CN214396480U - 模块化车辆智能充换电系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开一种模块化车辆智能充换电系统,包括电池箱;AGV车;充电平台,包括含有多个仓位的第一仓体以及设置在所述仓位中的充电座,所述第一仓体包括设置在各所述仓位上的仓门以及驱动机构;换电平台,设置在所述充电平台的一侧;控制中心,用于控制所述AGV车在所述充电座和换电平台之间转运所述电池箱,以及控制所述驱动机构驱动所述仓门开关。相对现有的多维吊装的方案,取放更加灵活,且各充电箱都位于独立的仓位中,在取放时则控制对应的仓门进行开闭,具备一定的防盗功能。

Description

模块化车辆智能充换电系统
技术领域
本实用新型涉及电动车换电领域,特别涉及一种模块化车辆智能充换电系统。
背景技术
目前在电动车辆换电领域,电池箱采用可快速更换结构,可在专用换电站内完成更换。换电站配备有X和Y方向行走的多维桁车和Z向卷扬吊升系统、充电装置、多组电池箱及多组充电工位。在专用换电装置的作用下,将已放电的电池箱取下,放入充电工位上,将已经充电的电池箱,装到电动车辆上。在集装箱吊装领域,集装箱采用快速吊装系统,该系统同样配备有X和Y方向行走的多维桁车和Z向卷扬吊升系统,在专用吊装夹具的作用下将集装箱吊装和取下,整个搬运过程操作较为复杂,取放不便。此外电池箱都排列在一起充电,其外部也没有任何防盗措施。
实用新型内容
针对现有技术中的缺陷,本实用新型的目的是提供一种模块化车辆智能充换电系统。
为了实现上述目的,本实用新型提供一种模块化车辆智能充换电系统,包括:
充电平台,包括含有多个仓位的第一仓体以及设置在所述仓位中的充电座,所述第一仓体包括设置在各所述仓位上的仓门以及驱动机构;
电池箱,设置在所述充电座中;
AGV车,非工作状态下收容于其中一所述仓位中;
换电平台,设置在所述充电平台的一侧;
控制中心,用于控制所述AGV车在所述充电座和换电平台之间转运所述电池箱,以及控制所述驱动机构驱动所述仓门开关。
优选地,所述第一仓体还包括第一PLC以及与所述控制中心通信的第一通信模块;所述第一通信模块和驱动机构与所述第一PLC电连接。
优选地,在更换电池箱时,目标电池箱和AGV车所在的仓位的仓门打开,其他仓门处于关闭状态。
优选地,所述控制中心设置在第二仓体中,包括:
第二通信模块,用于接收换电请求信息,并将换电指令发送至AGV车;
存储模块,用于存储所述充电座的第一ID信息、充电座的工作状态信息、电池箱的第二ID信息以及电池箱的电量信息,所述第一ID信息包括充电座的编号以及对应的位置信息;
换电规划模块,用于根据所述换电请求信息、第一ID信息、工作状态信息、第二ID信息、电量信息生成换电指令。
优选地,所述换电平台用于停放车辆,所述换电平台还包括设置在车辆上的安装座;
所述安装座包括座体、设置在所述座体上的电池接口、锁定机构以及监测所述电池箱的电量信息的第二电量监测模块。
优选地,所述车辆包括与所述第二电量监测模块电连接的中控台,所述中控台用于与所述控制中心通信。
优选地,所述充电座还包括用于监测所述电池箱的电量信息的第一电量监测模块。
优选地,所述AGV车包括:
第三通信模块,用于接收换电指令;
路径规划模块,用于根据所述换电指令生成换电路径信息;
姿位微调模块,用于根据所述电池箱的位置调整所述AGV车的姿态;
负载监控模块,用于监控提升所述电池箱时的输出负载。
优选地,所述安装座车还包括:
信息获取模块,用于获取所述车辆的第三ID信息、车辆上电池箱的第二ID信息及电量信息;
第四通信模块,用于将所述第三ID信息、车辆上电池箱的第二ID信息及电量信息发送至所述控制中心。
优选地,所述控制中心还包括验证模块,所述验证模块用于根据所述第三ID信息、车辆上电池箱的第二ID信息及电量信息,判定所述换电请求是否符合换电条件。
本实用新型具有如下至少一种的有益效果:
本实用新型通过控制中心控制AGV车在所述充电座和换电平台之间转运电池箱,实现对电动车辆上的低电量电池的更换和充电,相对现有的多维吊装的方案,取放更加灵活,且各充电箱都位于独立的仓位中,在取放时则控制对应的仓门进行开闭,具备一定的防盗功能。
本实用新型将电池箱、充电座以及AGV车设置在包含多个单独的仓位的第一仓体中,由此可构成一个充电模块。将控制中心设置在第二仓体中由此可构成一个控制模块,从而实现了模块化的设计,各模块可自行供电也可由外部供电,在布局该系统时只需将对应的模块放入某一区域即可投入使用。具体的某一服务点中第一仓体的投放数量根据该服务点所服务区域内车辆数量确定,第一仓体和第二仓体的摆布方式不限。
附图说明
图1为本实用新型一实施例中模块化车辆智能充换电系统的结构示意图;
图2为图1实施例中电池箱的结构示意图;
图3为图1实施例中AGV车的结构示意图;
图4为本实用新型另一实施例中模块化车辆智能充换电系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型,但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干变形和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。
参照图1至图4,模块化车辆智能充换电系统包括AGV车10、充电平台30、换电平台20和控制中心40,充电平台30包括含有多个仓位的第一仓体31、设置在所述仓位中的充电座33以及设置在所述充电座33上的电池箱34;换电平台20设置在所述充电平台30的一侧;控制中心40用于控制所述AGV车10在所述充电座33和换电平台20之间转运所述电池箱34。
在本实施例中,第一仓体31中的仓位皆相互独立设置,所述第一仓体31还包括仓门32、第一PLC、驱动机构和第一通信模块。仓门32设置在各所述仓位上;驱动机构与所述第一PLC电连接,用于驱动所述仓门32开关;第一通信模块与所述第一PLC电连接,并用于与所述控制中心40通信。所述驱动机构包括连接所述仓门32和第一仓体31的驱动缸,第一通信模块接收到控制中心40发送的控制指令后,将控制指令传送至第一PLC,第一PLC控制驱动缸伸缩,实现仓门32的开闭。具体的仓门32为7字形,其一端与第一仓体31铰接,类似汽车的飞翼门结构。此外,驱动机构也不限于通过控制驱动缸的伸缩来开闭仓门32,也可使用电机以及与仓门32连接的连杆机构或蜗轮蜗杆机构,电机转动驱动仓门32开闭,具体的驱动方式可参照现有的飞翼门的结构。此外,仓门32也不限飞翼门的结构,还可以使卷闸门,对应驱动机构为控制卷闸门升降的电机和滚筒,在此不展开描述。
在更换电池箱时,目标电池箱和AGV车所在的仓位的仓门打开,其他仓门处于关闭状态。目标电池箱即可供更换的电池箱,只打开相应的仓位的仓门,其他充电箱和充电座所在的仓位的仓门关闭可起到一定的防盗功能。对应可在仓体的四角设置与第一PLC电连接的摄像头、人脸识别模块和报警器,可监视和警示外部人员的活动,可进一步增强防盗效果。
在本实施例中,所述电池箱34包括箱体、设置在所述箱体中的充电电池、控制模块34d、散热模块34c以及设置在所述箱体底部的供电接口34f,所述供电接口34f、充电电池34c和散热模块34c分别与所述控制模块34d电连接。箱体包括框架34a、设置在框架34a中的多层板体34b以及设置在框架34a的两相对侧壁的连接架34g,连接架34g用于与AGV车10对接。充电电池34c设置在板体34b上,控制模块34d设置在最高层的板体34b上,包括充电控制板。散热模块34c包括设置在控制模块34d一侧并与充电控制板上的散热风扇。所述充电座33上设置有与供电接口34f对接的充电接口,以及用于监测所述电池箱34的电量信息的第一电量监测模块。各充电座33上的第一电量监测模块分别与第一PLC电连接,对应的电池箱34的电量信息可通过第一通信模块发送至控制中心40。
在本实施例中,所述控制中心40设置在集装箱中,具体为一服务器,维护时可通过打开设置在集装箱上的门体进入,日常状态下门体关闭起到保护内部服务器的作用。控制中心40包括第二通信模块、存储模块和换电规划模块。
第二通信模块采用4g、5g等无线的通信模块,可用于接收外部的移动通信终端或者车辆中控台的换电请求信息,并将换电规划模块生成的换电指令发送至AGV车10;此外控制中心40与AGV车10以及充电中心之间也可以通过局域组网的形式实现通信。可在移动通信终端上安装对应的PP或小程序实现与控制中心40的通信,以及与控制台的绑定通信。以便用户在移动通信终端上完成换电操作申请,或者查询附近的可更换电池箱34的换电站的位置信息。
存储模块用于存储所述充电座33的第一ID信息、充电座33的工作状态信息、电池箱34的第二ID信息以及电池箱34的电量信息,所述第一ID信息包括充电座33的编号以及对应的位置信息;在取电换电操作中,AGV车10根据第一ID信息可移动至目标充电座33处。上述存储模块存储的信息通过第二通信模块与充电平台30、换电平台20通信获取。
换电规划模块,用于根据所述换电请求信息、第一ID信息、工作状态信息、第二ID信息、电量信息生成换电指令。具体的,换电规划模块先调取充电平台30中充电座33的第一ID信息、充电座33的工作状态信息、电池箱34的第二ID信息以及电池箱34的电量信息;根据所述换电请求信息,换电规划模块筛选工作状态信息为待工状态的充电座33的第一ID信息,并将其发送至AGV车10;筛选电量状态符合要求的电池箱34的第二ID信息,以及与之对应的充电座33的第一ID信息并发送至AGV车10。换电指令包括上述的待工状态的充电座33的第一ID信息、目标电池箱34的第二ID信息以及目标电池箱34所在充电座33的第一ID信息。
在本实施例中,AGV车10包括第三通信模块、路径规划模块、姿位微调模块和负载监控模块,第三通信模块用于接收换电指令;路径规划模块用于根据所述换电指令生成换电路径信息;姿位微调模块用于根据所述电池箱34的位置调整所述AGV车10的姿态;负载监控模块用于监控提升所述电池箱34时的输出负载。
具体的,在本实施例中,所述AGV车10包括可移动的车体11、设置在车体11一侧的车架12、与车架12滑动连接的托架13、驱动所述托架13升降的驱动电机14和传动组件。AGV车10还包括第三通信模块,第三通信模块与安装座和控制中心40通信,用于接收所述换电指令;路径规划模块用于根据所述换电指令生成换电路径信息。
换电路径信息包括:待工状态下AGV车10停放位置到换电平台20的第一路径信息,从换电平台20到待工充电座33之间的第二路径信息,从待工充电座33到目标电池箱34向所在的充电座33的第三路径信息,从目标电池箱34向所在的充电座33到换电平台20的第四路径信息。
路径规划模块根据上述的待工状态的充电座33的第一ID信息、目标电池箱34的第二ID信息、目标电池箱34所在充电座33的第一ID信息以及换电平台20上车辆停靠处的位置信息,生成对应的第一路径信息、第二路径信息、第三路径信息和第四路径信息。AGV车10根据上述第一路径信息、第二路径信息、第三路径信息和第四路径信息完成电池箱34的更换。当所有充电座33的工作状态信息皆为充电状态时,发送临时存放指令至AGV车10。AGV车10将安装座上的电池取下放置在临时存放架上。
姿位微调模块用于根据所述电池箱34的位置调整所述AGV车10的姿态;具体的姿位微调模块包括设置在所述AGV车10上的深度摄像头,当AGV车10到达具体的目标区域时,深度摄像头可获取目标电池箱34的深度图像,根绝深度图像和AGV车10的当前位姿,控制车体11移动一定的位置实现微调,以便托架13与电池箱34上的连接架34g对接。也可在车辆上设置对应的MARK点,在AGV车10上设置对应的CCD相机来确认AGV车10在装卸电池箱34使的位置,以便后续微调操作。
此外,还可在AGV车10的移动区域中设置与第一路径信息、第二路径信息、第三路径信息和第四路径信息对应的感应磁条,确保AGV车10在运动时路线可控,避免偏移。
负载监控模块用于监控提升所述电池箱34时的输出负载。具体的负载监控模块包括去AGV车10的驱动电机14电连接的监控电路,用于监控驱动电机14的输入负载。当输入负载大于设定值时则判定电池箱34卡住无法取出。AGV车10发送负载异常信息至控制中心40,控制中心40发送故障提醒信息至中控台和/或移动通信终端。以便用户检查安装座上的锁定机构是否打开。
在本实施例中,所述换电平台20用于停放车辆,所述换电平台20还包括设置在车辆上的安装座;所述安装座包括座体、设置在座体中的第二PLC、设置在所述座体上的电池接口、锁定机构以及监测所述电池箱34的电量信息的第二电量监测模块。第二PLC与汽车的中控台电连接,中控台与移动通信终端之间可进行绑定实现通信,电池箱34的第二ID信息、电量信息以及车辆的第三ID信息可通过中控台或移动通信终端发送至控制中心40。
安装座还包括与所述控制中心40和/或AGV车10通信的第四通信模块;所述第四通信模块与第二PLC电连接,用于将车辆的第三ID信息、车辆上电池箱34的第二ID信息及电量信息发送至所述控制中心40和/或AGV车10。具体的,第四通信模块可以是近场通信模块,如:NFC模块,RFID射频模块等,对应的AGV车10上的第三通信模块也包括NFC模块,RFID射频模块,实现与安装座的通信,当车辆停入换电平台20的停车区域,AGV车10靠近安装座,获取电池箱34的第二ID信息、电量信息以及车辆的第三ID信息,并将获取的上述信息发送至控制中心40进行验证。或者,也可在换电平台20的停车区域中设置与控制中心40电连接的近场通信模块,以获取车辆的第三ID信息、车辆上电池箱34的第二ID信息及电量信息并将其发送至所述控制中心40。
所述控制中心40还包括验证模块,所述验证模块用于确认换电平台20中的车辆的第二ID信息、电池箱34的第三ID信息与换电指令中对应的第二ID信息、第三ID信息一致。
所述验证模块还用于根据所述第三ID信息、车辆上电池箱34的第二ID信息及电量信息,判定所述换电请求是否符合换电条件。当电量信息低于设定值时,如80%,则对车辆进行换电。此处电量值为预设值,在一地理区域中可创设模块化车辆智能换电系统,该模块化车辆智能换电系统包括多个服务点,各服务点中设置AGV车10、充电平台30、换电平台20和控制中心40,该模块化车辆智能换电系统还包括与各控制中心40通信的远程服务器。当该区域中满电状态的电池箱34数量紧张时,可将换电条件值设定较小的数值。反之则将换电条件值调高。
本实用新型中,用户可通过手机(移动通信终端)和中控台获取车辆上电池箱34的电量信息,当电量较低时或者电量低于行程所需电量时,手机及中控台自动推送缺电警告;或者,上述电量信息可时时传送至远程服务器,当电量较低时或者电量低于行程所需电量时,远程服务器发出缺电警告至中控台或手机,以便用户确认发送换电请求信息至远程服务器;远程服务器根据上述换电请求信息将车辆所属地理区域内各分部点的位置信息及各分部点中可换电的电池箱34数信息以及推荐的路线信息发送至手机和中控台,并以地图及地图标记点的形式展现在屏幕上,用户点选确认后根据导航运动至选定的服务点的换电平台20的停车区域。
当控制中心40中的验证模块确认换电平台20中的车辆的第二ID信息、电池箱34的第三ID信息与换电指令中对应的第二ID信息、第三ID信息一致。且第三ID信息、车辆上电池箱34的第二ID信息及电量信息,符合换电条件则发送换电指令至AGV车10,以便完成后续换电步骤。
本实用新型具有如下至少一种的有益效果:
本实用新型通过控制中心40控制AGV车10在所述充电座33和换电平台20之间转运电池箱34,实现对电动车辆上的低电量电池的更换和充电,相对现有的多维吊装的方案,取放更加灵活,且各充电箱都位于独立的仓位中,在取放时则控制对应的仓门进行开闭,具备一定的防盗功能。
本实用新型将电池箱、充电座以及AGV车设置在包含多个单独的仓位的第一仓体中,由此可构成一个充电模块。将控制中心设置在第二仓体中由此可构成一个控制模块,从而实现了模块化的设计,各模块可自行供电也可由外部供电,在布局该系统时只需将对应的模块放入某一区域即可投入使用。
具体的某一服务点中第一仓体的数量根据该服务点服务的区域中车辆数量进行投放,第一仓体和第二仓体的摆布方式不限。
在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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实用新型和简化描述,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实用新型的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。在本实用新型的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本实用新型中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,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;可以是直接相连,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,可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
以上内容是结合具体的实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明,不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换。

Claims (7)

1.一种模块化车辆智能充换电系统,其特征在于,包括:
充电平台,包括含有多个仓位的第一仓体以及设置在所述仓位中的充电座,所述第一仓体包括设置在各所述仓位上的仓门以及驱动机构;
电池箱,设置在所述充电座中;
AGV车,非工作状态下收容于其中一所述仓位中;
换电平台,设置在所述充电平台的一侧;
控制中心,用于控制所述AGV车在所述充电座和换电平台之间转运所述电池箱,以及控制所述驱动机构驱动所述仓门开关。
2.根据权利要求1所述的模块化车辆智能充换电系统,其特征在于,所述第一仓体还包括第一PLC以及与所述控制中心通信的第一通信模块;所述第一通信模块和驱动机构与所述第一PLC电连接。
3.根据权利要求2所述的模块化车辆智能充换电系统,其特征在于,在更换电池箱时,目标电池箱和AGV车所在的仓位的仓门打开,其他仓门处于关闭状态。
4.根据权利要求2所述的模块化车辆智能充换电系统,其特征在于,所述充电座还包括用于监测所述电池箱的电量信息的第一电量监测模块,所述第一电量监测模块与所述第一PLC电连接。
5.根据权利要求1所述的模块化车辆智能充换电系统,其特征在于,所述换电平台用于停放车辆,所述换电平台还包括设置在车辆上的安装座;所述安装座包括座体、第二PLC、电池接口、用于锁定所述电池箱的锁定机构以及第二电量监测模块;
所述第二电量监测模块、电池接口和锁定机构分别与所述第二PLC电连接,所述第二电量监测模块用于监测所述电池箱的电量信息。
6.根据权利要求5所述的模块化车辆智能充换电系统,其特征在于,所述模块化车辆智能充换电系统还包括与所述第二PLC电连接的中控台,所述中控台用于与所述控制中心通信。
7.根据权利要求5所述的模块化车辆智能充换电系统,其特征在于,所述安装座还包括与所述控制中心和/或AGV车通信的第四通信模块;
所述第四通信模块与第二PLC电连接,用于将车辆的第三ID信息、车辆上电池箱的第二ID信息及电量信息发送至所述控制中心和/或AGV车。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN115056663A (zh) * 2022-07-30 2022-09-16 中国建筑第四工程局有限公司 一种低碳工地施工用电供电的系统及其控制方法

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