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充电仓及换电站的制作方法

2021-11-20 03:40:00 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及一种充电仓及换电站。


背景技术:

2.随着社会发展以及科技进步,电动汽车越来越受到消费者的欢迎,作为电动汽车的动力源,电池包需要及时充电。由于续航里程及动力要求,汽车所需电池包电量越来越高,靠传统充电方式不能满足部分场景用车需求,需要把电池包换下来放在充电架上充电,使车辆在更换电池后继续正常使用。现有的电池包充电仓的充电架放置在充电仓的内部靠近中间的位置,换电设备需要进入充电仓内部取放电池包,使得电动汽车在进行电池包更换的时间大大延长,增加了车辆等待时间。


技术实现要素:

3.本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中的缺陷,提供一种充电仓及换电站。
4.本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题:
5.一种充电仓,用于对电动汽车的电池包进行充放电,所述充电仓包括充电仓本体和充电架,所述充电仓本体的内部设有充电区,所述充电区靠近所述充电仓本体的两侧设置,所述充电架放置于所述充电区内,所述充电架上具有充电位,所述充电仓本体的两侧设有供所述电池包取放于所述充电位的开口。
6.在本方案中,将充电架靠近充电仓本体的两侧设置,便于换电设备从充电仓外部取放电池包,减少了电动汽车更换电池包的等待时间,提高电动汽车的换电效率。
7.较佳地,所述充电架上还具有中转位,所述中转位用于临时放置待充放电的或满电的所述电池包。
8.在本方案中,设置中转位便于换电设备利用其闲置的时间将满电的电池包提前放置于中转位上,然后从中转位上快速将充满电的电池包装入电动汽车,或者便于换电设备将从电动汽车上去下的待充电的电池包临时地快速放置于中转位上,然后从充电位上取满电的电池包安装至电动汽车上,以有效减少电动汽车更换电池包的等待时间。此外,不排除设置两个中转位且优选为两个中转位相邻设置,一个用于临时放置待充放电的电池包,一个用于临时放置满电的电池包,以此进一步减少电动汽车更换电池包的等待时间。
9.较佳地,所述中转位设于所述充电架的下侧且靠近换电站的换电位置。
10.在本方案中,由于换电设备在靠下的位置对电动汽车进行装卸电池包,因而采用上述结构形式,使得换电设备在更换电动汽车的电池包时具有最小的行程,有效减少电动汽车更换电池包的等待时间。
11.较佳地,所述充电架有两组,两组所述充电架分别设置于所述充电仓本体的两侧的所述充电区内。
12.在本方案中,采用上述结构形式,便于同时对电动汽车的两侧的电池包进行更换,
或者对电动汽车单侧的电池包采取就近原则进行更换,避免换电设备从电动汽车的一侧移动到另一侧,有效减少电动汽车更换电池包的等待时间。
13.较佳地,所述充电仓本体内还设有维修通道,所述维修通道设置于两组所述充电架之间。
14.在本方案中,设置维修通道便于对充电仓本体内充电架等设备进行维修。
15.较佳地,所述充电仓本体内还设有充电设备区,所述充电设备区用于放置充电设备,所述充电设备用于为所述充电架供电。
16.在本方案中,将充电设备设置在充电仓本体内方便充电设备与充电架对应和布线,便于安装和维护。
17.较佳地,所述充电设备区设在所述充电区的一侧且与所述充电区分隔设置,所述充电设备区与所述充电区可互通。
18.在本方案中,将充电设备区与充电区分隔设置,避免充电仓本体内布置混乱,同时也避免充电设备在工作时产生的热量影响充电位内的温度。
19.较佳地,所述充电架还设有设备箱,所述设备箱用于放置电源分配单元和电池包断路单元,所述电源分配单元和所述电池包断路单元均与所述充电设备电连接。
20.在本方案中,设置的电源分配单元,通过母排及线束将高压元器件电连接,为新能源汽车高压系统提百供充放电控制、高压部件上电控制、电路过载短路保护度、高压采样、低压控制等功能等,保护和监控高压系统的运行。电池包断路单元在电池包的总正和总负端均配置主接触器向系统高压部件提供高压直流供给。另外,主接触器可以在充电或者电流回馈时向电池包输入电流;当系统报错时,电池系统基于整车控制器命令通过主接触器切断电流以保证系统安全。
21.较佳地,所述充电仓本体内还设有温控装置,所述温控装置用于调节所述充电区和/或所述充电设备区的温度。
22.在本方案中,在充电仓本体内设置温控装置,可以避免充电仓本体内温度过高或过低影响设备的正常运转。
23.较佳地,所述温控装置包括风控调温设备和/或接触式调温设备;
24.所述风控调温设备用于通过热对流的方式对所述充电区和/或所述充电设备区进行温度调节;
25.所述接触式调温设备用于通过热传导的方式对所述电池包进行温度调节,以实现对所述充电区的温度调节。
26.在本方案中,调温装置可以通过热对流的方式调节充电仓本体内的环境温度来调节充电区和/或充电设备区的温度;充电区的温度也可以通过热传导的方式先对电池包进行温度调节,以避免被电池包在充放电时散发的热量影响。
27.较佳地,所述风控调温设备为空调和/或通风柜。
28.在本方案中,通过设置空调或者通风柜等设备来调节充电仓内的整体温度。
29.较佳地,所述接触式调温设备包括设置于所述充电位内的电池包温控装置,所述电池包温控装置调温机构,所述调温机构用于对在所述充电位内充放电的电池包进行温度调节。
30.在本方案中,通过调温机构对在充电位内进行充放电的电池包进行温度调节,使
电池包维持在正常的工作温度,延长电池包的使用寿命。
31.较佳地,所述调温机构通过与所述电池包的外表面贴合,以调节所述电池包的温度。
32.在本方案中,通过将调温机构与电池包的表面进行贴合,通过热传导的方式快速地对电池包进行调温。
33.较佳地,所述调温机构在所述充电位内可在第一位置、第二位置之间移动;
34.当所述调温机构处于所述第一位置时,所述调温机构与所述电池包贴合,以实现对所述电池包进行温度调节;
35.当所述调温机构处于所述第二位置时,所述调温机构与所述电池包分离,所述调温机构不阻碍所述电池包在所述充电位内移动。
36.在本方案中,通过对调温机构的位置的切换,可以在电池包需要调温时将调温机构与电池包贴合以实现对电池包进行调温操作,在不需要对电池包进行调温时,将调温机构与电池包分离,避免调温机构影响电池包进出充电位。
37.较佳地,所述电池包温控装置还包括驱动机构,所述驱动机构用于驱动所述调温机构在所述第一位置和所述第二位置之间移动。
38.在本方案中,通过驱动机构控制调温机构的移动,避免采用人力直接操作,提高工作效率。
39.较佳地,所述电池包在所述充电位内水平或竖直移动时,所述电池包可驱使所述驱动机构带动所述调温机构在所述第一位置和所述第二位置之间移动。
40.在本方案中,通过电池包自身来驱动调温机构的位置,无需设置多余的机构,结构简单、操作方便。
41.较佳地,所述调温机构的移动方向垂直于所述电池包的移动方向。
42.在本方案中,在电池包在充电位内移动时,调温机构会在垂直于电池包侧面的方向上移动,即电池包在朝充电位内移动时,调温机构从电池包的侧面靠近电池包并与电池包贴合,电池包在朝充电位外移动时,调温机构与电池包的侧面分离并远离电池包。
43.较佳地,所述驱动机构包括用于被所述电池包移动而被接触到的接触端、用于驱动所述调温机构在所述第一位置和所述第二位置之间移动的执行端以及分别连接所述接触端和所述执行端的联动件。
44.在本方案中,将驱动机构分成接触端、执行端、联动件,其中接触端与电池包接触并被电池包驱动,执行端与调温机构连接并根据接触端与电池包的接触的来驱动调温机构,联动件用于根据接触端的移动使执行端按照特定轨迹移动进而控制调温机构的运动轨迹。
45.较佳地,所述接触端位于所述充电位内的所述电池包的移动路径上;
46.所述电池包自所述充电位外向所述充电位内移动时,所述电池包接触并推动所述接触端进行移动,所述接触端的移动经所述联动件后促使所述执行端带动所述调温机构朝所述第一位置的方向移动;
47.所述电池包自所述充电位内向所述充电位外移动时,所述调温机构在重力作用下朝所述第二位置的方向移动。
48.在本方案中,通过电池包直接驱动调温机构移动,在电池包朝充电位内移动时,电
池包会与驱动机构的接触端接触并推动接触端,接触端通过联动件使执行端向靠近电池包的侧面的方向移动,也就是与执行端连接的调温机构朝靠近电池包的侧面的方向移动,直至电池包完全移动到充电位的内部并与充电位内的电连接插头插接,调温机构与电池包的表面贴合;在电池包朝充电位外移动时,电池包对接触端的作用力会逐渐减小直至完全与接触端脱离,调温机构会在重力的作用下与电池包分离并回到初始位置。
49.较佳地,所述联动件包括呈预设角度连接的第一连杆和第二连杆,所述第一连杆或者所述第二连杆靠近所述第一连杆和所述第二连杆的连接处设有一支点转轴;
50.所述联动件绕所述支点转轴转动时,所述第一连杆和所述第二连杆相远离的端部沿相反的方向移动。
51.在本方案中,联动件由两个呈一定角度的连杆组成,可以降低转轴的位置高度,进而降低调温机构的放置空间的高度,节省充电位的空间。
52.较佳地,所述接触端包括顶杆和顶杆头,所述顶杆的一端与所述第二连杆远离所述第一连杆的一端部呈预设角度连接,所述顶杆头设置于所述顶杆的另一端部;
53.所述顶杆头用于被向所述充电位内移动的所述电池包接触而进行斜向移动。
54.在本方案中,采用上述结构形式,便于顶杆头与电池包接触时实现顶杆的联动。
55.较佳地,所述顶杆头具有一滚轮,所述滚轮在被所述电池包接触并推动时发生滚动。
56.在本方案中,顶杆头被电池包接触后随着电池包的移动斜向下移动,通过采用滚轮,可以减小顶杆头移动过程中与电池包之间的摩擦力。
57.较佳地,所述执行端位于所述第一连杆远离所述第二连杆的一端部。
58.在本方案中,执行端设置于第一连杆远离第二连杆的一端部,可以最大化执行端的力矩,从而以较小的力来驱动调温机构移动。
59.较佳地,所述电池包温控装置还包括传感器,所述传感器用于检测所述电池包的具体位置,所述传感器的输出端电连接于所述驱动机构;所述传感器输出的信号用于控制所述驱动机构的移动。
60.在本方案中,通过传感器可以确定电池包是否处于充放电连接的位置,以此确保电池包移动到位后再控制驱动机构来驱动调温机构移动,控制方式简单,利于电气化控制。
61.较佳地,所述电池包温控装置还包括承载框,所述承载框的相对的两侧分别用于承载所述调温机构和连接于所述驱动机构。
62.在本方案中,设置承载框便于安装调温机构和驱动机构。
63.较佳地,所述电池包温控装置还包括浮动机构,所述浮动机构连接于所述调温机构和所述承载框之间,所述浮动机构用于缓冲所述调温机构与所述电池包的接触,并使所述调温机构和所述电池包贴合。
64.在本方案中,通过在调温机构和承载框之间设置浮动机构,一方面可以避免电池包与调温机构接触时将电池包顶起,使电池包无法顺利与充电位内的电连接插头插接,或造成电连接插头损坏,另一方面可以在调温机构与电池包接触时,使电池包与调温机构贴合更紧密,增强对电池包的调温效果。
65.较佳地,所述浮动机构包括弹性单元,所述弹性单元的一端与所述调温机构连接,所述弹性单元的另一端与所述承载框连接。
66.在本方案中,弹性单元通过其自身的伸缩来调节浮动机构与电池包之间的贴合度。
67.较佳地,所述调温机构包括调温板,所述调温板内部具有腔体;所述腔体内设置有通道,所述通道用于导热介质的流通;
68.或者,所述调温机构包括安装板和调温件,所述调温件连接于所述安装板。
69.在本方案中,调温机构可以通过导热介质的流动实现对电池包温度的调节,因此只要通过对导热介质的加热或降温便可方便实现对电池包的温度控制;也可以是通过电加热或制冷的方式实现对电池包温度的调节。
70.较佳地,所述电池包温控装置还包括导热胶垫,所述导热胶垫设置于所述调温机构与所述电池包接触的一侧。
71.在本方案中,设置导热胶垫不仅可以提高调温机构的调温效果,还可以避免调温机构的刚性表面与电池包直接接触碰撞,减小对电池包的损伤。
72.较佳地,所述接触式调温设备还包括调温控制机构,所述调温控制机构用于与所述调温机构连接,并控制所述调温机构的温度。
73.在本方案中,通过调温控制机构控制调温机构对充电仓本体内的温度进行自动调节。
74.较佳地,所述充电仓本体内还设有温控设备区,所述温控设备区设在所述充电区的一侧且与所述充电区分隔设置,所述温控设备区用于放置所述调温控制机构。
75.在本方案中,将温控设备区与充电区分隔设置,避免调温控制机构在工作时产生的热量影响充电区的温度。
76.一种换电站,用于对电动汽车上的电池包进行更换,所述换电站包含行车通道和如上所述的充电仓;
77.所述行车通道用于停放所述电动汽车;
78.所述充电仓设置于所述行车通道的上方,用于对从所述电动汽车上更换下来的电池包进行充放电。
79.在本方案中,将充电仓设置于行车通道的上方,使换电站的整体结构紧凑,占地面积小;且充电仓和行车通道呈上下设置,使得电池包在充电仓内的位置和安装在电动汽车上的位置相对应,便于换电设备的操作。
80.较佳地,所述换电站还包括设置于所述行车通道两侧的第一换电设备和第二换电设备,所述第一换电设备和所述第二换电设备分别用于在所述充电仓、所述行车通道上的电动汽车之间进行电池包的更换。
81.在本方案中,在行车通道两侧均设有换电设备,可以同时对两侧换电的电动汽车进行同步换电,或者根据单侧换电的电动汽车的电池包位置选择合适的换电设备,不需调整电动汽车的方向,有效减少了电动汽车的换电时间;此外,由于充电仓和行车通道呈上下设置,可以使得换电设备在同一侧进行同样的操作,来实现电池包在充电仓内的取放和在电动汽车上的装卸。
82.较佳地,所述换电站还包括第一换电仓和第二换电仓;所述第一换电仓和所述第二换电仓之间形成所述行车通道;
83.所述第一换电设备和所述第二换电设备分别设置于所述第一换电仓和所述第二
换电仓,所述第一换电仓和所述第二换电仓的侧面分别设有面向所述电动汽车的仓门,所述仓门用于供所述第一换电设备和所述第二换电设备伸出;
84.所述充电仓分别与所述第一换电仓和第二换电仓连接,所述第一换电仓和所述第二换电仓的顶部分别开设有第一开口和第二开口,所述第一开口用于供所述第一换电设备在所述第一换电仓和所述充电仓之间进行所述电池包的转运,所述第二开口用于供所述第二换电设备在所述第二换电仓和所述充电仓之间进行所述电池包的转运。
85.在本方案中,设置两个换电仓并在两个换电仓之间形成行车通道,将充电仓放置在行车通道的上方,将两个换电设备对应的设置在两个换电仓内,不仅使换电站的整体结构紧凑,占地面积小,还可以满足两侧换电的电动汽车的换电需求;在换电仓的侧面开设仓门用于供换电设备朝向行车通道内的电动汽车伸出进行电池包的更换;在换电仓的顶部设置开口,便于换电仓内的换电设备在充电仓和对应的换电仓之间进行电池包的转运,通过换电仓的设置,使得换电设备位于相对密封的空间里运行,防尘效果好,运行环境、温度更可控,可以有效延长换电设备的使用寿命。
86.较佳地,所述换电站还包括第一上换电仓和第二上换电仓,所述第一上换电仓和所述第二上换电仓分别位于所述第一换电仓和所述第二换电仓上方并且位于所述充电仓的两侧;
87.所述第一上换电仓和所述第二上换电仓的底部分别开设有第一下开口和第二下开口,所述第一下开口用于供所述第一换电设备在所述第一换电仓和所述第一上换电仓之间进行所述电池包的转运,所述第二下开口用于供所述第二换电设备在所述第二换电仓和所述第二上换电仓之间进行所述电池包的转运;
88.所述第一上换电仓和所述第二上换电仓的与所述充电仓相对的侧面分别开设有第一侧开口和第二侧开口,所述第一侧开口用于供所述第一换电设备在所述第一上换电仓和所述充电仓之间进行所述电池包的转运,所述第二侧开口用于供所述第二换电设备在所述第二上换电仓和所述充电仓之间进行所述电池包的转运。
89.在本方案中,在第一换电仓和第二换电仓上方分别设置第一上换电仓和第二上换电仓,可以将充电仓与第一换电仓、第二换电仓之间的开放空间封闭起来,使整个换电站形成一个较为封闭的空间,避免外部的灰尘、雨水等进入换电仓和充电仓,不仅可以保证充电仓内电池包的正常充电,还可以避免换电设备因外部环境出现机械故障,从而保证了整个换电站的正常运行。
90.在符合本领域常识的基础上,上述各优选条件,可任意组合,即得本发明各较佳实例。
91.本发明的积极进步效果在于:本发明将充电架靠近充电仓本体的两侧设置,便于换电设备从充电仓外部取放电池包,减少了电动汽车更换电池包的等待时间,提高电动汽车的换电效率。
附图说明
92.图1为本发明较佳实施例中换电站的结构示意图。
93.图2为本发明较佳实施例中换电站的另一视角的结构示意图。
94.图3为本发明较佳实施例中充电仓的内部剖视图。
95.图4为本发明较佳实施例中充电仓的外部结构示意图。
96.图5为本发明较佳实施例中电池包温控装置在充电仓内安装位置示意图。
97.图6为本发明较佳实施例中电池包温控装置与电池包的配合示意图。
98.图7为本发明较佳实施例中电池包温控装置在充电仓内的侧视图。
99.图8为本发明较佳实施例中电池包温控装置的结构示意图。
100.图9为图8中a处的结构放大示意图。
101.图10为本发明较佳实施例中另一视角的电池包温控装置的结构示意图。
102.图11为本发明较佳实施例中调温机构的结构示意图。
103.附图标记说明:
104.充电仓100
105.充电仓本体101
106.充电区102
107.充电架103
108.充电位1031
109.中转位1032
110.设备箱104
111.维修通道105
112.充电设备区106
113.充电设备107
114.通风柜108
115.温控设备区109
116.调温控制机构110
117.空调111
118.排风口112
119.充电仓入口113
120.第一换电仓200
121.第一上换电仓201
122.第二换电仓300
123.第二上换电仓301
124.仓门400
125.行车通道500
126.入口雨棚600
127.维修阳台700
128.电池托架10
129.托架外框11
130.滚轮12
131.电连接插头13
132.托架底框14
133.托架开口b
134.电池包温控装置20
135.调温机构21
136.调温板211
137.连接管路212
138.驱动机构22
139.第一连杆221
140.第二连杆222
141.支点转轴223
142.顶杆224
143.顶杆头225
144.执行端226
145.浮动机构23
146.弹性单元231
147.导向件232
148.承载框24
149.第一承载件241
150.第二承载件242
151.导热胶垫25
152.电池包30
具体实施方式
153.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的实施例范围之中。
154.本实施例公开了一种换电站,用于对电动汽车上的电池包进行更换,如图1和图2所示,该换电站包括充电仓100、第一换电仓200、第二换电仓300,第一换电仓200和第二换电仓300之间形成行车通道500,行车通道500用于停放电动汽车;充电仓100用于对从电动汽车上更换下来的电池包进行充放电,充电仓100位于行车通道500的上方,充电仓100分别与第一换电仓200和第二换电仓300连接。第一换电仓200和第二换电仓300的顶部均开设有开口,两个开口分别用于供两个换电设备在两个换电仓200、300和充电仓100之间进行电池包的转运。
155.将充电仓100设置于行车通道500的上方,第一换电仓200、第二换电仓300设置于行车通道500的两侧,能满足两侧换电的电动汽车的换电需求,换电站的整体结构紧凑,占地面积小。在行车通道500两侧均设有换电设备,可以同时对两侧换电的电动汽车进行同步换电,或者根据单侧换电的电动汽车的电池包位置选择合适的换电设备,不需调整电动汽车的方向或换电设备的位置,有效减少了电动汽车的换电时间。
156.在本实施例中,行车通道500两侧的第一换电仓200和第二换电仓300内分别设有第一换电设备和第二换电设备,第一换电设备和第二换电设备分别用于将充电仓100的电池包与行车通道500上电动汽车的电池包进行更换。其中,第一换电仓200和第二换电仓300的侧面分别设有面向行车通道500上电动汽车的仓门400(如图1所示),该仓门400用于供换
电设备伸出,以便换电设备对电动汽车进行电池包的更换。每个换电仓上的仓门400可以为一个,也可以是两个或以上,可以根据不同电动汽车上电池包的放置位置,选择合适的仓门400。
157.如图1和图2所示,在本实施例中,该换电站还包括第一上换电仓201和第二上换电仓301,第一上换电仓201和第二上换电仓301分别位于第一换电仓200和第二换电仓300上方并且位于充电仓100的两侧。其中,第一上换电仓201和第二上换电仓301的底部分别开设有下开口,两个下开口分别用于供两个换电设备在两个换电仓200、300和对应的上换电仓201、301之间进行电池包的转运。并且,两个上换电仓201、301与充电仓100相对的侧面分别开设有侧开口,两个侧开口用于供对应换电仓200、300内的换电设备在对应上换电仓201、301和充电仓100之间进行电池包的转运。
158.在本实施例中,在第一换电仓200和第二换电仓300上方分别设置第一上换电仓201和第二上换电仓301,可以将充电仓100与第一换电仓200、第二换电仓300之间的开放空间封闭起来,使整个换电站形成一个较为封闭的空间,避免外部的灰尘、雨水等进入换电仓和充电仓100内,不仅可以保证充电仓100内电池包的正常充电,还可以确保换电设备在温度稳定的环境中运行,避免换电设备因外部环境出现机械故障,从而保证了整个换电站的正常运行。
159.如图1所示,在本实施例中,该换电站还包括入口雨棚600,入口雨棚600安装在充电仓100的端面,入口雨棚600位于行车通道500的入口的上方。
160.如图2所示,在本实施例中,该换电站还包括维修阳台700,维修阳台700方便对充电仓100内的靠近行车通道500的出口处的设备进行维护,由于维修阳台700位于行车通道500的出口的上方,维修阳台700还可以充当雨棚。
161.如图3和图4所示,本实施例还公开了一种充电仓100,该充电仓100用于对电动汽车的电池包进行充放电,该充电仓100包括充电仓本体101和充电架103,充电仓本体101的内部设有充电区102,充电区102靠近充电仓本体101的两侧设置,充电架103放置于充电区102内,具体地,如图3所示,在本实施例中,充电仓本体101为长方体结构,其内部的充电区102有两个,分别设置在靠近充电仓本体101内相对的两个侧壁,相应地,充电架103也有两组,两组充电架103分别设置于两个充电区102内。
162.在充电仓本体101的相对两侧分别设置充电架103便于同时对电动汽车的两侧的电池包进行更换,或者对电动汽车单侧的电池包采取就近原则进行更换,避免换电设备从电动汽车的一侧移动到另一侧,有效减少电动汽车更换电池包的等待时间。
163.两个充电区102均靠近充电仓本体101的侧壁设置,两个充电区102的两端与充电仓本体101的另外两个相对的侧壁留有一段距离,用于放置其它设备。在充电仓本体101内还设有维修通道105,维修通道105设置于两组充电架103之间,设置维修通道105便于对充电仓本体101内的充电架103等设备进行维修。
164.在其它实施方式中,充电区102也可以只有一个,设在靠近充电仓本体101的其中一个侧壁,或者靠近充电仓本体101的两个相邻的侧壁。
165.如图4所示,充电架103上具有充电位1031,充电仓本体101的两侧的侧壁设有供电池包取放于该充电位1031的开口。将充电架103靠近充电仓本体101的两侧壁设置,便于换电设备从充电架103上取放电池包,降低了电动汽车更换电池包的等待时间,提高电动汽车
的换电效率。如图4所示,在本实施例中,充电架103上还具有中转位1032,中转位1032用于临时放置待充放电的或满电的电池包。设置中转位1032便于换电设备利用其闲置的时间将满电的电池包提前放置于中转位1032上,然后从中转位1032上快速将充满电的电池包装入电动汽车,或者便于换电设备将从电动汽车上去下的待充电的电池包临时地快速放置于中转位1032上,然后从充电位1031上取满电的电池包安装至电动汽车上,以有效减少电动汽车更换电池包的等待时间。此外,不排除设置两个中转位1032,且优选为两个中转位1032相邻设置,一个用于临时放置待充放电的电池包,一个用于临时放置满电的电池包,以此进一步减少电动汽车更换电池包的等待时间。
166.在本实施例中,中转位1032设于充电架103的下侧且靠近换电站的换电位置(如图1中的换电口201)。这使得换电设备在更换电动汽车的电池包时具有最小的行程,有效减少电动汽车更换电池包的等待时间。
167.如图3所示,在本实施例中,充电仓本体101内还设有充电设备区106,充电设备区106用于放置充电设备107,充电设备107用于为充电架103供电。将充电设备107设置在充电仓本体101内方便充电设备107与充电架103对应和布线,便于安装和维护。
168.如图3所示,该充电设备区106设在充电区102的一侧且与充电区102分隔设置,充电设备区106与充电区102可互通。将充电设备区106与充电区102分隔设置,避免充电仓本体101内布置混乱,同时也避免充电设备107在工作时产生的热量影响充电位1031内的温度,为提高隔热效果,优选采用隔热保温材料制作充电区102和充电设备区106之间的隔板或隔墙。充电设备区106与充电区102可互通,例如在充电设备区106与充电区102之间设置一扇常闭门,既可以方便维护人员从充电仓入口113进入维修通道105,又不影响隔热效果。
169.如图3所示,充电架103还设有设备箱104,该设备箱104用于放置电源分配单元和电池包断路单元,电源分配单元和电池包断路单元均与充电设备107电连接。
170.其中,设置的电源分配单元通过母排及线束将高压元器件电连接,为新能源电动汽车高压系统提百供充放电控制、高压部件上电控制、电路过载短路保护度、高压采样、低压控制等功能等,保护和监控高压系统的运行。电池包断路单元在电池包的总正和总负端均配置主接触器向系统高压部件提供高压直流供给。另外,主接触器可以在充电或者电流回馈时向电池包输入电流;当系统报错时,电池系统基于整车控制器命令通过主接触器切断电流以保证系统安全。
171.在本实施例中,充电仓本体101内还设有温控装置,温控装置用于调节充电区102和充电设备区106的温度。在充电仓本体101内设置温控装置,可以避免充电仓本体101内温度过高或过低影响设备的正常运转。
172.其中,本实施例中,充电仓本体101内使用的温控装置包括风控调温设备和接触式调温设备;风控调温设备用于通过热对流的方式对充电区102和充电设备区106进行温度调节;接触式调温设备用于通过热传导的方式对电池包进行温度调节,以实现对充电区102的温度调节。调温装置可以通过热对流的方式调节充电仓本体101内的环境温度来调节充电区102和充电设备区106的温度;充电区102的温度也可以通过热传导的方式先对电池包进行温度调节,以避免被电池包在充放电时散发的热量影响。
173.具体地,在本实施例中,风控调温设备使用了空调111和通风柜108两种,空调111安装在充电区102,调节充电区102的温度,通风柜108设置在充电设备区106,用于将充电设
备107散发的热量通过热对流的方式散发出去,充电仓本体101的顶部设有排风口112,该排风口112与通风柜108连通设置。
174.在本实施例中,对电池包的温度调节主要采用的是接触式调温设备,该接触式调温设备包括设置于充电位1031内的电池包温控装置20,如图4-11所示,该电池包温控装置20包括调温机构21,调温机构21设在充电位1031内,该调温机构21用于对在充电位1031内充放电的电池包30进行温度调节。通过调温机构21对在充电位1031内进行充放电的电池包30进行温度调节,使电池包30维持在正常的工作温度,延长电池包30的使用寿命。
175.如图4-5所示,在本实施例中,充电位1031内具有放置电池包30的电池托架10,电池托架10主要由托架外框11、滚轮12、电连接插头13组成,托架外框11水平设置,滚轮12设置在托架外框11内侧以方便电池包30在电池托架10上移动,电连接插头13设置在托架外框11的后侧框架上,在电池包30完全进入电池托架10上后,电连接插头13可以与电池包30上的充电插座连接,实现对电池包30充电。在托架外框11的内侧设有托架开口b,托架开口b与电池托架10下方的容纳空间连通,容纳空间内设有电池包温控装置20,在电池包30进入电池托架10并进入预定位置时,电池包温控装置20的调温机构21从托架开口b伸出对电池包30进行调温。根据图5所示,相当于调温机构21从下往上移动至与电池包30的下表面贴合,通过热传导的方式对电池包30进行调温。
176.在其它实施方式中,托架外框11也可竖直设置,电池包30从托架外框11的下方或上方垂直进入充电位1031内,相应的电连接插头13设置在托架外框11的上侧或下侧的框架上。调温机构21通过与电池包30的外表面贴合,以调节电池包30的温度。通过将调温机构21与电池包30的表面进行贴合,可以快速的对电池包30进行调温。
177.在本实施例中,如图6所示,电池包30只有一面与调温机构21贴合。但是,在其它可选实施方式中,可以设置多个调温机构21分别与电池包30的多个表面贴合以实现对电池包30的调温,例如可以在充电位1031内位于电池包30的两个侧面、三个侧面或者四个侧面外都设置调温机构21。具体设置方式根据实际设计进行选择,在此不再赘述。
178.调温机构21在充电位1031内可在第一位置、第二位置之间移动;当调温机构21处于第一位置时,调温机构21与电池包30贴合,以实现对电池包30进行温度调节;当调温机构21处于第二位置时,调温机构21与电池包30分离,调温机构21不阻碍电池包30在充电位1031内移动。
179.具体地,在本实施例中,在不需要对电池包30进行调温时,调温机构21在充电位1031内的电池托架10下方的容纳空间里,此时调温机构21处于第二位置处;需要对电池包30进行调温时,调温机构21的上表面会伸出容纳空间与电池包30的底面贴合,此时调温机构21处于第一位置处。通过对调温机构21的位置的切换,可以在电池包30需要调温时将调温机构21与电池包30贴合以实现对电池包30进行调温操作,在不需要对电池包30进行调温时,将调温机构21与电池包30分离,避免调温机构21影响电池包30进出充电位1031。
180.如图6-8和图10所示,该电池包温控装置20还包括驱动机构22,该驱动机构22用于驱动调温机构21在第一位置和第二位置之间移动。通过驱动机构22控制调温机构21的移动,避免采用人力直接操作,提高工作效率。
181.在本实施例中,驱动机构22是通过电池包30的移动来驱使的,即电池包30在充电位1031内水平移动时,电池包30可驱使驱动机构22带动调温机构21在第一位置和第二位置
之间移动。通过电池包30自身的移动来驱动调温机构21的位置,无需设置多余的机构,结构简单、操作方便。当然,在其它实施方式中,电池包30也可以沿竖直方向进出充电位1031。
182.调温机构21的移动方向垂直于电池包30的移动方向,即调温机构21会在垂直于电池包30侧面的方向上移动。具体地,电池包30在朝充电位1031内移动时,调温机构21从电池包30的侧面靠近电池包30并与电池包30贴合,电池包30在朝充电位1031外移动时,调温机构21与电池包30的侧面分离并远离电池包30。
183.具体在本实施例中,电池包30在充电位1031内水平移动时,驱动机构22在电池包30的驱动下带动调温机构21在竖直方向上移动。
184.如图6-8和图10所示,该驱动机构22包括用于被电池包30移动而被接触到的接触端、用于驱动调温机构21在第一位置和第二位置之间移动的执行端226以及分别连接接触端和执行端226的联动件。将驱动机构22分成接触端、执行端226、联动件,其中接触端与电池包30接触并被电池包30驱动,执行端226与调温机构21连接并根据接触端与电池包30的接触的来驱动调温机构21,联动件用于根据接触端的移动使执行端226按照特定轨迹移动进而控制调温机构21的运动轨迹。
185.具体地,在本实施例中,接触端位于充电位1031内的电池包30的移动路径上;电池包30自充电位1031外向充电位1031内移动时,电池包30接触并推动接触端进行移动,接触端的移动经联动件后促使执行端226带动调温机构21朝第一位置的方向移动;电池包30自充电位1031内向充电位1031外移动时,调温机构21在重力作用下朝第二位置的方向移动。
186.该驱动机构22通过电池包30直接驱动,在电池包30朝充电位1031内移动时,电池包30会与驱动机构22的接触端接触并推动接触端,接触端通过联动件使执行端226向靠近电池包30的侧面的方向移动,也就是与执行端226连接的调温机构21朝靠近电池包30的侧面的方向移动,直至电池包30完全移动到充电位1031的内部并与充电位1031内的电连接插头13插接,调温机构21与电池包30的表面贴合(即第一位置);在电池包30朝充电位1031外移动时,电池包30对接触端的作用力会逐渐减小直至完全与接触端脱离,调温机构21会在重力的作用下与电池包30分离并回到初始位置(即第二位置)。
187.在本实施例中,如图6-8和图10所示,联动件包括呈预设角度连接的第一连杆221和第二连杆222,第一连杆221或者第二连杆222靠近第一连杆221和第二连杆222的连接处设有一支点转轴223;联动件绕支点转轴223转动时,第一连杆221和第二连杆222相远离的端部沿相反的方向移动。联动件由两个呈一定角度的连杆组成,可以降低支点转轴223的位置高度,进而降低调温机构21的放置空间的高度,节省充电位1031的空间。其中,支点转轴223设在托架底框14上。如图6-8和图10示出了一种联动件的具体结构,在该结构中,第一连杆221和第二连杆222分别自两个连杆的连接处斜向上延伸,第一连杆221和第二连杆222之间形成的夹角是一个接近180度的钝角,例如可以将该夹角设置成170度、160度等。需要注意的是,在第一连杆221和第二连杆222的长度固定的情况下,该夹角的角度越大,通过该联动件驱动的调温机构21的移动距离越小,因此可以根据调温机构21所需移动的距离来设置该夹角的具体角度,
188.当然,在其它实施方式中。联动件也可以只是一个直杆状,为了使调温机构21可以伸出容纳空间并与电池包30底部贴合,将支点转轴223处的支点设置尽可能高即可。
189.如图10所示,在本实施例中,接触端包括顶杆224和顶杆头225,顶杆224的一端与
第二连杆222远离第一连杆221的一端部呈预设角度连接,顶杆头225设置于顶杆224的另一端部;顶杆头225用于被向充电位1031内移动的电池包30接触而进行斜向移动。执行端226位于第一连杆221远离第二连杆222的一端部。执行端设置于第一连杆221远离第二连杆222的一端部,可以最大化执行端的力矩,从而以较小的力来驱动调温机构21的移动。
190.由于在本实施例中电池包30是水平移动的,调温机构21位于电池包30的下方,电池包30推动顶杆头225时,顶杆头225会斜向下移动,与顶杆224的下端连接的第二连杆222的一端朝下方移动,执行端226则向上移动,带动调温机构21向上运动。
191.在其它实施方式中,如果调温机构21设在电池包30的上表面的上方,顶杆头225则会斜向上移动;或者电池包30在充电位1031内是从竖直方向装入的,调温机构21是在电池包30的侧方向,顶杆头225也有可能会斜向上或斜向下移动,在此不再具体描述。
192.如图6和图10所示,在本实施例中,顶杆头225具有一滚轮,滚轮在被电池包30接触并推动时发生滚动。顶杆头225被电池包30接触后随着电池包30的移动斜向下移动,通过采用滚轮,可以减小顶杆头225移动过程中与电池包30之间的摩擦力。电池包30在推动滚轮时,滚轮会从电池包30的前侧面逐渐滚动至靠近电池包30的底面的位置,通过位置的调整,使滚轮滚到靠近电池包30的底面的位置时,电池包30的充电插座与电连接插头13完全插接,此时,调温机构21的上侧刚好与电池包30贴合,不会影响电池包30的移动。
193.在其它实施方式中,驱动机构22是电气控制方式的,例如为液压或气动伸缩机构,通过传感器的检测信号控制伸缩机构的伸缩,以使调温机构21与电池包30贴合或分离。
194.具体地,在充电位1031内设置传感器,该传感器用于检测电池包30的具体位置,传感器的输出端电连接于驱动机构22;传感器输出的信号用于控制驱动机构22的移动。
195.传感器具体可以采用位置传感器,例如接触式传感器中的行程开关,当电池包移动到位(可以是电池包30与电连接插头13完成插接)后,电池包通过接触挤压行程开关以使行程开关输出一信号以控制驱动机构22驱动调温机构21移动;又例如接近式传感器中的霍尔开关,在电池包上安装一小磁钢,当电池包移动到位(可以是电池包30与电连接插头13完成插接)后,电池包上的小磁钢靠近霍尔开关使其产生霍尔现象输出一信号以控制驱动机构22驱动调温机构21移动。
196.在本实施例中,为了便于安装调温机构21和驱动机构22,在调温机构21和驱动机构22之间设置承载框24,承载框24的上端面用于承载调温机构21,承载框24的下端面用于连接驱动机构22。
197.如图7-10所示,在本实施例中,该电池包温控装置20还包括浮动机构23,浮动机构23连接于调温机构21和承载框24之间,浮动机构23用于缓冲调温机构21与电池包30的接触,并使调温机构21和电池包30贴合。
198.通过在调温机构21和承载框24之间设置浮动机构23,一方面可以避免电池包30与调温机构21接触时将电池包30顶起,使电池包30上的充电插座无法顺利与充电位1031内的电连接插头13插接,或造成电连接插头13损坏,另一方面可以在调温机构21与电池包30接触时,使电池包30与调温机构21贴合更紧密,增强对电池包30的调温效果。
199.浮动机构23包括弹性单元231,弹性单元231的一端与调温机构21连接,弹性单元231的另一端与承载框24连接。弹性单元231通过其自身的伸缩调节浮动机构23与电池包30之间的贴合度。
200.具体地,如图8和图9所示,在本实施例中,承载框24由两个第一承载件241和一个第二承载件242组成,两个第一承载件241分别位于调温机构21的下端面的左右两侧,两个第一承载件241通过第二承载件242固定连接,第二承载件242的中部位置与驱动机构22的执行端226连接。两个第一承载件241的两端均分别安装有弹性单元231,在本实施例中,弹性单元231为弹簧,调温机构21的下端面的四个角分别设置有导向件232,该导向件232穿过第一承载件241并可在第一承载件241上自由移动,弹簧套在导向件232上并位于调温机构21与第一承载件241之间,导向件232的下端位于第一承载件241的下方通过螺母固定以防止导向件232与第一承载件241分离。
201.调温机构21向上移动并与电池包30底部抵接时,调温机构21会受到电池包30的阻力,驱动机构22的执行端226继续向上运动时,第一承载件241会沿着导向件232向上移动并压缩弹簧,这样就可以避免调温机构21将电池包30向上顶升,也就不会使电池包30上的充电插座无法与充电位1031内的电连接插头13插接,或造成电连接插头13损坏。还可以调节调温机构21和电池包之间的贴合度,使电池包30与调温机构21贴合更紧密,增强对电池包30的调温效果。
202.如图11所示,在本实施例中,该调温机构21包括调温板211,调温板211内部具有腔体;腔体内设置有通道,通道用于导热介质的流通。通道通过连接管路212连通。调温机构21通过导热介质的流动实现对电池包30的温度调节,因此只要通过对导热介质的加热或降温便可方便实现对电池包30的温度控制。
203.在其它实施方式中,调温机构21包括安装板和调温件,调温件连接于安装板。调温件可以为电加热器和/或制冷器。
204.如图7和图10所示,该电池包温控装置20还包括导热胶垫25,导热胶垫25设置于调温机构21与电池包30接触的一侧。设置导热胶垫25不仅可以提高调温机构21的调温效果,还可以避免调温机构21的刚性表面与电池包30直接接触碰撞,减小对电池包30的损伤。
205.如图3所示,该接触式调温设备还包括调温控制机构110,调温控制机构110用于与调温机构21连接,并控制调温机构21的温度。通过调温控制机构110控制调温机构21对充电仓本体101内的温度进行自动调节。
206.相应的,在本实施例中,该充电仓本体101内还设有温控设备区109,该温控设备区109设在充电区102的一侧且与充电区102分隔设置,温控设备区109用于放置调温控制机构110。将温控设备区109与充电区102分隔设置,避免调温控制机构110在工作时产生的热量影响充电区102的温度。为提高温控设备区109与充电区102之间的隔热效果,这两个区之间的隔板或者隔墙也优选采用隔热保温材料。在其它实施方式中,还可以将调温控制机构110设置在充电仓本体101的外侧。
207.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。
再多了解一些

本文用于企业家、创业者技术爱好者查询,结果仅供参考。

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