模块化组装拆卸式智能充换电设备及其装配方法与流程

本发明涉及换电、充电及储能，尤其涉及一种模块化组装拆卸式智能充换电设备及其装配方法。

背景技术：

1、随着电动两轮车、轻型电动配送车辆以及共享出行车辆的快速普及，面向动力电池集中充电和快速换电的智能充换电设备逐渐被广泛应用于社区、商铺、物流站点、园区及户外公共服务场景。该类设备通常需要设置多个电池仓，并在每个电池仓内配置充电连接结构、仓门锁控结构、安全检测结构及消防防护结构，同时还需要设置配电控制、人机交互、身份识别、语音提示等功能部件，以实现电池充电、换电管理、用户交互和安全防护等功能。

2、现有智能充换电设备的柜体结构多采用整体焊接式或整体装配式结构，即底座、立柱、框架、层板、侧板、后盖板等主体结构在出厂前已经形成较大的整机柜体。该类结构虽然具有较好的整体强度和防护性能，但整机外形固定、体积较大，运输过程中只能以整柜形态进行包装、装车和装箱，难以充分利用货车或集装箱内部空间。尤其在跨区域运输或海外出口运输场景下，整柜内部存在大量无法利用的空腔和异形间隙，导致单位运输空间内可装载设备数量有限，单台设备分摊的运输成本较高。同时，整机柜体在搬运、进场和部署过程中受尺寸和重量限制较大，难以适应老旧社区、小型商铺、狭窄通道等受限场景，后期设备迁移和维修也需要整体搬移，运维便利性不足。

3、为了改善传统整机柜体的制造和运输问题，已有部分现有技术提出了模块化或可拆卸的柜体结构。例如，cn218948979u公开了一种模块化可拆卸装配的智能换电柜，该类方案将柜体中的基架、左板件、右板件、顶板件、后板件等部件设置为可拆卸结构，但并非可在运输时将柜体拆分后叠放包装，减小占用体积。该方案已经对换电柜柜体主体结构的可拆卸进行了改进，但其主要关注柜体框架、板件及电池仓体的拆分装配，仍未进一步围绕电池仓体、充换电设备中的配电控制、人机交互、仓门锁控、消防、照明及充电线束等功能结构建立独立预装预检的模块化体系，也未形成与层板线束导引结构相配合的现场线束快接方案。

4、又如，cn218661402u公开了一种模块化充电柜，该方案中的充电柜部件可以通过螺钉、抽芯拉铆钉等方式组装，各部件之间相互独立，能够进行独立生产、组装和存储，从而改善传统充电柜焊接喷漆效率低、整机存储占用空间大的问题。该类方案能够提高生产和存储便利性，但其重点仍在于充电柜结构部件的独立生产及装配，并未针对充换电设备运输状态下的平板件堆叠、长条件并列摆放、独立功能模块集中码放等运输缩容方式进行系统设计，也未解决配电箱人机交互模块和锁侧板组件模块在生产端预装检测、运输端独立码放、现场端快速线束对接之间的协同问题。

5、再如，cn221293027u公开了一种充换电柜，其柜体包括主控仓和多个充电仓，充电仓之间可通过连接结构可拆卸连接，主控仓与充电仓之间可通过电连接器和导线连接。该方案能够根据使用需求调整充电仓数量，并可在运输时将多个充电仓相互拆卸，以便灵活摆放和运输；当某个充电仓损坏时，也可以单独拆卸维修。该类方案虽然公开了主控仓与充电仓之间的可拆卸连接及电连接器连接，但其模块化对象主要是完整的主控仓和充电仓，并非将单台充换电设备拆分为底座模块、前框体模块、层板组件模块、后立柱模块、围护板模块、配电箱人机交互模块和锁侧板组件模块等结构形态不同的模块，也未解决层板组件模块兼具电池承载限位和线束导引、配电箱人机交互模块预装主线束并与各电池仓功能线束可拆卸连接、锁侧板组件模块预装锁控单元及消防照明结构等问题。

6、综上，现有技术虽然已经出现了柜体可拆卸、部件独立生产、仓体模块化拼接等方案，但仍存在以下不足：一是现有方案多集中于柜体板件、框架或仓体单元的拆分，并未实现整机拆卸堆叠运行以及考虑配电箱人机交互模块、锁侧板组件模块等功能模块的系统设计；二是现有方案只能在工厂组装完成后发货，不能在客户实地安装地进行现场组装。三是现有方案未充分结合运输状态下各模块的结构形态，对平板类围护板、长条类立柱、箱体类功能模块进行规整码放设计，运输缩容效果仍有进一步提升空间；四是现有可拆卸柜体方案在反复拆装后还需要兼顾仓门锁控、消防照明、电池充电、防护密封及现场快速组装等要求，整体结构协同性仍不足。

7、因此，有必要提供一种模块化组装拆卸式智能充换电设备，使其在保证拼装使用状态下具备充换电功能和柜体防护能力的同时，能够在运输状态下拆分为规整模块，并通过预装有电气控制单元、人机交互单元及主线束的配电箱人机交互模块、预装有锁控单元、消防件、照明件和充电线出口的锁侧板组件模块，以及设置于层板组件模块上的线束导引结构，实现生产端预装检测、运输端规整码放和现场端快速拼装的统一。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明实施例提供了一种模块化组装拆卸式智能充换电设备，用以解决现有技术中的智能充换电设备运输不方便，无法现场快速拼装的技术问题。

2、第一方面，本发明提供了一种模块化组装拆卸式智能充换电设备，包括底座模块、前框体模块、层板组件模块、后立柱模块、围护板模块、配电箱人机交互模块和锁侧板组件模块；

3、所述底座模块、前框体模块、层板组件模块和后立柱模块可拆卸连接形成承重骨架，所述围护板模块可拆卸连接于所述承重骨架并与前框体模块围合形成电池仓；

4、所述层板组件模块设置有电池承载限位结构和线束导引结构，所述配电箱人机交互模块为预装有电气控制单元、人机交互单元及主线束的独立箱体模块，所述配电箱人机交互模块设置有与所述线束导引结构连通的线束对接口，以使主线束与各电池仓的功能线束可拆卸连接；

5、所述锁侧板组件模块为预装有锁控单元、消防件、照明件和充电线出口的独立功能模块，所述锁控单元与前框体模块的仓门组件对应配合；

6、所述围护板模块在拆分运输状态下形成平板堆叠件，所述后立柱模块形成长条并列摆放件，所述配电箱人机交互模块和锁侧板组件模块形成独立功能码放件，以使设备在拆分运输状态下规整码放，并在拼装使用状态下形成具有换电、充电功能的封闭柜体。

7、第二方面，本发明提供一种模块化组装拆卸式智能充换电设备的装配方法，所述装配方法包括：

8、根据所述底座模块，对所述前框体模块、多个所述层板组件模块和所述后立柱模块进行可拆卸装配，得到承重骨架，其中，多个所述层板组件模块分别设置有与所述公共接口基准件对应的让位部；

9、将处于独立拆分状态且内部保持所述预装连接关系的接口线束基准模块整体装配至所述承重骨架，将所述公共接口基准件的固定基准端与所述底座模块定位连接，以根据所述底座模块重新建立所述接口线束基准模块的安装基准，并使所述公共接口基准件的误差释放端与所述承重骨架连接且保持未锁紧状态；

10、在保持所述固定基准端与所述底座模块定位连接的状态下，使所述误差释放端根据所述承重骨架重新拼装后的位置沿预设误差释放方向相对于所述承重骨架移动，以释放所述承重骨架重新拼装产生的至少部分装配偏差，并使所述公共接口基准件与多个所述层板组件模块的让位部之间分别保持装配间隙；

11、在所述误差释放端完成沿所述预设误差释放方向的移动后，将所述误差释放端与所述承重骨架锁紧，以固定所述公共接口基准件相对于所述底座模块的位置，使多个所述仓级电连接接口之间的相对位置由所述公共接口基准件确定，且不随多个所述层板组件模块在预定范围内的装配位置变化；

12、将所述配电箱人机交互模块和多个所述锁侧板组件模块分别装配至所述承重骨架的对应安装位置，将所述配电箱人机交互模块预装的主线束与所述接口线束基准模块的主干线束可拆卸连接，并将多个所述仓级电连接接口分别与对应电池仓的功能线束可拆卸连接，以建立所述配电箱人机交互模块与多个所述电池仓之间的线路连接；

13、将所述围护板模块可拆卸装配于所述承重骨架，以形成具有多个所述电池仓的所述智能充换电设备。

14、综上所述，本发明的有益效果如下：

15、本发明的模块化组装拆卸式智能充换电设备，通过将设备划分为底座模块、前框体模块、层板组件模块、后立柱模块、围护板模块、配电箱人机交互模块和锁侧板组件模块，使设备能够根据结构功能和运输形态进行模块化拆分。底座模块、前框体模块、层板组件模块和后立柱模块可拆卸连接形成承重骨架，围护板模块可拆卸连接于承重骨架并与前框体模块围合形成电池仓，由此使设备在拼装使用状态下能够形成具有充换电功能的封闭柜体，在拆分运输状态下又能够分解为多个相对规整的模块，改善传统整机柜体运输和现场装配不便的问题。

16、围护板模块在拆分运输状态下形成平板堆叠件，后立柱模块形成长条并列摆放件，配电箱人机交互模块和锁侧板组件模块形成独立功能码放件。通过使不同结构形态的模块分别按照平板堆叠、长条并列和功能模块集中码放的方式进行密集堆叠后运输，可以减少传统整柜运输时产生的空腔和异形间隙，从而显著缩小整机占用空间，有利于提高运输空间利用率，使设备更适合批量运输、跨区域运输和集装箱运输场景。

17、配电箱人机交互模块为预装有电气控制单元、人机交互单元及主线束的独立箱体模块，使配电控制、人机交互和主线束能够预先集成为独立模块。现场拼装时，配电箱人机交互模块通过线束对接口与各电池仓的功能线束可拆卸连接，可以减少现场逐线布设和逐线接线的工作量，降低线束连接混乱或接错的风险，提高现场电气连接效率。

18、层板组件模块设置有电池承载限位结构和线束导引结构，使层板组件模块不仅能够用于承载和限位电池，还能够为主线束与各电池仓功能线束之间的连接提供预设走线路径。由此，可以使电池仓内部结构和线束布设更加规整，减少现场临时走线，提高柜体内部空间利用和装配便利性。

19、锁侧板组件模块为预装有锁控单元、消防件、照明件和充电线出口的独立功能模块，锁控单元与前框体模块的仓门组件对应配合。通过将仓门锁控、消防、照明和充电线出口等电池仓侧部功能集中设置在锁侧板组件模块上，可以减少现场逐个安装相关功能部件的工作量，并使锁控单元与仓门组件之间形成明确的对应关系，有利于提高电池仓功能模块的装配效率。

20、因此，本发明实施例通过结构模块化、功能模块化和运输形态模块化的组合设计，使智能充换电设备能够在拆分运输状态下规整码放，并在拼装使用状态下形成具有充换电功能的封闭柜体，从而改善现有智能充换电设备整机运输不便、现场拼装复杂以及功能线束连接效率低的问题。此外，相邻模块对接处设置定位防错结构、导水密封结构和可拆卸锁紧结构，可在锁紧前实现预定位并防止装错，对对接间隙进行导水和密封，并可逆锁紧相邻模块，从而提高现场拼装效率与定位精度，增强柜体防水防尘防护能力，便于反复拆装、维护和更换，兼顾拆分运输与拼装使用状态下的结构可靠性和密封可靠性。