阵列式换电站

本申请要求申请日为2022年04月07日的中国发明专利申请CN2022103641609的优先权。本申请引用上述中国专利申请的全文。

技术领域

本发明涉及一种阵列式换电站。

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。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中的缺陷，提供一种阵列式换电站。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种阵列式换电站，其包括若干微型换电站，若干所述微型换电站呈阵列布局，所述微型换电站包括车辆停放装置、充电架、电池升降装置和换电装置；

所述车辆停放装置用于供车辆停靠定位以进行电池包的更换，所述充电架用于对电池包进行充放电，所述电池升降装置用于从所述充电架上取放所述电池包，所述换电装置用于对车辆上的电池包进行更换；

所述阵列式换电站包括若干阵列单元，每个所述阵列单元包括背靠背设置的两个所述微型换电站以使该两个所述微型换电站共用一个电池升降装置，两个所述微型换电站各自的充电架分列在电池升降装置两侧。

在本方案中，通过微型换电站对车辆进行换电，若干微型换电站呈阵列布局，使得若干微型换电站布置得较为规整，有利于换电站的整体布局和车辆驶入驶出路线的设计，阵列式换电站包括若干阵列单元包括若干阵列单元，使得阵列式换电站更为灵活，阵列单元包括背靠背设置的两个微型换电站以使该两个微型换电站共用一个电池升降装置，即每个阵列单元使用一个升降装置，降低了电池升降装置数量，节约成本，节约占地空间。

较佳地，所述微型换电站还包括一微型箱体，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，每个所述阵列单元的两个所述微型换电站之间的箱板相通以共用同一个所述电池升降装置。

本方案中电池升降装置和充电架均集成于微型箱体中，使得电池升降装置、充电架及相关线缆等呈模块化设置，使得微型充电站更为紧凑和美观；每个阵列单元的两个所述微型换电站之间的箱板相通使得抵靠的微型箱体之间相互连通，使得若干个微型箱体连通形成一整个大的箱体，在节省箱体侧板的板材的同时还方便两个微型换电站共用同一个电池升降装置。

较佳地，在每个所述阵列单元中，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，两个所述充电架分别包括设置在所述电池升降装置的两侧并且上下贯通地面的地上充电架和地下充电架。

在本方案中，电池升降装置也包括上下贯通地面的支架、两个充电架分别包括设置在所述电池升降装置的两侧并且上下贯通地面的地上充电架和地下充电架，使得电池升降装置的支架和充电架一部分位于地面以上，一部分位于地面以上，使得电池能够在地上位置以及地下位置都可以进行充电，利用了地下空间和地下空间。当地上空间有限时，利用地下充电架的扩容，更容易适应不同换电密度所需要的存储容量需求；当需充电架要提供更多的充电仓位时，通过将充电架的支架一部分置于地面以下而且还能避免电池升降装置的支架以及充电架在地面伸出过高而存在重心不稳、坍塌等风险。

较佳地，在每个所述阵列单元中，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，两个所述充电架分别包括设置在所述电池升降装置的两侧并且位于地面以下的地下充电架。

在本方案中，在每个阵列单元中，两个充电架设置在地面以下，使得电池能够在地面以下的位置进行充电，充电架置于地面以下仅占用地下间，不占用地面以上空间，缩减该微型换电站在地面以上区域所占据的空间尺寸，充分利用地下空间提高电池存储能力，减小了地面以上的空间和占地面积，从而形成了占地面积更小、集约化程度更高的换电站，提高了换电站的微型化程度，电池升降装置包括上下贯通地面的支架，电池升降装置的支架在地面以上的部分保证满足电池升降装置在地面以上与换电装置进行取放电池所需要的最小空间，在地面以下的部分方便实现在充电架不同位置之间进行取放电池。

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使所述电池取放机构从对应的换电装置或电池输送装置取放电池，以及在所述电池取放机构下降到地面以下之后与所述地下充电架的充电仓位进行电池取放。

在本方案中，将电池升降装置露出地面以上的距离设置为50-100cm，使得既能满足电池升降装置在地面以上与换电装置进行取放电池所需要的最小空间，又使得电池升降装置不会过高，减小地面以上占用的空间，也避免影响地面以上其他功能部件的安置，电池升降装置露出地面以上的部分不宜过多，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地下充电架进行电池取放，使得电池可以在地下被充电。

较佳地，每个所述阵列单元的两个微型换电站的车辆停放装置朝外设置。

在本方案中，微型换电站的车辆停放装置朝外设置是指在阵列单元中，两个微型换电站的车辆停放装置设置在阵列单元的两侧，充电架及电池升降装置位于两个车辆停放装置之间，该种布局更为紧凑合理，使得在每个阵列单元的两侧进行换电，行驶在阵列单元的两侧的车辆，可以选择与其行驶方向相对应的微型换电站进行换电，车辆需要进行换电时路线规划更为合理。

较佳地，相邻的所述阵列单元之间，对应的所述微型箱体两侧面相对齐。

在本方案中，每个微型箱体的两侧面对齐，使得同一列微型换电站中，所有的微型箱体的一侧均位于同一平面内，所有微型箱体的另一侧均位于另一平面内，由此使得每一列微型换电站均较为规整，结构紧凑。

较佳地，每两个相邻的所述阵列单元之间间隔2-5米。

在本方案中，两个相邻的所述阵列单元之间间隔2-5米以便于各个阵列单元上需要换电或以换过电的车辆的驶入驶出，各车辆之间互不干扰。

较佳地，每个所述阵列单元的两个微型换电站的车辆驶入驶出方向相反。

在本方案中，车辆驶入驶出方向相反使得来自不同方向的车辆分别按各自通道驶入驶出微型换电站，互不干扰避免车辆拥堵。

较佳地，多个所述微型换电站至少可为两种或以上车型换电，每个所述微型换电站独立为一种车型换电，每个所述微型换电站具有匹配该车型的换电小车、车辆定位装置、充电架、电池升降装置和/或换电电池。

在本方案中，该阵列式换电站的多个微型换电站可为两种以上车型换电，提升了该阵列式换电站的适用性，而每个所述微型换电站独立为一种车型换电，特定的车型驶入与其匹配的微型换电站进行换电，从而避免反复调节每个微型换电站的换电参数；同时便于规划设计每种车型的驶入驶出路线，便于阵列式换电站的整体布局，每个微型换电站设置与对应车型匹配的换电小车、车辆定位装置、充电架、电池升降装置和/或换电电池以满足对应车型的换电需求。

较佳地，不同车型具有卡扣式锁止机构、螺栓式锁止机构、涨珠式锁止机构、T型式锁止机构、挂接式锁止机构、扣接式锁止机构中的至少一种，其中的不同的所述微型换电站具有与上述多种锁止机构相配合的解锁机构。

在本方案中，不同的微型换电站具有与卡扣式锁止机构、螺栓式锁止机构、涨珠式锁止机构、T型式锁止机构、挂接式锁止机构、扣接式锁止机构中的多种锁止机构相配合的解锁机构，以满足具有不同锁止机构的车辆的电池解锁需求，进而实现对不同车型的车辆的换电，提高阵列式换电站的适用性。

较佳地，不同车型的换电方式为底盘换电、侧向换电、顶吊换电、分箱换电中的一种，其中的不同的所述微型换电站具有与上述换电方式相适应的换电装置。

在本方案中，不同的微型换电站具有与底盘换电、侧向换电、顶吊换电、分箱换电等换电方式相适应的换电装置，使得阵列式换电站能够满足采用上述换电方式的各种车型的车辆的换电需求，提升阵列式换电站的适用性。

较佳地，不同车型为乘用车、微面、轻卡或重卡，多个微型换电站中至少有一个可为上述车型中的一个进行换电。

在本方案中，多个微型换电站中至少有一个可为乘用车、微面、轻卡或重卡中的一个进行换电，从而使得该阵列式换电站的服务面更广，适用性更好。

较佳地，所述阵列式换电站还包括至少一个预留工位，所述预留工位用于扩充为预设车型的微型换电站。

在本方案中，阵列式换电站通过设置至少一个预留工位，以在未来设置满足未来车型换电需求的微型换电站，进而使得阵列式换电站能够适应换电车辆的更新发展，使得该阵列式换电站不易被淘汰，提升阵列式换电站的使用年限。

本发明的积极进步效果在于：通过微型换电站对车辆进行换电，若干微型换电站呈阵列布局，使得若干微型换电站布置得较为规整，有利于换电站的整体布局和车辆驶入驶出路线的设计，阵列式换电站包括若干阵列单元包括若干阵列单元，使得阵列式换电站更为灵活，阵列单元包括背靠背设置的两个微型换电站以使该两个微型换电站共用一个电池升降装置，即每个阵列单元使用一个升降装置，降低了电池升降装置数量，节约成本，节约占地空间。

附图说明

图1为本发明的阵列式换电站的布局示意图(一)。

图2为本发明的阵列式换电站的布局示意图(二)。

图3为本发明的实施例1中的微型换电站的布局示意图(一)。

图4为本发明的实施例1中的微型换电站的布局示意图(二)。

图5为本发明的实施例1中的阵列式换电站的布局示意图。

图6为本发明的实施例2中的微型换电站的布局示意图。

图7为本发明的实施例3中的微型换电站的布局示意图(一)。

图8为本发明的实施例3中的微型换电站的布局示意图(二)。

图9为本发明的实施例5中的微型换电站的布局示意图(一)。

图10为本发明的实施例5中的微型换电站的布局示意图(二)

图11为本发明的实施例5中的微型换电站的布局示意图(三)

图12为本发明的实施例5中的微型换电站的布局示意图(四)

图13为本发明的实施例5中的微型换电站的布局示意图(五)

图14为本发明的实施例6中的微型换电站的布局示意图。

附图标记说明

车辆停放装置10

车轮定位机构11

电池升降装置20

伸缩机构21

导轨22

充电架30

电池交接区31

充电仓位32

电池周转装置33

地上充电架34

地下充电架35

第一充电架30a

第二充电架30b

换电装置40

电池更换机构41

电池输送机构42

微型箱体60

微型换电站100

车辆200

电池包300

阵列单元400

车辆驶入驶出方向A

换电装置的电池运送方向B

阵列式换电站1000

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例1

如图1-2所示，本发明提供一种阵列式换电站1000，其包括若干微型换电站100，若干微型换电站100呈阵列布局，微型换电站100包括车辆停放装置10、充电架30、电池升降装置20和换电装置40；车辆停放装置10用于供车辆200停靠定位以进行电池包300的更换，充电架30用于对电池包300进行充放电，电池升降装置20用于从充电架30上取放电池包300，换电装置40用于对车辆200上的电池包300进行更换；阵列式换电站1000包括若干阵列单元400，每个阵列单元400包括背靠背设置的两个微型换电站100以使该两个微型换电站100共用一个电池升降装置20，两个微型换电站各自的充电架30分列在电池升降装置20两侧。

该阵列式换电站1000中若干微型换电站100呈阵列布局，使得若干微型换电站100布置得较为规整，有利于换电站的整体布局和车辆200驶入驶出路线的设计，阵列式换电站1000包括若干阵列单元400，使得阵列式换电站1000更为灵活，阵列单元400包括背靠背设置的两个微型换电站100以使该两个微型换电站100共用一个电池升降装置20，即每个阵列单元400使用一个升降装置，降低了电池升降装置20数量，节约成本，节约占地空间。

如图1-图3微型换电站100还包括一微型箱体60，电池升降装置20和充电架30都被放置在微型箱体60中，每个阵列单元400的两个微型换电站100之间的箱板相通以共用同一个电池升降装置20。电池升降装置20和充电架30均集成于微型箱体60中，使得电池升降装置20、充电架30及相关线缆等呈模块化设置，使得微型充电站更为紧凑和美观；每个阵列单元400的两个微型换电站100之间的箱板相通使得抵靠的微型箱体60之间相互连通，使得若干个微型箱体60连通形成一整个大的箱体，在节省箱体侧板的板材的同时还方便两个微型换电站100共用同一个电池升降装置20。

如图1-3所示，本实施例中，微型换电站100中的车辆停放装置10、充电架30和电池升降装置20沿垂直于车辆驶入驶出方向A依次设置，背靠背设置的两个微型换电站100的车辆停放装置10设置在其所在的阵列单元400的两侧，充电架30及电池升降装置20位于两个车辆停放装置10之间，即每个阵列单元400的两个微型换电站100的车辆停放装置10朝外设置，该种布局更为紧凑合理，使得在每个阵列单元400的两侧进行换电，行驶在阵列单元400的两侧的车辆200，可以选择与其行驶方向相对应的微型换电站100进行换电，车辆200需要进行换电时路线规划更为合理。

优选地，如图1-图2所示，相邻的阵列单元400之间，对应的微型箱体60两侧面相对齐，使得同一列微型换电站100中，所有的微型箱体60的一侧均位于同一平面内，所有微型箱体60的另一侧均位于另一平面内，由此使得每一列微型换电站100均较为规整，结构紧凑。

优选地，每两个相邻的阵列单元400之间间隔2-5米，以便于各个阵列单元400上需要换电或以换过电的车辆200的驶入驶出，各车辆200之间互不干扰。

优选地，每个阵列单元400的两个微型换电站100的车辆200驶入驶出方向相反。每个阵列单元400中车辆200驶入驶出方向相反使得来自不同方向的车辆200分别按各自通道驶入驶出微型换电站100，互不干扰避免车辆200拥堵。

具体地，如图3-图5所示，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包300，并载着取下的电池包300，将电池包300运送至靠近于电池升降装置20的位置处，电池升降装置20在拿取送过来的电池包300之后通过上升的方式将电池包300送至充电架30的某一个充电仓位32中，之后，电池升降装置20再从另一个充电仓位32中将满电的电池包300取出，通过下降的方式将电池包300送至换电装置40，最后通过换电装置40将满电的电池包300运送至车辆200底部，将电池安装在车辆200上，实现快速换电的目的。

优选地，如图4所示，在每个阵列单元400中，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，两个充电架30分别包括设置在电池升降装置20的两侧并且位于地面以下的地下充电架35。地下充电架35上设置有多个充电仓位32，每一个充电仓位32均能够定位和放置电池，当电池放置在其中时，充电机构与电池进行对接，实现充电目的。

两个充电架30设置在地面以下，使得电池能够在地面以下的位置进行充电，充电架30置于地面以下仅占用地下间，不占用地面以上空间，缩减该微型换电站100在地面以上区域所占据的空间尺寸，充分利用地下空间提高电池存储能力，减小了地面以上的空间和占地面积，从而形成了占地面积更小、集约化程度更高的换电站，提高了换电站的微型化程度，电池升降装置20包括上下贯通地面的支架，电池升降装置20的支架在地面以上的部分保证满足电池升降装置20在地面以上与换电装置40进行取放电池所需要的最小空间，在地面以下的部分方便实现在充电架30不同位置之间进行取放电池。

优选地，电池升降装置20露出地面以上的距离为50-100cm，电池升降装置20露出地面以上的部分用于使电池取放机构从对应的换电装置40或电池输送装置取放电池，以及在电池取放机构下降到地面以下之后与地下充电架35的充电仓位32进行电池取放。

将电池升降装置20露出地面以上的距离设置为50-100cm，使得既能满足电池升降装置20在地面以上与换电装置40进行取放电池所需要的最小空间，又使得电池升降装置20不会过高，减小地面以上占用的空间，也避免影响地面以上其他功能部件的安置，电池升降装置20露出地面以上的部分不宜过多，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所需的空间即可；电池升降装置20在降到地面一下之后与地下充电架35进行电池取放，使得电池可以在地下被充电。电池升降装置20露出地面以上的距离设置为50-100cm的设定是优选的选择，当然，在其他实施例中，其对电池升降装置20露出地面以上部分的距离的设置，也可以根据取放电池包300的相关设备大小进行相适应的调整。

在本实施例中，微型箱体60的占地面积小于10平方米，当然在其他实施例中可以根据所需充电架30以及电池升降装置20的具有尺寸进行相应的调整。

实施例2

本实施例还提供一种阵列式换电站1000，其车辆停放装置10、充电架30、电池升降装置20、换电装置40和微型箱体60等部件的结构与实施例1大致相同，不同之处在于，如图6所示，本实施例中，在每个阵列单元400中，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，两个充电架30分别包括设置在电池升降装置20的两侧并且上下贯通地面的地上充电架34和地下充电架35，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，从各个充电架30的充电仓位32中上取放电池。

电池升降装置20包括上下贯通地面的支架、两个充电架30分别包括设置在电池升降装置20的两侧并且上下贯通地面的地上充电架34和地下充电架35，使得电池升降装置20的支架和充电架30一部分位于地面以上，一部分位于地面以上，使得电池能够在地上位置以及地下位置都可以进行充电，利用了地下空间和地下空间。当地上空间有限时，利用地下充电架35的扩容，更容易适应不同换电密度所需要的存储容量需求；当需充电架30要提供更多的充电仓位32时，通过将充电架30的支架一部分置于地面以下而且还能避免电池升降装置20的支架以及充电架30在地面伸出过高而存在重心不稳、坍塌等风险。

在本实施例中，在阵列单元400中，两个充电架30分别包括设置在电池升降装置20的两侧并且上下贯通地面的地上充电架34和地下充电架35，换电装置40在运送电池包300的过程中会经过充电架30，在该充电架30在与换电装置40的电池包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所运送的电池停靠，使得电池升降装置20能够在该处交接电池，这种阵列式换电站1000的布局使得站体的结构更加紧凑。

实施例3

本实施例还提供一种阵列式换电站1000，其车辆停放装置10、充电架30、电池升降装置20、换电装置40和微型箱体60等部件的结构与实施例1大致相同，不同之处在于，如图7-图8所示，本实施例中，在每个阵列单元400中，电池升降装置20包括设置在地面以上的支架，以及可在支架中上下升降的电池取放机构，两个充电架30分别包括设置在电池升降装置20的两侧并且位于地面以上的地上充电架34，电池取放机构能够在支架的支撑和导向下，在地上之间升降移动，从各个充电架30的充电仓位32中上取放电池。

在该充电架30在与换电装置40的电池包300运送方向B重叠的位置处设置有电池交接区31，如图7所示，电池交接区3131位于充电架30的底部，在电池交接区31域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拿取或放置电池包300。

优选地，电池周转装置33还可以包括电机、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。

以本实施例为例，当换电装置40载着从车辆200上换下的电池包300水平移动至靠近电池升降装置20布置的电池交接区31域后，电池周转装置33将该电池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放置在换电装置40上，以实现快速交接电池、加快换电效率的目的。

实施例4

在实施例1、实施例2、实施例3提供的阵列式换电站1000的基础上，还提供一种阵列式换电站1000，多个微型换电站100至少可为两种或以上车型换电，每个微型换电站100独立为一种车型换电，每个微型换电站100具有匹配该车型的换电小车、车辆200定位装置、充电架30、电池升降装置20和/或换电电池。该阵列式换电站1000的多个微型换电站100可为两种以上车型换电，提升了该阵列式换电站1000的适用性，而每个微型换电站100独立为一种车型换电，特定的车型驶入与其匹配的微型换电站100进行换电，从而避免反复调节每个微型换电站100的换电参数；同时便于规划设计每种车型的驶入驶出路线，便于阵列式换电站1000的整体布局，每个微型换电站100设置与对应车型匹配的换电小车、车辆200定位装置、充电架30、电池升降装置20和/或换电电池以满足对应车型的换电需求。

本实施例中的阵列式换电站1000实现为两种及以上的车型进行换电的方式为：

所采用的每个微型换电站100可以独立为一种车型换电，例如位于同侧的微型换电站100可以为型号a的车辆200进行换电，另一侧的微型换电站100可以为型号b的车辆200进行换电。

具体的，不同车型具有至少卡扣式锁止机构、螺栓式锁止机构、涨珠式锁止机构、T型式锁止机构、挂接式锁止机构、扣接式锁止机构中的至少一种，其中的不同的微型换电站100分别具有与上述多种锁止机构相配合的解锁机构，以满足具有不同锁止机构的车辆200的电池解锁需求，进而实现对不同车型的车辆200的换电，提高阵列式换电站1000的适用性。

另外，微型换电站100对于不同车型的换电方式为底盘换电、侧向换电、顶吊换电、分箱换电中的一种，其中的不同微型换电站100应当具有与上述换电方式相适应的换电装置40，使得阵列式换电站1000能够满足采用上述换电方式的各种车型的车辆200的换电需求，提升阵列式换电站1000的适用性。

另外，不同车型为乘用车、微面、轻卡或重卡，多个微型换电站100中至少有一个可为上述车型中的一个进行换电，从而使得该阵列式换电站1000的服务面更广，适用性更好。

另外，阵列式或交错式的多车型换电站还应包括至少一个预留工位，可扩充为预设车型的微型换电站100，以在未来设置满足未来车型换电需求的微型换电站100，进而使得阵列式换电站1000能够适应换电车辆200的更新发展，使得该阵列式换电站1000不易被淘汰，提升阵列式换电站1000的使用年限。

实施例5

在上述实施例1至实施例4提供的阵列式换电站1000中，微型换电站100中包括的车辆停放装置10、电池升降装置20、充电架3的其它具体布结构如下所述：

如图9所示，微型换电站100中的车辆停放装置10、电池升降装置20、充电架30沿垂直于车辆200驶入驶出方向A依次设置。

在另一实施例中，如图10-图11所示，微型换电站100在沿垂直于车辆200驶入驶出方向A依次设置的车辆停放装置10和微型箱体60，在微型箱体60内，沿平行于车辆200驶入驶出方向A依次设置电池升降装置20和充电架30，图10和图11的区别在电池升降装置20和充电架30的设置方位不同。以图10为例，电池升降装置20设置在充电架30靠近车辆200驶入侧的一侧。以图11为例，电池升降装置20设置在充电架30靠近车辆200驶出侧的一侧。

在另一实施例中，如图12所示，充电架30的数量为两个，分别为第一充电架30a和第二充电架30b，微型换电站100沿着垂直于车辆200驶入驶出方向A依次设置的车辆停放装置10、第一充电架30a、电池升降装置20和第二充电架30b，这种结构布局，可增加单个微型换电站100的电池储存数量，电池升降装置20、第一充电架30a和第二充电架30b都被放置在微型箱体60中。本实施例中，微型箱体60的占地面积优选地，小于12平方米，当然在其他实施例中，微型箱体60的尺寸可以根据所需充电架30以及电池升降装置20的具有尺寸进行相应的调整。

在另一实施例中，如图13所示，充电架30沿着平行于车辆200驶入驶出方向A并排设置有两列充电架单元，即第一充电架30a和第二充电架30b，电池升降装置20具有可行走于至少两列充电架单元之间的行走装置，使得电池升降装置20通过水平移动的方式相对两列充电架单元取放电池。

优选地，在电池升降装置20的底部或顶部设置有导轨22，导轨22安装在微型箱体60的表面，电池升降装置20通过电机驱动滚轮在导轨22上滚动的方式，实现在两列充电架单元之间移动的目的。

优选地，电池升降装置20、两列充电架单元，都被放置在微型箱体60中。本实施例中，微型箱体60的占地面积小于12平方米，当然在其他实施例中，微型箱体60的尺寸可以根据所需充电架30以及电池升降装置20的具有尺寸进行相应的调整。

优选地，微型换电站100中，电池升降装置20与充电架30是等宽的，方便结构设计和制造；

优选地，在电池升降装置20的四端角位置处具有4个立柱，其中，靠近充电架30的2个立柱被复用为该充电架30的立柱，以简化立柱数量，实现减重降本目的。

优选地，电池升降装置20和充电架30的立柱共同构成微型箱体60的骨架或者支撑柱，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的连接关系更加紧密。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。

优选地，车辆停放装置10包括沿车辆200驶入驶出方向A延伸的载车平台，载车平台的占地面积应当等于或大于车辆200的占地面积，车辆200在换电过程中完全被承载于载车平台上。本实施例中，沿着车辆200的驶入驶出方向，载车平台长度应当大于微型箱体60的长度。具体的，载车平台的长度与微型箱体60的长度比例为1.1-1.5之间。

优选地，充电架30具备同时兼容放置1-3种不同规格电池的能力，具体的，对充电架30内充电仓位32的尺寸设计应当具备足够的冗余度，使得3种不同外形尺寸规格的电池均能够被放置在充电仓位32的下表面处。

优选地，每一个充电架30沿竖直方向应当具有3-10个电池仓位，以在有限的占地面积下承载更多电池，单个充电架30的电池仓位数量控制在10个以下，以便于设计、加工和制造。

实施例6

在上述实施例1-5提供的阵列式换电站1000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。

其中，解锁组件用于对换电车辆上的电池包进行解锁，以便拆卸下电池包。电动汽车上设有锁止机构，电池包通过锁止机构锁定连接于电动汽车上，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，或通过作用于电池包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电动汽车的底部，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包离开车辆底部。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。

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包上或车辆底盘上，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包上的定位孔以对电池包进行定位。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。

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。

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。

优选地，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。如图3，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，这种结构设置，使得车辆停放装置10远离于电池升降装置20的一侧的空间被完全放开，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200行驶通过等，使微型换电站100得结构更加紧凑。当然，在其他的实施例中，也可在车辆停放装置10的两侧均设置车轮定位机构11。

优选地，车轮定位机构11包括X向定位机构和/或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型槽定位机构和/或拖链机构，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。

优选地，车辆停放装置10包括用于举升车辆200的升降机构以及供换电装置40在车辆停放装置10和电池升降装置20之间往返的行驶坑道。本实施例中，升降机构和行驶坑道均可形成在载车平台内。

本实施例中，在车辆停放装置10上设有车辆举升机构，车辆举升机构用于沿竖直方向举升车辆200，以提供足够的换电空间。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。

本实施例中，电池升降装置20具有用于取放电池的伸缩机构21，伸缩机构21的伸缩方向与换电装置40的电池运送方向B相平行，而换电装置40运送电池的方向B与车辆200驶入驶出方向A垂直设置，以实现从车辆200下方的侧部进行快速换电。

同时，为确保电池升降装置20能够沿竖直方向运送电池，电池升降装置20具有可沿竖直方向移动的升降机构。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。

在本实施例中，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。

本实施例中的换电装置40可采用换电小车在行驶坑道内往复行驶的方式，以实现相对车辆200取放电池，以及在车辆停放装置10和电池升降装置20运送电池的目的。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和水平运输电池的目的。

当然在其他实施例中，换电装置40还可以采用以下结构，具体以图14进行说明，如图14所示，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和设置于电池更换机构和电池升降装置20之间的电池输送机构42。其中，电池更换机构用于相对车辆200拆装电池，电池输送机构用于在电池更换机构和电池升降装置20之间传输电池。这种换电装置40的结构方案结构相对简单，运送电池的效率高。

优选地，电池输送机构为辊筒、皮带或倍速链，通过带传动的方式运送电池。本实施例中的电池输送机构为辊筒。

优选地，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取放电池。优选地，充电架30的每个微型箱体60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。

本实施例中，电池更换机构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配合进行电池的传输。

另外，需要明确说明的是：本发明各实施例涉及的附图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。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明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发明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发明的保护范围。