CN107499319B - 一种电池转运设备、电池转运系统及电池转运方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电池转运设备、电池转运系统及电池转运方法，涉及电动汽车换电领域，电池转运设备包括：转运车体，转运车体的车顶的转盘，转盘上的电池托盘；还有驱动转盘转动的第一驱动电机；驱动转运车体移动的第二驱动电机；控制第一驱动电机和第二驱动电机工作的车体控制模块；接收控制指令并发送给车体控制模块的第一无线通讯模块；以及采集转运车体的地理位置信息并发送给车体控制模块的位置传感器。本发明不仅能够解决换电站多个换电车位的电池转运问题，还能够提升换电站的运行效率，降低电池集中存储的安全隐患，实现了换电区域与存储区域电池长距离转运。

Description

一种电池转运设备、电池转运系统及电池转运方法
技术领域
本发明涉及电动汽车换电领域，具体涉及一种电池转运设备、电池转运系统及电池转运方法。
背景技术
现今社会，电动汽车已经成为一种趋势，而电池作为电动汽车的动力来源，受到人们的重视。现有的技术一般是通过电池快换技术来实现汽车的长时间供电。按照电池在整车上的安装位置，电池快换分为底盘式换电、侧向换电和后行李箱式换电，一般在换电站采用半自动化或全自动化的换电设备完成。
现有的换电站通常由换电区域、电池存储区域、充电区域和监控区域组成，换电站通常采用转运设备实现换电电池在换电区域与电池存储区域的运输，但是现有的换电站通常采用一个转运设备，在同一时刻只能对一辆换电车辆的特定型号的电池换电，不具备换电电池和换电车型的通用性，并且换电站的运行效率比较低，当一个换电通道出现故障时，换电站失去电池换电功能；换电区域与电池存储区域不能有效的物理隔离，当电池出现热效应时，可能导致严重的安全事故。
因此，亟需一种电池转运设备、电池转运系统及电池转运方法，能够解决电池换电站多个换电工位的电池转运问题，提升电池换电站的运行效率，降低电池集中存储的安全隐患，实现了换电区域与存储区域电池长距离转运。
发明内容
本发明实施例提供一种电池转运设备、电池转运系统及电池转运方法，解决电池换电站与电池存储区域不能有效的物理隔离，电池换电站的运行效率低下，电池集中存储不安全的问题。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种电池转运设备，包括：
转运车体，所述转运车体的车顶上设置有一转盘，所述转盘上安装有一电池托盘；
用于驱动所述转盘转动的第一驱动电机，所述第一驱动电机与所述转盘连接；
用于驱动所述转运车体移动的第二驱动电机；
用于控制第一驱动电机和第二驱动电机工作的车体控制模块；
用于接收控制指令并发送给车体控制模块的第一无线通讯模块；
以及用于采集转运车体的地理位置信息并发送给车体控制模块的位置传感器；
所述车体控制模块，分别与所述第一无线通讯模块、位置传感器、第一驱动电机和第二驱动电机连接。
优选的，所述转运车体内还安装有一用于为所述车体控制模块、第一驱动电机和第二驱动电机供电的电池。
优选的，所述电池托盘设置有一定位孔，所述定位孔中插设有一用于固定放置于电池托盘上的电动汽车电池的定位销。
优选的，所述转运车体的底部安装有沿着导轨转动的多个转轮。
优选的，所述转轮的数量为4个。
本发明的实施例提供一种电池转运系统，包括电池转运设备，还包括：
用于存储电动汽车电池的电池存储区域；所述电池存储区域安装有存储区域控制器，所述存储区域控制器，用于接收并提示所述电池转运设备发送的待更换的目标电池信息；
电池换电站，所述电池换电站包括用于进行电动汽车电池更换的换电工位；
环形主导轨，连接在所述电池存储区域和电池换电站之间；
其中，每个换电工位均设置有一对应的旁路导轨，所述旁路导轨连接在所述环形主导轨与换电工位之间；
所述电池换电站中设置有一换电站监控设备，所述换电站监控设备与所述车体控制模块以无线方式连接。
优选的，所述电池转运设备的数量为至少两个；所述换电工位的数量为至少两个。
优选的，所述换电站监控设备包括有第二无线通讯模块。
优选的，所述第一无线通讯模块和第二无线通讯模块均为蓝牙通讯模块，或者，所述第一无线通讯模块和第二无线通讯模块均为无线保真Wi-Fi通讯模块。
本发明实施例提供的一种电池转运方法，应用于上述所述的电池转运系统，其所述电池转运方法包括：
换电站监控设备读取进入第一换电工位的待换电车辆的第一电池型号信息；
换电站监控设备选择出一处于空闲状态的第一电池转运设备，并向第一电池转运设备发送一换电请求消息，所述换电请求消息携带有所述第一电池型号信息以及所述第一换电工位的工位号；
第一电池转运设备根据所述换电请求消息，沿环形主导轨移动至电池存储区域，并将所述第一电池型号信息发送至电池存储区域的存储区域控制器，所述存储区域控制器接收并提示所述第一电池型号信息；
第一电池转运设备在检测到自身的电池托盘已装载有待更换的目标电池后，根据所述第一换电工位的工位号，沿环形主导轨移动至第一换电工位对应的旁路导轨。
优选的，在沿环形主导轨移动至第一换电工位对应的旁路导轨的步骤之后，所述方法还包括：
第一电池转运设备在检测到自身的电池托盘已装载有被更换的原始电池后，沿环形主导轨移动至电池存储区域，并将所述第一电池型号信息发送至电池存储区域的存储区域控制器，所述存储区域控制器接收并提示所述第一电池型号信息。
优选的，所述换电站监控设备在本地维护各个电池转运设备的工作状态，所述工作状态包括空闲状态和忙状态；所述换电站监控设备在选择出所述第一电池转运设备之后，进一步将本地维护的所述第一电池转运设备的工作状态更新为忙状态。
与现有技术相比，本发明实施例提供的一种电池转运设备、电池转运系统及电池转运方法，至少具有以下有益效果：
电池转运设备与换电站监控设备通讯，可实现电池存储区域与多个电池换电站的电池转运；每个换电工位均设置有一对应的旁路导轨，所述旁路导轨连接在所述环形主导轨与换电工位之间，可以实现多个换电工位电池的转运，提高电池换电站的转运效率；车体控制模块的设计可以实现每个转运设备的独立控制，提升换电站的扩展性和灵活性；第一无线通讯模块和第二无线通讯模块均为蓝牙通讯模块，或者，所述第一无线通讯模块和第二无线通讯模块均为无线保真Wi-Fi通讯模块，解决了电池换电站和电池存储区域物理隔离情况下，电池长距离转运的问题。
附图说明
图1为本发明实施例提供的电池转运设备的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的电池转运系统的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的电池转运方法的流程图；
图4为本发明实施例提供的另一种电池转运方法的流程图；
附图标记：其中图中：
11-电池托盘，12-第一无线通讯模块，13-车体控制模块，14-位置传感器，15-电池，16-转运车体，17-第一驱动电机，18-第二驱动电机。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。在下面的描述中，提供诸如具体的配置和组件的特定细节仅仅是为了帮助全面理解本发明的实施例。因此，本领域技术人员应该清楚，可以对这里描述的实施例进行各种改变和修改而不脱离本发明的范围和精神。另外，为了清楚和简洁，省略了对已知功能和构造的描述。
应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。
在本发明的各种实施例中，应理解，下述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
本发明实施例提供了一种电池转运设备，请参照图1，该转运设备包括：
转运车体16，所述转运车体16的车顶上设置有一转盘，所述转盘上安装有一电池托盘11；
用于驱动所述转盘转动的第一驱动电机17，所述第一驱动电机17与所述转盘连接；
用于驱动所述转运车体16移动的第二驱动电机18；
用于控制第一驱动电机17和第二驱动电机18工作的车体控制模块13；
用于接收控制指令并发送给车体控制模块13的第一无线通讯模块12；
以及用于采集转运车体16的地理位置信息并发送给车体控制模块13的位置传感器14。
所述车体控制模块13，分别与所述第一无线通讯模块12、位置传感器14、第一驱动电机17和第二驱动电机18连接。
本发明实施例还提供了一种电池转运系统，请参照图2，包括多个所述的电池转运设备，还包括：
用于存储电动汽车电池的电池存储区域21；
电池换电站22，所述电池换电站22包括多个用于进行电动汽车电池更换的换电工位221；
环形主导轨23，连接在所述电池存储区域21和电池换电站22之间。
其中，每个换电工位221均设置有一对应的旁路导轨222，所述旁路导轨222连接在所述环形主导轨23与换电工位221之间。
所述电池换电站22中设置有一换电站监控设备223，所述换电站监控设备223与所述车体控制模块13以无线方式连接。
从以上所述可以看出，在本发明实施例提供的电池转运设备、电池转运系统及电池转运方法中，电池转运设备与换电站监控设备223通讯，可实现电池存储区域21与多个电池换电站22的电池转运；每个换电工位221均设置有一对应的旁路导轨222，所述旁路导轨222连接在所述环形主导轨23与换电工位221之间，可以实现多个车位换电电池的转运，提高换电站的转运效率；车体控制模块13的设计可以实现每个转运设备的独立控制，提升换电站的扩展性和灵活性。
在本发明实施例中，所述转运车体16内还安装有一用于为所述车体控制模块13、第一驱动电机17和第二驱动电机18供电的电池。
所述电池托盘11设置有一定位孔，所述定位孔中插设有一用于固定放置于电池托盘11上的电动汽车电池的定位销。
所述转运车体16的底部安装有可沿着导轨转动的多个转轮。
所述转轮的数量可以为4个；
所述电池转运设备的数量为至少两个；
所述换电工位的数量为至少两个；
所述换电站监控设备223包括有第二无线通讯模块；
所述第一无线通讯模块12和第二无线通讯模块均为蓝牙通讯模块，或者，所述第一无线通讯模块12和第二无线通讯模块均为无线保真Wi-Fi通讯模块，解决了电池换电站22和电池存储区域21物理隔离情况下，电池长距离转运的问题。
本发明实施例还提供了一种电池转运方法，应用于上述的电池转运系统，如图3所示，所述电池转运方法包括：
步骤S1，换电站监控设备223读取进入第一换电工位的待换电车辆的第一电池型号信息。
步骤S2，换电站监控设备223选择出一处于空闲状态的第一电池转运设备，并向第一电池转运设备发送一换电请求消息，所述换电请求消息携带有所述第一电池型号信息以及所述第一换电工位的工位号。
步骤S3，第一电池转运设备根据所述换电请求消息，沿环形主导轨移动至电池存储区域，并将所述第一电池型号信息发送至电池存储区域21的存储区域控制器，所述存储区域控制器接收并提示所述第一电池型号信息。
步骤S4，第一电池转运设备在检测到自身的电池托盘已装载有待更换的目标电池后，根据所述第一换电工位的工位号，沿环形主导轨23移动至第一换电工位对应的旁路导轨222。
在本发明实施例的步骤S4中，所述第一电池转运设备检测电池托盘是否装载待更换目标电池，检测过程可以是：
例如，所述电池转运设备上设置有第一按键，当所述目标电池被安装在电池托盘上，按下所述第一按键，所述电池转运设备检测到该按键被按下后，即判定电池托盘已装载目标电池。
在本发明实施例中，在步骤S4之后，所述方法还包括：
第一电池转运设备在检测到自身的电池托盘已装载有被更换的原始电池后，沿环形主导轨23移动至电池存储区域21，并将所述第一电池型号信息发送至电池存储区域21的存储区域控制器，所述存储区域控制器接收并提示所述第一电池型号信息。
上述检测电池托盘是否已装载被更换的原始电池的检测过程可以是：
例如，所述电池转运设备上设置有第二按键，当所述原始电池被安装在电池托盘上，按下所述第二按键，所述电池转运设备检测到所述第二按键被按下后，即判定电池托盘已装载原始电池。
所述换电站监控设备在本地维护各个电池转运设备的工作状态，所述工作状态包括空闲状态和忙状态；所述换电站监控设备在选择出所述第一电池转运设备之后，进一步将本地维护的所述第一电池转运设备的工作状态更新为忙状态。
本发明实施例还提供了另一种电池转运方法，请参照图4，流程如下：
步骤301，需要换电的车辆进入换电工位N1，所述换电监控设备读取电池型号、换电工位号等信息，所述换电站监控设备223通过第二无线通讯模块，将信息传送给所述电池转运设备。
步骤302，所述电池转运设备接收到换电站监控设备223发送的信息后，车体控制模块3驱动电池转运设备移动到电池存储区域21。
步骤303，所述电池转运设备发送更换电池型号的信息，所述电池存储区域21的存储区域控制器接收更换电池型号的信息，并等待该型号电池的装载。
步骤304，所述电池存储区域21判断电池装载后，存储区域控制器驱动电池转运设备沿着环形主导轨23移动。
步骤305，所述电池转运设备接收位置传感器14发送的所在换电工位X的位置信息。
步骤306，若换电工位X的位置信息与N1相同，则继续进行步骤307；若换电工位X的位置信息与N1不同，则继续返回步骤304。
步骤307～308，所述电池转运设备进入到电池换电站22，在所述电池换电站22中相应的换电工位221，等待换电设备取待更换电池。
步骤309～310，电池更换完成后，所述电池转运设备装载被更换的电池，沿着旁路导轨222运送到电池存储区域21，对电池进行物理隔离存储。
综上所述，本发明不仅实现了电池存储区域21与多个电池换电站22的电池转运的功能，还提升了电池换电站22的使用效率，并且解决了电池换电站22与电池存储区域21物理隔离情况下，电池长距离转运困难的问题，降低了电池集中存储的安全隐患，另外，电池转运设备的独立驱动和控制，也提升了电池转运的距离和灵活性，有利于扩展换电通道。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种电池转运系统，其特征在于，包括电池转运设备，所述电池转运设备包括转运车体(16)，所述转运车体(16)的车顶上设置有一转盘，所述转盘上安装有一电池托盘(11)；用于驱动所述转盘转动的第一驱动电机(17)，所述第一驱动电机(17)与所述转盘连接；用于驱动所述转运车体(16)移动的第二驱动电机(18)；用于控制第一驱动电机(17)和第二驱动电机(18)工作的车体控制模块(13)；
用于接收控制指令并发送给车体控制模块(13)的第一无线通讯模块(12)；
以及用于采集转运车体(16)的地理位置信息并发送给车体控制模块(13)的位置传感器(14)；
所述车体控制模块(13)，分别与所述第一无线通讯模块(12)、位置传感器(14)、第一驱动电机(17)和第二驱动电机(18)连接；所述电池转运系统还包括：
用于存储电动汽车电池的电池存储区域(21)；所述电池存储区域(21)安装有存储区域控制器，所述存储区域控制器，用于接收并提示所述电池转运设备发送的待更换的目标电池信息；
电池换电站(22)，所述电池换电站包括用于进行电动汽车电池更换的换电工位(221)；
环形主导轨(23)，连接在所述电池存储区域(21)和电池换电站(22)之间；
其中，每个换电工位(221)均设置有一对应的旁路导轨(222)，所述旁路导轨(222)连接在所述环形主导轨(23)与换电工位(221)之间；
所述电池换电站(22)中设置有一换电站监控设备(223)，所述换电站监控设备(223)与所述车体控制模块(13)以无线方式连接。
2.如权利要求1所述的电池转运系统，其特征在于，所述电池转运设备的数量为至少两个，所述换电工位(221)的数量为至少两个。
3.如权利要求1所述的电池转运系统，其特征在于，所述换电站监控设备(223)包括有第二无线通讯模块。
4.如权利要求3所述的电池转运系统，其特征在于，所述第一无线通讯模块(12)和第二无线通讯模块均为蓝牙通讯模块，或者，所述第一无线通讯模块(12)和第二无线通讯模块均为无线保真Wi-Fi通讯模块。
5.一种电池转运方法，应用于权利要求1至4任一项所述的电池转运系统，其特征在于，所述电池转运方法包括：
换电站监控设备(223)读取进入第一换电工位的待换电车辆的第一电池型号信息；
换电站监控设备(223)选择出一处于空闲状态的第一电池转运设备，并向第一电池转运设备发送一换电请求消息，所述换电请求消息携带有所述第一电池型号信息以及所述第一换电工位的工位号；
第一电池转运设备根据所述换电请求消息，沿环形主导轨(23)移动至电池存储区域(21)，并将所述第一电池型号信息发送至电池存储区域(21)的存储区域控制器，所述存储区域控制器接收并提示所述第一电池型号信息；
第一电池转运设备在检测到自身的电池托盘已装载有待更换的目标电池后，根据所述第一换电工位的工位号，沿环形主导轨(23)移动至第一换电工位对应的旁路导轨(222)。
6.如权利要求5所述的电池转运方法，其特征在于，在沿环形主导轨(23)移动至第一换电工位对应的旁路导轨(222)的步骤之后，所述方法还包括：
第一电池转运设备在检测到自身的电池托盘已装载有被更换的原始电池后，沿环形主导轨(23)移动至电池存储区域(21)，并将所述第一电池型号信息发送至电池存储区域(21)的存储区域控制器，所述存储区域控制器接收并提示所述第一电池型号信息。
7.如权利要求5所述的电池转运方法，其特征在于，所述换电站监控设备(223)在本地维护各个电池转运设备的工作状态，所述工作状态包括空闲状态和忙状态；所述换电站监控设备(223)在选择出所述第一电池转运设备之后，进一步将本地维护的所述第一电池转运设备的工作状态更新为忙状态。
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