CN115009084A - 电池充电仓位、充电架、充电室、换电站和换电控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池充电仓位、充电架、充电室、换电站和换电控制方法。电池充电仓位包括仓位本体，所述仓位本体能够容纳电池包，所述仓位本体具有供所述电池包进出所述仓位本体的电池出入口，所述电池充电仓位还包括设于所述仓位本体内的第一皮带移动机构，所述第一皮带移动机构用于承载所述电池包，并能够带动所述电池包沿第一路径移动，所述第一路径从所述电池出入口延伸至所述仓位本体远离所述电池出入口的一侧。通过在仓位本体内设置第一皮带移动机构，实现在仓位本体内部到电池出入口之间运送电池包的目的，以简化相对该电池充电仓位取放电池包的电池转运装置，并使得电池包在该仓位本体内的位置更精准及可控。

Description

电池充电仓位、充电架、充电室、换电站和换电控制方法

技术领域

本发明涉及换电领域，特别涉及一种电池充电仓位、充电架、充电室、换电站和换电控制方法。

背景技术

随着新能源在近几年的高速发展，储能领域得到了世界各国的重视，无论是电动汽车还是储能站都得到了长足的发展。目前的电动汽车主要包括直充式和快换式两种。其中快换式因其具有电动化、网联化、智能化和共享化的特点，解决了目前电动汽车加电续航和电池寿命问题而备受追捧。但是快换式需要通过借助于换电站才能实现电池快速更换。

目前，换电站主要包括换电室和充电室，电动汽车停放在换电室内进行换电，换电机器人穿梭于换电室与充电室之间，以实现换电室与电动汽车之间电池包的更换。从电动汽车上卸下来的电池包运输至充电室之后，电池会被搬运至电池转运装置上，电池转运装置能够移动至电池架上的对应充电仓位处，再将电池放入仓位内，这导致电池转运装置的结构较为复杂。

此外，充电架上的每个充电仓位仅能够被动的接收和送出电池，不具备主动调整电池在充电仓位内位置的能力，导致充电仓位相对电池的定位精度要求高，使得充电仓位的设计标准和制造精度要求高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中的电池转运装置结构复杂，充电仓位的设计标准和制造精度要求高的缺陷，提供一种电池充电仓位、充电架、充电室、换电站和换电控制方法。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种电池充电仓位，其包括仓位本体，所述仓位本体能够容纳电池包，所述仓位本体具有供所述电池包进出所述仓位本体的电池出入口，所述电池充电仓位还包括设于所述仓位本体内的第一皮带移动机构，所述第一皮带移动机构用于承载所述电池包，并能够带动所述电池包沿第一路径移动，所述第一路径从所述电池出入口延伸至所述仓位本体远离所述电池出入口的一侧。

该电池充电仓位，通过在仓位本体内设置第一皮带移动机构，实现在仓位本体内部到电池出入口之间运送电池包的目的，以简化相对该电池充电仓位取放电池包的电池转运装置的结构，同时使得电池包在该仓位本体内的位置的定位更精准及可控。同时，通过控制第一皮带移动机构的启停，可实现多种型号电池包在仓位本体内的精准定位，使得电池充电仓位可适用于多种型号电池包的承载和/或充电。

较佳地，所述电池充电仓位还包括设于所述仓位本体内的第一挡停机构，所述第一挡停机构位于所述第一路径远离所述电池出入口的一端，所述第一挡停机构用于将所述电池包挡停于所述第一路径上的第一到位点处。

在本方案中，采用上述结构形式，通过设置第一挡停机构，可以将电池包准确挡停于预设的到位点，结构简单且可靠。

较佳地，所述电池充电仓位还包括第一到位传感器，所述第一到位传感器设置于所述第一挡停机构上，所述第一到位传感器用于检测所述电池包是否位于所述第一到位点。

在本方案中，采用上述结构形式，通过第一到位传感器实现主动监测电池包位置的目的，以便及时获得电池包在第一皮带移动机构的驱动下到达第一到位点的时机。

较佳地，所述第一到位传感器在所述电池包位于所述第一到位点时能够产生第一信号，所述第一信号用于控制所述第一皮带移动机构停止运行。

在本方案中，采用上述结构形式，通过闭环控制的方式，提高第一皮带移动机构驱动电池包停止于第一到位点的准确程度。

较佳地，所述电池充电仓位还包括设于所述仓位本体内的第一电连接器，在所述电池包被所述第一挡停机构挡停于所述第一到位点处时，所述第一电连接器能够与所述电池包上的第二电连接器进行电连接。

在本方案中，采用上述结构形式，提供一种较为优选的结构设置方案，使得电池包在电池充电仓位中移动至第一到位点的同时，实现第一电连接器与该电池包上的第二电连接器实现电连接的目的，简化电池充电仓位的整体控制。

较佳地，所述电池充电仓位还包括设于所述仓位本体内的第二挡停机构，所述第二挡停机构位于所述第一到位点和所述电池出入口之间，在所述第一电连接器与所述第二电连接器电连接后，所述第二挡停机构移动至所述第一路径，并用于阻挡所述电池包朝所述电池出入口的方向移动。

在本方案中，采用上述结构形式，通过设置第二挡停机构，进一步提高电池充电仓位对电池包的定位能力。在电池包上的第二电连接器与电池充电仓位的第一电连接器连接后，第二挡停机构通过物理限位方式，避免电池包因外部因素作用而相对第一电连接器脱开，保证充电安全性和可靠性。

较佳地，所述电池充电仓位还包括驱动机构，所述驱动机构和所述第一电连接器均位于所述仓位本体与所述电池出入口相邻的一侧，所述驱动机构连接所述第一电连接器；

在所述电池包被所述第一挡停机构挡停于所述第一到位点处时，所述驱动机构能够驱动所述第一电连接器沿第二路径靠近或远离所述电池包。

在本方案中，采用上述结构形式，通过设置驱动机构以驱动并改变第一电连接器的位置，实现主动接近电池包并与电池包上的第二电连接器电连接的目的。这种电连接方式简单可靠，且可通过调整驱动机构的驱动距离，满足与不同型号规格的电池包进行电连接的目的，兼容性好。

较佳地，所述电池充电仓位还包括承载部，所述承载部在所述仓位本体内位于与所述第一皮带移动机构错开的位置处；

所述第一皮带移动机构相对所述仓位本体可升降；

所述第一到位传感器在所述电池包位于所述第一到位点时能够产生第一信号，所述第一信号用于控制所述第一皮带移动机构下降至使所述第一皮带移动机的高度低于所述承载部的高度。

在本方案中，采用上述结构形式，在第一皮带移动机构完成对电池包的移动后，通过使第一皮带移动机构相对下降的方式，使得电池包被静止承载于承载部上，提高电池包在该电池充电仓位内的定位准确性，承载稳定性也更好。

较佳地，所述第一电连接器位于所述仓位本体与所述电池出入口相邻的一侧；

所述电池充电仓位还包括设于所述仓位本体内的第二皮带移动机构，所述第二皮带移动机构用于承载所述电池包，并能够带动所述电池包沿第二路径移动，所述第二路径沿与所述第一路径不同的方向延伸至所述第一电连接器处。

在本方案中，采用上述结构形式，在电池包被第一皮带移动机构移入电池充电仓位后，通过设置第二皮带移动机构进一步将电池包移动至与第一电连接器对接。

较佳地，所述第一皮带移动机构可相对第二皮带移动机构上升至使所述第一皮带移动机构的高度高于所述第二皮带移动机构；

所述第一皮带移动机构可相对第二皮带移动机构下降至使所述第一皮带移动机构的高度低于所述第二皮带移动机构。

在本方案中，采用上述结构形式，通过改变第一皮带移动机构相对第二皮带移动机构的高度，实现电池包在沿第一路径移动和沿第二路径移动之间切换，结构和控制简单，使得第一皮带移动机构在完成对电池包的移动后，第二皮带移动机构能够平稳可靠地带动电池包进行移动。

较佳地，所述第一到位传感器在所述电池包位于所述第一到位点时能够产生第一信号，所述第一信号用于控制使所述第一皮带移动机构的高度低于所述第二皮带移动机构。

在本方案中，采用上述结构形式，提供一种较为优选的两个皮带移动机构的升降控制方案，第一皮带移动机构在将电池包移动至第一到位点后，第一皮带移动机构才下降，以使得电池包能够可靠地被承载在第二皮带移动机构上。

较佳地，在所述电池包位于所述第二路径上的第二到位点处时，所述第二电连接器与所述第一电连接器电连接；

所述电池充电仓位还包括第二到位传感器，所述第二到位传感器设置于所述第二路径靠近所述第一电连接器的一端，所述第二到位传感器用于检测所述电池包是否位于所述第二到位点。

在本方案中，采用上述结构形式，通过第二到位传感器实现主动监测电池包位置的目的，以便及时获得电池包在第二皮带移动机构的驱动下到达第二到位点的时机。

较佳地，所述第二到位传感器在所述电池包位于所述第二到位点时能够产生第二信号，所述第二信号用于控制所述第二皮带移动机构停止运行。

在本方案中，采用上述结构形式，通过闭环控制的方式，提高第二皮带移动机构驱动电池包停止于与第一电连接器进行电连接时的位置准确程度，防止电池包移动过位后对第二电连接器产生过分挤压以损坏第二电连接器的情形发生。

较佳地，所述电池充电仓位还包括承载部，所述承载部在所述仓位本体内位于与所述第一皮带移动机构和所述第二皮带移动机构错开的位置处；

所述第一皮带移动机构相对所述仓位本体可升降；

所述第一到位传感器在所述电池包位于所述第一到位点时能够产生第一信号，所述第一信号还用于控制所述第一皮带移动机构下降至使所述第一皮带移动机的高度低于所述承载部的高度。

在本方案中，采用上述结构形式，提供一种较为优选的结构设置方案，使电池包被移动至第一到位点后实现静止，并被承载在承载部上，提高电池包在仓位本体内移动到位后相对电池充电仓位的位置可靠性。

较佳地，所述第二皮带移动机构相对所述仓位本体可升降，所述第一信号还用于控制所述第二皮带移动机构上升至使所述第二皮带移动机的高度高于或等于所述承载部的高度。

在本方案中，采用上述结构形式，提供一种较为优选的结构设置方案，使电池包实现电连接后能够并被承载在承载部上，提高电池包在仓位本体内移动到位后相对电池充电仓位的位置可靠性。

较佳地，所述电池充电仓位还包括承载部，所述承载部在所述仓位本体内位于沿竖直投影方向与所述第一皮带移动机构和所述第二皮带移动机构错开的位置处；

所述承载部的高度与所述第一皮带移动机构和所述第二皮带移动机构齐平，所述第一信号还用于控制所述第二皮带移动机构运行。

在本方案中，采用上述结构形式，使承载部在承载并分担电池包重量的前提下，第一皮带移动机构和第二皮带移动机构能够分别带动电池包进行移动，且电池充电仓位的结构较简单，可靠性高。

较佳地，所述电池充电仓位还包括设于所述仓位本体内的第二挡停机构，在所述第一电连接器与所述第二电连接器电连接后，所述第二挡停机构移动至所述第二路径，并用于阻挡所述电池包朝所述第一到位点的方向移动。

在本方案中，采用上述结构形式，通过设置第二挡停机构，进一步提高电池充电仓位对电池包的定位能力。在电池包上的第二电连接器与电池充电仓位的第一电连接器连接后，第二挡停机构通过物理限位方式，避免电池包因外部因素作用而相对第一电连接器脱开，保证充电安全性和可靠性。

较佳地，所述承载部的上表面上设有滚珠。

在本方案中，采用上述结构形式，降低承载部表面的摩擦力，避免电池包相对仓位本体移动时与承载部表面产生较大摩擦。

一种充电架，其包括如上所述的电池充电仓位，所述电池充电仓位沿竖向、横向或者横竖阵列排列。

该充电架，组成其的每个电池充电仓位通过在仓位本体内设置第一皮带移动机构，实现在仓位本体内部到电池出入口之间运送电池包的目的，以简化相对该充电架取放电池包的电池转运装置的结构，并使得电池包在每个仓位本体内的位置更精准及可控。

一种充电室，其包括如上所述的充电架。

该充电室，其充电架上的电池充电仓位通过在仓位本体内设置第一皮带移动机构，实现在仓位本体内部到电池出入口之间运送电池包的目的，以简化相对该充电室取放电池包的电池转运装置的结构，并使得电池包在每个仓位本体内的位置更精准及可控。

较佳地，所述充电架的数量为两组，两组所述充电架对称排布，两组所述充电架之间设有电池转运装置，所述电池转运装置用于相对所述充电架取放电池包。

在本方案中，采用上述结构形式，提供了一种较为优选的结构布局，在不增加电池转运装置的前提下，尽可能提高充电架内可承载的电池数量。

同时，由于每个充电架上的电池充电仓位均能够将电池包送入或送出，因此在两组充电架之间电池转运装置仅需满足在各电池充电仓位之间移动电池包的目的即可，使得电池转运装置的结构也能够对应简化。

一种换电站，其包括：

载车平台；

如上所述的充电室，所述充电室设置于所述载车平台沿车辆在所述载车平台上的行驶方向的一侧或两侧；

换电设备，所述换电设备用于相对所述车辆更换电池包，所述换电设备能够穿梭于所述充电室与所述载车平台之间。

该换电站，其充电室内的各电池充电仓位通过在仓位本体内设置第一皮带移动机构，实现在仓位本体内部到电池出入口之间运送电池包的目的，以简化相对该充电室取放电池包的电池转运装置，并使得电池包在每个仓位本体内的位置更精准及可控，实现简化换电站的目的。

一种换电控制方法，其采用如上所述的电池充电仓位，所述换电控制方法包括：

控制所述第一皮带移动机构带动电池包沿所述第一路径移动；

当所述电池包沿所述第一路径移动到位后，控制所述第一皮带移动机构停止运行和/或相对所述仓位本体下降。

该换电控制方法，通过设置在仓位本体内的第一皮带移动机构对电池包径进行移动，相比利用外部的电池转运装置搬运电池包的方式，提高了电池包在该仓位本体内的位置更精准及可控，且通过控制第一皮带移动机构的启停，可实现各种型号电池包在仓位本体内的精准定位。

较佳地，所述电池充电仓位还包括设于所述仓位本体内的第一电连接器，所述第一电连接器设置于第一路径上；

所述当所述电池包沿所述第一路径移动到位后，控制所述第一皮带移动机构停止运行和/或相对所述仓位本体下降的步骤包括：当所述电池包沿所述第一路径移动至使得所述电池包上的第二电连接器与所述第一电连接器电连接后，控制所述第一皮带移动机构停止运行和/或相对所述仓位本体下降。

该换电控制方法，通过第一皮带移动机构带动电池包移动并对接至第一电连接器，提高了电池包在该仓位本体内与第一电连接器进行对接的位置精准度和对接可靠度，且仅需要通过控制第一皮带移动机构的启停，便可实现各种型号电池包在仓位本体内移动到位时，第一电连接器与第二电连接器的电连接。

较佳地，所述电池充电仓位还包括设于所述仓位本体内的第一电连接器和驱动机构，所述驱动机构连接所述第一电连接器，所述换电控制方法还包括：

当所述电池包沿所述第一路径移动到位后，还控制所述驱动机构驱动所述第一电连接器靠近所述电池包，使所述第一电连接器电连接至所述电池包上的第二电连接器。

该换电控制方法，通过驱动机构驱动第一电连接器靠近电池包的方式，提高了电池包在该仓位本体内与第一电连接器进行对接的位置精准度和对接可靠度，且为第一电连接器在仓位本体内的安装提供更多选择，以适应各种空间的仓位本体，提高适用性。

较佳地，所述电池充电仓位还包括设于所述仓位本体内的第一电连接器和第二皮带移动机构，所述第一电连接器被设置为能够与所述电池包上的第二电连接器进行电连接，所述第二皮带移动机构用于承载所述电池包，并能够带动所述电池包沿第二路径移动，所述第二路径沿与所述第一路径不同的方向延伸至所述第一电连接器处，所述换电控制方法还包括：

当所述电池包沿所述第一路径移动到位后，控制所述第二皮带移动机构承载所述电池包，带动所述电池包沿所述第二路径移动；

当所述电池包沿所述第二路径移动到使所述第二电连接器与所述第一电连接器电连接后，控制所述第二皮带移动机构停止运行和/或相对所述仓位本体下降。

该换电控制方法，通过仓位本体内的同时设置第一皮带移动机构和第二皮带移动机构对电池包沿不同路径进行移动，相比利用外部的电池转运装置搬运电池包的方式，提高了电池包在该仓位本体内与第一电连接器进行对接的位置精准度和对接可靠度，特别适用于第一电连接器安装于仓位本体的电池出入口的相邻侧的情形。

较佳地，所述电池充电仓位还包括可升降地设于所述仓位本体内的第二挡停机构，所述第二挡停机构设置于与所述第一电连接器相对且远离所述第一电连接器的一侧，所述换电控制方法还包括：

当所述电池包上的所述第二电连接器与所述第一电连接器电连接后，控制所述第二挡停机构相对所述仓位本体上升，以阻挡所述电池包沿远离所述第一电连接器的方向后退。

该换电控制方法，在电池包对接至第一电连接器后，通过控制第二挡停机构相对仓位本体上升，提高对电池包的限位能力，以避免电池包因外力因素作用下与第一电连接器发生意外脱离，保证持续充电。

本发明的积极进步效果在于：

该电池充电仓位、充电架、充电室、换电站和换电控制方法，通过在仓位本体内设置第一皮带移动机构，实现在仓位本体内部到电池出入口之间运送电池包的目的，以简化相对该电池充电仓位取放电池包的电池转运装置，并使得电池包在该仓位本体内的位置更精准及可控。

附图说明

图1为本发明的实施例1的换电站的立体结构示意图。

图2为本发明的实施例1的换电站的俯视结构示意图。

图3为本发明的实施例1的电池充电仓位的立体结构示意图。

图4为本发明的实施例1的电池充电仓位的俯视结构示意图。

图5为本发明的实施例1的电池充电仓位的使用状态示意图(一)。

图6为本发明的实施例1的电池充电仓位的使用状态示意图(二)。

图7为本发明的实施例1的电池充电仓位的使用状态示意图(三)。

图8为本发明的实施例2的电池充电仓位的俯视结构示意图。

图9为本发明的实施例2的电池充电仓位的使用状态示意图。

图10为本发明的实施例3的电池充电仓位的俯视结构示意图。

图11为本发明的实施例3的电池充电仓位的使用状态示意图。

附图标记说明：

载车平台100

充电室200

车辆300

充电架201

电池转运装置202

电池充电仓位10

仓位本体1，电池出入口11，底板12

第一皮带移动机构2，第一路径A

承载部3

第一电连接器4

第二皮带移动机构5，第二路径B

驱动机构6

第一挡停机构71

第二挡停机构72

电池包20

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例1

本发明提供一种换电站，其包括载车平台100、充电室200和换电设备(图中为示出)。如图1所示，载车平台100用于供车辆300驶入并停放，充电室200在本实施例中的换电站中有两个，分别分布在载车平台100的两侧，换电设备能够穿梭于两个充电室200与载车平台100之间，用于对车辆300上的亏电的电池包20进行拆卸，并将亏电的电池包20搬运充电室200内进行充电，还用于将充电室200内完成充电的电池包20搬运至载车平台100的换电位，将该完成充电的电池包20安装只车辆300上。

如图2所示，本实施例中的充电室200包括两组充电架201，这两组充电架201对称排布，在这两组充电架201之间设置有电池转运装置202，该电池转运装置202从换电设备获取亏电的电池包20之后，通过上升移动的方式将电池包20搬运至充电架201对应的位置处，又或者从充电架201对应的位置处取出完成充电的电池包20，再将该电池包20送至换电设备上。这种结构布局，在不增加电池转运装置202数量的前提下，尽可能增加电池转运装置202与充电架201上的电池充电仓位10的对应数量，进而提高充电架201内可承载的电池包20数量。其中，充电架201上包括沿竖直方向阵列排列多个电池充电仓位10。

电池充电仓位10的具体结构如图3所示，其包括仓位本体1、第一皮带移动机构2以及承载部3。其中，仓位本体1用于容纳电池包20，在仓位本体1靠近电池转运装置202的一端设有电池出入口11，用于供电池包20移入或移出，仓位本体1的下表面设有底板12，第一皮带移动机构2及承载部3均被设置在底板12上。在其他实施例中，仓位本体1的下表面可以不设置底板12，只要设置对应可承载第一皮带移动机构2及承载部3的框架结构也可。

第一皮带移动机构2由两列皮带轮组成，皮带轮上的皮带用于承载电池包20，并能够通过第一皮带移动机构2的主动轮的转动，带动电池包20在仓位本体1内进行移动，通过第一皮带移动机构2带动电池包20进行移动的路径为第一路径A，第一路径A从电池出入口11处延伸至仓位本体1远离电池出入口11的一侧，以通过第一皮带移动机构2的驱动，实现在仓位本体1内部到电池出入口11之间运送电池包20的目的。由于电池充电仓位10具备将电池包20从电池出入口11移入仓位本体1内，以及将仓位本体1内的电池包20从电池出入口11移出的功能，对应的电池转运装置202上无需再设置双伸出机构等悬臂伸出结构用于取放电池包20，从而简化了电池转运装置202的结构。同时，通过第一皮带移动机构2可调整电池包20在仓位本体1内的位置，第一皮带移动机构2的设置也使得电池包20在该仓位本体1内的位置的定位更加精准、可控。同时，通过控制第一皮带移动机构2的启停，可实现多种型号电池包20在仓位本体1内的精准定位，使得电池充电仓位10可适用于多种型号电池包20的承载。

承载部3沿着电池包20的宽度方向分布在第一皮带移动机构2的两侧或中间，以与第一皮带移动机构2错开，承载部3的作用是承载电池包20，以分担第一皮带移动机构2承载的电池包20的重量。

本实施例中，如图5和图6所示，第一皮带移动机构2相对承载部3是能够升降的，在第一皮带移动机构2带动电池包20移动时，第一皮带移动机构2的高度会高于承载部3，避免电池包20的底部相对承载部3摩擦而产生较大阻力，在电池包20移动到位之后，第一皮带移动机构2的高度会低于承载部3，使得电池包20的绝大部分重量直接作用在承载部3上，避免第一皮带移动机构2长期承担电池包20的重量，可提高第一皮带移动机构2的耐久。同时，将电池包20设置在承载部3上，也能够提高电池包20相对电池充电仓位10的定位可靠性。在其他实施例中，如果不考虑第一皮带移动机构2长期承载电池包20带来的各种不利，也可以不设置承载部3。

其中，第一皮带移动机构2如何相对承载部3调节高度，在本实施例中是通过升降驱动机构带动第一皮带移动机构2整体升降而实现的，升降驱动机构的具体结构可参见现有技术，因此在此不再具体赘述。

如图4所示，该电池充电仓位10还包括第一挡停机构71和第一到位传感器(图中为示出)。其中，第一挡停机构71也设在仓位本体1的底板12表面，第一挡停机构71的具***置被设置在沿第一路径A远离于电池出入口11的一端处，第一挡停机构71的作用是将电池包20挡停在第一路径A上的第一到位点处，以通过物理限位的方式将电池包20准确挡停于预设的到位点，结构简单且可靠。本实施例中，第一挡停机构71在非挡停状态下的高度可以低于电池包20的底面，而在需要挡停电池包20时，第一挡停机构71上升，使高度要高于电池包20的底面，实现物理限位目的，使得电池包20精准地停止于第一到位点。在其他实施例中，第一挡停机构7的高度也可设置为固定不变的，即保持处于挡停状态，此时，第一挡停机构71的高度都要高于电池包20的底面。

而第一到位传感器则设置在第一挡停机构71上，该第一到位传感器用于检测电池包20是否位于第一到位点，通过第一到位传感器实现主动监测电池包20位置的目的，以便及时获得电池包20在第一皮带移动机构2的驱动下到达第一到位点的时机，提高控制精度。具体的，第一到位传感器在电池包20位于第一到位点时能够产生第一信号，该第一信号通过导线输送至第一皮带移动的控制电机处，使得第一皮带移动机构2停止运行。通过这种闭环控制的方式，可提高第一皮带移动机构2驱动电池包20停止于第一到位点的准确程度，具有较高的自动化程度。其中，第一到位传感器优选采用非接触式感应的传感器，避免阻碍电池包20的正常移动。

电池充电仓位10还包括有第一电连接器4，第一电连接器4设置在仓位本体1上，其作用是与电池包20上的第二电连接器对接，以实现电池充电仓位10对电池包20进行充电的目的。

本实施例中，如图3所示，第一电连接器4设置在电池充电仓位10的背侧，即远离电池出入口11的一侧，而第一挡停机构71的数量为两个，分别分布在第一电连接器4的左右两侧。在电池包20随着第一皮带移动机构2的带动而移动至第一到位点处时，第一电连接器4能够与电池包20上的第二电连接器进行电连接。在本实施例中，在仓位本体1内还可以设置第二挡停机构72，该第二挡停机构72具***于第一到位点和电池出入口11之间，当第一电连接器4与第二电连接器电连接后，第二挡停机构72移动至第一路径A，以阻挡电池包20朝电池出入口的方向移动，即起到止退电池包20的作用。本实施例中，第二挡停机构72在非挡停状态下的高度需低于电池包20的底面，而在需要挡停电池包20时，第二挡停机构72上升，使其高度要高于电池包20的底面，实现物理限位目的，避免电池包20脱离出仓位本体1。

在其他实施例中，电池充电仓位10可适用于多种型号电池包的承载以及充电。其中，所谓的多种型号电池包是指不同型号电池包之间的长、宽、高可能不尽相同，此时，第二挡停机构72还可沿第一路径A移动，以在第二挡停机构72上升后，可实现对多种型号电池包进行物理限位。

在此基础上，本实施例对应于上述电池充电仓位10的结构提供了一种换电控制方法，具体包括以下步骤：

S11、控制第一皮带移动机构2启动，使得承载在其表面的电池包20沿着第一路径A移动，并进入电池充电仓位10内。

S12、当电池包20沿着第一路径A移动至使电池包20上的第二电连接器与第一电连接器4电连接后，控制第一皮带移动机构2停止运行。

S13、当电池包上的第二电连接器与第一电连接器4电连接后，控制第二挡停机构相对仓位本体上升，以阻挡电池包沿远离第一电连接器4的方向后退。

上述的换电控制方法通过设置在仓位本体1内的第一皮带移动机构2对电池包20径进行移动，带动电池包20移动并对接至第一电连接器4，提高了电池包20在该仓位本体1内与第一电连接器4进行对接的位置精准度和对接可靠度，且仅需要通过控制第一皮带移动机构2的启停，便可实现各种型号电池包20在仓位本体1内移动到位时，使第一电连接器4与电池包20上的第二电连接器进行电连接的目的。

为确保第一电连接器4和第二电连接器的定位效果，在第一皮带移动机构2通过带动电池包20移动的方式使电池包20的第二电连接器与电池充电仓位10的第一电连接器4对接之后，通过使第二挡停机构72对电池包20进行物理限位，使第一电连接器4精准停止于与第二电连接器保持贴紧定位，以防止电池包20移动过位对第一电连接器4过分挤压而损坏第一电连接器4和/或第二电连接器。

此外，第二挡停机构72上可以阻挡电池包20朝电池出入口11的方向移动而脱离仓位本体1或者电连接失效。本实施例中，第二挡停机构72用于与电池包20定位接触的接触关系如图7所示，从图中可以看出，第二挡停机构72通过斜面7a与电池包20进行接触，以在第二挡停机构72的上升过程中，还能够产生带动电池包20朝第一电连接器4方向压紧的作用力，提高电池包20的电连接效果。

另外，在第一皮带移动机构2带动电池包20移动到位之后，第一皮带移动结构1还可通过相对下降的方式，使电池包20完全被承载在承载部3上而保持于第一到位点。

实施例2

本实施例还提供一种电池充电仓，其结构与实施例1提供的电池充电仓大致相同，不同之处在于，如图8和图9所示，本实施例中，第一电连接器4设置在仓位本体1与电池出入口11相邻的一侧。因此，第一皮带移动机构2带动电池包20进行移动无法使得电池包20上的第二电连接器直接对接至第一电连接器4上。

本实施例中的电池充电仓还包括设在仓位本体1的底板12上的第二皮带移动机构5，第二皮带移动机构5的延伸方向与第一皮带移动机构2相垂直，第二皮带移动机构5设置在第一皮带移动机构2的两组皮带轮组之间，实现与第一皮带移动机构2错位布置的目的。第二皮带移动机构5用于承载电池包20，并能够带动电池包20沿第二路径B移动。其中，从图中可以看出，本实施例中的第二路径B相对于第一路径A垂直，并延伸至第一电连接器4的所在位置处。通过这种结构设置，在电池包20被第一皮带移动机构2移入电池充电仓位10的第一到位点后，通过设置的第二皮带移动机构5进一步将电池包20沿第二路径B移动直至与第一电连接器4进行对接，实现充电目的。

具体的，为了使第一皮带移动机构2和第二皮带移动机构5均能够带动电池包20，第一皮带移动机构2和第二皮带移动机构5的皮带面可位于相同的高度但高于承载部3。或者，第一皮带移动机构2和第二皮带移动机构5的皮带面及承载部3三者均位于相同的高度，此时为降低承载部3表面的摩擦力，避免电池包20在第一皮带移动机构2或第二皮带移动机构5的带动下与承载部3表面产生较大摩擦，承载部3的上表面上设有滚珠。

本实施例提供了一种相对升降的方案：第一皮带移动机构2相对第二皮带移动机构5是能够升降的，在第一皮带移动机构2带动电池包20移动时，第一皮带移动机构2的高度会高于第二皮带移动机构5，避免电池包20的底部相对第二皮带移动机构5的皮带面摩擦而产生较大阻力，在电池包20移动到第一到位点后，第一皮带移动机构2的高度会低于第二皮带移动机构5，使得电池包20被第二皮带移动机构5所承载上，使第二皮带移动机构5能够带动电池包20沿第二路径B移动。

其中，第一皮带移动机构2如何相对第二皮带移动机构5调节高度，在本实施例中是通过升降驱动机构带动第一皮带移动机构2整体升降而实现的，升降驱动机构的具体结构可参见现有技术，因此在此不再具体赘述。当然，也可将升降驱动机构设置在第二皮带移动机构5上，使第二皮带移动机构5相对第一皮带移动机构2进行升降。

在其他实施例中，电池充电仓位10可适用于多种型号电池包的承载和/或充电，所谓多种型号电池包是指不同型号电池包之间的长、宽、高可能不尽相同，此时，第二挡停机构72还可沿第一路径A移动，以在第二挡停机构72上升后，可实现对多种型号电池包进行物理限位。

在此基础上，本实施例对应于上述电池充电仓位10的结构也提供了一种换电控制方法，具体包括以下步骤：

S21、控制第一皮带移动机构2启动，使得承载在其表面的电池包20沿着第一路径A移动，并进入电池充电仓位10内。

S22、当电池包20沿第一路径A移动到位后，控制第一皮带移动机构2停止运行，同时控制第二皮带移动机构5承载电池包20，带动电池包20沿第二路径B移动。

S23、当电池包20沿第二路径B移动到使第二电连接器与第一电连接器4电连接后，控制第二皮带移动机构5停止运行。

上述的换电控制方法通过仓位本体1内的同时设置第一皮带移动机构2和第二皮带移动机构5对电池包20沿不同路径进行移动，带动电池包20移动并对接至第一电连接器4，提高了电池包20在该仓位本体1内与第一电连接器4进行对接的位置精准度和对接可靠度，特别适用于第一电连接器4安装在仓位本体1的电池出入口11的相邻侧的情形。

本实施例中的挡停机构包括第一挡停机构71和第二挡停机构72，两种挡停机构在底板12上的布局如图8所示：第一挡停机构71设置在第一路径A上，目的是将电池包20阻挡在沿第一路径A的第一到位点上。第二挡停机构72设置在第二路径B上，在第一电连接器4与第二电连接器之间接触实现电连接后，第二挡停机构72移动至第二路径B上，并用于阻挡电池包20朝远离第一电连接器4的方向移动。设置第二挡停机构72的目的是，在电池包20沿第二路径B与第一电连接器4对接之后，提高电池包20的定位和电连接的可靠性。第一挡停机构71和第二挡停机构72的具体结构均可参见实施例1中的第一挡停机构71和第二挡停机构72所提供的结构。

本实施例中，第一到位传感器设置在第一挡停机构上，在电池包20位于第一到位点时能够产生第一信号，该第一信号用于控制使第一皮带移动机构2停止运行，或者控制使第一皮带移动机构2的高度低于第二皮带移动机构5，又或者两个动作同步进行。通过第一信号作为依据控制第一皮带移动机构2的启停或相对第二皮带移动机构5进行升降，使得电池包20能够可靠地被承载在第二皮带移动机构5上，实现精确控制的目的。

该第一信号还可以作为驱动第二皮带移动机构5相对第一皮带移动机构2上升的依据。在第一到位传感器产生第一信号后，第二皮带移动机构5上升，使电池包20承载在第二皮带移动机构5上，并启动第二皮带移动机构5移动电池包20。

本实施例中，电池充电仓位10还包括第二到位传感器(图中为示出)，第二到位传感器设置在第二路径B靠近第一电连接器4的一端，第二到位传感器的作用为检测电池包20是否位于第二到位点。通过第二到位传感器实现主动监测电池包20位置的目的，以便及时获得电池包20在第二皮带移动机构5的驱动下到达第二到位点的时机，实现精确控制的目的。具体的，第二到位传感器在电池包20位于第二到位点时能够产生第二信号，该第二信号用于控制第二皮带移动机构5停止运行，以在电池包20移动到位后及时停止第二皮带移动机构5的运行。通过闭环控制的方式，提高第二皮带移动机构5驱动电池包20停止于与第一电连接器4进行电连接时的位置准确程度，防止电池包20移动过位后对第二电连接器产生过分挤压以损坏第二电连接器的情形发生。

实施例3

本实施例还提供一种电池充电仓，其结构与实施例2提供的电池充电仓大致相同，不同之处在于，如图10和图11所示，本实施例中的电池充电仓不设置第二皮带移动机构5，电池充电仓包括驱动机构6，驱动机构6也设置在仓位本体1与电池出入口11相邻的一侧，并与第一电连接器4相连，驱动机构6为直线运动机构，其用于驱动第一电连接器4朝着远离或接近电池包20的方向移动。

在电池包20被第一挡停机构71挡停在第一到位点处后，驱动机构6能够驱动第一电连接器4沿着如实施例2那样的第二路径B朝靠近或远离电池包20的方向移动，以代替第二皮带移动机构5，通过主动移动第一电连接器4的方式，实现相对电池包20上的第二电连接器靠近并电连接的目的。

本实施例中也设置有第二挡停机构72，用于沿第二路径B支撑电池包20，提高电池包20和第一电连接器4相连可靠性。

通过上述结构形式，设置驱动机构6以驱动并改变第一电连接器4的位置，实现主动接近电池包20并与电池包20上的第二电连接器电连接的目的。这种电连接方式简单可靠，且可通过调整驱动机构6的驱动距离，满足与不同型号规格的电池包20进行电连接的目的，兼容性好。

在此基础上，本实施例对应于上述电池充电仓位10的结构也提供了一种换电控制方法，具体包括以下步骤：

S31、控制第一皮带移动机构2启动，使得承载在其表面的电池包20沿着第一路径A移动，并进入电池充电仓位10内。

S32、当电池包20沿第一路径A移动到位后，控制第一皮带移动机构2停止运行，同时控制驱动机构6驱动第一电连接器4靠近电池包20，使第一电连接器4电连接至电池包20上的第二电连接器。

该换电控制方法，通过控制驱动机构6驱动第一电连接器4靠近电池包20的方式，提高了电池包20在该仓位本体1内与第一电连接器4进行对接的位置精准度和对接可靠度，并且，这种主动控制第一电连接器4移动实现对接的方案为第一电连接器4在仓位本体1内的设置安装提供更多选择，以适应各种空间的仓位本体1，提高适用性。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (27)

1.一种电池充电仓位，其包括仓位本体，所述仓位本体能够容纳电池包，其特征在于，所述仓位本体具有供所述电池包进出所述仓位本体的电池出入口，所述电池充电仓位还包括设于所述仓位本体内的第一皮带移动机构，所述第一皮带移动机构用于承载所述电池包，并能够带动所述电池包沿第一路径移动，所述第一路径从所述电池出入口延伸至所述仓位本体远离所述电池出入口的一侧。

2.如权利要求1所述的电池充电仓位，其特征在于，所述电池充电仓位还包括设于所述仓位本体内的第一挡停机构，所述第一挡停机构位于所述第一路径远离所述电池出入口的一端，所述第一挡停机构用于将所述电池包挡停于所述第一路径上的第一到位点处。

3.如权利要求2所述的电池充电仓位，其特征在于，所述电池充电仓位还包括第一到位传感器，所述第一到位传感器设置于所述第一挡停机构上，所述第一到位传感器用于检测所述电池包是否位于所述第一到位点。

4.如权利要求3所述的电池充电仓位，其特征在于，所述第一到位传感器在所述电池包位于所述第一到位点时能够产生第一信号，所述第一信号用于控制所述第一皮带移动机构停止运行。

5.如权利要求4所述的电池充电仓位，其特征在于，所述电池充电仓位还包括设于所述仓位本体内的第一电连接器，在所述电池包被所述第一挡停机构挡停于所述第一到位点处时，所述第一电连接器能够与所述电池包上的第二电连接器进行电连接。

6.如权利要求5所述的电池充电仓位，其特征在于，所述电池充电仓位还包括设于所述仓位本体内的第二挡停机构，所述第二挡停机构位于所述第一到位点和所述电池出入口之间，在所述第一电连接器与所述第二电连接器电连接后，所述第二挡停机构移动至所述第一路径，并用于阻挡所述电池包朝所述电池出入口的方向移动。

7.如权利要求5所述的电池充电仓位，其特征在于，所述电池充电仓位还包括驱动机构，所述驱动机构和所述第一电连接器均位于所述仓位本体与所述电池出入口相邻的一侧，所述驱动机构连接所述第一电连接器；

在所述电池包被所述第一挡停机构挡停于所述第一到位点处时，所述驱动机构能够驱动所述第一电连接器沿第二路径靠近或远离所述电池包。

8.如权利要求3所述的电池充电仓位，其特征在于，所述电池充电仓位还包括承载部，所述承载部在所述仓位本体内位于与所述第一皮带移动机构错开的位置处；

所述第一皮带移动机构相对所述仓位本体可升降；

所述第一到位传感器在所述电池包位于所述第一到位点时能够产生第一信号，所述第一信号用于控制所述第一皮带移动机构下降至使所述第一皮带移动机的高度低于所述承载部的高度。

9.如权利要求5所述的电池充电仓位，其特征在于，所述第一电连接器位于所述仓位本体与所述电池出入口相邻的一侧；

所述电池充电仓位还包括设于所述仓位本体内的第二皮带移动机构，所述第二皮带移动机构用于承载所述电池包，并能够带动所述电池包沿第二路径移动，所述第二路径沿与所述第一路径不同的方向延伸至所述第一电连接器处。

10.如权利要求9所述的电池充电仓位，其特征在于，所述第一皮带移动机构可相对第二皮带移动机构上升至使所述第一皮带移动机构的高度高于所述第二皮带移动机构；

所述第一皮带移动机构可相对第二皮带移动机构下降至使所述第一皮带移动机构的高度低于所述第二皮带移动机构。

11.如权利要求10所述的电池充电仓位，其特征在于，所述第一信号用于控制使所述第一皮带移动机构的高度低于所述第二皮带移动机构。

12.如权利要求9所述的电池充电仓位，其特征在于，在所述电池包位于所述第二路径上的第二到位点处时，所述第二电连接器与所述第一电连接器电连接；

所述电池充电仓位还包括第二到位传感器，所述第二到位传感器设置于所述第二路径靠近所述第一电连接器的一端，所述第二到位传感器用于检测所述电池包是否位于所述第二到位点。

13.如权利要求12所述的电池充电仓位，其特征在于，所述第二到位传感器在所述电池包位于所述第二到位点时能够产生第二信号，所述第二信号用于控制所述第二皮带移动机构停止运行。

14.如权利要求13所述的电池充电仓位，其特征在于，所述电池充电仓位还包括承载部，所述承载部在所述仓位本体内位于与所述第一皮带移动机构和所述第二皮带移动机构错开的位置处；

所述第一皮带移动机构相对所述仓位本体可升降；

所述第一信号还用于控制所述第一皮带移动机构下降至使所述第一皮带移动机的高度低于所述承载部的高度。

15.如权利要求14所述的电池充电仓位，其特征在于，所述第二皮带移动机构相对所述仓位本体可升降，所述第一信号还用于控制所述第二皮带移动机构上升至使所述第二皮带移动机的高度高于或等于所述承载部的高度。

16.如权利要求9所述的电池充电仓位，其特征在于，所述电池充电仓位还包括承载部，所述承载部在所述仓位本体内位于沿竖直投影方向与所述第一皮带移动机构和所述第二皮带移动机构错开的位置处；

所述承载部的高度与所述第一皮带移动机构和所述第二皮带移动机构齐平，所述第一信号还用于控制所述第二皮带移动机构运行。

17.如权利要求9-16任一项所述的电池充电仓位，其特征在于，所述电池充电仓位还包括设于所述仓位本体内的第二挡停机构，在所述第一电连接器与所述第二电连接器电连接后，所述第二挡停机构移动至所述第二路径，并用于阻挡所述电池包朝所述第一到位点的方向移动。

18.如权利要求14-16任一项所述的电池充电仓位，其特征在于，所述承载部的上表面上设有滚珠。

19.一种充电架，其特征在于，其包括如权利要求1-17任一项所述的电池充电仓位，所述电池充电仓位沿竖向、横向或者横竖阵列排列。

20.一种充电室，其特征在于，其包括如权利要求19所述的充电架。

21.如权利要求20所述的充电室，其特征在于，所述充电架的数量为两组，两组所述充电架对称排布，两组所述充电架之间设有电池转运装置，所述电池转运装置用于相对所述充电架取放电池包。

22.一种换电站，其特征在于，其包括：

载车平台；

如权利要求20或21所述的充电室，所述充电室设置于所述载车平台沿车辆在所述载车平台上的行驶方向的一侧或两侧；

换电设备，所述换电设备用于相对所述车辆更换电池包，所述换电设备能够穿梭于所述充电室与所述载车平台之间。

23.一种换电控制方法，其特征在于，其采用如权利要求1所述的电池充电仓位，所述换电控制方法包括：

控制所述第一皮带移动机构带动电池包沿所述第一路径移动；

当所述电池包沿所述第一路径移动到位后，控制所述第一皮带移动机构停止运行和/或相对所述仓位本体下降。

24.如权利要求23所述的换电控制方法，其特征在于，所述电池充电仓位还包括设于所述仓位本体内的第一电连接器，所述第一电连接器设置于第一路径上；

所述当所述电池包沿所述第一路径移动到位后，控制所述第一皮带移动机构停止运行和/或相对所述仓位本体下降的步骤包括：当所述电池包沿所述第一路径移动至使得所述电池包上的第二电连接器与所述第一电连接器电连接后，控制所述第一皮带移动机构停止运行和/或相对所述仓位本体下降。

25.如权利要求23所述的换电控制方法，其特征在于，所述电池充电仓位还包括设于所述仓位本体内的第一电连接器和驱动机构，所述驱动机构连接所述第一电连接器，所述换电控制方法还包括：

当所述电池包沿所述第一路径移动到位后，还控制所述驱动机构驱动所述第一电连接器靠近所述电池包，使所述第一电连接器电连接至所述电池包上的第二电连接器。

26.如权利要求23所述的换电控制方法，其特征在于，所述电池充电仓位还包括设于所述仓位本体内的第一电连接器和第二皮带移动机构，所述第一电连接器被设置为能够与所述电池包上的第二电连接器进行电连接，所述第二皮带移动机构用于承载所述电池包，并能够带动所述电池包沿第二路径移动，所述第二路径沿与所述第一路径不同的方向延伸至所述第一电连接器处，所述换电控制方法还包括：

当所述电池包沿所述第一路径移动到位后，控制所述第二皮带移动机构承载所述电池包，带动所述电池包沿所述第二路径移动；

当所述电池包沿所述第二路径移动到使所述第二电连接器与所述第一电连接器电连接后，控制所述第二皮带移动机构停止运行和/或相对所述仓位本体下降。

27.如权利要求24-26中任一项所述的换电控制方法，其特征在于，所述电池充电仓位还包括可升降地设于所述仓位本体内的第二挡停机构，所述第二挡停机构设置于与所述第一电连接器相对且远离所述第一电连接器的一侧，所述换电控制方法还包括：

当所述电池包上的所述第二电连接器与所述第一电连接器电连接后，控制所述第二挡停机构相对所述仓位本体上升，以阻挡所述电池包沿远离所述第一电连接器的方向后退。

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