一种重型卡车换电站的制作方法

1.本发明涉及新能源汽车技术领域，尤其涉及一种重型卡车换电站。


背景技术：

2.纯电动重卡的推广普及面临的重大问题包括续航里程短、充电时间长和一次性购买成本高，为了解决这些问题，换电模式应运而生，在换电模式下，车主可以只购买不带电池的车辆，再租赁换电站的满电电池安装在车辆上，当满电电池在行驶过程中因电能被消耗转变为亏电电池后，车主只需将车辆驶至换电站进行电池更换即可。在相关技术中，由于需要设置放置充电电池和满电电池的空间，以及诸多保证换电站能正常运行功能区域(例如值班室等)，重型卡车换电站需要租用较大面积的厂房，且建设周期长，建设成本高。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种低成本且占地面积较低的重型卡车换电站。
4.本发明提供一种重型卡车换电站，包括换电区域和车辆通道，所述车辆通道位于所述换电区域的一侧，所述换电区域包括电池周转层和控制层，所述电池周转层设在上层集装箱内，所述控制层设在下层集装箱内，所述上层集装箱位于所述下层集装箱上方，所述电池周转层与所述控制层相通。
5.可选地，还包括交界墙，所述交界墙将所述上层集装箱和所述下层集装箱架设后得到的空间分隔为换电区域和车辆通道。
6.可选地，所述换电区域由所述上层集装箱和所述下层集装箱架设而成，所述上层集装箱和所述下层集装箱靠近车辆通道的端部侧壁形成所述换电区域与所述车辆通道相接的交界墙。
7.可选地，所述控制层内设有人员活动间、控制设备放置间和充电设备放置间，所述人员活动间、所述控制设备放置间和所述充电设备放置间在所述下层集装箱内距离所述车辆通道由近到远依次设置，所述充电设备放置间内设有充电柜，所述充电柜上引出充电线，所述充电线被引向电池周转层内。
8.可选地，所述电池周转层内由上到下依次设有行车、轨道和若干电池托架，所述行车位于所述电池托架上方，能沿所述轨道运动，所述交界墙上设有连通所述车辆通道与所述电池周转层的第一通口，供携带电池或空载的行车出入；
9.所述轨道包括主路和垂直于所述主路的若干支路，所述主路沿所述上层集装箱的长度方向由所述电池周转层延伸至所述车辆通道内，并与所述车辆通道远离所述换电区域的侧壁固定连接，所述支路与所述电池托架一一对应，所述电池托架位于对应所述支路远离所述主路的端部的下方。
10.可选地，还包括引停装置，所述引停装置能示意换电车辆应停车的位置。
11.可选地，所述车辆通道内还设有若干通道闸机，所述通道闸机分别位于驶入所述
车辆通道后的换电车辆的电池放置区的两侧，能封锁所述电池放置区两侧的通道。
12.可选地，还包括导向防护栏，所述导向防护栏成对且间隔设置，以形成引导通道，所述引导通道能将换电车辆引入所述车辆通道中，且其位于所述车辆通道中的部分的宽度小于所述车辆通道的宽度。
13.可选地，在所述换电车辆驶入所述车辆通道的一端，自所述车辆通道向外，所述引导通道的宽度逐渐增大。
14.可选地，所述导向防护栏包括平直段和广角段，所述平直段穿设在所述车辆通道内，且沿车辆通道长度方向伸出所述车辆通道，在所述平直段对应换电车辆驶入所述车辆通道的一端，所述广角段与所述平直段相连接，所述广角段在远离所述引导通道的一端与所述平直段呈夹角设置，所述夹角为钝角。
15.综上所述，通过设置叠放并相通的上层集装箱和下层集装箱，并将电池周转层设置在上层集装箱内，将控制层设置在下层集装箱内，本发明能将所有换电相关的设备分布在两个集装箱内，便于换电站的模块化设计及运输和落站，且换电站内的所有设备均可在出厂前直接由厂家完成整体装配与调试，大大减小了落站周期，降低了落站成本。
16.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
17.图1为本发明实施例提供的换电站的示意图(第一角度)。
18.图2为本发明实施例中控制层的示意图。
19.图3为本发明实施例中电池周转层的示意图。
20.图4为本发明实施例提供的换电站的示意图(第二角度)。
21.附图标记说明
[0022]1‑
换电区域，11
‑
电池周转层，111
‑
行车，112
‑
轨道，1121
‑
主路，113
‑
电池托架，12
‑
控制层，121
‑
人员活动间，122
‑
控制设备放置间，1221
‑
爬梯，123
‑
充电设备放置间；
[0023]2‑
车辆通道，21
‑
引停装置，22
‑
通道闸机，23
‑
导向防护栏，231
‑
平直段，232
‑
广角段，24
‑
引导通道；
[0024]
i
‑
上层集装箱，ii
‑
下层集装箱，iii
‑
交界墙，iv
‑
换电车辆，v
‑
电池放置区。
具体实施方式
[0025]
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0026]
本发明的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
[0027]
如图1所示，本实施例提供的重型卡车换电站包括换电区域1和车辆通道2，车辆通道2位于换电区域1的一侧，其底部为地面，顶部由若干板材围成，两侧由若干板材以及靠近车辆通道2的换电区域1的侧壁围成，其作用是供换电车辆iv出入，并与换电区域1之间进行满电电池和亏电电池的交换；换电区域1由对齐叠放且相通的长方形上层集装箱i和长方形
下层集装箱ii架设而成，包括电池周转层11和控制层12，其中电池周转层11设在上层集装箱i内，控制层12设在下层集装箱ii内，上层集装箱i和下层集装箱ii靠近车辆通道2的端部侧壁形成换电区域1与车辆通道2相接的交界墙iii，电池周转层11用于储存待运送的满电电池，并为从换电车辆iv上提取的亏电电池提供充电空间，控制层12用于布置能使充电站正常运转的各个功能区域(例如下述人员活动间121、控制设备放置间122和充电设备放置间123)。需要说明的是，在本实施例中，亏电电池的提取和充电，以及满电电池的运送过程主要由计算机控制系统进行控制。
[0028]
在一可能的实施例中，也可将车辆通道2设在上层集装箱i和下层集装箱ii内，使上层集装箱i和下层集装箱ii架设后的空间包括换电区域1和车辆通道2，此时，上层集装箱i和下层集装箱ii被板材设成的交界墙iii分隔为车辆通道2和换电区域1，且上层集装箱i和下层集装箱ii在车辆通道2侧于换电车辆iv车头指向车尾的方向被完全打通，在换电区域1侧被分隔为电池周转层11和控制层12。
[0029]
请进一步参见图2，控制层12内设有人员活动间121、控制设备放置间122和充电设备放置间123三个房间，房间与房间之间设有供人员进出的连通门(图未示)，且人员活动间121、控制设备放置间122和充电设备放置间123在下层集装箱ii内距离车辆通道2由近到远依次设置，以兼顾消防安全(充电设备放置间123离人员活动间121最远)和换电站运转效率(人员活动间121离车辆通道2和控制设备放置间122近)；具体地，人员活动间121内设有供工作人员值班区(图未示)和供换电车辆iv车主休息或商务洽谈用的待客区(图未示)；控制设备放置间122用于换电过程的监控与控制，其内设有主控柜(图未示)、站控柜(图未示)、用于给计算机控制系统进行电力供应的不间断电源(图未示)，以及可通往上层集装箱i的爬梯1221；充电设备放置间123内设有配电柜(图未示)和若干充电柜(图未示)，且每个充电柜上引出若干条充电线(图未示)，这些充电线被引向电池周转层11，并在上层集装箱i内与亏电电池相连，以对亏电电池进行充电。
[0030]
请结合图1和图3，在电池周转层11内，由上到下依次设有行车111(包括起重机和吊具，为现有技术，不赘述)、轨道112和若干电池托架113，其中行车111位于电池托架113的上方，能沿轨道112运动，轨道112包括一条主路1121与若干条垂直主路1121的支路(图未示)，主路1121沿上层集装箱i的长度方向延伸且贯穿交界墙iii，与车辆通道2远离换电区域1的侧壁固定连接；对应地，交界墙iii上设有连通车辆通道2与电池周转层11的第一通口(图未示)，以供携带电池或空载的行车111出入。此外，于轨道112的下方，在上层集装箱i的底部中间设有第二通口，以使前述下层集装箱ii内设置的爬梯1221由此探出，令工作人员可通过爬梯1221来往于电池周转层11和控制层12之间。
[0031]
承上述，若干个电池托架113等间距地分设在主路1121的两侧，每个电池托架113内设有感应元件(图未示)，且与一条支路对应；更为具体的描述是，每个电池托架113位于对应支路远离主路1121的端部的下方，且与由下层集装箱ii引入上层集装箱i内的充电线一一对应配合(具体配合结构为现有技术，不赘述)，使得亏电电池被放入闲置的电池托架113后，能在计算机控制系统的控制下第一时间进入充电状态。如此，将换电车辆iv开入车辆通道2中，解锁放置在换电车辆iv的电池放置区v(见图4)中的亏电电池，驱动行车111沿主路1121移动至换电车辆iv上方，使行车111在预定程序下定位(定位原理可以是通过车型结合车身坐标系计算定位等，为现有技术，不赘述)至换电车辆iv的电池放置区v所在的位
置并下降，抓取位于电池放置区v中的亏电电池后再上升，同时通过计算机控制系统定位一可放入亏电电池的空闲电池托架113，驱动行车111沿主路1121进入空闲电池托架113对应的支路，最后驱动行车111将亏电电池放入该空闲电池托架113内，即可完成换电站提取亏电电池的动作；随即，通过计算机系统定位一满电电池所在的电池托架113，驱动行车111进入对应支路并抓取该满电电池，再行至换电车辆iv上方后下降，将满电电池送入换电车辆iv的电池放置区v，即可完成换电站送出满电电池的动作，提取亏电电池与送出满电电池的步骤完成后，换电站就完成了一次电池周转流程。
[0032]
请再次参阅图1，由于需将换电车辆iv开入车辆通道2，使电池放置区v位于车辆通道2之内后行车111才能对电池放置区v进行定位，因此在预设换电车辆iv应停下的位置，于换电车辆iv的前方还设有诸如减速带之类的引停装置21，以示意驾驶换电车辆iv的司机应在此处停车。需要说明的是，引停装置21所处的位置是本领域技术人员根据需要和引停装置21自身特性灵活设置的。
[0033]
进一步地，换电车辆iv停好后，由于行车111在换电过程中需要在换电车辆iv上方运动，并对满电电池或亏电电池进行运送，为防止司机离开车辆通道2后到换电完成之间人员误入行车111的运动区域，产生安全风险，在车辆通道2内设有两对通道闸机22(图1中只示出一个)，换电车辆iv驶入车辆通道2后，两对通道闸机22分别位于换电车辆iv的电池放置区v的两侧，其中一对通道闸机22与交界墙iii固定连接，两个通道闸机22分别位于电池放置区v的右前方和右后方，沿车头到车尾方向间隔设置，且彼此之间在前后方向上的间隔大于行车111在车辆通道2内运动时，行车111的边缘于前后方向上可能运动到的区域的长度，对应地，另一对通道闸机22位于该对通道闸机22的相对侧且与该对通道闸机22对齐，分别位于电池放置区v的左前方和左后方；如此，司机停好换电车辆iv并离开车辆通道2后，通道闸机22能封锁换电车辆iv两侧的通道，防止人员在换电过程中误入行车下方。
[0034]
进一步地，请结合图1与图4，为了防止换电车辆iv驶入车辆通道2时，由于司机驾驶偏差导致换电车辆iv撞到交界墙iii或位于交界墙iii相对侧的车辆通道2的侧壁，本实施例中还设有导向防护栏23，导向防护栏23成对且相互间隔地设置在地面(即车辆通道2底部)上，形成引导通道24，引导通道24能将换电车辆iv以正确的行驶路线引导入车辆通道2中，且其位于车辆通道2内的部分的宽度小于车辆通道2的宽度，以在司机驾驶偏差发生时，为换电车辆iv留出一定的撞击余量。
[0035]
具体地，导向防护栏23包括平直段231与广角段232，其平直段231穿设在车辆通道2内，与交界墙iii和交界墙iii的相对侧壁之间均保持有一定距离；平直段231的两端伸出车辆通道2外，且在平直段231对应换电车辆iv驶入车辆通道2的一端，广角段232与平直段231相连接；在广角段232远离引导通道24的一端，广角段232与平直段231之间具有夹角，且该夹角为钝角，使得引导通道24可供换电车辆iv通过的宽度自平直段231向广角段232逐渐增大，如此，在车辆通道2的后端，(即换电车辆iv驶入车辆通道2的一端)，自车辆通道2向外，引导通道24的宽度逐渐增大，换电车辆iv驶入引导通道24后，若司机在驾驶过程中及时发现行车轨迹存在偏移，则可利用广角段232相对于平直段231具有的更大的宽度进行车辆行进角度的调整，即便司机未能及时在驾驶过程中发现行车轨迹存在偏移，进而导致换电车辆iv与导向防护栏23发生了撞击，由于导向防护栏23与交界墙iii和交界墙iii的相对侧壁之间均保持有一定距离，换电车辆iv也不会撞击到换电区域1或车辆通道2。
[0036]
综上所述，通过设置叠放并相通的上层集装箱i和下层集装箱ii，并将电池周转层11设置在上层集装箱i内，将控制层12设置在下层集装箱ii内，本发明能将所有换电相关的设备分布在两个集装箱内，便于换电站的模块化设计及运输和落站，且换电站内的所有设备均可在出厂前直接由厂家完成整体装配与调试，大大减小了落站周期，降低了落站成本。
[0037]
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。