CN112721723A - 一种可移动式换电站、换电方法、终端及介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种可移动式换电站，其用于对可拆卸地安装有电池箱的待换电车辆进行换电，其特征在于，所述换电站包括：换电模块，其包括位于中间且安装于地面或任一平台的支撑框架、位于两侧的停靠区域及安装于所述支撑框架内的换电机器人；转运模块，其包括若干转运车、与转运车相连接的电池安装框架及可拆卸地安装于所述电池安装框架内的电池箱；本发明通过模块化，将用于进行换电动作的换电机器人集成在换电模块内，将换电动作的对象：满电池箱，集成在可灵活移动的转运车内，使得建站和移站时无需进行复杂的土建及电缆作业，从而降低了土建要求，达到快速建站、模块化、便于迁移的目的。

Description

一种可移动式换电站、换电方法、终端及介质

【技术领域】

本发明涉及换电站，尤其涉及一种可移动式换电站、换电方法、终端及介质。

【背景技术】

目前在电动卡车换电领域，电池箱采用可快速更换结构，可在专用换电站内完成更换，以达到电动车辆安全续航的目的。随着电动车辆的发展，越来越多的电动车辆也进入到换电模式当中。在过去，换电站基本属于长久地固定模式，而现在越来越多的用户需求是要求换电站能够使用一段时间后进行站址迁移，这也意味着今后的换电站应当具备模块化、快速建站、快速移站等特点。

现有的固定式换电站主要为轻钢结构，对土建基础有一定的要求和依赖性，且在换电站址迁移后，旧址的土建基础会浪费。轻钢结构的零部件虽然是在工厂预制完成，但仍需要在现场组装完成，其现场施工的进度和效率很大程度上依赖生产及现场安装工艺，且固定式换电站的线缆问题会造成站址迁移困难，从而导致安装、拆卸效率较低，不能适应用户快速建站、快速移站的要求。因此，有必要提供一种对土建依赖小、现场装卸效率高、无线缆问题的可移动式换电站。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种对土建基础依赖小的可移动式换电站、换电方法、终端及介质。

本发明的技术方案如下：一种可移动式换电站，其用于对可拆卸地安装有乏电池箱的待换电车辆进行换电，其特征在于，所述换电站包括：

换电模块，其包括支撑框架、位于所述支撑框架两侧的停靠区域及安装于所述支撑框架内的换电机器人，位于两侧的所述停靠区域与位于中间的支撑框架相连通，所述换电机器人作用于两侧的停靠区域以执行换电动作；

转运模块，其包括若干转运车、与所述转运车相连接的电池安装框架及可拆卸地安装于所述电池安装框架内的电池箱；

至少任一所述转运车停靠于所述换电模块任一侧的所述停靠区域内，且与所述转运车相连接的电池安装框架内至少包括满电池箱，所述待换电车辆停靠于与所述转运车相对一侧的另一所述停靠区域内，所述换电机器人将所述待换电车辆内的乏电池箱移动至所述转运模块的电池安装框架内，并将所述电池安装框架内的满电池箱移动至所述待换电车辆内以完成换电动作。

更优地，当所述停靠区域内的转运车的电池安装框架内包括乏电池箱时，所述转运车驶离所述停靠区域，且任一至少包括满电池箱的转运车驶进并停靠于所述停靠区域。

更优地，所述转运模块还包括与所述电池安装框架内的满电池箱或乏电池箱电连接的充电接口。

更优地，所述充电接口固定于所述电池安装框架或电池箱上，当至少包括乏电池箱的所述转运车驶离所述停靠区域后，通过所述充电接口对所述乏电池箱充电。

更优地，所述电池安装框架与所述转运车活动连接，且所述充电接口固定于所述电池安装框架的顶部，当至少包括乏电池箱的所述转运车驶离所述停靠区域后，所述电池安装框架与所述转运车相分离，并通过所述电池安装框架顶部的所述充电接口对所述乏电池箱充电。

更优地，所述换电机器人活动安装于所述支撑框架内，所述支撑框架包括框体、位于框体两侧并与所述停靠区域相连通的换电窗口、连接两换电窗口的侧面、连接于两侧面之间且分别固定于所述框体顶部和框体底部的导轨，所述换电机器人与所述导轨滑动连接。

更优地，一种可移动式换电站换电方法，该用方法用于如上述任一所述的可移动式换电站，其方法包括步骤：

至少包括满电池箱的转运车停靠于换电模块的停靠区域内；

可拆卸地安装有乏电池箱的待换电车辆停靠于与所述转运车相对一侧的另一停靠区域内；

安装在换电模块的支撑框架内的换电机器人将所述待换电车辆内的乏电池箱移动至所述转运模块的电池安装框架内，并将所述电池安装框架内的满电池箱移动至所述待换电车辆内以完成换电动作。

更优地，当所述停靠区域内的转运车的电池安装框架内包括乏电池箱时，所述转运车驶离所述停靠区域，且任一至少包括满电池箱的转运车驶进并停靠于所述停靠区域。

一种换电机器人的控制终端，包括处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序时，实现上述任一所述的可移动式换电站换电方法。

一种计算机可读存储介质，其存储有如上所述的换电机器人的控制终端中使用的计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现上述任一所述的可移动式换电站换电方法。

本发明的有益效果在于，本发明通过模块化，将用于进行换电动作的换电机器人集成在换电模块内，将换电动作的对象：满电池箱，集成在可灵活移动的转运车内，使得建站和移站时无需进行复杂的土建及电缆作业，从而降低了土建要求，达到快速建站、模块化、便于迁移的目的。

【附图说明】

图1为本发明的可移动式换电站一侧整体结构示意图；

图2为本发明的可移动式换电站另一侧整体结构示意图；

图3为本发明的可移动式换电站整体结构侧面示意图；

图4为本发明的换电机器人模块示意图；

图5为本发明的电池转运模块示意图；

图6为本发明的电池安装模块示意图；

图7为本发明的可移动式换电站的结构框图；

图8为本发明的控制终端的结构框图；

图9为本发明的换电机器人连接示意图；

图10为本发明的换电方法流程图。

【具体实施方式】

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。

参见图1-图7，本发明提供一种可移动式换电站100，其用于对可拆卸地安装有乏电池箱42的待换电车辆30进行换电，参见图1，所述换电站100包括：换电模块10和转运模块20。

具体地，参见图1和图7，换电模块10包括支撑框架11、停靠区域12和换电机器人13。所述换电机器人13滑动安装于所述支撑框架11内，支撑框架11位于换电模块10的中间位置，且支撑框架11安装于地面或任一平台，降低了土建要求，达到快速建站、模块化的目的。停靠区域12位于换电模块10的两侧，待换电车辆30可停靠于任一侧的停靠区域12内，且转运模块20的转运车21于与待换电车辆30相对的另一侧的停靠区域12内，该停靠区域12与所述支撑框架11的内部相连通，且停靠区域12的长度根据支撑框架11的长度相对应设置。所述换电机器人13安装于所述支撑框架11内，且所述换电机器人13作用于两侧的停靠区域12以执行换电动作，换电机器人13作用于一侧停靠区域12内的待换电车辆30，取出该待换电车辆30的乏电池箱42，并作用于于另一侧停靠区域12内的转运模块，将该乏电池箱42移动至转运模块20中，然后，换电机器人13再将转运模块20中的满电池箱41转移至待换电车辆30中完成换电动作。

可以理解的是，支撑框架11可以设置成较长的形式，以提供多个待换电车辆30同时停靠于同一侧的停靠区域12内，并设置多个换电机器人13执行换电动作。本实施例中，为了便于本领域技术人员理解，仅以停靠区域12内只设置一辆待换电车辆30举例。

更优地，参见图4，所述支撑框架11包括框体111、换电窗口112、侧面113及导轨114。本实施例中，换电窗口112的数量为两个，且分别位于框体111两侧，并与所述停靠区域12相连通。侧面113的数量为两个，并连接两换电窗口112并与该换电窗口112相垂直。导轨114连接于两侧面113之间并与侧面113相垂直，且导轨114的数量为多个，并分别固定于所述框体111顶部和框体111底部，所述换电机器人13与所述导轨114滑动连接。

更优地，参见图9，所述换电机器人13包括抓取部131、第一滑动部132、第二滑动部133、第三滑动部134、电机135、控制终端60及供电***137。抓取部131用于抓取电池箱40，参见图4，本实施例中，第一滑动部132与所述抓取部131固定连接，且第一滑动部132沿垂直所述换电窗口112方向滑动，第二滑动部133与所述第一滑动部132固定连接，且第二滑动部133沿垂直所述框体111顶部方向滑动，第三滑动部134与所述第二滑动部133固定连接，且第三滑动部134沿垂直所述侧面113方向滑动，所述第三滑动部134与所述导轨114滑动连接。电机135的数量为若干，若干电机135分别用于驱动第一滑动部132、第二滑动部133及第三滑动部134，控制终端60用于控制若干电机135，供电***137分别与所述控制终端60和电机135电连接。可以理解的是，换电机器人13用于，除了本实施例提供的滑动式机器人结构，也可以采用其他可以执行换电动作的机器人，例如关节式、握爪式、电磁式等。

具体地，参见图2和图7，转运模块20包括若干转运车21、电池安装框架22、电池箱40和充电接口23，电池安装框架22设置于所述转运车21上，所述电池安装框架22可以是以独立的模块，例如作为拖车的一部分，在需要时与拖车相连接，也可以作为转运车的一部分，例如代替常见的货车车厢。电池箱40可拆卸地安装于所述电池安装框架22内，充电接口23与所述电池安装框架22内的满电池箱41或乏电池箱42电连接。

具体地，参见图3和图7，至少任一所述转运车21停靠于所述换电模块10任一侧的所述停靠区域12内，且所述转运车21内的电池箱40至少包括满电池箱41，所述待换电车辆30停靠于与所述转运车21相对一侧的另一所述停靠区域12内，所述换电机器人13将所述待换电车辆30内的乏电池箱42移动至所述转运模块20的电池安装框架22内，并将所述电池安装框架22内的满电池箱41移动至所述待换电车辆30内以完成换电动作，当移动换电站100时，由于转运模块20和换电模块10是相互独立分离的两个模块，不存在直接的线缆连接，因此可通过搬运机械直接移动支撑框架11即可直接转移换电模块10，从而实现快速迁移的目的。

更优地，当所述停靠区域12内的转运车21的电池箱40至少包括乏电池箱41时，所述转运车21驶离所述停靠区域12，且任一至少包括满电池箱41的转运车21驶进并停靠于所述停靠区域12。

具体地，充电接口23可以多种方式设置于转运模块20中，本实施例中，所述充电接口23固定于所述电池安装框架22或电池箱40上，

在一实施方式中，所述充电接口23固定于电池安装框架22上，此时，当至少包括乏电池箱42的所述转运车21驶离所述停靠区域12后，通过固定于电池安装框架22上的充电接口23对所述乏电池箱42充电。在另一实施方式中，所述充电接口23固定于电池箱40上，此时，当至少包括乏电池箱42的所述转运车21驶离所述停靠区域12后，通过固定于电池箱40上的充电接口23对所述乏电池箱42充电。以下实施方式中，仅以充电接口23固定于电池安装框架22上为例。

更优地，充电接口23可以多种方式设置于电池安装框架22上，例如充电接口23可以是设置于电池安装框架22的正面、背面、侧面、顶部或底部中的一种或多种的组合。可以理解的是，充电接口23也可以采用多种样式，例如充电接口23为插接式、天线式、接触式或线圈感应式中的一种或多种的组合。

作为一种最优的实施方式，参见图6，电池安装框架22可拆卸地设置于所述转运车21上，且所述充电接口23固定于所述电池安装框架22的顶部，且所述充电接口23采用天线式。当至少包括乏电池箱42的所述转运车21驶离所述停靠区域12后，所述电池安装框架22与所述转运车21相分离，并通过所述电池安装框架22顶部的所述充电接口23对所述乏电池箱42充电。

参见图10，本发明还提供了一种可移动式换电站换电方法，该用方法用于如上所述的可移动式换电站，其方法包括步骤：

S10至少包括满电池箱41的转运车21停靠于换电模块10的停靠区域12内；

S20可拆卸地安装有乏电池箱42的待换电车辆停30靠于与所述转运车21相对一侧的另一停靠区域12内；

S30安装在换电模块10的支撑框架11内的换电机器人13将所述待换电车辆30内的乏电池箱42移动至所述转运模块20的电池安装框架22内，并将所述电池安装框架22内的满电池箱41移动至所述待换电车辆30内以完成换电动作。由于转运车21具有灵活移动的特点，且换电机器人13集成在换电模块10的支撑框架11内，建站和转移时，换电机器人13可以连同支撑框架11一起移动，电池箱40可以跟随转运车21一起移动，使得建站和移站时无需进行复杂的土建及电缆作业。

更优地，当所述停靠区域12内的转运车21的电池箱40包括乏电池箱时，所述转运车21驶离所述停靠区域12，且任一至少包括满电池箱41的转运车驶进并停靠于所述停靠区域12。可以理解的是，转运车21可以在电池箱40全是乏电池箱42时离开停靠区域12，也可以在电池箱40中仅部分是乏电池箱42时离开停靠区域12，以让拥有新的转运车21停靠于停靠区域12内，具体方法可以根据实际需求设置。

本发明还提供一种换电机器人13的控制终端60，参见图8，包括处理器61、存储器62及存储在存储器62上并可在处理器61上运行的计算机程序63，所述处理器61运行所述计算机程序63时，所述换电机器人13在换电站100内执行换电动作。

具体地，所述处理器61可以是中央处理单元，还可以是其他通用处理器61、数字信号处理器61、专用集成电路、现成可编程门阵列或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。进一步地，通用处理器61可以是微处理器61或者该处理器61也可以是任何常规的处理器61等，所述处理器61是所述控制终端60的控制中心，利用各种接口和线路连接整个控制终端60的各个部分。

具体地，所述存储器62可用于存储所述计算机程序63和/或模块，所述处理器61通过运行或执行存储在所述存储器62内的计算机程序63和/或模块，以及调用存储在存储器62内的数据，实现所述控制终端60的各种功能。进一步地，所述存储器62可主要包括存储程序区和存储数据区。其中，存储程序区可存储操作***、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。

本发明还提供一种计算机可读存储介质，其存储有上述的换电机器人13的控制终端60中使用的计算机程序63，所述计算机程序63被处理器61执行时，所述换电机器人13在如上述任一的可移动式换电站100内执行换电动作。

具体地，计算机可读介质的更具体的示例包括以下：具有一个或多个布线的电连接部，便携式计算机盘盒，随机存取存储器62，只读存储器62，可擦除可编辑只读存储器62，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器62。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器62中。应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。

借此，本发明通过将换电机器人预制在一个框架中，降低了土建要求，达到快速建站、模块化、便于迁移的目的。通过将待换电电池箱设置在电池转运模块上，不在站内充电，解决了目前站址迁移时换电站充电***复杂的电力设置及线缆转移问题，达到快速迁移、部署的目的。

以上所述的仅是本发明的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种可移动式换电站，其用于对可拆卸地安装有乏电池箱的待换电车辆进行换电，其特征在于，所述换电站包括：

换电模块，其包括支撑框架、位于所述支撑框架两侧的停靠区域及安装于所述支撑框架内的换电机器人，位于两侧的所述停靠区域与位于中间的支撑框架相连通，所述换电机器人作用于两侧的停靠区域以执行换电动作；

转运模块，其包括若干转运车、与所述转运车相连接的电池安装框架及可拆卸地安装于所述电池安装框架内的电池箱；

至少任一所述转运车停靠于所述换电模块任一侧的所述停靠区域内，且与所述转运车相连接的电池安装框架内至少包括满电池箱，所述待换电车辆停靠于与所述转运车相对一侧的另一所述停靠区域内，所述换电机器人将所述待换电车辆内的乏电池箱移动至所述转运模块的电池安装框架内，并将所述电池安装框架内的满电池箱移动至所述待换电车辆内以完成换电动作。

2.根据权利要求1所述的可移动式换电站，其特征在于：当所述停靠区域内的转运车的电池安装框架内包括乏电池箱时，所述转运车驶离所述停靠区域，且任一至少包括满电池箱的转运车驶进并停靠于所述停靠区域。

3.根据权利要求1所述的可移动式换电站，其特征在于：所述转运模块还包括与所述电池安装框架内的满电池箱或乏电池箱电连接的充电接口。

4.根据权利要求3所述的可移动式换电站，其特征在于：所述充电接口固定于所述电池安装框架或电池箱上，当至少包括乏电池箱的所述转运车驶离所述停靠区域后，通过所述充电接口对所述乏电池箱充电。

5.根据权利要求3所述的可移动式换电站，其特征在于：所述电池安装框架与所述转运车活动连接，且所述充电接口固定于所述电池安装框架的顶部，当至少包括乏电池箱的所述转运车驶离所述停靠区域后，所述电池安装框架与所述转运车相分离，并通过所述电池安装框架顶部的所述充电接口对所述乏电池箱充电。

6.根据权利要求3所述的可移动式换电站，其特征在于：所述换电机器人活动安装于所述支撑框架内，所述支撑框架包括框体、位于框体两侧并与所述停靠区域相连通的换电窗口、连接两换电窗口的侧面、连接于两侧面之间且分别固定于所述框体顶部和框体底部的导轨，所述换电机器人与所述导轨滑动连接。

7.一种可移动式换电站换电方法，其特征在于，该用方法用于如权利要求1-6任一所述的可移动式换电站，其方法包括步骤：

至少包括满电池箱的转运车停靠于换电模块的停靠区域内；

可拆卸地安装有乏电池箱的待换电车辆停靠于与所述转运车相对一侧的另一停靠区域内；

安装在换电模块的支撑框架内的换电机器人将所述待换电车辆内的乏电池箱移动至所述转运模块的电池安装框架内，并将所述电池安装框架内的满电池箱移动至所述待换电车辆内以完成换电动作。

8.根据权利要求7所述的可移动式换电站换电方法，其特征在于：当所述停靠区域内的转运车的电池安装框架内包括乏电池箱时，所述转运车驶离所述停靠区域，且任一至少包括满电池箱的转运车驶进并停靠于所述停靠区域。

9.一种换电机器人的控制终端，包括处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器运行所述计算机程序时，实现如权利要求7-8任一所述的可移动式换电站换电方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其存储有权利要求9所述的换电机器人的控制终端中使用的计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求7-8任一所述的可移动式换电站换电方法。

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