一种快速吊装式换电站及换电系统技术方案

本发明专利技术提出了一种快速吊装式换电站及换电系统，大幅降低了换电站的换电时间，减少了在换电过程中换电机器人移动所消耗的时间，可将换电过程控制在2

【技术实现步骤摘要】
一种快速吊装式换电站及换电系统


[0001]本专利技术涉及换电站电控系统
，特别涉及到一种快速吊装式换电站及换电系统。

技术介绍

[0002]锂离子电池和新能源电动车在近十年来逐渐成熟，在我国发展迅速。电能是未来汽车类交通工具的主要替代能源，因为电能可以由太阳能、水能、风能以及核能等多种清洁可再生能源转换得到，也可以减少各产业对石油等不再生能源的依赖性。随着环境保护、低碳经济、降低能耗的理念为人们重视，汽车工业因其尾气排放污染环境、高能耗等一系列负效应，面临日益严峻的挑战。相对传统的燃油汽车，新能源汽车能够有效降低汽车排放废气污染。从环境角度讲，新能源汽车废气排出量比传统汽车可减少92%
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98%，从而实现交通能源多元化，保护环境；从能源角度讲，全球石油危机日益严重，汽车工业又是能耗的最大组成部分，新能源汽车的开发和使用有效解决了交通能源重消耗的问题，实现低碳经济可持续发展。
[0003]近年来，地方层面都明确鼓励和扶持新能源汽车的推广使用。2014年的工作报告再次明确提出“推广新能源汽车”，坚持发展新能源汽车的计划不变，以纯电驱动为新能源汽车发展和汽车工业转型的主要取向不变，规划确定的发展目标不变，扶持的政策取向不变等“四个不变”。为了加快推广新能源汽车，多地在购车补贴、充电桩建设、新车上牌等方面出台了相关规定。
[0004]新能源电动汽车能源补充可以分为插充和换电两种模式，其中在插充模式下，主要有购买电池初期成本高、充电时间长以及充电安全性低三大类问题，另外，插充模式下，新能源电动车充电负荷具有显著的时空随机性，对电网的运行和规划会带来不利影响。而换电模式配合大规模集中型充电已经成为当前电动汽车发展的另一个具备竞争力的商业技术模式，第一，该模式下可以有效减少电动汽车的能源补给时间。第二，该模式下可以集中管理充电安全性，保证电池系统的安全可靠性。第三，通过合理的商业运作模式，采用电池租赁方式，既可以有效控制商务成本，又可以集中有效的管控电池系统的溯源性。根据车辆类型的不同，一般可更换电池包安装的位置有底盘下方（轿车、SUV等乘用车）、车架侧/后方和车架上方（巴士、载重卡车、矿山机械重型车辆等）。不同的安装方式，换电的方法也不同。例如底盘下方一般采用下方托举式换电，车架侧/后方一般采用侧插式换电，车架上方一般采用吊装式换电。侧插式换电和吊装式换电适用场景不同，也各有优缺点，一般来讲侧插式换电车辆结构紧凑、换电站建筑部分投资较低；吊装式换电车辆恶劣路况的通过能力强、换电站机械部分投资较低。
[0005]对于吊装式换电站，现有换电站换电机器人是由一个吊具组成，换电整体流程为车辆进入换电站换电区域，车辆开启换电开关，车辆与站控通过蓝牙进行信号连接，开启换电机器人换电开关，车辆锁止机构打开，下发放取电池仓指令，换电机器人移动至车辆上方完成定位，换电机器人抓取空电池移动至空仓位放下，换电机器人移动至满电池仓抓取满
电池，换电机器人移动至车辆上方放下满电池，完成换电。因电池仓位分布远近不一导致每次换电时间不一致，现有换电系统换电时间在5
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6分钟，其中机器人放取电池运行过程占据近一半换电时间，极大降低了换电效率，降低了换电站运营能力；同时换电时间较长将直接造成换电车辆排队换电，大大的降低了车辆运营效率。且由于电池起吊高度较高，换电区域属于作业危险区，理论上存在高空跌落风险，万一电池包高空跌落，可能造成火灾风险。
[0006]因此，如何提供一种快速吊装式换电站及换电系统、提高了电效率缩短换电时间，并降低高空跌落的风险产生是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一，提供了一种快速吊装式换电站及换电系统，大幅降低了换电站的换电时间，减少了在换电过程中换电机器人移动所消耗的时间，可将换电过程控制在2
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3分钟，极大的提高了换电效率，提升了换电站运营能力；同时换电时间的缩短直接减少了换电车辆排队换电的情况，大大的提高了车辆运营效率。
[0008]有鉴于此，本专利技术提出了一种快速吊装式换电站，包括支撑结构、行车梁、行车装置和电池仓，其中，行梁设置在支撑结构上方，行车装置滑动设置在行车梁上，电池仓设置在支撑结构底部，位于行车梁下方；电池仓内设置电池包和充电座；电池包在充电座上完成充电作业，行车装置对电池包进行取放作业；行车装置为利用换电控制器控制的具有两个吊具组成的换电机器人。
[0009]根据本专利技术实施例的快速吊装式换电站，服务车辆为后背电池包的重卡矿卡，在不增加电池仓数量的基础上，本专利技术实施例方案可充分利用电池仓充电座。
[0010]根据本专利技术的一个实施例，两个吊具在水平移动时同步或单独控制；在上下移动时单独控制。
[0011]吊具收到换电控制器控制，水平移动时同步或单独控制；在上下移动时单独控制。
[0012]根据本专利技术实施例的快速吊装式换电站，两个吊具在水平移动时同步；在上下移动时单独控制。
[0013]根据本专利技术的一个实施例，换电站内设置停车台；停车台对应上方行车梁的位置为行车装置待机位；行车装置运行结束后运行到待机位；电池仓设置在停车台的一侧或两侧。
[0014]根据本专利技术实施例的快速吊装式换电站，待机位为左右两个。每次取放电池包的为同一电池仓。
[0015]根据本专利技术的一个实施例，电池仓设置在停车台的一侧时，电池仓内电池包和充电座数量相同；电池仓设置在停车台的两侧时，电池仓内电池包小于充电座数量。
[0016]根据本专利技术实施例的快速吊装式换电站，在换电完成后，电池仓设置在停车台的一侧时，换电机器人运行到电池仓对侧区域放下电池，下次换电两个吊具反向运行即可。电池仓两侧布置时，换电完成后停在就近待机位。
[0017]根据本专利技术的一个实施例，待机位下方设置防掉落平台；停车台位于防掉落平台之间。
[0018]根据本专利技术的一个实施例，换电站内设置凹陷行车道；凹陷行车道为以地平线为
平面，向下挖出的容纳换电车辆的坑道式停车台；待机位下方设置布置防震板。
[0019]根据本专利技术的一个实施例，支撑结构包括以地平线为基准的上层建筑支撑架以及以地平线为基准的下层建筑地基，地基设置在支撑架的下方；支撑架为若干个分别对称设置在行车梁四周。
[0020]根据本专利技术的第二个目的提出了一种快速吊装式换电站换电系统，至少包括站控系统；与车辆换电系统连接的信号连接系统；换电机器人换电系统；与站控系统连接，接收并响应站控系统动作指令；电池仓系统；与站控系统连接，完成电池包充电，并反馈电池包电量信号。
[0021]根据本专利技术实施例的快速吊装式换电站换电系统，主要针对矿区矿卡及长途重卡开发，基本工作原理是车辆到达指定区域后，站控系统发出指令，车辆换电系统控制电池包锁止机构打开锁止，换电机器人进行换电，换电结束电池包锁止机构闭合锁止完成换电。矿区矿卡及长途重卡具有工作时间连续，作业强度高的特点，换电效本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种快速吊装式换电站，其特征在于，包括支撑结构、行车梁、行车装置和电池仓，其中，所述行车梁设置在所述支撑结构上方，所述行车装置滑动设置在所述行车梁上，所述电池仓设置在所述支撑结构底部，位于所述行车梁下方；所述电池仓内设置电池包和充电座；所述电池包在所述充电座上完成充电作业；所述行车装置对所述电池包进行取放作业；所述行车装置为利用换电控制器控制的具有两个吊具组成的换电机器人。2.根据权利要求1所述的换电站，其特征在于，所述两个吊具在水平移动时同步或单独控制；在上下移动时单独控制。3.根据权利要求2所述的换电站，其特征在于，所述换电站内设置停车台；所述停车台对应上方所述行车梁的位置为所述行车装置待机位；所述行车装置运行结束后停到所述待机位；所述电池仓设置在所述停车台的一侧或两侧。4.根据权利要求3所述的换电站，其特征在于，所述电池仓设置在所述停车台的一侧时，所述电池仓内所述电池包和所述充电座数量相同；所述电池仓设置在所述停车台的两侧时，所述电池仓内所述电池包小于所述充电座数量...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚帅，刘大为，马满堂，李昊，朱连峻，周科，刘明义，裴杰，曹传钊，朱勇，曹曦，徐若晨，
申请(专利权)人：中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：