CN205468990U - 纯电动汽车电池组更换系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种纯电动汽车电池组更换系统，包括安装在汽车内用于存放电池组、与汽车内的控制系统数据通信的电池组载体；与电池组载体实时数据通信的为电池组载体更换电池的电池组更换设备以及接收所述电池组更换设备传送的数据信息、为电池组更换设备提供多种类型的电池组的充电存储设备。将电池组载体存放在汽车的后备箱内为汽车的正常行驶提供电池组，采用电池组更换设备与电池组载体实时数据通信，当电池组载体内的电池没有电时电池组更换设备为其选择正确的电池型号然后自动更换电池不需要人工参与，充电存储设备为电池组更换设备提供多种类型的电池，保证电池的正常供应。

Description

纯电动汽车电池组更换系统

技术领域

本实用新型涉及一种电池组充电控制领域，尤其涉及一种纯电动汽车电池组更换系统。

背景技术

为了解决汽车尾气对环境的污染人们研究了纯电动汽车，目前纯电动汽车采用电池组作为动力源，固定安装在车内，在行驶时输出电能给电动机驱动车辆行驶，电池组电量不足时可以通过外部充电设备为电池组充电。由于各个汽车品牌生产的纯电动汽车外观、性能、尺寸等方面设计的不同，纯电动汽车的充电方式和设备也有一定区别，一种外部充电设备未必能满足所有不同结构和性能的电动汽车，导致现有的充电设备的通用性不强，由于现阶段电池行业技术水平受一定限制，纯电动汽车都普遍存在充电时间久，续航短，充电环境要求特殊等现象。因此基于上述现象造成纯电动汽车没有得到广大用户的接受和使用。因此如何解决纯电动汽车充电时间长、充电设备通用性不强、续航里程短、充电环境要求多等导致纯电动汽车不实用很难推广并被接受的问题就是十分重要的。

实用新型内容

本实用新型公开了一种纯电动汽车电池组更换系统包括安装在汽车内用于存放电池组、与汽车内的控制系统数据通信的电池组载体；

接收所述电池组载体传送的数据信息、为电池组载体更换电池组的电池组更换设备；

接收所述电池组更换设备传送的数据信息、为电池组更换设备提供多种类型的电池组的充电存储设备，所述充电存储设备内存储有多种待用的电池组。

所述电池组载体包括用于存放电池组的容纳空间，所述电池组载体还包括与其内部的控制单元相连接的：提供电能传输通道的电能输入接口和电能输出接口、将电池组载体的工作状态信息实时传送至汽车控制系统与汽车控制系统数据通信的数据交换接口、与电池组更换设备相对接的更换固定接口、与电池组更换设备进行信号通信的红外定位器和无线识别装置、电池组断开按钮(、固定电池组的电池组锁止装置、触发电池组锁止装置开始工作的固定触发器和控制电池组载体与容纳空间内的可移动电池通断的电池组连接接口。

电池组载体的容纳空间包括容纳腔体I和容纳腔体II。

所述电池组更换设备包括电池组容纳区域和与电池组载体的总控制端数据通信的收发单元，所述电池组载体的总控制端至少连接有一个执行电池组更换操作的执行机构。

所述执行机构包括机械手臂，所述机械手臂上设置有信号接收器，所述机械手臂的端部连接有与更换固定接口配合工作的固定机械臂和触发电池组断开按钮工作的机械臂，所述固定机械臂上连接有定位接收器，所述机械手臂上还连接有拆装机械臂。

所述电池组更换设备还包括与其设置在同一水平面上用于停放车辆的定位设备，所述定位设备与电池组更换设备数据通信。

所述电池组容纳区域包括收纳腔I和收纳腔II。

由于采用了上述技术方案，本实用新型提供的纯电动汽车电池组更换系统，在生产汽车时根据车型设计的需要选择适合的电池组载体，可以将其设置在汽车的后背箱内为汽车的正常行驶提供电池组。采用电池组更换设备与电池组载体实时数据通信，当车辆没有电时，车辆行驶到指定有电池组更换设备的位置，启动更换功能按钮后，电池组载体发送识别信号被电池组更换设备获取，电池组更换设备通过预设数据判断应提供的电池然后自动更换电池不需要人工参与，充电存储设备为电池组更换设备提供多种类型的电池，保证电池的正常供应。充电存储设备在充电站内存储了大量的不同规格的电池组，并自动为电池组充电，充电完成后，断开电池组充电备用，在充电存储设备收到电池组更换设备指令时，为电池组更换设备提供新电池组，并将更换下来的馈电电池组放到充电站内进行充电动作。该系统适用于所有使用了本发明中电池组载体的汽车品牌，不影响车辆的设计，可以快速的对不同汽车品牌的纯电动汽车的电池组进行快速更换。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请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为本实用新型中电池组载体的结构示意图；

图2为本实用新型中电池组更换设备的结构示意图；

图3为本实用新型中电池组更换设备的工作状态图；

图4为本实用新型中电池组更换设备的工作状态图。

具体实施方式

为使本实用新型的技术方案和优点更加清楚，下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚完整的描述：

如图1-图4所示的一种纯电动汽车电池组更换系统，包括安装在汽车内用于存放电池组、与汽车内的控制系统数据通信的电池组载体，与电池组载体实时数据通信的为电池组载体更换电池的电池组更换设备，在更换电池组时，需要将电池组更换设备的机械手臂21伸入到车内才能工作，为了顺利更换而且不碰触损坏车辆，所以在更换电池组时，电池组更换设备只要获取了电池组载体信息就会知道该提供什么样的电池组以及机械手臂21应该保持什么样的状态去更换，并且不影响汽车的设计、可以为各种型号车辆的电池组载体更换电池组。该系统还包括接收电池组更换设备传送的数据信息、为电池组更换设备提供多种类型的电池组的充电存储设备，所述充电存储设备内存储有多种待用的电池组。

如图1所示的电池组载体，包括用于存放电池组的容纳空间，容纳空间包括容纳腔体I200和容纳腔体II201。容纳腔体I200用来放置一个集成在电池组载体上的小容量电池组，容纳腔体II201用来放置可以自由拆卸的大容量电池组。容纳腔体II201内的电池组通过电能输出接口5为车辆提供电能，容纳腔体II201内电池组电量低至预定最低值时(即车辆没电不能继续行驶)容纳腔体I200内的小容量电池组作为应急电源继续为车辆提供动力。

电池组载体还包括与其内部的控制单元相连接的：电能输入接口4和电能输出接口5、数据交换接口6、更换固定接口7红外定位器8、无线识别装置9、电池组断开按钮10、电池组锁止装置11、固定触发器12和电池组连接接口13。所述电池组断开按钮10触发电池组锁止装置11和电池组连接接口13的工作动作。通过电能输入接口4为容纳空间内的电池组充电处理。汽车内部的控制系统通过数据交换接口6与该电池组载体数据通信、对电池组载体进行控制工作，电池组载体将其工作状态信息实时传送至汽车内部的控制系统中。电池组载体四周设计了更换固定接口7，用来和电池组更换设备上固定机械臂20进行连接，作用是实现电池组载体和电池组更换设备的正确连接，并保证在更换过程中不会因为震动导致车辆位移从而影响不能准确安装或拆卸。红外定位器8设置在更换固定接口7上，红外定位器8顺着电池组载体平面向上发射定位信号并被电池组更换设备的固定机械臂20的定位接收器22接收，保证了电池组载体的电池组更换固定接口7和电池组更换设备的固定机械臂21准确连接。

容纳腔体II201的内四壁上设计了多个电池组锁止装置11，可拆卸电池组正确安装到位后电池组锁止装置11弹出，对电池组进行固定。容纳腔体II201底部设计了电池组连接接口13，可拆卸电池组正确安装到位后电池组连接接口13弹出与电池组连接，从而实现电池组和电池组载体的连接。

进行电池组更换时，电池组更换设备的机械臂25触发电池组断开按钮10，这时电池组锁止装置11缩回不再固定电池组，电池组连接接口13缩回断开电池组载体和容纳腔体II201内的电池组的连接。电池组载体的容纳腔体II201底部设计了电池组固定触发器12，电池组被拆卸后自动弹出，当新电池组安装到位后电池组固定触发器12会缩回到原始位置并首先触发电池组锁止装置11弹出锁定电池组，然后触发电池组连接接口13伸出实现电池组载体和容纳腔体II201内新电池组的连接。

进一步的，电池组更换设备包括电池组容纳区域和与电池组载体的总控制端数据通信的收发单元29，所述电池组更换设备的总控制端至少连接有一个执行电池组更换操作的执行机构。所述电池组容纳区域包括收纳腔I28和收纳腔II23。收纳腔I28用于存放新电池组即有电待用的电池组，收纳腔II23用于临时存放更换下来的馈电电池组，在待机期间将馈电电池组运送至充电存储设备。

如图2所示，执行机构包括机械手臂21，机械手臂21上设置有信号接收器24，机械手臂21的端部连接有与更换固定接口7配合工作的固定机械臂20和触发电池组锁止装置11工作的机械臂25。机械手臂21可伸缩、上下左右移动、和一定角度水平转动。固定机械臂20上连接有定位接收器22，机械手臂21上还连接有拆装机械臂26。

如图3和图4所示，该电池组更换设备还包括与其设置在同一水平面上用于停放车辆的定位设备27，定位设备27与电池组更换设备数据通信。当需要更换电池组时，将车辆停放在定位设备27上，启动更换电池功能后，电池组载体的红外定位器8发射一条沿着车尾方向发射的定位信号，电池组更换设备向定位设备下达命令，定位设备在水平面上沿一个方向旋转，直至电池组更换设备获取到定位信号，并命令定位设备27在定位信号与电池组更换设备垂直时(即车尾正对着电池组更换设备时)停止旋转，这时的状态和位置最适合电池组更换设备更换电池组，即完成了电池组载体和电池组更换设备连接前的最佳待工状态(即电池组更换设备通过预设数据调整机械臂状态后，整体左右简单调节后即可准确的开始更换工作。无线识别装置9发射信号被电池组更换设备接收，通过预设数据电池组更换设备了解到目标车辆信息，查询到电池组载体信息和对应的电池组信息(如电池组载体类型、所需电池组规格、目标车型品牌、尺寸、离地高度、后备箱开口尺寸等)调整自己的对应的准备工作状态开始进行电池组的更换。

工作状态下：电池组载体通过数据交换接口6实时向车辆控制系统反应状态，需要充电时，将车辆行驶到定位设备27，熄火后打开后备箱，取出妨碍更换工作的物品，驾驶人启动“充电按钮”，车辆通过数据交换接口6对电池组载体发送命令，无线识别装置9开始发射数据并被电池组更换设备接收，电池组更换设备接收信号了解车辆和电池组载体信息通过预存数据分析后调整机械手臂21的位置、红外定位器8发射定位信号被电池组更换设备捕捉，定位设备27旋转使车辆尾部垂直于电池组更换设备，红外定位器8发射定位信号被定位接收器22捕捉，通过定位固定机械臂20准确捕捉到待工作位置、并与更换固定接口7连接，机械臂25到达预定位置后伸缩机械臂25电池组断开按钮10关闭，这时电池组锁止装置11和电池组连接接口13与容纳腔体II201内的电池组断开连接，电池组固定触发器12自动弹出，电池组更换设备通过拆装机械臂26将电池组取出后送至收发单元29，收发单元29将旧电池组送至收纳腔II23。并将收纳腔I28内通过电池组更换设备接收信号分析后发送指令到充电存储设备，由充电存储设备提供对应型号的满电电池组然后通过拆装机械臂26送至容纳腔体II201内上方并准确放置到容纳腔体II201内，电池组安装到位后电池组固定触发器12会被电池组压回到原始位置，触发电池组锁止装置11，电池组连接接口13伸出与新电池组连接。电池组更换结束后，无线识别装置9发射完成信号，电池组更换设备获取后收回拆装机械臂26，固定机械臂20、机械手臂21调整到待机状态，等待下次更换，电池组更换设备内的旧电池组被送至充电站通过充电存储设备自动识别，并为其充电，待满电后，断开充电，移动至待用位置。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种纯电动汽车电池组更换系统，其特征在于：包括安装在汽车内用于存放电池组、与汽车内的控制系统数据通信的电池组载体；

接收所述电池组载体传送的数据信息、为电池组载体更换电池组的电池组更换设备；

接收所述电池组更换设备传送的数据信息、为电池组更换设备提供多种类型的电池组的充电存储设备，所述充电存储设备内存储有多种待用的电池组。

2.根据权利要求1所述的纯电动汽车电池组更换系统，其特征还在于：所述电池组载体包括用于存放电池组的容纳空间，所述电池组载体还包括与其内部的控制单元相连接的：提供电能传输通道的电能输入接口(4)和电能输出接口(5)、将电池组载体的工作状态信息实时传送至汽车控制系统与汽车控制系统数据通信的数据交换接口(6)、与电池组更换设备相对接的更换固定接口(7)、与电池组更换设备进行信号通信的红外定位器(8)和无线识别装置(9)、电池组断开按钮(10)、固定电池组的电池组锁止装置(11)、触发电池组锁止装置(11)开始工作的固定触发器(12)和控制电池组载体与容纳空间内的可移动电池通断的电池组连接接口(13)。

3.根据权利要求2所述的纯电动汽车电池组更换系统，其特征还在于：电池组载体的容纳空间包括容纳腔体I(200)和容纳腔体II(201)。

4.根据权利要求1所述的纯电动汽车电池组更换系统，其特征还在于：所述电池组更换设备包括电池组容纳区域和与电池组载体的总控制端数据通信的收发单元(29)，所述电池组载体的总控制端至少连接有一个执行电池组更换操作的执行机构。

5.根据权利要求4所述的纯电动汽车电池组更换系统，其特征还在于：所述执行机构包括机械手臂(21)，所述机械手臂(21)上设置有信号接收器(24)，所述机械手臂(21)的端部连接有与更换固定接口(7)配合工作的固定机械臂(20)和触发电池组断开按钮(10)工作的机械臂(25)，所述固定机械臂(20)上连接有定位接收器(22)，所述机械手臂(21)上还连接有拆装机械臂(26)。

6.根据权利要求4所述的纯电动汽车电池组更换系统，其特征还在于：所述电池组更换设备还包括与其设置在同一水平面上用于停放车辆的定位设备(27)，所述定位设备(27)与电池组更换设备数据通信。

7.根据权利要求4所述的纯电动汽车电池组更换系统，其特征还在于：所述电池组容纳区域包括收纳腔I(28)和收纳腔II(23)。