多电池兼容的电池承载结构、含其的充电架、换电站或储能站的制作方法

1.本实用新型涉及车辆换电领域，特别涉及一种多电池兼容的电池承载结构、含其的充电架、换电站或储能站。


背景技术：

2.现在电动汽车越来越受到消费者的欢迎，电动汽车使用的能源基本上为电能，电动汽车在电能使用完后需要充电，由于现在电池技术和充电技术的限制，电动汽车充满电需要花费较长的时间，不如燃油汽车直接加油简单快速。因此，为了减少用户的等待时间，在电动汽车的电能快耗尽时更换电池是一种有效的手段。为了便于给电动汽车更换电池，满足电动汽车的换电需求，需要建造换电站，随着电动汽车的快速普及，需要建造更多的换电站来满足需求。
3.目前，应用于换电站内的充电架结构，普遍采用两侧端部承载电池，中间镂空并断开形式。如专利号为cn201921342593.4的中国专利公开了一种动力电池存放装置，其采用了电池存放架的中部为断开形式。在这种布局形式下，若是中间断开区域空间设置为较大，第一难以满足承载小尺寸电池，第二也难以满足承载大尺寸电池所需的强度要求，不利于兼容多种尺寸电池。基于此，若是将中间断开区域空间设置为较小，则还需考虑转运电池的码垛机的双伸出，由于双伸出需在中间断开区域空间进出以取放电池，若是中间断开区域空间较小，双伸出之间的距离也势必较短，从而大大降低双伸出取放电池时的稳定性，不利于大尺寸电池的存取。由此，目前这种结构下的充电架难以兼容多种尺寸电池。


技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术的充电架架构难以兼容多种尺寸电池的缺陷，提供一种电池承载结构、含其的充电架、换电站或储能站。
5.本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
6.一种多电池兼容的电池承载结构，其设置于换电站或储能站内的充电架上，所述电池承载结构包括前承载部和后承载部，所述电池承载结构还包括第三承载部，所述第三承载部相对所述前承载部和所述后承载部独立设置，并位于所述前承载部和所述后承载部之间。
7.该电池承载结构，通过在前承载部和后承载部之间设置相对独立的第三承载部，可以有效提高电池承载结构对大尺寸电池的承载能力。
8.同时，对于尺寸过小的电池可以通过前承载部和第三承载部，或者后承载部和第三承载部进行承载，使得该电池承载结构能够兼容各种尺寸的电池，对不同外形的电池的通用性更高。
9.较佳地，所述第三承载部、所述前承载部和所述后承载部的承载表面之间为共面状态。
10.该结构设置，保证第三承载部对电池的承载能力，便于第三承载部与前承载部和/
或后承载部共同承载电池，使得该电池承载结构能够可靠地承载各种尺寸的电池。
11.较佳地，所述前承载部和所述后承载部的承载表面之间为共面状态，所述第三承载部的承载表面低于所述前承载部和所述后承载部的承载表面。
12.该结构设置，使第三承载部相对低于前承载部和后承载部，以在较大尺寸的电池放置在该承载结构上之后，在电池和第三承载部的承载表面之间产生空隙，便于布设光纤等传感器，以用来检测电池表面的温度等参数。
13.较佳地，所述电池承载结构在所述前承载部、所述后承载部和所述第三承载部之间的间隔，对应于码垛机的伸出机构设置，所述间隔的宽度大于所述伸出机构的宽度。
14.通过使前承载部、后承载部和第三承载部之间的间隔对应于码垛机的伸出机构设置，使得码垛机的双伸出之间具有有个合理的间距以提高伸出机构将电池相对该电池承载结构进行取放的稳定性，并保证伸出机构能够相对前承载部、后承载部和第三承载部之间的间隔可靠地移入或移出。
15.较佳地，所述前承载部和所述后承载部固定于所述充电架的架体上，所述架体至少包括4个支撑立柱，所述架体具有用于供电池进入的第一侧和与所述第一侧相背的第二侧，在所述第二侧处的所述支撑立柱之间设有横梁，所述第三承载部固定于所述横梁上。
16.采用上述结构，可以提供一种较佳的连接方案，使得第三承载部能够简单可靠地固定在充电架上。
17.较佳地，所述架体还包括第一加强杆，所述第一加强杆的两端分别连接相邻的所述横梁。
18.通过设置第一加强杆连接相邻的横梁，以提升各横梁的结构强度，进而确保与横梁连接的第三承载部在承载电池时不会产生变形。
19.较佳地，所述架体还包括第一加强杆和第二加强杆，所述第一加强杆的两端分别连接相邻的所述横梁，所述第二加强杆与所述横梁相对应，每个所述横梁上方均设有一个所述第二加强杆，每个所述第二加强杆的两端分别连接所述第一加强杆
20.通过分别设置第一加强杆连接相邻的横梁，以及第二加强杆连接相邻的第一加强杆，以提升各横梁的结构强度，进而确保与横梁连接的第三承载部在承载电池时不会产生变形。
21.较佳地，所述电池承载结构还包括加强结构，所述加强结构设置于所述第三承载部上，所述加强结构连接所述第三承载部和固定所述第三承载部的所述横梁。
22.通过设置加强结构以加强第三承载部，以提升第三承载部的结构强度和承载能力。
23.较佳地，所述前承载部和所述后承载部固定于所述充电架的架体上，所述架体至少包括4个支撑立柱，所述架体具有用于供电池进入的第一侧和与所述第一侧相背的第二侧，在所述第二侧的所述支撑立柱之间设有至少2个辅助立柱，所述第三承载部固定于所述辅助立柱上。
24.采用上述结构，以提供另一种较佳的连接方法，使得充电架的支撑能力更好。
25.较佳地，所述辅助立柱连接于所述充电架的横梁上；或，所述辅助立柱的上下两端连接于换电站的底面和顶部。
26.采用上述结构，通过将辅助立柱连接于所述充电架的横梁上，可提高该充电架的
整体一致性，使得充电架能够被整体安装在换电站中。
27.而将辅助立柱的上下两端连接于换电站，可将第三承载部承载电池的重量直接传递至换电站的其他结构中，以保证充电架的整体稳定。
28.较佳地，所述电池承载结构还包括测温光纤，所述测温光纤设于所述电池承载结构上且沿所述第三承载部布设。
29.采用上述结构，通过在第三承载部上额外布置测温光纤，提高对电池温度的检测能力，保证充电安全性。
30.较佳地，所述充电架的架体具有用于供电池进入的第一侧和与所述第一侧相背的第二侧，所述测温光纤在所述电池承载结构上以几字形布置，所述测温光纤自所述前承载部沿所述第二侧延伸至所述第三承载部，并沿所述第三承载部的边缘朝所述第一侧延伸后折回所述第二侧，再沿所述第二侧延伸至所述后承载部。
31.采用上述结构，便于测温光纤的布设途径检测电池温度的最佳位置，便于对电池实现精准监测。
32.较佳地，所述测温光纤布置于所述第三承载部的下表面，所述测温光纤设有若干测温点以对存放于下层的电池进行温度检测；
33.和/或，所述测温光纤布置于所述第三承载部的上表面，所述测温光纤设有若干测温点对存放于当前层的电池进行温度检测，所述第三承载部的承载表面低于所述前承载部和所述后承载部的承载表面。
34.采用上述结构，进一步提高测温光纤对电池温度的检测效果，由于电池防爆阀设置于电池上表面，测温光纤置于电池上方可提高检测效果；或者直接检测当前层的电池的温度，由于测温光纤与电池之间近距离设置，一旦电池发生热失控，可及早发现。
35.较佳地，所述第三承载部上设置有电池定位柱。
36.采用上述结构，提高第三承载部用于定位电池的能力，使得前承载部和第三承载部，或者后承载部和第三承载部用于独立承载较小尺寸的电池时，也能够保证该电池在电池承载结构上的定位准确度。
37.一种充电架，包括多个沿竖向排布的充电仓，每个充电仓内包括如上所述的多电池兼容的电池承载结构。
38.该充电架通过在前承载部和后承载部之间设置相对独立的第三承载部，可提高该电池承载结构，并提供足够的空间容纳电池转运电池的双伸出结构。同时，还能够用于独立承载较小尺寸的电池，电池兼容性和通用性均较高。
39.一种换电站或储能站，其包括：
40.如上所述的充电架，所述充电架具有用于供电池进入的第一侧；
41.码垛机，设置于所述充电架的所述第一侧，所述码垛机具有双伸出机构，所述前承载部、所述后承载部和所述第三承载部之间的间隔对应于所述双伸出机构设置，以便所述双伸出机构伸入所述间隔中取放电池。
42.该换电站或储能站通过在充电架的前承载部和后承载部之间设置相对独立的第三承载部，可提高该电池承载结构，并提供足够的空间容纳电池转运电池的双伸出结构。同时，还能够用于独立承载较小尺寸的电池，电池兼容性和通用性均较高。
43.本实用新型的积极进步效果在于：
44.该多电池兼容的电池承载结构、含其的充电架、换电站或储能站中，通过在电池承载结构的前承载部和后承载部之间设置相对独立的第三承载部，在提高该电池承载结构的承载能力的同时，提供足够的空间容纳电池转运电池的双伸出结构。
45.同时，前承载部和第三承载部，又或者后承载部和第三承载部也能够用于独立承载较小尺寸的电池，该电池承载结构能够兼容各种尺寸的电池，对不同外形的电池的通用性更高，使得换电站或储能站兼容更多尺寸的电池。
附图说明
46.图1为本实用新型的实施例1的充电架的结构示意图。
47.图2为本实用新型的实施例1的电池承载结构的结构示意图。
48.图3为本实用新型的实施例1的电池承载结构的使用示意图(一)。
49.图4为本实用新型的实施例1的电池承载结构的使用示意图(二)。
50.图5为本实用新型的实施例1的第三承载部的结构示意图。
51.图6为本实用新型的实施例1的前承载部的结构示意图。
52.图7为本实用新型的实施例1的测温光纤在电池承载结构上的布置位置示意图。
53.图8为本实用新型的实施例2的充电架的结构示意图。
54.图9为本实用新型的实施例2的充电架的部分结构示意图(一)。
55.图10为本实用新型的实施例2的充电架的部分结构示意图(二)。
56.图11为本实用新型的实施例3的充电架的结构示意图。
57.图12为本实用新型的实施例3的充电架的后视示意图。
58.图13为本实用新型的实施例4的充电架的结构示意图。
59.图14为本实用新型的实施例4的充电架的后视示意图。
60.图15为本实用新型的实施例4的第三承载部的结构示意图。
61.附图标记说明：
62.充电架100
63.电池承载结构10
64.前承载部1，端板11
65.后承载部2
66.第三承载部3，矩形管31，法兰安装板32，加强结构33
67.间隔4
68.架体20，第一侧20a，第二侧20b
69.支撑立柱5
70.横梁6，钢缆61
71.测温光纤7
72.辅助立柱8
73.辅助连接框架9
74.电池200
75.码垛机300
76.伸出机构301
具体实施方式
77.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。
78.实施例1
79.本实用新型提供一种充电站，包括有充电架100和对应充电架100设置的码垛机300，充电架100用于存放电池200，码垛机300上设置有伸出机构301，用于从充电架100上取放电池200。
80.如图1所示，充电架100可供多个电池200进行存放，通过将充电装置(图中未示出)设置在充电架100上，使得充电装置能够与充电架100存放的电池200进行对接，实现对电池200进行充电的目的。
81.其中，充电架100具体包括架体20，以及设置在架体20上的电池承载结构10。充电架100的具体结构参见图1，架体20由四根支撑立柱5以及相互连接的横梁6组合而成，形成整体的框架结构，支撑立柱5的上下两端分别固定安装在充电站的底板或顶板上，多个电池承载结构10沿着竖直方向分布在架体20上，并分别与架体20连接固定。每一个电池承载结构10均通过其上表面用于承载电池200，实现储存电池200的目的。
82.其中，如图2所示，电池承载结构10包括前承载部1、后承载部2以及第三承载部3，本实施例中，前承载部1、后承载部2以及第三承载部3均连接在横梁6上，并且该第三承载部3相对于前承载部1和后承载部2均独立设置，位于前承载部1和后承载部2之间。如图3所示，通过在前承载部1和后承载部2之间设置相对独立的第三承载部3，可以有效提高电池承载结构10对大尺寸电池的承载能力。
83.同时，对于尺寸过小的电池200可以通过前承载部1和第三承载部3，或者后承载部2和第三承载部3进行承载，使得该电池承载结构10能够兼容各种尺寸的电池200，通用性较高。
84.另外，在第三承载部3的上表面，可以设置电池定位柱(图中未示出)，通过电池定位柱与放置在第三承载部3上的电池200进行接触并定位，提升第三承载部3自身用于定位电池200的能力以确保电池200放置在预设位置。尤其是在利用前承载部1和第三承载部3，又或者后承载部2和第三承载部3独立承载较小尺寸的电池200时，也能够保证该电池200在电池承载结构10上的定位准确度。其中，电池200定位柱的形状应当与电池200的表面对应结构相匹配，由于电池200定位结构的具体形态与原理属于现有技术范畴，因此在此不再赘述。
85.本实施例中，前承载部1、后承载部2以及第三承载部3的上表面高度一致，即第三承载部3与前承载部1和后承载部2用于存放电池200的承载表面之间处于共面状态。通过这种结构设置，以保证第三承载部3对放置在电池承载结构10上的电池200的承载能力，使得该电池承载结构10能够可靠地承载较大尺寸的电池200。
86.当然，在其他实施例中，也可以使得前承载部1和后承载部2的承载表面之间处于共面状态，而第三承载部3的承载表面的高度略低于前承载部1和后承载部2。在这种结构设置状态下，在较大尺寸的电池200放置在该承载结构上之后，使得电池200和第三承载部3的承载表面之间产生空隙，以便于布设光纤等传感器，在利用第三承载部3承托电池200的同时，还可以用来检测电池200表面的温度等参数。其中，布置在承载表面上的温度传感器，例如光纤传感器等，其结构设置与检测原理均属于现有技术的范畴，在此不再详细赘述。
87.如图2和图4所示，充电架100的架体20具有用于供电池200放入充电架100上的电池承载结构10上的第一侧20a，以及与该第一侧20a相背的第二侧20b。通常，会在第一侧20a处设置码垛机300，用于运输和搬运电池200，在码垛机300设置有能够沿图4中箭头所指方向水平延伸的伸出机构301，用于将电池200相对电池承载结构10存放或取出。其中，为了保证伸出机构301能够可靠地相对电池承载结构10存放或取出电池200，电池承载结构10在前承载部1、后承载部2和第三承载部3之间的间隔4应当大于伸出机构301的宽度h。
88.在上述的这种结构设置情况下，可提高伸出机构301将电池200相对该电池承载结构10进行取放的稳定性，并保证伸出机构301能够相对前承载部1、后承载部2和第三承载部3之间的间隔4可靠地移入或移出，避免第三承载部3的设置影响电池200的正常取放。
89.如图5所示，本实施例中，第三承载部3由三根矩形管31首尾焊接而形成，在矩形管31的末端焊接有法兰安装板32，用于通过紧固件连接在横梁6上(参见图2)。其中，第三承载部3的自身形状呈“c”字形，在固定到横梁6上之后，形成完整的“口”字形结构，可保证结构强度。
90.如图2所示，前承载部1和后承载部2在第二侧20b处也固定在横梁6上。同时，如图6所示，在前承载部1的侧面焊接有端板11，用于通过紧固件固定在各根支撑立柱5上，通过这种结构设置，即利用了前承载部1(或后承载部2)与各根支撑立柱5的连接，加强的架体20的结构强度，又通过使得前承载部1(或后承载部2)与架体20多点连接，将电池200的重量分散传递至架体20各处。
91.另外，在本实施例中，还可以在电池承载结构10上沿着第三承载部3的框架边沿布设测温光纤7，测温光纤7可以被布置为用于检测放置在该第三承载部3上的电池200，也可以被布置为用于检测位于该第三承载部3下方的电池200。不论何种布置方式，通过在第三承载部3上额外布置测温光纤7，均可提高对电池200温度的检测能力，保证充电架100在充电过程中的安全性。
92.其中，如图7所示，本实施例中的测温光纤7在电池承载结构10上以“几”字形布置，测温光纤7自前承载部1沿第二侧20b延伸至第三承载部3，并沿第三承载部3的边缘朝第一侧20a延伸后折回第二侧20b，再沿第二侧20b延伸至后承载部2。通过这种布置方式，使得该测温光纤7能够均匀测得电池200各处的温度，也便于测温光纤7的布设途径检测电池200温度的最佳位置，便于对电池200实现精准监测。
93.在这种布置情况下，优选地，可将该测温光纤7布置在第三承载部3的下表面，以使得该测温光纤7上预设存在的若干个测温点可以对存放在第三承载部3下侧的电池200进行温度检测，其中，电池200上表面一般设有防爆阀以在电池失控时排出电池内部的高温高压气体，将测温光纤7置于电池200上方，可以及时检测到防爆阀处的温度情况，同时这种布置方式可使得测温光纤7的测温范围增大，因此可提高检测效果。当然，在其他实施例中，也可将测温光纤7布置在第三承载部3的上表面，以使得测温光纤7上预设存在的若干个测温点可以对存放在第三承载部3上的电池200进行温度检测，在这种结构设置方案下，由于测温光纤7与电池200之间的距离相对更近，因此，一旦电池200发生热失控，可及早发现。
94.需要明确说明的是，本实用新型提供的充电架100的结构，也同样可以安装和运用在储能站内，以同样实现在提高电池承载结构10的承载能力的同时，提供足够的空间容纳码垛机300的双伸出机构301的目的。同时，前承载部1和第三承载部3，又或者后承载部2和
第三承载部3也能够用于独立承载较小尺寸的电池200，从而电池承载结构10能够兼容各种尺寸的电池200，对不同外形的电池200的通用性更高，也可使得储能站兼容更多尺寸的电池200。
95.实施例2
96.本实施例还提供一种充电架100，其结构与实施例1提供的充电架100的结构大致相同，不同之处在于：如图8和9所示，在本实施例中，在架体20的第二侧20b的左右两根支撑立柱5之间，还设有两根辅助立柱8，每个第三承载部3均固定在这两根辅助立柱8上，辅助立柱8的上下两端分别固定于换电站的地面和顶面，第三承载部3与辅助立柱8相对于架体20独立，并不与架体20直接连接。
97.在这种结构设置下，充电架100的架体20结构相对简单，也便于安装和设置。另外，架体20和辅助立柱8分别固定于换电站的其他结构，对电池200的支撑能力也更好。
98.第三承载部3与两根辅助立柱8的连接和位置关系如图9所示，与实施例1相同，多个第三承载部3沿竖直方向排列，且第三承载部3的自身形状呈“c”字形，多个第三承载部3依次固定到辅助立柱8上之后，形成完整的“口”字形结构，可保证结构强度。在本实施例中，第三承载部3与电池承载结构10的其他部件(例如前承载部1或后承载部2)不直接连接。
99.如图10所示，本实施例中，由于架体20上不再设置横梁6以连接两侧的支撑立柱5，因此，在部分的前承载部1和后承载部2直接设置相互连接的多个辅助连接框架9，以用于提高架体20自身的结构强度。
100.另外，从图8可以看出，在高度方向上，辅助连接框架9与电池承载结构10之间应错位设置，避免辅助连接框架9的设置影响电池200的正常取放。
101.实施例3
102.本实施例还提供一种充电架，其结构与实施例2提供的充电架的结构大致相同，不同之处在于：如图11所示，在本实施例中，用于连接这些第三承载部3的两根辅助立柱8并非通过上下两端固定在换电站的地面和顶面上，而是直接连接在充电架的架体20上，具体为连接在架体20的横梁6上，通过这种连接方案，可提高该充电架的整体一致性，使得充电架能够被整体安装在换电站中。
103.本实施例中，如图12所示，由于架体20的后侧仅具有三根横梁6，未提高架体20的结构强度，避免变形，在三根横梁6之间通过钢缆61以“x”形的方式进行相互连接，既能够提高强度，又减轻了架体20的整体重量。在实际应用中，也可以在架体20上设置更多的横梁6以增加强度，从而无需另外设置钢缆61.
104.实施例4
105.本实施例还提供一种充电架，其结构与实施例1提供的充电架的结构大致相同，不同之处在于：如图13和图14所示，在本实施例中，第三承载部3对应连接在横梁6上。架体20还具有多个第一加强杆62，这些第一加强杆62沿着纵向方向设置在相邻的两根横梁6之间，第一加强杆62的两端通过螺栓连接固定在对应的横梁6上，用于提高横梁6之间的连接牢固程度，因此，该结构可间接加强与横梁6连接的第三承载部3，使得第三承载部3具备较高的承载能力。
106.本实施例中，在两根第一加强杆62之间还设置有横向延伸的第二加强杆63，第二加强杆63与横梁6一一对应，每个横梁6上方都设置一个第二加强杆63，且第二加强杆63的
两端通过螺栓连接固定在对应的第一加强杆62上，用于提高第一加强杆62之间的连接牢固程度，实现对第三承载部3的承载能力的进一步加强。在第三承载部3的末端形成有连接法兰，用于分别连接在横梁6和第二加强杆63上。
107.除此以外，架体20还具有斜撑64，斜撑64同样设置在两根横梁6之间，且通过倾斜延伸的方式连接至这两根横梁6，以实现对架体的进一步加强。
108.另外，如图15所示，本实施例中，还对第三承载部3自身的结构进行加强：本实施例中，在第三承载部3的中间位置处设有加强结构33，加强结构33分别连接第三承载部3和固定第三承载部的横梁6。具体地，加强结构33设置为呈“t”字形，该加强结构33由纵横设置的两根方钢管焊接组成，并且横向设置的方钢管33a的两端与第三承载部3的内侧表面焊接固定，纵向设置的方钢管33b的一端焊接在横向设置的方钢管33a的中间位置处，另一端形成有一个连接法兰33c，用于与架体20上的横梁6和第二加强杆63进行连接。在其他实施例中，加强结构33也可采用其他结构形式对第三承载部3进行加强。
109.本实施例中，通过上述这些结构设置方案，提升第三承载部3的结构强度和承载能力，使得第三承载部3能够满足支撑较重的电池。甚至，在电池的宽度小于两侧的前承载部1和后承载部2之间的间距时，可以将电池单独放置在第三承载部3上，通过单个第三承载部3独立承载该电池，以使得该充电架能够容纳的电池规格进一步增加。
110.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。