电池仓、电池更换方法及换电站与流程

1.本发明涉及换电技术领域，尤其涉及一种电池仓、电池更换方法及换电站。


背景技术：

2.随着新能源汽车的不断普及，电动汽车快速补能是是电动汽车行业需要解决的重要问题，换电模式是电动汽车快速补能途径之一。
3.目前的换电站的电仓位多数采用单层并排布局在换电装置的侧部，上述电池仓布局型式在固定空间内存放电池数量有限，或存在大量存放电池时换电站占地面积大的问题。


技术实现要素：

4.本发明提供一种电池仓、电池更换方法及换电站，用以解决现有技术中的电池仓在换电装置侧部单层布局，难以满足大量存储电池或者需要较大面积才能实现存储大量电池的问题。
5.根据本发明第一方面提供的一种电池仓，包括：仓体、仓位和托盘；多个所述仓体呈环形布置，所述环形设置有供电池本体输送的开口；所述仓体内沿第一方向叠加设置有多个所述仓位；至少沿所述第一方向位于所述仓体中部和底部的所述仓位内对应设置有所述托盘，所述托盘用于盛放所述电池本体；其中，所述托盘包括：第一位置和第二位置；在所述第一位置时，所述托盘收纳于所述仓位内部；在所述第二位置时，所述托盘伸出至所述仓位外部。
6.根据本发明的一种实施方式，所述托盘包括：子盘体、滚轮和滑道；多个所述子盘体叠加设置，且所述子盘体能够沿所述电池本体的输送方向伸缩；相邻两个所述子盘体的配合面，以及所述子盘体和所述仓位的配合面上设置有所述滚轮和所述滑道；其中，在所述第二位置时，相邻两个所述子盘体之间至少部分搭接。
7.根据本发明的一种实施方式，还包括：第一动力部，所述第一动力部设置于所述仓位远离所述电池本体的一侧；其中，所述第一动力部与所述托盘连接，并能够朝向所述电池本体的输送方向调节所述托盘的相对位置。
8.根据本发明第二方面提供的一种电池更换方法，包括：多个呈环形布置的仓体，所述仓体内部沿第一方向叠加设置有多个仓位，所述仓位内设置有盛放电池本体的托盘；
9.所述方法包括：
10.响应于电池更换信号，获取待更换的所述电池本体的目标更换数量；
11.获取每个所述仓体内的所述电池本体的存留更换数量；
12.根据所述目标更换数量和所述存留更换数量确定所述仓位的目标位置；
13.根据所述目标位置控制所述托盘从第一位置调整至第二位置，其中，所述托盘在所述第一位置时收纳于所述仓位内部，所述托盘在所述第二位置时出至所述仓位外部。
14.根据本发明的一种实施方式，所述根据所述目标位置控制所述托盘从第一位置调
整至第二位置的步骤中，具体包括：
15.将推拉机构移动至目标位置；
16.控制所述推拉机构将所述托盘从所述第一位置移动至所述第二位置。
17.具体来说，本实施例提供了一种根据所述目标位置控制所述托盘从第一位置调整至第二位置的实施方式，根据目标位置确定对应的推拉机构，将推拉机构移动至对应的仓位处，将托盘从第一位置拉拽至第二位置，托盘在第二位置时，电池更换装置实现对电池本体的操作，包括吊装和放置，完成操作后，推拉机构再将托盘从第二位置推送回第一位置。
18.根据本发明第三方面提供的一种换电站，包括：电池更换装置、上述的电池仓或者更换电池时，采用上述的电池更换方法；其中，所述电池更换装置位于所述环形的内部，用于在所述第二位置从所述托盘上吊装所述电池本体。
19.根据本发明的一种实施方式，还包括：支撑座、轨道和支撑架；所述轨道设置于所述支撑座的表面；所述支撑架与所述轨道滑动配合，用于调节与所述仓体之间的相对位置；所述电池更换装置设置于靠近所述支撑架顶部的一侧。
20.根据本发明的一种实施方式，还包括：旋转盘，所述旋转盘设置于所述支撑座远离所述支撑架的一侧，用于调整所述支撑座的朝向。
21.根据本发明的一种实施方式，还包括：推拉机构，所述推拉机构与所述支撑架连接，并与所述仓位一一对应设置，用于实现所述托盘在所述第一位置和所述第二位置之间的切换。
22.根据本发明的一种实施方式，所述推拉机构包括：第二动力部和连接部；所述第二动力部与所述支撑架连接；所述连接部设置于所述第二动力部朝向所述托盘的一侧，并能够与所述托盘可拆卸连接。
23.根据本发明的一种实施方式，所述连接部为设置于所述第二动力部端部的锁扣，且所述连接部能够绕所述第二动力部的轴向转动，以实现与所述托盘对应位置的卡扣配合。
24.根据本发明的一种实施方式，所述电池更换装置包括：卷扬和抓取部；所述卷扬设置于所述支撑架；所述抓取部与所述卷扬连接；其中，所述卷扬调节所述抓取部沿所述第一方向的相对位置，以实现对不同高度的所述电池本体的抓取。
25.本发明中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果之一：本发明提供的一种电池仓、电池更换方法及换电站，通过将电池仓设置为环形的多层电池存储结构，实现了对大量电池的存储，减少了电池对空间的占用，实现了在较小空间内对大量电池进行的存放，同时配合抽屉式的托盘，实现了电池在较小空间内的存储和更换。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1是本发明提供的电池仓的布置关系示意图之一；
28.图2是本发明提供的电池仓的布置关系示意图之二；
29.图3是本发明提供的换电站的装配关系示意图之一；
30.图4是本发明提供的换电站的装配关系示意图之二；
31.图5是本发明提供的换电站的装配关系示意图之三；
32.图6是本发明提供的换电站中，托盘的装配关系示意图之一；
33.图7是本发明提供的换电站中，托盘的装配关系示意图之二；
34.图8是本发明提供的换电站中，第二动力部的结构关系示意图；
35.图9是本发明提供的电池更换方法的流程示意图。
36.附图标记：
37.10、仓体；20、仓位；30、托盘；31、子盘体；32、滚轮；33、滑道；34、第一动力部；40、支撑座；50、轨道；60、支撑架；70、旋转盘；80、第二动力部；81、连接部；90、卷扬；91、抓取部；100、电池本体。
具体实施方式
38.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
39.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，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实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
40.下面结合具体实施方式对本发明进行具体说明。
41.在本发明的一些具体实施方案中，如图1至图7所示，本方案提供一种电池仓，包括：仓体10、仓位20和托盘30；多个仓体10呈环形布置，环形设置有供电池本体100输送的开口；仓体10内沿第一方向叠加设置有多个仓位20；至少沿第一方向位于仓体10中部和底部的仓位20内对应设置有托盘30，托盘30用于盛放电池本体100；其中，托盘30包括：第一位置和第二位置；在第一位置时，托盘30收纳于仓位20内部；在第二位置时，托盘30伸出至仓位20外部。
42.需要说明的是，通过将多个仓体10设置为环形布置，极大的减少了电池仓对场地和空间的占用，同时将仓体10内设置为近似抽屉的多层仓位20，实现了对大量电池本体100的存储，提升了电池仓的整体性能。
43.在可能的实施方式中，仓体10的多个仓位20沿第一方向叠加设置，每个仓位20内均设置有托盘30，托盘30能够在第一位置和第二位置间移动，实现对电池本体100位置的调节，便于通过相应的更换装置对电池本体100进行更换。
44.在可能的实施方式中，仓体10的多个仓位20沿第一方向叠加设置，除了位于顶部的仓体10外均设置有托盘30，即位于仓体10中部和底部的仓体10内均设置有托盘30，托盘30能够在第一位置和第二位置间移动，实现对电池本体100位置的调节，便于通过相应的更
换装置对电池本体100进行更换。
45.在可能的实施方式中，第一方向为竖直方向。
46.在本发明一些可能的实施例中，托盘30包括：子盘体31、滚轮32和滑道33；多个子盘体31叠加设置，且子盘体31能够沿电池本体100的输送方向伸缩；相邻两个子盘体31的配合面，以及子盘体31和仓位20的配合面上设置有滚轮32和滑道33；其中，在第二位置时，相邻两个子盘体31之间至少部分搭接。
47.具体来说，本实施例提供了一种子盘体31、滚轮32和滑道33的实施方式，通过将托盘30设置为具有多级的子盘体31，实现了托盘30从第二位置向第一位置的移动，便于对电池本体100的安装和放置，
48.进一步地，滚轮32和滑道33的设置，实现了多个子盘体31在第一位置和第二位置间的切换。
49.需要说明的是，为了节约篇幅，本发明没有对滚轮32和滑道33在子盘体31上具体设置情况进行过多细节的描述，在实际应用中，可参考相关领域的设置，滚轮32和滑道33之间通过滚动摩擦，实现了子盘体31的移动。
50.在可能的实施方式中，滚轮32和滑道33设置于子盘体31的侧部。
51.在本发明一些可能的实施例中，还包括：第一动力部34，第一动力部34设置于仓位20远离电池本体100的一侧；其中，第一动力部34与托盘30连接，并能够朝向电池本体100的输送方向调节托盘30的相对位置。
52.具体来说，本实施例提供了一种第一动力部34的实施方式，通过在仓位20的底部设置第一动力部34，通过第一动力部34实现了对多个子盘体31的驱动，使得子盘体31能够在第一位置和第二位置之间实现切换。
53.在可能的实施方式中，第一动力部34为缸体，第一动力部34的伸缩杆与盛放电池本体100的子盘体31连接，通过驱动盛放电池本体100的子盘体31，实现对其余子盘体31的驱动，实现多级子盘体31抽屉式的伸缩。
54.在可能的实施方式中，第一动力部34为缸体，第一动力部34的伸缩杆上设置有与子盘体31配合的连接件，通过连接件使得第一动力部34的伸缩缸与子盘体31之间实现可拆卸连接。
55.在可能的实施方式中，第一动力部34为电动缸、气动缸和液压缸等中任意一种。
56.在可能的实施方式中，连接件为螺钉，通过与子盘体31上的螺孔配合，实现第一动力部34的伸缩杆与子盘体31之间的可拆卸连接。
57.在可能的实施方式中，第一动力部34为带传动、齿轮齿条传动和链传动等中的任意一种。
58.在本发明的一些具体实施方案中，如图9所示，本方案提供一种电池更换方法，包括：多个呈环形布置的仓体10，仓体10内部沿第一方向叠加设置有多个仓位20，仓位20内设置有盛放电池本体100的托盘30；
59.方法包括：
60.响应于电池更换信号，获取待更换的电池本体100的目标更换数量；
61.获取每个仓体10内的电池本体100的存留更换数量；
62.根据目标更换数量和存留更换数量确定仓位20的目标位置；
63.根据目标位置控制托盘30从第一位置调整至第二位置，其中，托盘30在第一位置时收纳于仓位20内部，托盘30在第二位置时出至仓位20外部。
64.在本发明一些可能的实施例中，根据目标位置控制托盘30从第一位置调整至第二位置的步骤中，具体包括：
65.将推拉机构移动至目标位置；
66.控制推拉机构将托盘30从第一位置移动至第二位置。
67.具体来说，本实施例提供了一种根据目标位置控制托盘30从第一位置调整至第二位置的实施方式，根据目标位置确定对应的推拉机构，将推拉机构移动至对应的仓位20处，将托盘30从第一位置拉拽至第二位置，托盘30在第二位置时，电池更换装置实现对电池本体100的操作，包括吊装和放置，完成操作后，推拉机构再将托盘30从第二位置推送回第一位置。
68.可选地，包括：仓体10、仓位20和托盘30；多个仓体10呈环形布置，环形设置有供电池本体100输送的开口；仓体10内沿第一方向叠加设置有多个仓位20；至少沿第一方向位于仓体10中部和底部的仓位20内对应设置有托盘30，托盘30用于盛放电池本体100；其中，托盘30包括：第一位置和第二位置；在第一位置时，托盘30收纳于仓位20内部；在第二位置时，托盘30伸出至仓位20外部。
69.可选地，托盘30包括：子盘体31、滚轮32和滑道33；多个子盘体31叠加设置，且子盘体31能够沿电池本体100的输送方向伸缩；相邻两个子盘体31的配合面，以及子盘体31和仓位20的配合面上设置有滚轮32和滑道33；其中，在第二位置时，相邻两个子盘体31之间至少部分搭接。
70.可选地，还包括：第一动力部34，第一动力部34设置于仓位20远离电池本体100的一侧；其中，第一动力部34与托盘30连接，并能够朝向电池本体100的输送方向调节托盘30的相对位置。
71.可选地，包括：电池更换装置和上述的电池仓；其中，电池更换装置位于环形的内部，用于在第二位置从托盘30上吊装电池本体100。
72.可选地，还包括：支撑座40、轨道50和支撑架60；轨道50设置于支撑座40的表面；支撑架60与轨道50滑动配合，用于调节与仓体10之间的相对位置；电池更换装置设置于靠近支撑架60顶部的一侧。
73.可选地，还包括：旋转盘70，旋转盘70设置于支撑座40远离支撑架60的一侧，用于调整支撑座40的朝向。
74.可选地，还包括：推拉机构，推拉机构与支撑架60连接，并与仓位20一一对应设置，用于实现托盘30在第一位置和第二位置之间的切换。
75.可选地，推拉机构包括：第二动力部80和连接部81；第二动力部80与支撑架60连接；连接部81设置于第二动力部80朝向托盘30的一侧，并能够与托盘30可拆卸连接。
76.可选地，连接部81为设置于第二动力部80端部的锁扣，且连接部81能够绕第二动力部80的轴向转动，以实现与托盘30对应位置的卡扣配合。
77.可选地，电池更换装置包括：卷扬90和抓取部91；卷扬90设置于支撑架60；抓取部91与卷扬90连接；其中，卷扬90调节抓取部91沿第一方向的相对位置，以实现对不同高度的电池本体100的抓取。
78.在本发明的一些具体实施方案中，如图1至图8所示，本方案提供一种换电站，包括：电池更换装置、上述的电池仓或者执行电池更换时，采用上述的电池更换方法；其中，电池更换装置位于环形的内部，用于在第二位置从托盘30上吊装电池本体100。
79.需要说明的是，电池更换装置设置于环形的内部，实现对环形的仓体10内存放的电池本体100进行吊装。
80.在可能的实施方式中，电池更换装置一方面对待更换电池的车辆进行电池本体100的更换，另一方面也将车辆上的亏电电池放置于电池仓内。
81.在可能的实施方式中，电池更换装置还包括相应的移动机构，实现电池更换装置的平移和转动。
82.在本发明一些可能的实施例中，还包括：支撑座40、轨道50和支撑架60；轨道50设置于支撑座40的表面；支撑架60与轨道50滑动配合，用于调节与仓体10之间的相对位置；电池更换装置设置于靠近支撑架60顶部的一侧。
83.具体来说，本实施例提供了一种支撑座40、轨道50和支撑架60的实施方式，支撑座40的设置，实现了对电池更换装置的支撑，使得电池更换装置能够通过支撑座40设置在环形的电池仓内部。
84.进一步地，轨道50设置于支撑座40的表面，支撑架60与轨道50滑动配合，实现对电池更换装置位置的调节，能够调节电池更换装置与电池仓之间的相对位置，并且可以对每个仓体10顶部仓位20内的电池本体100进行吊装，使得仓体10顶部的仓位20内可以只设置电池本体100。
85.在可能的实施方式中，多个轨道50间隔设置于支撑座40的表面，使得支撑座40表面可以同时设置多个支撑架60，即多个电池更换装置可以同时设置在支撑座40上，实现多个作业同时进行。
86.在本发明一些可能的实施例中，还包括：旋转盘70，旋转盘70设置于支撑座40远离支撑架60的一侧，用于调整支撑座40的朝向。
87.具体来说，本实施例提供了一种旋转盘70的实施方式，通过设置旋转盘70实现对支撑座40方向的调节，进而对电池更换装置的朝向进行调节，实现对环形电池仓内的每个仓体10进行吊装。
88.在可能的实施方式中，旋转盘70包括相应的盘体和动力机构，支撑座40设置于盘体，动力机构与盘体连接，用于驱动盘体转动，进而实现对支撑座40朝向的调节。
89.在本发明一些可能的实施例中，还包括：推拉机构，推拉机构与支撑架60连接，并与仓位20一一对应设置，用于实现托盘30在第一位置和第二位置之间的切换。
90.具体来说，本实施例提供了一种推拉机构的实施方式，通过设置推拉机构，实现对托盘30位置的调节，使得托盘30能够在第一位置和第二位置间进行切换，保证了电池更换装置对仓体10中部和底部的电池本体100的吊装。
91.在本发明一些可能的实施例中，推拉机构包括：第二动力部80和连接部81；第二动力部80与支撑架60连接；连接部81设置于第二动力部80朝向托盘30的一侧，并能够与托盘30可拆卸连接。
92.具体来说，本实施例提供了一种第二动力部80和连接部81的实施方式，通过在支撑架60上设置第二动力部80，并将第二动力部80与托盘30之间设置为可拆卸连接，实现了
通过第二动力部80将托盘30在第一位置和第二位置间的切换。
93.进一步地，连接部81的设置使得第二动力部80在需要拉拽托盘30时，通过连接部81与托盘30实现保持连接，当不需要拖拽托盘30时，将托盘30送回原位后，连接部81与托盘30断开连接。
94.在本发明一些可能的实施例中，连接部81为设置于第二动力部80端部的锁扣，且连接部81能够绕第二动力部80的轴向转动，以实现与托盘30对应位置的卡扣配合。
95.具体来说，本实施例提供了一种连接部81与托盘30连接的实施方式，连接部81与托盘30之间的连接为可拆卸的锁扣和卡扣，通过卡扣和锁扣的可拆卸配合，实现了第二动力部80和托盘30之间的可拆卸连接。
96.在可能的实施方式中，第二动力部80为缸体。
97.在可能的实施方式中，第二动力部80为电动缸、气动缸和液压缸等中任意一种。
98.在可能的实施方式中，第二动力部80的伸缩杆朝向托盘30一侧设置有能够转动的连接部81，连接部81为能够转动的锁扣或者连接部81朝向托盘30的一端设置有能够转动的锁扣，托盘30对应锁扣设置有卡扣，当需要拉拽托盘30时，锁扣和卡扣对接后，转动连锁扣实现锁定，第二动力部80将托盘30从第一位置拉拽至第二位置，电池更换装置实现对电池本体100的吊装后，第二动力部80将托盘30从第二位置推送至第一位置，转动锁扣实现锁扣和卡扣之间的解锁，第二动力部80的伸缩杆缩回，完成操作。
99.在可能的实施方式中，连接部81还包括驱动锁扣转动的驱动部，驱动部为设置于伸缩杆内的小型电机，用于驱动锁扣转动，实现调节与托盘30上对应的卡扣的相对位置。
100.在可能的实施方式中，第二动力部80为带传动、齿轮齿条传动和链传动等中的任意一种。
101.在本发明一些可能的实施例中，电池更换装置包括：卷扬90和抓取部91；卷扬90设置于支撑架60；抓取部91与卷扬90连接；其中，卷扬90调节抓取部91沿第一方向的相对位置，以实现对不同高度的电池本体100的抓取。
102.具体来说，本实施例提供了一种卷扬90和抓取部91的实施方式，通过卷扬90的设置，实现了对抓取部91高度位置的调节，而抓取部91则对电池本体100实现抓取。
103.需要说明的是，为了节约篇幅，本发明没有对卷扬90和抓取部91的具体细节进行描述，特别是抓取部91的细节结构，在实际应用中，卷扬90和抓取部91可参考相关设置即可，本领域技术人员基于现有方案和相关领域的技术方案，能够推导出卷扬90和抓取部91的结构。
104.在本发明的一些具体实施方案中，本方案提供一种换电站，包括上述的电池仓，或者上述的换电站，或者更换电池时，采用上述的电池更换方法。
105.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
106.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“方式”、“具体方式”、或“一些方式”等的描述意指结合该实施例或方式描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或方式中。在本说明书中，对上述术语的示意性
表述不必须针对的是相同的实施例或方式。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或方式中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或方式以及不同实施例或方式的特征进行结合和组合。
107.最后应说明的是：以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围中。