一種基于移動式動力電池更換的電池調(diào)度系統(tǒng)的控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電動乘用車領(lǐng)域，具體涉及一種基于移動式動力電池更換的電池調(diào)度系統(tǒng)的控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著全球能源的緊缺，環(huán)境污染問題日趨嚴(yán)重，在環(huán)保以及清潔能源概念的大趨勢下，由于電動乘用車對環(huán)境影響相對傳統(tǒng)汽車較小，其發(fā)展前景十分廣闊。電動乘用車是指以車載電源為動力，用電機(jī)驅(qū)動車輪行駛，符合道路交通、安全法規(guī)各項要求的車輛。其中動力電池是電動乘用車的核心，但對于動力電池技術(shù)與充電技術(shù)造成的充電時間長、能源補(bǔ)給點(diǎn)少、續(xù)航能力差，以及電池快充要減少使用壽命與影響電網(wǎng)運(yùn)營安全等問題，一直是困擾于電動乘用車商業(yè)發(fā)展的瓶頸所在。如何讓電動乘用車電能供給與方便快捷的加油站一樣對標(biāo)，是電動乘用車商業(yè)推廣的重要課題。
[0003]當(dāng)前出現(xiàn)了不需要對動力電池進(jìn)行充電，而只對電動乘用車進(jìn)行換裝充滿電力的動力電池的加電站的運(yùn)營方式，這樣減少了用戶等待動力電池充電的時間，與傳統(tǒng)汽車加油時間基本相同，無需改變用戶使用汽車的習(xí)慣。
[0004]在這種模式下，如果用戶在使用電動乘用車的過程中，由于車輛問題(如電池電量不足以供應(yīng)行駛到最近的加電站或車輛故障不能行駛)導(dǎo)致車輛不能行駛到加電站進(jìn)行動力電池的更換或?qū)Σ荒軐囕v進(jìn)行維修，那么對用戶來說，使用電動乘用車的用戶體驗會大打折扣，給用戶帶來了不便，甚至導(dǎo)致電動乘用車不能被廣泛的推廣。
[0005]在新的用于電動乘用車動力電池更換的移動式加電的技術(shù)方案中，由于移動式的特性，導(dǎo)致取用動力電池的調(diào)度結(jié)構(gòu)不能過大要適應(yīng)于移動式特性的空間，而且要方便取用動力電池，就成為了當(dāng)前需要解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一基于移動式動力電池更換的電池調(diào)度系統(tǒng)的控制方法，以解決在新的用于電動乘用車動力電池更換的移動式加電的技術(shù)方案中，由于移動式的特性，導(dǎo)致取用動力電池的調(diào)度結(jié)構(gòu)不能過大要適應(yīng)于移動式特性的空間，而且要方便取用動力電池的問題。
[0007]為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種基于移動式動力電池更換的電池調(diào)度系統(tǒng)的控制方法，包括:
[0008]電池調(diào)度系統(tǒng)收到控制指令后，控制托舉平臺沿導(dǎo)向柱做垂直運(yùn)動，其中電池調(diào)度系統(tǒng)設(shè)置在移動加電車內(nèi)部，電池調(diào)度系統(tǒng)包括托舉平臺和移動平臺，托舉平臺包括多根導(dǎo)向柱和與導(dǎo)向柱平行設(shè)置的絲杠構(gòu)成的框架結(jié)構(gòu)；
[0009]電池調(diào)度系統(tǒng)控制移動平臺在托舉平臺的框架結(jié)構(gòu)內(nèi)，沿導(dǎo)軌向車體左右兩側(cè)方向運(yùn)動，并控制將需要移動的動力電池移出或移入框架的平面，完成電池調(diào)度系統(tǒng)的控制，其中移動平臺包括一呈平面形狀的框架。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，應(yīng)用本發(fā)明，通過托舉平臺和移動平臺的框架結(jié)構(gòu)，使得移動平臺可在托舉平臺的框架結(jié)構(gòu)內(nèi)，沿導(dǎo)軌向車體左右兩側(cè)方向運(yùn)動，將需要移動的動力電池移出或移入框架的平面，同時托舉平臺可沿導(dǎo)向柱做垂直運(yùn)動，方便將動力電池放入動力電池貨架系統(tǒng)中不同高度層的電池存放位，可以使電池調(diào)度系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)適應(yīng)于移動式特性的空間，而且可以很方便取用所需要的動力電池。
【附圖說明】
[0011]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0012]圖1為本發(fā)明的電池調(diào)度系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2為本發(fā)明電池調(diào)度系統(tǒng)的工作狀態(tài)示意圖；
[0014]圖3為應(yīng)用本發(fā)明的電池調(diào)度系統(tǒng)的移動式加電車進(jìn)行更換電動乘用車動力電池的工作狀態(tài)示意圖；
[0015]圖4為本發(fā)明的基于移動式動力電池更換的電池調(diào)度系統(tǒng)的控制方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0016]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0017]在本發(fā)明中，用于換電的動力電池為譜系電池，即其外觀尺寸為設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的尺寸(例如:所有動力電池的寬度相同，其中由于所排列的電池包的數(shù)量不同而設(shè)置了幾個長度的尺寸，由此產(chǎn)生了幾個不同規(guī)格的動力電池，為不同級別的電動乘用車提供動力)，只有這樣才能適用于本發(fā)明的移動式加電系統(tǒng)對動力電池進(jìn)行快速更換的操作，其中動力電池核心技術(shù)的升級(例如各種新的化學(xué)技術(shù)或者核聚變技術(shù)應(yīng)用于動力電池)并不對本發(fā)明構(gòu)成影響，本發(fā)明的動力電池只是設(shè)定了外部形狀尺寸的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格。
[0018]在本發(fā)明中采用的電動推桿是一種將電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)橥茥U的直線往復(fù)運(yùn)動的電力驅(qū)動裝置?？捎糜诟鞣N簡單或復(fù)雜的工藝流程中做為執(zhí)行機(jī)械使用；電動推桿由驅(qū)動電機(jī)、減速齒輪、螺桿、螺母、導(dǎo)套、推桿、滑座、彈簧、外殼及渦輪、微動控制開關(guān)等組成。電動推桿是一種新型的電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，電動推桿主要由電機(jī)、推桿和控制裝置等機(jī)構(gòu)組成的一種新型直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)，可以實現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制、集中控制。電動推桿在一定范圍行程內(nèi)作往返運(yùn)動。采用電動推桿執(zhí)行機(jī)構(gòu)，在改變控制開度時，需要供電，在達(dá)到所需開度時就可不再供電，因此從節(jié)能看，電動推桿執(zhí)行機(jī)構(gòu)比氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)有明顯節(jié)能優(yōu)點(diǎn)，電動推桿設(shè)計新穎精致、體積小、精度高、完全同步、自鎖性能好、衛(wèi)生，電機(jī)直接驅(qū)動，不需要管道的氣源、油路，方便使用。
[0019]在本發(fā)明中采用的絲杠方式，電動機(jī)經(jīng)齒輪減速后，帶動一對絲杠螺母。把電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動變成直線運(yùn)動，利用電動機(jī)正反轉(zhuǎn)完成推桿動作。如通過各種杠桿、搖桿或連桿等機(jī)構(gòu)可完成轉(zhuǎn)動、搖動等復(fù)雜動作。通過改變杠桿力臂長度，可以增大或減小行程。本發(fā)明中采用的蝸輪蝸桿傳動形式:電機(jī)齒輪上的蝸桿帶動蝸輪轉(zhuǎn)動，使蝸輪內(nèi)的小絲杠作軸向移動，由連接板帶動限位桿相應(yīng)作軸向移動，至所需行程時，通過調(diào)節(jié)限位塊壓下行程開關(guān)斷電，電動機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)(正反控制相同)。本發(fā)明中采用的齒輪傳動形式:電機(jī)通過減速齒輪后帶動安裝于內(nèi)管的小絲杠，帶動與之連接一起的做軸向運(yùn)行螺母，至所設(shè)定的行程時螺母觸角壓住限位開關(guān)斷開電源，電機(jī)停止運(yùn)動(反向與之相同)。本發(fā)明中采用的鏈輪方式，即帶嵌齒式扣鏈齒的輪子，用以與節(jié)鏈環(huán)或纜索上節(jié)距準(zhǔn)確的塊體相嚙合，與(滾子)鏈嚙合以傳遞運(yùn)動。
[0020]本發(fā)明的電池調(diào)度系統(tǒng)設(shè)置在移動式加電車的內(nèi)部，用于調(diào)度動力電池貨架系統(tǒng)上的動力電池，且將從電動乘用車卸下的虧電電池傳送到動力電池貨架系統(tǒng)的。
[0021]如圖1所示，所述電池調(diào)度系統(tǒng)102可以包括托舉平臺1021和移動平臺1022，托舉平臺1021包括多根導(dǎo)向柱10211和與導(dǎo)向柱平行設(shè)置的絲杠10212構(gòu)成的框架結(jié)構(gòu)，通過絲杠10212的驅(qū)動使托舉平臺1021沿導(dǎo)向柱10211做垂直運(yùn)動，其中絲杠10212是通過電機(jī)驅(qū)動一對齒輪副進(jìn)行運(yùn)動；移動平臺1022包括一框架10221和設(shè)置在該框架平面的多個輥輪10222，移動平臺1022在托舉平臺1021的框架結(jié)構(gòu)內(nèi)，沿導(dǎo)軌1023向車體左右兩側(cè)方向運(yùn)動，移動平臺1022是通過電機(jī)驅(qū)動齒輪齒條或絲杠運(yùn)動副進(jìn)行運(yùn)動，其中相鄰的兩個輥輪通10222過兩兩鏈輪驅(qū)動，鏈輪轉(zhuǎn)動是通過電機(jī)驅(qū)動，驅(qū)動一套鏈輪從而使輥輪進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，將棍輪上的動力電池進(jìn)行相應(yīng)移動。
[0022]電池調(diào)度系統(tǒng)的工作流程，包括:先接收換電機(jī)器人送來的虧電電池，送到動力電池貨架系統(tǒng)的預(yù)定位置后，再接收動力電池貨架系統(tǒng)傳送的滿電電池；其中托舉平臺移動到指定高度且移動平臺運(yùn)動到車體左右中間的待換電池位置，準(zhǔn)備接收換電機(jī)器人送來的虧電電池；換電機(jī)器人將虧電電池與電池調(diào)度系統(tǒng)對接后，換電機(jī)器人和移動平臺的輥輪運(yùn)轉(zhuǎn)，將虧電電池傳送到移動平臺上；托舉平臺和移動平臺運(yùn)轉(zhuǎn)，將該虧電電池移動到動力電池貨架系統(tǒng)的預(yù)留空電池的對接位置；啟動動力電池貨架系統(tǒng)和電池調(diào)度系統(tǒng)的輥輪，將虧電電池傳送到動力電池貨架系統(tǒng)的預(yù)留位置；啟動托舉平臺和移動平臺，移動到指定滿電電池的動力電池貨架系統(tǒng)對接位置；啟動動力電池貨架系統(tǒng)和電池調(diào)度系統(tǒng)的輥輪，將滿電電池傳送到移動平臺；驅(qū)動托舉平臺及移動平臺，將滿電電池傳送到換電機(jī)器人對接位置；啟動準(zhǔn)備好對接的換電機(jī)器人和電池調(diào)度系統(tǒng)的輥輪，將滿電電池從移動平臺傳送到換電機(jī)器人平臺上。
[0023]圖1中電池調(diào)度系統(tǒng)102包括托舉平臺1021、4根導(dǎo)向柱10211、1或2根絲杠10212、移動平臺1022和6個線軸承1024 ；電池調(diào)度系統(tǒng)6個柱體的每根兩側(cè)各有一立柱，保障立柱導(dǎo)向的作用，導(dǎo)向柱可以由無縫鋼管制成；
[0024]如圖2所示的電池調(diào)度系統(tǒng)102工作狀態(tài)示意圖，托舉平臺可在絲杠的驅(qū)動下，沿導(dǎo)向柱做垂直運(yùn)動；絲杠運(yùn)動是通過電機(jī)驅(qū)動一對齒輪副實現(xiàn)的；
[0025]移動平臺可在托舉平臺的框架內(nèi)，沿導(dǎo)軌做水平(車體左右)運(yùn)動，它主要由輥輪機(jī)構(gòu)和框架構(gòu)成，輥輪機(jī)構(gòu)由相鄰的兩個輥輪通過兩兩鏈輪驅(qū)動，而鏈輪轉(zhuǎn)動是通過電機(jī)驅(qū)動實現(xiàn)；移動平臺的運(yùn)動是通過電機(jī)驅(qū)動齒輪齒條或絲杠運(yùn)動副實現(xiàn)。
[0026]其中，如圖2所示的電池調(diào)度系統(tǒng)102工作狀態(tài)示意圖，電池調(diào)度系統(tǒng)收到指令后，移動到待換電池的工裝位置，待換電池鎖緊機(jī)構(gòu)解鎖，動力電池貨架系統(tǒng)和移動平臺的輥輪開始驅(qū)動，動力電池D移動便從動力電池貨架系統(tǒng)的框架上移動到電池調(diào)度系統(tǒng)的移動平臺上；
[0027]電池調(diào)度系統(tǒng)載入待換電池后便移動到與換電機(jī)器人的對接位置，電池調(diào)度系統(tǒng)的移動平臺、機(jī)器人平臺的輥輪開始驅(qū)動，將動力電池D移送到換電機(jī)器人的工作平臺上。
[0028]如圖3所示，應(yīng)用本發(fā)明的電池調(diào)度系統(tǒng)的移動式加電車進(jìn)行更換電動乘用車動力電池的工作狀態(tài)示意圖，其中示出了需要進(jìn)行更換動力電池的電動乘用車駛上尾