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      取換電小車的制作方法

      文檔序號(hào):12543636閱讀:334來(lái)源:國(guó)知局
      取換電小車的制作方法與工藝

      本實(shí)用新型屬于電動(dòng)汽車充換電技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種取換電小車。



      背景技術(shù):

      隨著電動(dòng)汽車的推廣,如何及時(shí)有效地為電量不足的電動(dòng)汽車提供電能補(bǔ)給已成為廠商和車主都非常關(guān)注的問(wèn)題。當(dāng)前市場(chǎng)上主流解決方案是采用充電模式,在停車位配置AC慢充樁或者DC快充樁。但慢充模式需要長(zhǎng)時(shí)間占用一個(gè)停車位進(jìn)行充電,而快充模式充電電流大,是常規(guī)充電電流的十倍甚至幾十倍,會(huì)降低動(dòng)力電池組的循環(huán)壽命,且充電一般不達(dá)到滿充狀態(tài)。而換電站采用動(dòng)力電池更換模式,直接用充滿電的電池組更換能量已耗盡的電池組,在分鐘級(jí)的時(shí)間內(nèi)完成電能補(bǔ)給,因而是一種非常高效的電能補(bǔ)充方式。

      用于換電站的換電裝置的應(yīng)用在國(guó)內(nèi)尚處于起步階段,尚沒(méi)有成熟的換電裝置。換電過(guò)程中主要涉及對(duì)電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池的轉(zhuǎn)運(yùn)、定位以及加解鎖的問(wèn)題。目前通常由人工對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行定位并找準(zhǔn)加解鎖位置,然后使用擰緊槍對(duì)電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池進(jìn)行加解鎖,同時(shí),還需要配套設(shè)備對(duì)換下的電池進(jìn)行轉(zhuǎn)移。然而,人工定位的方式增加了人力成本、設(shè)備成本,并且勞動(dòng)強(qiáng)度大、工作時(shí)間長(zhǎng)等造成工作效率低,使得換電過(guò)程整體自動(dòng)化程度較低。

      因此,本領(lǐng)域需要一種新的換電裝置來(lái)解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問(wèn)題。



      技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

      為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問(wèn)題,即為了解決現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)電動(dòng)汽車動(dòng)力電池進(jìn)行換電過(guò)程中自動(dòng)化程度低的問(wèn)題,本實(shí)用新型提供了一種取換電小車。該取換電小車包括車座、設(shè)置在車座頂部的舉升機(jī)構(gòu)和設(shè)置在舉升機(jī)構(gòu)頂部的換電平臺(tái),所述換電平臺(tái)上設(shè)置有能夠?qū)㈦姵貜碾妱?dòng)汽車上解鎖以及將電池鎖定到電動(dòng)汽車上的電池加解鎖裝置,所述車座的底部設(shè)置有滾輪,所述滾輪能夠沿設(shè)置在電池倉(cāng)和換電倉(cāng)之間的導(dǎo)軌滾動(dòng),使得所述取換電小車能夠在電池倉(cāng)與換電倉(cāng)之間穿梭移動(dòng)。

      在上述取換電小車的優(yōu)選實(shí)施方式中,所述取換電小車還包括設(shè)置在所述車座上的電缸,所述電缸上設(shè)置有第一定位銷,電動(dòng)汽車的底部設(shè)置有與所述第一定位銷匹配的第一定位銷孔,所述電缸能夠驅(qū)動(dòng)所述第一定位銷插入到所述第一定位銷孔內(nèi)。

      在上述取換電小車的優(yōu)選實(shí)施方式中,所述換電平臺(tái)上設(shè)置有第二定位銷,電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池上設(shè)置有與所述第二定位銷匹配的第二定位銷孔。

      在上述取換電小車的優(yōu)選實(shí)施方式中,所述電池加解鎖裝置的數(shù)量為十個(gè),并且所述十個(gè)電池加解鎖裝置由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng),同時(shí)對(duì)電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池進(jìn)行加鎖或解鎖。

      在上述取換電小車的優(yōu)選實(shí)施方式中,所述電缸、第一定位銷和第一定位銷孔的數(shù)量為四個(gè)。

      在上述取換電小車的優(yōu)選實(shí)施方式中,所述取換電小車上設(shè)置有驅(qū)動(dòng)裝置,所述驅(qū)動(dòng)裝置用于驅(qū)動(dòng)所述滾輪沿所述導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)。

      在上述取換電小車的優(yōu)選實(shí)施方式中,所述電池加解鎖裝置上設(shè)置有傳感器,所述傳感器能夠檢測(cè)電池加解鎖裝置對(duì)電池加鎖或者解鎖時(shí)的扭矩值和轉(zhuǎn)動(dòng)角度。

      在上述取換電小車的優(yōu)選實(shí)施方式中,所述扭矩傳感器將檢測(cè)到的扭矩值傳送給控制系統(tǒng),所述控制系統(tǒng)能夠根據(jù)所述扭矩值判斷所述電池加解鎖裝置的磨損程度。

      在本實(shí)用新型的技術(shù)方案中,通過(guò)在電池倉(cāng)和換電倉(cāng)之間設(shè)置導(dǎo)軌,使得換電小車能夠沿該導(dǎo)軌自由穿梭于電池倉(cāng)和換電倉(cāng)之間。此外,當(dāng)取換電小車對(duì)電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池定位后,以伺服電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)裝置,從而實(shí)現(xiàn)電池加解鎖裝置對(duì)多個(gè)鎖止機(jī)構(gòu)同時(shí)進(jìn)行加鎖或者解鎖操作。另外,該取換電小車還能夠通過(guò)扭矩傳感器檢測(cè)加解鎖裝置對(duì)電池進(jìn)行加鎖或者解鎖時(shí)的扭矩值,控制系統(tǒng)能夠根據(jù)該扭矩值判斷電池鎖止機(jī)構(gòu)的磨損程度。本技術(shù)方案可以良好地解決電動(dòng)汽車在換電過(guò)程中電池轉(zhuǎn)運(yùn)以及對(duì)多個(gè)電池鎖止機(jī)構(gòu)同步進(jìn)行加鎖或者解鎖的問(wèn)題,為充換電站的整體研制奠定了基礎(chǔ)。

      附圖說(shuō)明

      圖1是本實(shí)用新型的取換電小車的結(jié)構(gòu)示意圖;

      圖2是本實(shí)用新型的取換電小車在電池倉(cāng)和換電倉(cāng)之間移動(dòng)時(shí)的俯視示意圖,為了清楚起見(jiàn)省略了圖中A端的換電倉(cāng);

      圖3是本實(shí)用新型的取換電小車的換電流程圖。

      具體實(shí)施方式

      下面參照附圖來(lái)描述本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是,這些實(shí)施方式僅僅用于解釋本實(shí)用新型的技術(shù)原理,并非旨在限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。

      需要說(shuō)明的是,在本實(shí)用新型的描述中,術(shù)語(yǔ)“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系,僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡(jiǎn)化描述,而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作,因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。此外,術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的,而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。

      此外,還需要說(shuō)明的是,在本實(shí)用新型的描述中,除非另有明確的規(guī)定和限定,術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)作廣義理解,例如,可以是固定連接,也可以是可拆卸連接,或一體地連接;可以是機(jī)械連接,也可以是電連接;可以是直接相連,也可以通過(guò)中間媒介間接相連,可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言,可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本實(shí)用新型中的具體含義。

      本實(shí)用新型提供了一種取換電小車。如圖1所示,該取換電小車包括車座11、滾輪12、舉升機(jī)構(gòu)13、換電平臺(tái)14和電池加解鎖裝置(圖中未示出)。其中,滾輪12設(shè)置在車座11的底部,并作為換電小車的行走機(jī)構(gòu),使換電小車能夠自由穿梭移動(dòng)。舉升機(jī)構(gòu)12設(shè)置在車座11的頂部,換電平臺(tái)14設(shè)置在舉升機(jī)構(gòu)12的頂部,舉升機(jī)構(gòu)12能夠在上下方向做升降運(yùn)動(dòng),并帶動(dòng)換電平臺(tái)14做升降運(yùn)動(dòng)。具體地,舉升機(jī)構(gòu)12可以是通過(guò)液壓驅(qū)動(dòng)的剪叉式升降機(jī),也可以是其他能夠?qū)崿F(xiàn)舉升功能的設(shè)備,本文不再詳細(xì)敘述。換電平臺(tái)14用于承載電動(dòng)汽車的電池,并且電池加解鎖裝置設(shè)置在換電平臺(tái)14上,取換電小車通過(guò)電池加解鎖裝置能夠?qū)㈦姵貜碾妱?dòng)汽車上解鎖以及將電池鎖定到電動(dòng)汽車上。具體地,電池由鎖止機(jī)構(gòu)固定在電動(dòng)汽車上,電池加解鎖裝置的頂部設(shè)置有與電池鎖止機(jī)構(gòu)相配合的鎖止部,伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)鎖止部對(duì)電池進(jìn)行加鎖或解鎖。更具體地,該電池加解鎖裝置還包括與鎖止部相配合的輸入軸,伺服電機(jī)通過(guò)驅(qū)動(dòng)輸入軸驅(qū)動(dòng)鎖止部,進(jìn)而鎖止部對(duì)固定在電動(dòng)汽車上的電池進(jìn)行解鎖或者加鎖。需要說(shuō)明的是,當(dāng)固定電池到電動(dòng)汽車上時(shí),通常需要多個(gè)鎖止機(jī)構(gòu)對(duì)電池進(jìn)行鎖定,因此,換電平臺(tái)上的電池加解鎖裝置也設(shè)置多個(gè)并與鎖止機(jī)構(gòu)的數(shù)量相同。本實(shí)施方式中的電池加解鎖裝置和電池鎖止機(jī)構(gòu)的數(shù)量為十個(gè),并且在伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下,十個(gè)電池加解鎖裝置能夠同時(shí)對(duì)電池進(jìn)行加鎖或者解鎖。

      在上述優(yōu)選的實(shí)施方式中,該取換電小車的車座11上還設(shè)置有電缸(圖中未示出),電缸上設(shè)置有第一定位銷,電動(dòng)汽車底部設(shè)置有與第一定位銷匹配的第一定位銷孔,電缸能夠驅(qū)動(dòng)第一定位銷插入到第一定位銷孔內(nèi)。具體而言,在車座11上選擇合適的位置設(shè)置電缸,該合適的位置是指電缸在上升時(shí)不會(huì)受到換電平臺(tái)14的阻擋。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)汽車電池更精準(zhǔn)的定位,可以在車座11上設(shè)置多個(gè)電缸,電動(dòng)汽車上同樣設(shè)置有與電缸的第一定位銷匹配的多個(gè)第一定位孔。本實(shí)施例中的電缸、第一定位銷和第一定位銷孔的數(shù)量為四個(gè)。

      在優(yōu)選的實(shí)施方式中,該取換電小車的換電平臺(tái)上還設(shè)置有第二定位銷,電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池上設(shè)置有與第二定位銷匹配的第二定位銷孔。具體而言,當(dāng)換電小車對(duì)電動(dòng)汽車進(jìn)行取電操作時(shí),第一定位銷插入到第一定位銷孔后,換電平臺(tái)14在舉升機(jī)構(gòu)13的驅(qū)動(dòng)下上升,使第二定位銷插入到第二定位銷孔中,進(jìn)行二次定位,使得換電小車對(duì)動(dòng)力電池的定位更精確。

      在優(yōu)選的實(shí)施方式中,該取換電小車的電池加解鎖裝置上設(shè)置有例如扭矩傳感器,該扭矩傳感器能夠檢測(cè)電池加解鎖裝置對(duì)電池加鎖或者解鎖時(shí)的扭矩值,并將檢測(cè)到的扭矩值傳送給控制系統(tǒng)。優(yōu)選的是,該扭矩傳感器(或者其他獨(dú)立的傳感器)能夠檢測(cè)電池加解鎖裝置加鎖或解鎖時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度,以便在保證扭矩的前提下,確保轉(zhuǎn)動(dòng)角度在一定范圍內(nèi),不會(huì)過(guò)大或過(guò)小。隨著換電次數(shù)的增多,固定動(dòng)力電池到電動(dòng)汽車上的鎖止機(jī)構(gòu)會(huì)有一定程度的磨損,使伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)電池加鎖裝置對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行加鎖或者解鎖的力,即輸出的扭矩值會(huì)減小,因此,控制系統(tǒng)能夠根據(jù)該扭矩值判斷電池鎖止機(jī)構(gòu)的磨損程度??刂葡到y(tǒng)還用于對(duì)換電站進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)控,并且該控制系統(tǒng)能夠與云服務(wù)系統(tǒng)通訊并實(shí)時(shí)上傳充換電站的狀態(tài)。同時(shí)控制系統(tǒng)還能夠控制取換電小車自動(dòng)完成換電的過(guò)程,正常情況下,在進(jìn)行換電操作時(shí)無(wú)需人員看守。

      本實(shí)用新型的取換電小車用于電動(dòng)汽車的換電站。換電站包括電池倉(cāng)和換電倉(cāng)。電池倉(cāng)和換電倉(cāng)之間設(shè)置有導(dǎo)軌,取換電小車夠沿該導(dǎo)軌在電池倉(cāng)和換電倉(cāng)之間穿梭移動(dòng)。當(dāng)待換電的電動(dòng)汽車停放在換電倉(cāng)后,電動(dòng)汽車被換電倉(cāng)內(nèi)的升降機(jī)構(gòu)舉升到一定高度,取換電小車能夠從電池倉(cāng)取出滿電電池并沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)到電動(dòng)汽車下方。具體而言,參照?qǐng)D2,圖2是本實(shí)用新型的取換電小車在電池倉(cāng)和換電倉(cāng)之間移動(dòng)時(shí)的俯視示意圖,為了清楚起見(jiàn)省略了圖中A端的換電倉(cāng)。圖2中示出了取換電小車1、電池倉(cāng)2和導(dǎo)軌3,導(dǎo)軌3設(shè)置在電池倉(cāng)2和換電倉(cāng)之間,取換電小車1通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)滾輪12沿導(dǎo)軌3滾動(dòng),導(dǎo)軌3的A端為換電倉(cāng),當(dāng)取換電小車沿導(dǎo)軌3運(yùn)動(dòng)到A端后,開(kāi)始對(duì)電動(dòng)汽車進(jìn)行取換電操作。導(dǎo)軌3的B端與電池倉(cāng)內(nèi)的充電架對(duì)接,當(dāng)取換電小車沿導(dǎo)軌3運(yùn)動(dòng)到B端后,通過(guò)與導(dǎo)軌3對(duì)接的滑軌運(yùn)動(dòng)到電池倉(cāng)內(nèi)的充電架或升降機(jī)上,使得換電小車能夠在電池倉(cāng)內(nèi)穿梭,同時(shí)進(jìn)行取放電池的操作。

      綜上所述,本實(shí)用新型的技術(shù)方案能夠?qū)崿F(xiàn)取換電小車在電池倉(cāng)與換電倉(cāng)之間的穿梭移動(dòng),在對(duì)電池進(jìn)行加解鎖操作時(shí),能夠同時(shí)對(duì)多個(gè)鎖止機(jī)構(gòu)進(jìn)行加解鎖。在現(xiàn)有的伺服電機(jī)設(shè)備基礎(chǔ)上,結(jié)合云端數(shù)據(jù)反饋及控制,實(shí)現(xiàn)了對(duì)電動(dòng)汽車的電池進(jìn)行智能、安全的換電,并將舊的空電池返回到電池倉(cāng)進(jìn)行充電,新電池取出并自動(dòng)安裝到電動(dòng)汽車上的功能。

      圖3是本實(shí)用新型的取換電小車的換電流程圖,下面結(jié)合圖3對(duì)本實(shí)用新型的取換電小車的換電流程進(jìn)行說(shuō)明。首先取換電小車1運(yùn)動(dòng)到電動(dòng)汽車下方就位,然后,第一定位銷隨電缸開(kāi)始上升,同時(shí)電動(dòng)汽車下降,與第一定位銷保持例如10MM距離,然后電缸繼續(xù)上升,使第一定位銷插入第一定位銷孔內(nèi),此時(shí)電缸繼續(xù)頂升一段距離,使第一定位銷和第一定位銷孔牢固地結(jié)合在一起。然后,舉升機(jī)構(gòu)13帶動(dòng)換電平臺(tái)14開(kāi)始上升,使換電平臺(tái)14上的第二定位銷插入到電池的第二定位銷孔內(nèi),實(shí)現(xiàn)換電平臺(tái)14對(duì)電池的定位。此時(shí),換電平臺(tái)14、電池以及電動(dòng)汽車為剛性接觸并保持水平,且電池上的鎖止機(jī)構(gòu)與電池加解鎖裝置的鎖止部連接,電池加解鎖裝置在伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行解鎖動(dòng)作。電池解鎖完成,電池加解鎖裝置復(fù)位,低電量電池脫離電動(dòng)汽車,隨換電平臺(tái)14下降,取換電小車沿設(shè)置在電池倉(cāng)和換電倉(cāng)之間的導(dǎo)軌3運(yùn)動(dòng)到電池倉(cāng)2并將低電量電池放到電池倉(cāng)進(jìn)行充電,同時(shí)取出滿電電池并運(yùn)送到電動(dòng)汽車下方就位。此時(shí),換電平臺(tái)14上的第二定位銷已插入電池上的第二定位銷孔內(nèi),并且電池加解鎖裝置的鎖止部與電池的鎖止機(jī)構(gòu)已連接。然后,電缸上升使第一定位銷插入到第一定位銷孔內(nèi),通過(guò)換電平臺(tái)頂升電池到電動(dòng)汽車內(nèi)。此時(shí),換電平臺(tái)、電池以及電動(dòng)汽車剛性接觸并保持水平,電池加解鎖裝置在伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行加鎖動(dòng)作。加鎖完成后,電池加解鎖裝置復(fù)位,然后換電平臺(tái)復(fù)位,整個(gè)換電過(guò)程完成。

      至此,已經(jīng)結(jié)合附圖所示的優(yōu)選實(shí)施方式描述了本實(shí)用新型的技術(shù)方案,但是,本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的是,本實(shí)用新型的保護(hù)范圍顯然不局限于這些具體實(shí)施方式。在不偏離本實(shí)用新型的原理的前提下,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)相關(guān)技術(shù)特征作出等同的更改或替換,這些更改或替換之后的技術(shù)方案都將落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。

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