一種乘用電動汽車集中充換電站的製作方法

2024-03-11 08:11:15 2

專利名稱：一種乘用電動汽車集中充換電站的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及ー種乘用電動汽車集中充換電站。
背景技術：
作為新能源戰略和智能電網的重要組成部分，以及國務院確定的戰略性新興產業之一，電動汽車將逐漸成為中國汽車エ業和能源產業發展的重點。電動乘用車具有工作效率高、低噪音、行駛平穩和不依賴石油等諸多優點，是電動汽車產業化發展的ー個重大方面和方向。乘用電動汽車集中充換電站是為電動乘用車運行提供能量補給，是乘用電動車的重要基礎支撐系統，也是乘用電動車商業化、產業化過程中的重要環節。目前技術建設的電動乘用車集中充電站電池轉運系統大多採用手動或半自動設備，轉運箱轉運、裝卸困難，轉運時間長，電池周轉時間長、效率較低。

實用新型內容本實用新型提出一種乘用電動汽車集中充換電站，用於解決現有充換電站工作效率低下的問題。為實現上述目的，本實用新型的方案是ー種乘用電動汽車集中充換電站，包括至少ー個充換電単元，每個充換電單元均包括一個轉運平臺，轉運平臺的一端用幹與卸車碼頭的轉運車尾部對接，轉運平臺的另一端設有充電架，轉運平臺用於將轉運車中的、裝有未充滿電池的轉運箱與充電架上的、裝有已充滿電池的轉運箱交換位置，充電架上設有至少一組充電位，以及在充電位之間轉運電池、將電池移入移出轉運箱的穿梭機；所述每個充電位均對應設有ー個充電機。所述乘用電動汽車集中充換電站還包括配電系統，配電系統包括連接高壓線路的高壓開關櫃，高壓開關櫃通過變壓器連接低壓配電櫃，低壓配電櫃連接交流饋電櫃，交流饋電櫃輸出連接所述各充電機，各充電機安裝在充電機櫃中。所述乘用電動汽車集中充換電站還包括用於自動控制充換電過程的監控系統。本實用新型的充換電單元對應卸車碼頭設有多個出口，每個出ロ對應ー個充換電単元，每個充換電單元均包括轉運平臺和充電架等，每個充換電單元能夠實現將已充滿的電池送入轉運車，將未充滿的電池送到充電架上，在轉運過程中，移出充電架的電池裝入轉運箱，轉運箱中的電池裝入充電架上的充電位；如此完成充換電過程。所以本實用新型的充換電單元布置合理、節省空間、自動化程度高、工作效率高，有利於乘用電動車商業化、產業化發展。

圖I為本發明的供配電系統示意圖；圖2為本發明的充電系統示意圖；、[0012]圖3為本發明的監控系統結構示意圖；圖4為本發明的エ藝布置示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型做進ー步詳細的說明。如圖4所示的乘用電動汽車集中充換電站，包括三個充換電單元，每個充換電單元均包括一個轉運平臺，轉運平臺的一端用幹與卸車碼頭的轉運車尾部對接，轉運平臺的另一端設有充電架，轉運平臺用於將轉運車中的、裝有未充滿電池的轉運箱與充電架上的、裝有已充滿電池的轉運箱交換位置，充電架上設有至少ー組充電位，以及在充電位之間轉運電池、將電池移入移出轉運箱的穿梭機；所述每個充電位均對應設有ー個充電機。 所述乘用電動汽車集中充換電站還包括配電系統，配電系統包括連接高壓線路的高壓開關櫃，高壓開關櫃通過變壓器連接低壓配電櫃，低壓配電櫃連接交流饋電櫃，所述乘用電動汽車集中充換電站還包括用於自動控制充換電過程的監控系統。在空間上，上述充換電単元被劃分為供配電區、集中充電轉運區和綜合辦公區。供配電區的配電系統如圖I-圖2所示包含IOkV高壓開關櫃、乾式變壓器、0. 4kV低壓開關拒。由外部提供一路IOkV電源，將高電壓轉化為低電壓為整個集中充換電單元提供電源。交流電源由0. 4kV低壓開關櫃分配至交流饋電拒。集中充電轉運區包括上述三個充換電單元，每個單元上配置I套穿梭機(換電設備)、480個充電位充電架、480臺3kW分箱充電機、480箱乘用車電池箱及附件、一套轉運平臺、四臺轉運箱以及對應設置的ー輛專用轉運車。集中充電轉運區的充電系統包括交流饋電櫃、分箱充電機櫃、就地監控櫃組成。交流饋電櫃由0. 4kV低壓開關櫃引入一回0. 4kV交流電源，每個充電機櫃由交流饋電櫃引入兩回AC380V電源，由充電機機櫃內部提供分配迴路，為每一臺充電機提供電源。充電機將交流電源整流輸出為直流電源，為動カ電池提供電能補充。充電機通過CAN總線和電池管理系統通信，接收電池管理系統的電池數據，充電過程中根據電池管理系統的數據控制充電電流，保證單體電池電壓不超過上限，同時當電池管理系統發出電池嚴重故障信息後能自動停止充電。充電機具有就地和遠方控制功能，充電機通過就地監控和充電站監控系統連接，在監控室後臺計算機上能完成信息的採集、處理、遙控等所有功能。充電機具有故障報警功能，能向監控系統發送故障信息。充電機具有輸入欠壓、輸入過壓、輸出短路、電池反接、輸出過壓、過溫、電池故障和電池過充等保護功能。全自動轉運系統包括自動穿梭機、充電架、轉運平臺、轉運箱及附件。自動多穿梭機用於在充電架和周轉倉之間交換整組電池。可同時更換四箱電池，自動化程度高。穿梭機米用齒輪齒條行走，包含行走機構、提升機構、輸入輸出機構、插座壓入與拔出機構、機械對接機構和鎖止操作機構等部分做成。[0032]行走機構採用齒輪齒條行走,定位準確。提升機構採用框式結構，齒輪齒條提升，運行平穩，定位準確。機械對接機構可使穿梭機執行機構與充電架暫時形成剛性聯接，在進行插座壓入操作時，其四組插座同時壓入需要較大的推力，對接機構可使兩部分的作用カ轉化成機構間直接的內力，從而降低了大結構間的作用力和剛性要求，提高了作業精度和可靠性。插座壓入與拔出機構，與託盤輸入輸出機構相配合，通過與託盤相應位置實現可靠卡緊，利用氣動小行程機構施加作用力。氣動機構的力學特性可保證插拔力具有一定彈性，控制環節少，可靠性和安全性均優於電動結構。鎖止操作機構，採用氣動機構推動託盤架的純機械鎖止器，大大降低了系統的布線和控制規模，提高了安全性。
·[0037]全部動作由伺服電機驅動，換電動作平穩。充電架充電架單列分為八層共32個充電位，存儲容量為32箱電池。每個充電位安裝獨立的煙霧報警器，單列存儲架的煙霧報警器信息進行匯總，通過RS485通信接ロ接入充電站監控系統。每個充電位安裝紅、黃、綠三個信號燈分別指示「充電」、「充滿」、和「待機」狀態。每個充電位均配置充電連接器，用以與電池箱連接器對接，對電池進行充電。每個充電位安裝完善的定位鎖止機構，保證電池箱可靠連接。轉運平臺轉運平臺用於對轉箱進行位置交換。轉運平臺由滾筒輸送機、鏈板輸送機、頂升移載機組成。滾筒輸送機將轉運箱進行橫向移動；頂升移載機將轉運箱頂升起來，能夠進行縱向移動；鏈板輸送機將轉運箱進行縱向向移動；轉運箱 轉運箱主要用於裝載電池，便於轉運車輛運輸。轉運箱具有完善的鎖止機構，保證電池箱運輸中可靠。綜合辦公區由監控系統、辦公單元組成。監控系統由監控系統軟體、數據伺服器、WEB伺服器、監控工作站、網絡交換機、通信設備等組成，設備布置安裝於設備間、監控室。監控系統能夠實現對充換電站的配電監控、充電全過程監控、轉運全過程監控、安防監控、控等多層次全方位的監控管理。監控後臺可以對充換電過程實現自動化操控，如圖3所示。監控系統能夠實現電池身份標識與自動感知，利用物聯網技術，建立動カ電池的
全壽命周期管理。能夠實現從車輛進站到出站的自動化管理。具備數據處理及報表生成功能。能夠與電網調度、上級運營管理系統傳遞基礎運營數據，並接受其管控信息和統
一調度。[0060]辦公單元主要有辦公室、會議室、衛生間等功能單元組成。為工作人員辦公休息場所。運行流程為供電系統為整個電池集中充電單元提供電源，充電系統將交流整流變換成直流對充電架上電池進行充電，充滿電的電池進入換電序列，當裝載轉運箱的配送車停靠轉運碼頭後，自動轉運系統將裝滿需充電電池的轉運箱卸到轉運平臺上，將裝滿充滿電池的轉運箱由轉運平臺裝到轉運車上，自動穿梭機將電池從轉運箱上卸下放入電池充電架補充能量，充滿電的電池更換到轉運箱上，等待配送。監控系統實時接收整個過程的運行數據，實現數據的存儲、處理、顯示、查詢、告警等功能。電動汽車集中充換電單元更換流程如下I)轉運車輛停靠裝載有轉運箱(裝滿需充電電池箱)的轉運車輛停靠卸車碼頭，尾部與轉運平臺對接。 2)轉運箱自動裝卸啟動卸車程序，將轉運箱(裝需充電電池箱)送入交換平臺，同時自動送入2箱轉運箱(裝充滿電的電池箱)至轉運車；3)電池箱更換自動穿梭機水平運動，將需充電電池箱由轉運箱送入充電架，機上的機械手將電池推入充電位並可靠鎖止，同時穿梭機取出充好電的電池箱，送到轉運箱內，並鎖止；自動穿梭機反覆運行，直至2態轉運箱都換好等待下一循環。4)電池箱充電監控系統檢測到需充電電池箱就位，自動啟動充電機開始對電池充電。
權利要求1.一種乘用電動汽車集中充換電站，其特徵在於，包括至少一個充換電單元，每個充換電單元均包括一個轉運平臺，轉運平臺的一端用於與卸車碼頭的轉運車尾部對接，轉運平臺的另一端設有充電架，轉運平臺用於將轉運車中的、裝有未充滿電池的轉運箱與充電架上的、裝有已充滿電池的轉運箱交換位置，充電架上設有至少一組充電位，以及在充電位之間轉運電池、將電池移入移出轉運箱的穿梭機；所述每個充電位均對應設有一個充電機。
2.根據權利要求I所述的一種乘用電動汽車集中充換電站，其特徵在於，所述乘用電動汽車集中充換電站還包括配電系統，配電系統包括連接高壓線路的高壓開關櫃，高壓開關櫃通過變壓器連接低壓配電櫃，低壓配電櫃連接交流饋電櫃，交流饋電櫃輸出連接所述各充電機，各充電機安裝在充電機櫃中。
3.根據權利要求I所述的一種乘用電動汽車集中充換電站，其特徵在於，所述乘用電動汽車集中充換電站還包括用於自動控制充換電過程的監控系統。
專利摘要本實用新型涉及一種乘用電動汽車集中充換電站，包括至少一個充換電單元，每個充換電單元均包括一個轉運平臺，轉運平臺的一端用於與卸車碼頭的轉運車尾部對接，轉運平臺的另一端設有充電架，轉運平臺用於將轉運車中的、裝有未充滿電池的轉運箱與充電架上的、裝有已充滿電池的轉運箱交換位置，充電架上設有至少一組充電位，以及在充電位之間轉運電池、將電池移入移出轉運箱的穿梭機；所述每個充電位均對應設有一個充電機。本實用新型的充換電單元布置合理、節省空間、自動化程度高、工作效率高，有利於乘用電動車商業化、產業化發展。
文檔編號H02J7/00GK202524119SQ20122011987
公開日2012年11月7日 申請日期2012年3月27日 優先權日2012年3月27日
發明者於良民, 劉福卿, 徐武峰, 江艦, 王剛, 王威, 王永輝, 胡勇, 薛亮, 賈紅傑, 趙軍濤, 鑑慶之 申請人:山東電力集團公司, 許繼電源有限公司, 許繼集團有限公司