DE112012000037T5 - Battery pack Changing device for electrically powered vehicles - Google Patents
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Abstract
Eine Batteriesatz-Wechselvorrichtung zum Austausch von Batteriesätzen eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs, aufweisend einen beweglichen, rahmenförmigen Hauptmechanismus; einen im Hauptmechanismus montierten Hebemechanismus; einen mit dem Hebemechanismus verbundenen Drehmechanismus; einen mit dem Drehmechanismus verbundenen Anschlussmechanismus; und einem auf dem Anschlussmechanismus angebrachten Batteriesatz-Zieh- und Schiebemechanismus; wobei der Hebemechanismus so ausgestaltet ist, dass er Auf- und Abwärtsbewegungen des Drehmechanismus entlang des Hauptmechanismus ausführt und unterstützt, der Drehmechanismus den Anschlussmechanismus unterstützt, und der Anschlussmechanismus um eine Welle herum drehbar angeordnet ist, welche den Drehmechanismus und den Hebemechanismus verbindet; der Anschlussmechanismus den Batteriesatz-Zieh- und Schiebemechanismus in einer solchen Weise unterstützt, dass der Batteriesatz-Zieh- und Schiebemechanismus ausgehend vom oder einfahrend zum Drehmechanismus heraus- und wieder einfährt; und der Batteriesatz-Zieh- und Schiebemechanismus desweiteren eine Entnahmevorrichtung aufweist, wobei der Batteriesatz-Zieh- und Schiebemechanismus mittels der Entnahmevorrichtung mit dem Batteriesatz verbunden oder getrennt wird.A battery pack changing device for exchanging battery packs of an electrically driven vehicle, comprising a movable, frame-shaped main mechanism; a lifting mechanism mounted in the main mechanism; a turning mechanism connected to the lifting mechanism; a connection mechanism connected to the rotation mechanism; and a battery pack pulling and pushing mechanism mounted on the connecting mechanism; wherein the lift mechanism is configured to perform and assist up and down movements of the rotation mechanism along the main mechanism, the rotation mechanism supports the connection mechanism, and the connection mechanism is rotatably disposed about a shaft connecting the rotation mechanism and the lift mechanism; the terminal mechanism assists the battery pack pulling and pushing mechanism in such a manner that the battery pack pulling and pushing mechanism retracts and retracts from or to the turning mechanism; and the battery pack pulling and sliding mechanism further comprises a picking device, wherein the battery pack pulling and pushing mechanism is connected or disconnected to the battery pack by means of the picking device.
Description
TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Batterie-betriebenes Fahrzeug und spezieller auf eine Vorrichtung zum Auswechseln von Batteriesätzen eines Elektrofahrzeugs.The present invention relates to a battery-operated vehicle, and more particularly to a device for replacing battery packs of an electric vehicle.
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
Im Rahmen stärker hervortretender Energie- und Umweltprobleme rücken elektrisch angetriebene Fahrzeuge, aufgrund ihrer Vorteile im Bezug auf die Sauberkeit und Umweltverträglichkeit, immer mehr in den Fokus.In the context of more prominent energy and environmental issues, electric vehicles are becoming more and more of a focus because of their advantages in terms of cleanliness and environmental sustainability.
Herkömmliche Batteriesätze von Elektrofahrzeugen benötigen, angesichts ihrer Entlade-Charakteristiken, eine sehr lange Zeit um wiederaufgeladen zu werden. Dieses führt für die Fahrer zu langen Wartezeiten und ist sehr unvorteilhaft.Conventional electric vehicle battery packs take a very long time to recharge given their discharge characteristics. This leads to long waiting times for the drivers and is very unfavorable.
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Batteriesatz-Wechselvorrichtung für Elektrofahrzeuge bereitzustellen.It is an object of the present invention to provide a battery pack changing device for electric vehicles.
Es wird eine Batteriesatz-Wechselvorrichtung zum Austausch von Batteriesätzen eines Elektrofahrzeuges vorgestellt, welche aufweist: einen beweglichen, rahmenförmigen Hauptmechanismus; einen im Hauptmechanismus montierten Hebemechanismus; einen mit dem Hebemechanismus verbundenen Drehmechanismus; einen mit dem Drehmechanismus verbundenen Anschlussmechanismus; und einem auf dem Anschlussmechanismus angebrachten Batteriesatz-Zieh- und Schiebemechanismus; wobei der Hebemechanismus so ausgestaltet ist, dass er Auf- und Abwärtsbewegungen des Drehmechanismus entlang des Hauptmechanismus ausführt und unterstützt, der Drehmechanismus den Anschlussmechanismus unterstützt, und der Anschlussmechanismus um eine Welle herum drehbar angeordnet ist, welche den Drehmechanismus und den Hebemechanismus verbindet; der Anschlussmechanismus den Batteriesatz-Zieh- und Schiebemechanismus in einer solchen Weise unterstützt, dass der Batteriesatz-Zieh- und Schiebemechanismus ausgehend vom oder einfahrend zum Drehmechanismus heraus- und wieder einfährt; und der Batteriesatz-Zieh- und Schiebemechanismus desweiteren eine Entnahmevorrichtung aufweist, wobei der Batteriesatz-Zieh- und Schiebemechanismus mittels der Entnahmevorrichtung mit dem Batteriesatz verbunden oder getrennt wird.There is provided a battery pack changer for exchanging battery packs of an electric vehicle, comprising: a movable frame-shaped main mechanism; a lifting mechanism mounted in the main mechanism; a turning mechanism connected to the lifting mechanism; a connection mechanism connected to the rotation mechanism; and a battery pack pulling and pushing mechanism mounted on the connecting mechanism; wherein the lift mechanism is configured to perform and assist up and down movements of the rotation mechanism along the main mechanism, the rotation mechanism supports the connection mechanism, and the connection mechanism is rotatably disposed about a shaft connecting the rotation mechanism and the lift mechanism; the terminal mechanism assists the battery pack pulling and pushing mechanism in such a manner that the battery pack pulling and pushing mechanism retracts and retracts from or to the turning mechanism; and the battery pack pulling and sliding mechanism further comprises a picking device, wherein the battery pack pulling and pushing mechanism is connected or disconnected to the battery pack by means of the picking device.
Mittels der beschriebenen Batteriesatz-Wechselvorrichtung lassen sich Batteriesätze einfach und schnell austauschen, so dass die Elektrofahrzeuge nicht bis zur Aufladung der Batterien warten müssen, welches Zeit einspart und die Arbeitseffektivität erhöht.By means of the described battery pack changing device, battery packs can be exchanged easily and quickly, so that the electric vehicles do not have to wait until the batteries are charged, which saves time and increases the working efficiency.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Detaillierte Beschreibung der ErfindungDetailed description of the invention
Die Erfindung wird im Detail anhand der folgenden Ausführungsformen und der Zeichnungen beschrieben.The invention will be described in detail with reference to the following embodiments and the drawings.
Der Drehmechanismus
Der Hebemechanismus
In einer weiteren Ausführungsform kann die Kraftquelle durch eine hydraulische Einrichtung ersetzt werden.In another embodiment, the power source may be replaced by a hydraulic device.
Das Hebegestell
In einer weiteren Ausgestaltung kann die Kraftübertragungsvorrichtung alternativ ein Spindelhubgetriebe und eine Hub-Zahnstange aufweisen. Das Spindelhubgetriebe ist an einem Ende der Führungswelle befestigt und greift in die Hub-Zahnstange, welche vertikal auf dem Hebegestell
In einer weiteren Ausführungsform kann die kraftübertragende Einheit alternativ ein Hub-Seil und ein Hub-Rad umfassen. Das Hub-Seil wickelt sich dabei um das Hub-Rad. Das eine Ende des Hub-Seils ist dabei mit dem Heberahmen verbunden, während das andere Ende mit dem Gegengewicht verbunden ist oder frei schwingt. Dies bedeutet im Einzelnen, dass das eine Ende des Hub-Seils mit dem Hebegestell
In einer weiteren Ausgestaltung kann die kraftübertragende Einheit alternativ durch ein Hub-Keilriemenrad und einen entsprechenden Hub-Keilriemen gebildet sein. Das Hub-Keilriemenrad ist an einem Ende der Führungswelle
Der Drehmechanismus
Der Dreh-Motor ist am Hebegestell
In einer weiteren Ausführungsform kann die drehbare Verbindungsvorrichtung alternativ einen Aufbau aufweisen, in welchem die Lagerschale am Hebegestell
Der Drehmechanismus
In
In
In
In einer weiteren Ausführungsform kann die Zuführungsbahn
In weiteren Ausführungsformen kann/können eine, zwei, drei oder mehr Anschlussmechanismen
In
Der Batteriesatz-Zieh- und Schiebemechanismus
Die Entnahmevorrichtung
In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung können sowohl das Gegenstück
Folgend wird die Arbeitsweise eines Batteriesatz-Austauschsystems mittels der oben erwähnten Batteriesatz-Wechselvorrichtung im Detail erläutert.Next, the operation of a battery pack replacement system by means of the above-mentioned battery pack changing device will be explained in detail.
Ein Batteriesatz-Austauschsystem beinhaltet die oben erwähnte Batteriesatz-Wechselvorrichtung, eine Steuerung, einen Schienenstrang und an einer Seite des Schienenstranges eine mehrstöckiges Batteriegestell, in welchem aufgeladene oder im Ladungsprozess befindliche Batterien lagern. Ein Elektrofahrzeug wird auf der gegenüberliegenden Seite des Schienenstranges geparkt, an welcher sich die Batteriesatz-Wechselvorrichtung hin- und her bewegt. Zu Anfangs weist die Batteriesatz-Wechselvorrichtung den Anschlussmechanismus
Sobald das Elektrofahrzeug bereit ist, verfährt der Antriebsmotor
Die Auswechselvorrichtung fährt zu einer Stelle des mehrstöckigen Batteriegestells, welche mit einem aufgeladenen Batteriesatz belegt ist und der Aufzugmotor
Die Batteriesatz-Auswechselvorrichtung kann Batteriesätze schnell und einfach austauschen, sodass die Elektrofahrzeuge nicht auf die Aufladung des Batteriesatzes warten müssen. Dadurch wird Zeit eingespart und die Arbeitsleistung erhöht.The battery pack replacement device can exchange battery packs quickly and easily so that the electric vehicles do not have to wait for the battery pack to charge. This saves time and increases work performance.
Der Bewegungsmechanismus und der Hebemechanismus
Bedingt durch die Tatsache, dass das Hebegestell durch Ketten am Hauptmechanismus und der Drehrahmen durch ein Getriebe am Aufzugsrahmen befestigt ist, ergibt sich ein größerer Bewegungsfreiraum unterhalb des Aufzugsrahmens, sodass der Aufzugsrahmen zu sehr niedrigen Positionen herabgefahren werden kann, welches den Fällen zugutekommt, in denen die Batteriesätze innerhalb des Elektrofahrzeuges relativ niedrig eingebaut sind.Due to the fact that the lifting frame is secured by chains to the main mechanism and the rotating frame by a gear on the elevator frame, there is a greater freedom of movement below the elevator frame, so that the elevator frame can be moved down to very low positions, which benefits the cases in which the battery packs are installed relatively low inside the electric vehicle.
Durch die Abstimmung der Laufschienen und der Zuführungsbahn zwischen dem Drehrahmen und dem Verbindungsrahmen wird eine verschiebbare Verbindungsstelle geschaffen, in welcher der Drehrahmen den Verbindungsrahmen sowohl abstützt wie auch führt.By adjusting the rails and the feed path between the rotating frame and the connecting frame, a displaceable connection point is created in which the rotating frame both supports and guides the connecting frame.
Jeder Verbindungsmechanismus und die Batteriesatz-Auswechselvorrichtung können unabhängig voneinander betrieben werden, sodass die Auswechselvorrichtung an die unterschiedlichsten Situationen angepasst werden kann.Each connection mechanism and the battery pack replacement device can be operated independently of each other, so that the replacement device can be adapted to a variety of situations.
Die Rotations-Sperrvorrichtung verhindert ein unnötiges Drehen des Drehrahmens, sodass der Drehmechanismus insgesamt stabiler ist.The rotation-locking device prevents unnecessary rotation of the rotating frame, so that the rotation mechanism is more stable as a whole.
Der Drehmechanismus, der Anschlussmechanismus und die Batteriesatz-Auswechselvorrichtung weisen hochgenaue Getriebe, Gestelle und Übertragungsriemen auf, sodass sich eine hohe Positionierungsgenauigkeit ergibt und das Auswechseln verlässlicher funktioniert.The rotating mechanism, the connecting mechanism and the battery pack replacement device have high-precision gears, racks and transmission belts, so that a high positioning accuracy results and the replacement works reliably.
Trotz der Tatsache, dass die vorliegende Erfindung unter Bezug auf bestimmte Ausführungsformen und einen bevorzugten Ausführungsweg beschrieben wurde, ist es für den Fachmann offensichtlich, dass unterschiedlichste Änderungen und Variationen durchgeführt werden können, ohne den Anwendungsbereich der Erfindung zu verlassen, welcher durch die angefügten Ansprüche definiert wird.Despite the fact that the present invention has been described with reference to specific embodiments and a preferred embodiment, it will be apparent to those skilled in the art that various changes and variations can be made without departing from the scope of the invention as defined by the appended claims becomes.
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