一种模块化换电单元及模块化换电站的制作方法

1.本实用新型属于换电站技术领域，具体涉及一种模块化换电单元及模块化换电站。


背景技术：

2.电动汽车动力电池的电力补给方式一般包括带电快充和更换电池两种方式，其中更换电池具有快捷方便等优点，而换电站是电池快速更换的必要设备。现有技术中，如图1所示，换电站中的电池充电架采用的是大横梁拼接结构，针对不同的客户需求设计不同的电池充电架，相邻之间的电池充电架共用同一根支撑立柱，电池充电架固定后，再用特制的集装箱将其封装。这种结构的电池充电架结构紧凑，在有限的空间内能够将电池的存放数量达到最大化，且公用立柱后，也降低了相关成本，但是这种电池充电架通用化程度较低，每一个换电站都要非标订制其专门配套的电池充电架，不能随时为整套换电站调整电池存储能力。此外，由于其通用化程度较低，一旦客户的方案确定后，电池的堆放数量随之确定，而后期客户如果要增加电池充电数量的，则整套电池充电架都要重新推倒重新设计，大大增加了成本和工期。


技术实现要素：

3.针对上述存在的技术问题，本实用新型提供一种模块化换电单元及模块化换电站，客户可以根据不同阶段的电池需求选择增加或减少相应的模块化换电单元，从而能够迅速、灵活地调整换电站的服务能力。
4.本实用新型的技术方案是：
5.一种模块化换电单元，包括：
6.集装箱；
7.两个电池充电架，两个所述电池充电架相对设置在所述集装箱的内部；每个所述电池充电架包括至少一列，所述电池充电架用于存放动力电池；
8.堆垛机行走通道，所述堆垛机行走通道位于所述集装箱内两个所述电池充电架之间；
9.充电装置，所述充电装置位于所述集装箱内部，用于对动力电池进行充电；
10.其中，所述堆垛机行走通道包括一条上导轨以及两条下导轨，所述上导轨与所述下导轨平行分布设置。
11.优选的，所述集装箱内还设有水冷装置，所述水冷装置通过管道与所述电池充电架相连，所述水冷装置用于对动力电池进行水冷散热。
12.优选的，所述充电装置、所述水冷装置均位于其中一个所述电池充电架靠外的一侧。
13.优选的，所述充电装置包括充放电一体机。
14.一种模块化换电站，包括至少一个模块化换电单元，还包括：
15.堆垛机，所述堆垛机位于所述堆垛机行走通道上，并能够沿所述堆垛机行走通道往复行驶，所述堆垛机还包括一动力电池转运装置，用于取放位于所述电池充电架上的任一动力电池。
16.优选的，所述动力电池转运装置包括框架，所述框架与所述上导轨和所述下导轨滑动连接，所述框架的底部设有行走驱动电机；所述框架的内侧设有可上下运动的伸缩机构，所述框架上还设有用于驱动伸缩机构运动的升降机构，所述伸缩机构包括可伸缩叉臂，所述可伸缩叉臂安装在伸缩机构底座的顶部，所述伸缩机构底座的底部安装有用于驱动所述可伸缩叉臂伸缩运动的伸缩驱动电机。
17.优选的，所述模块化换电单元的数量至少为两个，相邻两个所述模块化换电单元之间沿平行于所述堆垛机行走通道方向进行连接，以使至少两条所述堆垛机行走通道顺序相连；其中，相邻两个所述模块化换电单元的上导轨之间和下导轨之间分别通过可拆卸的固定结构固定相连。
18.优选的，所述固定结构包括：
19.位于模块化换电单元的所述上导轨一端或所述下导轨一端的第一连接件；
20.以及，位于相邻的模块化换电单元的所述上导轨另一端或所述下导轨另一端的第二连接件；
21.所述上导轨上的所述第一连接件与相邻的另一个所述上导轨上的所述第二连接件通过螺栓固定相连，所述下导轨上的所述第一连接件与相邻的另一个所述下导轨上的所述第二连接件也通过螺栓固定相连；所述第一连接件和第二连接件分别位于对应的所述上导轨或所述下导轨的外侧。
22.优选的，位于最外侧的模块化换电单元的所述集装箱上安装有可拆卸的通道门，所述通道门位于所述堆垛机行走通道端口处，方便用户对换电站进行定期的维护与维修。
23.本实用新型的有益效果是：
24.本实用新型的换电站采用模块化设计，每个模块化换电单元中仅放置两个电池充电架，大大减小了单个模块的体积和占地空间，当电池需求量增大时，可以临时加装一个或者多个模块化换电单元，当电池需求量减小时，可以减少模块化换电单元的数量，从而能够迅速、灵活地调整换电站的服务能力，同时可以避免大开大建，减少资源浪费；模块化换电单元可以做到提前介入，提前准备，提前安装，提前调试，有助于减少落地后的施工时间，为工期的保证提供了有力的支撑；本实用新型的堆垛机行走通道可以根据模块化换电单元的数量进行延长或缩短，且拆装方便、操作简单；本实用新型的换电站空间利用率较高，且在扩容后的换电站中，模块化换电单元沿堆垛机行走通道方向顺序相连，整体组装而成的换电站仅需一台堆垛机，节省成本，同时堆垛机不需要经过多次中转才能达到对接位置，换电效率较高；本实用新型采用两条下导轨，相对现有单条下导轨的设计使得堆垛机运行更加精准；本实用新型中的充电装置可以采用充放电一体机，当城市举办大型会议及赛事等活动需要进行保电时，可将模块化换电单元临时搬运至保电场所进行保电作业，活动结束后可快速恢复，降低了保电的设备的成本投入。
附图说明
25.下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：
26.图1是现有技术中换电站的电池充电架结构示意图；
27.图2是本实用新型换电站的结构示意图
28.图3是本实用新型换电站最外侧模块化换电单元的结构示意图；
29.图4是本实用新型堆垛机和堆垛机行走通道的结构示意图；
30.图5是本实用新型堆垛机和堆垛机行走通道的另一角度的结构示意图；
31.图6是本实用新型下导轨的安装示意图。
32.图中标记为：1、模块化换电单元；2、电池充电架；3、集装箱；4、堆垛机行走通道；5、堆垛机；6、充电装置；7、水冷装置；8、上导轨；9、下导轨；10、第一连接件；11、第二连接件；12、螺栓；13、通道门；14、框架；15、行走驱动电机；16、升降电机；17、链条；18、可伸缩叉臂。
具体实施方式
33.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。
34.如图2至图6所示，一种模块化换电站，包括至少一个模块化换电单元1，模块化换电单元1，包括集装箱3、两个电池充电架2、堆垛机行走通道4和充电装置6，两个电池充电架2相对设置在集装箱3的内部，每个电池充电架2包括至少一列，电池充电架2用于存放动力电池；堆垛机行走通道4位于集装箱3内两个电池充电架2之间，堆垛机行走通道4包括一条上导轨8以及两条下导轨9，上导轨8与下导轨9平行分布设置，采用两条下导轨9，相对现有单条下导轨9的设计使得堆垛机5运行更加精准；充电装置6也位于集装箱3内部，用于对动力电池进行充电。此外，集装箱3内还设有水冷装置7，水冷装置7通过管道与电池充电架2相连，水冷装置7用于对动力电池进行水冷散热，充电装置6、水冷装置7均位于其中一个电池充电架2靠外的一侧。充电装置6包括充放电一体机，当城市举办大型会议及赛事等活动需要进行保电时，可将模块化换电单元11临时搬运至保电场所进行保电作业，活动结束后可快速恢复，降低了保电的设备的成本投入。
35.一种模块化换电站还包括堆垛机5，堆垛机5位于堆垛机行走通道4上，并能够沿堆垛机行走通道4往复行驶，堆垛机5还包括一动力电池转运装置，用于取放位于电池充电架2上的任一动力电池，其中动力电池转运装置包括框架14，框架14与上导轨8和下导轨9滑动连接，框架14的底部设有行走驱动电机15，下导轨9的侧壁上固设有齿条，行走驱动电机15的输出轴固设有齿轮，齿轮与齿条传动连接；框架14的内侧设有可上下运动的伸缩机构，框架14上还设有用于驱动伸缩机构运动的升降机构，升降机构包括升降电机16，升降电机16通过链条17控制伸缩机构的升降，伸缩机构包括伸缩机构底座、可伸缩叉臂18和伸缩驱动电机，可伸缩叉臂18安装在伸缩机构底座的顶部，伸缩机构底座的底部安装有用于驱动可伸缩叉臂18伸缩运动的伸缩驱动电机。
36.当模块化换电单元1的数量至少为两个，相邻两个模块化换电单元1之间沿平行于堆垛机行走通道4方向进行连接，以使至少两条堆垛机行走通道4顺序相连；其中，相邻两个模块化换电单元1的上导轨8之间和下导轨9之间分别通过可拆卸的固定结构固定相连，固定结构包括位于模块化换电单元1的上导轨8一端或下导轨9一端的第一连接件10，以及位
于相邻的模块化换电单元1的上导轨8另一端或下导轨9另一端的第二连接件11。上导轨8上的第一连接件10与相邻的另一个上导轨8上的第二连接件11通过螺栓12固定相连，下导轨9上的第一连接件10与相邻的另一个下导轨9上的第二连接件11也通过螺栓12固定相连。为了不影响堆垛机55的正常行驶，第一连接件10和第二连接件11分别位于对应的上导轨8或下导轨9的外侧，该固定结构拆装方便、操作简单，在使用过程中，堆垛机行走通道4可以根据模块化换电单元1的数量进行延长或缩短，使用方便。
37.位于最外侧的模块化换电单元的集装箱3上安装有可拆卸的通道门13，方便用户对换电站进行定期的维护与维修。通道门13位于堆垛机行走通道4端口处处，内部的模块化换电单元1的集装箱3上不需要安装通道门13，以方便堆垛机5的行驶。
38.本实施例的换电站采用模块化设计，每个模块化换电单元1中仅放置两个电池充电架2，大大减小了单个模块的体积和占地空间，当电池需求量增大时，可以临时加装一个或者多个模块化换电单元1，当电池需求量减小时，可以减少模块化换电单元1的数量，从而能够迅速、灵活地调整换电站的服务能力，同时可以避免大开大建，减少资源浪费；模块化换电单元1可以做到提前介入，提前准备，提前安装，提前调试，有助于减少落地后的施工时间，为工期的保证提供了有力的支撑；本实施例的堆垛机行走通道4可以根据模块化换电单元1的数量进行延长或缩短，且拆装方便、操作简单；本实施例的换电站空间利用率较高，且在扩容后的换电站中，模块化换电单元沿堆垛机行走通道4方向顺序相连，整体组装而成的换电站仅需一台堆垛机5，节省成本，同时堆垛机5不需要经过多次中转才能达到对接位置，换电效率较高。
39.应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。