CN217672241U - 一种电动汽车换电用agv装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电动汽车换电用AGV装置，可对电动汽车进行换电操作，且对停车精度要求低，有利于提高换电效率。所述电动汽车换电用AGV装置，包括控制系统、AGV本体、电池仓体和电池转运装置，电池仓体设在AGV车体上，具有多个电池仓位；电池转运装置用于接纳车辆电池仓内的亏电电池并将亏电电池置入电池仓位中，以及用于接纳电池仓位中的满电电池并将满电电池置入换电车辆电池仓内。采用本实用新型对车辆停车位置精度要求较低，对用户驾驶水平要求较低，且车辆停车更为灵活，有利于提高换电效率。

Description

一种电动汽车换电用AGV装置

技术领域

本实用新型涉及运输机器人领域，具体涉及一种能够给电动汽车换电的AGV装置。

背景技术

随着环境保护意识的日益增强，新能源电动汽车越来越普及。电动汽车是以电动机代替燃油机，通过蓄电池供电，由电机驱动而无需变速箱，具有节能环保、操纵和维修方便、运行可靠、噪音低等优点。

电动汽车的电池充电目前主要采用有两种方式，一种是充电桩，另一种是充换电池站。其中，通过充换电池站进行电池充电，是将电动汽车驶入充换电池站，汽车移出亏电电池，然后将已经充满电的电池更换给汽车，替换下来的亏电电池输送到充电装置进行充电，汽车无需现场等候亏电电池充电完成，充电效率高，这种汽车充电模式称为换电，目前已成为逐渐普及的一种汽车充电模式。

现有技术中，通过充换电池站对电动汽车进行换电时，需要电动汽车驶入充换电池站特定位置，汽车上的电池出入口需要对准换电柜的电池出入口，由换电柜电池出入口的电池驱动机构带动电池进出换电柜，然后与汽车电池仓的电池出入口对接。采用这种方式，由于需要将电动汽车驶入充换电池站特定位置，停车位置要满足汽车电池仓的电池出入口对准换电柜的电池出入口，则对用户的驾驶水平要求较高，一旦用户停车位置偏差较大，可能会造成电池无法进出汽车电池仓或在进仓途中出现卡滞，进而导致换电失败或换电效率低。

实用新型内容

本实用新型为解决现有技术存在的上述问题，提供一种电动汽车换电用AGV装置，可对电动汽车进行换电操作，且对电动汽车停车精度要求较低，有利于提高换电效率。

为达到上述技术效果，本实用新型的技术方案是，一种电动汽车换电用AGV装置，包括：

控制系统；

AGV本体，其包括AGV车体和用于驱动所述AGV车体移动的驱动装置；

电池仓体，其设在所述AGV车体上，所述电池仓体具有多个电池仓位，所述电池仓位具有电池出入口；

电池转运装置，其可移动地设在所述AGV车体上，用于接纳车辆电池仓内的亏电电池并将所述亏电电池置入所述电池仓位中，以及用于接纳所述电池仓位中的满电电池并将所述满电电池置入车辆电池仓内；

移动机构，用于驱动所述电池转运装置移动。

所述移动机构包括横向移动机构、纵向移动机构和移动平台，所述横向移动机构设在所述AGV车体上并与所述移动平台连接以驱动所述移动平台横向移动，所述电池转运装置和所述纵向移动机构均设在所述移动平台上，所述纵向移动机构与所述电池转运装置连接以驱动所述电池转运装置纵向移动。

所述电动汽车换电用AGV装置还包括旋转机构，用于驱动所述电池转运装置旋转。

所述电池转运装置上设有用于驱动电池横向移动的横向移动驱动部件、用于驱动电池纵向移动的纵向移动驱动部件、电池电池到位检测元件及电池锁止机构。

所述电池仓位上下排列多层，所述AGV车体上还设有升降机构，用于驱动所述电池转运装置升降至与各层所述电池仓位的电池出入口对正。

每层所述电池仓位的数量为1个或多个，当每层所述电池仓位的数量为多个时，多个所述电池仓位沿纵向布设。

多个所述电池仓位布设在所述AGV车体的两侧部，两侧部的所述电池仓位之间构成避让所述电池转运装置移动的移动避让通道，两侧部的所述电池仓位的电池出入口相对设置，且均与所述移动避让通道连通。

所述电池仓位的底壁上设有滚动部件，所述滚动部件与位于所述电池仓位内的电池滚动接触。

所述电池仓位内还设有锁止装置，用于对位于所述电池仓位内的电池锁止定位。

所述电动汽车换电用AGV装置上设有第一位置识别模块，用于识别车辆电池仓仓口位置，所述第一位置识别模块与所述控制系统通信连接；

所述电动汽车换电用AGV装置上设有第二位置识别模块，用于识别所述电池仓位的电池出入口位置，所述第二位置识别模块与所述控制系统通信连接。

所述电池仓位包括用于放置满电电池的多个满电仓位和用于放置亏电电池的多个亏电仓位。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点和积极效果：

1、采用本实用新型电动汽车换电用AGV装置，待换电车辆换电时，只需将车辆停靠在该AGV装置对应设置的停车区域内，然后本实用新型电动汽车换电用AGV装置按设定路径移动至该停车区域处，由其电池转运装置将待换电车辆的亏电电池移出并置入电动汽车换电用AGV装置的电池仓位中，并将电池仓位中满电电池接纳并置入待换电车辆的电池仓内，实现待换电车辆的换电，无需待换电车辆驶至换电柜并对准换电柜的电池出入口，对车辆停车位置精度要求较低，进而对用户的驾驶水平要求较低，有利于提高换电效率；

2、可通过在换电站设置多个本实用新型电动汽车换电用AGV装置，各AGV装置导引路径不同，从而使得换电站具有多个停车换电位置，使得待换电车辆停车更为灵活，且可满足多辆汽车同时换电，进一步缩短了换电等待时间，提高换电效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型电动汽车换电用AGV装置的立体图；

图2为图1的A部放大图。

附图标记：1、电动汽车换电用AGV装置；10、AGV本体；11、AGV车体；12、导引装置；20、电池仓体；21、电池仓位；22、移动避让通道；23、滚动部件；30、电池转运装置；31、横向移动驱动部件；32、纵向移动驱动部件；33、齿轮；40、升降机构；41、丝杠；42、升降板；50、移动机构；51、横向移动机构；52、纵向移动机构；521、底座；522、齿条；53、移动平台；54、导轨；2、电池。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本实施例一种电动汽车换电用AGV装置，用于在充换电装置与待换电车辆间运送电池，对待换电车辆进行换电操作。

参照图1和图2，电动汽车换电用AGV装置1包括控制系统、AGV本体10、电池仓体20、电池转运装置30和移动机构50。

AGV本体10具体为一AGV小车，其结构及移动原理同现有技术，主要包括AGV车体11和用于驱动AGV车体11移动的驱动装置，当然还包括AGV小车其他必备部件，比如导引装置12和动力电源（未图示）等，在此不做赘述。

电池仓体20设在AGV车体11上，具体设在AGV车体11的顶面平台上，电池仓体20包括底板和固设在底板上的框架，框架中设置多个用于放置电池的电池仓位21，电池2包括待换电车辆换电用的满电电池和从待换电车辆取下的亏电电池，电池仓位21具有电池出入口，以便电池出入仓位。

电池转运装置30可移动地设在AGV车体11上，具体设在电池仓体20的底板上，即电池转运装置30在可随AGV本体10移动的同时，其还可以在AGV车体11上进行移动，从而使其能够用于接纳待换电车辆电池仓内取出的亏电电池并将亏电电池移入电池仓位21中，以及用于接纳电池仓位21中的满电电池并将满电电池置入待换电车辆的电池仓内，以参与车辆换电过程。具体地，本实施例中电池转运装置30呈一矩形板状，其尺寸较小，以便能够在AGV车体11上移动，同时其体积稍大于单个电池的体积，以便能够稳定承载电池。

移动机构50也设在AGV车体11上，用于驱动电池转运装置30移动。

控制系统包括分别与AGV本体10、移动机构50进行无线通讯的无线通讯模块，AGV本体10的驱动装置以及移动机构50均通过无线通讯模块与控制系统通信连接。

采用本实施例电动汽车换电用AGV装置对待换电车辆的换电流程如下：

电动汽车换电用AGV装置的电池仓位21中事先放置好满电电池；

用户将待换电车辆停到根据AGV本体10导引路径预先制定的停车区域内；

AGV本体10带动电池仓体20和电池转运装置30沿其预先设定的导引路径移动至该停车区域处，AGV本体10的停车方向应使得电池转运装置30与待换电车辆的电池仓仓口相对；

电池转运装置30在AGV本体10上移动至与待换电车辆的电池仓仓口对接位置处，接纳从电池仓内取出的亏电电池并将其运送至电池仓体20的电池仓位21中暂时存放；

电池转运装置30移动至电池仓位21中的满电电池处，接纳电池仓位21中的满电电池至与待换电车辆的电池仓仓口对接位置处，并将满电电池置入待换电车辆的电池仓内，实现车辆换电。

通过上述换电流程，解决了现有技术中用户需要将车辆行驶到换电柜旁并对准换电柜电池出入口，对用户驾驶水平要求高的问题；且由于AGV装置移动灵活，可避免现有技术中受换电柜电池出入口数量少的限制，导致用户车辆排队换电时间长的问题，进一步提高了换电效率。

具体地，本实施例中电池仓体20大致呈长方体状，其多个电池仓位21中，除放置满电电池外，还留有仓位放置亏电电池，满电电池和亏电电池的具体放置位置是由本实施例电动汽车换电用AGV装置的控制系统中预先设定。亏电电池由车辆电池仓向电池转运装置30上的放置可通过车辆电池仓上配置的电池出入仓机构实现，车辆电池仓上配置的电池出入仓机构为现有技术，在此不再赘述；亏电电池由电池转运装置30移出的动作，可通过配置机械手或在电池转运装置30上设置电池推出机构实现。满电电池由电池仓位21向电池转运装置30上的放置动作可通过设置机械手或者在电池仓位21上设置电池推出机构实现，或者在电池转运装置30上设置电磁铁装置以将电池吸入至电池转运装置30上；满电电池由电池转运装置30移出的动作，可通过配置机械手或在电池转运装置30上设置电池推出机构实现。

本申请一些实施例中，多个电池仓位21可分成用于放置满电电池的多个满电仓位和用于放置亏电电池的多个亏电仓位，以实现满电电池和亏电电池的有序放置。本实施例电动汽车换电用AGV装置的控制系统可设定亏电仓位中可以暂存更换下的亏电电池的坐标和满电仓位中需要更换进车辆内的满电电池的坐标，从而便于电池转运装置30与对应的亏电仓位和满电仓位对接，有利于提高换电效率。

由于AGV本体10的导引路径及停车位置已预先设定，即AGV本体10的停车位置固定，而由于用户驾驶水平各异，则即使用户将车停至按AGV本体10导引路径预先制定的停车区域内，仍难免会存在车辆电池仓仓口位置与电池转运装置30位置偏差较大的情况。为使电池转运装置30能够准确地识别待换电车辆的电池仓仓口位置，进而提高二者的对准精度，使电池精确进出待换电车辆的电池仓，本实施例中电动汽车换电用AGV装置上设有第一位置识别模块和第二位置识别模块。其中，第一位置识别模块用于识别待换电车辆的电池仓仓口位置，且第一位置识别模块与AGV装置的控制系统通信连接，第一位置识别模块识别的待换电车辆的电池仓仓口位置信号发送至控制系统，控制系统通过电池转运装置30的第二驱动装置控制电池转运装置30运行至与待换电车辆的电池仓仓口对接的位置，实现二者的顺利、精确对接。

第二位置识别模块用于识别电池仓位21的电池出入口位置，且第二位置识别模块与AGV装置的控制系统通信连接，第二位置识别模块识别的电池仓位电池出入口位置信号发送至控制系统，控制系统通过电池转运装置30的第二驱动装置控制电池转运装置30运行至与电池仓位的电池出入口对接的位置，实现二者的顺利、精确对接。

具体地，第一位置识别模块和第二位置识别模块可以是视觉定位识别装置或者是激光定位识别装置等，在此不做具体限制。

在本申请的一些实施例中，如图1和图2所示，移动机构50包括横向移动机构51、纵向移动机构52和移动平台53，横向移动机构51设在AGV车体11上并与移动平台53连接以驱动移动平台53横向移动，电池转运装置30和纵向移动机构52均设在移动平台53上，则电池转运装置30和纵向移动机构52可一起随移动平台53横向移动；纵向移动机构52与电池转运装置30连接以驱动电池转运装置30纵向移动，使得电池转运装置30可在移动平台53上纵向移动，进而实现电池转运装置30的横向和纵向移动，以将电池2转运至目标位置。

具体而言，本实施例中，如图2所示，横向移动机构51为电机驱动的丝杠滑块机构，电机与控制系统通信连接，其滑块与移动平台53连接为一体，移动平台53的两端与AGV车体11上横向设置的导轨54滑动配合，横向移动机构51位于两端的导轨54之间，以使移动平台53横向运行平稳，进而使电池转运装置30横向运行平稳。纵向移动机构52为电机驱动的齿轮齿条机构，具体地，纵向移动机构52包括底座521和设在底座521上且纵向设置的齿条522，底座521设在移动平台53上，电池转运装置30可纵向滑动地设在底座521上，电池转运装置30上设有齿轮33及驱动电机（未图示），驱动电机与控制系统通信连接，其驱动齿轮33转动，齿轮33与齿条522啮合实现电池转运装置30的纵向移动。当然，除上述结构外，横向移动机构51也可以为电机驱动的齿轮齿条机构，纵向移动机构52也可以为电机驱动的丝杠滑块机构，或者是能够实现直线移动的其他机械结构，在此不做具体限制。

为进一步提高电池转运装置30与待换电车辆上的电池仓对接时的对正准确性，本实施例中，电动汽车换电用AGV装置还包括旋转机构，用于驱动电池转运装置30旋转。具体而言，旋转机构设在移动平台53与底座521之间，具体可包括电机以及由电机驱动转动的转盘，电机与控制系统通信连接，电机及转盘安装在移动平台53上，转盘与底座521连接，从而带动底座521及底座521上的电池转运装置30一起转动，从而实现了电池转运装置30在水平面内的转动。则当用户停车后且AGV车体11移动到位后，可通过适当旋转电池转运装置30使其与待换电车辆的电池仓对正，进一步提高电池转运装置30与待换电车辆电池对接效率，有利于进一步提高换电效率。

当然，除上述结构外，旋转机构也可以为其他结构，比如电机驱动的齿轮传动机构等，在此不做具体限制。

本实施例中电池转运装置30上设有用于驱动电池横向移动的横向移动驱动部件31和用于驱动电池纵向移动的纵向移动驱动部件32，从而当其与电池仓位21对接时，电池先在纵向移动驱动部件32的驱动下进入到电池转运装置30上，电池转运装置30移动至相应电池仓位21位置后，电池再在横向移动驱动部件31驱动下进入到相应的电池仓位21中，即通过其上的横向移动驱动部件31和纵向移动驱动部件32即可驱使电池横向移动或纵向移动，使电池顺利进入电池仓位21中，无需另外设置取放电池的机械手。

具体而言，横向移动驱动部件31和纵向移动驱动部件32可以是电动驱动辊或驱动滚轮，或者是电动推杆等。如图2所示，本实施例中横向移动驱动部件31和纵向移动驱动部件32均采用电动驱动辊，多个电动驱动辊排列成多排，横向移动驱动部件31和纵向移动驱动部件32间隔设置。或者，也可采用既可横向移动又可纵向移动的驱动滚轮驱使电池横向移动或纵向移动。

另外，电池转运装置30上还设有电池到位检测元件及电池锁止机构，电池到位检测元件用于对电池转运装置30上的电池进行到位检测，比如可以是红外检测开关或激光检测开关，电池锁止机构用于对到位的电池进行锁止定位，以保证电池在电池转运装置30上的稳固性，防止电池滑动或晃动。具体而言，电池锁止机构可以是油缸或气缸驱动的伸缩杆，位于电池的侧部，当电池在电池转运装置30上位置到位时伸缩杆伸出抵靠在电池侧壁上，对电池进行定位。当然，电池锁止机构也可以设置在电池的底部，从底部对电池进行定位。

进一步地，本实施例中电池仓位21上下排列多层，以尽可能地增多电池仓位21的数量，提高电池存储能力，进而提高换电量。相应地，AGV车体11上还设有升降机构40，用于驱动电池转运装置升降至与各层所述电池仓位的电池出入口对正。

具体而言，如图1所示，升降机构40包括驱动电机（未图示）、竖向设置的丝杠41以及一水平设置的升降板42，驱动电机驱动丝杠41转动，丝杠41与升降板42螺纹配合，驱动电机与丝杠一一对应设置多处，具体可布设在升降板42的四角处，共同驱动升降板42升降，而移动机构50及电池转运装置30设在升降板42上，从而升降板42升降时带动移动机构50及电池转运装置30共同升降。

每层电池仓位21的数量可以是1个或多个，当每层电池仓位21的数量为多个时，多个电池仓位21沿纵向布设。

作为另外一种实施方式，如图1所示，多个电池仓位21可布设在AGV车体11的两侧部，两侧部的电池仓位21之间构成避让电池转运装置30移动的移动避让通道22，两侧的电池仓位21的电池出入口相对设置，且均与移动避让通道22连通。移动避让通道22大致位于AGV车体11的中部，为长条状空间。换电过程中，电池转运装置30在移动避让通道22内移动，向电池仓位21中放置亏电电池或取出满电电池。相应地，移动机构50和升降机构40也设在移动避让通道22内。

在本申请的一些实施例中，电池仓位21的底壁上设有滚动部件23，滚动部件23与位于电池仓位21内的电池2滚动接触，减小电池2在电池仓位21内的摩擦力，减小磨损，提高电池2出入仓的顺畅性。滚动部件23具体可以是辊筒或万向球等。

另外，电池仓位21内还设有锁止装置，用于对位于电池仓位21内入仓到位的电池锁止定位，以保证随AGV车体11移动时电池的稳固性。具体而言，锁止装置可以是油缸或气缸驱动的伸缩杆，当电池入仓到位时伸缩杆伸出抵靠在电池侧壁上，对电池进行定位，锁止装置可以设置在电池的底部。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种电动汽车换电用AGV装置，其特征在于，包括：

控制系统；

AGV本体，其包括AGV车体和用于驱动所述AGV车体移动的驱动装置；

电池仓体，其设在所述AGV车体上，所述电池仓体具有多个电池仓位，所述电池仓位具有电池出入口；

电池转运装置，其可移动地设在所述AGV车体上，用于接纳车辆电池仓内的亏电电池并将所述亏电电池置入所述电池仓位中，以及用于接纳所述电池仓位中的满电电池并将所述满电电池置入车辆电池仓内；

移动机构，用于驱动所述电池转运装置移动。

2.根据权利要求1所述的电动汽车换电用AGV装置，其特征在于，

所述移动机构包括横向移动机构、纵向移动机构和移动平台，所述横向移动机构设在所述AGV车体上并与所述移动平台连接以驱动所述移动平台横向移动，所述电池转运装置和所述纵向移动机构均设在所述移动平台上，所述纵向移动机构与所述电池转运装置连接以驱动所述电池转运装置纵向移动。

3.根据权利要求2所述的电动汽车换电用AGV装置，其特征在于，

所述电动汽车换电用AGV装置还包括旋转机构，用于驱动所述电池转运装置旋转。

4.根据权利要求1所述的电动汽车换电用AGV装置，其特征在于，

所述电池转运装置上设有用于驱动电池横向移动的横向移动驱动部件、用于驱动电池纵向移动的纵向移动驱动部件、电池到位检测元件及电池锁止机构。

5.根据权利要求2所述的电动汽车换电用AGV装置，其特征在于，

所述电池仓位上下排列多层，所述AGV车体上还设有升降机构，用于驱动所述电池转运装置升降至与各层所述电池仓位的电池出入口对正。

6.根据权利要求5所述的电动汽车换电用AGV装置，其特征在于，

每层所述电池仓位的数量为1个或多个，当每层所述电池仓位的数量为多个时，多个所述电池仓位沿纵向布设。

7.根据权利要求1所述的电动汽车换电用AGV装置，其特征在于，

多个所述电池仓位布设在所述AGV车体的两侧部，两侧部的所述电池仓位之间构成避让所述电池转运装置移动的移动避让通道，两侧部的所述电池仓位的电池出入口相对设置，且均与所述移动避让通道连通。

8.根据权利要求1所述的电动汽车换电用AGV装置，其特征在于，

所述电池仓位的底壁上设有滚动部件，所述滚动部件与位于所述电池仓位内的电池滚动接触。

9.根据权利要求1或8所述的电动汽车换电用AGV装置，其特征在于，

所述电池仓位内还设有锁止装置，用于对位于所述电池仓位内的电池锁止定位。

10.根据权利要求1所述的电动汽车换电用AGV装置，其特征在于，

所述电动汽车换电用AGV装置上设有第一位置识别模块，用于识别车辆电池仓仓口位置，所述第一位置识别模块与所述控制系统通信连接；

所述电动汽车换电用AGV装置上设有第二位置识别模块，用于识别所述电池仓位的电池出入口位置，所述第二位置识别模块与所述控制系统通信连接。

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