CN102139680A - 多型号电动乘用车动力电池快换系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多型号电动乘用车动力电池快换系统，包括：更换平台；动力电池存放区；还包括车型检测系统，用于对车型进行检测，并获得车型信息；车辆传送系统，用于电动乘用车的传送；动力电池更换系统，设于所述更换平台处，用于获取动力电池，并进行动力电池更换；控制系统，用于存储有与不同所述车型信息对应的车辆定位程序，所述控制系统根据检测到的所述车型信息，通过控制车辆传送系统的工作来控制待补电动乘用车的传送距离；并根据所述车型信息控制车辆定位系统进行车辆定位；并控制动力电池更换系统进行动力电池更换；车辆定位系统，设于所述更换平台处，用于对停放在所述更换平台上的车辆进行定位。

Description

多型号电动乘用车动力电池快换系统
技术领域
本发明涉及一种电动汽车的能源补给系统，特别涉及一种多型号电动乘用车动力电池快换系统。
背景技术
随着全球环境问题的日益严峻，不可再生的化石能源日益稀缺，新能源汽车的推广和产业化发展成为世界各国工业经济发展的重点关注领域。在纯电动乘用车的发展进程中，由于成熟的商业模式缺失，纯电动乘用车的生产始终停留在试制阶段，无法进入批量化生产阶段。
在上述情况下，出现了“整车租赁”、“快速充电”等纯电动乘用车的推广模式，但无论是从理论分析还是实际推广效果，到目前为止都没有得到车辆用户的充分认可，没有破解纯电动乘用车产业化发展的迷局。
国际公开号WO2010/033883A1的PCT国际申请，公开了一种动力电池更换站，具有用于动力电池更换的多种机械装置，其中包括，用于承载待换电动汽车的平台，所述平台具有传送机构，载车工位，汽车定位机构，滑动门，动力电池更换机构，和充电架。所述更换站将电动车中的使用过的动力电池被移除，并将充好电的动力电池装入电动车。在所述更换站中，动力电池被存储在充电中心进行充电。充电后的动力电池，通过自动连接臂移出充电中心，送到动力电池更换系统，动力电池更换系统将充好电的动力电池装入电动汽车。整个过程中，移走动力电池和装入动力电池都是垂直于电动汽车底面进行的。所述动力电池更换系统是位于汽车底部的一服务间内部，所述服务间通过一滑动门系统获得一开口，该开口的尺寸可以根据电动汽车的尺寸变化。上述专利中的动力电池更换站只具有一个更换平台，虽然本换电站可以通过预设的车辆轮距轴距信息对电动汽车进行定位，并对电动汽车的动力电池进行更换。现有技术中的一些动力电池充电站也会采用充电桩对动力电池进行充电。然而，由于其没有对不同电动汽车或动力电池型号的识别功能，因此只能对单一的车型进行动力电池更换，如果要对多种型号的电动汽车进行动力电池更换，则需要建设多个针对不同车型或动力电池型号的更换平台，而这就使得该换电站的利用率大大降低，其利用范围具有很大的局限性。
目前，一些电动乘用车的生产商和一些电动乘用车动力电池生产商逐步达成了协调，将现有的电动乘用车车型分为微型乘用车，小型乘用车，中型乘用车，和大型乘用车四类，并且将同一类车型的动力电池与相应电动乘用车的插件接口包括通信接口和电接口，以及动力电池尺寸和装载动力电池的动力电池仓尺寸作出一相关约定，使得每类电动乘用车的动力电池具有相同插件接口和尺寸，该电动乘用车具有与该动力电池尺寸相匹配的装载动力电池的动力电池仓；另外，电池仓的位置设计同时也作了相应的约定，即电池仓的位置是根据车辆车轮的轮距和前后车轴的轴距来设计的，同一型号的电动乘用车，其电池仓相对车轮和车轴的位置是一定的，从而可以便于实现快速更换。这些生产商也试图对同一类车型动力电池电压做统一约定，为了能够提高电动乘用车能源补给的商业化运营，然而目前在技术上还没有相配套的动力电池快换系统来实现。
发明内容
为此，本发明要解决的技术问题在于提出一种基于上述约定可以仅仅通过一个更换平台针对多种不同类型的电动乘用车进行能源补给的多型号电动乘用车动力电池快换系统。
本发明的一种多型号电动乘用车动力电池快换系统，包括：更换平台，用于停放待补给的电动乘用车；动力电池存放区，用于存放备用动力电池；还包括车型检测系统，用于对待补给电动乘用车进行车型检测，并获得车型信息；车辆传送系统，用于将就位的电动乘用车传送至所述更换平台上；动力电池更换系统，设于所述更换平台处，用于从所述动力电池存放区中获取动力电池，并对所述电动乘用车进行动力电池更换；控制系统，用于存储与不同所述车型信息通过控制车辆传送系统的工作来控制待补电动乘用车的传送距离，并根据所述车型信息控制车辆定位系统进行车辆定位，又控制动力电池更换系统进行动力电池更换；车辆定位系统，设于所述更换平台处，用于对停放在所述更换平台上的车辆进行定位。
上述一种多型号电动乘用车动力电池快换系统，包括：
更换平台，用于停放待补给的电动乘用车；
动力电池存放区，用于存放备用动力电池；还包括
车型检测系统，用于对待补给电动乘用车进行车型检测，并获得车型信息；
车辆传送系统，用于将就位的电动乘用车传送至所述更换平台上；
动力电池更换系统，设于所述更换平台处，用于从所述动力电池存放区中获取动力电池，并对所述电动乘用车进行动力电池更换；
控制系统，用于存储有与不同所述车型信息对应的车辆定位程序，所述控制系统根据检测到的所述车型信息，通过控制车辆传送系统的工作来控制待补电动乘用车的传送距离；并根据所述车型信息从若干个预存的车辆定位程序中选择与所述车型信息相对应车辆定位程序，通过所述车辆定位程序控制车辆定位系统进行车辆定位；并控制动力电池更换系统选择具有与所述车型信息相匹配的动力电池类型信息的动力电池进行动力电池更换；
车辆定位系统，设于所述更换平台处，用于对停放在所述更换平台上的车辆进行定位。
上述的动力电池快换系统，所述车辆定位系统包括用于根据电动乘用车的轴距对待定位电动乘用车进行纵向定位的纵向定位机构；用于根据电动乘用车的轮距对待定位电动乘用车进行横向定位的横向定位机构。
上述的动力电池快换系统，所述更换平台上设有换电口调节装置，所述控制系统根据不同的所述车型信息来控制所述换电口调节装置，从而调节位于车辆下方换电口的大小。
上述的动力电池快换系统，所述车辆传送系统包括牵引电机和与所述牵引电机连接的牵引机构。
上述的动力电池快换系统，所述纵向定位机构为纵向定位导轨，所述横向定位机构为横向定位导轨。
上述的动力电池快换系统，动力电池更换系统包括设于所述更换平台下方的动力电池举升装置，用于将动力电池通过所述换电口托举至所述电动乘用车底部进行电池更换；和与所述动力电池举升机构连接的动力电池传送装置，用于进行对动力电池的输送。
上述的动力电池快换系统，动力电池传送装置包括动力电池获取装置，和动力电池输送装置；其中所述动力电池获取装置用于将获取的动力电池放置在所述动力电池输送装置上，由所述动力电池输送装置输送至所述动力电池举升装置上。
上述的动力电池快换系统，还包括充电系统，用于对所述动力电池进行充电；所述动力电池更换系统，又用于将所述更换下来的动力电池送至所述充电系统处进行充电；所述控制系统又用于控制所述动力电池更换系统将更换下来的所述动力电池传送至充电系统处，并根据所述车型信息从若干预存充电程序中选择相应的充电程序控制所述充电系统对被更换下来的动力电池进行充电，所述充电程序中包含具有相应动力电池的充电电压信息。
上述的动力电池快换系统，所述控制系统包括用于存储所述车辆定位程序和所述充电程序的存储器，所述动力电池举升装置上设有电池托盘和用于支撑所述电池托盘的举升机构，所述动力电池和所述电池托盘上设有相匹配的可自动机械定位和插接的接口。
上述的动力电池快换系统，所述充电系统为充电桩或充电架，所述动力电池举升装置为液压举升装置，所述动力电池输送装置包括传输托辊和用于驱动所述传输托辊运动的传输电机；所述换电口调节装置包括两个用于承载车轮的纵向承载面板和与之连接的驱动电机；所述驱动电机控制两个所述承载面板做相对或相反的横向运动。
上述的动力电池快换系统，所述动力电池存放区为备用动力电池存放架，所述车型检测系统为刷卡检测系统。
本发明的优点在于：
1.通过车型检测系统对进站电动乘用车车型进行检测的，控制系统根据检测到的所述车型信息，从若干个预存的车辆定位程序中选择与所述车型信息相对应车辆定位程序，通过控制车辆定位系统进行车辆定位；所述控制系统通过控制动力电池更换系统选择动力电池类型信息与所述车型信息相匹配的动力电池进行动力电池更换；当两辆电动乘用车车型不同时，可以通过获取不同的车型信息来选择相应的车辆定位程序对电动乘用车进行定位，和获取与不同的所述车型信息相对应动力电池进行动力电池更换，从而可以实现仅仅通过一个更换平台针对多种不同类型的电动乘用车能源补给。
2.通过车辆传送系统将待补给的车辆传送至更换平台，与由司机将汽车开上更换平台相比，可使得后续对车辆的定位更为准确。
3.通过纵向定位机构和横向定位机构对车辆进行纵向和横向定位，可以确保动力电池的准确安装和拆卸。
4.所述更换平台上设有换电口调节装置，所述控制系统根据不同的所述车型信息来控制所述换电口调节装置，从而调节位于车辆下方换电口的大小；以上设计可以通过缩小换电口的大小来避免小型电动乘用车在被传送上平台后掉进所述换电口中，又可以通过扩大换电口的至适当大小从而保证大型电动乘用车在传送至更换平台后不会掉入所述换电口，同时又可以允许大型电动乘用车的具有较大体积的动力电池可以通过所述换电口进行车辆动力电池更换。
5.通过刷卡检测的方式对动力电池乘用车车型进行检测，使得车型检测工作从技术实现上，检测步骤上均较为简单，使用方便，成本较低，适合大规模工业化的生产。
6.本系统又可以通过动力电池更换系统将更换下来的动力电池传送至充电系统处进行充电，使得系统的能源补给流程更为完善；另外，控制系统根据检测到的所述车型信息选择相应的预存的相应的充电程序对动力电池进行充电，实现了通过一种充电系统对不同种电动车型的动力电池进行充电，所述充电程序中包含具有相应动力电池的充电电压信息，确保了动力电池充电的安全性。
7.所述动力电池举升装置上设有电池托盘，所述动力电池和所述电池托盘上设有相匹配的可自动机械定位和插接的接口，可以确保电池在送上电池托盘后被正确的放置，从而实现快速更换电池。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
图1为多型号电动乘用车动力电池快换系统的整体示意图；
图2为动力电池举升装置示意图；
图3为车辆定位系统的示意图；
图4为动力电池输送装置的示意图；
图5为动力电池举升装置的俯视图；
图6为车辆传送系统的示意图；
图7为动力电池更换过程示意图；
图8更换平台的纵向示意图；
1-更换平台，2-电动乘用车，3-动力电池举升装置，4-车辆传送系统，5-动力电池传送装置，6-动力电池输送装置，7-动力电池，8-动力电池获取装置，9-动力电池存放区，10-电池托盘，11-举升机构，13-纵向定位导轨，14-横向定位导轨，15-传输电机，16-传输托辊，17-自动定位插接的接口，18-牵引电机，19、23-纵向承载面板，20-牵引机构，21-换电口，22-驱动电机。
实施例1
如图1所示多型号电动乘用车动力电池快换系统，包括：
更换平台1，用于停放待补给的电动乘用车2；
动力电池存放区9，用于存放备用的动力电池7；
还包括车型检测系统，用于对待补给电动乘用车2进行车型检测，并获得车型信息，所述车型检测系统在本实施例中为刷卡检测系统；
车辆传送系统4，用于将就位的电动乘用车2传送至所述更换平台1上；
如图6本实施例中，所述车辆传送系统4包括牵引电机18和与所述牵引电机连接的牵引机构20。
动力电池更换系统，设于所述更换平台处，用于从所述动力电池存放区中获取动力电池，并对所述电动乘用车进行动力电池7更换；所述动力电池更换系统包括设于所述更换平台下方的动力电池举升装置3，用于将动力电池通过所述换电口托举至所述电动乘用车底部进行电池更换，本实施便中所采用的动力电池举升装置为液压举升装置；和与所述动力电池举升机构连接的动力电池传送装置5，用于对动力电池进行输送，动力电池传送装置包括动力电池获取装置8，和动力电池输送装置6；其中所述动力电池获取装置7用于将获取的动力电池放置在所述动力电池输送装置6上，由所述动力电池输送装置6输送至所述动力电池举升装置3上，如图3和图4所示，所述动力电池输送装置6包括，传输托辊16和用于驱动所述传输托辊运动的传输电机15；
如图2所示，所述动力电池举升装置上设有电池托盘10和用于支撑所述电池托盘的举升机构11，如图5所示，所述动力电池和所述电池托盘上均设有相匹配的自动定位插接的接口17，所述自动定位插接的接口为定位球。
控制系统(此处未标出)，用于存储与不同所述车型信息对应的车辆定位程序，所述控制系统根据检测到的所述车型信息，通过控制车辆传送系统的工作来控制待补电动乘用车的传送距离；并根据所述车型信息从若干个预存的车辆定位程序中选择与所述车型信息相对应车辆定位程序，通过所述车辆定位程序控制车辆定位系统进行车辆定位；并控制动力电池更换系统选择具有与所述车型信息相匹配的动力电池类型信息的动力电池进行动力电池更换，所述控制系统包括用于存储所述车辆定位程序和所述充电程序的存储器(此处未标出)。
车辆定位系统，设于所述更换平台处，用于对停放在所述更换平台上的车辆进行定位。如图3所示，所述车辆定位系统包括用于根据电动乘用车2的轴距对待定位电动乘用车进行纵向定位的纵向定位机构和用于根据电动乘用车的轮距对待定位电动乘用车进行横向定位的横向定位机构，所述纵向定位机构为纵向定位导轨13，所述横向定位机构为横向定位导轨14。
如图8所示，所述更换平台1上设有换电口调节装置，所述控制系统根据不同的所述车型信息来控制所述换电口调节装置，从而调节位于车辆下方换电口21的大小，本实施例中，所述换电口调节装置包括两个用于承载车轮的纵向承载面板19和23和与之连接的驱动电机22；所述驱动电机22控制两个所述承载面板19和23做相对或相反的横向运动。
另外，本实施例的动力电池快换系统，如图1所示，还包括充电系统，用于对所述动力电池进行充电，所述充电系统为充电桩或充电架；所述动力电池更换系统又用于将所述更换下来的动力电池送至所述充电系统处进行充电；所述控制系统又用于控制所述动力电池更换系统将更换下来的所述动力电池传送至充电系统处，并根据所述车型信息从若干预存充电程序中选择相应的充电程序控制所述充电系统对被更换下来的动力电池进行充电，所述充电程序中包含具有相应动力电池的充电电压信息。
本发明的电动乘用车快换系统中，所述动力电池存放区为备用动力电池存放架。
本发明快换系统的电池更换过程如下所述：
当待补给的电动乘用车驶入快换系统区域，将车辆牵引机构与车辆连接，并车型检测系统通过刷卡的方式由控制系统识别待补给车辆的车型信息，控制系统根据车型信息选择相应的预设程序来控制驱动电机从而控制两块纵向承载面板的运动，进而调节用于通过动力电池的换电口大小，使两块纵向承载面板的距离与待补给车辆的横向轮距相匹配，既保证车辆的动力电池能通过，又保证车辆不会从换电口处掉落；此后，控制系统控制牵引电机通过牵引机构将待补给车辆拉上更换平台，通过车辆定位系统根据车辆的轮距和轴距对车辆进行定位；控制系统根据所述车型信息控制动力电池更换系统通过动力电池举升装置拆卸下车辆上待更换的电池，将其传送到充电区域进行充电；并根据所述车型信息通过预设程序控制动力电池获取装置从动力电池存放区获取与所述车型信息相匹配的充满电的动力电池，将其放在动力电池输送装置上传送至所述动力电池举升装置的动力电池托盘上，进而通过所述举升机构完成对车辆动力电池的更换。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以根据设备的大小不同做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种多型号电动乘用车动力电池快换系统，包括：
更换平台，用于停放待补给的电动乘用车；
动力电池存放区，用于存放备用动力电池；
其特征在于：还包括
车型检测系统，用于对待补给电动乘用车进行车型检测，并获得车型信息；
车辆传送系统，用于将就位的电动乘用车传送至所述更换平台上；
动力电池更换系统，设于所述更换平台处，用于从所述动力电池存放区中获取动力电池，并对所述电动乘用车进行动力电池更换；
控制系统，用于存储与不同所述车型信息通过控制车辆传送系统的工作来控
制待补电动乘用车的传送距离，并根据所述车型信息控制车辆定位系统进行
车辆定位，又控制动力电池更换系统进行动力电池更换；
车辆定位系统，设于所述更换平台处，用于对停放在所述更换平台上的车辆进行定位。
2.根据权利要求1所述的动力电池快换系统，其特征在于：
所述车辆定位系统包括用于根据电动乘用车的轴距对待定位电动乘用车进行纵向定位的纵向定位机构；用于根据电动乘用车的轮距对待定位电动乘用车进行横向定位的横向定位机构。
3.根据权利要求1或2所述的动力电池快换系统，其特征在于：
所述更换平台上设有换电口调节装置，所述控制系统根据不同的所述车型信息来控制所述换电口调节装置，从而调节位于车辆下方换电口的大小
4.根据权利要求3所述的动力电池快换系统，其特征在于：
所述车辆传送系统包括牵引电机和与所述牵引电机连接的牵引机构。
5.根据权利要求4所述的动力电池快换系统，其特征在于：
所述纵向定位机构为纵向定位导轨，所述横向定位机构为横向定位导轨。
6.根据权利要求5所述的动力电池快换系统，其特征在于：
动力电池更换系统包括设于所述更换平台下方的动力电池举升装置，用于将动力电池通过所述换电口托举至所述电动乘用车底部进行电池更换；和与所述动力电池举升机构连接的动力电池传送装置，用于进行对动力电池的输送。
7.根据权利要求6所述的动力电池快换系统，其特征在于：
动力电池传送装置包括动力电池获取装置，和动力电池输送装置；其中所述动力电池获取装置用于将获取的动力电池放置在所述动力电池输送装置上，由所述动力电池输送装置输送至所述动力电池举升装置上。
8.根据权利要求7所述的动力电池快换系统，其特征在于：还包括
充电系统，用于对所述动力电池进行充电；
所述动力电池更换系统，又用于将所述更换下来的动力电池送至所述充电系统处进行充电；
所述控制系统又用于控制所述动力电池更换系统将更换下来的所述动力电池传送至充电系统处，并根据所述车型信息对被更换下来的动力电池进行充电。
9.根据权利要求8所述的动力电池快换系统，其特征在于：
所述控制系统包括用于存储所述车辆定位程序和所述充电程序的存储器，所述动力电池举升装置上设有电池托盘和用于支撑所述电池托盘的举升机构，所述动力电池和所述电池托盘上设有相匹配的可自动机械定位和插接的接口。
10.根据权利要求9所述的动力电池快换系统，其特征在于：
所述充电系统为充电桩或充电架，所述动力电池举升装置为液压举升装置，所述动力电池输送装置包括传输托辊和用于驱动所述传输托辊运动的传输电机；
所述换电口调节装置包括两个用于承载车轮的纵向承载面板和与之连接的驱动电机；所述驱动电机控制两个所述承载面板做相对或相反的横向运动；
所述动力电池存放区为备用动力电池存放架，所述车型检测系统为刷卡检测系统。
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