CN113859039A - 一种回环型汽车电池快速更换设备及其使用方法 - Google Patents

一种回环型汽车电池快速更换设备及其使用方法 Download PDF

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李华
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Abstract

本发明公开了一种回环型汽车电池快速更换设备，包括：本体，本体的上层中设置若干充电单元，本体的底层包括：电池循环管路、动力电池、以及回转轴；动力电池间隔放置于电池循环管路上，回转轴的外缘上间隔布置有若干推动板，推动板插入相邻动力电池之间，并拨动动力电池沿电池循环管路运动；输送管道为弧形或U形结构，输送管道的两端分别设置有输出端和承接端，输出端和承接端均正对汽车电池腔的开口；靠近输出端的输送管道的上方和底部分别设置有定位组件和方向调整组件。更换装置通过输送管道、回转轴和推动板的配合，依次将动力电池推入电池腔内并将亏电的电池从电池腔滑至电池腔内，实现可自动化和快速电池更换，极大提高了更换电池的效率。

Description

一种回环型汽车电池快速更换设备及其使用方法
技术领域
本发明涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种回环型汽车电池快速更换设备及其使用方法。
背景技术
目前限制电动汽车发展的主要因素有：电动汽车的续航问题、车载电池的充电问题。电动汽车的续航不够并且电动汽车充电时间较长，影响到电动汽车的连续运行。目前的解决办法是更换电池，通过更换电动汽车电池来增加汽车的续航能力；但现有更换电池一般通过人工更换，操作速度慢，效率低，难以达到电动汽车电池快速更换要求，也影响汽车的连续运行。
目前已知的配套的电池更换装卸装置，如公开号为CN101284524A的发明专利于2008年10月15日公开了一种电动车动力电池组快速更换系统，该系统包括快卸机构和移送机构，所述快卸机构包括一个真空吸盘或电磁吸盘，此快卸机构能将电池箱推进或拉出电动车车身，所述的移送机构采用三坐标平动加旋转的工作模式，能将从车上卸下的亏电电池移送到充电架，或将充好电的电池送往电动车。使用该系统能方便快速完成电池的装卸和运送，但该系统的结构设计使其适用于电池从车身侧面装卸的电动车辆，如大客车，而对于结构紧凑，需从车底装卸电池的小型电动车辆，该系统不太适用。
为了解决以上问题，需要研究一种回环型汽车电池快速更换设备，能够依次将动力电池推入电池腔内并将亏电的电池从电池腔滑至电池腔内，具备快速更换电池包的功能，实现可自动化的电池更换，能够提高电池更换的效率。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提供一种回环型汽车电池快速更换设备及其使用方法。旨在解决快速更换和可自动化电池包的更换，以提高电池更换的效率。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种回环型汽车电池快速更换设备，包括：本体，所述本体为双层的箱式结构，所述本体的上层中设置若干充电单元，所述本体的底层包括：电池循环管路、动力电池、以及回转轴；所述动力电池间隔放置于所述电池循环管路上，所述回转轴的外缘上间隔布置有若干推动板，所述推动板插入相邻所述动力电池之间，并拨动所述动力电池沿所述电池循环管路运动；
所述输送管道为弧形或U形结构，所述输送管道的两端分别设置有输出端和承接端，所述输出端和所述承接端均正对汽车电池腔的开口；
靠近所述输出端的所述输送管道的上方和底部分别设置有定位组件和方向调整组件，所述定位组件和所述方向调整组件均与控制系统电连接。
本发明一个较佳实施例中，所述充电单元设置于靠近所述承接端的位置，并与所述动力电池一一对应。
本发明一个较佳实施例中，靠近所述输出端的所述输送管道设置有一定坡度，实现汽车电池腔中亏电电池顺利滑入所述输送管道中。
本发明一个较佳实施例中，所述定位组件包括激光位置传感器，所述激光位置传感器检测所述汽车电池腔的开口的中心线与所述输送管道的中心线。
本发明一个较佳实施例中，所述方向调整组件包括纠偏件Ⅰ、纠偏件Ⅱ和纠偏件Ⅲ，以及与所述纠偏件Ⅰ、所述纠偏件Ⅱ和所述纠偏件Ⅲ对应的若干纠偏导轨；每个所述纠正盘均与所述输送管道相连接。
本发明一个较佳实施例中，通过控制系统调整所述纠偏件Ⅰ、所述纠偏件Ⅱ和所述纠偏件Ⅲ，改变所述输送管道的所述输出端的角度，以实现汽车电池腔的开口的中心线与所述输送管道的中心线一致。
本发明一个较佳实施例中，所述纠偏件Ⅰ、纠偏件Ⅱ和纠偏件Ⅲ的纠正量依次减小。
本发明一个较佳实施例中，所述输送管道外缘，和靠近所述输出端和所述的承接端的所述输送管道一侧均设置有挡板。
本发明提供了一种回环型汽车电池快速更换设备的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将输送管道的输出端和承接端分别对准汽车电池腔的开口；
S2、输送管道上的定位组件检测电池腔开口的位置，并控制纠正盘在纠偏导轨上的位置，进而改变输送管道的输出端的角度，以精准检测汽车电池腔的开口；
S3、转动回转轴，通过回转轴上的推动板推动输送管道内的动力电池，逐渐将动力电池推至输出端；
S4、动力电池推动电池腔内的亏电电池，亏电电池通过承接端出的斜坡滑至输送管道内。
本发明一个较佳实施例中，在所述S4中，亏电电池运送至输送管道后，通过本体上层中的充电单元为亏电电池充电，以实现循环更换。
本发明一个较佳实施例中，所述控制系统为微型电脑、PLC或单片机控制系统。
本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：
(1)本发明提供了一种回环型汽车电池快速更换设备，更换装置通过输送管道、回转轴和推动板的配合，依次将动力电池推入电池腔内并将亏电的电池从电池腔滑至电池腔内，具备快速更换电池包的功能，实现可自动化的电池更换，极大提高了更换电池的效率。
(2)本发明提供的回环型汽车电池快速更换设备通过定位组件和方向调整组件，使得本体具有定位和方向定位的功能，定位组件和方向调整组件能够快速准确对准输出端和汽车电池腔开口，而无需人工矫正和对准，从而大大节省了时间和人力，提高了工作效率。
(3)本发明通过定位组件中激光位置传感器检测电池腔的开口的中心线与输送管道的中心线，根据激光位置传感器信号，调整纠偏件Ⅰ、纠偏件Ⅱ和纠偏件Ⅲ的纠正量，并且纠正量依次减小，实现纠偏件Ⅰ、纠偏件Ⅱ和纠偏件Ⅲ从粗略调整到精确调整的过程，确保汽车电池腔的开口的中心线与所述输送管道的中心线一致。
(4)本发明的回转轴上间隔布置有若干推动板，推动板插入相邻动力电池之间，并在输送管道外缘，和靠近输出端和的承接端的输送管道一侧均设置有挡板，以保证拨动动力电池沿电池循环管路运动，避免发生动力电池在运输过程中的错位。
(5)本发明动力电池推动电池腔内的亏电电池，亏电电池通过承接端出的斜坡滑至输送管道内，通过靠近承接端位置并与动力电池一一对应的充电单元为亏电电池充电，以实现循环更换，提高了电池更换的工作效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；
图1是本发明的电池循环管路主体的立体结构图；
图2是本发明的电池循环管路的上层内部立体结构图；
图3是本发明的电池循环管路的底层内部立体结构图；
图4是本发明的电池循环管路的方向调整组件的立体结构图；
图中：100、本体；200、充电单元；
300、电池循环管路；310、输出端；311、定位组件；312、动力电池；313、承接端；400、回转轴；410、推动板；
500、方向调整组件；510、纠偏件Ⅰ；511、纠偏件Ⅱ；512、纠偏件Ⅲ；513、纠偏导轨。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
如图1所示，为一种回环型汽车电池快速更换设备的立体结构示意图。更换装置通过输送管道、回转轴400和推动板410的配合，依次将动力电池312推入电池腔内并将亏电的电池从电池腔滑至电池腔内，解决了现有更换电池一般通过人工更换的问题，该电池快速更换装置具备快速换电池包的功能，实现了可自动化的电池更换，极大提高了更换电池的效率。具体地，快速更换装置包括：本体100，本体100为双层的箱式结构，本体100的上层中设置若干充电单元200，本体100的底层包括：电池循环管路300、动力电池312、以及回转轴400。靠近输出端310的输送管道的上方和底部分别设置有定位组件311和方向调整组件500，定位组件311和方向调整组件500均与控制系统电连接。
如图2所示，输送管道的两端分别设置有输出端310和承接端313，输出端310和承接端313均正对汽车电池腔的开口，用于输出充满电的动力电池312和承接来自汽车电池腔内的亏电的电池。此外，靠近输出端310的输送管道设置有一定坡度，实现汽车电池腔中亏电电池顺利滑入输送管道中。
充电单元200设置于靠近承接端313的位置，并与动力电池312一一对应，实现对来自汽车电池腔内的亏电的电池充电。只在靠近承接端313的位置设置若干个充电单元200以保证利用率。
定位组件311包括激光位置传感器，激光位置传感器检测汽车电池腔的开口的中心线与输送管道的中心线，进而实时检测输送管道的输出端310是否与汽车电池腔的开口对准，以保证电池准确输送至汽车电池腔内。
如图3所示，输送管道为弧形或U形结构，但也不限于这两种结构，其目的是通过一定的结构让动力电池312沿着输送管道的形状运动。
动力电池312间隔放置于电池循环管路300上，回转轴400的外缘上间隔布置有若干推动板410，推动板410插入相邻动力电池312之间，并拨动动力电池312沿电池循环管路300运动。输送管道外缘，和靠近输出端310和的承接端313的输送管道一侧均设置有挡板，以限制动力电池312的运动轨迹。
需要说明的是，本发明的回转轴400上间隔布置有若干推动板410，推动板410插入相邻动力电池312之间，并在输送管道外缘，和靠近输出端310和的承接端313的输送管道一侧均设置有挡板，以保证拨动动力电池312沿电池循环管路300运动，避免发生动力电池312在运输过程中的错位。
如图4所示，方向调整组件500包括纠偏件Ⅰ510、纠偏件Ⅱ511和纠偏件Ⅲ512，以及与纠偏件Ⅰ510、纠偏件Ⅱ511和纠偏件Ⅲ512对应的若干纠偏导轨513；每个纠正盘均与输送管道相连接。通过控制系统调整纠偏件Ⅰ510、纠偏件Ⅱ511和纠偏件Ⅲ512，改变输送管道的输出端310的角度，以实现汽车电池腔的开口的中心线与输送管道的中心线一致。纠偏件Ⅰ510、纠偏件Ⅱ511和纠偏件Ⅲ512的纠正量依次减小。
需要说明的是，通过定位组件311中激光位置传感器检测电池腔的开口的中心线与输送管道的中心线，根据激光位置传感器信号，调整纠偏件Ⅰ510、纠偏件Ⅱ511和纠偏件Ⅲ512的纠正量，并且纠正量依次减小，实现纠偏件Ⅰ510、纠偏件Ⅱ511和纠偏件Ⅲ512从粗略调整到精确调整的过程，确保汽车电池腔的开口的中心线与所述输送管道的中心线一致。
定位组件311和方向调整组件500均与控制系统电连接，控制系统为微型电脑、PLC或单片机控制系统。控制器的分析和处理过程可以由内置于控制器的程序实现，本领域技术人员可以根据前述功能合理设置控制器中的程序，在此不再一一赘述。
综上所述，本发明提供的回环型汽车电池快速更换设备通过定位组件和方向调整组件，使得本体具有定位和方向定位的功能，定位组件和方向调整组件能够快速准确对准输出端和汽车电池腔开口，而无需人工矫正和对准，从而大大节省了时间和人力，提高了工作效率。
本发明提供了一种回环型汽车电池快速更换设备的使用方法，本发明动力电池312推动电池腔内的亏电电池，亏电电池通过承接端313出的斜坡滑至输送管道内，通过靠近承接端313位置并与动力电池312一一对应的充电单元200为亏电电池充电，以实现循环更换。具体包括以下步骤：
S1、将输送管道的输出端310和承接端313分别对准汽车电池腔的开口；
S2、输送管道上的定位组件311检测电池腔开口的位置，并控制纠正盘在纠偏导轨513上的位置，进而改变输送管道的输出端310的角度，以精准检测汽车电池腔的开口；
S3、转动回转轴400，通过回转轴400上的推动板410推动输送管道内的动力电池312，逐渐将动力电池312推至输出端310；
S4、动力电池312推动电池腔内的亏电电池，亏电电池通过承接端313出的斜坡滑至输送管道内。
需要说明的是，在S4中，亏电电池运送至输送管道后，通过本体100上层中的充电单元200为亏电电池充电，以实现循环更换。
本发明解决了现有技术中电动汽车充换电过程中至少存在以下几点不足：1、电池重量大,在更换过程中需要多个人进行装卸，浪费了大量人力；2、在更换过程中，电池的拆装操作繁琐，需要大量时间，从而导致更换效率差，容易造成电池更换时出现排队和拥堵的问题；3、电池更换后，还需将电池进一步转移至充电处进行充电，转移过程中，增加了电池损坏率。
本发明使用时，将输送管道的输出端310和承接端313分别对准汽车电池腔的开口；输送管道上的定位组件311检测电池腔开口的位置，并控制纠正盘在纠偏导轨513上的位置，进而改变输送管道的输出端310的角度，以精准检测汽车电池腔的开口；转动回转轴400，通过回转轴400上的推动板410推动输送管道内的动力电池312，逐渐将动力电池312推至输出端310；动力电池312推动电池腔内的亏电电池，亏电电池通过承接端313出的斜坡滑至输送管道内。
以上依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定技术性范围。

Claims (10)

1.一种回环型汽车电池快速更换设备，包括：本体，所述本体为双层的箱式结构，所述本体的上层中设置若干充电单元，所述本体的底层包括：电池循环管路、动力电池、以及回转轴；所述动力电池间隔放置于所述电池循环管路上，所述回转轴的外缘上间隔布置有若干推动板，所述推动板插入相邻所述动力电池之间，并拨动所述动力电池沿所述电池循环管路运动；
所述输送管道为弧形或U形结构，所述输送管道的两端分别设置有输出端和承接端，所述输出端和所述承接端均正对汽车电池腔的开口；
靠近所述输出端的所述输送管道的上方和底部分别设置有定位组件和方向调整组件，所述定位组件和所述方向调整组件均与控制系统电连接。
2.根据权利要求1所述的一种回环型汽车电池快速更换设备，其特征在于：所述充电单元设置于靠近所述承接端的位置，并与所述动力电池一一对应。
3.根据权利要求1所述的一种回环型汽车电池快速更换设备，其特征在于：靠近所述输出端的所述输送管道设置有一定坡度，实现汽车电池腔中亏电电池顺利滑入所述输送管道中。
4.根据权利要求1所述的一种回环型汽车电池快速更换设备，其特征在于：所述定位组件包括激光位置传感器，所述激光位置传感器检测所述汽车电池腔的开口的中心线与所述输送管道的中心线。
5.根据权利要求1所述的一种回环型汽车电池快速更换设备，其特征在于：所述方向调整组件包括纠偏件Ⅰ、纠偏件Ⅱ和纠偏件Ⅲ，以及与所述纠偏件Ⅰ、所述纠偏件Ⅱ和所述纠偏件Ⅲ对应的若干纠偏导轨；每个所述纠正盘均与所述输送管道相连接。
6.根据权利要求5所述的一种回环型汽车电池快速更换设备，其特征在于：通过控制系统调整所述纠偏件Ⅰ、所述纠偏件Ⅱ和所述纠偏件Ⅲ，改变所述输送管道的所述输出端的角度，以实现汽车电池腔的开口的中心线与所述输送管道的中心线一致。
7.根据权利要求6所述的一种回环型汽车电池快速更换设备，其特征在于：所述纠偏件Ⅰ、纠偏件Ⅱ和纠偏件Ⅲ的纠正量依次减小。
8.根据权利要求1所述的一种回环型汽车电池快速更换设备，其特征在于：所述输送管道外缘，和靠近所述输出端和所述的承接端的所述输送管道一侧均设置有挡板。
9.基于权利要求1-8所述的一种回环型汽车电池快速更换设备的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将输送管道的输出端和承接端分别对准汽车电池腔的开口；
S2、输送管道上的定位组件检测电池腔开口的位置，并控制纠正盘在纠偏导轨上的位置，进而改变输送管道的输出端的角度，以精准检测汽车电池腔的开口；
S3、转动回转轴，通过回转轴上的推动板推动输送管道内的动力电池，逐渐将动力电池推至输出端；
S4、动力电池推动电池腔内的亏电电池，亏电电池通过承接端出的斜坡滑至输送管道内。
10.根据权利要求9所述的一种回环型汽车电池快速更换设备的使用方法，其特征在于：在所述S4中，亏电电池运送至输送管道后，通过本体上层中的充电单元为亏电电池充电，以实现循环更换。
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