CN219769841U - 微型换电站 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种微型换电站，其包括沿垂直于车辆驶入驶出方向依次设置的车辆停放装置、充电架和电池升降装置，车辆停放装置用于供车辆停靠定位以进行电池的更换，充电架用于对电池进行充放电，电池升降装置用于从充电架上取放所述电池，微型换电站还包括换电装置，换电装置用于对车辆上的电池进行更换。车辆停放装置用于承载和定位车辆，使得车辆的停车位置相对微型换电站保持准确，提高换电成功率；换电装置将车辆上的亏电电池取下并通过电池升降装置将电池运至充电架，之后电池升降装置再从充电架上取下电池，并通过换电装置将电池安装在车辆上，实现换电的目的。

Description

微型换电站

本申请要求申请日为2022年4月7日的中国发明专利申请CN 2022103641609的优先权。本申请引用上述中国专利申请的全文。

技术领域

本实用新型涉及一种微型换电站。

背景技术

近几年来，新能源汽车发展迅速，依靠蓄电池作为驱动能源的电动车辆，具有零排放，噪声小的优势，随着电动汽车的市场占有率和使用频率也越来越高，用于为换电车型的电动汽车提供电池更换场所的换电站也越来越普及，但现有的换电站占地面积较大，建站周期长，成本高，无法满足短时间内快速批量化建站的需求，且对于车密度少、运营压力小的区域，存在换电资源浪费的情形，同时，现有的换电站无法根据当地换电车密度的大小以及建站场地的条件进行适应性的调配换电工位，以满足不同区域换电车密度的差异性需求，无法快速地对换电工位的数量进行运营能力的匹配调整。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中换电站的占地面积大、结构复杂的缺陷，提供一种微型换电站。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

本实用新型公开了一种微型换电站，其包括沿垂直于车辆驶入驶出方向依次设置的车辆停放装置、充电架和电池升降装置，所述车辆停放装置用于供车辆停靠定位以进行电池的更换，所述充电架用于对电池进行充放电，所述电池升降装置用于从所述充电架上取放所述电池，所述微型换电站还包括换电装置，所述换电装置用于对车辆上的电池进行更换。

在本方案中，采用上述结构形式，该微型换电站包括换电站必备的车辆停放装置、电池升降装置、充电架和换电装置，使换电站的结构布局紧凑，占据的水平空间均相对较少，满足在特定区域设置小型换电站的目的，车辆停放装置用于承载和定位车辆，使得车辆的停车位置相对微型换电站保持准确，提高换电成功率；换电装置将车辆上的亏电电池取下并通过电池升降装置将电池运至充电架，之后电池升降装置再从充电架上取下电池，并通过换电装置将电池安装在车辆上，实现换电的目的。

较佳地，所述充电架包括上下贯通地面的地上充电架和地下充电架，所述电池升降装置也包括上下贯通地面的支架，以及可在所述支架中上下升降的电池取放机构。

在本方案中，采用上述结构形式，电池取放机构能够在支架的支撑和导向下，在地上和地下之间升降移动，从充电架上取放电池，通过将部分充电架设置于地下，在保证微型换电站的电池存储量的同时，避免充电架在地面伸出过高而存在重心不稳、坍塌等风险。同时若电池包出现燃烧或爆炸时，设置在地下，也降低火灾和爆炸带来的危害，也便于利用地下的封闭空间快速处置险情，同时减少了换电站在地面上的占用面积，便于在地面上布置多个换电站。

较佳地，所述充电架包括位于地面以下的第一地下充电架，所述电池升降装置包括上下贯通地面的支架，以及可在所述支架中上下升降的电池取放机构。

在本方案中，采用上述结构形式，通过将第一地下充电架设置在地下，使得电池能够在地下位置进行充电，以缩减该微型换电站在地面以上区域所占据的空间尺寸，使得微型换电站在具备较高电池存储能力的同时，微型换电站的占地面积和地面以上的空间占据程度均较低；另外电池取放机构能够在支架的支撑和导向下，在地上和地下之间升降移动，从充电架中取放电池。

较佳地，所述电池升降装置露出地面以上的距离为50-100cm，所述电池升降装置露出地面以上的部分用于从所述换电装置或电池输送装置取放电池，以及在下降到地面以下之后与第一地下充电架的充电仓位进行电池取放；

和/或，所述充电架包括位于地面以下的第二地下充电架，所述第二地下充电架在所述电池升降装置相对所述第一地下充电架的对侧。

在本方案中，采用上述结构形式，电池升降装置露出地面以上的距离为50-100cm，该高度不应过高，电池升降装置露出地面以上的部分用于从换电装置或电池输送装置上取放电池所需的空间即可；电池升降装置在降到地面一下之后与第一地下充电架进行电池取放，使得电池可以在地下被充电。电池升降装置能够分别朝两侧方向相对第一地下充电架和第二地下充电架取放电池，方便了电池升降装置分别从两个不同的充电架取放电池，提高了取放的效率。

较佳地，所述换电装置往返于所述车辆停放装置和所述电池升降装置之间；

和/或，所述换电装置包括解锁组件、定位组件、水平移动组件、竖直升降组件中的至少一个；

和/或，所述车辆停放装置上具有车辆举升机构，用于沿竖直方向举升车辆；

和/或，所述电池升降装置具有用于取放电池的伸缩机构，伸缩机构的伸缩方向与所述换电装置的电池运送方向相平行；

和/或，所述电池升降装置具有可沿竖直方向移动的升降机构，用于在竖直方向上移动电池。

在本方案中，采用上述结构形式，换电装置用于在车辆停在车辆停放装置之后从车辆底部取下亏电的电池，并载着取下的电池，将电池运动至靠近电池升降装置的位置处，电池升降装置在拿取送过来的电池之后将电池运至充电架，之后，电池升降装置再从充电架上取下满电电池，并将电池送至换电装置，通过换电装置将满电电池运送至车辆底部，将电池安装在车辆上，实现快速换电的目的。确保换电装置能够成功相对车辆更换电池，以及成功运送电池。在换电装置拆卸或安装电池时，车辆举升机构沿竖直方向举升车辆，从而为换电装置对车辆进行换电提供足够的换电空间，换电结束后通过车辆举升机构使得车辆恢复到初始位置，方便车辆驶出。当换电装置取下亏电电池后，可以通过伸缩机构将换电装置上的乏电电池取下，以便后期将乏电电池放至充电架；在换电升降装置自从充电架上取下满电电池后，可以通过伸缩机构放置于换电装置上，以便后期换电装置将电池安装至车辆上。升降机构通过上升的方式将电池送至充电架的某一个充电仓位中，之后升降机构再从另一个充电仓位中将满电的电池取出，并且升降机构下降，以将电池送至换电装置，方便了电池的取放，从而通过升降机构实现沿高度方向上运送电池的目的。

较佳地，所述换电装置包括：

固定在所述车辆停放装置上的电池更换机构；

设置于所述电池更换机构和所述电池升降装置之间的电池输送机构；

所述电池更换机构用于相对车辆拆装电池，所述电池输送机构用于在所述电池更换机构和所述电池升降装置之间传输电池。

在本方案中，电池更换机构用于在车辆停在车辆停放装置之后从车辆底部取下亏电的电池包，电池输送机构载着取下的电池包，将电池包运送至靠近于电池升降装置的位置处，电池升降装置在拿取送过来的电池包之后通过上升的方式将电池包送至充电架的某一个充电仓位中，之后，电池升降装置再从另一个充电仓位中将满电的电池包取出，通过下降的方式将电池包送至换电装置，最后通过电池输送机构将满电的电池包运送至车辆底部，将电池包安装在车辆上，实现快速换电的目的。

较佳地，所述电池输送机构为辊筒、皮带或倍速链；

和/或，所述电池升降装置上也设有辊筒、皮带或倍速链，用于相对所述电池输送机构取放电池；

和/或，充电架的每个充电仓室内也设有辊筒、皮带或倍速链，用于相对所述电池升降装置取放电池；

和/或，所述电池更换机构上设有过渡传输机构，用于与电池输送机构配合进行电池的传输。

在本方案中，采用上述结构形式，电池更换机构从车辆底部拆卸下来的亏电的电池包通过该过渡传输机构移动至电池输送机构上，再通过电池输送机构将电池包传输靠近电池升降装置的位置处，便于电池升降装置取放，实现了无需移动电池更换机构即可实现电池包在车辆停放装置和电池升降装置之间的传输，避免了换电装置整体移动带来的结构复杂、控制难度高的问题，便于实现电池的远距离的传输，同时还可通过倍速轮来调整电池的输送速度。

较佳地，所述换电站包括一微型箱体，所述电池升降装置为一个，所述充电架为一列，所述电池升降装置和所述充电架都被放置在所述微型箱体中。

在本方案中，采用上述结构形式，将上述必要的设备集成到一个箱体中，形成一个箱体模块，减小换电站的体积，也便于安装微型换电站，通过微型箱体对电池升降装置和充电架进行保护，提高了电池升降装置和充电架的使用寿命，降低外界环境对电池升降装置和充电架工作的影响。

较佳地，所述微型箱体的占地面积小于10平方米。

在本方案中，采用上述结构形式，使得微型箱体具有结构紧凑的特点，实现了降本的目的。

较佳地，所述车辆停放装置上靠近所述电池升降装置的一侧设有车轮定位机构，用于使车辆停靠于所述车辆停放装置上的预设范围内进行电池的更换。

在本方案中，采用上述结构形式，车轮定位机构用于定位车辆的车轮，使车辆停靠于车辆停放装置上的预设范围内进行电池的更换，确保车辆在车辆停放装置上的停车位置更准确。

较佳地，所述车轮定位机构仅设置于所述车辆停放装置靠近所述电池升降装置的一侧；

和/或，所述车轮定位机构包括X向定位机构和/或Y向定位机构，所述X向定位机构和所述Y向定位机构分别用于带动车轮沿X向、Y向移动定位，所述X向定位机构包括V型槽定位机构和/或拖链机构，所述Y向移动机构包括对中机构，所述对中机构用于从车轮内侧或外侧推动车轮进行定位。

在本方案中，车辆停放装置的另一侧空间被完全放开，使得车辆停放装置在未停车辆时可以具备其他用途。另外，采用上述结构形式，提高了定位机构对车辆定位的稳定性和可靠性，其中V型槽定位机构用于供车辆的至少一个车轮进入以实现X方向的定位，拖链机构可以和V型槽定位机构配合使用，也可单独使用，拖链机构用于拖动V型槽沿X方向移动，或拖动车轮下方的可移动承载机构沿X方向移动，以实现车辆沿X方向的移动定位，对中机构包括驱动机构和连接驱动机构端部的推杆机构，推杆机构用于接触车轮的轮毂部分，在驱动机构的驱动下推动车轮沿Y方向移动，以实现车辆沿Y方向的移动定位，其中，X方向为沿电动汽车的长度方向，Y方向为沿电动汽车的宽度方向，通过车轮定位机构对车辆姿态的调整，便于电动汽车与下方的换电装置处于相配合的位置，进行电池的更换。

较佳地，所述充电架在与所述换电装置的电池运送方向重叠的位置具有电池交接区，所述电池交接区用于供所述换电装置所运送的电池停靠，并与所述电池升降装置交接所述电池。

在本方案中，采用上述结构形式，由于在车辆停放装置和电池升降装置之间设有充电架，使得换电装置在运送电池的过程中会经过充电架，因此该充电架在于换电装置的运送方向重叠的位置处设有电池交接区，从而使得电池升降装置能够在该处进行电池的交接，便于换电装置停靠以进行电池包的交换，从而使得微型换电站的结构更加紧凑。

较佳地，所述电池交接区内设有电池周转装置，所述电池周转装置用于直接相对所述换电装置拿取或放置电池。

在本方案中，采用上述结构形式，在电池交换区内设置电池周转装置，避免了换电装置与电池升降装置直接交换电池所需要的高精度对位需求以及等待时间较长的问题，即换电装置拆卸完电池包后，将电池包移动至电池交接区后，即可进行后面车辆的电池拆卸操作，等电池升降装置移动至电池交接区拿取电池包，实现了换电控制更加灵活、效率更高的效果，当换电装置载着从车辆上换下的电池水平移动至靠近电池升降装置布置的电池交接区后，电池周转装置将该电池取走并临时储存在电池周转装置中，使得电池升降装置可以快速、直接地将充满电的电池放置在换电装置上，以实现快速交接电池、加快换电效率的目的。

本实用新型的积极进步效果在于：

车辆停放装置用于承载和定位车辆，使得车辆的停车位置相对微型换电站保持准确，提高换电成功率；换电装置将车辆上的亏电电池取下并通过电池升降装置将电池运至充电架，之后电池升降装置再从充电架上取下电池，并通过换电装置将电池安装在车辆上，实现换电的目的。

附图说明

图1为本实用新型实施例的微型换电站的布局示意图(一)。

图2为本实用新型实施例的微型换电站的布局示意图(二)。

图3为本实用新型实施例的微型换电站的布局示意图(三)。

图4为本实用新型实施例的微型换电站的布局示意图(四)。

图5为本实用新型实施例的微型换电站的布局示意图(五)。

图6为本实用新型实施例的微型换电站的布局示意图(六)。

图7为本实用新型实施例的微型换电站的布局示意图(七)。

附图标记说明：

微型换电站100

车辆停放装置10

车轮定位机构11

电池升降装置20

充电架30

地上充电架30c

地下充电架30d

第一地下充电架30e

第二地下充电架30f

电池交接区31

充电仓位32

电池周转装置33

换电装置40

电池更换机构41

电池输送机构42

微型箱体60

车辆200

电池300

具体实施方式

下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本实用新型。

如图1至图7所示，本实用新型提供了一种微型换电站100，其包括沿垂直于车辆200驶入驶出方向依次设置的车辆停放装置10、充电架30和电池升降装置20，车辆停放装置10用于供车辆200停靠定位以进行电池300的更换，充电架30用于对电池300进行充放电，电池升降装置20用于从充电架30上取放电池300，微型换电站100还包括换电装置40，换电装置40用于对车辆200上的电池300进行更换。采用上述结构形式，车辆停放装置10用于承载和定位车辆200，使得车辆200的停车位置相对微型换电站100保持准确，提高换电成功率；换电装置40将车辆200上的亏电电池300取下并通过电池升降装置20将电池300运至充电架30，之后电池升降装置20再从充电架30上取下电池300，并通过换电装置40将电池300安装在车辆200上，实现换电的目的。

本实施例中的换电装置40可采用换电小车在行驶平面内往复行驶的方式，以实现相对车辆200取放电池300，以及在车辆停放装置10和电池升降装置20运送电池300的目的。当然，其他实施例中，换电装置40也可以采用任何其他现有技术中存在的其他结构来实现更换电池300和水平运输电池300的目的。另外，在本实施例中沿垂直于车辆200驶入驶出方向A依次设置的顺序为：车辆停放装置10、充电架30和电池升降装置20。

在其他实施例中，如图5所示，充电架30包括上下贯通地面的地上充电架30c和地下充电架30d，电池升降装置20也包括上下贯通地面的支架，以及可在支架中上下升降的电池取放机构。采用上述结构形式，电池取放机构能够在支架的支撑和导向下，在低上和地下之间升降移动，从充电架30上取放电池300。通过将部分充电架30设置于地下，在保证微型换电站100的电池300存储量的同时，避免充电架30在地面伸出过高而存在重心不稳、坍塌等风险。同时若电池包出现燃烧或爆炸时，设置在地下，也降低火灾和爆炸带来的危害，也便于利用地下的封闭空间快速处置险情，同时减少了换电站在地面上的占用面积，便于在地面上布置多个换电站。

在本实施例中，充电架30上开设多个充电仓位32，并且电池300可在充电仓位32中进行充电。其中充电仓位32的数量可根据实际需求进行调整在此不对电池仓位的具体数量做限制。

在其他实施例中，如图6所示，充电架30包括位于地面以下的第一地下充电架30e，而电池升降装置20包括上下贯通地面的支架，以及可在支架中上下升降的电池取放机构。电池取放机构沿支架上升至地面以上，以与换电装置40或电池周转装置33进行电池的交换，其中，第一地下充电架30e的顶部设有电池交接区31，用于供换电装置40停靠以进行电池300的交换，电池交接区31内设有电池周转装置，用于直接相对换电装置40拿取或放置电池300。

通过将第一地下充电架30e设置在地下，使得电池300能够在地下位置进行充电，以缩减该微型换电站100在地面以上区域所占据的空间尺寸，使得微型换电站100在具备较高电池300存储能力的同时，微型换电站100的占地面积和地面以上的空间占据程度均较低。

优选地，电池升降装置20露出地面以上的距离为50-100cm，该高度不应过高，电池升降装置20露出地面以上的部分用于从换电装置40或电池输送装置上取放电池300所需的空间即可。电池升降装置20在下降到地面以下之后与第一地下充电架30e的充电仓位32进行电池300取放，使得电池300在地下被充电。

如图6所示，本实施例中，第一地下充电架30e的上端可以露出于地面。在其他实施例中，第一地下充电架30e的上端可以完全位于地下，仅电池升降装置20的上端露出地面。

在其他实施例中，如图7所示，充电架30还包括位于地面以下的第二地下充电架30f，第二地下充电架30f在电池升降装置20相对第一地下充电架30e的对侧，电池升降装置20能够分别朝两侧方向相对第一地下充电架30e和第二地下充电架30f取放电池300。其中，第一地下充电架30e也完全位于地下，因此车辆停放装置10和电池升降装置20之间的距离也可以设置得更近。

换电装置40往返于车辆停放装置10和电池升降装置20之间。换电装置40用于在车辆200停在车辆停放装置10之后从车辆200底部取下亏电的电池300，并载着取下的电池300，将电池300运动至靠近电池升降装置20的位置处，电池升降装置20在拿取送过来的电池300之后将电池300运至充电架30，之后，电池升降装置20再从充电架30上取下满电电池300，并将电池300送至换电装置40，通过换电装置40将满电电池300运送至车辆200底部，将电池300安装在车辆200上，实现快速换电的目的。

在本实施例中，由于在车辆停放装置10和电池升降装置20之间设有充电架30，使得换电装置40在运送电池300的过程中会经过充电架30，因此，该充电架30在与换电装置40的电池300运送方向B重叠的位置处设置有电池交接区31，电池交接区31用于供换电装置40所运送的电池300停靠，使得电池升降装置20能够在该处交接电池300，使得微型换电站100的结构更加紧凑。

在另一实施例中，电池交接区31位于充电架30的底部。另外，需要明确说明的是：图2中所示的车辆停放装置10、电池升降装置20、充电架30、换电装置40和微型箱体60的外形尺寸和形状仅仅用于说明书示意，展示微型换电站100的内部布局。

在另一实施例中，换电装置40包括解锁组件、定位组件、水平移动组件、竖直升降组件中的至少一个，从而可以确保换电装置40能够成功相对车辆200更换电池300，以及成功运送电池300。在其他实施例中，解锁组件、定位组件、水平移动组件、竖直升降组件中的任何一个，均可以采用现有技术中其他能够实现相应功能的产品，并且根据换电所需功能的不同，这些组件可以是其中一个功能的组件或多个功能组件的结合。

在另一实施例中，其中解锁组件用于对车辆200上的电池300进行解锁，以便拆卸下电池300。车辆200上设有锁止机构，电池300通过锁止机构锁定连接于车辆200上，锁止机构可以为卡扣锁止机构、T型旋转锁止机构、螺栓锁止机构、涨珠锁止机构、插销锁止机构、挂接式锁止机构中的一种，解锁组件为能够对上述锁止机构中的至少一种进行解锁的机构，解锁组件可直接作用于上述锁止机构，或通过作用于电池300上的过渡解锁机构间接对锁止机构进行解锁操作，换电装置在进行更换电池操作时，换电装置通过水平移动组件移动至车辆200的底部，竖直升降组件上升解锁组件至与锁止机构解锁点相配合的高度，解锁组件对锁止机构进行解锁操作，换电装置带动拆卸下来的电池300离开车辆底部。在竖直升降组件上升解锁组件过程中，通过定位组件实现与车辆底部的对位，便于解锁组件准确解锁。

在另一实施例中，定位组件包括定位杆或定位叉，定位杆与定位孔配合，定位叉的顶部具有定位槽，定位槽与车辆上的定位座相配合。定位孔可设置在电池300上或车辆200底盘上，通过杆与孔的配合实现定位。例如，定位杆能够当换电设备移动至拆电池位置时对准电池300上的定位孔以对电池300进行定位。例如，两个定位杆能够在换电设备处于拆电池位置时对准车辆底盘上的限位孔以使换电设备与车辆保持相对固定定位，定位叉通过定位槽与车辆上的定位座卡合定位，定位槽的槽内壁与定位座的形状相匹配。

在另一实施例中，水平移动组件为同步带驱动机构、齿轮齿条驱动机构、链轮链条驱动机构中的一种，通过上述驱动机构带动换电装置在车辆停放装置和充电架之间移动。

在另一实施例中，竖直升降组件为剪式升降机构、凸轮升降机构、刚性链升降机构中的一种，通过上述竖直升降组件带动解锁组件竖直升降。当然，在其他实施例中，可以为竖直设置的丝杆，丝杆上螺纹连接有滑块，通过丝杆转动带动滑块上升或下降。

车辆停放装置10上具有车辆举升机构，用于沿竖直方向举升车辆200。采用上述结构形式，在换电装置40拆卸或安装电池300时，车辆举升机构沿竖直方向举升车辆200，从而为换电装置40对车辆200进行换电提供足够的换电空间，换电结束后通过车辆举升机构使得车辆200恢复到初始位置，方便车辆200驶出。车辆举升机构可以举升车轮或车辆支架，具体的举升机构可以为剪式举升机构、刚性链举升机构或其他可以实现高度方向上抬升车辆的机构。

电池升降装置20具有用于取放电池300的伸缩机构，伸缩机构的伸缩方向与换电装置40的电池300运送方向相平行。当换电装置40取下亏电电池300后，可以通过伸缩机构将换电装置40上的乏电电池300取下，以便后期将乏电电池300放至充电架30；在电池升降装置20自从充电架30上取下满电电池300后，可以通过伸缩机构放置于换电装置40上，以便后期换电装置40将电池300安装至车辆200上。

在另一实施例中，伸缩机构包括驱动单元、伸缩单元，伸缩单元具有伸缩功能，伸缩单元承载电池包，驱动单元能够驱动伸缩单元伸缩，带动电池包伸出或缩回，以便于取放电池。在可替代的实施例中，伸缩机构还可以选择其他具有伸缩功能的机构。

电池升降装置20具有可沿竖直方向移动的升降机构，用于在竖直方向上移动电池包，伸缩机构设于该升降机构上，以匹配充电架30上不同高度位置的充电仓位32，升降机构可以为链轮链条、齿轮齿条升降机构。采用上述结构形式，升降机构通过上升的方式将电池300送至充电架30的某一个充电仓位32中，之后升降机构再从另一个充电仓位32中将满电的电池300取出，并且升降机构下降，以将电池300送至换电装置40，方便了电池300的取放，从而通过升降机构实现沿高度方向上运送电池300的目的。

在另一实施例中，伸缩机构的伸缩方向与换电装置40的电池300运送方向B相平行。

在其他实施方式中，与前述实施方式不同的是，换电装置40包括：固定在车辆停放装置10上的电池更换机构41；设置于电池更换机构41和电池升降装置20之间的电池输送机构42；电池更换机构41用于相对车辆200拆装电池300，电池输送机构42用于在电池更换机构41和电池升降装置20之间传输电池300。采用上述结构形式，上述换电装置40的结构方案结构简单，运送电池300的效率高。

电池输送机构42为辊筒、皮带或倍速链，通过带传动的方式运送电池300。本实施例中的电池输送机构42为辊筒(参见图3)。

电池升降装置20上也设有辊筒、皮带或倍速链，用于相对电池输送机构42取放电池300。优选地，充电架30的每个充电仓室内也设有辊筒、皮带或倍速链，用于相对电池升降装置20取放电池300。

电池更换机构41上还设有过渡传输机构，过渡传输机构用于与电池输送机构42配合进行电池300的传输。

在另一实施例中，换电站包括一微型箱体60，电池升降装置20为一个，充电架30为一列，电池升降装置20和充电架30都被放置在微型箱体60中。采用上述结构形式，通过微型箱体60对电池升降装置20和充电架30进行保护，提高了电池升降装置20和充电架30的使用寿命，降低外界环境对电池升降装置20和充电架30工作的影响。

在另一实施例中，微型箱体60的占地面积小于10平方米，使得微型箱体60具有结构紧凑的特点，实现了降本的目的。

在另一实施例中，电池升降装置20与充电架30等宽，方便结构设计和制造。其中，电池升降装置20上具有4个立柱，其中2个立柱被复用为充电架30的立柱，从而可以简化立柱的数量，实现减重降本的目的。

在另一实施例中，电池升降装置20和充电架30的立柱共同构成微型箱体60的骨架或支撑柱。即微型箱体60的箱体侧面或顶面可以直接安装在电池升降装置20的立柱或者充电架30的立柱上，使得微型箱体60的结构更加简单，降低成本；同时微型箱体60与电池升降装置20和充电架30的连接更加紧密；最后微型箱体60的占地尺寸可以进一步被控制，使得微型箱体60的占地尺寸等于或接近电池升降装置20和充电架30的占地面积。

在另一实施例中，车辆停放装置10包括沿车辆200驶入驶出方向延伸的载车平台，沿车辆200的驶入驶出方向，载车平台长度大于微型箱体60的长度。采用上述结构形式，车辆200在换电过程中先驶到载车平台上，并沿着载车平台的延伸方向行驶进入微型箱体60中，同时车辆200在换电过程中完全被承载于载车平台上。

在另一实施例中，载车平台的长度与微型箱体60的长度比例为1.1-1.5。即载车平台的长度大于微型箱体60的长度，从而载车平台将具有超出微型箱体60的延伸段，通过该延伸段可以对车辆200进入微型箱体60起到导向作用。载车平台与微型箱体60之间的长度比1.1-1.5为优选的，在该范围内，既能实现导向作用，又可以不占用过多的空间。

在另一实施例中，充电架30放置1-3种电池300，充电架30具有3-10个电池仓位。采用上述结构形式，可以在有限的占地面积下承载更多的电池300，并且电池300架的电池仓位数量控制在10个以下，以便于设计、加工和制造。

在另一实施例中，车辆停放装置10包括用于举升车辆200的升降机构和/或供换电装置40在车辆停放装置10和电池升降装置20之间往返的行使坑道。采用上述结构形式，换电装置40在车辆停放装置10和电池升降装置20之间通过行使坑道进行运动，从而使得行使坑道可以为换电装置40进行导向，进而使得换电装置40的运动满足运动要求。

在车辆停放装置10上靠近电池升降装置20的一侧设有车轮定位机构11，车轮定位机构11用于定位车辆200的车轮，使车辆200停靠于车辆停放装置10上的预设范围内进行电池300的更换，确保车辆200在车辆停放装置10上的停车位置更准确。

优选地，如图1，本实施例中的车轮定位机构11仅仅设置于车辆停放装置10靠近电池升降装置20的一侧，远离于电池升降装置20的一侧不设置车辆停放装置10，使得本实施例中的车辆停放装置10仅仅定位车辆200的左前轮和左后轮。这种结构设置，使得车辆停放装置10的右侧空间被完全放开，使得车辆停放装置10在未停车辆200时可以具备其他用途，例如，供车辆200200行驶通过等，使微型换电站100得结构更加紧凑。

在本实施例中，车轮定位机构11包括X向定位机构、Y向定位机构，X向定位机构和Y向定位机构分别用于带动车轮沿X向、Y向移动定位，X向定位机构包括V型槽定位机构、拖链机构，Y向移动机构包括对中机构，对中机构用于从车轮内侧或外侧推动车轮进行定位。通过在X向和Y向同时设置定位机构，提高车轮定位的定位效果。当然，在另外的实施例中，也可只设置X向定位机构和Y向定位机构中的任意一个。其中V型槽定位机构用于供车辆的至少一个车轮进入以实现X方向的定位，拖链机构可以和V型槽定位机构配合使用，也可单独使用，拖链机构用于拖动V型槽沿X方向移动，或拖动车轮下方的可移动承载机构沿X方向移动，以实现车辆沿X方向的移动定位，对中机构包括驱动机构和连接驱动机构端部的推杆机构，推杆机构用于接触车轮的轮毂部分，在驱动机构的驱动下推动车轮沿Y方向移动，以实现车辆沿Y方向的移动定位，其中，X方向为沿电动汽车的长度方向，Y方向为沿电动汽车的宽度方向，通过车轮定位机构对车辆姿态的调整，便于电动汽车与下方的换电装置处于相配合的位置，进行电池的更换。

充电架30在与换电装置40的电池300运送方向重叠的位置具有电池交接区31，电池交接区31用于供换电装置40所运送的电池300停靠，并与电池升降装置20交接电池300。采用上述结构形式，由于在车辆停放装置10和电池升降装置20之间设有充电架30，使得换电装置40在运送电池300的过程中会经过充电架30，因此该充电架30在于换电装置40的运送方向重叠的位置处设有电池交接区31，从而使得电池升降装置20能够在该处进行电池300的交接，从而使得站体的结构更加紧凑。

如图4所示，本实施例中的微型换电站100中，在充电架30在与换电装置40的电池300运送方向重叠的位置处设有电池交接区31，在电池交接区31内设有电池周转装置33，该电池周转装置33用于直接相对换电装置40拿取或放置电池300。

以本实施例为例，当换电装置40载着从车辆200上换下的电池300水平移动至靠近电池升降装置20布置的电池交接区31后，电池周转装置33将该电池300取走并临时储存在电池周转装置33中。使得电池升降装置20可以快速、直接地将充满电的电池300放置在换电装置40上，以实现快速交接电池300、加快换电效率的目的。

优选地，在换电装置40载着充满电的电池300移动至车辆200底部，将电池300装上之后，还可以回到电池交接区31，电池周转装置33将电池300再放在换电装置40上，使得电池升降装置20能够将该电池300取走，并放置在充电架30的某个充电仓位32中进行充电。其他实施例中，电池升降装置20也可以直接通过其伸出机构，沿水平方向将电池300从电池周转装置33中取走。

本实施例中，电池周转装置33为具备升降能力的夹持机构，通过对电池300的顶面或侧面进行夹持，以实现快速取走电池300的目的。在其他实施例中，电池交接区31也可以采用其他能够拿取或放置电池300的装置或设备。

在另一实施例中，电池周转装置包括电机、摆臂和安装于摆臂上的托盘，电机驱动摆臂在水平面内旋转，进而带动托盘从第一位置周转至第二位置，以将电池从充电架下方的电池交接区转移出充电架，以便换电装置拿取，或者将电池从充电架外部转移至充电架下方的电池交接区，以便转移至充电架上。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。

Claims (13)

1.一种微型换电站，其特征在于，其包括沿垂直于车辆驶入驶出方向依次设置的车辆停放装置、充电架和电池升降装置，所述车辆停放装置用于供车辆停靠定位以进行电池的更换，所述充电架用于对电池进行充放电，所述电池升降装置用于从所述充电架上取放所述电池，所述微型换电站还包括换电装置，所述换电装置用于对车辆上的电池进行更换。

2.如权利要求1所述的微型换电站，其特征在于，所述充电架包括上下贯通地面的地上充电架和地下充电架，所述电池升降装置也包括上下贯通地面的支架，以及可在所述支架中上下升降的电池取放机构。

3.如权利要求1所述的微型换电站，其特征在于，所述充电架包括位于地面以下的第一地下充电架，所述电池升降装置包括上下贯通地面的支架，以及可在所述支架中上下升降的电池取放机构。

4.如权利要求3所述的微型换电站，其特征在于，所述电池升降装置露出地面以上的距离为50-100cm，所述电池升降装置露出地面以上的部分用于从所述换电装置或电池输送装置取放电池，以及在下降到地面以下之后与第一地下充电架的充电仓位进行电池取放；

和/或，所述充电架包括位于地面以下的第二地下充电架，所述第二地下充电架在所述电池升降装置相对所述第一地下充电架的对侧。

5.如权利要求1所述的微型换电站，其特征在于，所述换电装置往返于所述车辆停放装置和所述电池升降装置之间；

和/或，所述换电装置包括解锁组件、定位组件、水平移动组件、竖直升降组件中的至少一个；

和/或，所述车辆停放装置上具有车辆举升机构，用于沿竖直方向举升车辆；

和/或，所述电池升降装置具有用于取放电池的伸缩机构，伸缩机构的伸缩方向与所述换电装置的电池运送方向相平行；

和/或，所述电池升降装置具有可沿竖直方向移动的升降机构，用于在竖直方向上移动电池。

6.如权利要求1所述的微型换电站，其特征在于，所述换电装置包括：

固定在所述车辆停放装置上的电池更换机构；

设置于所述电池更换机构和所述电池升降装置之间的电池输送机构；

所述电池更换机构用于相对车辆拆装电池，所述电池输送机构用于在所述电池更换机构和所述电池升降装置之间传输电池。

7.如权利要求6所述的微型换电站，其特征在于，所述电池输送机构为辊筒、皮带或倍速链；

和/或，所述电池升降装置上也设有辊筒、皮带或倍速链，用于相对所述电池输送机构取放电池；

和/或，充电架的每个充电仓室内也设有辊筒、皮带或倍速链，用于相对所述电池升降装置取放电池；

和/或，所述电池更换机构上设有过渡传输机构，用于与电池输送机构配合进行电池的传输。

8.如权利要求1所述的微型换电站，其特征在于，所述换电站包括一微型箱体，所述电池升降装置为一个，所述充电架为一列，所述电池升降装置和所述充电架都被放置在所述微型箱体中。

9.如权利要求8所述的微型换电站，其特征在于，所述微型箱体的占地面积小于10平方米。

10.如权利要求1所述的微型换电站，其特征在于，所述车辆停放装置上靠近所述电池升降装置的一侧设有车轮定位机构，用于使车辆停靠于所述车辆停放装置上的预设范围内进行电池的更换。

11.如权利要求10所述的微型换电站，其特征在于，所述车轮定位机构仅设置于所述车辆停放装置靠近所述电池升降装置的一侧；

和/或，所述车轮定位机构包括X向定位机构和/或Y向定位机构，所述X向定位机构和所述Y向定位机构分别用于带动车轮沿X向、Y向移动定位，所述X向定位机构包括V型槽定位机构和/或拖链机构，所述Y向移动机构包括对中机构，所述对中机构用于从车轮内侧或外侧推动车轮进行定位。

12.如权利要求1所述的微型换电站，其特征在于，所述充电架在与所述换电装置的电池运送方向重叠的位置具有电池交接区，所述电池交接区用于供所述换电装置所运送的电池停靠，并与所述电池升降装置交接所述电池。

13.如权利要求12所述的微型换电站，其特征在于，所述电池交接区内设有电池周转装置，所述电池周转装置用于直接相对所述换电装置拿取或放置电池。