CN109501757A - 换电*** - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种换电***，其包括：电池装卸平台，其用于为待换电车辆提供停靠与换电操作区域；电池更换区间，其沿所述电池装卸平台的宽度方向布置在所述电池装卸平台的第一侧，且用于更换电池；以及电气装置区间，其沿所述电池装卸平台的宽度方向布置在所述电池装卸平台的第二侧，且包括：用于控制换电***的动作的电控装置；以及空置区域。根据本申请的换电***，通过合理布局，一方面提高相关设备的集成度与紧密性，使得电池更换流程更为高效紧凑；另一方面还预留出一部分空置区间，以用作预留的员工/驾驶员的等候/休息区域，使得该换电站的使用体验更为舒适。

Description

换电***
技术领域
本申请涉及车辆换电领域，更具体而言，其涉及一种用于具备动力电池的车辆的换电***。
背景技术
随着传统化石能源消耗所带来的供应压力以及尾气污染，传统燃油汽车的发展进入了迟滞期。针对于此，出于对绿色能源前景的看好，节能环保的电动汽车在近几年呈现出井喷式发展。目前，在电动汽车开发过程中，由于受到当前电池技术的限制，电池容量不足及充电时间较长是现阶段不可回避的问题。为解决此类技术问题，一方面，加大了对电池技术自身的研发投入；另一方面，也加大了对电池周边技术的开发。例如，电池更换即为一种极速、方便、安全的办法。
具体而言，换电（也即电池更换）是指电动汽车通过换电设备将车辆的动力电池取下，并更换另一组动力电池到电动汽车上的补能方式。换电站是为电动汽车的动力电池实现换电的场所，其可选地具有充电、热管理、通信、监控等功能。在一类兼具充电功能的换电站中，可以预先承载一定数量电池箱，并在电池仓中采用专用充电电缆与充电装置快速连接及充电。
目前，需要在极其有限的空间内尽可能多地布置换电***，例如，在指定空间内布置三套换电***等。且还需尽可能地缩小单套换电***的占用空间，以满足实际境况中空间有限等方面的限制。此时，设备布局的合理性极为重要。此种空间布局，应当在满足基本换电操作的同时，预留出员工检修空间，及驾驶员的等候/休息区域。考虑到换电站的运营时长，预留出员工休息区域同样十分必要。此外，考虑到电池应用场景通常都已沾染灰尘、泥水等污渍，故其连接端口易于受污而发生故障，故预留检修空间也极具必要性。
因此，如何通过优化换电***，合理地利用有限空间来实现尽可能多的功能，成为亟待解决的技术问题。
发明内容
本申请的目的在于提供一种优化空间利用率的换电***。
为实现本申请的目的，根据本申请的一个方面，提供一种换电***，其包括：电池装卸平台，其用于为待换电车辆提供停靠与换电操作区域；电池更换区间，其沿所述电池装卸平台的宽度方向布置在所述电池装卸平台的第一侧，且用于更换电池；以及电气装置区间，其沿所述电池装卸平台的宽度方向布置在所述电池装卸平台的第二侧，且包括：用于控制换电***的动作的电控装置；以及空置区域。
可选地，所述电气装置区间还包括用于为电池充电的供电电源；所述供电电源在电池装卸平台的第二侧沿其长度方向布置在第一端；所述电控装置在电池装卸平台的第二侧沿其长度方向布置在第二端；且所述空置区域设置在所述供电电源与所述电控装置之间。
可选地，所述电池更换区间包括：储存架，其沿所述电池装卸平台的宽度方向布置在所述电池装卸平台的第一侧，且用于储存动力电池；以及电池转运组件，其在所述电池装卸平台与所述储存架之间往复运动，并用于转运所述电池装卸平台上的待换电车辆的动力电池和/或所述储存架上的动力电池。
可选地，所述储存架沿长度方向设置多列容置区间，各个容置区间分别用于储存动力电池；且在相邻的两列容置区间之间设置检修通道。
可选地，所述储存架沿竖直方向设置多排容置隔层，各个容置隔层分别用于储存动力电池；其中，相邻的两列容置区间之间的检修通道的数量对应于所述容置隔层的排数。
可选地，所述储存架的各个容置隔层和/或容置隔层上还设置用于为动力电池充电的充电端口。
可选地，所述电池转运组件包括：堆垛机，其沿所述电池装卸平台的宽度方向布置在所述电池装卸平台的第一侧，所述堆垛机相对于所述储存架沿竖直方向发生往复运动，且所述堆垛机沿所述储存架的长度方向发生往复运动；以及转运车，其在所述电池装卸平台与所述堆垛机之间往复运动，并用于转运所述电池装卸平台上的待换电车辆的动力电池和/或所述堆垛机上的动力电池。
可选地，所述堆垛机设置在所述储存架背离所述电池装卸平台的一侧。
可选地，待更换的动力电池在所述储存架、所述堆垛机、所述转运车及所述电池装卸平台上的待换电车辆上具有一致的布置方向。
可选地，所述储存架的底部设置通行空间，所述通行空间的高度大于承载动力电池的堆垛机在竖直方向上的最低高度；且/或所述通行空间的高度大于承载动力电池的转运车在竖直方向上的最低高度。
根据本申请的换电***，通过合理布局，一方面，将换电相关部件设置在电池装卸平台一侧的电池更换区间内，提高相关设备的集成度与紧密性，使得电池更换流程更为高效紧凑；另一方面，将电气元件布置在电池装卸平台另一侧的电气装置区间内，且由于该区间具有与电池装卸平台相同的长度，也即，通常具有大于一辆车的长度，故该区间在布置电气装置之外，还可预留出一部分空置区间，以便于驾驶员上、下车及用作预留的员工/驾驶员的等候/休息区域，使得该换电站的使用体验更为舒适。
附图说明
图1是本申请的换电***的一个实施例的立体示意图。
图2是本申请的换电***的一个实施例的俯视示意图。
具体实施方式
根据本申请的构想，在此结合附图提供一种换电***的实施例。该换电***大致上包括电池装卸平台100、电池更换区间200以及电气装置区间300。
其中，电池装卸平台100用于为待换电车辆提供停靠与换电操作区域。由于此类电池装卸平台的通用结构对于本领域技术人员而言已十分熟悉，故下文仅予以简述。例如，此类电池装卸平台可包括：供车辆定点提车的制动位置，便于换电装置从车辆底部进行操作的举升平台或者底部空间等。
电池更换区间200则沿电池装卸平台100的宽度方向X布置在电池装卸平台100的第一侧，且其包括多种机械构件来用于执行更换电池的操作，下文中将会举例详述。
此外，电气装置区间300则沿电池装卸平台100的宽度方向X布置在电池装卸平台100的第二侧，且包括：用于控制电池装卸平台100及电池更换区间200的动作的电控装置320；以及空置区域。可选地，若对于该换电***还存在现场充电方面的需求，则还可以在该电气装置区间300内设置用于为电池充电的供电电源310，以提供充电功能的供应源。此时，该套换电***中的电气装置均布置在此处，其包括强电类元件的供电电源310及弱电类元件的电控装置320。
根据本申请的一个实施例的换电***，通过对其中的元件的合理布局，实现例如多个技术效果，包括：一方面，将换电相关部件设置在电池装卸平台100一侧的电池更换区间200内，提高相关设备的集成度与紧密性，使得电池更换流程更为高效紧凑；另一方面，将电气元件布置在电池装卸平台100另一侧的电气装置区间300内，且由于该区间具有与电池装卸平台100相同的长度，也即，通常具有大于一辆车的长度，故该区间在布置电气装置之外，还可预留出一部分空置区间，以便于驾驶员上、下车及用作预留的员工/驾驶员的等候/休息区域，使得该换电站的使用体验更为舒适。
此外，本申请在此还提出关于该换电***的多个细节上的改善，以期提供更为突出的技术效果，如下将举例说明。
例如，在电气装置区间300内，供电电源310在电池装卸平台100的第二侧沿其长度方向Y布置在第一端；且电控装置320在电池装卸平台100的第二侧沿其长度方向Y布置在第二端。由此可在供电电源310与电控装置320之间预留出空置区域。一方面，该空置区域设置在中间部分，其正好与停靠就位的待换电车辆的车门对准，使驾驶员能够方便地出入待换电车辆；另一方面，该空置区域可便于工作人员或驾驶员在其空闲时间具有休息空间。
再如，电池更换区间200可进一步细分地包括：储存架210以及电池转运组件220，如下将逐一而述。
其中，储存架210沿电池装卸平台100的宽度方向X布置在电池装卸平台100的第一侧。一方面，储存架210用于储存已完成充电的满电动力电池200及从车辆上卸载的待充电的亏电动力电池；另一方面，其上还设置多个充电端口，以用于为动力电池400进行充电操作，保证整个换电***能够循环工作。
更具体而言，该储存架210沿长度方向Y设置多列容置区间212a、212b，各个容置区间212a、212b分别用于储存动力电池400和/或为动力电池400充电；且在相邻的两列容置区间212a、212b之间设置检修通道213a、213b、213c，以便于工作人员对存储的电池或充电端口进行检修。由于电动车辆上的动力电池在其应用环境中极其容易沾染灰尘、泥水等污渍，故其连接端口易于受污而发生故障，故预留出该检修通道极具必要性。
在另一个角度上，储存架210沿竖直方向Z设置多排容置隔层211a、211b、211c，各个容置隔层211a、211b、211c分别用于储存动力电池400及为动力电池400充电；其中，相邻的两列容置区间212a、212b之间的检修通道213a、213b、213c的数量对应于容置隔层211a、211b、211c的排数。此种布置下，在每层均具有对应的检修通道，以便工作人员可以针对故障电池或故障端口进入对应的检修通道中，从而更为便于其执行各种维护操作。
此外，电池更换区间200所包括的电池转运组件220在电池装卸平台100与储存架210之间往复运动，并用于转运电池装卸平台100上的待换电车辆的动力电池400及储存架210上的动力电池400。
更具体而言，电池转运组件220包括堆垛机221以及转运车222。
其中，堆垛机221沿电池装卸平台100的宽度方向X布置在电池装卸平台100的第一侧，且其能够相对于储存架210沿竖直方向Z发生往复运动，并能够沿储存架210的长度方向Y发生往复运动；以便移动至储存架210上不同的对应位置处来执行将亏电电池从堆垛机221装入储存架210的操作，或者执行将满电电池从储存架210取出至堆垛机221的操作。可选地，堆垛机221设置在储存架210背离电池装卸平台100的一侧，如此将更为合理地利用换电***空间及优化换电流程的实施。
而转运车222则能够在电池装卸平台100与堆垛机221之间往复运动，并用于转运电池装卸平台100上的待换电车辆的动力电池400和/或堆垛机221上的动力电池400，从而实现了对车辆亏电电池的取出以及满电电池的装入。
另外，还可使动力电池400在储存架210、堆垛机221、转运车222及电池装卸平台100上的待换电车辆上具有一致的布置方向。此种布置使得动力电池在转移过程中无需再经过额外的旋转换向步骤，进一步地简化了换电流程。
再如，为确保电池能够顺利地在储存架与电池装卸平台之间进行转运，应提供一条转运通道。为尽可能地改善空间利用率，可在储存架210的底部设置通行空间214来用作动力电池的双向转运通道。此时，该通行空间214的高度应大于承载动力电池400的堆垛机221在竖直方向Z上的最低高度，以便电池能够在堆垛机221与通行空间214之间转移；且通行空间214的高度大于承载动力电池400的转运车222在竖直方向Z上的最低高度，以便转运车222能够进入通行空间214、获取其中的转运动力电池，并将其在堆垛机130与电池装卸平台之间进行转移。
以上例子主要说明了换电***。尽管只对其中一些本申请的实施方式进行了描述，但是本领域普通技术人员应当了解，本申请可以在不偏离其主旨与范围内以许多其他的形式实施。因此，所展示的例子与实施方式被视为示意性的而非限制性的，在不脱离如所附各权利要求所定义的本申请精神及范围的情况下，本申请可能涵盖各种的修改与替换。

Claims (10)

1.一种换电***，其特征在于，包括：
电池装卸平台，其用于为待换电车辆提供停靠与换电操作区域；
电池更换区间，其沿所述电池装卸平台的宽度方向布置在所述电池装卸平台的第一侧，且包括用于更换电池；以及
电气装置区间，其沿所述电池装卸平台的宽度方向布置在所述电池装卸平台的第二侧，且包括：用于控制所述换电***的动作的电控装置；以及空置区域。
2.根据权利要求1所述的换电***，其特征在于：所述电气装置区间还包括用于为电池充电的供电电源；所述供电电源在电池装卸平台的第二侧沿其长度方向布置在第一端；所述电控装置在电池装卸平台的第二侧沿其长度方向布置在第二端；且所述空置区域设置在所述供电电源与所述电控装置之间。
3.根据权利要求1所述的换电***，其特征在于，所述电池更换区间包括：
储存架，其沿所述电池装卸平台的宽度方向布置在所述电池装卸平台的第一侧，且用于储存动力电池；以及
电池转运组件，其在所述电池装卸平台与所述储存架之间往复运动，用于转运所述电池装卸平台上的待换电车辆的动力电池和/或所述储存架上的动力电池。
4.根据权利要求3所述的换电***，其特征在于：所述储存架沿长度方向设置多列容置区间，各个容置区间分别用于储存动力电池；且在相邻的两列容置区间之间设置检修通道。
5.根据权利要求4所述的换电***，其特征在于：所述储存架沿竖直方向设置多排容置隔层，各个容置隔层分别用于储存动力电池；其中，相邻的两列容置区间之间的检修通道的数量对应于所述容置隔层的排数。
6.根据权利要求5所述的换电***，其特征在于，所述储存架的各个容置隔层和/或容置隔层上还设置用于为动力电池充电的充电端口。
7.根据权利要求3所述的换电***，其特征在于，所述电池转运组件包括：
堆垛机，其沿所述电池装卸平台的宽度方向布置在所述电池装卸平台的第一侧，所述堆垛机相对于所述储存架沿竖直方向发生往复运动，且所述堆垛机沿所述储存架的长度方向发生往复运动；以及
转运车，其在所述电池装卸平台与所述堆垛机之间往复运动，并用于转运所述电池装卸平台上的待换电车辆的动力电池和/或所述堆垛机上的动力电池。
8.根据权利要求7所述的换电***，其特征在于：所述堆垛机设置在所述储存架背离所述电池装卸平台的一侧。
9.根据权利要求7所述的换电***，其特征在于，待更换的动力电池在所述储存架、所述堆垛机、所述转运车及所述电池装卸平台上的待换电车辆上具有一致的布置方向。
10.根据权利要求7所述的换电***，其特征在于，所述储存架的底部设置通行空间，所述通行空间的高度大于承载动力电池的堆垛机在竖直方向上的最低高度；且/或所述通行空间的高度大于承载动力电池的转运车在竖直方向上的最低高度。
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