换电站及换电方法技术

本发明专利技术提供一种换电站及换电方法，其中换电站用于更换电动车辆的电池包，包括主框架

【技术实现步骤摘要】
换电站及换电方法


[0001]本说明书涉及换电
，具体涉及一种换电站及换电方法
。

技术介绍

[0002]电能作为清洁能源在绿色发展中有着举足轻重的作用
。
随着电池技术
、
充电及换电技术的不断发展，各类车辆在生产
、
运输等诸多领域使用电能作为传统石油燃料的替代能源，其中也包括各类电动农业作业车辆
。
电动农业作业车辆的电能补充形式主要包括自主充电方案和更换电池方案，自主充电方案的电能补充时间相对较长，车辆在充电过程中不能从事任何作业；而更换电池方案，即为电动车辆更换电池，车辆无需长时间的停驶
。
[0003]农业作业对时间的要求高，经常需要进行连续的农业，尤其是农忙季节，农业作业车辆停驶将严重影响农业作业，因此更换电池方案是更符合农业作业需求的电能补充方式
。
但是现有的换电方案多为从电动车辆的侧方或下方执行电池更换作业，由于农业作业车辆多在农田
、
林地等非铺装路面的环境中作业，安装位置较低的电池可能会受到来自下方的物体撞击，或者受到地面积水的浸泡而损坏，影响电池的使用寿命，因此，亟需一种更适用于电动农业作业车辆使用场景的换电站及换电方法
。

技术实现思路

[0004]本专利技术解决现有技术中存在的无法方便地
、
高效地更换电动农业作业车辆上安装位置较高的电池包的问题，提供一种换电站及换电方法，其中，换电站能够从电动农业作业车辆的上方更换电池包，可以有效保护电池安全，保证电池的使用寿命，更适合电动农业作业车辆的使用场景
。
[0005]本专利技术提供以下技术方案：
[0006]一种换电站，用于更换电动车辆的电池包，所述换电站包括主框架
、
顶吊设备，其中，所述顶吊设备可移动地设置在所述主框架上，所述主框架下方设置有换电区域和充电区域，所述电动车辆位于所述换电区域内；所述安装托架设置于所述电动车辆的上部，所述电池包可拆卸地固定于所述安装托架上，所述顶吊设备用于将所述电池包在所述充电区域以及所述电动车辆的安装托架之间进行转移
。
[0007]在上述方案中，通过在换电站中设置主框架，并将换电区域和充电区域设置在主框架的下方，当电动车辆需要进行换电作业时，电动车辆停驶于换电区域，顶吊设备沿着主框架移动将电动车辆上的待换的电池包吊装至充电区域进行充电，然后将充电区域中的可用电池包吊装至电动车辆的安装托架上，换电站能够响应电动车辆的电能补充需求，从车辆上方将电池包安装在距离地面较高的位置，保证电动车辆的作业效率和电池安全，保证电池的使用寿命，更适合电动农业作业车辆的使用场景，并且，换电站还为更换下来的电池包进行充电，从而提高换电站的整体工作效率
。
[0008]在上述技术方案中，更优的，所述充电区域和所述换电区域沿所述换电站的长度方向布置
。
[0009]在上述方案中，通过沿换电站的长度方向布置充电区域和换电区域，换电站的主框架呈直线形，有利于顶吊设备沿直线移动，并且有利于缩短换电作业时顶吊设备的移动距离，从而减少换电作业的时间，提高换电效率
。
[0010]在上述技术方案中，更优的，所述充电区域包括至少两个充电工位，多个所述充电工位分别设于所述换电区域两侧
。
[0011]在上述方案中，通过将多个充电工位设置在换电区域的两侧，顶吊设备可以从两侧的充电工位上就近选择空闲的充电工位放置从电动车辆拆除的电池包，并且在多台电动车辆换电的作业过程中，顶吊设备可以轮流使用两侧的充电工位，以减少总移动距离，从而提高整体的换电作业效率
。
[0012]在上述技术方案中，更优的，所述顶吊设备包括第一顶吊设备以及第二顶吊设备，所述第一顶吊设备与所述第二顶吊设备分别设于所述换电区域的两侧，位于存在空闲充电工位一侧的顶吊设备为第一顶吊设备；
[0013]其中，所述第一顶吊设备用于将所述电动车辆上的待换电池包转移至所述空闲充电工位，所述第二顶吊设备用于将充电工位中的可用电池包转移至所述电动车辆上
。
[0014]在上述方案中，通过设置两台顶吊设备，其中一台负责从电动车辆上拆除待换的电池包并将其移动至空闲充电工位进行充电作业，另一台负责将抓取充电工位上的可用电池包并将其安装至电动车辆的安装托架上，两台顶吊设备同步配合作业，能够进一步提高换电效率
。
[0015]在上述技术方案中，更优的，所述换电站还包括维修区域，所述维修区域与所述充电区域相邻设置，且位于所述充电区域远离所述换电区域的一侧
。
[0016]在上述方案中，通过在换电站中设置独立的维修区域，为需要维修的电池包提供专用的场所，并且该维修区域位于远离换电区域的位置，保证换电作业和维修作业不会受到彼此的影响，维修作业远离电动车辆行驶的换电区域，保证维修作业的安全
。
[0017]在上述技术方案中，更优的，所述充电区域也设有所述安装托架，所述顶吊设备用于将所述电池包在所述充电区域的安装托架以及所述电动车辆上的安装托架之间进行转移
。
[0018]在上述方案中，通过在充电区域内设置与电动车辆上相同结构的安装托架，结构的一致性和通用性好，根据使用需求决定安装托架的使用场景，有利于批量生产安装托架，节约研发时间和生产成本
。
[0019]在上述技术方案中，更优的，所述换电站还包括定位装置，所述定位装置用于定位所述电动车辆，以使所述电动车辆与所述顶吊设备相对准
。
[0020]在上述方案中，通过设置定位装置引导电动车辆停止于换电区域的预定位置，便于电动车辆与顶吊设备的对准，当电动车辆处于该预定位置时，顶吊设备按照预设的吊装作业程序执行吊装作业，减少顶吊设备调整与电池包相对位置的时间，从而能够更进一步地提高换电作业的效率
。
[0021]在上述技术方案中，更优的，所述定位装置包括车轮定位装置
、
车身定位装置
、
激光定位装置
、
视觉定位装置中的至少一种
。
[0022]在上述方案中，车轮定位装置
、
车身定位装置
、
激光定位装置
、
视觉定位装置的选型丰富，并且可以根据不同车型
、
不同尺寸的车辆灵活选择定位装置的种类和使用方法，以
完成车辆的定位作业
。
[0023]在上述技术方案中，更优的，所述电池包包括电池包支架以及电池模组；所述电池模组固定设置于所述电池包支架内，所述电池包支架的下侧中部设置有凹陷部，所述凹陷部的下表面用于承载所述第二电池包于所述安装托架
。
[0024]在上述方案中，通过在电池包支架的下侧中部设置有凹陷部，该凹陷部向上凹陷，当安装电池包时，凹陷部的下表面承载于安装托架，并且凹陷部的相对两侧同时夹持在安装托架的两侧，从本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种换电站，用于更换电动车辆的电池包，其特征在于，所述换电站包括主框架
、
顶吊设备，其中，所述顶吊设备可移动地设置在所述主框架上，所述主框架下方设置有换电区域和充电区域，所述电动车辆位于所述换电区域内；所述安装托架设置于所述电动车辆的上部，所述电池包可拆卸地固定于所述安装托架上，所述顶吊设备用于将所述电池包在所述充电区域以及所述电动车辆的安装托架之间进行转移
。2.
根据权利要求1所述的换电站，其特征在于，所述充电区域和所述换电区域沿所述换电站的长度方向布置
。3.
根据权利要求1所述的换电站，其特征在于，所述充电区域包括至少两个充电工位，多个所述充电工位分别设于所述换电区域两侧
。4.
根据权利要求3所述的换电站，其特征在于，所述顶吊设备包括第一顶吊设备以及第二顶吊设备，所述第一顶吊设备与所述第二顶吊设备分别设于所述换电区域的两侧，位于存在空闲充电工位一侧的顶吊设备为第一顶吊设备；其中，所述第一顶吊设备用于将所述电动车辆上的待换电池包转移至所述空闲充电工位，所述第二顶吊设备用于将充电工位中的可用电池包转移至所述电动车辆上
。5.
根据权利要求1所述的换电站，其特征在于，所述换电站还包括维修区域，所述维修区域与所述充电区域相邻设置，且位于所述充电区域远离所述换电区域的一侧
。6.
根据权利要求1所述的换电站，其特征在于，所述充电区域也设有所述安装托架，所述顶吊设备用于将所述电池包在所述充电区域的安装托架以及所述电动车辆上的安装托架之间进行转移
。7.
根据权利要求1所述的换电站，其特征在于，所述换电站还包括定位装置，所述定位装置用于定位所述电动车辆，以使所述电动车辆与所述顶吊设备相对准
。8.
根据权利要求7所述的换电站，其特征在于，所述定位装置包括车轮定位装置
、
车身定位装置
、
激光定位装置
、
视觉定位装置中的至少一种
。9.
根据权利要求1所述的换电站，其特征在于，所述电池包包括电池包支架以及电池模组；所述电池模组固定设置于所述电池包支架内，所述电池包支架的下侧中部设置有凹陷部，所述凹陷部的下表面用于承载所述第二电池包于所述安装托架
。10.
根据权利要求9所述的换电站，其特征在于，所述电池包支架包括吊架以及安装于所述吊架底部的电池安装架，所述吊架用于与所述顶吊设备连接，所述电池安装架内设置有用于放置电池模组的电池放置层，所述电池放置层内放置有电池模组
。11.
根据权利要求9所述的换电站，其特征在于，所述电池包还包括第一电连接器，所述电池模组连接于所述第一电连接器，所述第一电连接器设置于所述凹陷部的下表面，所述安装托架的上表面设有用于与所述第一电连接器对接的第二电连接器
。12.
根据权利要求
11
所述的换电站，其特征在于，所述电动车辆的安装托架中的第二电连接器与所述电动车辆的动力系统电...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建平，仇丹梁，黎明，
申请(专利权)人：上海电巴新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：