防室31顶部的连接。之后，货叉下移，以使失效电池载架33下放至水箱321内。
145.可选地，参见图13，本实施例中，每个卡固机构34均包括两个挂钩343，两个挂钩
343沿驱动轴342的轴向间隔设置。相应地，横框332相对的两侧各设置两个挂接部331，以使挂接部331一一对应且可分离地与挂钩343挂接。当然，每个驱动轴342上也可仅设置一个挂钩343，或者沿驱动轴342的轴向间隔设置三个或三个以上的挂钩343。相应地，横框332上设置对应数量的挂接部331即可。
146.进一步地，为使挂钩343的移动更具平稳性，消防室31架体的顶部固定设置有导向块344，如图12和图13所示，导向块344上设置有导向槽，挂钩343的上部与导向槽可滑动配合。
147.如图11和图12所示，消防室31的顶部于失效电池载架33的周向设置有多个定位件35，每个定位件35均沿竖向延伸。定位件35上设置有导向斜面351，导向斜面351面向失效电池载架33，且自上而下逐渐远离失效电池载架33。当失效电池被转移走后，消防箱32和失效电池载架33需重新移回到消防室31内，并通过提升单元2的货叉将失效电池载架33提升至消防室31顶部，以使挂接部331与消防室31顶部卡固机构34的挂钩343重新挂接。货叉提升失效电池载架33时，失效电池载架33沿导向斜面351上移，并限位于多个定位件35之间，从而定位失效电池载架33的安装位置。示例性地，消防室31顶部于失效电池载架33的四角位置各对应设置一个定位件35。
148.可选地，第一直线驱动件142和第二直线驱动件341均为电推杆。
149.本实施例中，充电仓100还包括外仓体，第一充电单元1、提升单元2以及第二充电单元3均位于外仓体内。参见图10，消防室31于背向提升单元2的一侧设置有容许消防箱32通过的安全口311，相应地，外仓体于正对安全口311的位置设置有安全门。当失效电池进入水箱321后，安全门开启，消防箱32通过安全口311和开启的安全门移出充电仓100，以转移至安全地带，避免失效电池爆炸而影响仓内未失效电池。
150.在一实施例中，安全门可推拉地设置于外仓体。通过推拉可打开或关闭安全门，在安全门推拉开启后，站内人员通过转运支架322将载有失效电池的消防箱32转移出消防室31。
151.在另一实施例中，安全门可通过第一转轴转动连接于外仓体，第一转轴竖直设置。即安全门通过向左向右转动以实现打开或关闭，在安全门转动打开后，站内人员通过转运支架322将载有失效电池的消防箱32转移出消防室31。
152.在另一个新的实施例中，安全门通过第二转轴转动连接于外仓体，第二转轴水平设置并连接于外仓体的底部。即安全门通过上下翻转以实现打开或关闭，且处于打开状态的安全门相对水平面倾斜设置。在安全门向下翻转打开后，安全门形成一斜坡，随后，提升单元2的货叉推动水箱321，给予水箱321一个初速度，以使装载有失效电池的消防箱32沿斜坡下滑至地面上，无需人为干预，避免造成人员伤亡，提高站内工作安全性。
153.为使安全门打开后能够相对水平面倾斜设置以形成斜坡，可将消防室31的底部设置为稍高于地面的高度；或者，将安全门设置为厚度渐变式结构，即，安全门上薄下厚(关闭状态下)，以使安全门翻转打开后能够形成斜坡。
154.如图15和图16所示，充电电池架13上设置有承托组件131、定位销132以及充电装置133。承托组件131能够支撑于电池的底部，电池上设置有定位孔，在亏电电池进入充电电池架13后，定位销132能够与定位孔插接，以定位亏电电池的位置。充电装置133可升降地设置于充电电池架13，充电装置133上设置有充电插头，充电插头与电池上的充电端口可插拔
连接。电池上的充电端口位于电池的上表面，当亏电电池通过定位销132定位后，充电装置133的充电插头与亏电电池的充电端口也恰好对位，此时驱动充电装置133下降，即可使充电插头与充电端口插接，进而充电装置133为亏电电池充电，直至电量充满。
155.可选地，如图16所示，承托组件131包括承托件1311、导向件1312以及弹性垫1313。承托件1311固定连接于充电电池架13的架体上，弹性垫1313设置于承托件1311的上表面，用于与电池底部接触，对落于承托件1311上的电池起到缓冲作用。导向件1312设置于承托件1311上，并位于弹性垫1313与充电电池架13的架体之间，导向件1312上设置有导向斜坡，能够对进入充电电池架13的电池起到导向作用，以使定位销132能够准确插入电池上的定位孔。
156.进一步地，充电电池架13上还设置有第二到位检测件134，以检测该充电电池架13内是否存在亏电电池。充电仓100的控制单元能够记录每个充电电池架13上是否存在电池，以及记录存放的电池是亏电电池还是满电电池，为提升单元2取放电池提供依据。
157.在本实施例中，第一充电单元1包括垂直排布的多个第一充电架，第二充电单元3包括垂直排布的多个第二充电架。具体地，每个第一充电架均包括多个层架，最下方第一充电架的多个层架依次为满电电池缓存架11、亏电电池缓存架12以及多个充电电池架13，其余第一充电架的多个层架均为充电电池架13。如图3、图4以及图5所示，提升单元2的左侧为第一充电单元1最下方的第一充电架，其余第一充电架图中未示出。即第一充电单元1为多个第一充电架竖直排布组合形成，便于运输和安装。同样地，第二充电单元3包括垂直排布的多个第二充电架，每个第二充电架也均包括多个层架，最下方第二充电架的多个层架依次为消防室31、多个充电电池架13，其余第二充电架的多个层架均为充电电池架13。如图3、图4以及图5所示，提升单元2的右侧为第二充电单元3最下方的第二充电架，其余第二充电架图中未示出。即第二充电单元3为多个第二充电架竖直排布组合形成，便于运输和安装。
158.进一步地，充电仓100还包括多层垂直排布的集装箱体4，每个集装箱体4内均设置一个第一充电架和一个第二充电架。第一充电架和第二充电架的高度相等，每一层中的第一充电架和第二充电架均位于同一个集装箱体4中。运输时，车辆所载的是集装箱体4，集装箱体4内部装载有一个第一充电架和一个第二充电架，运输到换电站内后，将集装箱体4垂直叠放即可。
159.由于运输限制，集装箱体4的高度尺寸为3.3m，宽度为3.3m。本实施例中，第一充电架和第二充电架均包括7个层架，最下方的第一充电架中，上方五个层架均为充电电池架13，下方两个层架分别为满电电池缓存架11和亏电电池缓存架12。最下方的第二充电架中，上方五个层架均为充电电池架13，下方两个层架连通，以形成消防室31。即，最底层集装箱体4内共有十个充电工位，能够容纳十个电池充电。
160.可以理解的是，集装箱体4即为上述的外仓体，安全门开设于集装箱体4上。
161.图17所示的是充电仓100的布局示意图。充电仓100还包括依次设置的第一室6、中间室7以及第二室8。第一室6为人员休息室，其与第一充电单元1在第二水平方向上正对设置，内部设置空调和控制柜等，便于站内人员控制充电仓100的运行。中间室7与提升单元2、第一充电单元1和第二充电单元3所在空间连通，内部设置有工业空调、ups等结构。第二室8与第二充电单元3在第二水平方向上正对设置，内部设置充电柜等结构。
162.如图3和图17所示，第一充电单元1和第二充电单元3面向彼此的一侧均设置有走
线盒5，第一室6、中间室7以及第二室8内也设置有走线盒5，用于收纳线缆，避免线材杂乱无章。
163.如图1和图2所示，本实施例还提供一种换电站，包括换电停车平台200、换电通道300、加解锁设备400以及如上所述的充电仓100，换电通道300由换电停车平台200延伸至充电仓100的满电电池缓存架11，加解锁设备400(站内rgv)可移动地设置于换电通道300内。换电停车平台200用于停靠车辆，停靠车辆的区域沿周向设置有隔板500。充电仓100沿第一水平方向设置于换电停车平台200的一侧，充电仓100的集装箱体4的底板形成底部基础600，提升单元2、最下方的第一充电架和最下方的第二充电架均安装于底部基础600上。
164.本实施例提供的换电站，无论设置多少充电电池架13，仅需在第一充电单元1和第二充电单元3的上方继续垂直堆叠，而非平铺设置多个充电架，取消了原有的天地轨道，提升单元2的载货架22仅在竖直方向上运动，以取放电池，无需沿水平方向移动以运输电池，相比于现有技术中换电站，本实施例提供的换电站占用空间明显较小，解决了现有换电站占地面积大、运营成本高的问题。若需要扩充充电仓100内电池的储存量，只需在第一充电单元1和第二充电单元3的上方继续堆叠相应数量的充电电池架13即可，无需在水平方向扩展充电仓100的占用面积，降低成本。
165.本实施例还提供一种站内换电方法，可应用于如上所述的换电站，具体包括以下步骤：
166.s1、加解锁设备400拆卸亏电电池并通过换电通道300运输至满电电池缓存架11下方，同时，提升单元2的输送机构23取满电电池至载货架22；
167.s2、加解锁设备400举升亏电电池至亏电电池缓存架12；
168.s3、加解锁设备400下降至满电电池缓存架11下方；
169.s4、载货架22下移并通过输送机构23将满电电池送至满电电池缓存架11；
170.s5、加解锁设备400顶起满电电池，并回到换电停车平台200以安装满电电池；
171.s6、载货架22上移并通过输送机构23取亏电电池；
172.s7、载货架22载亏电电池上移，并通过输送机构23将亏电电池送至充电电池架13。
173.加解锁设备400(站内rgv)拆卸车体上的亏电电池后，将亏电电池通过换电通道300运输至满电电池缓存架11下方，期间第一直线驱动件142驱使满电电池缓存架11和亏电电池缓存架12内的托举件141转动至避让状态(或维持避让状态)，随后，加解锁设备400举升亏电电池至亏电电池缓存架12内，亏电电池缓存架12内托举件141转动至支撑状态，加解锁设备400随后将亏电电池置于托举件141上，完成亏电电池的临时储存。
174.在放置好亏电电池后，加解锁设备400下降至满电电池缓存架11的下方。在加解锁设备400运输亏电电池的同时，提升单元2的输送机构23(货叉)在第一充电单元1或第二充电单元3中任一充电电池架13位置取满电电池至载货架22上，随后载货架22下移至与满电电池缓存架11平齐的位置，并通过输送机构23将满电电池送至满电电池缓存架11内，满电电池缓存架11内托举件141转动至支撑状态，随后输送机构23略下降，以使满电电池落于四个托举件141上，完成满电电池的临时储存。此时加解锁设备400位于满电电池缓存架11的下方。
175.之后，加解锁设备400上升以顶起满电电池，满电电池缓存架11内托举件141再次转动至避让状态，以避免干涉满电电池的下降。加解锁设备400随后带动满电电池下降至满
电电池缓存架11下方，并沿换电通道300原路返回到换电停车平台200，以将满电电池安装至车体上。在加解锁设备400运输满电电池的过程中，载货架22由满电电池缓存架11位置上移至与亏电电池缓存架12平齐的位置，并通过输送机构23取亏电电池至载货架22上，载货架22载亏电电池上移至某一空置的充电电池架13处，并通过输送机构23将亏电电池送至该充电电池架13上进行充电，至此完成一次站内换电过程。
176.本实施例中上下设置的满电电池缓存架11和亏电电池缓存架12，使得加解锁设备400通过上升下降的动作便可完成存亏电电池、取满电电池的工序，且加解锁设备400运输电池的过程和提升单元2存取电池的过程可同步进行，有效简化了换电步骤，提高了站内换电效率，避免用户长时间等待。另外，托举件141的设置使得满电电池缓存架11和亏电电池缓存架12的尺寸可以设计的更小，利于整个充电仓100和换电站的小型化。
177.为避免失效电池(发生热失控的电池)影响整个换电站的安全性，本实施例提供的站内换电方法还包括以下步骤：
178.w1、判断充电仓100内所有电池是否处于热失控状态；
179.w2、热失控电池被转运至消防室31内的消防箱32中；
180.w3、充电仓100的安全门翻转下放以形成斜坡；
181.w4、提升单元2的输送机构23推动消防箱32，消防箱32沿斜坡滑移以远离充电仓100；
182.w5、换电站内启动安全预警。
183.当充电仓100内的控制单元监控到某一电池发生热失控时，提升单元2通过输送机构23(货叉)将热失控电池转运至消防室31内的失效电池载架33上，随后，提升单元2的货叉伸至失效电池载架33的横框332与失效电池之间，并上升至与横框332的底部接触。随后，第二直线驱动件341通过驱动轴342带动挂钩343移动，以使挂钩343于横框332上的挂接部331脱离，解除失效电池载架33与消防室31顶部的连接。之后，货叉下移，以使失效电池载架33下放至水箱321内。
184.在失效电池载架33下放至水箱321后，安全门可自动向下翻转打开，以形成一斜坡，随后，提升单元2的货叉推动水箱321，给予水箱321一个初速度，以使装载有失效电池的消防箱32沿斜坡下滑至地面上，无需人为干预，避免造成人员伤亡，提高站内工作安全性。
185.在消防箱32沿斜坡滑移以远离充电仓100的同时，换电站内启动安全预警。具体地，换电站内设置有报警模块，报警模块能够在电池发生热失效时及时发出警报信号，以提醒站内人员及时做出安全措施，避免引起更大损失。
186.显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。