KR102515474B1 - 배터리 교체용 이동 플랫폼 및 빠른 교체 시스템 - Google Patents

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지엔핑 장
춘화 황
쥔챠오 저우
밍허우 주
샤오둥 리
루이 쩌우
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상하이 디안바 뉴 에너지 테크놀러지 코., 엘티디.
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Abstract

본 발명은 배터리 교체용 이동 플랫폼 및 빠른 교체 시스템을 공개한다. 여기서, 배터리 교체용 이동 플랫폼은, 배터리 교체용 이동 플랫폼을 지면에서 이동하도록 구동시키는 주행 구동부; 상기 주행 구동부에 장착되어 배터리 교체 과정에서 배터리의 승강을 구현하는 리프팅부; 및 상기 리프팅부의 상부에 장착되고, 교체할 배터리 또는 교체된 배터리를 안착시키며 배터리 교체 장치가 장착되는 배터리 장착부를 포함한다. 본 발명은 잠금 해제 장치를 이용하여 전기 자동차 바닥에 잠금된 배터리를 잠금 해제하고, 배터리 잠금 기구의 잠금 해제점을 자동으로 정렬하며, 운동 중에 자동 잠금 해제를 구현할 수 있으므로 수동 간섭이 필요 없이 전체 과정이 완전히 자동화되어 배터리의 교체 효율을 향상시킨다. 이 밖에, 이동 구동 장치를 통해 배터리 잠금 해제 위치에 대한 상부판의 각도를 조정할 수 있으므로, 배터리 교체용 이동 플랫폼 전체가 움직이지 않는 경우, 배터리의 잠금 해제점에 자동으로 적응하여 잠금 해제 효율을 더욱 향상시킨다.

Description

배터리 교체용 이동 플랫폼 및 빠른 교체 시스템{MOVABLE PLATFORM FOR REPLACING BATTERY AND QUICK REPLACING SYSTEM}
본원 발명은 출원일자가 2016년 12월 30일이고 출원번호가 CN201611259887.1, CN201611256749.8, CN201611258195.5 및 CN201621489189.6인 중국 특허 출원 및 출원일자가 2017년 11월 30일이고 출원번호가 CN201711242724.7인 중국 특허 출원에 기반하여 제출하였고 상기 중국 특허 출원의 우선권을 주장하는 바, 상기 중국 특허 출원의 모든 내용은 참조로서 본원 발명에 인용된다.
본 발명은 전기 자동차 분야에 관한 것으로, 특히 배터리 교체용 이동 플랫폼 및 상기 배터리 교체용 이동 플랫폼을 적용한 빠른 교체 시스템에 관한 것이다.
기존의 전기 자동차 배터리 장착 방법은 일반적으로 고정형과 교체형으로 분류되는데, 그중 고정형 배터리는 일반적으로 자동차에 고정되어 충전시 직접 자동차를 충전 대상으로 하나, 교체형 배터리는 일반적으로 이동 장착 방법을 적용하여 교체 또는 충전을 위해 배터리를 수시로 탈착하고 교체 또는 충전 완료 후 다시 차체에 장착할 수 있다.
배터리 교체시, 배터리 교체용 이동 플랫폼은 잠금 해제 부재를 통해 배터리 마운트 내의 배터리를 잠금 해제하고 배터리를 탈착하기 용이하도록 전기 자동차 바닥의 배터리 마운트와 정확히 정렬되어야 한다. 이 밖에, 배터리 장착시, 배터리 교체용 이동 플랫폼은 배터리를 장착하기 위해 마찬가지로 전기 자동차 바닥의 배터리 마운트와 정확히 정렬되어야 한다. 상기 과정에서, 배터리 교체 장치가 한번에 예정된 위치에 도착하지 못할 경우, 복수 회 왕복 이동을 통해 조정해야 하므로 이는 배터리의 교체 효율을 감소시켰다.
이 밖에, 선행기술에 있어서, 전기 자동차의 배터리 교체 과정에서 배터리 교체 장치는 일반적으로 전기 자동차의 배터리와 충돌하여 배터리가 쉽게 손상되므로 배터리 교체의 신뢰성이 낮다. 따라서, 선행기술의 배터리 교체 장치는 배터리가 손상되기 쉽고 배터리 교체 신뢰성이 낮은 단점이 있다.
이 밖에, 배터리 자체가 무거워 수동으로 이동할 경우 노동 강도가 너무 크므로 현재는 기계적 방법을 적용하여 이동한다. 배터리 중량으로 인해 대응되는 구동 기기의 체적 또한 커 큰 공간을 차지하며 이는 전체 배터리 교체용 이동 플랫폼의 배치에 불리하다. 이 밖에, 배터리 교체는 또한 정확한 런닝 위치 결정 및 상대적인 변위 조정이 필요한데 이는 종래 교체 기기로는 구현할 수 없는 것이다.
본 발명의 목적은 전기 자동차에 잠금된 배터리를 자동으로 잠금 해제하는 동시에 잠금 해제 각도를 조정하여 배터리 교체 효율을 향상시킬 수 있는 배터리 교체용 이동 플랫폼을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 배터리 교체용 이동 플랫폼을 적용하는 빠른 교체 시스템을 제공하는 것이다.
특히, 본 발명은 배터리 교체용 이동 플랫폼을 제공한다. 상기 배터리 교체용 이동 플랫폼은,
배터리 교체용 이동 플랫폼을 지면에서 이동하도록 구동시키는 주행 구동부;
상기 주행 구동부에 장착되어 배터리 교체 과정에서 배터리의 승강을 구현하는 리프팅부; 및
상기 리프팅부의 상부에 장착되고, 교체할 배터리 또는 교체된 배터리를 안착시키며 배터리 교체 장치가 장착되는 배터리 장착부를 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 배터리 교체 장치는 전기 자동차의 배터리를 교체하기 위한 배터리 교체용 플랫폼을 포함하고,
상기 배터리 교체용 플랫폼은,
교체된 배터리를 탑재하기 위한 상부판;
상기 상부판의 상면에 장착되어 전기 자동차에 장착되는 배터리 잠금 장치를 잠금 해제하기 위한 잠금 해제 장치; 및
구동 출력단을 통해 상기 상부판에 연결 장착되고, 상기 상부판을 수평 방향으로 이동하도록 구동시키기 위한 이동 구동 장치를 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 잠금 해제 장치는 이동 시트, 이동 시트의 상면에 수직으로 장착되는 잠금 해제 이젝터 핀, 및 상기 이동 시트를 상부판의 평면을 따라 수평으로 이동하도록 구동시키는 구동 부재를 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 이동 구동 장치는 구동부, 및 구동 출력단에 장착되는 스크류를 포함하고, 상기 스크류에는 푸시 플레이트가 장착되고, 상기 푸시 플레이트는 나사공을 통해 스크류와 연결되거나 또는 스크류에 씌워진 너트에 고정 장착되며, 상기 푸시 플레이트는 상기 상부판의 하면에 고정 장착되고;
바람직하게는, 상기 스크류는 볼 스크류이며, 상기 너트는 볼 너트이다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 상부판의 상면에는 배터리를 위치 결정하여 장착하기 위한 브릿지 기둥이 더 장착되고, 상기 브릿지 기둥은 개구가 위로 향하는 요홈을 구비하며, 상기 브릿지 기둥에는 위치 결정 마그네틱 스틸이 장착된다.
및/또는, 상기 상부판의 상면에는 배터리가 예정 위치에 도착했는지 여부를 감지하기 위한 센서가 더 장착된다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 상부판의 상면에는 배터리 트레이가 장착되고, 상기 배터리 트레이의 하면에는 위치 결정 로드가 장착되며, 상기 상부판의 상면에는 스프링 고정 시트가 장착되고, 상기 위치 결정 로드와 상기 상부판 표면의 스프링 고정 시트는 배위 장착되며;
바람직하게는, 상기 배터리 트레이의 상면에는 복수의 가이드판이 구비되고, 상기 가이드판에는 개구가 위로 향하고 배터리를 장착 및 고정시키기 위한 요홈이 구비된다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 배터리 교체 장치는 전기 자동차의 배터리를 교체하기 위한 배터리 교체용 플랫폼을 포함하고,
상기 배터리 교체용 플랫폼은,
전술한 상부판; 및
상기 상부판의 하방에 장착되는 하부판을 포함하며,
상기 이동 구동 장치는 고정 시트를 통해 상기 하부판의 하면에 장착되고, 상기 이동 구동 장치의 구동 출력단에는 푸시 플레이트가 연결되며, 상기 푸시 플레이트는 상기 하부판의 장착 홀을 통과하여 상기 상부판의 하면에 고정되고, 상기 이동 구동 장치는 상기 상부판을 상기 하부판에 대해 수평으로 이동하도록 구동시킨다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 상부판과 상기 하부판 사이에는 슬라이딩 장치가 장착되고, 상기 슬라이딩 장치는 상기 하부판의 상면에 고정되는 슬라이딩 레일 및 상기 상부판의 하면에 고정되는 슬라이딩 블록을 포함하며, 상기 슬라이딩 블록과 상기 슬라이딩 레일은 클립핑되고;
바람직하게는, 상기 상부판에는 상기 슬라이딩 레일에 대응되는 위치에 상방으로 돌출되는 수용홈이 설치되고, 상기 슬라이딩 블록은 상기 수용홈 내에 고정되며;
보다 바람직하게는, 상기 상부판과 상기 하부판 사이에는 상기 상부판과 하부판 사이의 마찰력을 감소시키는 슬라이딩 플레이트가 장착된다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 배터리 교체 장치는 전기 자동차의 배터리 교체를 구현하기 위한 장착 플랫폼을 포함하고,
상기 장착 플랫폼은,
장착판; 및
상기 장착판에 설치되고, 배터리가 지지되며, 상기 배터리와 상기 전기 자동차의 섀시가 매칭되도록 상기 장착판에 대한 상기 배터리의 경사도를 조정하는 탄성 지지 어셈블리를 포함한다.
여기서, 배터리와 전기 자동차의 섀시가 매칭되어 배터리 교체의 신뢰성을 향상시키고; 이 밖에 장착 플랫폼과 배터리 사이의 강제 충돌도 감소시키므로 응력 집중을 감소시킬 수 있어 배터리 손상을 방지한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 장착 플랫폼은, 상기 탄성 지지 어셈블리에 의해 지지되어 상기 배터리를 탑재하기 위한 트레이를 더 포함하고;
상기 탄성 지지 어셈블리는 상기 트레이와 상기 전기 자동차의 섀시가 매칭되도록 상기 장착판에 대한 상기 트레이의 경사도를 조정한다.
여기서, 트레이를 통해 배터리를 탑재함으로써 배터리의 손상을 더욱 감소시키고 따라서 배터리 교체의 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있으며; 이 밖에, 트레이와 배터리 부분이 접촉되는 경우도 감소시킴으로써 응력 집중을 더욱 감소시키고 배터리의 손상을 더욱 감소시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 탄성 지지 어셈블리는 탄성 소자를 포함하고, 상기 탄성 소자는 길이 방향을 따라 선단 및 말단을 구비하되, 상기 탄성 소자의 선단은 상기 장착판에 설치되며, 상기 탄성 소자의 말단은 상기 트레이에 당접된다.
여기서, 탄성 소자를 통해 장착판에 대한 트레이의 경사도를 확실하게 조정할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 트레이의 바닥에는 위치 결정 기둥이 구비되고;
상기 탄성 소자의 내부에는 상기 탄성 소자의 길이 방향을 따라 수용 챔버가 형성되며, 상기 수용 챔버의 양단은 각각 상기 탄성 소자의 선단 및 말단까지 연장되며;
상기 위치 결정 기둥은 상기 수용 챔버 내에 위치하도록 상기 탄성 소자의 말단에 관통 설치된다.
여기서, 위치 결정 기둥은 트레이가 탄성 소자의 길이 방향과 수직되는 방향을 따라 이동하는 것을 제한할 수 있고, 트레이는 위치 결정 기둥을 통해 탄성 소자의 상방에 확실하게 지지될 수 있다. 트레이에 배터리가 구비되지 않을 경우, 트레이는 위치 결정 기둥을 통해 탄성 소자에 지지되고; 트레이에 배터리가 구비되는 경우, 트레이는 탄성 소자를 압축시켜 위치 결정 기둥이 수용 챔버 내로 더욱 인입되도록 한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 탄성 지지 어셈블리는,
상기 장착판에 설치되고 상기 수용 챔버 내에 위치하며, 상기 위치 결정 기둥과 매칭되는 위치 결정 소자를 더 포함한다.
여기서, 위치 결정 소자를 통해 위치 결정 기둥과 결합하여 트레이에 대해 위치 결정함으로써, 트레이가 탄성 소자의 상방에 확실하게 지지될 수 있는 바, 이는 배터리 교체의 신뢰성 향상에 유리하다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 위치 결정 소자의 상부에는 수용홈이 설치되고, 상기 수용홈은 상기 위치 결정 기둥에 클립핑되며;
및/또는, 상기 위치 결정 소자의 외벽면과 상기 탄성 소자의 내벽면 사이에는 0보다 큰 간극이 형성된다.
여기서, 위치 결정 기둥이 수용홈 내에 클립핑되므로 구조가 간단하고 확실하게 연결된다. 이 밖에, 위치 결정 기둥에 의해 위치 결정 소자의 높이가 추가로 증가되지 않았거나 위치 결정 소자의 높이 증가가 매우 적으며 수용 챔버에서 차지하는 높이도 작으므로 이는 탄성 소자를 큰 범위로 압축하는데 유리하며 배터리 교체의 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있고; 상기 간극이 존재하므로 배터리 교체 과정에서 탄성 소자의 압축 또는 신장이 위치 결정 소자의 영향을 받지 않아 배터리 교체의 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 탄성 지지 어셈블리는, 상기 장착판에 설치되어 상기 탄성 소자를 상기 장착판에 위치 제한되게 장착시키기 위한 위치 제한 부재를 더 포함하고;
바람직하게는, 상기 위치 제한 부재는 보호 슬리브 및 적어도 하나의 관통 부재를 포함하고, 상기 보호 슬리브는 상기 장착판에 설치되며 상기 탄성 소자의 선단에 씌움 설치되고, 상기 관통 부재의 말단은 상기 보호 슬리브, 탄성 소자의 선단을 통과하며;
보다 바람직하게는, 상기 관통 부재의 말단은 상기 위치 결정 소자의 외부에 위치하고;
및/또는, 상기 관통 부재는 나사이다.
여기서, 탄성 소자 장착의 신뢰성은 배터리 교체의 신뢰성에 직접적으로 영향을 미치는데, 위치 제한 부재를 통해 장착판에 장착되는 탄성 소자의 장착 신뢰성을 향상시킬 수 있으므로 배터리 교체의 신뢰성을 더욱 향상시키고; 보호 슬리브는 탄성 소자의 그 둘레 방향으로의 이동을 제한할 수 있으며, 관통 부재는 탄성 소자가 장착판으로부터 튕겨져나가거나 트레이에 의해 인출되는 것을 방지할 수 있으므로, 보호 슬리브 및 관통 부재의 결합을 통해 탄성 소자가 장착판에 장착되는 신뢰성을 향상시고 배터리 교체의 신뢰성을 더욱 향상시키며; 관통 부재가 위치 결정 소자 내부에 인입되지 않아 트레이의 위치 결정 기둥과 위치 결정 소자의 결합에 영향을 미치게 되므로 배터리 교체의 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 탄성 소자는 스프링이다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 탄성 지지 어셈블리의 개수는 4개이고, 그 중 두개의 탄성 지지 어셈블리는 상기 전기 자동차의 헤드 방향에 대응되는 헤드 탄성 지지 어셈블리이며, 다른 두개의 탄성 지지 어셈블리는 상기 전기 자동차의 리어 방향에 대응되는 리어 탄성 지지 어셈블리이고;
상기 헤드 탄성 지지 어셈블리의 높이는 상기 리어 탄성 지지 어셈블리의 높이보다 낮으며, 상기 헤드 탄성 지지 어셈블리와 상기 리어 탄성 지지 어셈블리 사이의 높이차는 상기 전기 자동차의 섀시와 매칭된다.
여기서, 헤드 탄성 지지 어셈블리와 리어 탄성 지지 어셈블리 사이의 높이차는 전기 자동차의 섀시와 매칭되므로 트레이의 각 부분이 가능한 동시에 배터리에 접촉할 수 있어 배터리 교체의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 이 밖에, 장착 플랫폼과 배터리 사이의 강제 충돌을 감소시키거나 방지할 수도 있으며 트레이는 기본적으로 배터리의 전체 면적에 접촉할 수 있으므로 응력 집중 현상을 감소시키거나 방지하여 배터리의 손상을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 주행 구동부는,
이동 및 지지를 위한 언더 프레임을 포함하는 이동장치; 및
동기화 구동 장치를 포함하고,
상기 동기화 구동 장치는 동기화 벨트, 상기 동기화 벨트에 치합되고 상기 언더 프레임에 고정되는 클램핑 장치 및 동기화 벨트 고정 시트를 포함하며, 상기 동기화 벨트의 양단은 각각 동기화 벨트 고정 시트 내에 장착되고, 상기 클램핑 장치는 상기 언더 프레임을 동기화 벨트의 연장 경로를 따라 수평으로 이동하도록 구동시킨다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 클램핑 장치는 외주연의 표면에 반경 방향의 랙 기어를 구비한 동기화 풀리 및 상기 동기화 풀리를 회동하도록 구동시키는 모터를 포함하고, 상기 동기화 풀리 및 모터는 지지 시트를 통해 상기 언더 프레임에 장착되며, 상기 동기화 벨트의 표면에는 랙 기어 또는 치홈이 구비되고, 상기 동기화 벨트는 랙 기어 또는 치홈을 통해 상기 동기화 풀리의 표면에 치합되며;
바람직하게는, 상기 클램핑 장치는 상기 지지 시트에 장착되는 전이 휠을 더 포함하고, 상기 전이 휠은 상기 동기화 풀리의 왕복 회전 방향의 양측에 위치한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 이동 장치는 상기 동기화 벨트와 평행되게 장착되는 두개의 레일 및 상기 레일에 굴림 장착되는 롤러를 더 포함하고, 상기 롤러는 상기 언더 프레임에 장착되며;
바람직하게는, 상기 롤러는 상기 언더 프레임의 대응되는 양측에 각각 위치한 원기둥형 하중 휠 및 볼록 링을 갖는 가이드 휠을 포함하고, 상기 하중 휠 및 상기 가이드 휠은 각각 축심을 통과하는 축바를 통해 하나의 U형 고정 시트에 장착되며, 상기 고정 시트는 상기 언더 프레임에 고정된다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 동기화 구동 장치는 동기화 벨트 장력 조절 장치를 더 포함하고, 상기 장력 조절 장치는 동기화 벨트 양단의 고정 위치에 각각 장착되어 동기화 벨트의 슬랙 정도를 조절하며;
바람직하게는, 상기 동기화 벨트 고정 시트는 제1 동기화 시트 및 제2 동기화 시트를 포함하고, 상기 장력 조절 장치는 상기 제1 동기화 시트 및/또는 제2 동기화 시트에 장착되며, 상기 조절 장치는 상기 동기화 벨트를 클램핑하는 클램핑 블록 및 상기 클램핑 블록을 동기화 벨트의 연장 방향을 따라 왕복 이동하도록 조절하는 조절부를 포함하고;
보다 바람직하게는, 상기 클램핑 블록은 각각 동기화 벨트의 상하 양면으로부터 클램핑하는 클램핑판 및 투스 홀더를 포함하며, 상기 조절부는 나사홀을 통해 상기 제1 동기화 시트 또는 상기 제2 동기화 시트에 고정되는 조절 볼트를 포함하고, 상기 조절 볼트의 일단은 상기 클램핑 블록에 이동 가능하게 연결된다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 이동 장치는 배터리 교체 기기를 안착시키기 위한 장착 브라켓 및 스크류 위치 결정 장치를 더 포함하고, 상기 장착 브라켓은 언더 프레임의 상면에 장착되며, 상기 스크류 위치 결정 장치는 언더 프레임에 고정 장착되고 상기 장착 브라켓에 연결되어, 상기 장착 브라켓을 상기 언더 프레임의 이동 방향과 수직되는 방향으로 이동하도록 구동시키며;
바람직하게는, 상기 스크류 위치 결정 장치는 스크류 및 상기 스크류를 회동하도록 구동시키는 서보 모터를 포함하고, 상기 스크류의 일단에는 푸시 플레이트가 연결되며, 상기 푸시 플레이트는 상기 장착 브라켓에 고정 장착되고;
보다 바람직하게는, 상기 푸시 플레이트는 나사공을 통해 상기 스크류에 연결되거나, 또는 상기 스크류에 씌워진 조절 너트에 고정 장착되며;
보다 더 바람직하게는, 상기 언더 프레임과 상기 장착 브라켓 사이에는 슬라이딩 장치가 설치되고, 상기 슬라이딩 장치는 상기 언더 프레임에 장착되는 슬라이딩 홈 및 상기 장착 브라켓에 고정되고 상기 슬라이딩 홈에 걸리는 슬라이딩 블록을 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 케이블을 수용하기 위한 드래그 체인 장치를 더 포함하고,
상기 드래그 체인 장치는,
상기 이동 장치의 일측에 장착되고, 동기화 벨트의 방향을 따라 연장되는 수용홈; 및
복수의 연결 부재를 포함하고,상기 복수의 연결 부재는 서로 회동 가능하게 연결되어 드래그 체인을 형성하며, 상기 드래그 체인의 일단은 상기 수용홈 내의 고정점 위치에 고정되고, 타단은 상기 언더 프레임에 고정 연결되며;
바람직하게는, 상기 연결 부재는 대응되게 설치된 두개의 연결판 및 두개의 연결판을 서로 평행되게 고정시키는 간격을 두고 설치된 두개의 격판을 포함하고, 복수의 연결 부재는 연결판을 통해 서로 회동 가능하게 연결되어 중공 채널을 구비한 구조를 형성하며, 상기 연결판의 양단은 각각 연결부이고, 상기 연결판 사이는 스크류 또는 클립핑 구조를 통해 연결되고;
보다 바람직하게는, 상기 연결판의 두개의 연결단은 각각 능동 클립핑 구조 및 수동 클립핑 구조를 구비하며, 상기 능동 클립핑 구조는 상기 연결부를 관통하는 축홀 및 축홀의 외측에 설치되고 내경이 축홀의 직경보다 큰 위치 제한 링을 포함하고; 상기 수동 클립핑 구조는 상기 연결부를 관통하는 축홀을 포함하며, 상기 축홀의 가장자리에는 외경이 상기 위치 제한 링의 내경보다 작거나 동일한 볼록 링이 설치된다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 주행 구동부는 전체 배터리 교체 기기를 수평으로 이동하도록 구동시키고, 장착 베이스를 이동 및 제공하는 이동 프레임, 및 상기 이동 프레임을 이동하도록 구동시키는 수평 구동 장치를 포함하며;
상기 리프팅부는 배터리 교체용 플랫폼을 수직 방향에서 승강하도록 구동시키고;
상기 배터리 장착부는 상기 배터리 교체용 플랫폼에 장착되는 배터리 잠금 해제 장치를 더 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 수평 구동 장치는 동기화 벨트 및 상기 동기화 벨트와 치합되고 상기 이동 프레임에 고정되는 클램핑 구동 장치를 포함하고, 상기 클램핑 구동 장치는 상기 이동 프레임을 동기화 벨트를 따라 수평으로 이동하도록 구동시키며;
바람직하게는, 상기 클램핑 장치는 외주연의 표면에 반경 방향의 랙 기어를 구비한 동기화 풀리, 상기 동기화 벨트를 상기 동기화 풀리에 클램핑하기 위해 각각 상기 동기화 풀리의 양측에 위치하는 전이 휠 및 상기 동기화 풀리를 회동하도록 구동시키는 모터를 포함하고;
보다 바람직하게는, 상기 수평 구동 장치는 상기 동기화 벨트의 양단을 각각 고정시키는 제1 동기화 시트 및 제2 동기화 시트를 더 포함하며; 상기 제1 동기화 시트 및/또는 상기 제2 동기화 시트에는 조절 장치가 장착되고, 상기 조절 장치는 상기 동기화 벨트의 슬랙 정도를 조절하며;
보다 더 바람직하게는, 상기 조절 장치는 상기 동기화 벨트를 클램핑하는 클램핑 블록 및 상기 제1 동기화 시트 또는 상기 제2 동기화 시트에 대한 상기 클램핑 블록의 위치를 조절하는 조절부를 포함하고, 상기 클램핑 블록은 각각 양면으로부터 상기 동기화 벨트를 클램핑하는 클램핑판 및 투스 홀더를 포함하며, 상기 조절부는 나사홀을 통해 상기 제1 동기화 시트 또는 상기 제2 동기화 시트에 고정되는 조절 볼트를 포함하고, 상기 조절 볼트의 일단은 이동 가능하게 상기 클램핑 블록에 연결된다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 주행 구동부는 상기 이동 프레임에 장착되는 장착 브라켓 및 상기 이동 프레임에 대한 장착 브라켓의 위치를 조정하는 스크류 위치 결정 장치를 더 포함하고, 상기 스크류 위치 결정 장치는 상기 이동 프레임에 고정된 스크류 구동 장치 및 상기 장착 브라켓에 고정되고 상기 스크류 위치 결정 장치의 스크류와 연결되는 푸시 플레이트를 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 리프팅부는 상기 이동 프레임에 장착되는 가위형 승강 기구 및 상기 가위형 승강 기구를 수직으로 승강하도록 구동시키는 수직 구동 기구를 포함하고, 상기 가위형 승강 기구는 배터리 장착부를 장착하기 위한 리프팅 플레이트를 포함하며, 상기 구동 기구는 유압 구동 기구이다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 배터리 교체용 플랫폼은 상부판을 포함하고, 상기 상부판은 상기 리프팅부의 상부에 장착되며, 상기 잠금 해제 장치는 상기 상부판의 상면에 장착되고, 상기 잠금 해제 장치는 이동 시트, 이동 시트의 상면에 수직으로 장착되는 잠금 해제 이젝터 핀 및 상기 이동 시트를 상부판의 평면을 따라 수평으로 이동하도록 구동시키는 구동 부재를 포함하며;
바람직하게는, 상기 배터리 교체용 플랫폼에는 이동 구동 장치가 더 장착되고, 상기 이동 구동 장치는 구동 출력단을 통해 상기 상부판에 연결 장착되어 상기 상부판을 수평 방향으로 이동하도록 구동시키며;
보다 바람직하게는, 상기 이동 구동 장치는 스크류 및 스크류를 운동하도록 구동시키는 구동 장치를 포함하고, 상기 스크류는 상기 구동 장치의 구동 출력단에 장착되며, 상기 스크류에는 푸시 플레이트가 장착되고, 상기 푸시 플레이트는 나사공을 통해 스크류에 연결되거나 또는 스크류에 씌워진 너트에 고정 장착되며, 상기 푸시 플레이트는 상기 상부판의 하면에 고정 장착된다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 배터리 교체용 이동 플랫폼은 동력부를 더 포함하고, 상기 동력부는 상기 수평 구동 기구, 수직 구동 기구에 전력을 제공하는 전원 및 명령에 따라 각 부재의 동작을 제어하는 제어 유닛을 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 배터리 장착부의 상면에는 배터리 트레이가 장착되어 배터리의 장착 및 위치 결정을 수행한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 배터리 트레이는,
프레임 구조를 구비하는 트레이; 및
상기 트레이 상면의 주변에 장착되고, 개구가 위로 향하는 홈을 구비하며, 배터리를 장착 및 고정하기 위해 배터리 측벽의 고정 블록을 스냅되도록 가이드하는 가이드판을 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 트레이의 하면에는 위치 결정 로드가 장착되며, 트레이를 위치 결정 및 장착시키고;
바람직하게는, 상기 위치 결정 로드는 아래로 연장되는 테이퍼 로드이고, 상기 테이퍼 로드는 복수개가 설치되어 상기 트레이의 하면의 주변에 분포된다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 가이드판에는 배터리가 예정 위치에 도착했는지 여부를 감지하기 위한 감지 장치가 설치되고;
바람직하게는, 상기 감지 장치는 자성 부재 또는 센서이다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 트레이의 하면에는 팰릿이 수직으로 장착되어, 트레이가 고정 장착되도록 배터리 이동 플랫폼의 요홈에 스냅되고;
바람직하게는, 상기 트레이의 하면에는 L형 서포트 플레이트가 장착되어 상기 트레이를 지지하기 위해 배터리 이동 플랫폼의 지지판에 안착되며;
보다 바람직하게는, 장착구의 모서리 위치에는 각각 보강판이 설치되고, 상기 팰릿의 일측에는 상기 트레이의 하면에 고정되는 강화판이 연결된다.
본 발명은 전술한 배터리 교체용 이동 플랫폼을 포함하는 것을 특징으로 하는 빠른 교체 시스템을 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 빠른 교체 시스템은,
전기 자동차용 교체용 배터리 및 전기 자동차에서 교체된 충전할 배터리를 안착하기 위한 배터리 랙; 및
교체된 충전할 배터리를 배터리 랙에 장착하는 동시에 배터리 랙에서 교체용 배터리를 탈착하는 스태커 크레인을 더 포함한다.
본 발명은 하기와 같은 긍정적 효과를 가진다.
본 발명의 배터리 교체용 이동 플랫폼은 잠금 해제 장치를 이용하여 전기 자동차 바닥에 잠금된 배터리를 잠금 해제하고, 배터리 잠금 기구의 잠금 해제점을 자동으로 정렬하며, 운동 중에 자동 잠금 해제를 구현할 수 있으므로 수동 간섭이 필요 없이 전체 과정이 완전히 자동화되어 배터리의 교체 효율을 향상시킨다. 이 밖에, 이동 구동 장치를 통해 배터리 잠금 해제 위치에 대한 상부판의 각도를 조정할 수 있으므로, 배터리 교체용 이동 플랫폼 전체가 움직이지 않는 경우, 배터리의 잠금 해제점에 자동으로 적응하여 잠금 해제 효율을 더욱 향상시킨다.
배터리와 전기 자동차의 섀시를 매칭시켜 배터리 교체의 신뢰성을 향상시킨다. 이 밖에, 장착 플랫폼과 배터리 사이의 강제 충돌을 감소시켜 응력 집중을 감소시킴으로써 배터리 손상을 방지할 수 있다.
본 발명은 또한 동기화 구동 장치를 통해 배터리 교체용 이동 플랫폼의 정확한 런닝 위치 결정을 구현할 수 있고, 런닝 속도를 보장하는 동시에 런닝 경로의 임의의 위치에 머무를 수 있다. 또한 배터리 교체용 이동 플랫폼의 이동 방향 및 런닝 원활성을 제한할 수 있다. 스크류 위치 결정 장치를 통해 런닝 방향에 대해 수직인 방향에서의 배터리 교체용 이동 플랫폼의 위치를 조정할 수 있어 배터리 교체시 정렬 효과를 더욱 향상시킨다.
본 발명은 또한 배터리 랙, 스태커 크레인 및 배터리 교체용 이동 플랫폼을 통해 하나의 완전한 전기 자동차 배터리 빠른 자동 교체 시스템을 구성하여, 복수의 전기 자동차에 작업 라인의 배터리 빠른 교체 작업을 구현할 수 있다. 교체시, 전기 자동차가 지정된 위치에 멈추기만 하면 전체 교체 과정에 수동 간섭이 전혀 필요 없이 5 내지 10분 내에 바로 배터리 자동 교체를 완료할 수 있어 노동 강도를 감소시킬 수 있으며 교체 효율을 대폭 향상시킨다.
본 발명의 배터리 교체용 이동 플랫폼은 또한 전기 자동차의 배터리 탈착 및 교체를 자동으로 구현하고, 교체 구조 상 작업 높이를 최대한도로 감소시킬 수 있어 승강암이 배터리의 중량을 견딜 수 있는 범위 내에서 가능한 높이가 감소되어 필요한 교체 공간이 감소된다. 십자 교차형 리프팅 구조를 적용하여 리프팅 높이를 정확히 제어하는 동시에 수직 방향에서 전체 리프팅 과정의 원활성을 보장할 수 있으며, 동기화 벨트를 이용하여 운동의 원활성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명 실시예 1의 일 실시형태에 따른 빠른 교체 시스템의 구조 모식도이다.
도 2는 도 1에 도시된 배터리 교체용 이동 플랫폼의 구조 모식도이다.
도 3은 본 발명 실시예 1의 일 실시형태에 따른 배터리 교체용 플랫폼의 구조 모식도이다.
도 4는 도 3에 도시된 배터리 교체용 플랫폼 바닥의 구조 모식도이다.
도 5는 본 발명 실시예 1의 일 실시형태에 따른 잠금 해제 장치의 구조 모식도이다.
도 6은 도 5에 도시된 잠금 해제 장치의 입체도이다.
도 7은 본 발명 실시예 1의 일 실시형태에 따른 배터리 트레이의 구조 모식도이다.
도 8은 도 7에 도시된 배터리 트레이의 입체도이다.
도 9는 본 발명 실시예 1의 일 실시형태에 따른 브릿지 기둥의 구조 모식도이다.
도 10은 본 발명 실시예 1의 일 실시형태에 따른 테이퍼 로드의 구조 모식도이다.
도 11은 본 발명 실시예 1의 일 실시형태에 따른 슬라이딩 장치의 구조 모식도이다.
도 12는 도 3의 분해 상태 모식도이다.
도 13은 본 발명의 실시예 2에 따른 장착 플랫폼의 트레이가 제거된 일부 구조 모식도이다.
도 14는 본 발명의 실시예 2에 따른 장착 플랫폼 중 탄성 지지 어셈블리와 트레이가 결합되는 경우의 구조 모식도이다.
도 15는 본 발명의 실시예 2에 따른 장착 플랫폼 중 트레이의 구조 모식도이다.
도 16은 본 발명의 실시예 2에 따른 장착 플랫폼 중 관통 부재가 제거된 탄성 지지 어셈블리의 구조 모식도이다.
도 17은 본 발명의 실시예 2에 따른 장착 플랫폼 중 탄성 지지 어셈블리와 장착판의 연결 구조 모식도이다.
도 18은 본 발명의 실시예 2에 따른 장착 플랫폼 중 위치 결정 소자의 구조 모식도이다.
도 19는 본 발명 실시예 3의 일 실시형태에 따른 주행 구동부의 구조 모식도이다.
도 20은 본 발명 실시예 3의 일 실시형태에 따른 클램핑 장치의 구조 모식도이다.
도 21은 본 발명 실시예 3의 일 실시형태에 따른 하중 휠의 구조 모식도이다.
도 22는 본 발명 실시예 3의 일 실시형태에 따른 가이드 휠의 구조 모식도이다.
도 23은 본 발명 실시예 3의 일 실시형태에 따른 제2 고정 시트의 구조 모식도이다.
도 24는 본 발명 실시예 3의 일 실시형태에 따른 스크류 위치 결정 장치의 구조 모식도이다.
도 25는 본 발명 실시예 3의 일 실시형태에 따른 드래그 체인 장치의 모식도이다.
도 26은 본 발명 실시예 3의 일 실시형태에 따른 커넥터의 구조 모식도이다.
도 27은 본 발명 실시예 4의 일 실시형태에 따른 배터리 교체용 이동 플랫폼의 구조 모식도이다.
도 28은 본 발명 실시예 4의 일 실시형태에 따른 주행 구동부의 구조 모식도이다.
도 29는 본 발명 실시예 4의 일 실시형태에 따른 클램핑 장치의 구조 모식도이다.
도 30은 본 발명 실시예 4의 일 실시형태에 따른 하중 휠의 구조 모식도이다.
도 31은 본 발명 실시예 4의 일 실시형태에 따른 가이드 휠의 구조 모식도이다.
도 32는 본 발명 실시예 4의 일 실시형태에 따른 제2 고정 시트의 구조 모식도이다.
도 33은 본 발명 실시예 4의 일 실시형태에 따른 스크류 위치 결정 장치의 구조 모식도이다.
도 34는 본 발명 실시예 4의 일 실시형태에 따른 가위형 승강 기구의 모식도이다.
도 35는 본 발명 실시예 4의 일 실시형태에 따른 배터리 장착부의 구조 모식도이다.
도 36은 본 발명 실시예 4의 일 실시형태에 따른 배터리 장착부 바닥의 구조 모식도이다.
도 37은 본 발명 실시예 4의 일 실시형태에 따른 슬라이딩 장치의 구조 모식도이다.
도 38은 본 발명 실시예 4의 일 실시형태에 따른 잠금 해제 장치의 구조 모식도이다.
도 39는 도 41의 입체 모식도이다.
도 40은 본 발명 실시예 4의 일 실시형태에 따른 배터리 교체용 플랫폼의 구조 모식도이다.
도 41은 본 발명 실시예 4의 일 실시형태에 따른 배터리 트레이의 구조 모식도이다.
도 42는 도 41의 입체도이다.
도 43은 본 발명 실시예 4의 일 실시형태에 따른 브릿지 기둥의 구조 모식도이다.
도 44는 도 41 중 위치 결정 로드의 입체도이다.
도 45는 본 발명 실시예 5의 일 실시형태에 따른 배터리 트레이의 구조 모식도이다.
도 46은 도 45 중 테이퍼 로드의 구조 모식도이다.
도 47은 본 발명 실시예 5의 일 실시형태에 따른 가이드판의 구조 모식도이다.
도 48은 도 45의 입체도이다.
이하 실시예의 방법을 통해 본 발명을 추가로 설명하나, 본 발명은 상기 실시예의 범위에 한정되지 않는다.
실시예 1
도 1에 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태에 따른 빠른 교체 시스템(100)은 일반적으로 배터리(104)를 안착시키기 위한 배터리 랙(101), 스태커 크레인(102) 및 배터리 교체용 이동 플랫폼(103)을 포함한다.
상기 배터리 랙(101)에 안착되는 배터리(104)는 전기 자동차(105)에 교체하기 위한 교체용 배터리 및 전기 자동차(105)로부터 교체된 충전할 배터리를 포함하고, 배터리 랙(101)에는 프레임으로 구성된 복수의 안착층이 설치된다.
상기 배터리 교체용 이동 플랫폼(103)은 전기 자동차(105)의 충전할 배터리를 탈착하여 스태커 크레인(102)에 운송하는 동시에 스태커 크레인(102)을 통해 교체용 배터리를 수신하여 전기 자동차(105)에 장착시킬 수 있고; 런닝이 가능하고 배터리(104)를 승강하도록 리프팅시킬 수 있는 리프팅 장치, 및 리프팅 장치에 장착되어 전기 자동차(105)의 충전할 배터리를 자동으로 탈착시키거나 교체용 배터리를 전기 자동차(105)에 자동으로 장착시키는 배터리 장착부를 포함한다.
상기 스태커 크레인(102)은 배터리 교체용 이동 플랫폼(103)에서 교체된 충전할 배터리를 배터리 랙(101)에 장착시키는 동시에 배터리 랙(101)에서 탈착된 교체용 배터리를 배터리 교체용 이동 플랫폼(103)에 안착시키고; 상기 스태커 크레인(102)은 레일을 통해 배터리 랙(101)에 대한 수평 방향 및 수직 방향으로의 이동을 구현하며, 배터리(104) 탈착을 위한 연장 가능한 신축 브라켓을 포함한다.
작업시, 배터리 랙(101), 스태커 크레인(102) 및 배터리 교체용 이동 플랫폼(103)은 하나의 완전한 전기 자동차 배터리 자동 빠른 교체 시스템을 구성하여, 복수의 전기 자동차에 대해 작업 라인의 배터리 빠른 교체 작업을 구현할 수 있다. 교체시, 전기 자동차가 지정된 위치에 주차되면, 바로 5 내지 10분 내에 배터리의 자동 교체를 완료할 수 있으므로, 전체 교체 과정에서 수동 간섭이 필요 없어 노동 강도를 감소시킬 수 있으며 교체 효율을 크게 향상시킨다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태에 따른 배터리 교체용 이동 플랫폼(103)은 일반적으로 리프팅부(107), 배터리 장착부(108) 및 주행 구동부(106)를 포함한다.
상기 주행 구동부(106)는 배터리(104)의 탈착 과정 및 교체 과정에서 전체 기기를 이동하도록 구동시킨다. 구체적인 구동 방법은 종래의 호이스트 구동, 랙 기어 기어 구동, 롤러 구동 또는 레일 구동 등 배터리 교체용 이동 플랫폼(103)의 이동을 구현하는 임의의 방법일 수 있다.
상기 리프팅부(107)는 주행 구동부(106)에 장착되어 배터리(104) 교체 과정에서, 전기 자동차(105)의 바닥에서 배터리(104)의 승강 제어를 구현하고, 수직 방향에서 승강 가능한 리프팅 장치(1071), 및 리프팅 장치(1071)를 승강하도록 구동시키는 리프팅 구동부(1072)를 포함한다. 구체적으로, 리프팅 장치(1071)는 힌지 연결된 신축바 구조, 가이드 레일 구조, 신축관 구조 등 수직 방향에서 연신이 가능한 임의의 종래 구조일 수 있고, 리프팅 구동부(1072)는 유압 구동, 전력구동, 공기압 구동 등 일반적인 동력일 수 있다.
상기 배터리 장착부(108)는 리프팅 장치(1071)의 상부에 장착되어 교체용 배터리 또는 교체된 충전할 배터리를 안착시키고, 상기 배터리 장착부(108)의 상면에는 배터리 교체 장치가 장착되며, 본 실시예의 배터리 교체 장치는 전기 자동차의 배터리를 교체하기 위한 배터리 교체용 플랫폼으로서, 상기 배터리 교체용 플랫폼에는 잠금 해제 장치가 장착되고, 해당 구동 장치의 제어하에 전기 자동차의 배터리 잠금 기구를 잠금 해제하며, 전기 자동차(105)에서 배터리(104)의 탈착 및 잠금을 자동으로 구현한다.
본 실시형태의 배터리 교체용 이동 플랫폼(103)은 주행 구동부(106)의 제어하에 전기 자동차(105)의 바닥으로 이동하고, 리프팅 구동부(1072)를 이용하여 리프팅 장치(1071)를 상승하도록 구동시켜 배터리 장착부(108)의 잠금 해제 장치와 전기 자동차(105) 바닥의 배터리 마운트 내의 배터리 잠금 장치를 접촉시켜, 충전할 배터리의 잠금 상태를 해제한 후, 잠금 해제된 충전할 배터리가 전기 자동차로부터 이탈하여 직접 배터리 장착부(108)에 놓이도록 다시 배터리 장착부(108)를 수평 방향에서 이동하도록 제어하고; 리프팅 구동부(1072)가 다시 리프팅 장치(1071)를 하강하도록 제어하며, 주행 구동부(106)가 배터리 교체용 이동 플랫폼(103)을 배터리 랙(101) 위치로 이동하도록 구동시키고, 스태커 크레인(102)이 충전할 배터리를 탈착시키는 동시에 교체용 배터리를 교체하며; 주행 구동부(106)가 다시 배터리 교체용 이동 플랫폼(103)을 전기 자동차(105)의 하방으로 리턴하도록 구동시키고, 리프팅 구동부(1072)를 이용하여 리프팅 장치(1071)를 승강하도록 구동시켜 배터리 장착부(108)가 교체용 배터리를 전기 자동차(105)의 배터리 마운트 내에 스냅시킨 후 배터리 장착부(108)를 수평으로 이동시켜, 교체용 배터리가 배터리 마운트 내에 잠금되고, 다시 리프팅 구동부(1072)가 리프팅 장치(1071)를 통해 하강된 후, 주행 구동부(106)가 배터리 교체용 이동 플랫폼(103)을 전기 자동차(105)의 바닥에서 이출시킴으로써 전기 자동차(105) 한대의 배터리 자동 빠른 교체 과정을 완료한다.
도 3, 도 4, 도 5, 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태에 따른 배터리 교체용 플랫폼은 일반적으로 교체된 배터리를 탑재하는 상부판(10)을 포함하고, 상부판(10)에는 전기 자동차의 배터리 잠금 장치를 잠금 해제하는 잠금 해제 장치(50) 및 구동 출력단을 통해 상부판(10)에 연결 장착되는 이동 구동 장치(31)가 장착된다.
상기 잠금 해제 장치(50)는 상부판(10)의 상면에 장착되고, 가이드 레일(59), 가이드 레일(59)에 장착되는 이동 시트(52), 이동 시트(52)의 상면에 수직으로 장착된 잠금 해제 이젝터 핀(51) 및 이동 시트(52)를 가이드 레일(59)을 따라 이동하도록 구동시키는 구동 푸셔(57)를 포함한다.
상기 이동 구동 장치(31)는 상부판(10)을 현재 위치에서 수평 이동을 발생하도록 구동시키기 위한 것으로, 상부판(10)의 하면에 장착되는 볼 스크류(312) 및 고정점에 고정되어 볼 스크류(312)를 운동하도록 구동시키는 구동 장치(311)를 포함한다. 여기서 고정점은 배터리 교체를 위한 배터리 교체 수평 이동 플랫폼(103)일 수 있는데, 이는 상부판(10)에 대해 말하면 하나의 고정 위치이다.
본 실시형태에서, 배터리 교체 이전에, 잠금 해제 장치(50)의 구동 푸셔(57)는 이동 시트(52)를 가이드 레일(59)에 따라 상부판(10)의 상면에서 수평으로 이동하도록 구동시키고, 전기 자동차의 배터리 잠금 기구의 잠금 해제점에 대응되는 위치에 정체되며, 다시 배터리 교체용 이동 플랫폼(103)을 상승하도록 구동시키고, 잠금 해제 이젝터 핀(51)은 상승 과정에서 배터리 잠금 기구의 잠금 해제점에 접촉하고 배터리를 잠금 해제하기 위해 상기 잠금 해제점을 푸시한다. 배터리 교체 과정에서, 상부판(10)과 전기 자동차의 배터리 장착 위치가 정렬되지 않은 경우, 구동 장치(311)를 통해 볼 스크류(312)를 회동하도록 구동시켜, 상부판(10)이 배터리 교체용 이동 플랫폼(103)에 대해 수평 이동을 발생함으로써 상부판의 잠금 해제 장치(50)와 전기 자동차의 배터리 잠금 기구의 위치가 정확히 정렬될 수 있다.
잠금 해제 이젝터 핀(51), 구동 푸셔(57) 및 이동 시트(52)의 결합을 통해 잠금 해제 이젝터 핀(51)을 기설정된 레일에서 이동하도록 제어할 수 있고, 전기 자동차에서 배터리 잠금 기구의 잠금 해제를 자동으로 구현하여, 배터리를 전기 자동차로부터 이탈시키고 배터리 교체용 이동 플랫폼(103)이 자동 교체를 수행할 수 있다. 이동 구동 장치(31)의 제어하에, 상부판(10)과 배터리 교체용 이동 플랫폼(103)의 이동 방향은 수직되어 배터리 교체시의 정렬 요구를 정확히 구현할 수 있다. 상기 과정은 수동 간섭이 필요 없이 완전히 자동화되어 배터리의 교체 효율을 향상시킬 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태에서, 상기 잠금 해제 장치(50)는 중공의 고정 실린더(53)를 더 포함하고, 고정 실린더(53)는 이동 시트(52)의 상면에 수직으로 고정되며, 잠금 해제 이젝터 핀(51)은 이동 가능하게 고정 실린더(53) 내에 장착되어 고정 실린더(53)로부터 이탈되지 않고, 고정 실린더(53) 내에는 잠금 해제 이젝터 핀(51)에 스러스트를 인가하는 스프링(532)이 안착되고, 동시에 스프링(532)에 의해 고정 실린더(53)의 개구 위치에 이젝팅된다. 잠금 해제 이젝터 핀(51)과 전기 자동차 바닥의 배터리 잠금 기구가 접촉되는 경우, 소정의 범위 내에서 고정 실린더(53) 내로 리트랙션되어 잠금 해제 이젝터 핀(51)과 잠금 해제점의 강제 충돌로 인한 손상을 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 고정 실린더(53)의 측벽에 고정 실린더(53)의 축방향을 따라 연장되는 스트립형 홈(531)을 개방 설치할 수 있고, 잠금 해제 이젝터 핀(51) 중 고정 실린더(53) 내에 위치한 일단에는 스트립형 홈(531)에 스냅되는 위치 제한 부재(511)가 설치되고, 잠금 해제 이젝터 핀(51)이 스프링(532)의 탄력 작용하에 이동시, 잠금 해제 이젝터 핀(51)이 고정 실린더(53)로부터 이탈되는 것을 방지하기 위해 위치 제한 부재(511)는 잠금 해제 이젝터 핀(51)을 따라 스트립형 홈(531) 내에서 동기로 슬라이딩될 수 있다. 잠금 해제 이젝터 핀(51)과 잠금 해제점이 용이하게 접촉되도록, 상기 잠금 해제 이젝터 핀(51) 중 고정 실린더 밖에 위치하는 일단은 수축되는 테이퍼단(512)일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 이동 시트(52)에서 구동 푸셔(57)에 근접되는 일측에 슈트 시트(55)가 설치될 수 있고, 슈트 시트(55)에는 구동 푸셔(57)의 신축 방향을 따라 설치되는 슈트(551)가 구비되며, 구동 푸셔(57)에는 상기 슈트(551)를 스냅하는 고정 부재가 설치되고, 구동 푸셔(57)는 슈트(551)를 따라 슬라이딩되는 고정 부재를 통해 이동 시트(52) 및 잠금 해제 이젝터 핀(51)을 수평으로 이동시킨다. 상기 구조는 이동 시트(52)가 하나의 수동 이동 범위를 갖도록 할 수 있는데, 즉 이동 시트(52)는 잠금 해제 이젝터 핀(51)이 횡방향 힘과 마주칠 때, 상기 슈트(551)의 길이 범위 내에서 이동함으로써 구동 푸셔(57)가 직접 연결되어 양자 사이에 변형이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 잠금 해제 장치(50)는 이동 시트(52)를 항상 잠금 해제 위치에 유지시키는 리턴 장치를 더 포함할 수 있고, 리턴 장치는 이동 시트(52)와 구동 푸셔(57)의 상대적인 일측에 장착되는 신축 가능한 탄성 부재(58)를 포함한다. 탄성 부재(58)는 항상 이동 시트(52)에 하나의 인장력을 인가하여 이동 시트(52)가 가이드 레일(59)의 지정된 위치에 있도록 하고 나아가 잠금 해제 이젝터 핀(51)을 잠금 해제점과 대응되는 위치에 한정한다. 상기 탄성 부재(58)는 스프링과 같은 탄력을 갖는 부재일 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태에서, 상부판(10)이 용이하게 이동하도록, 상부판(10)의 하면에 푸시 플레이트(11)를 고정할 수 있고, 동시에 볼 스크류(312)에 볼 너트(313)가 슬리브되며, 푸시 플레이트(11)는 볼 너트(313)에 고정된다. 구동 장치(311)가 볼 스크류(312)를 회동하도록 구동시키는 경우, 볼 너트(313)는 바로 볼 스크류(312)를 따라 이동할 수 있고, 나아가 이에 고정된 푸시 플레이트(11)를 통해 상부판(10)을 수평 방향을 따라 이동시킨다. 상부판과 스크류의 다른 연결 방법으로 스크류의 일단에 나사공을 갖는 푸시 플레이트를 씌움 연결하고, 푸시 플레이트는 상부판에 장착 고정되며, 구동 장치는 푸시 플레이트를 수평으로 이동하도록 스크류를 구동시킴으로써 상부판이 수평 이동을 발생하도록 한다. 도 7, 도 8, 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태에서, 상부판(10)의 상면에는 배터리 트레이(60)가 더 장착될 수 있고, 배터리 트레이(60)는 판상 구조이며 또한 배터리 트레이(60)의 중심에는 중공의 장착구(62)가 설치되고, 하면에는 위치 결정 로드(61)가 설치되며, 상기 위치 결정 로드는 테이퍼 로드이고, 상면의 상대적인 양측에는 가이드판(64)이 수직으로 장착되며, 가이드판(64)은 배터리 트레이(60)에 장착 고정되고 개구가 위로 향하는 U형 홈(641)을 구비한다. 위치 결정하여 배터리를 장착시키기 위해 상부판(10)의 상면에는 브릿지 기둥이 더 장착될 수 있고, 상기 브릿지 기둥은 개구가 위로 향하는 요홈을 구비하며 위치 결정 마그네틱 스틸이 장착되고, 상기 상부판(10)의 브릿지 기둥과 배터리 트레이(60)의 가이드판은 결합되어 함께 배터리를 탑재한다.
동시에 상부판(10)의 상면에서 테이퍼 로드(61)에 대응되는 위치에는 스프링(16)의 고정 시트(15)가 장착되고, 장착 스프링(16)의 홀은 테이퍼 홀이며, 배터리 트레이(60)는 위치 결정 로드(61)를 통해 대응되는 스프링(16) 내에 삽입된 후 테이퍼 홀 내에 스냅되어 상부판(10)에 장착된다.
사용시, 배터리 트레이(60)는 이동 가능하게 상부판(10)에 안착되고, 교체될 배터리 또는 교체된 배터리는 배터리 트레이(60)에 안착되며, 배터리 트레이(60)의 브릿지 기둥(64)은 U형 홈(641)을 통해 배터리 측변과의 대응 위치에 스냅 연결 및 위치 결정되고, 배터리의 중량으로 인해 배터리 트레이(60)는 스프링(16)의 탄력을 완전히 극복하여 상부판(10)을 가압하며, 테이퍼 로드(61)는 테이퍼 홀 내에 스냅되어 원활적인 고정 관계를 형성하고, 상부판(10)에 장착되는 센서를 통해 배터리의 상태를 감지하여 제어 유닛의 제어를 위해 제어 정보를 제공하기 편리하도록, 배터리의 바닥은 장착구(62)를 통과하여 상부판(10)에 근접되거나 접촉된다.
배터리 트레이(60)의 원활성을 향상시키기 위해, 상기 위치 결정 로드(61)는 4개이고 배터리 트레이(60)의 4개 모서리에 대칭으로 분포될 수 있다. 도 9에 도시된 바와 같이, 배터리가 제위치에 안착되었는지 여부를 알기 위해, 브릿지 기둥(64)에 스냅 연결된 배터리를 감지하기 위한 감지 장치(643)를 설치할 수 있고, 감지 장치(643)는 브릿지 기둥에 설치된 장착 홀(642)을 통해 브릿지 기둥(64)에 장착될 수 있다. 상기 감지 장치(643)는 자성 부재 또는 센서일 수 있는데, 자성 부재는 배터리에서 대응되는 위치의 자성 부재와 인터랙션 정보를 발생할 수 있다. 따라서 배터리가 이미 제위치에 안착되었는지 여부를 결정할 수 있고, 센서는 감응을 통해 배터리가 제위치에 안착되었는지 여부를 결정할 수 있다. 상기 장착구(62)는 구형일 수 있고, 동시에 장착구(62)의 4개 모서리 위치에는 각각 하나의 보강판(621)이 설치될 수 있으며 보강판(621)은 전체 트레이의 강도를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 또한 배터리 트레이(60)의 하면 일측에 판상의 팰릿(63)을 수직으로 고정하고, 동시에 상부판(10)의 상면에는 팰릿(63)과 대응되는 위치에 팰릿(63)이 삽입되는 걸림홈(14)을 설치할 수 있다. 배터리 트레이(60)가 상부판(10)에 장착된 후, 팰릿(63)은 바로 걸림홈(14)에 걸림 연결됨으로써 상부판(10)에 대한 배터리 트레이(60)의 이동량을 감소시킬 수 있다.
구체적으로, 걸림홈(14)의 개수는 두개일 수 있고, 두개의 걸림홈(14)은 상부판(10)의 상면 일측에 나란히 설치될 수 있으며, 팰릿(63)도 마찬가지로 두개가 설치되고 대응되는 걸림홈(14)에 스냅 연결될 수 있다. 이 밖에, 팰릿(63)의 강도를 향상시키기 위해, 팰릿(63)의 일측에 대응되는 강화판(631)을 설치할 수 있는데, 상기 강화판(631)은 배터리 트레이(60)의 하면 및 팰릿(63)에 동시에 수직 연결된다.
도 3, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태에서, 상부판(10) 및 하부판(30)을 포함하는 배터리 교체용 플랫폼을 제공한다. 여기서 상부판(10)은 하부판(30)의 상면에 장착되고, 상부판(10) 및 하부판(30)은 모두 평면 형상으로, 하부판(30)의 하면에는 구동 장치(311)가 고정되고, 상기 구동 장치는 고정 시트를 통해 상기 하부판의 하면에 장착되며, 볼 스크류(312)는 구동 장치(311)의 구동 출력단에 장착되고, 하부판(30)에는 볼 스크류(312)와 대응되는 위치에 장착 홀(32)이 개방 설치되고, 구동 장치(311)는 장착 홀(32)을 통과하는 볼 스크류(312)를 구동시켜 푸시 플레이트를 수평으로 이동시키며, 푸시 플레이트의 이동으로 인해 상부판(10)은 하부판(30)에 대해 수평 이동을 발생한다. 구체적으로, 볼 스크류(312)와 상부판(10)의 고정 구조는 하기와 같을 수 있다. 볼 스크류(312)에 볼 너트(313)가 슬리브되고, 상부판(10)의 하면에 푸시 플레이트(11)가 고정되며, 상기 볼 너트(313)는 푸시 플레이트(11)에 고정된 후 볼 스크류(312)를 상부판(10)의 하면에 제한하거나 또는 볼 스크류에 나사산을 갖는 푸시 플레이트를 씌움 연결시키고, 푸시 플레이트를 상부판(10)에 고정 연결시킨다. 구동 장치(311)는 서보 모터일 수 있으며, 서보 모터는 볼 스크류(312)에 직접 연결될 수 있고, 감속기를 통해 볼 스크류(312)에 연결될 수도 있다.
본 실시형태에서, 상부판(10)의 상면에 잠금 해제 장치(50)와 같은 배터리 장착에 용이한 다양한 부재를 장착할 수 있다.상부판(10)은 하부판(30)에 이동 가능하게 안착될 수 있으며, 하부판(30)은 배터리 교체용 이동 플랫폼(103)의 표면에 장착될 수 있고, 구동 장치(311)는 하부판(30)의 하면에 고정 장착될 수 있다. 즉 상기 구조는 구동 장치(311)가 볼 스크류(312)의 회동 제어시, 스스로 움직이지 않는 상태를 유지하면서 상부판(10)이 상대적인 이동을 발생하도록 할 수 있다. 본 실시형태는 상부판(10)의 상대적인 이동을 통해 배터리 장착 또는 잠금 해제 시의 각도를 조정하고 배터리 교체용 이동 플랫폼(103)의 배터리 자동 교체 효율을 향상시킨다.
도 11에 도시된 바와 같이, 상부판(10)이 용이하게 이동하도록, 본 발명의 일 실시형태에서, 상부판(10)과 하부판(30) 사이에 볼 스크류(312)와 운동 방향이 동일한 슬라이딩 장치(13)가 장착될 수 있다. 슬라이딩 장치(13)를 통해 상부판과 하부판 사이의 마찰 저항력을 감소시키는 동시에 상부판(10)의 이동이 보다 원활하도록 할 수 있다.
구체적으로, 슬라이딩 장치(13)는 하부판(30)의 상면에 고정되는 슬라이딩 레일(131) 및 상부판(10)의 하면에 고정되고 슬라이딩 레일(131)에 클립핑되는 슬라이딩 블록(132)을 포함할 수 있다. 상부판(10)은 이동시, 동시에 슬라이딩 블록(132)을 슬라이딩 레일(131)에서 이동시킨다. 상부판(10)과 하부판(30) 사이의 공극을 감소시키기 위해, 상부판(10)에서 슬라이딩 레일(131)과 대응되는 위치에 상부판(10)의 상면으로 돌출된 수용홈(12)을 설치할 수 있고, 슬라이딩 블록(132)은 수용홈(12) 내에 고정될 수 있다. 장착 후 슬라이딩 레일(131)은 하부판(30)의 상면에 돌출되고 상부판(10)의 수용홈(12) 내에 진입되며, 슬라이딩 블록(132)은 동시에 수용홈(12) 내에 고정되고 슬라이딩 레일(131)에 클립핑 연결된다. 이동시, 상부판(10)은 수용홈(12)을 통해 슬라이딩 블록(132)을 슬라이딩 레일(131)에 대해 이동시킨다.
도 12에 도시된 바와 같이, 나아가, 본 발명의 일 실시형태에서, 상부판(10)과 하부판(30) 사이에 상부판(10) 이동시 마찰력을 감소시키는 슬라이딩 플레이트(20)를 더 장착할 수 있다. 슬라이딩 플레이트(20)는 하나의 증간층으로서 상부판(10) 이동시의 마찰력을 감소시키기 위해 하부판(30)에 고정될 수 있고, 상기 슬라이딩 플레이트에는 푸시 플레이트, 슬라이드 레일을 통과시키는 도피홀이 구비된다. 구체적으로, 슬라이딩 플레이트(20)는 폴리테트라플루오로에틸렌판을 적용할 수 있다.
실시예 2
본 실시예의 배터리 교체 장치가 장착 플랫폼을 포함한다는 점을 제외하고 본 실시예와 실시예 1은 기본적으로 동일하다. 배터리 장착부는 전기 자동차의 섀시에 정렬된 배터리를 교체 즉 장착 및 탈착시키고, 배터리 장착부의 장착 플랫폼에는 트레이가 안착되며, 트레이에 배터리가 안착된다. 사용시, 주행 구동부는 배터리 장착부를 섀시의 하방으로 이동하도록 구동시키고 배터리 장착부와 배터리 사이의 거리를 조정하며, 장착 플랫폼은 리프팅부의 구동하에 배터리의 바닥으로 상승되고, 장착 플랫폼의 잠금 해제 장치에 위치하여 배터리를 잠금 해제하며, 잠금 해제된 배터리는 장착 플랫폼에 놓이게 된다. 즉 배터리의 탈착이 완료된다. 장착시, 배터리 장착부는 장착 플랫폼에 위치한 배터리를 섀시의 하방으로 수송하고, 장착 플랫폼은 배터리를 상승시켜 배터리를 차량의 잠금 위치에 진입시킨 후 배터리를 섀시에 장착시킨다.
도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이, 장착 플랫폼은 장착판(210), 트레이(220) 및 탄성 지지 어셈블리(230)를 포함한다. 여기서, 탄성 지지 어셈블리(230)는 장착판(210)에 설치되고, 탄성 지지 어셈블리(230)에는 배터리(미도시)가 지지되며, 탄성 지지 어셈블리(230)는 상기 배터리와 상기 전기 자동차의 섀시가 매칭되도록 장착판(210)에 대한 상기 배터리의 경사도를 조정한다.
본 실시형태에서, 배터리와 전기 자동차의 섀시가 매칭되어 배터리 교체의 신뢰성을 향상시키고; 이 밖에 장착 플랫폼과 배터리 사이의 강제 충돌도 감소시키므로 응력 집중을 감소시킬 수 있어 배터리 손상을 방지한다.
도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이, 장착 플랫폼은 탄성 지지 어셈블리(230)에 의해 지지되어 상기 배터리를 탑재하기 위한 트레이(220)를 더 포함한다. 여기서, 탄성 지지 어셈블리(230)는 트레이(220)와 상기 전기 자동차의 섀시가 매칭되도록 장착판(10)에 대한 트레이(220)의 경사도를 조정한다.
본 실시형태에서, 트레이를 통해 배터리를 탑재함으로써 배터리의 손상을 더욱 감소시키고, 따라서 배터리 교체의 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있으며; 이 밖에, 트레이와 배터리 부분이 접촉되는 경우도 감소시킴으로써 응력 집중을 더욱 감소시키고 배터리의 손상을 더욱 감소시킬 수 있다.
도 13, 도 14, 도 16 및 도 17에 도시된 바와 같이, 탄성 지지 어셈블리(230)는 탄성 소자(2301)를 포함하고, 탄성 소자(2301)는 길이 방향을 따라 선단 및 말단을 구비하되, 탄성 소자(2301)의 선단은 장착판(210)에 설치되며, 탄성 소자(2301)의 말단은 트레이(220)에 당접되고, 탄성 소자를 통해 장착판에 대한 트레이의 경사도를 확실하게 조정할 수 있다.
도 14 내지 도 17에 도시된 바와 같이, 트레이(220)의 바닥에는 위치 결정 기둥(2201)이 구비되고, 탄성 소자(2301)의 내부에는 탄성 소자(2301)의 길이 방향을 따라 수용 챔버가 형성되며, 상기 수용 챔버의 양단은 각각 탄성 소자(2301)의 선단 및 말단까지 연장되며, 위치 결정 기둥(2201)은 상기 수용 챔버 내에 위치하도록 탄성 소자(2301)의 말단에 관통 설치된다.
본 실시형태에서, 위치 결정 기둥은 트레이가 탄성 소자의 길이 방향과 수직되는 방향을 따라 이동하는 것을 제한할 수 있고, 트레이는 위치 결정 기둥을 통해 탄성 소자의 상방에 확실하게 지지될 수 있다. 트레이에 배터리가 구비되지 않을 경우, 트레이는 위치 결정 기둥을 통해 탄성 소자에 지지되고; 트레이에 배터리가 구비되는 경우, 트레이는 탄성 소자를 압축시켜 위치 결정 기둥이 수용 챔버 내로 더욱 인입되도록 한다.
도 14 내지 도 17에 도시된 바와 같이, 탄성 지지 어셈블리(230)는 위치 결정 소자(2302)를 더 포함하고, 위치 결정 소자(2302)는 장착판(210)에 설치되고 상기 수용 챔버 내에 위치하며, 위치 결정 소자(2302)는 트레이(220)의 위치 결정 기둥(2201)과 매칭된다. 위치 결정 소자를 통해 위치 결정 기둥과 결합하어 트레이에 대해 위치 결정함으로써 트레이가 탄성 소자의 상방에 확실하게 지지될 수 있는 바, 이는 배터리 교체의 신뢰성 향상에 유리하다.
이 밖에, 도 14, 도 17 및 도 18에 도시된 바와 같이, 장착판(210)에는 위치 결정홈이 설치되고, 위치 결정 소자(2302)의 바닥에는 상기 위치 결정홈이 임베이딩 설치된다. 위치 결정 소자(2302)의 바닥에는 그 둘레 방향을 따라 함몰부(2305)가 형성되고, 함몰부(2305)에는 상기 위치 결정홈이 임베이딩 설치되며. 함몰부(2305)에서 장착판(210)에 근접되는 일단에는 둘레 방향을 따라 챔퍼면(2306)이 형성되고, 상기 위치 결정홈은 챔퍼면(2306)과 매칭되는 위치 결정면을 구비한다. 설명해야 할 것은, 도 18에 도시된 위치 결정 소자는 개구를 구비하는 구조이나 이는 단지 예시로서, 실제로 본 실시형태에서, 위치 결정 소자는 밀폐된다.
본 실시형태에서, 위치 결정 소자(2302)의 바닥과 장착판(210)은 본딩 연결된다. 기타 대체 가능한 실시형태에서, 위치 결정 소자(2302)의 바닥과 장착판(210)은 용접 연결과 같은 기타 연결 방법을 적용할 수도 있으며 본 실시형태의 용접 연결에 한정되지 않는다.
도 14, 도 16 내지 18에 도시된 바와 같이, 위치 결정 소자(2302)의 상부에는 수용홈(2307)이 설치되고, 수용홈(2307)은 트레이(220)의 위치 결정 기둥(2201)에 클립핑되며, 위치 결정 기둥은 수용홈 내에 클립핑되어 구조가 간단하고 확실하게 연결된다. 이 밖에, 위치 결정 기둥에 의해 위치 결정 소자의 높이가 추가로 증가되지 않았거나 위치 결정 소자의 높이 증가가 매우 적으며 수용 챔버에서 차지하는 높이도 작으므로 이는 탄성 소자를 큰 범위로 압축하는데 유리하며 배터리 교체의 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있다.
본 실시형태에서, 도 14, 도 16 내지 도 18에 도시된 바와 같이, 위치 결정 소자(2302)의 외벽면과 탄성 소자(2301)의 내벽면 사이에는 0보다 큰 간극이 존재하는데, 상기 간극이 존재하므로 배터리 교체 과정에서 탄성 소자의 압축 또는 신장이 위치 결정 소자의 영향을 받지 않아 배터리 교체의 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있다.
이 밖에, 본 실시형태에서, 탄성 지지 어셈블리는 위치 제한 부재를 더 포함하고, 위치 제한 부재는 장착판에 설치되어 탄성 소자를 위치 제한되게 상기 장착판에 장착시킨다. 탄성 소자의 장착 신뢰성은 배터리 교체의 신뢰성에 직접 영향을 미치는데, 위치 제한 부재는 장착판에서 탄성 소자의 장착 신뢰성을 향상시킬 수 있으므로, 배터리 교체의 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있다. 도 14, 도 16 및 도 17에 도시된 바와 같이, 상기 위치 제한 부재는 보호 슬리브(2303) 및 관통 부재(2304)를 포함하고, 보호 슬리브(2303)는 장착판(210)에 설치되며 탄성 소자(2301)의 선단에 씌움 설치되고, 관통 부재(2304)의 말단은 보호 슬리브(2303), 탄성 소자(2301)의 선단을 통과한다.
여기서, 보호 슬리브는 탄성 소자의 그 둘레 방향으로의 이동을 제한할 수 있으며, 관통 부재는 탄성 소자가 장착판으로부터 튕겨져나가거나 트레이에 의해 인출되는 것을 방지할 수 있으므로, 보호 슬리브 및 관통 부재의 결합을 통해 탄성 소자가 장착판에 장착되는 신뢰성을 향상시고 배터리 교체의 신뢰성을 더욱 향상시킨다.
본 실시형태에서, 관통 부재는 "탄성 소자가 장착판으로부터 튕겨져나가거나 트레이에 의해 인출되는 것을 방지”하는 기능을 구현하는 전제하에 탄성 소자가 넓은 길이 변화의 범위를 갖도록 탄성 소자의 선단에 가능한 근접되어야 한다. 이 밖에, 본 실시형태에서, 탄성 소자는 스프링이고, 관통 부재는 나사이며, 관통 부재의 개수는 하나이다. 기타 대체 가능한 실시형태에서, 관통 부재는 위치 결정핀과 같은 기타 구조를 적용할 수 있고, 관통 부재의 개수는 필요에 따라 두개 또는 두개 이상으로 설치할 수도 있다.
도 17에 도시된 바와 같이, 관통 부재(2304)의 말단은 위치 결정 소자(2302)의 외부에 위치하여 관통 부재가 위치 결정 소자의 내부 인입으로 인해 트레이의 위치 결정 기둥과 위치 결정 소자의 결합에 영향을 미치지 않으므로 배터리 교체의 신뢰성을 더욱 향상시킨다.
도 13에 도시된 바와 같이, 탄성 지지 어셈블리(230)의 개수는 4개이고, 그 중 두개의 탄성 지지 어셈블리(230)는 상기 전기 자동차의 헤드 방향에 대응되는 헤드 탄성 지지 어셈블리이며, 다른 두개의 탄성 지지 어셈블리(230)는 상기 전기 자동차의 리어 방향에 대응되는 리어 탄성 지지 어셈블리이고; 상기 헤드 탄성 지지 어셈블리의 높이는 상기 리어 탄성 지지 어셈블리의 높이보다 낮으며, 상기 헤드 탄성 지지 어셈블리와 상기 리어 탄성 지지 어셈블리 사이의 높이차는 상기 전기 자동차의 섀시와 매칭된다.
이 밖에, 설명해야 할 것은, 본 실시형태에서, 4개의 탄성 지지 어셈블리에 지지되는 트레이는 일체형 구조이고, 기타 대체 가능한 실시형태에서, 4개의 탄성 지지 어셈블리 상방의 트레이를 서로 독립적인 구조로 설치할 수도 있는데, 즉 하나의 탄성 지지 어셈블리마다 대응되게 하나의 트레가 설치된다. 기타 대체 가능한 실시형태에서, 두개의 헤드 탄성 지지 어셈블리의 트레이를 일체형으로 설치하고, 두개의 리어 탄성 지지 어셈블리의 트레이를 일체형으로 설치할 수도 있다. 대응되게, 기타 대체 가능한 실시형태에서, 동일측에 위치한 헤드 탄성 지지 어셈블리 및 리어 탄성 지지 어셈블리를 일체형으로 설치할 수 있다.
본 실시형태에서, 헤드 탄성 지지 어셈블리와 리어 탄성 지지 어셈블리 사이의 높이차는 전기 자동차의 섀시와 매칭되므로 트레이의 각 부분이 가능한 동시에 배터리에 접촉할 수 있어 배터리 교체의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 이 밖에, 장착 플랫폼과 배터리 사이의 강제 충돌을 감소시키거나 방지할 수도 있으며 트레이는 기본적으로 배터리의 전체 면적에 접촉할 수 있으므로 응력 집중 현상을 감소시키거나 방지하여 배터리의 손상을 감소시킬 수 있다.
실시예 3
본 실시예의 빠른 교체 시스템은 실시예 1의 도 1에 도시된 빠른 교체 시스템(100)과 기본적으로 동일한 바, 배터리(104)를 안착시키기 위한 배터리 랙(101), 스태커 크레인(102) 및 배터리 교체용 이동 플랫폼(103)을 포함한다.
상기 배터리 랙(101)에 안착되는 배터리(104)는 전기 자동차(105)에 교체하기 위한 교체용 배터리 및 전기 자동차(105)로부터 교체된 충전할 배터리를 포함하고, 배터리 랙(101)에는 프레임으로 구성된 복수의 안착층이 설치된다.
상기 배터리 교체용 이동 플랫폼(103)은 전기 자동차(105)의 충전할 배터리를 탈착하여 스태커 크레인(102)에 운송하는 동시에 스태커 크레인(102)을 통해 교체용 배터리를 수신하여 전기 자동차(105)에 장착시킬 수 있고; 런닝이 가능하고 배터리(104)를 승강하도록 리프팅시킬 수 있는 리프팅 장치, 및 리프팅 장치에 장착되어 전기 자동차(105)의 충전할 배터리를 자동으로 탈착시키거나 교체용 배터리를 전기 자동차(105)에 자동으로 장착시키는 배터리 장착부를 포함한다.
상기 스태커 크레인(102)은 배터리 교체용 이동 플랫폼(103)에서 교체된 충전할 배터리를 배터리 랙(101)에 장착시키는 동시에 배터리 랙(101)에서 탈착된 교체용 배터리를 배터리 교체용 이동 플랫폼(103)에 안착시키고; 상기 스태커 크레인(102)은 레일을 통해 배터리 랙(101)에 대한 수평 방향 및 수직 방향으로의 이동을 구현하며, 배터리(104) 탈착을 위한 연장 가능한 신축 브라켓을 포함한다.
작업시, 배터리 랙(101), 스태커 크레인(102) 및 배터리 교체용 이동 플랫폼(103)은 하나의 완전한 전기 자동차 배터리 자동 빠른 교체 시스템을 구성하여, 복수의 전기 자동차에 대해 작업 라인의 배터리 빠른 교체 작업을 구현할 수 있다. 교체시, 전기 자동차가 지정된 위치에 주차되면, 바로 5 내지 10분 내에 배터리의 자동 교체를 완료할 수 있으므로, 전체 교체 과정에서 수동 간섭이 필요 없어 노동 강도를 감소시킬 수 있으며 교체 효율을 크게 향상시킨다.
본 실시예의 배터리 교체용 이동 플랫폼은 실시예 1 중 도 2에 도시된 배터리 교체용 이동 플랫폼(103)과 기본적으로 동일한 바, 일반적으로 리프팅부(107), 배터리 장착부(108) 및 주행 구동부(106)를 포함한다.
상기 주행 구동부(106)는 배터리(104)의 탈착 과정 및 교체 과정에서 전체 기기를 이동하도록 구동시킨다. 구체적인 구동 방법은 종래의 호이스트 구동, 랙 기어 기어 구동, 롤러 구동 또는 레일 구동 등 배터리 교체용 이동 플랫폼(103)의 이동을 구현하는 임의의 방법일 수 있다.
상기 리프팅부(107)는 주행 구동부(106)에 장착되어 배터리(104) 교체 과정에서, 전기 자동차(105)의 바닥에서 배터리(104)의 승강 제어를 구현하고, 수직 방향에서 승강 가능한 리프팅 장치(1071), 및 리프팅 장치(1071)를 승강하도록 구동시키는 리프팅 구동부(1072)를 포함한다. 구체적으로, 리프팅 장치(1071)는 힌지 연결된 신축바 구조, 가이드 레일 구조, 신축관 구조 등 수직 방향에서 연신이 가능한 임의의 종래 구조일 수 있고, 리프팅 구동부(1072)는 유압 구동, 전력구동, 공기압 구동 등 일반적인 동력일 수 있다.
상기 배터리 장착부(108)는 리프팅 장치(1071)의 상부에 장착되어 교체용 배터리 또는 교체된 충전할 배터리를 안착시키고, 상기 배터리 장착부(108)의 상면에는 잠금 해제 장치가 장착되며, 해당 구동 장치의 제어하에 전기 자동차의 배터리 잠금 기구를 잠금 해제하며, 전기 자동차(105)에서 배터리(104)의 탈착 및 잠금을 자동으로 구현한다.
본 실시형태의 배터리 교체용 이동 플랫폼(103)은 주행 구동부(106)의 제어하에 전기 자동차(105)의 바닥으로 이동하고, 리프팅 구동부(1072)를 이용하여 리프팅 장치(1071)를 상승하도록 구동시켜 배터리 장착부(108)의 잠금 해제 장치와 전기 자동차(105) 바닥의 배터리 마운트 내의 배터리 잠금 장치를 접촉시켜 충전할 배터리의 잠금 상태를 해제한 후, 잠금 해제된 충전할 배터리가 전기 자동차로부터 이탈하여 직접 배터리 장착부(108)에 놓이도록 다시 배터리 장착부(108)를 수평 방향에서 이동하도록 제어하고; 리프팅 구동부(1072)가 다시 리프팅 장치(1071)를 하강하도록 제어하며, 주행 구동부(106)가 배터리 교체용 이동 플랫폼(103)을 배터리 랙(101) 위치로 이동하도록 구동시키고, 스태커 크레인(102)이 충전할 배터리를 탈착시키는 동시에 교체용 배터리를 교체하며; 주행 구동부(106)가 다시 배터리 교체용 이동 플랫폼(103)을 전기 자동차(105)의 하방으로 리턴하도록 구동시키고, 리프팅 구동부(1072)를 이용하여 리프팅 장치(1071)를 승강하도록 구동시켜 배터리 장착부(108)가 교체용 배터리를 전기 자동차(105)의 배터리 마운트 내에 스냅시킨 후 배터리 장착부(108)를 수평으로 이동시켜 교체용 배터리가 배터리 마운트 내에 잠금되고, 다시 리프팅 구동부(1072)가 리프팅 장치(1071)를 통해 하강된 후 주행 구동부(106)가 배터리 교체용 이동 플랫폼(103)을 전기 자동차(105)의 바닥에서 이출시킴으로써 전기 자동차(105) 한대의 배터리 자동 빠른 교체 과정을 완료한다.
도 19에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태에 따른 주행 구동부는 일반적으로 이동 장치(3010) 및 동기화 구동 장치(3020)를 포함한다.
상기 이동 장치(3010)는 이동 및 지지를 위한 언더 프레임(3011)을 포함한다.
상기 동기화 구동 장치(3020)는 언더 프레임(3011)의 주행 경로를 따라 고정되고 반경 방향의 랙 기어 또는 치홈을 구비하는 동기화 벨트(3021), 동기화 벨트(3021)에 치합되고 언더 프레임(3011)에 고정되는 클램핑 장치(3022) 및 동기화 벨트 고정 시트를 포함하며, 동기화 벨트(3021)의 양단은 각각 동기화 벨트 고정 시트 내에 장착되고, 클램핑 장치(3022)는 언더 프레임(3011)을 동기화 벨트(3021)의 연장 경로를 따라 수평으로 이동하도록 구동시킨다.
작업시, 언더 프레임(3011)은 동기화 벨트(3021)의 연장 경로에 안착되고, 클램핑 장치(3022)를 통해 동기화 벨트(3021)와 접촉하며, 클램핑 장치(3022)는 동기화 벨트(3021)에 치합 가능한 구동 휠을 구비하고, 클램핑 장치(3022)이 구동 휠을 회동하도록 구동시킬 경우, 동기화 벨트는 움직이지 않고, 클램핑 장치(3022)와 동기화 벨트(3021)의 랙 기어의 치합력을 이용하여 전체 언더 프레임(3011)을 동기화 벨트(3021)를 따라 전진하도록 구동시킨다.
이 밖에, 언더 프레임(3011)에 장착 브라켓(3012)을 장착할 수 있고, 장착 브라켓(3012)에 배터리 교체를 위한 기기를 장착할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 이동 장치(3010)는 동기화 벨트(3021)와 평행되게 장착되는 두개의 레일(3014)를 더 포함할 수 있고, 언더 프레임(3011)은 언더 프레임 바닥에 장착되는 롤러(3013)를 통해 레일(3014)을 따라 수평으로 이동한다. 롤러(3013)와 레일(3014)의 결합을 통해 동기화 구동 장치(3020)의 부담을 경감할 수 있다.
도 21, 도 22에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태에서, 구체적으로, 롤러(3013)는 언더 프레임(3011)의 동일측에 위치하는 원기둥형 하중 휠(30131) 및 언더 프레임(3011)의 타측에 위치하는 볼록 링을 갖는 가이드 휠(30132)을 포함할 수 있다. 가이드 휠(30132)은 그 외부 표면의 걸림홈을 통해 레일(3014)에 걸리고, 언더 프레임(3011)이 이동시 레일(3014) 또는 동기화 벨트(3021)로부터 벗어나는 소정 경로를 제한한다. 하중 휠(30131) 및 가이드 휠(30132)은 각각 축심을 통과하는 축바(30133)를 통해 하나의 U형 고정 시트(3015)에 장착되고, 상기 고정 시트(3015)는 다시 언더 프레임(3011)에 고정된다.
도 20에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태에서, 동기화 구동 장치(3020)의 클램핑 장치(3022)는 외주연의 표면에 반경 방향의 랙 기어를 구비한 동기화 풀리(30221)를 포함할 수 있고, 동기화 풀리(30221)는 지지 시트를 통해 언더 프레임(3011)의 일측에 장착되며, 지지 시트에는 두개의 전이 휠(30222)이 더 장착되고, 상기 두개의 전이 휠(30222)은 동기화 벨트(3021)를 동기화 풀리(30221)의 외주연에 클램핑하기 위해 각각 동기화 풀리(30221)의 왕복 회전 방향의 양측에 위치한다. 상기 클램핑 장치(3022)는 동기화 풀리(30221)를 회동하도록 구동시키는 모터(30223)를 더 포함한다. 작업시, 모터(30223)는 동기화 풀리를 축방향으로 회동하도록 구동시키고, 동기화 벨트(3021)와의 치합 작용력을 통해 동기화 풀리는 동기화 벨트(3021)의 방향을 따라 이동하며, 언더 프레임을 수평으로 이동시키고, 두개의 전이 휠(30222)은 각각 동기화 풀리의 양측에 위치하여 다른 측면으로부터 동기화 벨트(3021)를 클램핑하며 동기화 벨트(3021)를 동기화 풀리(30221)의 외주연의 표면에 제한함으로써 동기화 벨트(3021)와 동기화 풀리(30221)의 접촉 면적을 증가시키고 구동시의 치합력을 향상시킨다. 나아가, 모터(30223)와 동기화 풀리(30221) 사이에 감속기를 장착할 수도 있다.
도 23에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태에서, 상기 동기화 구동 장치(3020)는 각각 동기화 벨트(3021)의 양단에 고정되는 제1 동기화 시트(3023) 및 제2 동기화 시트(3024)를 포함할 수 있다. 제1 동기화 시트(3023) 및/또는 제2 동기화 시트(3024)에는 동기화 벨트(3021)의 신축 정도를 조절하는 조절 장치가 장착되고, 상기 조절 장치는 동기화 벨트(3021)를 클램핑하는 클램핑 블록(30241) 및 상기 클램핑 블록(30241)의 수평 위치를 조절하는 조절부(30242)를 포함할 수 있다. 클램핑 블록(30241)을 통해 조절부(30242)와 동기화 벨트(3021)가 연결 관계를 구축하는데 용이하며, 조절부(30252)를 통해 클램핑 블록(30241)을 동기화 벨트의 연장 방향을 따라 왕복 이동하도록 제어함으로써 동기화 벨트(3021)의 신축 정도를 제어할 수 있다.
나아가, 본 발명의 일 실시형태에서, 상기 클램핑 블록(30241)은 클램핑판(302411) 및 투스 홀더(302412)를 포함할 수 있고, 클램핑판(302411) 및 투스 홀더(302412)는 각각 동기화 벨트의 양면으로부터 동기화 벨트를 각각 클램핑하며, 동기화 벨트를 더 잘 고정하기 위해, 상기 투스 홀더(302412)와 동기화 벨트(3021)가 접촉되는 일면에 동기화 벨트(3021)의 랙 기어와 대응되는 치홈을 설치할 수 있다. 클램핑판(302411)과 투스 홀더(302412)는 동기화 벨트(3021)를 클램핑 후 볼트를 이용하여 양자를 고정시켜 원활한 고정 구조를 형성한다. 상기 조절부(30242)는 나사홀을 통해 제1 동기화 시트(3023) 또는 제2 동기화 시트(3024)에 고정되는 조절 볼트를 포함할 수 있고, 조절 볼트의 일단은 조절단이고, 타단은 클램핑 블록(30241)에 이동 가능하게 연결된다. 조절시, 볼트를 틀면 볼트는 바로 클램핑 블록(30241)을 동기화 벨트의 연장 방향을 따라 수평 왕복 이동시킨다.
나아가, 본 발명의 일 실시형태에서, 상기 주행 구동부는 스크류 위치 결정 장치(3030)를 더 포함할 수 있고, 스크류 위치 결정 장치(3030)는 언더 프레임(3011)에 고정되는 스크류 장치(3031) 및 장착 브라켓(3012)에 장착되고 스크류 장치(3031)의 스크류에 연결되는 푸시 플레이트(3032)를 포함할 수 있다. 스크류 장치(3031)는 구동부를 통해 스크류를 회동하도록 구동시키고, 스크류의 회동은 푸시 플레이트(3032)를 스크류의 연장 방향을 따라 수평으로 이동하도록 푸시할 수 있으며, 나아가 푸시 플레이트에 고정되는 장착 브라켓(3012)을 언더 프레임(3011)에 대해 수평으로 이동시킬 수 있고, 장착 브라켓(3012)의 이동 방향은 언더 프레임(3011)의 수평 이동 방향과 수직된다. 동기화 구동 장치를 통해 언더 프레임 및 장착 브라켓을 차체 바닥의 교체할 배터리 위치에 이동시키는 경우, 스크류 장치(3031)를 통해 푸시 플레이트(3032)를 푸시할 수 있고, 나아가 언더 프레임(3011)에서의 장착 브라켓(3012)의 위치를 제어하며, 상기 조정 방향은 동기화 벨트(3021)와 수직되므로 장착 브라켓의 상방에 위치하는 배터리 교체 기기의 위치를 배터리의 위치와 정렬되도록 더 조정할 수 있어 배터리 교체 기기의 정렬 정확성을 향상시킨다.
도 24에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태에서, 스크류 위치 결정 장치(3030)의 스크류 장치(3031)는 스크류(30315) 및 스크류(30315)를 회동하도록 구동시키는 서보 모터(30311) 및 서보 모터(30311)와 스크류(30315) 사이에 장착되는 감속기(30312)를 포함할 수 있다. 작업시, 서보 모터(30311)는 감속기(30312)를 통해 스크류(30315)를 회전시킬 수 있으며, 나아가 푸시 플레이트(3032)의 수평 이동을 구현한다. 푸시 플레이트(3032)는 나사공을 통해 직접 스크류(30315)에 연결될 수 있고, 슬리브와 스크류(30315)의 조절 너트(30314)에 연결될 수도 있다. 이 밖에, 감속기(30312)와 스크류(30315) 사이에 커플링(30313)을 장착할 수도 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 장착 브라켓(3012)이 언더 프레임(3011)에 대해 이동시의 유연성을 향상시키기 위해 언더 프레임(3011)과 장착 브라켓(3012) 사이에 슬라이딩 장치(3017)를 설치할 수 있다. 슬라이딩 장치(3017)는 언더 프레임(3011)에 장착되는 슬라이딩 홈(30171) 및 장착 브라켓(3012)에 고정되고 슬라이딩 홈(30171)에 걸리는 슬라이딩 블록(30172)을 포함할 수 있다. 기타 실시형태에서, 슬라이딩 홈(30171) 및 슬라이딩 블록(30172)의 장착 위치는 서로 반대될 수 있다.
도 25에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태에서, 상기 주행 구동부는 각각 배터리 교체용 이동 플랫폼 및 고정점에 연결되는 드래그 체인 장치를 더 포함할 수 있고, 상기 드래그 체인 장치는 일반적으로 케이블을 구속 및 수용하는 연결 부재(3040) 및 연결 부재(3040)를 수용하는 수용홈(3046)을 포함한다.
상기 연결 부재(3040)는 대응되게 설치된 두개의 연결판(3041) 및 두개의 연결판(3041)을 서로 평행되게 고정시키는 간격을 두고 설치된 두개의 격판(3042)을 포함하고; 복수의 연결 부재(3040)는 연결판을 통해(3041) 서로 회동 가능하게 연결되어 중공 채널을 구비한 구조를 형성한다.
상기 수용홈은 상부가 개구된 스트립형 박스체로, 현장의 청결도를 향상시키기 위해 서로 연결된 연결 부재(3040)를 안착시킨다.
본 실시형태에서, 각 연결 부재(3040)의 연결판(3041)과 격판(3042)은 중심이 중공인 하나의 채널을 형성하고, 각 연결 부재(3040)가 연결판을 통해(3041) 연결된 후, 각자의 채널은 서로 연통되어 케이블이 통과되는 수용관을 형성한다. 각 연결 부재(3040) 사이가 이동 가능하게 연결되므로 상기 수용관은 하나의 방향(축방향)에서 임의의 형상으로 만곡될 수 있어 케이블이 동작 기기를 따라 동기로 이동하기 용이하다. 또한 하나의 수용관이 복수의 케이블을 구속할 수 있으므로 기기의 케이블이 사방에 흩어지는 것을 방지한다. 연결 부재(3040)는 내부 케이블 손상을 방지하도록 일정한 압력을 견딜 수 있고, 수용홈은 연결된 연결 부재(3040)가 임의로 이동하거나 임의로 눌리는 것을 제한할 수 있어 케이블의 안정성을 향상시킨다. 수용홈은 장착 시 연결 부재(3040)의 이동 방향을 따라 배치되므로 연결 부재(3040)는 기기의 이동에 따라 자동으로 수용홈 내에 배치되는 동시에 기기의 이동에 따라 자동으로 수용홈으로부터 인출될 수 있다.
구체적으로, 연결 부재(3040)는 리벳과 같은 고정 부재를 통해 두개의 연결 부재(3040)의 연결판(3041)을 이동 가능하게 연결할 수 있다. 이 밖에, 격판(3042)의 채널 방향의 폭은 필요에 따라 상이한 폭으로 설정하여 서로 연결된 연결 부재(3040)가 사용 환경에 따라 내부의 케이블을 노출시키거나 밀폐시킨다.
본 발명의 일 실시형태에서, 구체적으로 연결판(3041)은 하기와 같이 설치될 수 있다. 그 양단은 각각 기타 연결판(3041)과 서로 연결될 경우의 연결부(30411)이고, 연결된 연결 강도를 향상시키기 위해 동일한 연결판(3041) 양단의 연결부(30411)는 각각 기타 연결판(3041)과 연결된 후 상호 회동을 구현하는 클립핑 구조를 형성할 수 있다. 클립핑 구조를 통해 두 연결 부재(3041)의 연결 효과를 향상시키는 동시에 양자의 회전 접촉을 하나의 큰 범위 내로 제한하여 포인트 연결 방법으로 인한 빠른 마모 변형을 방지할 수 있다. 구체적으로, 클립핑 구조는 두개의 연결 부재(3040)가 연결점을 기준으로 임의의 각도로 회전할 수 있도록 하는 임의의 구조일 수 있으며, 동시에 연결점 압력을 분산시킬 수 있는 구조이다. 예를 들어 두개의 연결판(3041)에 각각 복수의 다른 직경의 동심원을 설치하고, 두 연결판(3041)의 동심원은 서로 네스팅될 수 있다.
나아가, 본 발명의 일 실시형태에서, 연결된 연결 부재(3040)의 외형이 깔끔하도록, 각 연결 부재(3040)에서 연결판(3041)의 연결부(30411)의 두께는 연결판(3041)의 본체 두께의 절반보다 작거나 같을 수 있고, 동일한 연결판(3041) 양단의 연결부(30411)의 클립핑 구조 위치는 서로 반대될 수 있다. 상기 구조를 적용하면, 두개의 연결판(3041)이 서로 연결시 양자의 연결부(30411)의 오목부와 돌출부가 대응되어 양자의 연결부(30411)의 두께가 마침 전체 연결판(3041)의 두께와 동일하게 되므로 외형상 연결된 연결 부재(3010)가 전체적으로 일치해진다. 이 밖에, 연결된 연결판(3041)의 회동이 용이하도록, 연결부(30411)와 연결판(3041) 사이의 전이 단턱은 연결부(30411)의 단부 형상에 대응되는 아치형일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 구체적인 클립핑 구조를 제공한다. 상기 클립핑 구조는 연결판(3041)의 일단에 설치되는 능동 클립핑 구조(3043) 및 연결판(3041)의 타단에 설치되는 수동 클립핑 구조(3044)를 포함할 수 있다. 능동 클립핑 구조(3043)는 해당단 연결부(30411)를 관통하는 축홀(30431) 및 축홀(30431)의 외측에 설치되고 내경이 축홀(30431)의 직경보다 큰 위치 제한 링(30432)을 포함할 수 있으며; 수동 클립핑 구조(3044)는 마찬가지로 상기단 연결부(30411)를 관통하는 축홀(30441)을 포함할 수 있고, 축홀(30441)의 가장자리에는 외경이 위치 제한 링(30432)의 내경보다 작거나 동일한 볼록 링(30442)이 설치된다.
장착시, 두개의 연결된 연결판(3041)의 연결부(30411)는 각각 능동 클립핑 구조(3043) 및 수동 클립핑 구조(3044)를 구비하고, 연결시, 수동 클립핑 구조(3044)의 연결판(3041)은 볼록 링(30442)을 이용하여 능동 클립핑 구조(3043)의 위치 제한 링(30432) 내에 스냅되어 두개의 연결 부재(3040)가 볼록 링(30442), 위치 제한 링(30432) 및 양자의 축홀(30431, 30441)을 동시에 통과하는 리벳을 연결점으로 하는 회전 구조를 형성함으로써 두 연결 부재(3040)의 연결 강도를 향상시킨다.
나아가, 두개의 연결 부재(3040)의 클립핑 구조 장착이 용이하도록, 본 발명의 일 실시형태에서, 동일한 연결 부재(3040)의 두 연결판(3041)의 동일단의 연결부(30411)는 동일측에 위치한다. 상기 구조는 하나의 연결 부재(3040)와 다른 연결 부재(3040) 연결시, 직접 일측에서 두개의 연결 부재(3040)의 능동 클립핑 구조(3043)와 수동 클립핑 구조(3044)가 클립핑되도록 할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 수동 클립핑 구조(3044)는 간격을 두고 볼록 링(30442)의 외측에 설치되는 아치형 클램핑부(30443)를 더 포함할 수 있고, 아치형 클램핑부(30443)는 적어도 두개가 설치되며, 각 아치형 클램핑부(30443)는 연결부(30411)에 대칭되게 배치되고, 아치형 클램핑부(30443)는 두개의 연결 부재(3040)가 연결되는 경우, 위치 제한 링(30432)이 볼록 링(30442)에 걸린 후 위치 제한 링(30432)의 외측면에서 이를 위치 제한 및 고정시키므로 상기 구조는 두개의 연결 부재(3040)의 연결 강도를 더욱 향상시킨다. 이 밖에, 아치형 클램핑부(30443)는 연결부 본체 표면에서 돌출된 구조로서 연결부(30411) 자체의 강도를 향상시킬 수 있다. 구체적으로, 아치형 클램핑부(30443)는 별도의 아치형 세그먼트일 수 있고 아치형 세그먼트 형상을 구비한 하나의 밀폐된 돌출 구조일 수도 있다.
도 26에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태에서, 전체 연결된 연결 부재(3040)를 용이하게 고정하도록, 상기 연결 부재(3040)는 연결점에 고정된 커넥터(3045)를 더 포함할 수 있고, 커넥터(3045)의 기본적인 형상은 연결 부재(3040)와 일치하며, 대응되게 설치된 두개의 고정판(30451) 및 두개의 고정판(30451)을 서로 평행되게 고정시키는 간격을 두고 설치된 두개의 격판(30454)을 포함하고; 고정판(30451)의 일단은 연결 부재(3040)의 연결부(30411)에 연결되는 연결부(30452)이고, 타단은 고정점과 결합되는 고정단(30453)이다. 사용시, 복수의 서로 연결된 연결 부재(3040)의 양단에 각각 하나의 커넥터(3045)를 연결하고, 하나의 커넥터(3045)는 고정단(30453)을 통해 고정점의 고정 구조에 고정시키며, 연결부(30452)를 통해 연결 부재(3040)에 연결될 수 있으며, 다른 커넥터(3045)는 고정단(30452)을 통해 기기에 고정되고, 그 연결부(30452)는 연결 부재(3040)에 연결된다. 연결된 각 연결 부재(3040)는 두개의 커넥터(3045)를 통해 이동할 수 있다.
나아가, 상기 고정단(30453)의 형상은 구형일 수 있고, 고정단(30453)에는 구형홀 또는 원형홀과 같은 관통홀(30455)이 설치되며, 관통홀(30455)의 측변에는 관통홀(30455)과 연통되는 고정홀(30456)이 설치된다. 장착시, 고정점의 고정 부재는 관통홀(30455)에 인입되고 고정홀(30456)의 나사를 통과하여 상기 고정 부재를 관통홀(30455)에 제한함으로써, 커넥터(3045)가 고정점과 원활한 연결 관계를 형성한다. 구체적으로, 고정 부재는 동시에 하나의 커넥터(3045)의 두 고정단(30453)의 관통홀(30455)을 통과하는 고정 로드일 수 있다.
실시예 4
본 실시예의 빠른 교체 시스템은 실시예 1의 도 1에 도시된 빠른 교체 시스템(100)과 기본적으로 동일한 바, 일반적으로 배터리 랙(101), 스태커 크레인(102) 및 배터리 교체 이동 장치(103)를 포함한다.
상기 배터리 랙(101)은 전기 자동차(105)에 사용되는 교체용 배터리 및 전기 자동차(105)로부터 교체된 충전할 배터리를 안착하기 위한 것으로, 프레임으로 구성된 복수의 안착층을 포함한다.
상기 배터리 교체 이동 장치(103)는 전기 자동차(105)의 충전할 배터리를 탈착하여 스태커 크레인(102)에 운송하는 동시에 스태커 크레인(102)을 통해 교체용 배터리(104)를 수신하여 전기 자동차(105)에 장착시킬 수 있고; 런닝이 가능하고 배터리(104)를 승강하도록 리프팅시킬 수 있는 리프팅 장치, 및 리프팅 장치에 장착되어 전기 자동차(105)의 충전할 배터리를 자동으로 탈착시키거나 교체용 배터리를 전기 자동차(105)에 자동으로 장착시키는 배터리 장착부를 포함한다.
상기 스태커 크레인(102)은 배터리 교체 이동 장치(103)에서 교체된 충전할 배터리를 배터리 랙(101)에 장착시키는 동시에 배터리 랙(101)에서 탈착된 교체용 배터리를 배터리 교체용 이동 플랫폼(103)에 안착시키고; 상기 스태커 크레인(102)은 레일을 통해 배터리 랙(101)에 대한 수평 방향 및 수직 방향으로의 이동을 구현하며, 배터리(104) 탈착을 위한 연장 가능한 신축 브라켓을 포함한다.
작업시, 배터리 랙(101), 스태커 크레인(102) 및 배터리 교체용 이동 플랫폼(103)은 하나의 완전한 전기 자동차 배터리 자동 빠른 교체 시스템을 구성하여, 복수의 전기 자동차에 대해 작업 라인의 배터리 빠른 교체 작업을 구현할 수 있다. 교체시, 전기 자동차가 지정된 위치에 주차되면, 바로 5 내지 10분 내에 배터리의 자동 교체를 완료할 수 있으므로, 전체 교체 과정에서 수동 간섭이 필요 없어 노동 강도를 감소시킬 수 있으며 교체 효율을 크게 향상시킨다.
도 27에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태에 따른 배터리 교체용 이동 플랫폼은 일반적으로 배터리 교체용 이동 플랫폼(103)을 수평으로 이동하도록 구동시키는 수평 이동부(A), 승강 기능을 제공하는 수직 승강부(B), 배터리 잠금 해제 및 장착을 수행하는 배터리 장착부(C), 각 부재의 동작에 동력을 제공하는 동력부(D)를 포함한다.
상기 수평 이동부(A)는 배터리 교체 이동 장치(103)가 배터리의 탈착 과정 및 교체 과정에서 이동하도록 구동시키고; 이동 및 장착 베이스를 제공하는 이동 프레임(A10) 및 이동 프레임(A10)을 이동하도록 구동하기 위해 배터리의 교체 경로에 따라 고정되는 수평 구동 장치(A20)를 포함한다.
상기 수직 승강부(B)는 배터리를 용이하게 교체하도록, 수평 이동부(A)에 장착되어 수직 방향에서 승강되며, 이동 프레임(A10)에 장착되는 가위형 승강 기구 및 가위형 승강 기구를 승강하도록 구동시키는 리프팅 구동 장치를 포함한다.
상기 배터리 장착부(C)는 수직 승강부(B)의 상부에 설치되어 교체할 배터리 또는 교체된 배터리를 안착시키는 동시에 제어 유닛의 제어하에 전기 자동차에서 배터리의 탈착 및 장착을 구현하고; 가위형 승강 기구의 상단에 장착되는 배터리 교체용 플랫폼을 포함하며, 상기 배터리 교체용 플랫폼은 상부판(C10) 및 전기 자동차에 장착되고 잠금 상태에 있는 배터리를 잠금 해제하는 잠금 해제 장치(C50)를 포함한다.
상기 동력부(D)는 이동 프레임(A10)에 장착되어 각 기기의 작업시의 동력 및 제어를 제공한다.
작업시, 배터리 교체용 이동 플랫폼(103)은 수평 이동부(A)의 제어하에 전기 자동차의 바닥으로 이동하고 리프팅 구동 장치를 이용하여 가위형 승강 기구를 상승하도록 구동시켜 배터리 장착부(C)와 전기 자동차의 교체할 배터리를 접촉시키고, 잠금 해제 장치(C50)를 이용하여 교체할 배터리의 잠금 상태를 잠금 해제시켜 잠금 해제된 교체할 배터리가 직접 상부판(C10)에 놓이도록 하며; 리프팅 구동 장치를 통해 가위형 승강 기구를 하강하도록 제어하고 수평 구동 장치(A20)를 통해 이동 프레임(A10)을 배터리 랙(101)에 이동하도록 구동시키며, 스태커 크레인(102)을 통해 교체할 배터리를 탈착시키는 동시에 새로운 배터리를 교체하고; 수평 구동 장치(A20)는 이동 프레임(A10)을 전기 자동차(105)의 하방으로 이동하도록 구동시키고, 가위형 승강 기구를 이용하여 상부판(C10)을 승강하도록 구동시켜 상면의 배터리가 전기 자동차(105)의 배터리 장착 브라켓 내에 스냅되고 자동으로 잠긴다. 다시 리프팅 구동 장치를 통해 가위형 승강 기구를 하강하도록 제어한 후, 수평 구동 장치(C20)를 통해 이동 프레임(A10)을 전기 자동차(105)의 바닥에서 이동시켜 대기 위치로 복귀시킴으로써 전기 자동차(105) 한대의 배터리 자동 빠른 교체 과정을 완료한다.
도 28에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태에서, 수평 구동 장치(A20)는 반경 방향의 랙 기어를 구비한 동기화 벨트(A21) 및 동기화 벨트(A21)에 치합되고 언더 프레임(A12)에 고정되는 클램핑 구동 장치(A22)를 포함한다.
이동 프레임(A10)은 구형의 프레임 구조를 적용하여 각 부재를 장착하는 베이스로 할 수 있고, 동기화 벨트(A21)는 배터리 교체 경로를 따라 배치되며, 동기화 벨트의 양단은 고정 시트를 통해 고정 장착되고, 클램핑 구동 장치(A22)는 이동 프레임(A10)에 장착되어 동기화 벨트(A21)와 치합 관계를 형성할 뿐만아니라 동시에 작동 동력도 제공한다. 동기화 벨트(A21)의 랙 기어는 동기화 벨트(A21)가 클램핑 구동 장치(A22)에 대해 슬라이딩되는 것을 방지하므로 클램핑 구동 장치(A22)의 동작시, 동기화 벨트(A21)와의 치합력을 통해 이동 프레임(A10)을 동기화 벨트(A21)에 따라 이동하도록 푸시하고, 이동 프레임(A10)의 이동을 제어하여 임의의 지정된 위치에 정확히 정지시키는 목적을 달성한다.
이동 프레임(A10)에 장착 브라켓(A11)을 장착할 수도 있는데, 상기 장착 브라켓(A11)은 이동 프레임(A10)에 이동 가능하게 장착되어 장착 리프팅부의 베이스로서 사용된다.
도 29에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태에서, 상기 클램핑 구동 장치(A22)는 외주연의 표면에 반경 방향의 랙 기어를 구비한 동기화 풀리(A221), 동기화 벨트(A21)를 동기화 풀리(A221)의 외주연에 클램핑하도록 각각 동기화 풀리(A221)의 왕복 회전 방향의 양측에 위치하는 전이 휠(A222) 및 동기화 풀리(A221)를 회동하도록 구동시키는 모터(A223)를 포함한다. 작업시, 동기화 벨트(A21)에서 랙 기어가 구비된 일면은 동기화 풀리(A221)의 외주연에 접촉되고, 동기화 벨트(A21)의 랙 기어와 동기화 풀리(A221)의 랙 기어는 치합되며, 두개의 전이 휠(A222)은 동기화 벨트(A21)의 타면에 위치하고, 동기화 벨트(A21)를 동기화 풀리(A221) 외주연의 표면에 제한함으로써, 동기화 벨트(A21)와 동기화 풀리(A222)의 접촉 면적을 증가시키고, 구동 시 치합력을 향상시킨다. 나아가, 모터(A223)와 동기화 풀리(A221) 사이에 감속기를 장착할 수도 있고, 클램핑 구동 장치(A22)는 고정 시트를 통해 이동 프레임(A10)에 고정될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 이동 프레임(A10)에 장착 브라켓(A11)이 더 장착되고, 이동 프레임(A10)과 장착 브라켓(A11) 사이에 양자 사이의 상대 위치를 조정하는 스크류 위치 결정 장치가 장착되며, 상기 스크류 위치 결정 장치는 이동 프레임(A10)에 고정되고 이동 프레임(A10)의 런닝 방향과 수직 되는 스크류 장치(A31) 및 장착 브라켓(A12)에 고정되고 스크류 장치(A31)에 연결되는 푸시 플레이트(A32)를 포함한다. 스크류 장치(A31)의 운동은 푸시 플레이트(A32)를 푸시하여 장착 브라켓(A11)을 프레임(A10)의 위치로 상대적으로 이동하도록 조정할 수 있으며, 상기 위치의 조정 방향과 언더 프레임(A12)의 정상 이동 방향은 수직된다.
도 33에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태에서, 상기 스크류 장치(A31)는 스크류(A315), 스크류(A315)를 회동하도록 구동시키는 서보 모터(A311) 및 서보 모터(A311)와 스크류(A315) 사이에 장착되는 감속기(A312)를 포함할 수 있다. 작업시, 서보 모터(A311)는 감속기(A312)를 통해 스크류(A315)를 회전시키고, 나아가 푸시 플레이트(A32)의 이동을 구현한다. 푸시 플레이트(A32)는 직접 나사공을 통해 스크류(A315)에 연결될 수 있고, 직접 스크류(A315)에 슬리브된 조절 너트(A314)에 연결될 수도 있다. 전체 스크류 위치 결정 장치는 하나의 고정 시트를 통해 이동 프레임에 고정된다. 이 밖에, 감속기(A312)와 스크류(A315) 사이 에 커플링(A313)을 장착할 수도 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 장착 브라켓(A11)이 이동 프레임(A10)에 대해 이동시 유연성을 향상시키기 위해 이동 프레임(A10)과 장착 브라켓(A12) 사이에 슬라이딩 장치(A17)를 설치할 수 있다. 슬라이딩 장치(A17)는 이동 프레임(A10)에 장착되는 슬라이딩 홈(A171) 및 장착 브라켓(A11)에 고정되고 슬라이딩 홈(A171)에 걸리는 슬라이딩 블록(A172)을 포함할 수 있다. 기타 실시형태에서, 슬라이딩 홈(A171) 및 슬라이딩 블록(A172)의 장착 위치 서로 반대될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 이동 프레임(A10)은 동기화 벨트(A21)와 평행되게 장착되는 두개의 레일(A14)을 더 포함할 수 있고, 이동 프레임(A10)은 이동 프레임(A10)의 바닥에 장착되는 롤러를 통해 레일(A14)에 지지된다. 롤러(A13)와 레일(A14)의 결합을 통해 동기화 구동 장치(A20)의 부담을 경감시킬 수 있다.
도 30, 도 31에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태에서, 구체적으로, 롤러(A13)는 언더 프레임(A12)의 동일측에 위치하는 원기둥형 하중 휠(A131) 및 언더 프레임(A12)의 타측 양단에 위치하는 볼록 링을 갖는 가이드 휠(A132)을 포함할 수 있다. 가이드 휠(A132)은 레일(A14)에 걸리고 언더 프레임(A12)이 이동 시 레일(A14) 또는 동기화 벨트(A21)로부터 벗어나는 소정 경로를 제한한다. 하중 휠(A131) 및 가이드 휠(A132)은 각각 축심을 통과하는 축바(A133)를 통해 하나의 U형 고정 시트(A15)에 장착되고, 상기 고정 시트(A15)는 다시 언더 프레임(A12)에 고정된다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 수평 구동 장치(A20)는 동기화 벨트(A21)의 양단을 각각 고정시키는 제1 동기화 시트(A23) 및 제2 동기화 시트(A24)를 더 포함하며. 제1 동기화 시트(A23) 및/또는 제2 동기화 시트(A24)에는 동기화 벨트(A21)의 신축 정도를 조절하는 조절 장치가 장착되고, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 조절 장치는 동기화 벨트(A21)를 클램핑하는 클램핑 블록(A241) 및 제1 동기화 시트(A23) 또는 제2 동기화 시트(A24)에 대한 상기 클램핑 블록(A241)의 위치를 조절하는 조절부(A242)를 포함한다. 클램핑 블록(A241)은 제1 동기화 시트(A23) 또는 제2 동기화 시트(A24) 내에 이동 장착되고 조절부(A242)에 연결된다. 클램핑 블록(A241)을 통해 조절부(A242)와 동기화 벨트(A21)가 연결 관계를 구축하는데 용이하며, 클램핑 블록(A241)을 동기화 벨트의 연장 방향을 따라 수평 왕복 이동하도록 제어함으로써 동기화 벨트(A21)의 신축 정도를 제어할 수 있다. 구체적으로, 제1 동기화 시트(A23) 및 제2 동기화 시트(A24)는 배터리 교체 기기의 런닝 경로의 지면에 고정되고 동기화 벨트의 양단은 각각 상기 두개의 동기화 시트 내에 고정되고 동기화 벨트(A21)를 지면으로부터 공중에 드리울 수 있다.
나아가, 본 발명의 일 실시형태에서, 상기 클램핑 블록(A241)은 각각 동기화 벨트의 상 하 양면으로부터 상기 동기화 벨트를 클램핑하는 클램핑판(A2411) 및 투스 홀더(A2412)를 포함할 수 있고, 동기화 벨트를 더 잘 고정하기 위해, 상기 투스 홀더(A2412)와 동기화 벨트(A21)가 접촉되는 일면에 동기화 벨트(A21)의 랙 기어와 대응되는 치홈을 설치할 수 있다. 클램핑판(A2411)과 투스 홀더(A2412)는 동기화 벨트(A21)를 클램핑 후 볼트를 이용하여 양자를 고정시켜 원활한 고정 구조를 형성한다. 상기 조절부(A242)는 나사홀을 통해 제1 동기화 시트(A23) 또는 제2 동기화 시트(A24)에 고정되는 조절 볼트를 포함할 수 있고, 조절 볼트의 일단은 조절단으로 제1 동기화 시트(A23) 또는 제2 동기화 시트(A24)의 외부에 위치하고, 타단은 클램핑 블록(A241)에 이동 가능하게 연결된다. 조절시, 조절 볼트를 틀면 클램핑 블록(A241)은 바로 제1 동기화 시트(A23) 또는 제2 동기화 시트(A24)의 방향에 근접되거나 멀어진다.
도 34에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태는 수직 승강부(B)를 공개한다. 상기 수직 승강부(B)는 가위형 승강 기구(B20) 및 승강 구동 장치(B30)를 포함한다. 상기 가위형 승강 기구(B20)는 배터리 장착부(C)가 전기 자동차(105)의 바닥에 도달하도록 수직 방향에서 승강 기능을 구현하고, 배터리를 장착하거나 탈착하는 목적을 구현하며, 승강 구동 장치의 구동 출력단은 상기 가위형 승강 기구에 연결되어 상기 승강 기구를 수직 방향에서 승강하도록 구동시키고, 상기 가위형 승강 기구(B20)는 리프팅 플레이트를 포함하며, 상기 리프팅 플레이트는 배터리 장착부(C)를 장착시킨다.
도 35에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태에서, 상기 배터리 장착부(C)는 배터리 교체용 플랫폼을 포함하고, 배터리 교체용 플랫폼은 상부판(C10) 및 상부판(C10)의 상면에 장착되는 잠금 해제 장치를 포함하며, 상기 상부판(C10)은 평면 형상으로서 리프팅 플레이트의 상면에 장착되고, 상부판(C10)에는 이동 구동 장치(C31)가 더 장착된다.
도 38에 도시된 바와 같이, 상기 잠금 해제 장치(C50)는 상부판(C10)의 상면에 장착되고, 상부판(C10)의 상면에 장착되는 가이드 레일(C59), 가이드 레일(C59)에 장착되는 이동 시트(C52), 이동 시트(C52)의 상면에 수직으로 장착되는 잠금 해제 이젝터 핀(C51), 이동 시트(C52)를 가이드 레일(C59)을 따라 이동하도록 구동시키는 구동 푸셔(C51)를 포함한다.
도 36에 도시된 바와 같이, 상기 이동 구동 장치(C31)는 상부판(C10)을 수평으로 이동하도록 구동시키고, 상부판(C10)의 하면에 장착되는 볼 스크류(C312) 및 고정점에 고정되고 볼 스크류(C312)를 운동하도록 구동시키는 구동 장치(C311)를 포함한다. 여기서 고정점은 가위형 승강 기구(B20)의 리프팅 플레이트(B27)일 수 있다.
본 실시형태에서, 배터리 교체 이전에, 잠금 해제 장치(C50)의 구동 푸셔(C57)는 이동 시트(C52)를 가이드 레일(C59)을 따라 상부판(C10)의 상면에서 수평으로 이동하도록 구동시키고, 전기 자동차의 배터리 잠금 기구의 잠금 해제점에 대응되는 위치에 정체되며, 다시 가위형 승강 기구(B20)를 상승하도록 구동시키고, 잠금 해제 이젝터 핀(C51)은 상승 과정에서 배터리 잠금 기구의 잠금 해제점에 접촉하고 배터리를 잠금 해제하기 위해 상기 잠금 해제점을 푸시한다. 배터리 교체 과정에서, 상부판(C10)과 전기 자동차의 배터리 장착 위치가 정렬되지 않은 경우, 구동 장치(C311)를 통해 볼 스크류(C312)를 회동하도록 구동시켜, 상부판(C10)이 고정점(리프팅 플레이트(B27))에 대해 수평 이동을 발생함으로써 상부판(C10)의 잠금 해제 장치(C50)와 전기 자동차의 배터리 잠금 기구의 위치가 정확히 정렬될 수 있다.
잠금 해제 이젝터 핀(C51), 구동 푸셔(C57) 및 이동 시트(C52)의 결합을 통해 잠금 해제 이젝터 핀(C51)을 기설정된 레일에서 이동하도록 제어할 수 있고 전기 자동차에서 배터리 잠금 기구의 잠금 해제를 자동으로 구현하여 배터리를 전기 자동차로부터 이탈시키고 배터리 교체용 이동 플랫폼(103)이 자동 교체를 수행할 수 있다. 이동 구동 장치(C31)의 제어하에, 상부판(C10)과 배터리 교체용 이동 플랫폼(103)의 이동 방향은 수직되어 배터리 교체시의 정렬 요구를 정확히 구현할 수 있다. 상기 과정은 수동 간섭이 필요 없이 완전히 자동화되어 배터리의 교체 효율을 향상시킬 수 있다.
도 39에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태에서, 상기 잠금 해제 장치(C50)는 중공의 고정 실린더(C53)를 더 포함하고, 고정 실린더(C53)는 이동 시트(C52)의 상면에 수직으로 고정되며, 고정 실린더(C53) 내에는 스프링(C532)이 안착되고, 잠금 해제 이젝터 핀(C51)의 하단은 스프링을 통해 이동 가능하게 고정 실린더(C53) 내에 이동 가능하게 장착되어 고정 실린더(C53)로부터 이탈되지 않으며, 동시에 스프링(C532)에 의해 고정 실린더(C53)의 개구 위치에 이젝팅된다. 잠금 해제 이젝터 핀(C51)과 배터리 잠금 기구가 접촉되는 경우, 소정의 범위 내에서 고정 실린더(C53) 내로 리트랙션되어 잠금 해제 이젝터 핀(C51)과 잠금 해제점의 강제 충돌로 인한 손상을 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 고정 실린더(C53)의 측벽에 고정 실린더(C53)의 축방향을 따라 연장되는 스트립형 홈(531)을 개방 설치할 수 있고, 잠금 해제 이젝터 핀(C51) 중 고정 실린더(C53) 내에 위치한 일단에는 스트립형 홈(531)에 스냅되는 위치 제한 부재(C511)가 설치되고, 잠금 해제 이젝터 핀(C51)이 스프링(C532)의 탄력 작용하에 이동시, 잠금 해제 이젝터 핀(C51)이 고정 실린더(C53)로부터 이탈되는 것을 방지하기 위해 위치 제한 부재(C511)는 잠금 해제 이젝터 핀(C51)을 따라 스트립형 홈(C531) 내에서 동기로 슬라이딩될 수 있다. 잠금 해제 이젝터 핀(C51)과 잠금 해제점이 용이하게 접촉되도록, 상기 잠금 해제 이젝터 핀(C51) 중 고정 실린더 밖에 위치하는 일단은 수축되는 테이퍼단(C512)일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 이동 시트(C52)에서 구동 푸셔(C57)에 근접되는 일측에 슈트 시트(C55)가 설치될 수 있고, 슈트 시트(C55)에는 구동 푸셔(C57)의 신축 방향을 따라 설치되는 슈트(C551)가 구비되며, 구동 푸셔(C57)에는 상기 슈트(C551)를 스냅하는 고정 부재가 설치되고, 구동 푸셔(C57)는 슈트(C551)를 따라 슬라이딩되는 고정 부재를 통해 이동 시트(C52) 및 잠금 해제 이젝터 핀(C51)을 수평으로 이동시킨다. 상기 구조는 이동 시트(C52)가 하나의 수동 이동 범위를 갖도록 할 수 있는데, 즉 이동 시트(C52)는 잠금 해제 이젝터 핀(C51)이 횡방향 힘과 마주칠 때, 상기 슈트(C551)의 길이 범위 내에서 이동함으로써 구동 푸셔(C57)가 직접 연결되어 양자 사이에 변형이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 잠금 해제 장치(C50)는 이동 시트(C52)를 항상 잠금 해제 위치에 유지시키는 리턴 장치를 더 포함할 수 있고, 리턴 장치는 이동 시트(C52)와 구동 푸셔(C57)의 상대적인 일측에 장착되는 신축 가능한 탄성 부재(C58)를 포함한다. 탄성 부재(C58)는 항상 이동 시트(C52)에 하나의 인장력을 인가하여 이동 시트(C52)가 가이드 레일(C59)의 지정된 위치에 있도록 하고 나아가 잠금 해제 이젝터 핀(C51)을 잠금 해제점과 대응되는 위치에 한정한다. 상기 탄성 부재(C58)는 스프링과 같은 탄력을 갖는 부재일 수 있다.
도 36에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태에서, 상부판(C10)에 상부판(Ｃ10)의 상대 이동을 발생하는 이동 구동 장치(C31)가 장착될 수 있다. 상기 이동 구동 장치(C31)는 상부판(C10)을 현재 위치에서 수평 이동을 발생하도록 구동시킨다. 구체적으로, 상부판(C10)의 하면에 장착되는 볼 스크류(C312) 및 고정점에 고정되고 볼 스크류(C312)를 운동하도록 구동시키는 구동 장치(C311)를 포함한다. 여기서 고정점은 배터리 교체를 위한 배터리 교체 수평 이동 플랫폼(C103)일 수 있는데, 이는 상부판(C10)에 대해 말하면 하나의 고정 위치이다.
배터리 교체 과정에서, 상부판(C10)과 전기 자동차의 배터리 장착 위치가 정렬되지 않은 경우, 구동 장치(C311)를 통해 볼 스크류(C312)를 회동하도록 구동시켜, 상부판(C10)이 배터리 교체용 이동 플랫폼(C103)에 대해 수평 이동을 발생함으로써 상부판의 잠금 해제 장치(C50)와 전기 자동차의 배터리 잠금 기구의 위치가 정확히 정렬될 수 있다.
상부판(C10)이 용이하게 이동하도록, 상부판(C10)의 하면에 푸시 플레이트(C11)를 고정할 수 있고, 동시에 볼 스크류(C312)에 볼 너트(C313)가 슬리브되며, 푸시 플레이트(C11)는 볼 너트(C313)에 고정된다. 구동 장치(C311)가 볼 스크류(C312)를 회동하도록 구동시키는 경우, 볼 너트(C313)는 바로 볼 스크류(C312)를 따라 이동할 수 있고, 나아가 이에 고정된 푸시 플레이트(C11)를 통해 상부판(C10)을 볼 스크류(C312)의 운동 방향을 따라 이동시킨다. 푸시 플레이트(C11)는 스쿠류 홀을 통해 볼 스크류(C312)에 장착될 수도 있으며, 즉 푸시 틀레이트(C11)는 나사공을 가지며 볼 스크류(C312)에 결합하여 장착하는 관통홀을 가지며, 구동 장치(C311)가 볼 스크류(C312)를 회동하도록 구동시키는 경우, 볼 스크류(C312)의 스크류와 연결되는 푸시 플레이트(C11)는 상부판(C10)을 수평으로 이동시킨다.
도 35, 도 36에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태에서, 배터리 장착부(C)는 상부판(C10)과 리프팅 플레이트(B27) 사이에 장착되는 하부판(C30)을 더 포함하고, 하부판(C30)은 리프팅 플레이트(B27)에 고정되며, 상부판(C10)은 하부판(C30)의 상면에 이동 가능하게 안착되고, 상부판(C10)의 하면에 볼 스크류(C312)가 고정되며, 하부판(C30)의 하면에 구동 장치(C311)가 고정되고, 하부판(C30)에는 볼 스크류(C312)와 대응되는 위치에 슬라이딩 홀(C32)이 개방 설치되고, 구동 장치(C311)는 슬라이딩 홀(C32)을 통과하는 볼 스크류(312)를 구동시켜 하부판(C30)에 대한 상부판(C10)의 수평 이동을 발생한다. 구체적으로, 볼 스크류(C312)와 상부판(C10)의 고정 구조는 하기와 같을 수 있다. 볼 스크류(C312)에 볼 너트(C313)가 슬리브되고, 상부판(C10)의 하면에 푸시 플레이트(C11)가 고정되며, 상기 볼 너트(C313)는 푸시 플레이트(C11)에 고정된 후 볼 스크류(C312)를 상부판(C10)의 하면에 제한한다. 구동 장치(C311)는 서보 모터일 수 있으며, 서보 모터는 볼 스크류(C312)에 직접 연결될 수 있고, 감속기를 통해 볼 스크류(C312)에 연결될 수도 있다.
본 실시형태는 구동 장치(C311)가 볼 스크류(C312)의 회동 제어시, 스스로 움직이지 않는 상태를 유지하면서 상부판(C10)이 상대적인 이동을 발생하도록 할 수 있다. 본 실시형태는 상부판(C10)의 상대적인 이동을 통해 배터리 장착 또는 잠금 해제 시의 각도를 조정하고 배터리 장착부(C)의 배터리 자동 교체 효율을 향상시킨다.
도 37에 도시된 바와 같이, 상부판(C10)이 용이하게 이동하도록, 본 발명의 일 실시형태에서, 상부판(C10)과 하부판(C30) 사이에 볼 스크류(C312)와 운동 방향이 동일한 슬라이딩 장치(C13)가 장착될 수 있다. 슬라이딩 장치(C13)를 통해 구동 장치(C13)의 동력 출력 크기를 감소시키는 동시에 상부판(C10)의 이동이 보다 원활하도록 할 수 있다.
구체적으로, 슬라이딩 장치(C13)는 하부판(C30)의 상면에 고정되는 슬라이딩 레일(C131) 및 상부판(C10)의 하면에 고정되고 슬라이딩 레일(C131)에 클립핑되는 슬라이딩 블록(C132)을 포함할 수 있다. 상부판(C10)은 이동시, 동시에 슬라이딩 블록(C132)을 슬라이딩 레일(C131)에서 이동시킨다. 상부판(C10)과 하부판(C30) 사이의 공극을 감소시키기 위해, 상부판(C10)에서 슬라이딩 레일(C131)과 대응되는 위치에 상부판(C10) 상면으로 돌출된 수용홈(C12)을 설치할 수 있고, 슬라이딩 블록(C132)은 수용홈(C12) 내에 고정될 수 있다. 장착 후 슬라이딩 레일(C131)은 하부판(C30)의 상면에 돌출되고 상부판(C10)의 수용홈(C12) 내에 진입되며, 슬라이딩 블록(C132)은 동시에 수용홈(C12) 내에 고정되고 슬라이딩 레일(C131)에 클립핑 연결된다. 이동시, 상부판(C10)은 수용홈(C12)을 통해 슬라이딩 블록(C132)을 슬라이딩 레일(C131)에 대해 이동시킨다.
도 40에 도시된 바와 같이, 나아가, 본 발명의 일 실시형태에서, 상부판(C10)과 하부판(C30) 사이에 상부판(C10) 이동시 마찰력을 감소시키는 슬라이딩 플레이트(C20)를 더 장착할 수 있다. 슬라이딩 플레이트(C20)는 하나의 증간층으로서 상부판(C10) 이동시의 마찰력을 감소시키기 위해 하부판(C30)에 고정될 수 있다. 구체적으로 슬라이딩 플레이트(C20)는 폴리테트라플루오로에틸렌판을 적용할 수 있다.
도 35, 도 41, 도 42, 도 43, 도 44에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태에서, 상부판(C10)의 상면에는 배터리 트레이(C60)가 더 장착될 수 있고, 배터리 트레이(C60)는 프레임 구조이며 또한 배터리 트레이(C60)의 중심에는 중공의 장착구(C62)가 설치되고, 하면에는 위치 결정 로드(C61)가 설치되며, 장착을 용이하게 하기 위해 상기 위치 결정 로드는 테이퍼 로드이고, 상면의 상대적인 양측에는 가이드판(C64)이 수직으로 장착되며, 가이드판(C64)은 배터리 트레이(C60)에 장착 고정되고 개구가 위로 향하는 U형 홈(C641)을 구비한다.
동시에 상부판(C10)의 상면에서 테이퍼 로드(C61)에 대응되는 위치에는 스프링(C16)의 고정 시트(C15)가 장착되고, 스프링(C16)을 장착하는 홀은 테이퍼 홀이며, 배터리 트레이(C60)는 위치 결정 로드(C61)를 통해 대응되는 스프링(C16) 내에 삽입된 후 테이퍼 홀 내에 스냅되어 상부판(C10)에 장착된다.
사용시, 배터리 트레이(C60)는 이동 가능하게 상부판(C10)에 안착되고, 교체될 배터리 또는 교체된 배터리는 배터리 트레이(C60)에 안착되며, 배터리 트레이(C60)의 브릿지 기둥(C64)은 U형 홈(641)을 통해 배터리 측변과의 대응 위치에 스냅 연결 및 위치 결정되고, 배터리의 중량으로 인해 배터리 트레이(C60)는 스프링(C16)의 탄력을 완전히 극복하여 상부판(C10)을 가압하며, 테이퍼 로드(C61)는 동시에 테이퍼 홀 내에 스냅되어 원활적인 고정 관계를 형성하고, 상부판(C10)에 장착되는 센서를 통해 배터리의 상태를 감지하여 제어 유닛의 제어를 위해 제어 정보를 제공하기 편리하도록, 배터리의 바닥은 장착구(C62)를 통과하여 상부판(C10)에 근접되거나 접촉된다.
배터리 트레이(C60)의 원활성을 향상시키기 위해, 상기 위치 결정 로드(C61)는 4개이고 배터리 트레이(C60)의 4개 모서리에 대칭으로 분포될 수 있다. 배터리가 제위치에 안착되었는지 여부를 알기 위해, 가이드판(C64)에 스냅 연결된 배터리를 감지하기 위한 감지 장치(C643)를 설치할 수 있고, 감지 장치(C643)는 가이드판(C64)에 설치된 장착 홀(C642)을 통해 가이드판(C64)에 장착될 수 있다. 상기 감지 장치(C643)는 자성 부재 또는 센서일 수 있는데, 자성 부재는 배터리에서 대응되는 위치의 자성 부재와 인터랙션 정보를 발생할 수 있다. 따라서 배터리가 이미 제위치에 안착되었는지 여부를 결정할 수 있고, 센서는 감응을 통해 배터리가 제위치에 안착되었는지 여부를 결정할 수 있다. 상기 장착구(C62)는 구형일 수 있고, 동시에 장착구(C62)의 4개 모서리 위치에는 각각 하나의 보강판(C621)이 설치될 수 있으며 보강판(C621)은 전체 트레이의 강도를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 또한 배터리 트레이(C60)의 하면 일측에 판상의 팰릿(C63)을 수직으로 고정하고, 동시에 상부판(C10)의 상면에는 팰릿(C63)과 대응되는 위치에 팰릿(C63)이 삽입되는 걸림홈(C14)을 설치할 수 있다. 배터리 트레이(C60)가 상부판(C10)에 장착된 후, 팰릿(C63)은 바로 걸림홈(C14)에 걸림 연결됨으로써 상부판(C10)에 대한 배터리 트레이(C60)의 이동량을 감소시킬 수 있다.
구체적으로, 걸림홈(C14)의 개수는 두개일 있고, 두개의 걸림홈(C14)은 상부판(C10)의 상면 일측에 나란히 설치될 수 있으며, 팰릿(C63)도 마찬가지로 두개가 설치되고 대응되는 걸림홈(C14)에 스냅 연결될 수 있다. 이 밖에, 팰릿(C63)의 강도를 향상시키기 위해, 팰릿(C63)의 일측에 대응되는 강화판(C631)을 설치할 수 있는데, 상기 강화판(C631)은 배터리 트레이(C60)의 하면 및 팰릿(C63)에 동시에 수직 연결된다.
실시예 5
본 실시예의 빠른 교체 시스템은 실시예 1의 도 1에 도시된 빠른 교체 시스템(100)과 기본적으로 동일한 바, 일반적으로 배터리(104)를 안착시키는 배터리 랙(101), 스태커 크레인(102) 및 배터리 교체용 이동 플랫폼(103)을 포함한다.
상기 배터리 랙(101)에 안착되는 배터리(104)는 전기 자동차(105)에 교체되는 교체용 배터리 및 전기 자동차(105)로부터 교체된 충전할 배터리를 포함하고, 배터리 랙(101)에는 프레임으로 구성된 복수의 안착층이 설치된다.
상기 배터리 교체용 이동 플랫폼(103)은 전기 자동차(105)의 충전할 배터리를 탈착하여 스태커 크레인(102)에 운송하는 동시에 스태커 크레인(102)을 통해 교체용 배터리를 수신하여 전기 자동차(105)에 장착시킬 수 있고; 런닝이 가능하고 배터리(104)를 승강하도록 리프팅시킬 수 있는 리프팅 장치, 및 리프팅 장치에 장착되어 전기 자동차(105)의 충전할 배터리를 자동으로 탈착시키거나 교체용 배터리를 전기 자동차(105)에 자동으로 장착시키는 배터리 장착부를 포함한다.
상기 스태커 크레인(102)은 배터리 교체용 이동 플랫폼(103)에서 교체된 충전할 배터리를 배터리 랙(101)에 장착시키는 동시에 배터리 랙(101)에서 탈착된 교체용 배터리를 배터리 교체용 이동 플랫폼(103)에 안착시키고; 상기 스태커 크레인(102)은 레일을 통해 배터리 랙(101)에 대한 수평 방향 및 수직 방향으로의 이동을 구현하며, 배터리(104) 탈착을 위한 연장 가능한 신축 브라켓을 포함한다.
작업시, 배터리 랙(101), 스태커 크레인(102) 및 배터리 교체용 이동 플랫폼(103)은 하나의 완전한 전기 자동차 배터리 자동 빠른 교체 시스템을 구성하여, 복수의 전기 자동차에 대해 작업 라인의 배터리 빠른 교체 작업을 구현할 수 있다. 교체시, 전기 자동차가 지정된 위치에 주차되면, 바로 5 내지 10분 내에 배터리의 자동 교체를 완료할 수 있으므로, 전체 교체 과정에서 수동 간섭이 필요 없어 노동 강도를 감소시킬 수 있으며 교체 효율을 크게 향상시킨다.
본 실시예의 배터리 교체용 이동 플랫폼은 실시예 1의 도 2에 도시된 배터리 교체용 이동 플랫폼(103)과 기본적으로 동일한 바, 일반적으로 리프팅부(107), 배터리 장착부(108) 및 주행 구동부(106)를 포함한다.
상기 주행 구동부(106)는 배터리(104)의 탈착 과정 및 교체 과정에서 전체 기기를 이동하도록 구동시킨다. 구체적인 구동 방법은 종래의 호이스트 구동, 랙 기어 기어 구동, 롤러 구동 또는 레일 구동 등 배터리 교체용 이동 플랫폼(103)의 이동을 구현하는 임의의 방법일 수 있다.
상기 리프팅부(107)는 주행 구동부(106)에 장착되어 배터리(104) 교체 과정에서, 전기 자동차(105)의 바닥에서 배터리(104)의 승강 제어를 구현하고, 수직 방향에서 승강 가능한 리프팅 장치(1071), 및 리프팅 장치(1071)를 승강하도록 구동시키는 리프팅 구동부(1072)를 포함한다. 구체적으로, 리프팅 장치(1071)는 힌지 연결된 신축바 구조, 가이드 레일 구조, 신축관 구조 등 수직 방향에서 연신이 가능한 임의의 종래 구조일 수 있고, 리프팅 구동부(1072)는 유압 구동, 전력구동, 공기압 구동 등 일반적인 동력일 수 있다.
상기 배터리 장착부(108)는 리프팅 장치(1071)의 상부에 장착되어 교체용 배터리 또는 교체된 충전할 배터리를 안착시키고, 상기 배터리 장착부(108)의 상면에는잠금 해제 장치가 장착되고, 해당 구동 장치의 제어하에 전기 자동차의 배터리 잠금 기구를 잠금 해제하며, 전기 자동차(105)에서 배터리(104)의 탈착 및 잠금을 자동으로 구현하고, 상기 배터리 장착부(108)에는 배터리의 탑재, 장착 및 위치 결정을 위한 배터리 트레이가 이동 가능하게 장착된다.
본 실시형태의 배터리 교체용 이동 플랫폼(103)은 주행 구동부(106)의 제어하에 전기 자동차(105)의 바닥으로 이동하고, 리프팅 구동부(1072)를 이용하여 리프팅 장치(1071)를 상승하도록 구동시켜 배터리 장착부(108)의 잠금 해제 장치와 전기 자동차(105) 바닥의 배터리 마운트 내의 배터리 잠금 장치를 접촉시켜 충전할 배터리의 잠금 상태를 해제한 후, 잠금 해제된 충전할 배터리가 전기 자동차로부터 이탈하여 직접 배터리 장착부(108)에 놓이도록 다시 배터리 장착부(108)를 수평 방향에서 이동하도록 제어하고; 리프팅 구동부(1072)가 다시 리프팅 장치(1071)를 하강하도록 제어하며, 주행 구동부(106)가 배터리 교체용 이동 플랫폼(103)을 배터리 랙(101) 위치로 이동하도록 구동시키고, 스태커 크레인(102)이 충전할 배터리를 탈착시키는 동시에 교체용 배터리를 교체하며; 주행 구동부(106)가 다시 배터리 교체용 이동 플랫폼(103)을 전기 자동차(105)의 하방으로 리턴하도록 구동시키고, 리프팅 구동부(1072)를 이용하여 리프팅 장치(1071)를 승강하도록 구동시켜 배터리 장착부(108)가 교체용 배터리를 전기 자동차(105)의 배터리 마운트 내에 스냅시킨 후 배터리 장착부(108)를 수평으로 이동시켜 교체용 배터리가 배터리 마운트 내에 잠금되고, 다시 리프팅 구동부(1072)가 리프팅 장치(1071)를 통해 하강된 후 주행 구동부(106)가 배터리 교체용 이동 플랫폼(103)을 전기 자동차(105)의 바닥에서 이출시킴으로써 전기 자동차(105) 한대의 배터리 자동 빠른 교체 과정을 완료한다.
도 45, 도 46, 도 47, 도 48에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태에 따른 배터리 트레이는 일반적으로 트레이(E109) 및 배터리를 지지하기 위한 가이드판(E22)을 포함한다.
상기 트레이(E109)는 프레임 구조이고, 중심부에는 중공의 장착구(E23)가 설치되며, 하면의 주변에 테이퍼 로드(E20)가 수직으로 설치되어 트레이(E109)를 위치 결정하여 배터리 교체용 플랫폼의 배터리 장착부(E108) 표면에 장착시키고, 테이퍼 로드(E20)는 일단이 원추형이고 타단이 원기둥형인 구조일 수 있다. 장착구(E23)는 구형일 수 있고, 구형의 4개 모서리에 각각 하나의 보강판(E231)을 고정할 수 있으며, 보강판(E231)은 삼각형인 동시에 한개 각의 인접되는 두변은 고정된다.
상기 가이드판(E22)은 트레이(E109) 상면의 주변에 수직으로 설치되고, 가이드판(E22)은 복수개가 설치되며, 각각 트레이 주변에 설치되고, 그 일단은 트레이(E109)에 고정 연결되며, 타단에는 개구가 위로 향하는 U형 홈(E221)이 설치되고, 상기 U형 홈(E221)은 배터리 측변의 고정 블록과 형상이 매칭되며, 배터리는 그 표면의 고정 블록을 통해 U형 홈 에 걸림 연결 및 고정된다.
장착시, 트레이(E109)는 하면의 테이퍼 로드(E20)를 통해 배터리 교체용 이동 플랫폼(E103)의 배터리 장착부에 정렬장착될 수 있고, 장착 트레이(E109)의 이동에 용이하도록 배터리 장착부에 테이퍼 로드(E20) 형상에 대응되는 원추형 마운트를 설치할 수 있다. 배터리는 그 표면의 고정 블록을 통해 트레이의 가이드판(E22)에 걸림 연결된다.
본 실시형태의 트레이는 원추형 위치 제한 구조를 적용하여 트레이에 의해 배터리가 안착된 후 배터리가 크게 변위되는 것을 방지하는 동시에 작은 범위 내에서 배터리의 이동 여지를 남길 수 있어 배터리와 전기 자동차의 배터리 마운트가 용이하게 도킹된다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 테이퍼 로드(E20)는 4개가 장착될 수 있으며, 4개의 테이퍼 로드(E20)는 트레이(E109) 안착 후의 원활성을 향상시키기 위해 각각 트레이(E109) 하면의 4개 모서리에 설치된다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 가이드판(E22)에는 배터리가 제위치에 안착되었는지 여부를 감지하는 감지 장치(E24)가 설치될 수 있는데, 구체적으로 자성 재료 또는 센서일 수 있다. 이의 장착 방법은 가이드판(E22)에 대응되는 천공홀(E222)을 설치하고, 감지 장치(E24)를 천공홀(E222)에 장착시킨다. 배터리가 트레이(E109)에 안착된 후, 바로 감지 장치(E24)에 의해 감지될 수 있으므로 제어 유닛이 배터리가 제자리에 있음을 알리는 신호를 송신한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 트레이(E109)의 이동을 방지하기 위해, 트레이(E109)의 하면에 팰릿(E21)을 수직으로 장착시킬 수 있고, 상기 팰릿(E21)은 트레이(E109)가 배터리 교체용 이동 플랫폼(E103)에 장착 시, 배터리 교체용 이동 플랫폼(E103)의 요홈에 스냅 연결되고 고정될 수 있으므로 트레이를 더욱 고정시킨다. 구체적으로 팰릿(E21)은 두개가 나란히 설치될 수 있다.
도 48에 도시된 바와 같이, 나아가, 또한 트레이(E109)의 하면에 L형의 직각 서포트 플레이트(E25)를 고정 장착할 수 있고, 배터리 교체용 이동 플랫폼(E103)의 표면에는 상기 서포트 플레이트(E25)를 안착하는 지지판이 설치되며, 지지판은 배터리 교체용 이동 플랫폼의 표면에 수직으로 설치되고, 상부에는 상기 서포트 플레이트(E25)에 결합되는 단턱이 구비되어 서포트 플레이트를 안착시키며, 상기 단턱의 수직 방향에는 상기 서포트 플레이트를 슬라이딩하도록 가이드하는 아치형 경사면이 구비된다.
나아가, 팰릿(E21)의 견고성을 향상시키기 위해, 본 발명의 일 실시형태에서, 팰릿(E21)의 일측에 트레이(E109)의 하면에 수직으로 고정된 하나의 강화판(E211)이 수직으로 연결된다.
이상, 비록 본 명세서에서 본 발명의 다양한 예시적 실시예를 도시하고 설명하였으나 당업자는 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않으면서 본 발명에 공개된 내용으로부터 본 발명의 원리에 부합되는 다수의 다른 변형 또는 수정을 직접적으로 결정하거나 유도할 수 있음을 알 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 이러한 모든 변경 또는 수정을 포함하는 것으로 이해되고 해석되어야 한다.

Claims (13)

  1. 전기 자동차의 배터리를 교체하기 위한 배터리 교체용 플랫폼에 있어서,
    상기 배터리 교체용 플랫폼은,
    교체된 배터리를 탑재하기 위한 상부판; 및 상기 상부판의 상면에 장착되어 전기 자동차에 장착되는 배터리 잠금 장치를 잠금 해제하기 위한 잠금 해제 장치를 포함하고,
    상기 상부판의 상면에는 배터리를 위치 결정하여 장착하기 위한 브릿지 기둥이 더 장착되고, 상기 브릿지 기둥은 개구가 위로 향하는 요홈을 구비하며, 상기 브릿지 기둥에는 위치 결정 마그네틱 스틸이 장착되는 것을 특징으로 하는 배터리 교체용 플랫폼.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 교체용 플랫폼은, 구동 출력단을 통해 상기 상부판에 연결 장착되고, 상기 상부판을 수평 방향으로 이동하도록 구동시키기 위한 이동 구동 장치를 더 포함하고,
    상기 이동 구동 장치는 구동부 및 구동 출력단에 장착되는 스크류를 포함하고, 푸시 플레이트는 상기 상부판의 하면에 고정 장착되고, 상기 푸시 플레이트는 나사공을 통해 상기 스크류에 연결되거나 또는 상기 스크류에 씌워진 조절 너트로 고정 장착되는 것을 특징으로 하는 배터리 교체용 플랫폼.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 스크류는 볼 스크류이며, 상기 너트는 볼 너트인 것을 특징으로 하는 배터리 교체용 플랫폼.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 상부판의 상면에는 상기 배터리가 예정 위치에 도착했는지 여부를 감지하기 위한 센서가 더 장착되는 것을 특징으로 하는 배터리 교체용 플랫폼.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 상부판의 상면에는 배터리 트레이가 장착되고, 상기 배터리 트레이의 하면에는 위치 결정 로드가 장착되며, 상기 상부판의 상면에는 스프링 고정 시트가 장착되고, 상기 위치 결정 로드와 상기 상부판 표면의 스프링 고정 시트는 배위 장착되는 것을 특징으로 하는 배터리 교체용 플랫폼.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 배터리 트레이의 상면에는 복수의 가이드판이 구비되고, 상기 가이드판에는 개구가 위로 향하고 배터리를 장착 및 고정시키기 위한 요홈이 구비되는 것을 특징으로 하는 배터리 교체용 플랫폼.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 배터리 교체용 플랫폼은 상기 상부판의 하방에 장착되는 하부판을 더 포함하고,
    상기 이동 구동 장치는 고정 시트를 통해 상기 하부판의 하면에 장착되고, 상기 이동 구동 장치의 구동 출력단에는 푸시 플레이트가 연결되며, 상기 푸시 플레이트는 상기 하부판의 장착 홀을 통과하여 상기 상부판의 하면에 고정되는 것을 특징으로 하는 배터리 교체용 플랫폼.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 상부판과 상기 하부판 사이에는 슬라이딩 장치가 장착되고, 상기 슬라이딩 장치는 상기 하부판의 상면에 고정되는 슬라이딩 레일 및 상기 상부판의 하면에 고정되는 슬라이딩 블록을 포함하며, 상기 슬라이딩 블록과 상기 슬라이딩 레일은 클립핑되는 것을 특징으로 하는 배터리 교체용 플랫폼.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 상부판에는 상기 슬라이딩 레일에 대응되는 위치에 상방으로 돌출되는 수용홈이 설치되고, 상기 슬라이딩 블록은 상기 수용홈 내에 고정되는 것을 특징으로 하는 배터리 교체용 플랫폼.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 상부판과 상기 하부판 사이에는 상기 상부판과 하부판 사이의 마찰력을 감소시키는 슬라이딩 플레이트가 장착되는 것을 특징으로 하는 배터리 교체용 플랫폼.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 교체용 플랫폼은,
    구동 출력단을 통해 상기 상부판에 연결 장착되고, 상기 상부판을 수평 방향으로 이동하도록 구동시키기 위한 이동 구동 장치; 및
    상기 상부판의 하방에 장착되는 하부판을 포함하며,
    상기 이동 구동 장치는 상기 상부판을 상기 하부판에 대해 수평으로 이동하도록 구동시키고,
    상기 잠금 해제 장치는 이동 시트, 이동 시트의 상면에 수직으로 장착되는 잠금 해제 이젝터 핀 및 상기 이동 시트를 상부판의 평면을 따라 수평으로 이동하도록 구동시키는 구동 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 교체용 플랫폼.
  12. 배터리 교체용 이동 플랫폼에 있어서,
    상기 배터리 교체용 이동 플랫폼은 리프팅부, 주행 구동부, 및 배터리 장착부를 포함하고,
    상기 배터리 장착부는 상기 리프팅부의 상부에 장착되고, 교체할 배터리 또는 교체된 배터리를 안착시키며, 상기 배터리 장착부는 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 배터리 교체용 장치가 장착되고,
    상기 리프팅부는 상기 주행 구동부에 장착되어 상기 배터리 교체 과정에서 상기 배터리의 승강을 구현하고,
    상기 주행 구동부는 상기 배터리 교체용 이동 플랫폼을 지면에서 이동하도록 구동시키는 것을 특징으로 하는 배터리 교체용 이동 플랫폼.
  13. 빠른 교체 시스템에 있어서,
    상기 빠른 교체 시스템은,
    전기 자동차용 교체용 배터리 및 전기 자동차에서 교체된 충전할 배터리를 안착하기 위한 배터리 랙;
    교체된 충전할 배터리를 배터리 랙에 장착하는 동시에 배터리 랙에서 교체용 배터리를 탈착하는 스태커 크레인; 및
    제12항에 따른 배터리 교체용 이동 플랫폼
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 빠른 교체 시스템.
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