能量存储运输系统、电池分换集充系统的制作方法

1.本发明涉及动力电池分换集充技术领域，更具体地说，涉及一种能量存储运输系统、电池分换集充系统。


背景技术：

2.随着对节能环保需求的不断提高，电动车逐渐被广泛应用。电动车的电池所提供的电量有限，因此，需要定期对电池充电或更换电池。
3.目前，可采用分换集充式换电模式来更换电池。具体地，若电动车需要更电池，则将电动车开至换电站，取下电池，待取下的电池存储至设定数量后集中装车运输至充电站，电池在充电站进行集中充电，然后将充过电的电池装车运输至换电站，将充过电的电池卸下。
4.上述模式中，在充电站、换电站、电池运输以及电池存储均需要进行安防设计，成本较高。
5.上述过程中，需要四次搬移电池，具体为：将电池装车以运输至充电站、在充电站卸货、将充过电的电池装车以运输至换电站、在换电站卸货，需要投入大量的人力物力，导致成本较高；另外，还行设置存储装置来存储电池，成本较高，占地面积较大。
6.综上所述，如何完成电池的分换集充，以电池分换集充的降低成本，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

7.本发明的目的是提供一种能量存储运输系统，以电池分换集充的降低成本。本发明的另一目的是提供一种包括上述能量存储运输系统的电池分换集充系统。
8.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
9.一种能量存储运输系统，包括：箱体，均设置于所述箱体内的电池架和电池转移机构；
10.其中，所述电池架用于放置电池；
11.所述箱体设置有电池传送对接口和电池充电接口，所述电池传送对接口用于和换电站的电池传送口对接，所述电池充电接口的一端用于和充电站电连接，所述电池充电接口的另一端用于和所述电池架上的电池电连接；
12.所述电池传送对接口和所述电池传送口对接时，所述电池转移机构能够和所述换电站的电池传送机构对接以能够在所述电池架和所述电池传送机构之间移动电池。
13.可选地，所述电池转移机构包括电池取放机构和电池输送机构；
14.其中，所述电池取放机构用于在所述电池架和所述电池输送机构之间移动电池，所述电池输送机构用于输送电池；
15.若所述电池传送对接口和所述换电站对接，所述电池输送机构能够和所述电池传送机构对接。
16.可选地，所述电池取放机构包括：用于抓取电池的抓取模块，用于驱动所述抓取模块升降的升降模块，用于驱动所述抓取模块在水平面内移动的移动模块。
17.可选地，所述移动包括：用于驱动所述抓取模块沿x向移动的x向移动模块，和/或用于驱动所述抓取模块沿y向移动的y向移动模块；其中，升降方向、x向和y向两两垂直。
18.可选地，所述电池输送机构为带输送机构、链条输送机构或滚筒输送机构。
19.可选地，所述电池架至少为一排；若所述电池架至少为两排，至少一排所述电池架位于所述电池输送机构的一侧，至少一排所述电池架位于所述电池输送机构的另一侧。
20.可选地，所述电池架设置有用于与电池一一对应且电连接的充电分接口，每个所述充电分接口均与所述电池充电接口电连接。
21.可选地，所述电池充电接口包括直流母线，所述直流母线的输入端和所述充电站电连接，所述直流母线的输出端和所述充电分接口电连接，且任意两个所述充电分接口并联设置于所述直流母线；所述充电分接口设置有dc
‑
dc变换器。
22.可选地，所述电池充电接口包括交流母线，所述交流母线的输入端和所述充电站电连接，所述交流母线的输出端和所述充电分接口电连接，且任意两个所述充电分接口并联设置于所述交流母线；所述充电分接口设置有ac
‑
dc变换器。
23.可选地，所述电池架设置有至少一个用于放置电池的电池放置结构。
24.可选地，所述电池传送对接口和所述电池充电接口均凸出所述箱体的外壁，或者所述电池传送对接口和所述电池充电接口均和所述箱体的外壁平齐。
25.可选地，所述箱体具有行走机构或吊装结构。
26.可选地，本发明提供的能量存储运输系统的使用方法为：
27.移动箱体，使得箱体的电池传送对接口和换电站的电池传送口对接，电池转移机构和换电站的电池传送机构对接，换电站中电量不足的电池被输送至箱体内且达到电池架，箱体内充满电的电池通过电池转移机构和电池传送机构到达换电站内；待箱体内电量不足的电池到达设定数目后，移动箱体，使得箱体的电池充电接口和充电站对接，充电站对箱体内的电池充电，待充电完成后，结束充电。
28.由上述使用方法可知，本发明提供的能量存储运输系统将电池的集中充电、运输、存储及更换结合在一起，一套安防即可保证系统可靠运行，降低了电池分换集充的成本；同时，减少了电池的搬运过程，节约了人力物力成本，从而降低了电池分换集充的成本；将电池的存储及运输集合在一起，无需另设存储装置，减少了用地面积，也降低了电池分换集充的成本。
29.基于上述提供的能量存储运输系统，本发明还提供了一种电池分换集充系统，该电池分换集充系统包括：换电站、充电站、以及上述任一项所述的能量存储运输系统。
30.基于上述提供的能量存储运输系统，本发明还提供了一种电池分换集充系统，该电池分换集充系统包括：换电站、充电站、以及上述能量存储运输系统；
31.其中，所述充电站包括：网侧工频变压器、断路器及充电站用ac
‑
dc变换器，其中，所述网测工频变压器用于向电网取电，所述网测工频变压器的输出端通过所述断路器与所述充电站用ac
‑
dc变换器的输入端连接，所述充电站用ac
‑
dc变换器的输出端和所述充电站的直流母线输出端口连接。
32.基于上述提供的能量存储运输系统，本发明还提供了一种电池分换集充系统，该
电池分换集充系统包括：换电站、充电站、以及上述能量存储运输系统；
33.其中，所述充电站包括：网侧工频变压器和断路器，其中，所述网测工频变压器用于向电网取电，所述网测工频变压器的输出端通过断路器与所述充电站的交流母线输出端口连接。
附图说明
34.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
35.图1为本发明实施例提供的能量存储运输系统的主视透视图；
36.图2为本发明实施例提供的能量存储运输系统的侧视图；
37.图3为本发明实施例提供的能量存储运输系统中电池架的结构示意图；
38.图4为本发明实施例提供的能量存储运输系统中电池的移动示意图；
39.图5为本发明实施例提供的能量存储运输系统中电池移动至电池输送机构的示意图；
40.图6为本发明实施例提供的一种能量存储运输系统和换电站的对接示意图；
41.图7为本发明实施例提供的一种能量存储运输系统和充电站的对接示意图；
42.图8为本发明实施例提供的另一种能量存储运输系统和换电站的对接示意图；
43.图9为本发明实施例提供的另一种能量存储运输系统和充电站的对接示意图；
44.图10为本发明实施例提供的能量存储运输系统和充电站的一种电连接示意图；
45.图11为本发明实施例提供的能量存储运输系统和充电站的另一者电连接示意图。
具体实施方式
46.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
47.如图1
‑
9所示，本发明实施例提供的能量存储运输系统包括：箱体110，均设置于箱体110内的电池架120和电池转移机构。
48.上述能量存储运输系统中，电池架120用于放置电池200；箱体110设置有电池传送对接口140和电池充电接口150，电池传送对接口140用于和换电站300的电池传送口对接，电池充电接口150的一端用于和充电站500电连接，电池充电接口150的另一端用于和电池架120上的电池200电连接。
49.上述电池传送对接口140和电池传送口对接时，电池转移机构能够和换电站300的电池传送机构对接以能够在电池架120和电池传送机构之间移动电池200。可以理解的是，电池架120和电池传送机构之间包括电池架120、电池传送机构以及在电池架120和电池传送机构之间的位置。
50.具体地，若电池转移机构能够和换电站300的电池传送机构对接，电池转移机构能
够将电池架120上的电池200移至电池传送机构，电池传送机构能够将其上的电池200移动至电池转移机构，电池转移机构能够将其上的电池200移至电池架120。需要说明的是，上述箱体110内能够放置至少两个电池200。
51.本发明实施例提供的能量存储运输系统的使用方法为：
52.移动箱体110，使得箱体110的电池传送对接口140和换电站300的电池传送口对接，电池转移机构和换电站300的电池传送机构对接，换电站300中电量不足的电池200被输送至箱体110内且达到电池架120，箱体110内充满电的电池200通过电池转移机构和电池传送机构到达换电站300内；待箱体110内电量不足的电池200到达设定数目后，移动箱体110，使得箱体110的电池充电接口150和充电站500对接，充电站500对箱体110内的电池200充电，待充电完成后，结束充电。
53.需要说明的是，换电站300中电量不足的电池200为自电动车400取下的电池，换电站300中充满电的电池200需要安装在电动车400上。箱体110中预留空置位置，以保证能够容纳自换电站300输出的电量不足的电池200。上述空置位置是指用于放置电池200且没有放置电池200的位置。
54.由上述使用方法可知，本发明实施例提供的能量存储运输系统将电池200的集中充电、运输、存储及更换结合在一起，一套安防即可保证系统可靠运行，降低了电池200分换集充的成本；同时，减少了电池200的搬运过程，节约了人力物力成本，从而降低了电池200分换集充的成本；将电池200的存储及运输集合在一起，无需另设存储装置，减少了用地面积，也降低了电池200分换集充的成本。
55.需要说明的是，上述更换，是指箱体110中充满电的电池200能够进入换电站300，换电站300中电量不足的电池200能够进入箱体110。
56.上述能量存储运输系统中，为了便于在电池架120和电池传送机构之间移动电池200，上述电池转移机构包括电池取放机构160和电池输送机构130；其中，电池取放机构160用于在电池架120和电池输送机构130之间移动电池200，电池输送机构130用于输送电池200。
57.可以理解的是，电池取放机构160用于在电池架120和电池输送机构130之间移动电池200，具体地，电池取放机构160能够将电池架120上电池200移至电池输送机构130、且能够将电池输送机构130上的电池200移至电池架120。
58.具体地，若电池传送对接口140和换电站300对接，电池输送机构130能够和电池传送机构对接。若电池输送机构130能够和电池传送机构对接，电池输送机构130能够将其上的电池200移至电池传送机构、电池传送机构能够将其上的电池200移至电池输送机构130。
59.为了便于安装，可选择上述电池取放机构160设置于电池架120，上述电池输送机构130设置于箱体110。当然，也可选择电池取放机构160和电池输送机构130均设置于箱体110，并不局限于上述实施例。
60.对于上述电池取放机构160的具体结构，根据实际需要进行选择。具体地，上述电池取放机构160包括：用于抓取电池200的抓取模块，用于驱动抓取模块升降的升降模块，用于驱动抓取模块在水平面内移动的移动模块。
61.可以理解的是，抓取模块的升降方向垂直于水平面。
62.为了便于驱动抓取模块在水平面内移动，可选择上述移动模块包括：用于驱动抓
取模块沿x向移动的x向移动模块，和/或用于驱动抓取模块沿y向移动的y向移动模块；其中，升降方向、x向和y向两两垂直，y向平行于电池输送机构130的输送方向。
63.如图4所示，水平箭头表示抓取模块和被抓取模块抓取的电池200沿x向移动，竖直箭头表示抓取模块和被抓取模块抓取的电池200沿y向移动。
64.在实际应用过程中，可选择上述移动模块承载上述升降模块，即移动模块在驱动抓取模块在水平面内移动时也驱动升降模块在水平面内移动；也可选择上述升降模块承载上述移动模块，即升降模块在驱动抓取模块升降时也驱动移动模块升降。
65.对于上述抓取模块、升降模块、x向移动模块和y向移动模块的具体结构，根据实际需要进行选择，本实施例对此不做限定。
66.对于上述电池输送机构130的具体结构，根据实际需要选择。为了简化结构，可选择上述电池输送机构130用于沿直线输送电池120。具体地，上述电池输送机构130为带输送机构、链条输送机构、滚筒输送机构、板链输送机构、或网带输送机构等，根据实际需要选择，本实施例对此不做限定。
67.上述能量存储运输系统中，电池架120可为一个，也可为两个以上。根据实际需要进行选择。为了增大容量，可选择上述电池架120为一排或电池架120至少为两排。具体地，每排电池架120具有至少一个电池架120，每个电池架120用于放置至少一个电池200。为了进一步增大容量，每排电池架120具有至少两个电池架120，每个电池架120用于放置至少两个电池200。
68.如图3
‑
5所示，两个电池200之间的六个圆点表示两个电池200之间还有至少一个电池200。
69.若上述电池架120至少为两排，为了缩短电池转移机构的行程，可选择至少一排电池架120位于电池输送机构130的一侧，至少一排电池架120位于电池输送机构130的另一侧。进一步地，电池输送机构130两侧的电池架120排数相等，每排电池架120中，电池200沿电池输送机构130的输送方向依次分布。
70.在实际应用过程中，也可选择所有的电池架120均设置在电池输送机构130的一侧，并不局限于上述实施例。
71.上述能量存储运输系统中，为了便于充电，上述电池架120设置有用于与电池200一一对应且电连接的充电分接口122，每个充电分接口122均与电池充电接口150电连接。
72.对于上述电池充电接口150和充电分接口122的具体结构，根据实际需要进行选择。具体地，可选择上述电池充电接口150为电缆结构，上述电缆结构包括至少两个电芯，即上述电缆结构为多芯电缆结构；也可选择上述电池充电接口150为直流母线结构或交流母线结构。
73.上述电池充电接口150用于和充电站500的输出端口对接。如图10所示，若上述充电站500的输出端口为直流母线输出端口510，可选择上述电池充电接口150为直流母线结构，具体地，上述电池充电接口150包括直流母线151，直流母线151的输入端和充电站500电连接，直流母线151的输出端和充电分接口122电连接，且任意两个充电分接口122并联设置于直流母线151。为了便于调节充电电压，上述充电分接口122设置有dc
‑
dc变换器。可以理解的是，所有的dc
‑
dc变换器和直流母线151电气连接，直流母线151提供箱体110内所有电池200充电所需的能量。
74.如图11所示，若上述充电站500的输出端口为交流母线输出端口520，可选择上述电池充电接口150为交流母线结构，具体地，上述电池充电接口150包括交流母线152，交流母线152的输入端和充电站500电连接，交流母线152的输出端和充电分接口122电连接，且任意两个充电分接口122并联设置于交流母线152；充电分接口122设置有ac
‑
dc变换器。可以理解的是，所有的ac
‑
dc变换器和交流母线152电气连接，交流母线152提供箱体110内所有电池200充电所需的能量。
75.需要说明的是，如图10和图11所示，上述箱体110集成了用于充电的电路。
76.在实际应用过程中，根据充电站500的类型选择上述电池充电接口150和充电分接口122的类型，本实施例对此不做限定。
77.为了便于对接，上述电池充电接口150设置于箱体110的一端，电池传送对接口140设置于箱体110的另一端。
78.上述电池架120用于放置电池200，为了便于放置，可选择上述电池架120设置有至少一个用于放置电池200的电池放置结构121。具体地，电池放置结构121用于和电池200一一对应，即电池放置结构121用于放置一个电池200；或者，电池放置结构12用于放置至少两个电池200，此时，电池200可堆叠放置。
79.上述结构中，若电池转移机构能够和换电站300的电池传送机构对接，电池转移机构能够将电池放置结构121中的电池200移至电池传送机构，电池传送机构能够将其上的电池200移动至电池转移机构，电池转移机构能够将其上的电池200移至电池放置结构121中。
80.对于电池放置结构121的具体结构，根据实际需要选择，例如上述电池放置结构121为槽结构，本实施例对此不做限定。
81.在实际应用过程中，若上述电池架120设置有充电分接口122、电池转移机构包括电池取放机构160和电池输送机构130，可选择上述充电分接口122位于电池架120的一端，上述电池取放机构160和电池输送机构130均位于电池架120的另一端。
82.上述能量存储运输系统中，为了便于箱体110和换电站300对接、以及便于箱体110和充电站500对接，可选择电池传送对接口140和电池充电接口150均凸出箱体110的外壁，或者电池传送对接口140和电池充电接口150均和箱体110的外壁平齐，或者电池传送对接口140和电池充电接口150中一者凸出箱体110的外壁、另一者和箱体110的外壁平齐。
83.上述能量存储运输系统中，箱体110需要自充电站500移至换电站300、以及自换电站300移至充电站500。为了便于移动箱体100，上述箱体110具有行走机构170，如图6和图7所示；或上述箱体110具有吊装结构。
84.需要说明的是，上述行走机构170能够驱动整个整体110移动、或者上述行走机构170需要配合驱动器来带动整个箱体110移动；若上述箱体110设置有吊装结构，则需要起吊设备来移动箱体110。
85.对于上述行走机构170和吊装结构的具体结构，根据实际需要进行选择，本实施例对此不做限定。
86.为了便于取材，可选择上述箱体110为集装箱箱体。当然，也可选择上述箱体110为其他类型，本实施例对此不做限定。
87.基于上述实施例提供的能量存储运输系统，本实施例还提供了一种电池分换集充系统，该电池分换集充系统包括换电站300、充电站500和能量存储运输系统100，能量存储
运输系统100为上述实施例所述的能量存储运输系统。
88.由于上述实施例提供的能量存储运输系统具有上述技术效果，上述电池分换集充系统包括上述实施例提供的能量存储运输系统，则上述电池分换集充系统也具有相应的技术效果，本文不再赘述。
89.基于上述实施例提供的能量存储运输系统，本实施例还提供了一种电池分换集充系统，该电池分换集充系统包括换电站300、充电站500和能量存储运输系统100，能量存储运输系统100为上述实施例所述的能量存储运输系统。其中，上述能量存储运输系统中，电池充电接口150包括直流母线151，直流母线151的输入端和充电站500电连接，直流母线151的输出端和充电分接口122电连接，且任意两个充电分接口122并联设置于直流母线151。上述充电分接口122设置有dc
‑
dc变换器。此时，可选择上述充电站500包括：网侧工频变压器、断路器及充电站用ac
‑
dc变换器，其中，网测工频变压器用于向电网取电，网测工频变压器的输出端通过断路器与充电站用ac
‑
dc变换器的输入端连接，充电站用ac
‑
dc变换器的输出端和充电站500的直流母线输出端口510连接。
90.具体地，工作时，将充电站500的直流母线输出端口510与能量存储运输系统的电池充电接口150相对接，然后闭合断路器，此时充电站用ac
‑
dc变换器通过网侧工频变压器接入电网，在实现ac
‑
dc转换的同时进行功率因数控制，然后通过直流母线输出端口510与能量存储运输系统内的dc
‑
dc变换器相连，通过dc
‑
dc变换器来实现输出电压的调节以及匹配给电池200充电所需要的电压，来给能量存储运输系统中的电池200充电。
91.由于上述实施例提供的能量存储运输系统具有上述技术效果，上述电池分换集充系统包括上述实施例提供的能量存储运输系统，则上述电池分换集充系统也具有相应的技术效果，本文不再赘述。
92.基于上述实施例提供的能量存储运输系统，本实施例还提供了一种电池分换集充系统，该电池分换集充系统包括换电站300、充电站500和能量存储运输系统100，能量存储运输系统100为上述实施例所述的能量存储运输系统。其中，上述能量存储运输系统中，电池充电接口150包括交流母线152，交流母线152的输入端和充电站500电连接，交流母线152的输出端和充电分接口122电连接，且任意两个充电分接口122并联设置于交流母线152；充电分接口122设置有ac
‑
dc变换器。此时，可选择充电站500包括：网侧工频变压器和断路器，其中，网测工频变压器用于向电网取电，网测工频变压器的输出端通过断路器与充电站500的交流母线输出端口520连接。
93.具体地，工作时，将充电站500的交流母线输出端口520与能量存储运输系统的电池充电接口150相对接，然后闭合断路器，将能量存储运输系统通过网侧工频变压器接入电网，然后由能量存储运输系统内的ac
‑
dc变换器实现功率变换，来给能量存储运输系统中的电池200充电。
94.由于上述实施例提供的能量存储运输系统具有上述技术效果，上述电池分换集充系统包括上述实施例提供的能量存储运输系统，则上述电池分换集充系统也具有相应的技术效果，本文不再赘述。
95.对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限
制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。