CN109229075A - 电池更换设备、更换车载电池的方法和集装箱 - Google Patents

电池更换设备、更换车载电池的方法和集装箱 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电池更换设备、更换车载电池的方法和集装箱，电池更换设备包括：装卸装置，装卸装置用于在装卸位置卸载和安装车辆的电池；传输装置，包括：中间传输单元和回转传输单元，回转传输单元与中间传输单元相连并构造为能够进行回转运动以用于传输且存储电池；和充电装置，充电装置与回转传输单元相连。由装卸装置卸载下来的待充电的电池通过中间传输单元被传输至回转传输单元，放置在回转传输单元上的充电完毕的电池通过中间传输单元被传输至装卸装置，当电池位于回转传输单元上时，充电装置对电池充电。本发明的电池更换设备能够实现在电池的运输过程中对电池进行充电，提高操作效率，节省工作时间。

Description

电池更换设备、更换车载电池的方法和集装箱
技术领域
本发明涉及车辆领域，具体地涉及一种电池更换设备、应用电池更换设备更换车载电池的方法和集装箱。
背景技术
随着环境污染问题的日趋严重，作为燃油型汽车的代替，电动汽车的使用正在逐步得到推广。目前，有一些电动汽车的电池能够固定在车体上直接进行充电，有一些则需要从车体上更换下来再进行充电。将电池从车体上更换下来再进行充电的方式由于其充电时间较短，因而得到了越来越多的认可。
然而现有的将电池从车体上更换下来再进行充电的方法依然存在着一些不足。例如申请号为201210148645.5的中国专利，公布了一种通过码垛机来实现电池的转移和堆垛的方式，中间操作线路较长、用时过多、电池更换效率较低。
因此，有必要提出一种电池更换设备、应用电池更换设备更换车载电池的方法和集装箱，以至少部分地解决上述问题。
发明内容
在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
为了至少部分地解决上述问题，根据本发明的一个方面，公开了一种电池更换设备，用于更换车载电池，其特征在于，包括：
装卸装置，所述装卸装置用于在装卸位置卸载和安装车辆的电池；
传输装置，包括：
中间传输单元，所述中间传输单元与所述装卸装置相连；
回转传输单元，所述回转传输单元与所述中间传输单元相连并构
造为能够进行回转运动以用于传输且存储电池；和
充电装置，所述充电装置与所述回转传输单元相连，
其中，根据装卸需求，由所述装卸装置卸载下来的待充电的电池通过所述中间传输单元被传输至所述回转传输单元，以及放置在所述回转传输单元上的充电完毕的电池通过所述中间传输单元被传输至所述装卸装置，并且当电池位于所述回转传输单元上时，所述充电装置对电池充电。
优选地，所述传输装置包括水平并列布置和/或竖直上下布置的多个所述回转传输单元。
优选地，多个所述回转传输单元沿竖直方向间隔布置，并且所述中间传输单元还包括沿竖直方向可移动的升降装置，以将电池移动到任一所述回转传输单元上或移动离开任一所述回转传输单元。
优选地，所述装卸装置包括间隔布置的至少一个卸载装置和至少一个安装装置，以分别对不同车辆进行电池的卸载和安装操作。
优选地，还包括车辆平移装置，所述车辆平移装置能够将车辆从所述卸载装置处传输至所述安装装置处。
优选地，所述回转传输单元呈多边形或圆形的闭环设置。
优选地，所述充电装置多个相对于所述回转传输单元固定的电池座，所述电池能够放置在所述电池座中进行充电。
优选地，所述电池座构造为相对于所述回转传输单元固定，或
沿竖直方向和/或在水平面内相对于所述回转传输单元可移动。
根据本发明的另一方面，提供了一种应用上述任意一种方案的电池更换设备更换车载电池的方法，其特征在于，包括如下步骤：
A、根据卸载要求，装卸装置将车辆中的电池卸载下并移动至传输装置的中间传输单元；
B、所述中间传输单元将电池移动至所述传输装置的回转传输单元；
C、在所述回转传输单元运送电池的过程中，与所述回转传输单元相连的充电装置对电池充电；
D、根据安装要求，所述回转传输单元将充电完成的电池移动至所述中间传输单元；
E、所述中间传输单元将充电完成的电池移动至所述装卸装置；
F、所述装卸装置将充电完成的电池安装至所述车辆。
根据本发明的再一个方面，提供了一种集装箱，所述集装箱内集成有根据上述第一到第八方案的电池更换设备。
附图说明
本发明实施方式的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施方式及其描述，用来解释本发明的原理。在附图中，
图1为根据本发明的第一实施方式的电池更换设备的正视示意图；
图2为图1中的电池更换设备的侧视示意图；
图3为图1中的电池更换设备的俯视示意图；
图4为根据本发明的第二实施方式的电池更换设备的俯视示意图；
图5A为根据本发明的第三实施方式的电池更换设备的正视示意图；
图5B为图5A中的电池更换设备的俯视示意图；
图6为根据本发明的第四实施方式的电池更换设备的俯视示意图；以及
图7为根据本发明的第五实施方式的电池更换设备的正视示意图。
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明实施方式可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明实施方式发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
为了彻底了解本发明实施方式，将在下列的描述中提出详细的结构。显然，本发明实施方式的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。
第一实施方式
本实施方式提供了一种用于对电动汽车的车载电池进行更换和充电的电池更换设备100、应用电池更换设备100更换车载电池的方法和集装箱(未示出)。下面将结合图1至图3，对电池更换设备100和方法进行描述。
电池更换设备100包括控制室17、车辆平移装置16、装卸装置、以及用于电池的传输和充电的传输装置。传输装置又包括中间传输单元12和回转传输单元14。在使用中，装卸装置(未详细示出)将车辆上的电池卸载掉，并通过中间传输单元12运送至回转传输单元14，回转传输单元14持续转动地存储和运送电池，并在回转运动的过程中对电池进行充电。最终，充满电的电池再通过中间传输单元12离开回转传输单元14，再通过装卸装置将电池安装至车辆。
优选地，车辆平移装置16能够将车辆从卸载位置P1移动至安装位置P2，装卸装置在卸载位置P1处将电池从车辆上卸载掉，并在安装位置P2处将电池安装至车辆。更优选地，车辆平移装置16上设置有用于放置车辆的平台11，车辆平移装置16传送平台11从而实现对车辆的移动。
对应于彼此间隔开的卸载位置P1和安装位置P2，装卸装置又进一步包括位于卸载位置P1处的卸载装置(未详细示出)和位于安装位置P2处的安装装置(未详细示出)。卸载装置和安装装置间隔开，以分别对车辆进行电池的卸载和安装。
参考附图，可以看到，在本实施方式中，回转传输单元14包括沿竖直方向上下排布的多层结构。各个层的回转传输单元14结构相同，每一层的回转传输单元14均可以在水平方向上进行回转运动，其回转运动的轨迹大致为如图3所示的矩形闭环。
在每一层的回转传输单元14上都设置有彼此间距相等的用于放置电池的电池座15。电池座15一方面对电池起到固定作用，使得在回转传输单元14的回转运动中电池不会从回转传输单元14上掉落，另一方面，电池座15也在回转传输单元14对电池的运输过程中对电池进行充电。控制室17控制电源对电池座15集中供电，电池座15再将电能供应给电池。
为了方便将卸载掉的电池运送至某一层的回转传输单元14以及将充好电的电池从某一层的回转传输单元14移至车辆，中间传输单元12还分别在卸载装置处和安装装置处各设置有升降装置13。在卸载位置处，操作者可以手动地控制升降装置13使得升降装置13将电池放置在某一层的回转传输单元14上，也可以对传输装置整体进行编程控制，使得升降装置13能够智能地选择，以将电池放置在某一层的回转传输单元14的空的电池座15上。
这样，车辆在卸载位置P1处通过卸载装置将电池卸载后，被车辆平移装置16移动至安装位置P2，安装装置在此处将充好电的电池安装在车辆上。可以理解，对于某一车辆，在卸载位置P1卸载掉的电池与在安装位置P2安装至其的电池不一定是同一块电池。控制室17对整个运输装置进行编程控制，使得从回转传输单元14送至中间传输单元12的电池都已经是充电完成的电池，而未充满电的电池将一直跟随回转传输单元14进行回转运动，直至充电完成。
优选地，根据需要，可以将电池更换设备100集成在集装箱内，以便于实现电池更换设备100的运输和使用。
本实施方式也提供了一种内部集成有电池更换设备100的集装箱。集装箱内装设电池更换设备100，在需使用电池更换设备100时，将该集装箱运送至目的地，并在目的地处使用电池更换设备100。也就是说，可以将集装箱和集成在其中的电池更换设备100作为一个完整的模块来进行运输和使用。
第二实施方式
下面结合图4对本发明的第二实施方式的电池更换设备200进行描述，为了简化的目的，将省略与第一实施方式相同或相似的描述。
电池更换设备200的卸载位置P1和安装位置P2重合。也就是说，对车辆的电池的卸载和安装均完成在图中所示的装卸位置P1/P2处。在装卸位置P1/P2处，装卸装置将需充电的电池从车辆上取下，并通过中间传输单元22将需充电的电池运送至回转传输单元24上的电池座25上。在完成该步骤后，中间传输单元22可立刻将回转传输单元24上的一个已充好电的电池运送至装卸装置，随后装卸装置将充好电的电池安装至车辆。而需充电的电池则随回转传输单元24进行回转运动，同时实现充电。
可以理解，由于电池的装卸均在同一位置完成，因而本实施方式只在装卸位置P1/P2处设置一个升降装置23，且无需设置车辆平移装置。
第三实施方式
下面结合图5A和图5B对本发明的第三实施方式的电池更换设备300进行描述，为了简化的目的，将省略与第一实施方式相同或相似的描述。
电池更换设备300的回转传输单元34包括彼此平行设置的多层结构。每一层的回转传输单元34的传输路径均为圆形闭环结构，电池座35依次等间距排布在与该圆形闭环结构同心的圆周上。
在装卸位置P1/P2处，装卸装置将需充电的电池从车辆上取下，并通过中间传输单元32将需充电的电池运送至回转传输单元34上的电池座35上。在完成该步骤后，中间传输单元32可立刻将回转传输单元34上的一个已充好电的电池运送至装卸装置，随后装卸装置将充好电的电池安装至车辆。而需充电的电池则随回转传输单元34进行回转运动，同时实现充电。
第四实施方式
下面结合图6对本发明的第四实施方式的电池更换设备400进行描述，为了简化的目的，将省略与第一实施方式相同或相似的描述。
电池更换设备400设置有用于将车辆从卸载位置P1传输至安装位置P2的车辆平移装置46。且优选地，电池更换设备400的回转传输单元44包括单层结构或彼此平行设置的多层结构。每一层的回转传输单元44的传输路径均为圆形闭环结构，电池座45依次等间距排布在与该圆形闭环结构同心的圆周上。
在卸载位置P1处，中间传输单元42将需充电的电池从卸载装置传输至回转运输单元44，在该传输过程中，升降装置43对应地将需充电的电池抬升或降低至回转运输单元44的某一层的高度处。随后，车辆平移装置46将车辆平移至安装位置P2，在安装位置P2处，中间传输单元42将充好电的电池从回转传输单元44运送至安装装置，安装装置将充好电的电池安装至车辆。
第五实施方式
下面结合图7对本发明的第五实施方式的电池更换设备500进行描述，为了简化的目的，将省略与第一实施方式相同或相似的描述。
电池更换设备500的回转传输单元54为彼此平行设置的多层结构，每一层的传输路线均为闭环形式。回转传输单元54构造为能够使电池沿竖直方向在各个层之间移动，和/或使电池在水平面上相对于回转传输单元54运动。
例如，回转传输单元54可以设置有用于移动电池座55的移动机构(未详细示出)以及用于固定电池座55且构造为可解除的锁定机构，当需移动某一电池座55时，该电池座55所对应的锁定机构为解除状态。
具体地，回转传输单元54的用于放置电池座55的位置可以设置有可打开的底壁，当底壁打开时便让出了能够使移动机构沿竖直方向移动电池座55的通道。且在某一层回转传输单元54上，移动机构能够沿电池座55排布的方向移动电池座55。
当电池座55移动至预定位置时，与之对应的锁定机构将该电池座55固定。
这样，中间传输单元52可不必设置升降装置，而可以将所有的待充电的电池均放置在回转传输单元54的最下层的电池座55中，再通过回转传输单元54本身的移动机构将该电池座55移动至预定位置。
除非另有定义，本文中所使用的技术和科学术语与本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本发明。本文中出现的诸如“设置”等术语既可以表示一个部件直接附接至另一个部件，也可以表示一个部件通过中间件附接至另一个部件。本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其它特征结合地应用于另一个实施方式，除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。
本发明已经通过上述实施方式进行了说明，但应当理解的是，上述实施方式只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施方式范围内。本领域技术人员可以理解的是，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。

Claims (10)

1.一种电池更换设备，用于更换车载电池，其特征在于，包括：
装卸装置，所述装卸装置用于在装卸位置卸载和安装车辆的电池；
传输装置，包括：
中间传输单元，所述中间传输单元与所述装卸装置相连；
回转传输单元，所述回转传输单元与所述中间传输单元相连并构造为能够进行回转运动以用于传输且存储电池；和
充电装置，所述充电装置与所述回转传输单元相连，
其中，根据装卸需求，由所述装卸装置卸载下来的待充电的电池通过所述中间传输单元被传输至所述回转传输单元，以及放置在所述回转传输单元上的充电完毕的电池通过所述中间传输单元被传输至所述装卸装置，并且当电池位于所述回转传输单元上时，所述充电装置对电池充电。
2.根据权利要求1所述的电池更换设备，其特征在于，所述传输装置包括水平并列布置和/或竖直上下布置的多个所述回转传输单元。
3.根据权利要求2所述的电池更换设备，其特征在于，多个所述回转传输单元沿竖直方向间隔布置，并且所述中间传输单元还包括沿竖直方向可移动的升降装置，以将电池移动到任一所述回转传输单元上或移动离开任一所述回转传输单元。
4.根据权利要求1所述的电池更换设备，其特征在于，所述装卸装置包括间隔布置的至少一个卸载装置和至少一个安装装置，以分别对不同车辆进行电池的卸载和安装操作。
5.根据权利要求4所述的电池更换设备，其特征在于，还包括车辆平移装置，所述车辆平移装置能够将车辆从所述卸载装置移动至所述安装装置。
6.根据权利要求1所述的电池更换设备，其特征在于，所述回转传输单元呈多边形或圆形的闭环设置。
7.根据权利要求1所述的电池更换设备，其特征在于，所述充电装置包括多个电池座，以对放置在所述电池座中的电池进行充电。
8.根据权利要求7所述的电池更换设备，其特征在于，所述电池座构造为相对于所述回转传输单元固定，或
沿竖直方向和/或在水平面内相对于所述回转传输单元可移动。
9.一种应用如权利要求1-8中任一项所述的电池更换设备更换车载电池的方法，其特征在于，包括如下步骤：
A、根据卸载要求，装卸装置将车辆中的电池卸载下并移动至传输装置的中间传输单元；
B、所述中间传输单元将电池移动至所述传输装置的回转传输单元；
C、在电池随所述回转传输单元进行回转运动的过程中，与所述回转传输单元相连的充电装置对电池充电；
D、根据安装要求，所述回转传输单元将充电完成的电池移动至所述中间传输单元；
E、所述中间传输单元将充电完成的电池移动至所述装卸装置；
F、所述装卸装置将充电完毕的电池安装至所述车辆。
10.一种集装箱，其特征在于，所述集装箱内集成有根据权利要求1-8中任意一项所述的电池更换设备。
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