CN113859005A - 一种充换电站 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车辆换电技术领域，公开一种充换电站。该充换电站包括换电箱体和电池转运装置，换电箱体内部设置有相连通的换电腔室、充电腔室和供电腔室，换电腔室和供电腔室分别位于充电腔室的两侧，供电腔室内设置有供电柜，供电柜能够为充电腔室内的充电组件供电，换电腔室用于待更换动力电池的车辆进出，充电组件用于为充电腔室内储存的动力电池充电；电池转运装置被配置为在换电腔室和充电腔室之间转移，以将车辆上缺电的动力电池转移至充电腔室内进行充电，电池转运装置还被配置为将充电腔室内满电的动力电池转移至换电腔室内并安装于车辆上。所述充换电站，占地面积较小，易投放，且能够节省投放后检查及调试的工序，方便操作。

Description

一种充换电站

技术领域

本发明涉及车辆换电技术领域，尤其涉及一种充换电站。

背景技术

随着科技进步和社会发展，纯电动车辆等多种类型的新能源车辆日益获得广泛使用。由于受到当前电池能量密度的限制，电动汽车的续航里程通常为100km～200km，远小于传统燃油车辆的续航里程，因此，充换电站应运而生。充换电站是为电动汽车的动力电池提供充电和动力电池快速更换的能源站，待更换动力电池的车辆在充换电站内对动力电池进行更换的时间通常在1min～3min，换电效率较高。

现有的充换电站通常包括换电仓和充电仓，充电仓内设置有充电架，充电架用于储存动力电池并能为缺电的动力电池充电，需要更换动力电池的车辆驶入换电仓内，电池转运装置能够在换电仓和充电仓之间转移，以将车辆上缺电的动力电池转移至充电仓内充电，并将充电仓内满电的动力电池安装至车辆上。

但是，现有技术中的充换电站是采用多个集装箱拼接而成，占地面积较大，不方便选址投放；此外，在投放后，还需要重新检验各个集装箱之间的拼接和位置，并需要再次调试整个充换电站动作，延长投放后进行充换电站运营的时间。

因此，亟需提出一种充换电站，以解决上述技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种充换电站，占地面积较小，易投放，且能够节省投放后检查及调试的工序，方便操作。

如上构思，本发明所采用的技术方案是：

一种充换电站，包括：

换电箱体，所述换电箱体内部设置有相连通的换电腔室、充电腔室和供电腔室，所述换电腔室和所述供电腔室分别位于所述充电腔室的两侧，所述供电腔室内设置有供电柜，所述供电柜能够为所述充电腔室内的充电组件供电，所述换电腔室用于待更换动力电池的车辆进出，所述充电组件用于为所述充电腔室内储存的动力电池充电；

电池转运装置，被配置为在所述换电腔室和所述充电腔室之间转移，以将所述车辆上缺电的动力电池转移至所述充电腔室内进行充电，所述电池转运装置还被配置为将所述充电腔室内满电的动力电池转移至所述换电腔室内并安装于所述车辆上。

作为一种充换电站的优选方案，所述充换电站还包括：

车辆型号扫描机构，被配置为扫描所述车辆的型号信息；

定位机构，设置于所述换电腔室内，所述定位机构被配置为定位所述车辆在所述换电腔室内的位置，以使所述车辆的中心轴线与所述电池转运装置的行走方向平行，所述电池转运装置能够根据所述型号信息以及所述车辆在所述换电腔室内的位置确定所述车辆上的动力电池安装位置。

作为一种充换电站的优选方案，所述定位机构包括：

前轮定位组件，被配置为定位所述车辆的前轮位置；

后轮定位组件，被配置为定位所述车辆的后轮位置。

作为一种充换电站的优选方案，所述前轮定位组件和所述后轮定位组件沿所述换电腔室的长度方向间隔设置，且所述后轮定位组件位于靠近所述充电腔室的一侧，所述电池转运装置能从所述车辆的车尾行走至所述动力电池安装位置的正下方。

作为一种充换电站的优选方案，所述前轮定位组件包括：

前轮定位架，设置于所述换电腔室的内底壁上，所述前轮定位架上设置有V形容置结构，所述车辆的前轮能够容置于所述V形容置结构内；

两个前轮推动组件，分别位于所述前轮定位架的两侧，所述前轮推动组件能推动所述车辆沿垂直于所述车辆的中心轴线的方向移动。

作为一种充换电站的优选方案，所述前轮定位架上设置有两组前轮定位辊筒组件，每组所述前轮定位辊筒组件均包括多个转动设置于所述前轮定位架上的前轮定位辊筒，两组所述前轮定位辊筒组件的前轮定位辊筒的轴线方向呈V形排布，以形成所述V形容置结构。

作为一种充换电站的优选方案，所述后轮定位组件包括：

后轮定位架，设置于所述换电腔室的内底壁上，并与所述前轮定位架间隔设置；

后轮定位辊筒组件，包括多个转动设置于所述后轮定位架上的后轮定位辊筒，所述后轮定位辊筒的轴线方向与所述车辆的中心轴线平行；

两个后轮推动组件，分别位于所述后轮定位架的两侧，所述后轮推动组件能推动所述车辆沿垂直于所述车辆的中心轴线的方向移动。

作为一种充换电站的优选方案，所述充换电站还包括：

顶升机构，设置于所述换电腔室内，所述顶升机构被配置为驱动完成定位的所述车辆上升预设距离。

作为一种充换电站的优选方案，所述充换电站还包括：

充电架，设置于所述充电腔室内，所述充电架包括支撑架和多个支撑机构，多个所述支撑机构沿所述支撑架的高度方向间隔设置于所述支撑架上，每个所述支撑机构均包括多个沿所述支撑架的长度方向间隔排布的支撑组件，沿所述支撑架的长度方向相邻的两个所述支撑组件形成一个电池位，沿所述支撑架的长度方向相邻的两个所述电池位共用两者之间的一个所述支撑组件，每个所述电池位能够承载一个所述动力电池，每个所述电池位上均设置有一所述充电组件。

作为一种充换电站的优选方案，所述换电箱体内沿其长度方向间隔设置有两个间隔板，两个所述间隔板将所述换电箱体内部分隔形成所述换电腔室、所述充电腔室和所述供电腔室，位于所述换电腔室和所述充电腔室之间的所述间隔板上设置有避让孔，所述电池转运装置能够穿过所述避让孔。

本发明的有益效果为：

本发明提出的充换电站，通过在一个换电箱体内部设置相连通的换电腔室、充电腔室和供电腔室，换电腔室相当于现有技术中的换电仓，充电腔室相当于现有技术中的充电仓，供电腔室用于容纳供电柜，供电柜能够为充电腔室内的充电组件供电，以实现充电组件对动力电池的充电操作。采用这种设置，仅利用一个换电箱体即可实现现有技术中充换电站的所有功能，大大减小了充换电站的体积，方便选址投放；且在投放之前即可完成安装调试，投放后只需要外接电源即可投入使用，不需要额外对充换电站内的各个组件进行调整，也不需要对各个箱体重新进行对位操作，不仅能够实现快速投放，还能实现落地即运营的理念。

附图说明

图1是本发明实施例提供的充换电站的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的充换电站隐去换电箱体一侧板的结构示意图一；

图3是本发明实施例提供的充换电站隐去换电箱体一侧板的结构示意图二；

图4是本发明实施例提供的充换电站中充电架的排布方式示意图；

图5是本发明实施例提供的充换电站中充电架的俯视示意图；

图6是本发明实施例提供的充换电站中充电架在一个视角下的结构示意图；

图7是本发明实施例提供的充换电站中充电架在另一个视角下的结构示意图；

图8是本发明实施例提供的充换电站的换电腔室内的结构示意图；

图9是图8在A处的局部放大图；

图10是图8在B处的局部放大图。

图中：

10-充电架；

1-支撑架；11-框架本体；111-方形框架；112-连接竖梁；12-间隔竖梁；13-承载横梁；14-支撑横梁；15-避让空间；

2-支撑机构；21-支撑组件；211-支撑件；212-缓冲件；

3-充电组件；4-定位结构；

20-定位机构；201-前轮定位组件；2011-前轮定位架；2012-前轮定位辊筒组件；202-后轮定位组件；2021-后轮定位架；2022-后轮定位辊筒组件；

30-电池转运装置；

40-间隔板；401-避让孔；

50-顶升机构；

60-换电箱体；601-换电腔室；6011-开口；6012-闸门；602-充电腔室；603-供电腔室；6031-供电柜；

70-码垛机。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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，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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，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下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

如图1-图3所示，本实施例提供一种充换电站，该充换电站包括换电箱体60和电池转运装置30，其中，换电箱体60内部设置有相连通的换电腔室601、充电腔室602和供电腔室603，换电腔室601和供电腔室603分别位于充电腔室602的两侧，供电腔室603内设置有供电柜6031，供电柜6031能够为充电腔室602内的充电组件3供电，换电腔室601用于待更换动力电池的车辆进出，充电组件3用于为充电腔室602内储存的动力电池充电；电池转运装置30被配置为在换电腔室601和充电腔室602之间转移，以将车辆上缺电的动力电池转移至充电腔室602内进行充电，电池转运装置30还被配置为将充电腔室602内满电的动力电池转移至换电腔室601内并安装于车辆上。可选地，电池转运装置30为RGV小车，无需人员操作，运行速度快，能够提高动力电池的转移效率。

本实施例提供的充换电站，通过在一个换电箱体60内部设置相连通的换电腔室601、充电腔室602和供电腔室603，换电腔室601相当于现有技术中的换电仓，充电腔室602相当于现有技术中的充电仓，供电腔室603用于容纳供电柜6031，供电柜6031能够为充电腔室602内的充电组件3供电，以实现充电组件3对动力电池的充电操作。采用这种设置，仅利用一个换电箱体60即可实现现有技术中充换电站的所有功能，大大减小了充换电站的体积，方便选址投放；且在投放之前即可完成安装调试，投放后只需要外接电源即可投入使用，不需要额外对充换电站内的各个组件进行调整，也不需要对各个箱体重新进行对位操作，不仅能够实现快速投放，还能实现落地即运营的理念。

进一步地，为了保证该充换电站具有充足的动力电池储存量，如图4-图7所示，该充换电站还包括充电架10，充电架10设置于充电腔室602内，充电架10包括支撑架1和多个支撑机构2，多个支撑机构2沿支撑架1的高度方向间隔设置于支撑架1上，每个支撑机构2均包括多个沿支撑架1的长度方向间隔排布的支撑组件21，沿支撑架1的长度方向相邻的两个支撑组件21形成一个电池位，沿支撑架1的长度方向相邻的两个电池位共用两者之间的一个支撑组件21，每个电池位能够承载一个动力电池，每个电池位上均设置有一充电组件3。通过在支撑架1的高度方向及长度方向上均间隔设置多个支撑组件21，且沿支撑架1的长度方向相邻的两个支撑组件21形成一个电池位，使该支撑架1上能够承载多排多列动力电池，增加了单个充电架10的动力电池储存量；相较于现有技术中将多个充电架并排设置的方式，该充电架10可以节省相邻两个支撑架1之间的间距，该间距能够用来存放更多的动力电池，且沿支撑架1的长度方向上相邻的两个动力电池之间的存放间隙减小，大大增加了该充电架10上动力电池的储存量，可以避免由于充电腔室602的空间较小导致的动力电池的储存量减少的现象。

为了进一步增加动力电池的储存量，如图4所示，充电架10的数量为两个，两个充电架10沿充电腔室602的长度方向间隔且对称设置，两个充电架10之间设置有一码垛机70。码垛机70能够将电池转运装置30上缺电的动力电池转移至充电架10上，还能将充电架10上满电的动力电池转移至电池转运装置30上，从而实现车辆上动力电池的自动化更换，减少操作人员的工作量，降低人工成本。

进一步地，每个充电组件3均包括升降部和充电部，升降部设置于支撑架1上，充电部与升降部的输出端相连接，升降部能够驱动充电部升降，以实现充电部与动力电池的电连接或者脱离。通过设置升降部，可以为动力电池进出电池位提供充足的空间，避免动力电池与充电组件3发生干涉，造成动力电池表面的损坏。可选地，升降部具体可以是升降电缸。充电部具体为电插头，电插头能够与外部电源电连接。

下面结合图6和图7详细介绍支撑架1的具体结构，如图6和图7所示，支撑架1包括框架本体11，框架本体11为长方体框架。其中，框架本体11包括两个方形框架111和多个连接竖梁112，两个方形框架111沿上下方向排布并通过多个连接竖梁112相连接。其中，连接竖梁112的数量为四个，四个连接竖梁112分别位于方形框架111的四角位置处。长方体框架包括四个侧面、一个底面和一个顶面，其中，将沿框架本体11的宽度方向相对的两个侧面定义为第一侧面，将沿框架本体11的长度方向相对的两个侧面定义为第二侧面。

在框架本体11沿宽度方向相对的两个第一侧面上平行且间隔立设有多个间隔竖梁12，相邻两个间隔竖梁12之间的间距即为一个电池位的宽度，间隔竖梁12用于对每列电池位进行分隔。在框架本体11其中的一个第一侧面上还设置有多个支撑横梁14，支撑横梁14的两端分别连接间隔竖梁12和连接竖梁112或者支撑横梁14的两端分别连接两个间隔竖梁12；在框架本体11的另一个第一侧面上未设置支撑横梁14，从而使框架本体11和间隔竖梁12之间围设形成多个电池进出口，每个电池进出口用于对应列的电池位上的动力电池的进出。支撑横梁14能够对框架本体11起到加强的作用，保证该充电架10的强度。

在框架本体11沿长度方向相对的两个第二侧面上均设置有多个承载横梁13，每个第二侧面上的承载横梁13沿框架本体11的高度方向平行且间隔设置；在正对的两个间隔竖梁12之间也连接有承载横梁13，承载横梁13与支撑组件21一一对应，承载横梁13用于承载对应的支撑组件21。位于框架本体11中部的承载横梁13上的支撑组件21被相邻的两个电池位共用，简化制造工艺，提高加工效率，且能缩小沿支撑架1长度方向上相邻两个动力电池之间的承载间距。

如图6所示，每个支撑组件21均包括多个沿支撑架1的宽度方向间隔设置的支撑件211。即每个承载横梁13上沿其长度方向均间隔设置有多个支撑件211。每个支撑件211的长度均小于动力电池的长度，采用这种设置，可以减小支撑件211的尺寸，节省支撑件211的用料，进一步降低该充电架10的制造成本；此外，承载于支撑组件21上的动力电池的下表面的中部没有与支撑件211相接触，码垛机70能够伸入两个支撑组件21之间的间隙将对应的动力电池取出。

在本实施例中，支撑件211采用金属材质制成，强度较高，可以为动力电池提供较稳定的承载。可选地，支撑架1采用金属材质制成，支撑架1的整体强度较高，可以稳定承载多个动力电池。支撑件211焊接于支撑架1上，连接牢固，稳定性高，可以降低支撑件211从支撑架1上脱落的概率。可选地，为了避免动力电池在进出电池位时与支撑件211发生摩擦造成损伤，在每个支撑件211上均设置有缓冲件212，可以保证动力电池表面免受损伤。在本实施例中，缓冲件212采用橡胶材质制成，缓冲性能较好，取材方便且制造成本较低。

在本实施例中，如图6所示，支撑件211的种类有两种，为方便叙述，将位于框架本体11两侧的支撑件211定义为第一支撑件，将位于框架本体11内部的支撑件211定义为第二支撑件，第二支撑件被相邻的两个电池位所共用。第一支撑件的端部设置于对应承载横梁13上，并向支撑架1的内侧延伸，第一支撑件远离承载横梁13的一端设置有缓冲件212。第二支撑件的中部设置于对应的承载横梁13上，第二支撑件的两端均设置有缓冲件212。

为了实现动力电池与对应的充电组件3之间的准确定位，在本实施例中，每个电池位上均设置有定位结构4，定位结构4包括定位销，定位销设置于支撑架1上，在动力电池上设置有定位孔，定位销能够穿设于定位孔内。具体而言，在码垛机70将缺电的动力电池***对应的电池位上时，当定位销完全穿设于定位孔内后，即说明该动力电池安装到位，升降部即可驱动充电部向下运动，以使电插头***动力电池的充电孔内为其充电。通过设置相互配合的定位销和定位孔，可以实现动力电池与充电组件3之间的精确定位。

可选地，每个电池位上的定位销的数量均为两个，两个定位销分别位于电池位的两侧。相应地，每个动力电池上的定位孔的数量为两个，每个定位销均对应动力电池上的一个定位孔，进一步增加了动力电池与充电组件3之间的定位效果，还能防止位于电池位上的动力电池发生偏转。

进一步地，支撑件211的厚度小于承载横梁13的厚度。采用这种设置，可以在保证对动力电池进行稳定承载的前提下，尽量减小每列的相邻两个支撑件211之间的间距，进一步提高动力电池的储存量。

进一步地，如图4所示，由于电池转运装置30在换电腔室601和充电腔室602之间转移动力电池时，需要与码垛机70进行对接，为了方便电池转运装置30的移动，如图4所示，在靠近换电腔室601一侧的充电架10的底部设置有避让空间15，该避让空间15用于电池转运装置30的避让。在本实施例中，靠近换电腔室601一侧的充电架10上设置有避让空间15，远离换电腔室601一侧的充电架10上未设置有避让空间15，电池转运装置30只需要通过靠近换电腔室601一侧的充电架10上设置的避让空间15即可实现与码垛机70的对接。采用这种设置方式，还可以进一步增加该充换电站的动力电池的存储量，在未设置避让空间15的充电架10上还可以多设置一排支撑机构2。

进一步地，换电箱体60为集装箱。具体而言，如图2和图3所示，在换电箱体60内沿其长度方向间隔设置有两个间隔板40，两个间隔板40将换电箱体60内部分隔形成换电腔室601、充电腔室602和供电腔室603。集装箱的尺寸及相邻两个间隔板40之间的间距本实施例均不作限定，可以根据充电腔室602内动力电池的储存量及车辆的尺寸进行调整。

为了方便池转运装置3在换电腔室601和充电腔室602之间进行转移，位于换电腔室601和充电腔室602之间的间隔板40上设置有避让孔401，电池转运装置30能够穿过避让孔401。可以理解的是，避让孔401与充电架10的避让空间15正对设置，以方便在换电腔室601和充电腔室602内铺设RGV小车的运行轨道，满足RGV小车的直线行走需求。

需要说明的是，不同型号的车辆具有不同的轴距，其上动力电池安装位置也不同，当待更换动力电池的车辆进入换电腔室601内后，为了保证电池转运装置30能够准确地运动至该车辆的动力电池安装位置的正下方，以对其上的动力电池进行拆卸和安装，该充换电站还包括车辆型号扫描机构、定位机构20和控制器，车辆型号扫描机构、定位机构20和电池转运装置30均电连接于控制器，车辆型号扫描机构被配置为扫描车辆的型号信息；定位机构20设置于换电腔室601内，定位机构20被配置为定位车辆在换电腔室601内的位置，以使车辆的中心轴线与电池转运装置30的行走方向平行，电池转运装置30能够根据型号信息以及车辆在换电腔室601内的位置确定车辆上的动力电池安装位置。其中，车辆型号扫描机构为扫描相机。

具体而言，在换电腔室601远离充电腔室602的一侧设置有开口6011，待更换动力电池的车辆从开口6011进入换电腔室601内部，车辆型号扫描机构设置于开口6011处。在车辆进入换电腔室601之前，车辆型号扫描机构扫描车辆的型号信息，并将该车辆的型号信息传输至控制器内；接着，车辆驶入换电腔室601内，并通过定位机构20实现车辆的定位，以使车辆的中心轴线与电池转运装置30的行走方向平行，根据车辆在换电腔室601内的具***置和车辆的型号信息确定该车辆上动力电池安装位置，并控制电池转运装置30运动至动力电池安装位置的正下方，以对该车辆上的动力电池进行拆卸并更换。通过车辆型号扫描机构、定位机构20和电池转运装置30的相互配合，实现该充换电站对不同轴距的车辆上的动力电池的换电操作，通用性较强；利用车辆型号扫描机构获取车辆的型号信息，不仅能够精确定位车辆上的动力电池安装位置，还能使电池转运装置30将适合该车辆型号的动力电池安装于该车辆上，提高换电的精确性。

进一步地，定位机构20包括前轮定位组件201和后轮定位组件202，前轮定位组件201被配置为定位车辆的前轮位置；后轮定位组件202被配置为定位车辆的后轮位置。在本实施例中，前轮定位组件201和后轮定位组件202沿换电腔室601的长度方向间隔设置，且后轮定位组件202位于靠近充电腔室602的一侧，电池转运装置30能从车辆的车尾行走至动力电池安装位置的正下方。

现有技术中，RGV小车通常从车辆的两侧行走至车辆的底部，采用这种方式通常会存在以下缺陷：由于RGV小车的行走轨道是确定的，因此，在RGV小车行走至车辆底部后，其只能在垂直于车辆的中心轴线的方向上做位置调整，不同型号的车辆由于轴距不同，为了适应RGV小车的位置，还需要车辆在平行于车辆的中心轴线的方向上做调整，调节过程繁琐，且在调整车辆位置的过程中车辆容易发生晃动，导致用户的体验感较差。而本实施例提供的充换电站，电池转运装置30从车辆的尾部行走至动力电池安装位置的正下方，且电池转运装置30的行走方向与车辆的中心轴线重合，只需要将RGV小车的行走轨道的尺寸加长，在针对具有不同轴距的车辆时，RGV小车只需要沿平行于车辆的中心轴线的方向做调整即可，车辆的位置不需要改变，调节过程简单高效，用户的体验感较好。

可选地，如图1和图2所示，在开口6011处还设置有闸门6012。该闸门6012类似于高速收费站处设置的道闸。通过设置闸门6012，可以使该换电腔室601内同一时间只有一台车辆在更换动力电池，闸门6012起到阻止其他车辆进入的作用，以保证该充换电站换电的精确性。

下面结合图8-图10详细介绍定位机构20的具体结构。

如图8-图9所示，前轮定位组件201包括前轮定位架2011和两个前轮推动组件，前轮定位架2011设置于换电腔室601的内底壁上，前轮定位架2011上设置有V形容置结构，车辆的前轮能够容置于V形容置结构内；两个前轮推动组件分别位于前轮定位架2011的两侧，前轮推动组件能推动车辆沿垂直于车辆的进出方向移动。当车辆驶入换电腔室601内后，前轮可以陷在V形容置结构中，以实现车辆在换电箱体60的长度方向的定位；位于前轮定位架2011两侧的前轮推动组件可以将车辆推动至换电箱体60沿其宽度方向的正中间，以实现车辆在换电箱体60的宽度方向的定位，此时定义两个前轮连线的中心即为换电腔室601的坐标原点，简化控制器的计算程序，提高计算效率。需要说明的是，换电箱体60的长度方向具体是指平行于车辆的中心轴线的方向，换电箱体60的宽度度方向具体是指垂直于车辆的中心轴线的方向。

可选地，前轮推动组件包括推动驱动源和推顶块，推动驱动源的输出端与推顶块相连接，以驱动推顶块向靠近车辆的方向移动，以推动车辆实现定位。在本实施例中，推动驱动源为电缸或者电机与丝杠螺母组件，当然，其他能够驱动推顶块向靠近车辆的方向移动的推动驱动源均在本实施例的保护范围之内。

如图9所示，前轮定位架2011上设置有两组前轮定位辊筒组件2012，每组前轮定位辊筒组件2012均包括多个转动设置于前轮定位架2011上的前轮定位辊筒，两组前轮定位辊筒组件2012的前轮定位辊筒的轴线方向呈V形排布，以形成上述V形容置结构。通过设置前轮定位辊筒，在前轮推动组件推动车辆沿换电箱体60的宽度方向移动时，前轮定位辊筒能相对前轮定位架2011转动，从而减少前轮与前轮定位架2011之间的摩擦力，保证车辆移动的顺畅性，减少前轮的磨损，延长前轮的使用寿命。

在本实施例中，如图8所示，前轮定位架2011的数量为两个，两个前轮定位架2011沿换电箱体60的宽度方向间隔设置，每个前轮定位架2011上均设置有两组前轮定位辊筒组件2012，每个前轮定位架2011对应一个前轮。采取这种设置方式，可以减少前轮定位架2011的长度及前轮定位辊筒的数量，降低制造成本。当然，在其他实施例中，前轮定位架2011也可以设置为一个，一个前轮安装架211同时实现两个前轮的定位。

进一步地，如图8和图10所示，后轮定位组件202包括后轮定位架2021、后轮定位辊筒组件2022和两个后轮推动组件，后轮定位架2021设置于换电腔室601的内底壁上，并与前轮定位架2011间隔设置；后轮定位辊筒组件2022包括多个转动设置于后轮定位架2021上的后轮定位辊筒，后轮定位辊筒的轴线方向与车辆的中心轴线方向平行；两个后轮推动组件分别位于后轮定位架2021的两侧，后轮推动组件能推动车辆沿垂直于车辆的中心轴线的方向移动。通过设置后轮定位辊筒，在后轮推动组件推动车辆沿换电箱体60的宽度方向移动时，后轮定位辊筒能相对后轮定位架2021转动，从而减少后轮与后轮定位架2021之间的摩擦力，保证车辆移动的顺畅性，减少后轮的磨损，延长后轮的使用寿命。可以理解的是，后轮推动组件的具体结构与前轮推动组件的具体结构相同，本实施例对后轮推动组件的具体结构不作多余叙述。

在本实施例中，后轮定位辊筒的长度设计应保证：后轮定位辊筒靠近充电腔室602的一端到V形容置结构的中心之间的距离大于现有车辆的前轮与后轮的最大距离，后轮定位辊筒远离充电腔室602的一端到V形容置结构的中心之间的距离小于现有车辆的前轮与后轮的最小距离。采取这种设计，可以保证现有车辆均能在该充换电站中精准定位，并实现动力电池的更换。

当定位机构20完成对驶入换电腔室601内的车辆的定位后，电池转运装置30会从车辆的车尾移动至车底，以将车辆上缺电的动力电池取下。为了防止电池转运装置30与车架之间发生干涉，该充换电站还包括顶升机构50，顶升机构50位于换电腔室601内，顶升机构50被配置驱动完成定位的车辆上升预设距离，以为电池转运装置30的运动提供充足的空间。当然，在其他实施例中，也可以在换电腔室601的内底壁上设置通行槽，通行槽的宽度小于两个后轮之间的距离，电池转运装置30可以移动至通行槽内，此时电池转运装置30恰好位于车底，也可以避免电池转运装置30在车辆上拆装动力电池时与车架发生干涉。

下面结合图1-图10简述该充换电站的工作流程：

(1)需要更换动力电池的车辆行驶到换电腔室601的开口6011的外侧，车辆型号扫描机构获取车辆的图片信息，并将该信息传输至控制器，控制器记录该车辆的车牌号、并判断该车辆的型号，根据车辆的型号调取车辆上的动力电池信息，然后控制闸门6012打开，车辆倒车进入换电腔室601内，待车辆完全进入换电腔室601内后，控制器控制闸门6012关闭；

(2)当前轮陷在两个V形容置结构中后，车辆停止运动，前轮推动组件和后轮推动组件对车辆定位，以使两个前轮连线的中心位于换电腔室601的坐标原点处，且车辆的中心轴线与电池转运装置30的行走方向重合；

(3)顶升机构50驱动定位好的车辆向上移动预设距离；

(4)控制器根据车辆的型号及该车辆上电池安装位置，获得该车辆的电池安装位置相对换电腔室601的坐标，控制器控制电池转运装置30从车辆的车尾运动至该电池安装位置的正下方，以将该车辆上缺电的动力电池取下；

(5)电池转运装置30承载缺电的动力电池依次穿过避让孔401和避让空间15，进入充电腔室602内；码垛机70将电池转运装置30上缺电的动力电池取下，并将其转移至任意未承载动力电池的电池位上；

(6)控制器根据车辆的型号获得该车辆上动力电池的型号，控制码垛机70从充电架10上取下对应型号且满电的动力电池，并将其转移至电池转运装置30上；

(7)电池转运装置30承载满电的动力电池依次穿过避让空间15和避让孔401，进入换电腔室601内，控制器控制电池转运装置30运动至该车辆的电池安装位置的正下方，并将满电的动力电池安装于该车辆上，电池转运装置30复位；

(8)顶升机构50驱动车辆向下运动复位；

(9)控制器控制闸门6012打开，车辆即可驶出该充换电站。

以上实施方式只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述实施方式限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种充换电站，其特征在于，包括：

换电箱体(60)，所述换电箱体(60)内部设置有相连通的换电腔室(601)、充电腔室(602)和供电腔室(603)，所述换电腔室(601)和所述供电腔室(603)分别位于所述充电腔室(602)的两侧，所述供电腔室(603)内设置有供电柜(6031)，所述供电柜(6031)能够为所述充电腔室(602)内的充电组件(3)供电，所述换电腔室(601)用于待更换动力电池的车辆进出，所述充电组件(3)用于为所述充电腔室(602)内储存的动力电池充电；

电池转运装置(30)，被配置为在所述换电腔室(601)和所述充电腔室(602)之间转移，以将所述车辆上缺电的动力电池转移至所述充电腔室(602)内进行充电，所述电池转运装置(30)还被配置为将所述充电腔室(602)内满电的动力电池转移至所述换电腔室(601)内并安装于所述车辆上。

2.根据权利要求1所述的充换电站，其特征在于，所述充换电站还包括：

车辆型号扫描机构，被配置为扫描所述车辆的型号信息；

定位机构(20)，设置于所述换电腔室(601)内，所述定位机构(20)被配置为定位所述车辆在所述换电腔室(601)内的位置，以使所述车辆的中心轴线与所述电池转运装置(30)的行走方向平行，所述电池转运装置(30)能够根据所述型号信息以及所述车辆在所述换电腔室(601)内的位置确定所述车辆上的动力电池安装位置。

3.根据权利要求2所述的充换电站，其特征在于，所述定位机构(20)包括：

前轮定位组件(201)，被配置为定位所述车辆的前轮位置；

后轮定位组件(202)，被配置为定位所述车辆的后轮位置。

4.根据权利要求3所述的充换电站，其特征在于，所述前轮定位组件(201)和所述后轮定位组件(202)沿所述换电腔室(601)的长度方向间隔设置，且所述后轮定位组件(202)位于靠近所述充电腔室(602)的一侧，所述电池转运装置(30)能从所述车辆的车尾行走至所述动力电池安装位置的正下方。

5.根据权利要求3所述的充换电站，其特征在于，所述前轮定位组件(201)包括：

前轮定位架(2011)，设置于所述换电腔室(601)的内底壁上，所述前轮定位架(2011)上设置有V形容置结构，所述车辆的前轮能够容置于所述V形容置结构内；

两个前轮推动组件，分别位于所述前轮定位架(2011)的两侧，所述前轮推动组件能推动所述车辆沿垂直于所述车辆的中心轴线的方向移动。

6.根据权利要求5所述的充换电站，其特征在于，所述前轮定位架(2011)上设置有两组前轮定位辊筒组件(2012)，每组所述前轮定位辊筒组件(2012)均包括多个转动设置于所述前轮定位架(2011)上的前轮定位辊筒，两组所述前轮定位辊筒组件(2012)的前轮定位辊筒的轴线方向呈V形排布，以形成所述V形容置结构。

7.根据权利要求5所述的充换电站，其特征在于，所述后轮定位组件(202)包括：

后轮定位架(2021)，设置于所述换电腔室(601)的内底壁上，并与所述前轮定位架(2011)间隔设置；

后轮定位辊筒组件(2022)，包括多个转动设置于所述后轮定位架(2021)上的后轮定位辊筒，所述后轮定位辊筒的轴线方向与所述车辆的中心轴线平行；

两个后轮推动组件，分别位于所述后轮定位架(2021)的两侧，所述后轮推动组件能推动所述车辆沿垂直于所述车辆的中心轴线的方向移动。

8.根据权利要求1所述的充换电站，其特征在于，所述充换电站还包括：

顶升机构(50)，设置于所述换电腔室(601)内，所述顶升机构(50)被配置为驱动完成定位的所述车辆上升预设距离。

9.根据权利要求1所述的充换电站，其特征在于，所述充换电站还包括：

充电架(10)，设置于所述充电腔室(602)内，所述充电架(10)包括支撑架(1)和多个支撑机构(2)，多个所述支撑机构(2)沿所述支撑架(1)的高度方向间隔设置于所述支撑架(1)上，每个所述支撑机构(2)均包括多个沿所述支撑架(1)的长度方向间隔排布的支撑组件(21)，沿所述支撑架(1)的长度方向相邻的两个所述支撑组件(21)形成一个电池位，沿所述支撑架(1)的长度方向相邻的两个所述电池位共用两者之间的一个所述支撑组件(21)，每个所述电池位能够承载一个所述动力电池，每个所述电池位上均设置有一所述充电组件(3)。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的充换电站，其特征在于，所述换电箱体(60)内沿其长度方向间隔设置有两个间隔板(40)，两个所述间隔板(40)将所述换电箱体(60)内部分隔形成所述换电腔室(601)、所述充电腔室(602)和所述供电腔室(603)，位于所述换电腔室(601)和所述充电腔室(602)之间的所述间隔板(40)上设置有避让孔(401)，所述电池转运装置(30)能够穿过所述避让孔(401)。

Images