CN109941240B - 一种便于更换电池的物联网新能源汽车系统及使用方法 - Google Patents

一种便于更换电池的物联网新能源汽车系统及使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种便于更换电池的物联网新能源汽车系统,包括物联网信号控制系统、电池充电转盘系统以及电池更换系统,所述电池更换系统适配有安装于新能源汽车底部的电池,所述电池与新能源汽车底部螺纹连接,所述物联网信号控制系统以及电池更换系统设于物联网车位内,所述电池更换系统设于物联网车位端部,还公开了其使用方法。本发明的便于更换电池的物联网新能源汽车系统及使用方法,通过物联网车位内安装的物联网信号控制系统、电池充电转盘系统以及电池更换系统,实现驾驶员不下车的情况下高效的完成电池更换,被换下的电池继续充电,留给后面的更换电池的新能源汽车使用,设备体积小,不占地,能当正常停车位使用。

Description

一种便于更换电池的物联网新能源汽车系统及使用方法
技术领域
本发明涉及一种物联网汽车系统,具体涉及一种物联网新能源汽车系统及使用方法。
背景技术
目前,新能源汽车由于其环保节能的特点,正日益受市场青睐,新能源汽车包括纯电动汽车、增程式电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动汽车、氢发动机汽车、其他新能源汽车等,如传统的以汽油或者柴油作为能源汽车需要加油站一样,新能源汽车特别是新能源电动汽车也需要相应的能源补充站,成规模的能源补充站对推进新能源汽车的普及具有重大意义,传统的加油站建设成本高,如何建设适合新能源电动汽车的低成本、高经济性的能源补充站是新能源电动汽车目前面临的重大问题,新能源电动汽车目前缺少相应的能源补充站点,严重制约了新能源电动汽车的发展,另外,新能源电动汽车还存在充电时间长、长途驾驶必须充电等问题,所以建立快速更换电池的停车位是更好的解决方式,全民新能源汽车共享电池,更加能将电动车的环保作用发挥至极致,现有技术中,电动汽车电池更换主要以半自动的方式进行,即人工操作电池搬运设备来更换电动汽车电池。虽然此种方式操作简单、设备成本低廉,但搬运过程由于人工介入,搬运过程时间较长,另外,用于存放和充放电管理功能的电池架一般体积较大,从电动汽车换下的电池被直接搬运至充电架上,平均移动距离势必较大,对于采用更换电池方式的电动汽车来说,更换电池的时间和自动化是最为重要的指标,因此需要寻求提高更换电池速度的新的技术方案,还可以结合物联网科技,物联网是新一代信息技术的重要组成部分,也是“信息化”时代的重要发展阶段,物联网就是物物相连的互联网,这有两层意思:其一,物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;其二,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通信,也就是物物相息,物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术,广泛应用于网络的融合中,电池更换系统并结合物联网技术,最大限度的提高更换效率。
发明内容
发明目的:本发明的目的在于针对现有技术的不足,提供一种便于更换电池的物联网新能源汽车系统及使用方法,方便使用。
技术方案:本发明所述的一种便于更换电池的物联网新能源汽车系统,包括物联网信号控制系统、电池充电转盘系统以及电池更换系统,所述电池更换系统适配有安装于新能源汽车底部的电池,所述电池与新能源汽车底部螺纹连接,所述物联网信号控制系统以及电池更换系统设于物联网车位内,所述电池更换系统设于物联网车位端部。
所述物联网车位包括嵌设于地面的长方体容纳箱,所述容纳箱表面设有车位感应线,所述车位感应线位于汽车头部设有第一压力感应器,所述车位感应线位于汽车尾部设有第二压力感应器。
所述电池更换系统包括设于物联网车位端部的C型起落架,所述C型起落架端部的两侧支撑臂铰接于物联网车位,所述C型起落架的杆臂铰接于若干电动伸缩杆一端,所述电动伸缩杆另一端铰接于物联网车位,所述C型起落架的杆臂两侧对称的转动套设有第一连接臂,所述第一连接臂插接有连接套,所述第一连接臂与连接套结合处设有橡胶减震垫以及第三压力感应器,所述连接套外壁铰接有第二连接臂,所述第二连接臂端部铰接有定位C型板,两定位C型板之间通过位移补偿组件连接有横梁,所述横梁中部设有支撑柱,所述支撑柱铰接于弧形护板中部,所述支撑柱端部设有无刷电机,所述无刷电机的输出轴设有用于驱动电池旋转的主动齿轮,所述弧形护板设有供主动齿轮穿出的条形槽。
所述位移补偿组件包括设于横梁端部的销轴,横梁每端对称的设有两个销轴且销轴上设有套筒,所述套筒外壁连接于复位弹簧一端,所述复位弹簧另一端连接于定位C型板内侧,所述套筒与定位C型板内侧之间铰接有伸缩稳定杆,所述伸缩稳定杆设有8个,且分别设于各复位弹簧两侧。
所述电动伸缩杆伸至最长状态下,所述第二连接臂抬起并与水平面之间的夹角为0°~5°。
所述第二连接臂端部均设有导向杆,所述导向杆端部设有滚轮,所述滚轮的滚面设有防滑橡胶,所述导向杆中部设有向上弯折的旋转部,新能源汽车底部设有与滚轮相适配的滑道,所述滑道内设有用于判断滚轮相对位置的距离感应器。
所述电池充电转盘系统设于物联网车位表面凹槽内,电池充电转盘系统包括与电池更换系统同步移动的转盘本体,所述转盘本体上均匀环绕的设有若干用于防止圆柱形电池的孔洞,所述电池顶部设有外螺纹,所述电池顶部外螺纹连接于汽车底盘底部的电池匣内,所述电池中下部周面设有与主动齿轮相适配的被动齿条,所述被动齿条包括第一半环部和第二半环部,所述第一半环部和第二半环部连接处设有绝缘条,第一半环部和第二半环部分别连接于用于充电的正负极,所述孔洞内部设有连接于物联网信号控制系统的提升组件,所述提升组件顶部设有吸附电池底部的磁板,所述转盘本体下表面连接于第一旋转电机的输出轴,所述圆柱形电池的孔洞的内壁设有两个可弹性抵靠在电池侧壁的两个正负充电极。
所述提升组件包括第二旋转电机,所述第二旋转电机的输出轴设有平衡板,所述平衡板的的顶部设有若干气动伸缩杆,所述气动伸缩杆的伸缩端连接于磁板。
所述转盘本体中央处与横梁中部通过连动伸缩杆连接,所述连动伸缩杆垂直于转盘本体所在平面与横梁的轴向方向,所述第一旋转电机的底部设有万向轮,所述万向轮在物联网车位表面凹槽内行走。
一种便于更换电池的物联网新能源汽车系统的使用方法,包括以下步骤:
步骤1:新能源汽车向后倒车,触碰第一压力感应器,物联网信号控制系统启动第一旋转电机,将转盘本体无满电电池位旋转至预定位置;
步骤2:新能源汽车继续向后倒车,电动伸缩杆启动,C型起落架抬起,进而带动第一连接臂、第二连接臂、顺次抬起,滑道内的用于判断滚轮相对位置的距离感应器将数据发送给驾驶员,当该数据满足预定范围值且触发第二压力感应器时,物联网信号控制系统启动气动伸缩杆,磁板上升至靠近转盘本体上表面处;
步骤3:新能源汽车倒车完成,电池底部抵靠于弧形护板,物联网信号控制系统启动无刷电机,主动齿轮与被动齿条相结合,并将电池从车底旋入转盘本体的孔洞内;
步骤4:物联网信号控制系统再次启动第一旋转电机,将转盘本体有满电电池位旋转至预定位置,启动无刷电机,主动齿轮与被动齿条相结合,并将电池从转盘本体的孔洞内旋入车底。
有益效果:本发明的一种便于更换电池的物联网新能源汽车系统及使用方法,通过物联网车位内安装的物联网信号控制系统、电池充电转盘系统以及电池更换系统,实现驾驶员不下车的情况下高效的完成电池更换,被换下的电池继续充电,留给后面的更换电池的新能源汽车使用,设备体积小,不占地,能当正常停车位使用。
附图说明
图1为本发明电池更换系统的结构示意图;
图2为本发明电池充电转盘系统的结构示意图;
图3为本发明转盘本体上孔洞内部的的结构示意图;
图4为本发明电池与车体的安装示意图。
具体实施方式
下面对本发明技术方案进行详细说明,但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。
如图1至图4所示,本发明的一种便于更换电池的物联网新能源汽车系统,包括物联网信号控制系统、电池充电转盘系统以及电池更换系统,电池更换系统适配有安装于新能源汽车底部的电池1,电池1与新能源汽车底部螺纹连接,物联网信号控制系统以及电池更换系统设于物联网车位2内,电池更换系统设于物联网车位2端部。
物联网车位包括嵌设于地面的长方体容纳箱,容纳箱表面设有车位感应线,车位感应线位于汽车头部设有第一压力感应器3,车位感应线位于汽车尾部设有第二压力感应器4。
电池更换系统包括设于物联网车位2端部的C型起落架5,C型起落架5端部的两侧支撑臂铰接于物联网车位2,C型起落架5的杆臂铰接于若干电动伸缩杆6一端,电动伸缩杆6另一端铰接于物联网车位2,C型起落架5的杆臂两侧对称的转动套设有第一连接臂7,第一连接臂7插接有连接套8,第一连接臂7与连接套8结合处设有橡胶减震垫9以及第三压力感应器,连接套8外壁铰接有第二连接臂10,第二连接臂10端部铰接有定位C型板11,两定位C型板11之间通过位移补偿组件连接有横梁12,横梁12中部设有支撑柱13,支撑柱13铰接于弧形护板14中部,支撑柱13端部设有无刷电机15,无刷电机15的输出轴设有用于驱动电池1旋转的主动齿轮,弧形护板14设有供主动齿轮穿出的条形槽。
位移补偿组件包括设于横梁12端部的销轴16,横梁12每端对称的设有两个销轴16且销轴16上设有套筒17,套筒17外壁连接于复位弹簧18一端,复位弹簧18另一端连接于定位C型板11内侧,套筒17与定位C型板11内侧之间铰接有伸缩稳定杆19,伸缩稳定杆19设有8个,且分别设于各复位弹簧18两侧。
电动伸缩杆6伸至最长状态下,第二连接臂10抬起并与水平面之间的夹角为0°~5°。
第二连接臂10端部均设有导向杆20,导向杆20端部设有滚轮21,滚轮21的滚面设有防滑橡胶,导向杆20中部设有向上弯折的旋转部22,新能源汽车底部设有与滚轮21相适配的滑道23,滑道23内设有用于判断滚轮21相对位置的距离感应器。
电池充电转盘系统设于物联网车位2表面凹槽内,电池充电转盘系统包括与电池更换系统同步移动的转盘本体24,转盘本体24上均匀环绕的设有若干用于防止圆柱形电池的孔洞25,电池1顶部设有外螺纹,电池1顶部外螺纹连接于汽车底盘底部的电池匣内,电池1中下部周面设有与主动齿轮相适配的被动齿条,被动齿条包括第一半环部26和第二半环部27,第一半环部26和第二半环部27连接处设有绝缘条28,第一半环部26和第二半环部27分别连接于用于充电的正负极,孔洞25内部设有连接于物联网信号控制系统的提升组件,提升组件顶部设有吸附电池1底部的磁板29,转盘本体24下表面连接于第一旋转电机30的输出轴,圆柱形电池的孔洞25的内壁设有两个可弹性抵靠在电池1侧壁的两个正负充电极31。
提升组件包括第二旋转电机32,第二旋转电机32的输出轴设有平衡板33,平衡板33的的顶部设有若干气动伸缩杆34,气动伸缩杆34的伸缩端连接于磁板29。
转盘本体24中央处与横梁12中部通过连动伸缩杆连接,连动伸缩杆垂直于转盘本体24所在平面与横梁12的轴向方向,第一旋转电机30的底部设有万向轮,万向轮在物联网车位2表面凹槽内行走。
一种便于更换电池的物联网新能源汽车系统的使用方法,包括以下步骤:
步骤1:新能源汽车向后倒车,触碰第一压力感应器3,物联网信号控制系统启动第一旋转电机30,将转盘本体24无满电电池位旋转至预定位置;
步骤2:新能源汽车继续向后倒车,电动伸缩杆6启动,C型起落架5抬起,进而带动第一连接臂7、第二连接臂10顺次抬起,滑道23内的用于判断滚轮21相对位置的距离感应器将数据发送给驾驶员,当该数据满足预定范围值且触发第二压力感应器4时,物联网信号控制系统启动气动伸缩杆34,磁板29上升至靠近转盘本体24上表面处;
步骤3:新能源汽车倒车完成,电池1底部抵靠于弧形护板14,物联网信号控制系统启动无刷电机15,主动齿轮与被动齿条相结合,并将电池1从车底旋入转盘本体的孔洞25内;
步骤4:物联网信号控制系统再次启动第一旋转电机30,将转盘本体24有满电电池位旋转至预定位置,启动无刷电机15,主动齿轮与被动齿条相结合,并将电池1从转盘本体的孔洞25内旋入车底。
通过物联网车位内安装的物联网信号控制系统、电池充电转盘系统以及电池更换系统,实现驾驶员不下车的情况下高效的完成电池更换,被换下的电池继续充电,留给后面的更换电池的新能源汽车使用,设备体积小,不占地,能当正常停车位使用。
如上所述,尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明,但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下,可对其在形式上和细节上作出各种变化。

Claims (7)

1.一种便于更换电池的物联网新能源汽车系统,其特征在于:包括物联网信号控制系统、电池充电转盘系统以及电池更换系统,所述电池更换系统适配有安装于新能源汽车底部的电池,所述电池与新能源汽车底部螺纹连接,所述物联网信号控制系统以及电池更换系统设于物联网车位内,所述电池更换系统设于物联网车位端部;
所述物联网车位包括嵌设于地面的长方体容纳箱,所述容纳箱表面设有车位感应线,所述车位感应线位于汽车头部设有第一压力感应器,所述车位感应线位于汽车尾部设有第二压力感应器;
所述电池更换系统包括设于物联网车位端部的C型起落架,所述C型起落架端部的两侧支撑臂铰接于物联网车位,所述C型起落架的杆臂铰接于若干电动伸缩杆一端,所述电动伸缩杆另一端铰接于物联网车位,所述C型起落架的杆臂两侧对称的转动套设有第一连接臂,所述第一连接臂插接有连接套,所述第一连接臂与连接套结合处设有橡胶减震垫以及第三压力感应器,所述连接套外壁铰接有第二连接臂,所述第二连接臂端部铰接有定位C型板,两定位C型板之间通过位移补偿组件连接有横梁,所述横梁中部设有支撑柱,所述支撑柱铰接于弧形护板中部,所述支撑柱端部设有无刷电机,所述无刷电机的输出轴设有用于驱动电池旋转的主动齿轮,所述弧形护板设有供主动齿轮穿出的条形槽;
所述电动伸缩杆伸至最长状态下,所述第二连接臂抬起并与水平面之间的夹角为0°~5°。
2.根据权利要求1所述的便于更换电池的物联网新能源汽车系统,其特征在于:所述位移补偿组件包括设于横梁端部的销轴,横梁每端对称的设有两个销轴且销轴上设有套筒,所述套筒外壁连接于复位弹簧一端,所述复位弹簧另一端连接于定位C型板内侧,所述套筒与定位C型板内侧之间铰接有伸缩稳定杆,所述伸缩稳定杆设有8个,且分别设于各复位弹簧两侧。
3.根据权利要求1所述的便于更换电池的物联网新能源汽车系统,其特征在于:所述第二连接臂端部均设有导向杆,所述导向杆端部设有滚轮,所述滚轮的滚面设有防滑橡胶,所述导向杆中部设有向上弯折的旋转部,新能源汽车底部设有与滚轮相适配的滑道,所述滑道内设有用于判断滚轮相对位置的距离感应器。
4.根据权利要求1所述的便于更换电池的物联网新能源汽车系统,其特征在于:所述电池充电转盘系统设于物联网车位表面凹槽内,电池充电转盘系统包括与电池更换系统同步移动的转盘本体,所述转盘本体上均匀环绕的设有若干用于防止圆柱形电池的孔洞,所述电池顶部设有外螺纹,所述电池顶部外螺纹连接于汽车底盘底部的电池匣内,所述电池中下部周面设有与主动齿轮相适配的被动齿条,所述被动齿条包括第一半环部和第二半环部,所述第一半环部和第二半环部连接处设有绝缘条,第一半环部和第二半环部分别连接于用于充电的正负极,所述孔洞内部设有连接于物联网信号控制系统的提升组件,所述提升组件顶部设有吸附电池底部的磁板,所述转盘本体下表面连接于第一旋转电机的输出轴,所述圆柱形电池的孔洞的内壁设有两个可弹性抵靠在电池侧壁的两个正负充电极。
5.根据权利要求4所述的便于更换电池的物联网新能源汽车系统,其特征在于:所述提升组件包括第二旋转电机,所述第二旋转电机的输出轴设有平衡板,所述平衡板的的顶部设有若干气动伸缩杆,所述气动伸缩杆的伸缩端连接于磁板。
6.根据权利要求4所述的便于更换电池的物联网新能源汽车系统,其特征在于:所述转盘本体中央处与横梁中部通过连动伸缩杆连接,所述连动伸缩杆垂直于转盘本体所在平面与横梁的轴向方向,所述第一旋转电机的底部设有万向轮,所述万向轮在物联网车位表面凹槽内行走。
7.一种根据权利要求1-6中任一项所述的便于更换电池的物联网新能源汽车系统的使用方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1:新能源汽车向后倒车,触碰第一压力感应器,物联网信号控制系统启动第一旋转电机,将转盘本体无满电电池位旋转至预定位置;
步骤2:新能源汽车继续向后倒车,电动伸缩杆启动,C型起落架抬起,进而带动第一连接臂、第二连接臂、顺次抬起,滑道内的用于判断滚轮相对位置的距离感应器将数据发送给驾驶员,当该数据满足预定范围值且触发第二压力感应器时,物联网信号控制系统启动气动伸缩杆,磁板上升至靠近转盘本体上表面处;
步骤3:新能源汽车倒车完成,电池底部抵靠于弧形护板,物联网信号控制系统启动无刷电机,主动齿轮与被动齿条相结合,并将电池从车底旋入转盘本体的孔洞内;
步骤4:物联网信号控制系统再次启动第一旋转电机,将转盘本体有满电电池位旋转至预定位置,启动无刷电机,主动齿轮与被动齿条相结合,并将电池从转盘本体的孔洞内旋入车底。
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