專利名稱：電動轎車電池快速更換系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電動轎車的電池快速更換系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著全球環(huán)境問題的日益嚴(yán)重，不可再生的化石能源日益稀缺，推廣和發(fā)展新能源汽車已經(jīng)成為世界發(fā)展的趨勢。電動汽車通過儲存在電池中的電能驅(qū)動汽車行駛，減少了車輛對化石能源的依賴，是解決國家能源安全問題的一個重要手段。由于受到當(dāng)前電池能量密度限制，電動汽車的連續(xù)行駛里程通常比較短，遠(yuǎn)不能與傳統(tǒng)汽車通常超過五百公里的續(xù)駛里程相比。 目前常用的充電方式有兩種快充直流充電接口，也就是所謂“非車載充電機(jī)”的接口，即利用充電站大型直流充電機(jī)對電動汽車電池直接進(jìn)行快速充電的接口，需要的電壓高、電流大。此種方式需要建設(shè)快速充電站。慢充就是利用充電樁進(jìn)行充電。所謂充電樁是指提供低壓交流電接口，對電動汽車電池進(jìn)行舒緩的慢速充電的設(shè)施。充電時間需要8-10個小時，或者5-6個小時(充至80% )。此種方式多為220V或380V交流充電方式充電。能否快速便捷地對電動汽車進(jìn)行電能補(bǔ)充將成為影響電動汽車的使用和推廣重要因素。在目前電池技術(shù)發(fā)展水平下，電池充電通常需要幾個甚至10幾小時完成，無法向加油一樣在幾分鐘內(nèi)將電池充滿電，因為如此大電流快速的對電池充電將對電池壽命產(chǎn)生不良影響。因此，更換電池成為了目前唯一可行的電動汽車電能快速補(bǔ)充辦法(即機(jī)械充電)。

發(fā)明內(nèi)容
目前的電動汽車電池更換系統(tǒng)通常針對電動客車，其從車輛兩側(cè)水平方向進(jìn)行電池更換。但由于電動轎車電池通常布置在底盤底部，不便于從水平方向?qū)㈦姵厝〕?，因此此類從水平方向進(jìn)行電池更換的系統(tǒng)通常無法對轎車進(jìn)行電池自動更換。本發(fā)明使上述問題得到比較好的解決。本發(fā)明的一個實施例公開了一種用于電動轎車的電池更換系統(tǒng)，其包括定位平臺，用于停放并定位電動轎車；貨架，用于存放新電池，以及給乏電電池充電；輸送小車，用于將乏電電池從定位平臺輸送至貨架，并且將新電池從貨架輸送至定位平臺；升降平臺，其設(shè)置在輸送小車上，并且能夠沿第一方向進(jìn)行上升和下降，用于從電動轎車中取下乏電電池和向電動轎車裝入新電池，其中，所述第一方向為豎直方向；堆垛機(jī)，用于將乏電電池從輸送小車取下放入貨架，并且將新電池從貨架取出至輸送小車上；以及控制系統(tǒng)，用于控制上述各部分的協(xié)調(diào)運作。所述定位平臺中包括牽引小車，所述牽引小車具有V型槽，用于將電動轎車的車輪定位，從而實現(xiàn)對電動轎車的牽引，其中，所述牽引小車在定位平臺中具有第一位置，當(dāng)電動轎車在牽引小車的牽引下到達(dá)第一位置時，進(jìn)行更換電池的操作；以及所述牽引小車在定位平臺中具有第二位置，在該第二位置處，牽引小車的V型槽隱藏到定位平臺的蓋板中，以便于電動轎車離開定位平臺。所述定位平臺還包括牽弓I機(jī)構(gòu)，用于驅(qū)動牽弓I小車。所述定位平臺還包括推桿，用于沿與電動轎車進(jìn)入定位平臺的進(jìn)入方向相垂直的方向推動電動轎車并擺正電動轎車的位置，使得電動轎車的軸線與定位平臺的軸線重合。所述定位平臺還包括四連桿機(jī)構(gòu)，其驅(qū)動所述推桿運動。
所述輸送小車通過軌道實現(xiàn)在定位平臺和貨架之間的移動。當(dāng)輸送小車位于定位平臺下方時，所述輸送小車可通過在所述軌道的移動實現(xiàn)沿第二方向移動，其中，所述第二方向為在水平面內(nèi)與電動轎車進(jìn)入定位平臺的進(jìn)入方向相垂直的方向。所述升降平臺與輸送小車形成為一體結(jié)構(gòu)，并且輸送小車上還包括導(dǎo)軌，用于使得升降平臺在所述導(dǎo)軌上沿第三方向運動，其中，所述第三方向為電動轎車進(jìn)入定位平臺的方向，從而所述升降平臺與輸送小車的一體結(jié)構(gòu)具有三個方向的自由度，即升降平臺可沿第一方向運動，輸送小車可連帶升降平臺一起沿第二方向運動，以及升降平臺可在導(dǎo)軌上沿第三方向運動。所述電池更換系統(tǒng)還包括車輛檢測系統(tǒng)，用于識別電動轎車型號、軸距、輪距、電池型號及車主的個人信息。所述輸送小車的供電方式為無接觸式供電。所述定位平臺包括設(shè)置在定位平臺的面板中的槽口和設(shè)置在定位平臺的面板的下方的軌道，所述牽弓I小車通過所述槽口與所述軌道連接。根據(jù)本發(fā)明的電池更換系統(tǒng)具有以下優(yōu)點I.安全可靠操作方便、占地面積小。2.體積小結(jié)構(gòu)簡單、投資成本低。3.智能化技術(shù)新、換電速度快(約為2· 5分鐘)。另外，輸送小車與舉升平臺的三個自由度與定位平臺兩個方向的定位相輔相成，從而可獲得更高的定位精度。具體地說，升降平臺與輸送小車的一體結(jié)構(gòu)具有三個方向的自由度，即升降平臺可沿豎直方向運動，輸送小車可連帶升降平臺一起沿與電動轎車進(jìn)入定位平臺的進(jìn)入方向相垂直的方向運動，以及升降平臺可在導(dǎo)軌上沿電動轎車進(jìn)入定位平臺的方向運動。牽引小車在牽弓I機(jī)構(gòu)的驅(qū)動下將電動轎車沿電動轎車進(jìn)入定位平臺的方向定位，推桿在四連桿機(jī)構(gòu)作用下將電動轎車在與電動轎車進(jìn)入定位平臺的進(jìn)入方向相垂直的方向擺正位置，均使得定位更精確。


通過結(jié)合以下附圖所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述和/或其他方面和優(yōu)點將變得更清楚和更容易理解，這些附圖只是示意性的，并不限制本發(fā)明，其中圖I示出了本發(fā)明的電動轎車電池快速更換系統(tǒng)的整體示意圖；圖2示出了電動轎車進(jìn)入換電系統(tǒng)的初始位置的示意圖；圖3示出了電動轎車前輪進(jìn)入牽引小車的V型槽位置的示意圖；圖4示出了電動轎車隨牽引小車到達(dá)位置一的示意圖5示出了牽引小車到達(dá)位置二的示意圖；圖6示出了電動轎車離開牽引小車和定位平臺的示意圖；圖7示出了定位平臺的俯視圖；圖8示出了升降平臺與牽引小車的相對位置側(cè)視圖；圖9示出了升降平臺與電動轎車的相對位置的背視圖；圖10示出了牽引小車的位置一的局部放大圖；圖11示出了牽引小車的位置二的局部放大圖； 圖12示出了推桿與四連桿機(jī)構(gòu)的整體示意圖；圖13示出了四連桿機(jī)構(gòu)的局部放大圖。圖14示出了輸送小車和升降平臺部分的局部放大示意圖。以下為各附圖標(biāo)記所代表的具體結(jié)構(gòu)I、定位平臺2、輸送小車3、升降平臺4、堆垛機(jī)5、貨架6、電動轎車7、牽引小車8、推桿9、蓋板10、牽引機(jī)構(gòu)11、軌道12、四連桿機(jī)構(gòu)13、升降平臺Y向運動導(dǎo)軌14、槽口15、定位平臺面板16、四連桿機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動中心17-19、四連桿機(jī)構(gòu)的傳動桿
具體實施例方式本發(fā)明公開了一種電動轎車電池快速更換系統(tǒng)。圖I示出了電動轎車換電系統(tǒng)的一個具體實施方式
的整體視圖。電動轎車換電系統(tǒng)包括定位平臺、輸送小車、升降平臺、堆垛機(jī)、貨架、車輛檢測系統(tǒng)、控制系統(tǒng)。在下文的具體描述中，為了方便說明，X方向是指在定位平臺所在平面內(nèi)與電動轎車進(jìn)入定位平臺的進(jìn)入方向垂直的方向，Y方向是指電動轎車進(jìn)入定位平臺的進(jìn)入方向，Z方向是指垂直于定位平臺所在平面的方向。下面結(jié)合圖2-6描述電動轎車更換系統(tǒng)的電池更換流程。電動轎車更換系統(tǒng)的電池更換流程為電動轎車6刷卡進(jìn)入換電系統(tǒng)，通過刷卡識別電動轎車型號、軸距、輪距、電池型號及車主的個人信息。駕駛員駕駛電動轎車6進(jìn)入定位平臺，當(dāng)電動轎車6的前輪進(jìn)入牽引小車7的V型槽內(nèi)時，電動轎車6停止。牽引小車7在牽引機(jī)構(gòu)10驅(qū)動下拖動電動轎車6向前運動到位置一后停止。在該位置一處，推桿8在四連桿機(jī)構(gòu)12的作用下將電動轎車6在X方向上擺正位置。此時，位于電動轎車腹部下方的地面下方的升降平臺3上升并將電池從電動轎車6取下。電池落入輸送小車2中，然后輸送小車2帶動升降平臺3沿軌道11將乏電電池運輸?shù)蕉讯鈾C(jī)4工作的位置，堆垛機(jī)4取下乏電電池并將其放入貨架5中，隨后將充滿電的新電池放入輸送小車2中，輸送小車2將充滿電的新電池輸送到定位平臺I下方，然后升降平臺3上升，將新電池裝入電動轎車6底盤內(nèi)，然后固定鎖緊。升降平臺3回到最初位置。隨后，電動轎車6要離開牽引小車7的V型槽，具體操作如下從牽引小車所在的位置一開始，駕駛員駕駛電動轎車6向前運動，當(dāng)電動轎車6的前輪開出牽引小車7的V型槽后，電動轎車6繼續(xù)向前運動同時牽引小車7向前運動，在電動轎車6的后輪駛到牽引小車處之前，牽引小車7駛?cè)胛恢枚?，在該位置二處，牽引小?的V型槽隱藏到定位平臺的蓋板9中，以封閉V型槽。駕駛員駕駛電動轎車6向前運動直至電動轎車6后輪駛出牽引小車7及蓋板9并開出定位平臺。至此整個換電流程結(jié)束。其中，圖7示出了定位平臺的俯視圖。圖中，附圖標(biāo)記15表示定位平臺面板，槽口14的位置如圖I和圖7所示。牽引小車7的軌道設(shè)置在定位平臺面板15的下方，并且牽引小車7通過槽口 14與所述軌道連接。圖8示出了升降平臺3與牽引小車7的相對位置的側(cè)視圖。圖9示出了升降平臺3與電動轎車6的相對位置的背視圖。所述定位平臺可選地距離地面一定高度，以為輸送小車和升降平臺預(yù)留一定作業(yè)高度。從圖中可以看出，升降平臺3位于牽引小車7的下方，并通過升降實現(xiàn)對電動轎車6的電池更換的操作。
圖10示出了牽引小車7位于位置一時的局部放大圖，圖11示出了牽引小車7位于位置二時的局部放大圖。圖12示出了推桿8與四連桿機(jī)構(gòu)12的整體示意圖，其中，推桿8在四連桿機(jī)構(gòu)12的驅(qū)動下可沿X方向往復(fù)運動，推桿8向外側(cè)運動時將電動轎車6沿X方向推正，隨后推桿8返回原位置。圖13示出了四連桿機(jī)構(gòu)12的局部放大圖。其中，桿17繞點16轉(zhuǎn)動，又通過桿18、桿19將推動力傳動到推桿8處，實現(xiàn)推桿8在X方向往復(fù)運動，從而推正電動轎車，使得電動轎車的軸線與定位平臺的軸線重合。圖14示出了輸送小車2和升降平臺3部分的局部放大示意圖。其中，升降平臺3用于從電動轎車6接收乏電電池和對電動轎車6更換新電池的操作，輸送小車2用于將乏電電池沿軌道11輸送至堆垛機(jī)4，并將新電池沿軌道11送回至牽引小車7下方。另外，輸送小車2沿軌道11可實現(xiàn)X方向移動，升降平臺3可通過導(dǎo)軌13沿Y向運動，從而保證了較高的定位精度。本發(fā)明中的電池更換系統(tǒng)通過輸送小車實現(xiàn)了無接觸供電。另外，輸送小車與舉升平臺的三個自由度與定位平臺兩個方向的定位相輔相成，從而可獲得更高的定位精度。具體地說，升降平臺與輸送小車的一體結(jié)構(gòu)具有三個方向的自由度，即升降平臺可沿豎直方向運動，輸送小車可連帶升降平臺一起沿與電動轎車進(jìn)入定位平臺的進(jìn)入方向相垂直的方向運動，以及升降平臺可在導(dǎo)軌上沿電動轎車進(jìn)入定位平臺的方向運動。牽引小車在牽引機(jī)構(gòu)的驅(qū)動下將電動轎車Y方 向定位，同時舉升平臺也可以Y方向運動并定位，使得定位精度更高。推桿在四連桿機(jī)構(gòu)作用下將電動轎車在X方向擺正位置，與輸送小車X方向運動并定位相輔相成，也使得定位更精確。顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所做的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以根據(jù)設(shè)備的大小不同做出其他不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引申出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于電動轎車的電池更換系統(tǒng)，其包括 定位平臺，用于停放并定位電動轎車； 貨架，用于存放新電池，以及給乏電電池充電； 輸送小車，用于將乏電電池從定位平臺輸送至貨架，并且將新電池從貨架輸送至定位平臺； 升降平臺，其設(shè)置在輸送小車上，并且能夠沿第一方向進(jìn)行上升和下降，用于從電動轎車中取下乏電電池和向電動轎車裝入新電池，其中，所述第一方向為豎直方向； 堆垛機(jī)，用于將乏電電池從輸送小車取下放入貨架，并且將新電池從貨架取出至輸送小車上；以及 控制系統(tǒng)，用于控制上述各部分的協(xié)調(diào)運作。
2.如權(quán)利要求I所述的電池更換系統(tǒng)，其特征在于所述定位平臺中包括牽引小車，所述牽引小車具有V型槽，用于將電動轎車的車輪定位，從而實現(xiàn)對電動轎車的牽引， 其中，所述牽引小車在定位平臺中具有第一位置，當(dāng)電動轎車在牽引小車的牽引下到達(dá)第一位置時，進(jìn)行更換電池的操作；以及 所述牽引小車在定位平臺中具有第二位置，在該第二位置處，牽引小車的V型槽隱藏到定位平臺的蓋板中，以便于電動轎車離開定位平臺。
3.如權(quán)利要求2所述的電池更換系統(tǒng)，其特征在于所述定位平臺還包括牽引機(jī)構(gòu)，用于驅(qū)動牽引小車。
4.如權(quán)利要求2所述的電池更換系統(tǒng)，其特征在于所述定位平臺還包括推桿，用于沿與電動轎車進(jìn)入定位平臺的進(jìn)入方向相垂直的方向推動電動轎車并擺正電動轎車的位置，使得電動轎車的軸線與定位平臺的軸線重合。
5.如權(quán)利要求4所述的電池更換系統(tǒng)，其特征在于所述定位平臺還包括四連桿機(jī)構(gòu)，其驅(qū)動所述推桿運動。
6.如權(quán)利要求2所述的電池更換系統(tǒng)，其特征在于所述定位平臺包括設(shè)置在定位平臺的面板中的槽口和設(shè)置在定位平臺的面板的下方的軌道，所述牽引小車通過所述槽口與所述軌道連接。
7.如權(quán)利要求I所述的電池更換系統(tǒng)，其特征在于所述輸送小車通過軌道實現(xiàn)在定位平臺和貨架之間的移動。
8.如權(quán)利要求7所述的電池更換系統(tǒng)，其特征在于當(dāng)輸送小車位于定位平臺下方時，所述輸送小車可通過在所述軌道的移動實現(xiàn)沿第二方向移動，其中，所述第二方向為在水平面內(nèi)與電動轎車進(jìn)入定位平臺的進(jìn)入方向相垂直的方向。
9.如權(quán)利要求8所述的電池更換系統(tǒng)，其特征在于所述升降平臺與輸送小車形成為一體結(jié)構(gòu)，并且輸送小車上還包括導(dǎo)軌，用于使得升降平臺在所述導(dǎo)軌上沿第三方向運動，其中，所述第三方向為電動轎車進(jìn)入定位平臺的方向，從而所述升降平臺與輸送小車的一體結(jié)構(gòu)具有三個方向的自由度，即升降平臺可沿第一方向運動，輸送小車可連帶升降平臺一起沿第二方向運動，以及升降平臺可在導(dǎo)軌上沿第三方向運動。
10.如權(quán)利要求I所述的電池更換系統(tǒng)，其特征在于所述電池更換系統(tǒng)還包括車輛檢測系統(tǒng)，用于識別電動轎車型號、軸距、輪距、電池型號及車主的個人信息。
11.如權(quán)利要求I所述的電池更換系統(tǒng)，其特征在于所述輸送小車的供電方式為無接觸式供電 。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于電動轎車的電池更換系統(tǒng)，其包括定位平臺，用于停放并定位電動轎車；貨架，用于存放新電池，以及給乏電電池充電；輸送小車，用于將乏電電池從定位平臺輸送至貨架，并且將新電池從貨架輸送至定位平臺；升降平臺，其設(shè)置在輸送小車上，并且能夠沿第一方向進(jìn)行上升和下降，用于從電動轎車中取下乏電電池和向電動轎車裝入新電池，其中，所述第一方向為豎直方向；堆垛機(jī)，用于將乏電電池從輸送小車取下放入貨架，并且將新電池從貨架取出至輸送小車上；以及控制系統(tǒng)，用于控制上述各部分的協(xié)調(diào)運作。
文檔編號B60S5/06GK102632871SQ20121012739
公開日2012年8月15日 申請日期2012年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月26日
發(fā)明者畢重國 申請人:億源動力(北京)科技有限公司