CN102673535B - 车辆电池更换设备 - Google Patents

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Abstract

一种电池更换设备(11),包括电池安装部(13)、车辆起升构件(14)和用于使电池安装部(13)升高和降低的升降装置(15)。当将电池单元(42)附接至电动车(41)的电池支承部(43)或将电池单元(42)从电动车(41)的电池支承部(43)拆下时,车辆起升构件(14)与电池安装部(13)一起运动以与车身接触。车辆起升构件(14)形成为类似沿车辆的前后方向延伸的杆。车辆起升构件(14)设置在被置于电池安装部(13)上的电池单元(42)的左侧和右侧。电池单元(42)从下方附接至车辆的电池支承部(43)或从该电池支承部(43)拆下。

Description

车辆电池更换设备
技术领域
[0001] 本发明涉及一种车辆电池更换设备,更具体地,涉及一种从下方将电池附接至车辆的电池支承部中或者将电池从车辆的电池支承部拆下的电池更换设备。
背景技术
[0002] 在电动车中,当电池的电量低于或等于预定量时,电池需要在留在车辆上的同时进行充电,或者使用过的电池需要由经完全充电的电池替换。日本公开专利公报N0.6-262951公开了一种用于电动车的电池更换设备。该设备中,使用升降装置,用于将包括多个电池的电池单元从下方安装到车辆中或者将从车辆上拆下电池单元。在这种情况下,电池单元具有沿着车辆地板延伸的薄且大的平面构型。因为电池单元重,上述公开的设备就车辆的重量平衡而言优于通过从车辆的侧方或者后方横向地移动电池来更换电池的方法。
[0003] 然而,根据日本公开专利公报N0.6-262951所公开的技术,如果当车辆由于乘员或者货物的影响而倾斜时附接或拆卸电池单元,则电池单元或者车辆的下表面的一部分可能承受很大的负荷。为了解决这个问题,如日本公开专利公报N0.2010-173364中所公开的,已经提出了能够更换电池而不管车辆是否倾斜的电池更换设备。日本公开专利公报N0.2010-173364所公开的电池更换设备包括用于安装和固定电池的电池固定装置。当使用该设备时,首先调节电池固定装置的倾斜状态,然后将电池从下方附接至车辆上。具体地,通过位置检测传感器检测平台上车辆在俯仰方向上的倾斜。接下来,根据车辆在俯仰方向上的倾斜,校正绕转动致动器的第一转动轴线的转动量以调节电池固定装置的倾斜状态。然后,通过位置检测传感器检测车辆在滚动方向上的倾斜。随后,根据车辆在滚动方向上的倾斜,校正绕转动致动器的第二转动轴线的转动量以调节电池固定装置的倾斜状态。
[0004] 日本公开专利公报N0.2010-173364中所公开的电池更换设备包括多面体夹具,在该多面体夹具上设置有用于固定多种类型的电池的多个电池固定装置。该电池更换设备还包括转动致动器,该转动致动器使多面体夹具转动,从而将夹具置于预定位置及预定的倾斜状态。转动致动器使用第一转动轴线和第二转动轴线而使多面体夹具转动,第一转动轴线沿车辆的宽度方向延伸,第二转动轴线沿车辆的纵向方向延伸并且用于改变第一转动轴线的定向。另外,容纳转动致动器的支柱设置于驾驶者座位附近的地板面上。电池更换设备还包括升降致动器,该升降致动器以类似悬臂的方式经由转动致动器支承多面体夹具。相应地,电池更换设备也相对较大。因此,需要在车辆安装平台下方形成相对较高且较大的地板下空间。
发明内容
[0005] 相应地,本发明的一个目的是提供一种车辆电池更换设备,该车辆电池更换设备在不增加其尺寸的情况下,即使于车辆在电池更换位置处是倾斜的情况下也能够容易地更换电池。
[0006] 为了实现前述的目的,根据本发明的一个方面,提供了一种车辆电池更换设备,用于从下方将电池从设置于车辆上的电池支承部拆下或者将电池附接至电池支承部。该设备包括电池安装部、车辆起升构件、以及升降机构。至少在将电池从电池支承部拆下或将电池附接至电池支承部时,车辆起升构件与电池安装部一起运动以与车身接触。升降机构使电池安装部升高或降低。
附图说明
[0007] 图1A是电池更换设备的示意性主视图;
[0008] 图1B是电池安装部的局部剖视图;
[0009] 图2A是电池更换设备的示意性侧视图;
[0010] 图2B是电池更换设备的示意性平面图;
[0011] 图3A是电池平台、电池安装部以及车辆起升构件之间关系的示意性平面图;
[0012] 图3B是电池平台的示意性剖视图;
[0013] 图4A是显示车辆停在电池更换位置的状态的示意性主视图;
[0014] 图4B是显示电池安装部已移动到最高位置的状态的示意性主视图;
[0015] 图4C是显示电池升降部已移动到升高位置且通过锁定装置的电池锁定已被取消的状态的示意性主视图;
[0016] 图4D是显示电池安装部已移动到待命位置且电池被放置于电池平台的状态的示意性主视图;
[0017] 图5A、5B是用于说明当车辆停在相对于预定位置倾斜的状态下时电池平台的操作的解释性平面图;
[0018] 图6A是显示新电池已被放置于处于待命位置的电池安装部上的状态的示意性主视图;
[0019] 图6B是显示电池安装部已移动到最高位置的状态的示意性主视图;
[0020] 图6C是显示电池升降部已移动到升高位置且通过锁定装置锁定电池的状态的示意性主视图;
[0021] 图6D是显示电池安装部已移动到待命位置的状态的示意性主视图。
具体实施方式
[0022] 现在将参照图1A至图6D描述根据本发明的一个实施方式的用于电动车的电池更换设备。
[0023] 如图1A和图2A所示,电池更换设备11设置于地面上。具有水平的上表面的支承板12位于电池更换设备11的上方。作为电动车41的车辆以水平状态停在用于更换电池的支承板12上。因此,楔件(未示出)设置在支承板12上。楔件与电动车41的前轮接触以确定电动车41的电池更换位置。电动车41从斜坡(未示出)前进并停在安装板12上的电池更换位置。
[0024] 电动车41具有在车身中从下方支承电池单元42的电池支承部(电池容纳部)43。电池单元42具有带上开口的壳体。多个电池容纳于壳体内。一对左右地板下加强件44附接在车辆底部。每个地板下加强件44沿着车辆的前后方向延伸。电池支承部43位于所述地板下加强件44之间。电池支承部43具有用于防止电池单元42掉落的锁定装置45。通过操作锁定装置45将电池单元42附接至车身或从车身上拆下。每个锁定装置45具有活塞杆45a及缸。当活塞杆45a与电池单元壳体的接合孔相接合时,例如在四个位置处锁定电池单元42。当电池单元42被锁定时,其上端与电动车41的地板46接触。
[0025] 支承板12具有开口 12a。开口 12a的尺寸确定为允许电池单元42在位于电池更换位置处的电动车41的电池支承部43与电池更换设备11之间移动。
[0026] 电池更换设备11包括电池安装部13、车辆起升构件14、以及升降装置15。电池安装部13设置于如下位置处:该位置面向停在电池更换位置处的电动车41的电池支承部43。电池安装部13能够与放置于其上的电池单元42—起升起及降低。车辆起升构件14与电池安装部13 —起运动。升降装置15使电池安装部13升高及降低。电池安装部13形成为矩形板。另外,如图3A所示,输送装置16邻近于电池更换设备11设置。输送装置16能够将电池单元42送至电池安装部13以及从电池安装部13接收电池单元42。输送装置16输送电池单元42的方向与停在电池更换位置处的电动车42的前后方向相垂直。
[0027] 一对车辆起升构件14通过柱14a固定于电池安装部13的上表面。每个车辆起升构件14由具有面对车身的支承面的杆状构件形成。车辆起升构件14设置于要被安装于电池安装部13上的电池单元42的左右两侧的位置处,并且沿着电池单元42的侧边缘在电动车的前后方向上延伸。车辆起升构件14设置为能够通过与地板下加强件44的底面接触来支承电动车41的车身。
[0028] 车辆起升构件14的上表面相对于电池安装部13的上表面的高度设定为使得:当车辆起升构件14与电池安装部13 —起升高到最高位置以使车身升高从而使车辆处于水平时,在电池安装部13上的电池单元42与电动车41的地板46之间存在间隙Λ。间隙Λ被设置为使得:即使当电池安装部13与车辆起升构件14升高时车身是倾斜的,也能够在不使电池单元42与地板46接触的情况下使车身升高。尽管间隙Λ的尺寸根据车辆尺寸而变化,但间隙Λ的尺寸大约为10mm。因此,当电池安装部13位于最高位置以从电池支承部43取下电池单元42时,在电池单元42与电池安装部13之间形成间隙Λ。
[0029] 如图1B和图2B所示,电池安装部13具有电池升降部17a。电池升降部17a使电池单元42从地板46的下表面运动到电池安装部13上。在电池单元42与地板46的下表面之间存在间隙Λ的状态下,电池升降部17a还使电池安装部13上的电池单元42升高。电池升降部17a位于电池安装部13的中央。缸17固定于电池安装部13的下表面。电池升降部17a固定于缸17的活塞杆的远端。用于允许电池升降部17a运动的孔13a形成在电池安装部13中央。电池升降部17a通过缸17而在处于电池安装部13的上表面下方的位置与凸出位置之间运动。凸出位置对应于当电池单元42从电池安装部13升高间隙Λ的量时的电池单元42的位置。也就是说,电池单元42通过电池升降部17a运动的量设定为小于电池安装部13通过升降装置15运动的量。
[0030] 升降装置15具有伸缩机构,该伸缩机构具有两组第一连杆18a和第二连杆18b的。连杆18a、18b具有相同的长度并且在中间部分处彼此转动地联接。每个第一连杆18a的下端与一对下支承构件20中的一个转动地联接。每个第一连杆18a的上端与上支承轴21转动地联接,该上支承轴21能够在形成于一对上支承构件19中的一个上的长型孔19a内移动。每个第二连杆18b的下端与下支承轴22转动地联接,该下支承轴22能够在形成于一对下支承构件20中的一个上的长型孔20a内移动。每个第二连杆18b的上端与一对上支承构件19中的一个转动地联接。下支承轴22固定于滑动件(未示出)上,该滑动件能够相对于通过如图2A所示电机23旋转的螺杆轴24运动。当电机23沿正向旋转时,每个第一连杆18a的端部与相应的第二连杆18b的端部之间的距离减小,电池安装部13被升高。当电机23沿反向旋转时,每个第一连杆18a的端部与相应的第二连杆的端部之间的距离加宽,电池安装部13被降低。
[0031] 电池单元42不是直接从电池安装部13转移至输送装置16或从输送装置16转移至电池安装部13的,而是经由电池平台25移送的。如图1A和图2A所示,电池平台25位于比处于作为最低位置的待命位置的电池安装部13高的位置处。电池平台25构造为在水平面内转动。因此,即使车辆停在倾斜于电池更换位置的状态,电池支承部43仍然能够支承新电池单元42.
[0032] 更具体地,如图3A和图3B所示,支承构件26经由支架27在支承板12下方的位置处被支承为水平的。齿轮28具有通过轴承29支承的环形支承部28a。齿轮28经由轴承29旋转地设置在支承构件26上。电池平台25固定于齿轮28的上表面。孔25a、26a、28b分别形成在电池平台25、支承构件26以及齿轮28上,电池安装部13可穿过孔25a、26a、28b。驱动电机30固定至支承构件26。齿轮28与由驱动电机30驱动的驱动齿轮31啮合。齿轮28可通过驱动电机30沿正向以及反向方向转动。以这种方式,电池平台25可通过电机30在水平面内转动。
[0033] 输送装置16由具有一对链条32的链式传送机形成。电池单兀42由一对链条32支承以及输送,该链条的纵向方向设置为与链式传送机的输送方向垂直。输送装置16在电池平台25附近的移送位置与电池储存部附近的另一电池输送装置(储存位置)之间输送电池单元42。电池储存部暂时储存所回收的使用过的电池以及储存经充电电池。电池储存部例如由自动仓库形成。链式传送机沿着与停在电池更换位置的电动车的前后方向垂直的方向输送电池单元42。链式传送机延伸到电池平台25附近的位置。移送装置33位于输送装置16的电池平台25附近。移送装置33将已经通过输送装置16输送的新电池单元42移送到电池平台25上。
[0034] 移送装置33包括推板35,推板35由缸34移动。电池单元42由推板35推动并且从输送装置16移动到电池平台25。缸34可通过举升装置(未示出)而在缸34能够经由推板35推动电池单元42的位置与缸34不影响电池输送的回退位置之间移动。另一个移送装置36设置于电池平台25的与移送装置33相反的一侧。移送装置36将安装在电池平台25上的电池单元42移送到输送装置16上。
[0035] 位移检测装置设置在支承构件26上的电池平台25附近。位移检测装置检测已经从电池支承部43移动到电池平台25上的电池单元42相对于电池单元42基准位置的位移。电池单元42相对于基准位置的位移由如下角度表示:该角度由电池平台25上的电池单元42的侧面与电动车41的前后方向限定。基准位置是电池单元42的纵向方向与电动车41的前后方向平行的位置。因此,电池单元42相对于基准位置的位移指示电池单元42的纵向轴线从基准位置转动的角度。位移检测装置具有用作为两套距离检测装置的激光测距仪37a、37b。上述角度是基于由激光测距仪37a、37b测量到的到电池单元42的距离而检测到的。激光测距仪37a、37b设置为在输送装置16的输送方向上发射激光,同时避开移送装置36。
[0036] 通过如图2A和图3A所示的控制器38控制升降装置15、输送装置16、缸17、驱动电机30以及移送装置33。当接收到电池更换的请求信号时,控制器38顺序地执行用于使升降装置15升高的控制、用于使缸17凸出的控制、用于将锁定装置45解锁的控制、用于使缸17缩回的控制以及用于降低升降装置15的控制。相应地,需要进行充电的电池单元42从电池支承部43上被拆下,并被移动到接近输送装置16的位置。当已经充电的新电池单元42被放置于电池安装部13上时,控制器38顺序地执行用于使升降装置15升高的控制、用于使缸17凸出的控制、用于将锁定装置45锁定的控制、用于使缸17缩回的控制以及用于降低升降装置15的控制。相应地,新电池单元42被附接至电池支承部43。确切地说,锁定装置45的解锁控制和锁定控制不是直接由控制器38执行的。也就是说,安装在车辆上的控制器(未示出)接收用于使锁定装置45解锁或锁定的指令,然后相应地执行锁定装置45的解锁或锁定。
[0037] 现在描述电池更换设备11的操作。
[0038] 电动车41经由未示出的斜坡行进到支承板12上。然后,使电动车41停在电池更换位置,使前轮置于支承板12的楔件上。当电动车停止时,电池支承部43设置在其面对如图1A和图2A所示的升降装置15的电池安装部13的位置。通常地,在轮胎的磨损以及气压、悬架的状态、乘员以及货物的影响下,车辆在左右方向上以及前后方向上的重量平衡有所不同。因此,例如图4A所示,当电动车41停在电池更换位置时,电动车41相对于水平方向是倾斜的,并且电池支承部43相对于电池安装部13的上表面是倾斜的。在此状态下,电池更换设备11开始进行电池更换。
[0039] 首先,使升降装置15升高,从而使电池安装部13与车辆起升构件14 一起升高。然后,车辆起升构件14与地板下加强件44的部分下表面接触。之后,随着电池安装部13及车辆起升构件14升高,电动车41被升高,并且车身的倾斜逐渐得到校正。当车身变为水平时停止升降装置15的操作。在此状态下,如图4B所示,车身的倾斜已基本上被完全校正。另外,在此状态下,在电池安装部13的上表面与由电池支承部43支承的电池单元42的下表面之间形成间隙Λ。然后,缸17被致动以使电池升降部17a升高。如图4C所示,当锁定装置45在电池单元42的上表面与地板46的下表面接触的情况下被致动时,电池单元42从电池支承部43上解锁。然后,当缸17被致动从而使电池升降部17a缩回时,电池单元42被放置于电池安装部13上。随后,升降装置15降低,使得电池单元42在位于电池安装部13上的同时被降低。电池单元42的下表面最终与电池平台25的上表面接触。当升降装置15进一步降低时,电池单元42被移送到电池平台25上,而电池安装部13与车辆起升构件14 一起降低到待命位置。电动车41此时不再由车辆起升构件14支承。
[0040] 当电动车41停在电池更换位置时,电动车41的前后方向与输送装置16的输送方向在某些情况下没有预定的关系,而是依据轮胎的条件以及转向的状态而相互倾斜地移位。在此情况下,如图5A所示,已从电池支承部43上取下并被放置于电池平台25上的电池单元42相对于基准位置倾斜地移位。另一方面,如图5B中以双虚线与长虚线交替形成的线所表示的,电池单元42在通过输送装置16输送以及通过移送装置33移送到电池平台25上之后被设置于基准位置处。当升降装置15在此状态下升高时,电池单元42在相对于电池支承部43保持倾斜移位的同时被升高。由此,电池单元42可能不能被附接至电池支承部43.
[0041] 当电动车41的前后方向与输送装置16的输送方向不具有预定的位置关系时,为了将新电池单元42附接至电池支承部43,控制器38在其存储器中存储有已被从电池支承部43拆下以及被放置于电池平台25上的电池单元42的状态。具体地,激光测距仪37a、37b对至电池平台25上的使用过的电池单元42的距离进行检测。检测数据存储于控制器38的存储器中。接下来,移送装置36被致动,从而使电池单元42被从电池平台25移送到输送装置16上。之后,输送装置16被致动以将使用过的电池单元42从电池更换设备11移送。
[0042] 随后,经完全充电的新电池单元42通过电池输送装置16从电池存储部移送到输送装置16上,并放入电池更换设备11中。新电池单元42通过输送装置16输送到电池平台25附近的移送位置。接下来,移送装置33被致动,从而如图6A所示使新电池单元42被从输送装置16移送到电池平台25上。此时,电池单元42被放置于如图5B中以双虚线与长虚线交替形成的线所表示的电池平台25上的基准位置处。另一方面,电动车如图5B中以双虚线与长虚线交替形成的线所表示的倾斜地停放。为了将新电池单元42附接至电池支承部43,放置在电池平台25上的新电池单元42的位置需要被调节。因此,通过参考在使用过的电池单元42被取下时存储在存储器中的使用过的电池单元42的数据来调节电池平台25的位置。结果,如图5B中的实线所示,新电池单元42从水平面中的基准位置开始转动。如果在转动电池单元42之后使电池安装部13升高,则电池支承部43能够支承电池单元42.
[0043] 在新电池单元42的位置被调节之后,使升降装置15升高,从而使电池安装部13与车辆起升构件14 一起升高。在升降装置15的上升运动的中途,电池安装部13从电池平台25接收电池单元42。电池单元42在处于电池安装部13上的同时进一步升高。然后,如上所述,车辆起升构件14与电动车41的地板下加强件44的部分下表面接触。之后,随着电池安装部13及车辆起升构件14升高,电动车41升高,并且车身的倾斜逐渐被校正。当车身变为水平时停止升降装置15的操作。如图6B所示,电池单元42在电池单元42与地板46的下表面之间具有间隙Λ的情况下被保持在电池安装部13上。
[0044] 然后,缸17被致动以使电池升降部17a升高。然后,如图6C所示,锁定装置45在电池单元42的上表面与地板46的下表面保持接触的情况下被致动。接下来,如图6D所示,降低升降装置15。在此状态下,新电池单元42在由活塞杆45a锁定的同时由电池支承部43支承。当电池安装部13处于降低位置时,电池更换完成,并且电池平台25返回到原来的位置。
[0045] 在极少情况下,电动车41在电池支承部43处于水平的情况下停在电池更换位置处。在此情况下,为了更换电池单元42,以在电池支承部43不是水平的情况下相同的方式对升降装置15、缸17、锁定装置45以及输送装置16进行操作。
[0046] 本实施方式具有以下优点。
[0047] (I)电池更换设备11包括电池安装部13、车辆起升构件14以及升降装置15。当将电池单元42附接至电动车41的电池支承部43或者从电动车41的电池支承部43上拆下电池单元42时,车辆起升构件14与电池安装部13 —起运动从而与车身接触。电池单元42是从车辆下方附接至电池支承部43或者从电池支承部43拆下的。根据这种构造,即使电池支承部43在车辆处于电池更换位置的状态下是倾斜的,车辆也在电池安装部13被升高至电池拆卸-附接位置的情况下在车辆通过车辆起升构件14变为水平之后被升高。因此,尽管车辆在电池更换位置处是倾斜的,仍能够在不增加设备尺寸的情况下容易地更换电池。
[0048] (2)在电池单元42位于车身地板的下表面上的电动车中,电池侧部的位置通常设定为位于车辆侧部内侧以便在负载从侧面施加于车辆时防止电池受到损坏。因此,车辆地板的下表面需要在电池单元42的侧部外侧具有不能设置电池单元42的间隙区域。在这方面,根据本实施方式的车辆起升构件14在放置于车辆安装部13上的电池单元42的左右两侧像导轨一样延伸。这种构造允许车辆起升构件14使用所述间隙区域支承车辆。因此,与车辆起升构件14沿着电池单元42的前后端延伸的情况相比较,由电池支承部43支承的电池单元42的面积尺寸较大。另外,车辆起升构件14能够稳定地支承车辆。
[0049] (3)车辆起升构件14通过与设置在电池支承部43的左右两侧的地板下加强件44相接触来支承车辆。因此,不同于车辆起升构件14支承车辆的车门槛板的情况,能够在不刮伤装饰表面的情况下支承车辆。
[0050] (4)车辆起升构件14固定于电池安装部13。这允许车辆起升构件14与电池安装部13 —起运动。相比于在拆卸或附接电池单元42时车辆起升构件14与电池安装部13 —起运动以及能够相对于电池安装部13运动的结构,这种结构简化了电池更换设备的结构。
[0051] (5)车辆起升构件14的上表面相对于电池安装部13的上表面的高度设定为使得:当车辆起升构件14使电动车41升高而使车辆41为水平时,在电池安装部13上的电池单元42与电动车41的地板46之间存在间隙Λ。因此,当电池安装部13与放置于其上的电池单元42 —起升高到对应于电池支承部43的位置时,防止倾斜的车身与电池单元42相互接触。因此,没有很大的力被施加于地板46的下表面或电池单元42的一部分。
[0052] (6)电池安装部13具有电池升降部17a,电池升降部17a能够使电池单元42升高以及降低与间隙Λ相对应的距离。根据该构造,在电池安装部13处于最高位置处的情况下,电池单元42能够通过电池升降部17a升高,以使电池单元42的上表面与地板46的下表面接触。这允许电池单元42在地板46的下表面与电池单元42的上表面之间不产生间隙Λ的情况下由锁定装置45锁定。因此,在车辆行进过程中,避免电池单元42的震颤。
[0053] (7)电池平台25从电池安装部13接收已被从电池支承部43上拆下的电池单元42,并将新的经充电的电池单元42输送到电池安装部13。电池平台25构造为在水平面内转动。另外,位移检测装置设置于电池平台25附近。位移检测装置检测已被从电池支承部43上拆下并移动到电池平台25上的电池单元42相对于电池单元42的基准位置的位移。根据这种构造,在将新电池单元42放置到电池安装部13上并升高之前,能够根据需要调节电池平台25上的新电池单元42相对于水平面的倾斜。因此,即使电动车41停止为相对于预定位置倾斜的状态,电池支承部43仍能够支承新电池单元42。
[0054] 以上例示的实施方式可修改如下。
[0055] 可使用如下具有如下功能的锁定装置:用于在电池安装部13处于最高位置状态下使电池单元42升高与电池安装部13上的电池单元42与电动车41的地板46之间的间隙Λ相对应的距离。例如,可通过使用锁定装置将电池单元42升高到锁定位置,该锁定装置使类似棘爪的锁定构件在垂直面内转动,以使电池单元42在锁定位置与解锁位置之间运动。
[0056] 具有比间隙Λ大的厚度的弹性构件例如橡胶构件可固定至电动车41的地板46的下表面。在这种情况下,在电池安装部13已经运动到最高位置的情况下,弹性构件由于被保持在电池单元42的上表面与地板46的下表面之间而被压缩与间隙Λ相对应的量。在这种状态下,电池单元42可由锁定装置45锁定。电池单元42由电池支承部43支承并承受弹性构件的压缩反作用力。因此,在车辆行进期间,防止电池单元42震颤。
[0057] 车辆起升构件14不需要被固定至电池安装部13以使其与电池安装部13 —起移动。例如,在电池安装部13的上升运动中途,车辆起升构件14可开始与电池安装部13 —起升高直到最高位置。另外,在电池安装部13的下降运动中途,车辆起升构件14可与电池安装部13分离以便被保持在比待命位置高的位置处。
[0058] 电池安装部13不需要固定至升降装置15。例如,电池安装部13可包括固定至升降装置15的部分以及能够与该固定部分分离的托板。托板具有车辆起升构件14并且构造为将电池单元42安装于其上。在这种情况下,电池单元42与托板一起安装到电池平台25上。电池单元42与托板一起在电池平台25与输送装置16之间被移送、以及被输送。
[0059] 在例示的实施方式中,车辆起升构件14以与车辆线性接触的杆状构件使车辆升高。本发明不限于这种构造。例如,车辆起升构件14可形成为位于每个杆状构件的两端处的接触部,并且可在所述接触部的点处使车辆升高。
[0060] 可设置用于对车辆相对于水平方向的倾斜进行检测的检测装置。在此情况下,电池安装部13与车辆起升构件14的通过升降装置15的起升量可基于倾斜检测装置的检测信息进行调节。如果没有使用倾斜检测装置的检测信息,则车辆起升构件14的起升量预先设定为根据电池支承部43的高度和车轮的尺寸所确定的值。因此,只要对同一辆车执行电池更换就不存在问题。然而,当对不同的车辆执行电池更换时,需要在更换电池之前获得电池支承部43的高度以及车轮的尺寸,并且需要重新更新车辆起升构件14的起升量。关于这一点,如果使用倾斜检测装置的检测信息,则不管车辆的型号如何,车辆升降装置14仅需要升高到车辆为水平的位置即可。
[0061] 当通过车辆起升构件14使车辆升高而使车辆变为水平时,车辆可被起升到所有车轮与支承板12分离的高度。在这种情况下,对于相对于电池支承部43具有不同高度的不同型号的车辆而言,可将车辆起升构件14的起升量设定为相同值。
[0062] 在以上所述的构造中一其中车身在车辆起升构件14与地板下加强件44接触的情况下被升高,为了增加车辆起升构件14与相应的地板下加强件44接触的面积,可将辅助构件附接至每个地板下加强件44。
[0063] 当通过车辆起升构件14使车身升高以及调节车辆姿态时,车辆起升构件14不需要与位于电池支承部43的左右两侧的地板下加强件44接触,但是可与车门槛板接触。另夕卜,车辆也不需要被支承在电池支承部43的左右两侧,而是可被支承在电池支承部43的前后两侧。
[0064] 当电动车41的前后方向与输送装置16的输送方向不满足预定的位置关系时,可采用以下的构造作为用于将新电池单元42附接至电池支承部43的构造。具体地,输送装置16由可被相互独立地驱动的左侧传送带及右侧传送带形成。电池安装部13在传送带之间穿过的同时在待命位置与最高位置之间运动。从电池支承部43上拆下的使用过的电池单元42被移送到输送装置16以便被放置于两条传送带上。激光测距仪37a、37b检测已经从电池支承部43输送到两条传送带上的电池单元42的状态。检测数据储存在控制器38的存储器中。根据使用过的电池单元42被从电池支承部43输送到输送装置16时的状态,控制器38对新电池单元42相对于基准位置的倾斜进行调节。具体地,改变左侧传送带和右侧传送带的操作量,使得安装在传送带上的电池单元42在水平面内转动。这种构造简化了设备的结构。
[0065] 可采用以下构造使得:当电动车41停在电池更换位置时,电动车41的前后方向与输送装置16的输送方向满足预定的位置关系。例如,可使用导引部以使电动车41停在预定的位置处。可替换地,当电动车41停在偏离预定位置的位置处时,可发出用于重新执行停车操作的指令。这消除了对于如下构造的需要:用于使电池平台25转动的构造;以及用于独立地驱动输送装置16的左侧传送带和右侧传送带以使传送带上的电池单元42在水平面内转动的构造。
[0066] 例如,电池单元41可具有销,并且车辆可具有用作锁定装置45的销保持装置。
[0067] 例如,升降装置15可由使用用于使电池安装部13升高和降低的液压缸或电动缸的结构形成。
[0068] 输送装置16的输送方向可与停在电池更换位置的车辆的前后方向相同。
[0069] 替代车辆前进到电池更换位置,车辆可后退到电池更换位置。在这种情况下,楔件与车辆的后轮接触以使车辆停在电池更换位置。
[0070] 输送装置16不限于链式传送机,而可以是带式传送机或辊式传送机。在辊式传送机的情况下,移送装置33的推板35能够在辊式传送机上在推板35推动电池单元42的位置与推板35与电池单元42不干涉的位置之间运动。
[0071] 电池更换设备11可设置在形成于地下的坑中。在这种情况下,车辆可停在覆盖坑或位于坑之上的板上。
[0072] 本发明不限于驱动源仅是电池的电动车41,而可以应用于包括电机和发动机的混合动力车。
[0073] 当车辆起升构件14使车身升高到所有车轮都悬空的位置以便调节车身的姿态时,没有必要在车身的提升已经停止的状态下将车身设定为水平。也就是说,在此状态下,车身可倾斜到不造成对支承车身的干扰的程度。
[0074] 在这种情况下,仅需要以如下方式设置车身:使得电池单元42的底面与电池安装部13相互平行地设置,且在电池单元42与电池支承部43的锁定被取消之前在电池单元42的底面与电池安装部13之间具有间隙Λ。

Claims (6)

1.一种车辆电池更换设备,用于从下方将电池从设置于车辆中的电池支承部拆下或将电池附接至所述电池支承部,所述设备具有: 电池安装部; 车辆起升构件,至少在将所述电池从所述电池支承部拆下或将所述电池附接至所述电池支承部时,所述车辆起升构件与所述电池安装部一起运动以与车身接触;以及升降机构,所述升降机构用于使所述电池安装部升高或降低, 所述设备的特征在于, 在所述电池安装部中设置有电池升降部,以及 所述电池升降部向所述电池施加比通过所述升降机构施加于所述电池安装部的运动量小的运动量。
2.根据权利要求1所述的车辆电池更换设备,其特征在于,所述车辆起升构件为沿所述车身的前后方向延伸的杆状,以及所述车辆起升构件设置在所述电池的左侧及右侧。
3.根据权利要求1或2所述的车辆电池更换设备,其特征在于, 所述车辆包括设置在所述电池支承部的左侧和右侧的地板下加强件,以及 所述车辆起升构件通过与所述地板下加强件接触来支承所述车身。
4.根据权利要求1或2所述的车辆电池更换设备,其特征在于,所述车辆起升构件相对于所述电池安装部的上表面的高度设定为使得:当所述车辆起升构件使所述车辆升高而使所述车辆为水平时,在所述电池安装部上的所述电池的上表面与所述车辆的地板的下表面之间存在间隙Λ。
5.根据权利要求4所述的车辆电池更换设备,其特征在于,所述电池升降部构造为使所述电池升高或降低与所述间隙Λ相对应的距离。
6.根据权利要求4所述的车辆电池更换设备,其特征在于,所述车辆的地板的下表面固定有弹性构件,所述弹性构件具有比所述间隙Λ大的厚度。
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