CN115892886A - 一种基于新能源汽车换电站的汽车电池运输装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于新能源汽车换电站的汽车电池运输装置，包括：RGV机构、堆垛机行走轨道、堆垛机和电池仓；本发明还提供了基于新能源汽车换电站的汽车电池运输装置的工作方法。本发明的有益效果是：本发明设计的电池运输装置，由多个自主设计的模块结构相组合，各个模块结构之间相互协同，彼此搭配，解决了电动汽车电池运输不便的问题；整个电池运输装置通过伺服电机驱动，满足电池运输过程中对于精度与位移准确度的要求；自始至终电池所处的位置均是可控的，不论电池如何晃动，都不会在运输过程中产生不可知的位置偏差与形变；本发明还解决了换电过程对电池进行安全和高效的运输问题。
Description
技术领域
本发明属于新能源汽车电池运输领域，尤其涉及一种基于新能源汽车换电站的汽车电池运输装置及方法。
背景技术
随着新能源汽车的发展与普及，新能源汽车快速、便捷的充电需求日渐凸显。新能源汽车目前主流的补能方式，一种是使用充电桩进行充电，另一种是借助换电站为电动汽车进行电池更换。
换电站为电动汽车换电过程中，电池会在换电站的举升机构、RGV机构、堆垛机机构和电池仓机构之间转移，并最终存储在电池仓内快速充电。移动过程中，电动汽车的电池和搬运机构直接机械接触，日积月累下，难免会对电池表面产生摩擦，严重时甚至会对电池表面产生破坏性损伤，影响电池的正常使用。若电池在运输过程中不稳定，设备检测传感器会检测到异常，进而使PLC发出报警，中断换电流程，降低一次换电成功率，影响用户换电体验。
如何对新旧电池进行安全、高效地转移存储并安装至车端，成为各换电站厂家和电动汽车厂家所关切的事情。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种基于新能源汽车换电站的汽车电池运输装置及方法。
这种基于新能源汽车换电站的汽车电池运输装置，包括：RGV机构、堆垛机行走轨道、堆垛机和电池仓；
在换电站的停车平台设置RGV机构，RGV机构用于承载新能源汽车电池，并将电池在换电站的停车平台和电池仓之间进行运输，实现电池的仓内到仓外的交互；RGV机构底部设置有同步带传机构，RGV机构顶部设有浮动平台，RGV机构顶部设有多个解锁枪和车身定位销；RGV机构内设置嵌入式的举升平台；RGV机构上还设有电池的限位装置和位置传感器，位置传感器用于时刻关注电池的位置，限位装置用于保证电池位置不发生偏移；
停车平台上铺设有堆垛机行走轨道，堆垛机行走轨道上设有多台堆垛机，堆垛机用于搬运电池至目标电池仓，或将电池运出电池仓；每台堆垛机左右设置支撑臂，支撑臂顶部固定连接支持梁，每个支撑臂上均设有电池举升机构，电池举升机构由多个伺服电机组成；堆垛机左右两个支撑臂上还滑动连接载货台，载货台上设置可伸缩的货叉；
在堆垛机行走轨道沿线设置电池仓，电池仓用于存放电池和进行电池的中转；电池仓为多层和多列结构；电池仓内设有多个电插头，电插头用于对电池仓内放置的电池充电；电池仓上设有电池中转位。
作为优选，RGV机构顶部设有四个解锁枪，解锁枪由伺服电机和减速机组成，解锁枪用于拆卸和安装新能源车底盘的电池。
作为优选，电池仓为五列四层结构。
作为优选，RGV机构选用高强度和强柔韧性材质。
这种基于新能源汽车换电站的汽车电池运输装置的工作方法，包括如下步骤：
新能源汽车驶入换电站，停放在停车平台上；RGV机构的车身定位销对车辆底盘进行定位，RGV机构的浮动平台晃动，辅助车身定位销对车辆底盘准确定位；RGV机构的解锁枪将电动汽车的电池解锁，举升平台根据信号反馈将解锁完成的电池选择性举起，RGV机构通过自身的同步带传机构沿轨道移动至堆垛机附近；
伺服电机控制堆垛机沿堆垛机行走轨道移动至停车平台，堆垛机的载货台上下滑动至与举升平台等高位置，货叉伸出抬起举升平台上的电池，堆垛机将电池运输至电池仓的目标电池位；
堆垛机在其余电池仓中选择一个存放有电池的仓位，堆垛机将满电电池从电池仓的仓位取出，放到RGV机构上，RGV机构将电池运输到新能源汽车下方并固定电池，RGV机构将电池加锁到汽车底盘上，完成电池交换。
作为优选，若堆垛机移动电池过程中遇到位置冲突，堆垛机先将电池运输至电池仓的中转位置；待目标位置空出后，堆垛机再将电池移动到目标电池位；若堆垛机移动电池过程中未遇到位置冲突，则堆垛机直接将电池运输至电池仓的目标电池位。
本发明的有益效果是：
本发明设计的电池运输装置，由多个自主设计的模块结构相组合，各个模块结构之间相互协同，彼此搭配，解决了电动汽车电池运输不便的问题；整个电池运输装置通过伺服电机驱动，满足电池运输过程中对于精度与位移准确度的要求；自始至终电池所处的位置均是可控的，不论电池如何晃动，都不会在运输过程中产生不可知的位置偏差与形变；本发明还解决了换电过程对电池进行安全和高效的运输问题。
本发明的电池仓数量足够且规格统一，在短时间内需要运输和存储多块电池时，数量众多的电池仓可以为系统提供足够的存放位置和中转位置，也能根据要求有针对地对运输的电池进行排布。
本发明对具备统一规格可拆卸电池的新能源汽车，可对所有电池进行快速、精准、可控的运输工作；RGV机构结构稳定且RGV机构能完全承载电池，RGV机构上设置限位装置和位置传感器，能保证电池在RGV机构上可以有轻微晃动但相对于RGV无位移；RGV机构固定时，电池位置不会有偏差，保证堆垛机在正确位置搬运电池；堆垛机响应快速，结构稳定，对于电池的运输需求可以快速执行，电池经由堆垛机转运不会出现位置偏差，对于出、入电池仓和RGV十分重要。
附图说明
图1为RGV机构示意图；
图2为堆垛机机构示意图；
图3为电池仓机构示意图；
图4为电池运输装置整体俯视图。
附图标记说明：解锁枪1、车身定位销2、同步带传机构3、浮动平台4、举升平台5、货叉6、伺服电机7、堆垛机行走轨道8、载货台9、堆垛机10、电池仓11、电插头12。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本发明。应当指出，对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
实施例1
如图1至图4所示，这种基于新能源汽车换电站的汽车电池运输装置，包括：RGV机构、堆垛机行走轨道8、堆垛机10和电池仓11；电池仓11为五列四层结构；RGV机构选用高强度和强柔韧性材质；
在换电站的停车平台设置RGV机构，RGV机构用于承载新能源汽车电池，并将电池在换电站的停车平台和电池仓之间进行运输，实现电池的仓内到仓外的交互；RGV机构底部设置有同步带传机构3，RGV机构顶部设有浮动平台4，RGV机构顶部设有多个解锁枪1和车身定位销2；RGV机构内设置嵌入式的举升平台5；RGV机构上还设有电池的限位装置和位置传感器，位置传感器用于时刻关注电池的位置，限位装置用于保证电池位置不发生偏移；换电站的电池需规格统一且符合设计规范，一般情况下，同一换电站只适配统一品牌的电动汽车的电池；换电站的电池需适配运输装置所依托的换电站；考虑到电池本身硬度大且质量重，对RGV机构的强度和柔韧性有很高的要求，本发明设计的RGV机构能保证电池在RGV机构上可以有轻微晃动但相对于RGV无位移；且RGV机构能完全承载电池；
停车平台上铺设有堆垛机行走轨道8，堆垛机行走轨道8上设有多台堆垛机10，堆垛机用于搬运电池至目标电池仓，或将电池运出电池仓；每台堆垛机10左右设置支撑臂，支撑臂顶部固定连接支持梁，每个支撑臂上均设有电池举升机构，电池举升机构由多个伺服电机7组成；堆垛机10左右两个支撑臂上还滑动连接载货台9，载货台9上设置可伸缩的货叉6；在堆垛机行走轨道8沿线设置电池仓11，电池仓用于存放电池和进行电池的中转；电池仓11为多层和多列结构；电池仓11内设有多个电插头12，电插头用于对电池仓内放置的电池充电；电池仓11上设有电池中转位。
实施例2
在实施例1的基础上，基于新能源汽车换电站的汽车电池运输装置的工作方法，包括如下步骤：
新能源汽车驶入换电站，停放在停车平台上；RGV机构的车身定位销2对车辆底盘进行定位，RGV机构的浮动平台4晃动，辅助车身定位销2对车辆底盘准确定位；RGV机构的解锁枪1将电动汽车的电池解锁，举升平台5根据信号反馈将解锁完成的电池选择性举起，RGV机构通过自身的同步带传机构3沿轨道移动至堆垛机10附近；
伺服电机7控制堆垛机10沿堆垛机行走轨道8移动至停车平台，堆垛机10的载货台9上下滑动至与举升平台5等高位置，货叉6伸出抬起举升平台5上的电池，堆垛机10将电池运输至电池仓11的目标电池位；若堆垛机10移动电池过程中遇到位置冲突，堆垛机10先将电池运输至电池仓11的中转位置；待目标位置空出后，堆垛机10再将电池移动到目标电池位；若堆垛机10移动电池过程中未遇到位置冲突，则堆垛机10直接将电池运输至电池仓11的目标电池位；
堆垛机10在其余电池仓中选择一个存放有电池的仓位，堆垛机10将满电电池从电池仓11的仓位取出，放到RGV机构上，RGV机构将电池运输到新能源汽车下方并固定电池，RGV机构将电池加锁到汽车底盘上，完成电池交换。
Claims (6)
1.一种基于新能源汽车换电站的汽车电池运输装置，其特征在于，包括：RGV机构、堆垛机行走轨道（8）、堆垛机（10）和电池仓（11）；
在换电站的停车平台设置RGV机构；RGV机构底部设置有同步带传机构（3），RGV机构顶部设有浮动平台（4），RGV机构顶部设有多个解锁枪（1）和车身定位销（2）；RGV机构内设置举升平台（5）；RGV机构上还设有电池的限位装置和位置传感器；
停车平台上铺设有堆垛机行走轨道（8），堆垛机行走轨道（8）上设有多台堆垛机（10）；每台堆垛机（10）左右设置支撑臂，支撑臂顶部固定连接支持梁，每个支撑臂上均设有电池举升机构，电池举升机构由多个伺服电机（7）组成；堆垛机（10）左右两个支撑臂上还滑动连接载货台（9），载货台（9）上设置可伸缩的货叉（6）；
在堆垛机行走轨道（8）沿线设置电池仓（11）；电池仓（11）为多层和多列结构；电池仓（11）内设有多个电插头（12）；电池仓（11）上设有电池中转位。
2.根据权利要求1所述基于新能源汽车换电站的汽车电池运输装置，其特征在于：RGV机构顶部设有四个解锁枪（1），解锁枪（1）由伺服电机和减速机组成，解锁枪（1）用于拆卸和安装新能源车底盘的电池。
3.根据权利要求1所述基于新能源汽车换电站的汽车电池运输装置，其特征在于：电池仓（11）为五列四层结构。
4.根据权利要求1所述基于新能源汽车换电站的汽车电池运输装置，其特征在于：RGV机构选用高强度和强柔韧性材质。
5.一种如权利要求1所述基于新能源汽车换电站的汽车电池运输装置的工作方法，其特征在于，包括如下步骤：
新能源汽车驶入换电站，停放在停车平台上；RGV机构的车身定位销（2）对车辆底盘进行定位，RGV机构的浮动平台（4）晃动，辅助车身定位销（2）对车辆底盘准确定位；RGV机构的解锁枪（1）将电动汽车的电池解锁，举升平台（5）根据信号反馈将解锁完成的电池选择性举起，RGV机构通过自身的同步带传机构（3）沿轨道移动至堆垛机（10）附近；
伺服电机（7）控制堆垛机（10）沿堆垛机行走轨道（8）移动至停车平台，堆垛机（10）的载货台（9）上下滑动至与举升平台（5）等高位置，货叉（6）伸出抬起举升平台（5）上的电池，堆垛机（10）将电池运输至电池仓（11）的目标电池位；
堆垛机（10）在其余电池仓中选择一个存放有电池的仓位，堆垛机（10）将满电电池从电池仓（11）的仓位取出，放到RGV机构上，RGV机构将电池运输到新能源汽车下方并固定电池，RGV机构将电池加锁到汽车底盘上，完成电池交换。
6.根据权利要求5所述基于新能源汽车换电站的汽车电池运输装置的工作方法，其特征在于：若堆垛机（10）移动电池过程中遇到位置冲突，堆垛机（10）先将电池运输至电池仓（11）的中转位置；待目标位置空出后，堆垛机（10）再将电池移动到目标电池位；若堆垛机（10）移动电池过程中未遇到位置冲突，则堆垛机（10）直接将电池运输至电池仓（11）的目标电池位。
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