CN113815479B - 换电设备及换电方法 - Google Patents

Abstract

本申请提出了一种换电设备，包括：多个换电站，每个换电站包括换电单元，换电单元包括第一电池和至少一换电位；多个取放装置，分别与多个换电站相对应；换电运营平台，分别与多个换电站和多个取放装置通信连接，用于：获取换电站的第一电池数据和站点数据；获取换电车辆的停车位置和电池信息；判断换电车辆是否移动至换电位；向与换电站相对应取放装置发送换电信息；取放装置接收换电信息并移动至换电车辆的下方并使换电车辆解锁第二电池，从而取下解锁的第二电池并装设于相对应的换电站内进行充电，以及取下换电站的第一电池并装设于换电车辆。本申请还提出了一种换电方法。本申请的整个过程操作简单，耗时较短，换电效率较高。

Description

换电设备及换电方法

技术领域

本申请涉及电动车换电技术领域，尤其涉及一种换电设备及换电方法。

背景技术

换电是电动车补充电能的一种重要方式，目前已经大量投放市场的换电模式，主要以底盘换电为主，即电动车底盘设置有多块电池，换电装备通过更换车底的电池，完成对电动车电能的补充。

现有的车辆在换电时通过人工开往换电站和人工解锁或上锁车辆内的电池，当车辆在换车位时控制取放装置进行换电，然而，此种换电方式耗时较长，且人工解锁或上锁的方式操作繁琐，换电效率较低。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种换电设备及换电方法，以解决现有的换电效率低的技术问题。

本申请提出了一种换电设备，包括：

多个换电站，每个所述换电站包括换电单元，所述换电单元包括满电的第一电池和至少一用于停放换电车辆的换电位；

多个取放装置，分别与多个所述换电站相对应，用于更换所述换电车辆的待换的第二电池；

换电运营平台，分别与多个所述换电站和多个所述取放装置通信连接，用于：

获取所述换电站的第一电池数据和站点数据；

获取所述换电车辆的停车位置和电池信息，所述电池信息包括第二电池信息；

基于所述停车位置，判断所述换电车辆是否移动至所述换电位；

基于所述换电车辆移动至所述换电位和所述电池信息，向与所述换电站相对应所述取放装置发送换电信息；

所述取放装置接收所述换电信息并移动至所述换电车辆的下方并使所述换电车辆解锁所述第二电池，从而取下解锁的所述第二电池并装设于相对应的所述换电站内进行充电，以及取下所述换电站的所述第一电池并装设于所述换电车辆。

在一些实施例中，所述换电车辆还包括待充电的第三电池，所述换电站还包括：

储能单元，与所述换电单元、电网及用户电连接，用于储存从电网输入的电能，以对所述换电单元收容的所述第二电池进行充电以及对所述电网和/或用户进行供电；

充电单元，电连接所述储能单元和电网，用于利用所述储能单元储存的电能或所述电网的电能对所述换电车辆进行充电。

在一些实施例中，所述换电单元包括：

至少两个换电组件，分别用于容置从换电车辆移取的第二电池和满电的第一电池，每个所述换电组件包括换电架、第一锁紧件及第二锁紧件，所述换电架包括一用于容置所述第一电池或所述第二电池的换电仓，所述第一锁紧件和所述第二锁紧件均设于所述换电架且可伸入所述换电仓，以在第一方向或第二方向锁紧所述第一电池或所述第二电池。

在一些实施例中，所述换电车辆具有信号接收器，所述取放装置具有与所述信号接收器适配的信号发生器，所述信号发生器可在所述取放装置移动至所述换电车辆的所述第二电池下方时触发所述信号接收器，以使所述换电车辆解锁所述第二电池并使所述取放装置移取所述第二电池。

本申请还提出了一种换电方法，应用于换电设备，所述换电设备包括多个换电站、取放装置及换电运营平台，包括：

所述换电运营平台通过车联网平台获取换电车辆的停车位置和电池信息，所述电池信息包括待换的第二电池信息；

所述换电运营平台基于所述停车位置，判断所述换电车辆是否移动至一所述换电站的换电位；

所述换电运营平台基于所述换电车辆移动至所述换电位，并根据所述电池信息，向相对应的所述取放装置发送换电信息；

所述取放装置接收所述换电信息并移动至所述换电车辆的下方并使所述换电车辆解锁所述第二电池，从而取下解锁的所述第二电池并装设于相对应的所述换电站内进行充电，以及取下所述换电站的第一电池并装设于所述换电车辆。

在一些实施例中，所述换电车辆还包括待充电的第三电池，所述换电站包括储能单元和充电单元，所述方法还包括：

所述换电运营平台控制所述储能单元储存从电网输入的电能并以对所述换电单元收容的所述第二电池进行充电以及对所述电网和/或用户进行供电，以及控制充电单元利用所述储能单元储存的电能或所述电网的电能对所述换电车辆进行充电。

在一些实施例中，所述换电运营平台可获取所述换电站的站点数据和第一电池数据，所述方法还包括：

当所述换电运营平台判断所述换电车辆未位于所述换电位且仅需要换电时，根据所述换电站的站点数据和所述第一电池数据，所述换电运营平台优先获取距离所述换电车辆最近且具有空置换电位的所述换电站的信息，并根据所述换电站的信息调度所述换电车辆移动至所述换电站的所述换电位。

在一些实施例中，当所述换电运营平台判断所述换电车辆未位于所述换电位且需要换电和充电时，根据所述换电站的站点数据和第一电池数据，所述换电运营平台优先获取距离所述换电车辆最近且具有空置换电位和能够充电的所述换电站的信息，并根据所述换电站的信息调度所述换电车辆移动至所述换电站的所述换电位。

在一些实施例中，所述换电运营平台可直接控制所述换电车辆移动至所述换电位。

在一些实施例中，所述方法还包括：

所述换电运营平台可与所述换电车辆内的用户终端通讯连接，通过所述用户终端可进行换电下单、导航至所述换电位及换电结算。

上述的换电设备及换电方法中，通过换电运营平台判断换电车辆位于换电位时发送换电信息至相对应的取放装置，取放装置接收换电信息并移动至换电车辆的下方并使换电车辆解锁第二电池，从而取下解锁的第二电池并装设于相对应的换电站内进行充电，以及取下换电站的第一电池并装设于换电车辆，整个过程操作简单，耗时较短，换电效率较高。

附图说明

图1为本申请第一实施例提供的换电设备的硬件架构图。

图2为图1所示的一实施例中取放装置与换电车辆的换电示意图。

图3是图2所示的换电站中第一实施例的换电单元的分解结构示意图。

图4为图3所示的换电组件锁紧一尺寸的电池的结构示意图。

图5为图3所示的换电组件锁紧另一尺寸的电池的结构示意图。

图6为图3所示的换电组件和第一电池的分解结构示意图。

图7为图1所示的换电站中第二实施例的换电单元的分解结构示意图。

图8为图1所示的一实施例的换电站的立体结构示意图。

图9为图1所示的一实施例的取放装置的分解结构示意图。

图10为图1中的取放装置与换电车辆的换电结构示意图。

图11为本申请第二实施例提供的换电方法的流程图。

主要元件符号说明

换电设备 100

换电站 10

换电单元 101

换电组件 11

换电架 111

换电仓 1111

第一孔 1112

第二孔 1113

第一锁紧件 112

第一伸缩杆 1121

第一驱动件 1122

第二锁紧件 113

第二伸缩杆 1131

第二驱动件 1132

浮动悬架 114

底座 12

换电空间 121

充电机 13

第一插接件 131

护罩 14

视觉识别模组 15

储能单元 102

充电单元 103

充电枪 1032

取放装置 20

移动座 21

移动轮 211

容纳腔 212

驱动模组 22

导航模组 23

举升机构 24

驱动件 241

举升件 242

定位模组 25

信号发生器 26

换电运营平台 30

车联网平台 40

第一电池 1

第二插接件 2

锁紧孔 3

换电车辆 4

箱架控制器 41

信号接收器 5

第二电池 6

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、顺时针”、“逆时针”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申请和简化描述，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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“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，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；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，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，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上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

本申请提出了一种换电设备，包括：

多个换电站，每个所述换电站包括换电单元，所述换电单元包括满电的第一电池和至少一用于停放换电车辆的换电位；

多个取放装置，分别与多个所述换电站相对应，用于更换所述换电车辆的待换的第二电池；

换电运营平台，分别与多个所述换电站和多个所述取放装置通信连接，用于：

获取所述换电站的第一电池数据和站点数据；

获取所述换电车辆的停车位置和电池信息，所述电池信息包括第二电池信息；

基于所述停车位置，判断所述换电车辆是否移动至所述换电位；

基于所述换电车辆移动至所述换电位和所述电池信息，向与所述换电站相对应所述取放装置发送换电信息；

所述取放装置接收所述换电信息并移动至所述换电车辆的下方并使所述换电车辆解锁所述第二电池，从而取下解锁的所述第二电池并装设于相对应的所述换电站内进行充电，以及取下所述换电站的所述第一电池并装设于所述换电车辆。

本申请还提出了一种换电方法，应用于换电设备，所述换电设备包括多个换电站、取放装置及换电运营平台，包括：

所述换电运营平台通过车联网平台获取换电车辆的停车位置和电池信息，所述电池信息包括待换的第二电池信息；

所述换电运营平台基于所述停车位置，判断所述换电车辆是否移动至一所述换电站的换电位；

所述换电运营平台基于所述换电车辆移动至所述换电位，并根据所述电池信息，向相对应的所述取放装置发送换电信息；

所述取放装置接收所述换电信息并移动至所述换电车辆的下方并使所述换电车辆解锁所述第二电池，从而取下解锁的所述第二电池并装设于相对应的所述换电站内进行充电，以及取下所述换电站的第一电池并装设于所述换电车辆。

上述的换电设备及换电方法中，通过换电运营平台判断换电车辆位于换电位时发送换电信息至相对应的取放装置，取放装置接收换电信息并移动至换电车辆的下方并使换电车辆解锁第二电池，从而取下解锁的第二电池并装设于相对应的换电站内进行充电，以及取下换电站的第一电池并装设于换电车辆，整个过程操作简单，耗时较短，换电效率较高。

下面结合说明书附图，对本申请的实施例作进一步地说明。

请参见图1，本申请的第一实施例提出了一种换电设备100，包括多个换电站10、多个取放装置20及换电运营平台30。

每个换电站10包括换电单元101，换电单元101包括满电的第一电池1和至少一用于停放换电车辆4的换电位。多个取放装置20分别与多个换电站10相对应，用于更换换电车辆4的待换的第二电池6(如下图8所示)。换电运营平台30分别与多个换电站10和取放装置20通信连接，用于：通过车联网平台40获取换电车辆4的停车位置和电池信息；基于停车位置，判断换电车辆4是否移动至换电位；基于换电车辆4移动至换电位和电池信息，向与换电站10相对应的取放装置20发送换电信息；取放装置20接收换电信息并移动至换电车辆4的下方并使换电车辆4解锁第二电池6，从而取下解锁的第二电池6并装设于相对应的换电站10内进行充电，以及取下换电站10的第一电池1并装设于换电车辆4，从而完成换电作业。

其中，换电站10的数量为多个，每个换电站10所对应的取放装置20可为一个，也可为多个，且每个换电站10的四周设有一个换电位，也可以设有多个换电位，如图2所示，换电站10的四周设有四个换电位，一换电站10可同时对四个换电车辆4进行换电作业；换电运营平台30可分别与多个换电站10和多个取放装置20通讯连接。

请参见图3，在第一实施例中，换电单元101包括三个换电组件11、底座12、充电机13及护罩14。

三个换电组件11呈一字形并排设置，用于容置从换电车辆4上取下的第二电池6和充满电的第一电池1，第二电池6可以为亏点电池，也可为没电电池；其中两个换电组件11容置有第一电池1，其中一个换电组件11用于容置第二电池6并可对第二电池6进行充电，在图3中，其中一个换电组件11的换电仓1111为空置的。

每个换电组件11包括换电架111、第一锁紧件112及第二锁紧件113。换电架111大致为框形结构，换电架111包括一用于容置第一电池1或第二电池6的换电仓1111，换电仓1111的长度尺寸或宽度尺寸大于第一电池1或第二电池6。第一锁紧件112设于换电架111内且可在第一方向伸入换电仓1111，以在第一方向锁紧第一电池1或第二电池6,第二锁紧件113设于换电架111内且可在第二方向伸入换电仓1111，以在第二方向锁紧第一电池1或第二电池6，第一锁紧件112和第二锁紧件113相互配合可在第一方向或第二方向锁紧第一电池1或第二电池6。在本实施例中，第一方向定义为X轴方向，第二方向定义为Y轴方向。

请参见图4，以第一电池1作为示例，换电仓1111的长边尺寸大于第一电池1的长边尺寸，换电仓1111的短边尺寸等于第一电池1的短边尺寸，此时通过第二锁紧件113伸入换电仓1111可锁紧第二电池6的短边。

请参见图5，换电仓1111的长边尺寸等于第一电池1的长边尺寸，换电仓1111的短边尺寸大于第一电池1的短边尺寸，此时通过第一锁紧件112伸入换电仓1111可锁紧第一电池1的长边。

请参见图6，换电架111的每个长边间隔设置有两个第一锁紧件112，换电架111的两个长边的第一锁紧件112相对设置；换电架111的每个短边间隔设置有两个第二锁紧件113，换电架111的两个短边的第二锁紧件113相对设置。

第一锁紧件112包括第一伸缩杆1121和第一驱动件1122。第一伸缩杆1121设于换电架111的长边，换电架111的长边对应第一伸缩杆1121的位置开设有第一孔1112，第一伸缩杆1121可在第一方向移动穿过第一孔1112并伸入换电仓1111，以***第一电池1或第二电池6在第一方向设置的锁紧孔3内，从而在第一方向锁紧第一电池1或第二电池6。第一驱动件1122设于换电架111的长边，且与第一伸缩杆1121连接，以驱动第一伸缩杆1121沿第一方向移动。在本实施例中，第一驱动件1122为气缸。

第二锁紧件113包括第二伸缩杆1131和第二驱动件1132。第二伸缩杆1131设于换电架111的短边，换电架111的短边对应第二伸缩杆1131的位置开设有第二孔1113，第二伸缩杆1131可在第二方向移动穿过第二孔1113并伸入换电仓1111，以***第一电池1或第二电池6在第二方向设置的锁紧孔3内，从而在第二方向锁紧第一电池1或第二电池6。第二驱动件1132与第二伸缩杆1131连接，以驱动第二伸缩杆1131沿第二方向移动。在本实施例中，第二驱动件1132为气缸。

在一些实施例中，换电组件11还包括多个浮动悬架114，浮动悬架114的数量为四个，且设置在换电架111上表面的四个边角处。每个浮动悬架114均为独立悬架，浮动悬架114的一端连接换电架111，浮动悬架114的另一端连接底座12，以使换电架111在换电时沿重力方向浮动，在本实施例中，重力方向定义为Z轴方向。

在使用过程中，当第二电池6被装设至换电仓1111后，换电架111长边的第一驱动件1122驱动第一伸缩杆1121沿第一方向移动，并***第二电池6在第一方向设置的锁紧孔3内，从而在第一方向锁紧第二电池6；或者换电架111短边的第二驱动件1132驱动第二伸缩杆1131沿第二方向移动，并***第二电池6在第二方向设置的锁紧孔3内，从而在第二方向锁紧第二电池6。

请继续参见图3，底座12大致为长方体状，用于承载换电组件11，底座12的对应换电组件11的位置挖空并形成一换电空间121，用于取放装置20从外界移动至换电空间121并到达换电组件11的下方，以将第二电池6举升至未放置第一电池1和第二电池6的换电仓1111，以及移取换电仓1111的第一电池1并移动至换电车辆4进行换电。

充电机13设于底座12上，且对应换电组件11设置，即充电机13的数量与换电组件11的数量相等，充电机13包括一第一插接件131，用于在第二电池6举升至换电仓1111内时***第二电池6的第二插接件2内，以对第二电池6进行充电。在一些实施例中，第一插接件131为充电插头，第二插接件2为充电插口，两者插接后充电机13可对第二电池6进行充电。在一些实施例中，第二插接件2为充电插口，第二插接件2为充电插头，两者插接后充电机13也可对第二电池6进行充电。

护罩14设于底座12上，且罩设于充电机13和换电组件11的外侧，从而形成对充电机13和换电组件11的保护，防止外界的异物或水进入到达充电机13和换电组件11，进而影响充电机13和换电组件11的使用。

在一些实施例中，换电单元101还包括视觉识别模组15，视觉识别模组15设于护罩14上，用于获取第一预设位置的视觉信息，以判断换电车辆4是否移动至第一预设位置，其中第一预设位置为换电车辆4的停车位置，即换电位，换电位的位置是固定的，换电车辆4在此位置时进行换电作业，当视觉识别模组15感测换电车辆4到达停车位置时，取放装置20开始朝换电车辆4移动，并移取换电车辆4的第二电池6，将第二电池6举升至换电车辆4。视觉识别模组15包括但不限于是摄像头，CCD相机。

请参见图7，第二实施例中的换电单元101与第一实施例中的换电单元101的结构大致相同，不同之处在于：

第二实施例中的护罩14大致为长方体状，完全盖住底座12的上表面，从而与底座12在整体上形成长方体状结构；而第一实施例中的护罩14仅盖住了底座12的部分区域。

第二实施例中的换电组件11为四个，且呈田字形设置，其中三个换电组件11容置有第一电池1，其中一个换电组件11用于容置第二电池6并对第二电池6进行充电，图7中其中一个换电组件11的换电仓1111为空置的。相应的，充电机13的数量也为四个，且呈田字形设置，分别设置在四个换电组件11的上方。

请参见图8，在一些实施例中，换电车辆4还包括待充电的第三电池(图为示)，例如第三电池的电量为满电时的60％。换电站10还包括储能单元102和充电单元103，储能单元102与换电单元101、电网及用户电连接，用于储存从电网输入的电能，以对换电单元101收容的第二电池6进行充电以及对电网和/或用户进行供电；充电单元103电连接储能单元102和电网，用于利用储能单元102储存的电能或电网的电能对换电车辆4进行充电。

其中，在一些实施例中，充电单元103、储能单元102和换电单元101为一体设置的结构，三者可按照所需的数量依次层叠设置，从而可缩小充电单元103、储能单元102和换电单元101的整体占用面积，布局较为紧凑，且可实现换电车辆4在一换车位即可进行换电和充电作业；如图2所示，换电单元101的数量为一个，且位于最下方；充电单元103的数量为一个，且位于最上方；储能单元102的数量为两个，且层叠设置在充电单元103和换电单元101之间。

在一些实施例中，在用电高峰时，若换电单元101的第一电池1的电能富余，即换电单元101的一部分第一电池1可满足换电需要，此时，可将另一部分第一电池1进行直流电变换为交流电后输送至电网或用户,并在用电低谷时通过电网的电能对换电单元101收容的第二电池6进行充电，如此，可满足商业需要，并降低了换电站10的使用成本。

在一些实施例中，储能单元102用于储存电网输入的电能，并将储存的电能通过充电单元103对换电车辆4充电及输送至换电单元101以对换电后收容的第二电池6充电。

其中，当储能单元102需要储能时，可将电网的交流电变换为直流电后输送至储能单元102进行储能。其中，储能单元102优先在用电低谷时储存从电网输入的电能，这是由于此时的电价相对于用电高峰的电价较低，储存的电能可通过充电单元103对换电车辆4进行充电、对换电单元101换电后收容的第二电池6进行充电、以及在用电高峰对电网和/或用户进行供电。

在一些实施例中，在用电高峰或者工业限电时，若储能单元102的电能存在富余，可将储能单元102储存的电能从直流电变换为交流电并输送至电网或用户，从而获得商业收益。

在一些实施例中，储能单元102包括多块报废电池，报废电池为达到换电车辆4的报废标准但仍能储电的电池，例如报废电池在充满电后仅能达到新电池的50％，如此，可对换电车辆4的报废电池进行重复利用。

在一些实施例中，充电单元103包括充电枪1032，充电枪1032用于利用储能单元102储存的电能和利用电网的电能对换电车辆4进行充电，具体可根据充电成本最小的原则设置，例如，在用电高峰时，电价较高，此时可利用储能单元102储存的电能对换电车辆4进行充电；例如，在用电低谷时，电价较低，此时可利用电网的电能对换电车辆4进行充电。在本实施例中，充电枪1032的数量为两个。可以理解，在其他的实施例中，充电枪1032的数量可为三个，可分别同时对三个换电车辆4进行充电。

本领域技术人员可以理解的是，电网的用电高峰与低谷可以根据时间段来设置，例如，9点到18点为用电高峰，18点到次日9点为用电低谷。

请参见图9，取放装置20包括移动座21、驱动模组22、导航模组23及举升机构24。

移动座21的底部设有四个移动轮211，以使移动座21移动。在本实施例中，移动轮211为麦克纳姆轮。

驱动模组22设于移动座21上，且分别与移动轮211连接，用于驱动移动轮211转动，以使移动座21在第一方向和/或第二方向移动。在本实施例中，驱动模组22为两个电机，一电机分别与两个移动轮211连接，可同时驱动两个移动轮211移动。

导航模组23设于移动座21上，用于设定换电车辆4的第二电池6的下方位置和取放装置20之间的行进路径，以对移动座21的移动进行导航。

举升机构24设于移动座21上，举升机构24包括驱动件241和举升件242，移动座21的中部具有容纳腔212，举升件242大致为板状，举升件242设于容纳腔212内；驱动件241为四个，分别设置在举升件242的相对两侧，每个举升件242的一侧连接两个驱动件241，四个驱动件241同时启动可驱动举升件242上升或下降，用于承载换电车辆4的第二电池6并将第二电池6举升至换电仓1111，以及承载换电仓1111的第一电池1并将第一电池1举升至换电车辆4。在本实施例中，当举升件242承载第二电池6后，驱动件241驱动举升件242下降，从而使得第二电池6收容于容纳腔212内。

在一些实施例中，取放装置20包括定位模组25，定位模组25设于移动座21上，用于在换电车辆4移动至换车位后获取定位信息，以使取放装置20自动对位并移动至换电车辆4的第二电池6的下方。其中定位模组25包括但不限于是激光感应器。

在一些实施例中，请一并参见图1和图10，换电车辆4具有信号接收器5，信号接收器5安装在换电车辆4的箱架上，取放装置20具有与信号接收器5适配的信号发生器26，信号发生器26可在取放装置20移动至换电车辆4的第二电池6的下方时触发信号接收器5，以使换电车辆4解锁第二电池6并使取放装置20移取第二电池6。在本实施例中，信号发生器26为有源的，信号接收器5为无源的，当信号发生器26和信号接收器5的空间距离小于预设距离时，例如小于10mm时，信号发生器26通过无线充电的方式为信号接收器5提供电源，同时信号接收器5可接受信号发生器26发出的信号并输出电平信号以唤醒箱架控制器41，箱架控制器41按照既定协议加入换电站10内的局域网并发送自身的身份ID信息及状态信息等至换电运营平台30，换电运营平台30确认后控制换电车辆4的箱架控制器41解锁第二电池6。

上述的换电设备100中，通过换电运营平台30判断换电车辆4位于换电位时发送换电信息至相对应的取放装置20，取放装置20接收换电信息并移动至换电车辆4的下方并使换电车辆4解锁第二电池6，从而取下解锁的第二电池6并装设于相对应的换电站10内进行充电，以及取下换电站10的第一电池1并装设于换电车辆4，整个过程操作简单，耗时较短，换电效率较高。

请参见图11，本申请的第二实施例还提出了一种换电方法，应用于例如图1中的换电设备100，换电设备100包括多个换电站10、与换电站10相对应的取放装置20及换电运营平台30，包括：

S210，换电运营平台30通过车联网平台40获取换电车辆4的停车位置和电池信息，电池信息包括待换的第二电池信息；

其中，当换电车辆4进入到换电设备100处时，换电运营平台30可通过车联网平台40获取换电车辆4的停车位置和电池信息，相应的，换电运营平台30可将多个换电站10的站内电池数据和站点数据与车联网平台40共享。

S220，换电运营平台30基于停车位置，判断换电车辆4是否移动至一换电站10的换电位；

S230，换电运营平台30基于换电车辆4移动至换电位，并根据电池信息，向相对应的取放装置20发送换电信息；

S240，取放装置20接收换电信息并移动至换电车辆4的下方并使换电车辆4解锁第二电池6，从而取下解锁的第二电池6并装设于相对应的换电站10内进行充电，以及取下换电站10的第一电池1并装设于换电车辆4。

在一些实施例中，换电车辆4还包括待充电的第三电池，换电站包括储能单元102和充电单元103，该方法还包括：

换电运营平台30控制储能单元102储存从电网输入的电能并以对换电单元101收容的第二电池6进行充电以及对电网和/或用户进行供电，以及控制充电单元利用储能单元储存的电能或电网的电能对换电车辆4进行充电。

在一些实施例中，改方法还包括：

当换电运营平台30判断换电车辆4未位于换电位且仅需要换电时，根据换电站10的站点数据和第一电池数据，换电运营平台30优先获取距离换电车辆4最近且具有空置换电位的换电站10的信息，并根据换电站的信息调度换电车辆移动至换电站的换电位。

在一些实施例中，当换电运营平台30判断换电车辆4未位于换电位且需要换电和充电时，根据换电站10的站点数据和第一电池数据，换电运营平台30优先获取距离换电车辆4最近且具有空置换电位和能够充电的换电站10的信息，并根据换电站10的信息调度换电车辆4移动至该换电站10的换电位。

在一些实施例中，换电运营平台30可直接控制换电车辆4移动至换电位。在一些实施例中，还可通过人工控制换电车辆4移动至换电位。

在一些实施例中，该方法还包括：

换电运营平台30可与换电车辆4内的用户终端通讯连接，用户终端绑定有换电车辆4的车架号，通过用户终端可进行换电下单、导航至换电位及换电结算。

上述的换电方法中，通过换电运营平台30判断换电车辆4位于换电位时发送换电信息至相对应的取放装置20，取放装置20接收换电信息并移动至换电车辆4的下方并使换电车辆4解锁第二电池，从而取下解锁的第二电池6并装设于相对应的换电站10内进行充电，以及取下换电站10的第一电池1并装设于换电车辆4，整个过程操作简单，耗时较短，换电效率较高。

另外，本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本申请，而并非用作为对本申请的限定，只要在本申请的实质精神范围之内，对以上实施例所作的适当改变和变化都落在本申请公开的范围之内。

Claims (10)

1.一种换电设备，其特征在于，包括：

多个换电站，每个所述换电站包括换电单元，所述换电单元包括满电的第一电池和至少一用于停放换电车辆的换电位；

多个取放装置，分别与多个所述换电站相对应，用于更换所述换电车辆的待换的第二电池；

所述换电单元用于更换不同的所述换电车辆的不同尺寸电池，所述换电单元包括换电架、第一锁紧件及第二锁紧件，所述换电架包括用于容置所述第一电池或所述第二电池的换电仓，所述换电仓的长边尺寸大于所述第一电池或所述第二电池的长边尺寸且短边尺寸适配所述第一电池或所述第二电池的短边尺寸、或者所述换电仓的短边尺寸大于所述第一电池或所述第二电池的短边尺寸且长边尺寸适配所述第一电池或所述第二电池的长边尺寸，所述第一锁紧件和所述第二锁紧件均设于所述换电架且可伸入所述换电仓，以在第一方向或第二方向锁紧所述第一电池或所述第二电池；

换电运营平台，分别与多个所述换电站和多个所述取放装置通信连接，用于：

获取所述换电站的第一电池数据和站点数据；

获取所述换电车辆的停车位置和电池信息，所述电池信息包括第二电池信息；

基于所述停车位置，判断所述换电车辆是否移动至所述换电位；

基于所述换电车辆移动至所述换电位和所述电池信息，向与所述换电站相对应所述取放装置发送换电信息；

所述取放装置接收所述换电信息并移动至所述换电车辆的下方并使所述换电车辆解锁所述第二电池，从而取下解锁的所述第二电池并装设于相对应的所述换电站内进行充电，以及取下所述换电站的所述第一电池并装设于所述换电车辆。

2.如权利要求1所述的换电设备，其特征在于，所述换电车辆还包括待充电的第三电池，所述换电站还包括：

储能单元，与所述换电单元、电网及用户电连接，用于储存从电网输入的电能，以对所述换电单元收容的所述第二电池进行充电以及对所述电网和/或用户进行供电；

充电单元，电连接所述储能单元和电网，用于利用所述储能单元储存的电能或所述电网的电能对所述换电车辆进行充电。

3.如权利要求1所述的换电设备，其特征在于，所述换电单元包括：

至少两个换电组件，分别用于容置从换电车辆移取的第二电池和满电的第一电池，每个所述换电组件包括换电架、第一锁紧件及第二锁紧件。

4.如权利要求1所述的换电设备，其特征在于，所述换电车辆具有信号接收器，所述取放装置具有与所述信号接收器适配的信号发生器，所述信号发生器可在所述取放装置移动至所述换电车辆的所述第二电池下方时触发所述信号接收器，以使所述换电车辆解锁所述第二电池并使所述取放装置移取所述第二电池。

5.一种换电方法，应用于换电设备，所述换电设备包括多个换电站、取放装置及换电运营平台，其特征在于，每个所述换电站包括换电单元，所述换电单元用于更换不同的所述换电车辆的不同尺寸电池，所述换电单元包括换电架、第一锁紧件及第二锁紧件，所述换电架包括用于容置第一电池或第二电池的换电仓，所述换电仓的长边尺寸大于所述第一电池或所述第二电池的长边尺寸且短边尺寸适配所述第一电池或所述第二电池的短边尺寸、或者所述换电仓的短边尺寸大于所述第一电池或所述第二电池的短边尺寸且长边尺寸适配所述第一电池或所述第二电池的长边尺寸，所述第一锁紧件和所述第二锁紧件均设于所述换电架且可伸入所述换电仓，以在第一方向或第二方向锁紧所述第一电池或所述第二电池；所述方法包括：

所述换电运营平台通过车联网平台获取换电车辆的停车位置和电池信息，所述电池信息包括待换的第二电池信息；

所述换电运营平台基于所述停车位置，判断所述换电车辆是否移动至一所述换电站的换电位；

所述换电运营平台基于所述换电车辆移动至所述换电位，并根据所述电池信息，向相对应的所述取放装置发送换电信息；

所述取放装置接收所述换电信息并移动至所述换电车辆的下方并使所述换电车辆解锁所述第二电池，从而取下解锁的所述第二电池并装设于相对应的所述换电站内进行充电，以及取下所述换电站的第一电池并装设于所述换电车辆。

6.如权利要求5所述的换电方法，其特征在于，所述换电车辆还包括待充电的第三电池，所述换电站包括储能单元和充电单元，所述方法还包括：

所述换电运营平台控制所述储能单元储存从电网输入的电能并以对所述换电单元收容的所述第二电池进行充电以及对所述电网和/或用户进行供电，以及控制充电单元利用所述储能单元储存的电能或所述电网的电能对所述换电车辆进行充电。

7.如权利要求5所述的换电方法，其特征在于，所述换电运营平台可获取所述换电站的站点数据和第一电池数据，所述方法还包括：

当所述换电运营平台判断所述换电车辆未位于所述换电位且仅需要换电时，根据所述换电站的站点数据和所述第一电池数据，所述换电运营平台优先获取距离所述换电车辆最近且具有空置换电位的所述换电站的信息，并根据所述换电站的信息调度所述换电车辆移动至所述换电站的所述换电位。

8.如权利要求6所述的换电方法，其特征在于，当所述换电运营平台判断所述换电车辆未位于所述换电位且需要换电和充电时，根据所述换电站的站点数据和第一电池数据，所述换电运营平台优先获取距离所述换电车辆最近且具有空置换电位和能够充电的所述换电站的信息，并根据所述换电站的信息调度所述换电车辆移动至所述换电站的所述换电位。

9.如权利要求7或8所述的换电方法，其特征在于，所述换电运营平台可直接控制所述换电车辆移动至所述换电位。

10.如权利要求6所述的换电方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述换电运营平台可与所述换电车辆内的用户终端通讯连接，通过所述用户终端可进行换电下单、导航至所述换电位及换电结算。