KR102582951B1 - 배터리 교체 시스템 - Google Patents

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지앤핑 장
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즈하오 천
웨이춘 후앙
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상하이 디안바 뉴 에너지 테크놀러지 코., 엘티디.
올턴 뉴 에너지 오토모티브 테크놀러지 그룹
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Abstract

본 발명은, 배터리 교체 장치, 신호 전송 유닛, 전기 자동차의 퀵 교체 브래킷 상에 설치되는 위치 센서, 및 배터리 팩 상에 설치되는 측정부를 포함하는 배터리 교체 시스템을 공개하였다. 배터리 교체 장치는 메인 제어 유닛, 및 배터리 팩 분해 조립 유닛을 포함한다. 배터리 팩 분해 조립 유닛은 배터리 팩을 집는데 사용되고, 메인 제어 유닛은 배터리 팩 분해 조립 유닛을 제어하여 소정의 경로에 따라 이동하게 하는 데 사용된다. 위치 센서는 측정부를 감지하고, 측정부가 감지되면, 정지 지령을 생성하여 신호 전송 유닛을 통해 메인 제어 유닛에 전송하는데 사용되며; 메인 제어 유닛은 정지 지령에 근거하여 배터리 팩 분해 조립 유닛의 이동을 정지시키는데 사용된다. 본 발명의 배터리 교체 시스템은 배터리 팩이 제자리에 설치되어 있는지 여부를 정확하게 측정하고, 배터리 팩 교체의 정확성과 안전성을 보장하고, 비용이 저렴하다.

Description

배터리 교체 시스템{BATTERY SWAPPING SYSTEM}
본원 발명은 출원일자가 2017년 12월 8일인 중국 특허 출원CN201711295369.X의 우선권을 주장하는 바, 상기 중국 특허 출원의 모든 내용은 참조로서 본원 발명에 인용된다.
본 발명은 전기 자동차의 배터리 교체 기술 분야에 관한 것이며, 특별히 배터리 교체 시스템에 관한 것이다.
전기 자동차 배터리 교체 과정에서, 제어 신호가 배터리 교체 장치에 정확하게 전송되도록 보장되어야 만, 배터리 교체 장치가 폐쇄 루프 제어를 통해 성공적으로 배터리 교체를 진행할수 있다. 그중에서, 배터리 팩을 제자리에 설치했는지 여부는 배터리 교체 성공의 관건이다. 종래 기술에서는, 대부분 수동으로 배터리 팩의 교체를 진행하기에, 설치 효율이 낮고, 사용자의 대기 시간이 길어지며; 수행자가 자동차의 하부에서 배터리 팩을 설치 할 시, 안전적인 위험요소가 존재하며; 또한, 배터리 팩의 무게가 무거워, 수동으로 설치를 진행 할 시, 리프팅이 불안정적이고, 설치가 부정확하거나 제자리에 설치되지 못하는 정황이 발생하기 쉽다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 선행기술에서의 전기 자동차가 배터리 팩을 교체 할 시, 배터리 팩의 설치가 부정확하거나 제자리에 설치되지 못하는 결함을 극복하기 위하여, 비용이 저렴하면서도 높은 정밀도로 배터리가 제자리에 설치되어 있는지 여부를 측정하기 위한 배터리 교체 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명은 하기와 같은 기술적 해결수단을 통해 상기 기술적 과제를 해결한다.
배터리 교체 시스템은, 배터리 교체 장치, 신호 전송 유닛, 전기 자동차의 퀵 교체 브래킷 상에 설치되는 위치 센서, 및 배터리 팩 상에 설치되는 측정부를 포함하고;
배터리 교체 장치는 메인 제어 유닛, 및 배터리 팩 분해 조립 유닛을 포함하고;
배터리 팩 분해 조립 유닛은 전기 자동차의 배터리 팩을 교체하는 데 사용되며, 메인 제어 유닛은 배터리 팩 분해 조립 유닛을 제어하여 소정의 경로에 따라 이동하게 하는 데 사용되고;
위치 센서는 측정부를 감지하고, 측정부가 감지되면, 정지 지령을 생성하여 신호 전송 유닛을 통해 메인 제어 유닛에 전송하는데 사용되며; 메인 제어 유닛은 정지 지령에 근거하여 배터리 팩 분해 조립 유닛의 이동을 정지시키는데 사용된다.
바람직하게, 위치 센서는 자기장 센서를 포함하고, 측정부는 마그네틱 스틸을 포함하고, 상기 자기장 센서는 상기 마그네틱 스틸의 마그네틱 필드를 감지하는데 사용된다.
바람직하게, 자기장 센서는 홀 센서를 포함한다.
바람직하게, 자기장 센서의 개수는 적어도 2개이고, 적어도 2개의 자기장 센서는 부동한 위치에서 마그네틱 스틸의 마그네틱 필드를 감지한다.
바람직하게, 신호 전송 유닛은 배터리 교체 장치 상에 설치되는 1차 전송 헤드, 및 전기 자동차의 퀵 교체 브래킷 상에 설치되는 2차 전송 헤드를 포함하고;
1차 전송 헤드와 2차 전송 헤드는 통신적 연결되며; 1차 전송 헤드와 메인 제어 유닛은 전기적 연결되고;
2차 전송 헤드와 자기장 센서는 통신적 연결된다.
바람직하게, 신호 전송 유닛은 2차 모듈을 더 포함하고; 자기장 센서는 홀 센서이고;
2차 모듈과 2차 전송 헤드는 전기적 연결되고, 2차 모듈은 홀 센서에 의해 생선 된 홀 신호를 획득하고, 홀 신호를 디지털 신호로 전환하고, 디지털 신호에 근거하여 정지 지령을 생성하고, 정지 지령을 2차 전송 헤드에 전송하는데 사용된다.
바람직하게, 2차 모듈은 2차 전송 헤드를 통해 1차 전송 헤드로부터 전기 에너지를 획득하고, 자기장 센서에 전기를 공급하는데 사용된다.
바람직하게, 1차 전송 헤드는 스프링이 설치된 브래킷 상에 설치되고, 1차 전송 헤드는 스프링의 신축 방향에 따라 브래킷을 기준으로 이동한다.
바람직하게, 브래킷은 장착 판, 가이드 샤프트, 및 지지 유닛을 포함하고;
1차 전송 헤드의 단부는 장착 판 상에 고정되고, 1차 전송 헤드의 연장부는 지지 유닛을 통과하고; 가이드 샤프트의 한 쪽 끝은 장착 판 상에 고정하고, 다른 한 쪽 끝은 지지 유닛을 통과하고, 스프링은 가이트 샤프트의 외부에 슬리브 연결되며, 스프링의 한 쪽 끝과 장착 판은 연결되고, 다른 한 쪽 끝과 지지 유닛은 연결된다.
바람직하게, 마그네틱 스틸은 배터리 팩의 잠금 샤프트 중에 설치된다.
바람직하게, 정지 지령은 저준위 신호(low-level signal)이다.
본 발명의 긍정적 진보 효과는 하기와 같다: 본 발명의 배터리 교체 시스템은 배터리 팩이 제자리에 설치되어 있는지 여부를 정확하게 측정하고, 배터리 팩 교체의 정확성과 안전성을 보장하고, 비용이 저렴하다.
도 1은 본 발명의 실시예 1의 배터리 교체 시스템의 구조 모식도이다.
도 2는 본 발명의 실시예 3의 배터리 교체 시스템의 구조 모식도이다.
도 3은 본 발명의 실시예 3의 배터리 교체 시스템의 다른 한 바람직한 구현 방식의 구조 모식도이다.
도 4는 본 발명의 실시예 3의 배터리 교체 시스템의 부분적입체 구조 모식도이다.
아래, 실시예를 통해 본 발명을 보다 더 한층 설명한다, 하지만 이에 인해 실시예의 범위에 본 발명을 한정하는 것으로 이해되어서는 아니된다.
실시예 1
본 실시예의 배터리 교체 시스템은, 도 1에서 예시 한 바와 같이, 배터리 교체 장치(11), 신호 전송 유닛(12), 전지 자동차의 퀵 교체 브래킷(2) 상에 설치되는 위치 센서, 및 배터리 팩(3) 상에 설치되는 측정부를 포함한다. 배터리 교체 장치(11)는 메인 제어 유닛(111), 및 배터리 팩 분해 조립 유닛(112)을 포함한다. 배터리 팩 분해 조립 유닛(112)은 배터리 팩(3)을 집는데 사용되고, 메인 제어 유닛(111)은 배터리 팩 분해 조립 유닛(112)을 제어하여 소정의 경로에 따라 이동하게 하는 데 사용된다. 위치 센서는 측정부를 감지하는데 사용하며, 측정부를 감지하면, 정지 지령을 생성하여 신호 전송 유닛을 통해 메인 제어 유닛에 전송하는데 사용되며; 메인 제어 유닛은 정지 지령에 근거하여 배터리 팩 분해 조립 유닛의 이동을 정지시키는데 사용된다. 위치 센서는 도 1에서 예시 한 자기장 센서(13)를 포함하나 이에 한정 되지 않으며, 측정부는 도 1에서 예시 한 마그네틱 스틸(14)을 포함하나 이에 한정 되지 않는다. 자기장 센서(13)는 마그네틱 스틸(14)의 마그네틱 필드를 감지하는데 사용되고, 마그네틱 스틸(14)의 마그네틱 필드가 감지되면, 정지 지령을 생성하여, 신호 전송 유닛(12)을 통해 메인 제어 유닛(111)에 전송하는데 사용된다. 메인 제어 유닛(111)은 정지 지령에 근거하여 배터리 팩 분해 조립 유닛(112)의 이동을 정지시키는데 사용된다.
본 발명의 배터리 교체 시스템의 다른 구현 방식에서, 위치 센서는 측정부와 배합되어 사용하는 전기 용량식 근접 센서, 유도식 근접 센서 혹은 광전식 근접 센서중 하나일수 있으며, 위치 센서가 측정부가 소정의 위치로 도달 한것을 측정 하였을 시, 즉 배터리 팩이 소정의 위치로 도달 한것을 나타내면, 위치 센서는 정지 지령을 생성하여 신호 전송 유닛을 통해 상기 메인 제어 유닛에 전송한다.
본 실시예의 배터리 교체 시스템을 사용할 시, 메인 제어 유닛(111)은 배터리 팩 분해 조립 유닛(112)을 제어하여 교체가 필요한 배터리 팩을 전기 자동차의 퀵 교체 브래킷(2)에서 분해시킨다. 배터리 팩 분해 조립 유닛(112)은 기계식 그리퍼를 포함하고, 배터리 팩을 집고 이동시키는데 사용된다. 퀵 교체 브래킷이 전기 자동차의 하부에 설치 되는 것을 예로 들면, 메인 제어 유닛(111)은 배터리 팩 분해 조립 유닛(112)을 제어하여 전기 자동차의 하부에서 교체가 필요한 배터리 팩을 집고, 상기 교체가 필요한 배터리 팩을 분해하고, 교체가 필요한 배터리 팩을 집어서 수직 아래로 이동하며, 그리고, 배터리 팩 분해 조립 유닛(112)은 교체가 필요한 배터리 팩을 집고 수평으로 이동하여, 전기 자동차의 하부로부터 나온다. 그 다음, 배터리 팩 분해 조립 유닛(112)은 교체가 필요한 배터리 팩을 충전장치로 전송하여 충전을 진행한다.
충전이 완료 된 후, 배터리 팩 분해 조립 유닛(112)은 충전이 완료된 배터리 팩을 전기 자동차의 하부로 이동시키고, 전기 자동차의 퀵 교체 브래킷 상의 배터리 팩 장착 홈에 맞추고, 배터리 팩을 위로 들어 올린다. 전기 자동차의 퀵 교체 브래킷(2) 상에 설치 된 자기장 센서(13)는 충전이 완료 된 배터리 팩 상에 설치 된 마그네틱 스틸(14)에서 생성 된 마그네틱 필드를 감지한다. 자기장 센서(13)가 마그네틱 필드를 감지하지 못하거나, 감지된 마그네틱 필드의 강도가 소정의 강도 값에 도달하지 못할 시, 배터리 팩(3)이 배터리 팩 장착 홈내로 이동되지 않은 것으로 보고, 배터리 팩 분해 조립 유닛(112)은 계속하여 배터리 팩(3)을 위로 들어 올린다. 자기장 센서(13)가 감지한 마그네틱 필드의 강도가 소정의 강도 값에 도달하였을 시, 배터리 팩(3)은 종방향에서 이미 배터리 팩 장착 홈내로 이동된 것으로 보고, 자기장 센서(13)는 정지 지령(위로 향한 이동을 정지시키는 지령)을 생성하여 신호 전송 유닛(12)을 통해 메인 제어 유닛(111)에 전송하며; 메인 제어 유닛(111)은 정지 지령에 근거하여 배터리 팩 분해 조립 유닛(112)의 위로 향한 이동을 정지시킨다. 배터리 팩(3)이 배터리 팩 장착 홈에 스냅되고, 배터리 팩 분해 조립 유닛(112)은 철수된다. 이와 같이, 한차례 배터리 교체 동작이 완료된다.
본 실시예의 자기장 센서(13)는 홀 센서를 포함하나 이에 한정 되지 않는다. 마그네틱 필드의 소정의 강도 값은 선택된 마그네틱 스틸의 마그네틱 필드의 특성, 퀵 교체 브래킷의 구조, 및 실제 응용 중 테스트 데이터에 근거하여 설정 할수 있다.
본 실시예의 배터리 교체 장치를 사용하면, 효율이 높고, 수행자가 전기 자동차의 하부에서 배터리 팩을 분해하거나 설치 할때의 안전적인 위험요소를 피면할수 있으며; 동시에, 정확하게 배터리 팩이 제자리에 설치되어 있는지 여부를 판단할수 있고, 배터리 팩의 설치 정확도를 증가시킨다.
실시예 2
본 실시예의 배터리 교체 시스템은 실시예 1의 배터리 교체 시스템의 구조와 대략적으로 비슷하며, 그 차이점은 주요하게 아래와 같다. 본 실시예의 배터리 교체 시스템에서, 자기장 센서(13)의 개수는 적어도 2개이고, 이러한 자기장 센서(13)들은 부동한 위치에서 마그네틱 스틸(14)의 마그네틱 필드를 감지한다. 예를 들면, 그중 하나의 자기장 센서(13)는 전기 자동차의 퀵 교체 브래킷(2)의 하부에 설치되고, 세로 방향상의 마그네틱 스틸(14)의 마그네틱 필드를 감지하는데 사용되고, 배터리 팩(3)이 세로 방향에서 제자리로 이동하여 설치되어 있는지 여부를 판단하는데 사용되며; 다른 하나의 자기장 센서(13)는 전기 자동차의 퀵 교체 브래킷(2)의 전기 자동차의 앞부분에 접근하는 측벽에 설치되고, 배터리 팩(3)이 가로 방향에서 제자리로 이동하여 설치되어 있는지 여부를 판단하는데 사용된다. 더 나아가, 마그네틱 스틸(14)은 배터리 팩(3)의 잠금 샤프트 중에 설치된다.
본 실시예의 배터리 교체 시스템을 사용 할 시, 메인 제어 유닛(111)은 배터리 팩 분해 조립 유닛(112)을 제어하여 전기 자동차의 하부에서 교체가 필요한 배터리 팩을 집고, 상기 교체가 필요한 배터리 팩을 분해하고, 교체가 필요한 배터리 팩을 집어서 수직 아래로 이동하며, 그리고, 배터리 팩 분해 조립 유닛(112)은 교체가 필요한 배터리 팩을 집고 수평으로 이동하여, 전기 자동차의 하부로부터 나온다. 그 다음, 배터리 팩 분해 조립 유닛(112)은 교체가 필요한 배터리 팩을 충전장치로 전송하여 충전을 진행한다.
충전이 완료 된 후, 배터리 팩 분해 조립 유닛(112)은 충전이 완료된 배터리 팩을 전기 자동차의 하부로 이동시키고, 전기 자동차의 퀵 교체 브래킷 상의 배터리 팩 장착 홈에 맞추고, 배터리 팩을 위로 들어 올린다. 전기 자동차의 퀵 교체 브래킷(2) 상에 설치 된 자기장 센서(13)는 충전이 완료된 배터리 팩 상에 설치 된 마그네틱 스틸(14)에서 생성된 마그네틱 필드를 감지한다. 자기장 센서(13)가 마그네틱 필드를 감지하지 못하거나, 감지된 마그네틱 필드의 강도가 소정의 강도 값에 도달하지 못할 시, 배터리 팩(3)이 세로 방향에서 배터리 팩 장착 홈내로 이동되지 않은 것으로 보고, 배터리 팩 분해 조립 유닛(112)은 계속하여 배터리 팩(3)을 위로 들어 올린다. 자기장 센서(13)가 감지한 마그네틱 필드의 강도가 소정의 강도 값에 도달하였을 시, 배터리 팩(3)이 이미 세로방향에서 배터리 팩 장착 홈내로 이동된것으로 보고, 자기장 센서(13)는 정지 지령(위로 이동하는 것을 정지시키는 지령)을 생성하여 신호 전송 유닛(12)을 통해 메인 제어 유닛(111)에 전송하며; 메인 제어 유닛(111)은 정지 지령에 근거하여 배터리 팩 분해 조립 유닛(112)이 위로 이동하는 것을 정지 시킨다. 그 다음, 메인 제어 유닛(111)은 배터리 팩 분해 조립 유닛(112)을 제어하여 소정의 경로에 따라 배터리 팩(3)을 전기 자동차의 앞부분 방향으로 추진시키고, 배터리 팩 장착 홈 내에 삽입하고, 이때, 전기 자동차의 퀵 교체 브래킷(2)의 전기 자동차의 앞부분에 접근하는 측벽(즉 배터리 팩 장착 홈의 하부) 상에 설치된 자기장 센서(13)는 마그네틱 스틸(14)에서 생성된 마그네틱 필드를 감지한다. 상기 자기장 센서(13)가 감지한 마그네틱 필드의 강도가 소정의 강도 값에 도달하였을 시, 배터리 팩(3)이 가로 방향(즉 차체의 길이 방향)에서 제자리로 이동하여 설치되었다고 본다. 상기 자기장 센서(13)는 정지 지령을 생성하여 신호 전송 유닛(12)을 통해 메인 제어 유닛(111)에 전송하며; 메인 제어 유닛(111)은 정지 지령에 근거하여 배터리 팩 분해 조립 유닛(112)의 이동을 정지 시킨다. 배터리 팩(3)이 배터리 팩 장착 홈에 스냅되고, 배터리 팩의 전원 출력 핀과 전기 자동차의 전원 입력 핀은 정확하게 연결되고, 배터리 팩 분해 조립 유닛(112)은 철수된다. 이와 같이, 한차례 배터리 교체 동작이 완료된다.
신호 전송과 로직 제어의 안정성을 향상시키기 위하여, 정지 지령은 저준위 신호이다.
더 나아가, 전기 자동차의 퀵 교체 브래킷(2)의 전기 자동차의 차체 넓이 방향에서의 측벽 상에도 자기장 센서(13)가 설치되고, 배터리 팩(3)이 전기 자동차의 차체의 넓이 방향에서 제자리로 이동하여 설치되어 있는지 여부를 판단하는데 사용되여, 메인 제어 유닛(111)이 배터리 팩 분해 조립 유닛(112)을 이동시켜 배터리 팩(3)의 전기 자동차의 차체의 넓이 방향에서의 위치를 조절하는 것을 가이드 한다.
본 실시예의 배터리 교체 시스템은, 배터리 교체 동작의 정확도를 보다 더 향상시켰고, 배터리 교체 과정에서, 배터리 팩의 설치를 더 정확하게 실행하였으며, 배터리 팩의 전원 출력 핀과 전기 자동차의 전원 입력 핀을 정확하게 연결시킬 수 있다.
실시예 3
본 실시예의 배터리 교체 시스템은 실시예 1의 배터리 교체 시스템의 구조와 대략적으로 비슷하며, 실시예 1의 배터리 교체 시스템의 기초상에서, 도 2에서 예시 한 바와 같이, 본 실시예의 배터리 교체 시스템의 신호 전송 유닛(12)은 배터리 교체 장치(11) 상에 설치되는 1차 전송 헤드(121), 및 전기 자동차의 퀵 교체 브래킷(2) 상에 설치되는 2차 전송 헤드(122)를 포함한다. 1차 전송 헤드(121)와 2차 전송 헤드(122)는 통신적 연결된다. 1차 전송 헤드(121)와 메인 제어 유닛(111)은 전기적 연결된다. 2차 전송 헤드(122)와 자기장 센서(13)는 통신적 연결된다.
본 실시예의 배터리 교체 시스템을 사용할 시, 1차 전송 헤드(121)와 2차 전송 헤드(122)사이의 데이터 전송을 통해, 메인 제어 유닛(111)과 자기장 센서(13)사이의 데이트 통신을 실현 할수 있다.
더 나아가, 도 3에서 예시 한 바와 같이, 신호 전송 유닛(12)은 2차 모듈(123)을 더 포함하고; 자기장 센서(13)는 홀 센서이다. 2차 모듈(123)과 2차 전송 헤드(122)는 전기적 연결되고, 2차 모듈(123)은 홀 센서에 의해 생선 된 홀 신호(즉 홀 센서로 감지 된 마그네틱 필드의 강도를 표시하는 신호)를 획득하고, 홀 신호를 디지털 신호로 전환하고, 상기 디지털 신호가 소정의 강도 값에 도달 할 시,홀 센서가 정지 지령을 생성하고, 정지 지령을 2차 전송 헤드(122)에 전송하는데 사용된다. 2차 전송 헤드(122)는 상기 정지 지령을 1차 전송 헤드(121)를 통해 메인 제어 유닛(111)에 전송한다, 2차 전송 헤드, 2차 모듈, 자기장 센서는 전기 자동차 차체에서 전기 에너지를 획득하여 작동을 진행한다.
상기 배터리 교체 시스템의 전기 회로와 전기 자동차 차체의 전기 회로를 분리하기 위하여, 다른 구현 방식에서, 신호 전송을 진행 하는 것을 제외하고, 신호 전송 유닛(12)은 전기 에너지를 전송하는데 더 사용된다. 구체적으로 실시 할 시, 도 3에서 예시 한 바와 같이, 2차 모듈(123)은 2차 전송 헤드(122)를 통해 1차 전송 헤드(121)로부터 전기 에너지(1차 전송 헤드(121)는 배터리 교체 장치(11)로부터 전기 에너지를 획득하고)를 획득하고, 자기장 센서(13)에 전원을 공급하는데 사용된다. 이때, 본 실시예의 배터리 교체 시스템은 배터리 교체 장치(11)에서 전기 에너지를 획득하기에, 전기 자동차에서 전기 에너지를 획득할 필요가 없으며, 이로 인해 상기 배터리 교체 시스템의 전기 회로와 전기 자동차 차체의 전기 회로를 분리할수 있으며, 작동 과정중에서 서로 간섭 받지 않기에, 배터리 교체 시스템과 전기 자동차 차체 전기 회로가 충돌이 발생하는 상황을 피면하여, 배터리 교체 작동의 신뢰성을 향상시킨다.
1차 전송 헤드(121)와 2차 전송 헤드(122)사이의 신뢰성 접촉(예를 들면, 1차 전송 헤드(121)와 2차 전송 헤드(122)의 단면이 서로 정렬되고, 둘 사이에 0 내지 5mm의 거리가 형성될수 있으며, 무선 통신을 통해 데이터와 전기 에너지를 전송할수 있다)을 보장하기 위하여, 도 4에서 예시 한 바와 같이, 1차 전송 헤드(121)는 스프링(401)이 설치된 브래킷(4) 상에 설치되고, 1차 전송 헤드(121)는 스프링(401)의 신축 방향에 따라 브래킷(4)을 기준으로 이동한다. 이로 인해, 1차 전송 헤드(121)와 2차 전송 헤드(122)가 접촉 할 시, 버퍼가 형성 될수 있어, 1차 전송 헤드(121)와 2차 전송 헤드(122)사이의 과도한 압력으로 인한 손상을 피면할수 있다.
구체적으로, 도 4에서 예시 한 바와 같이, 브래킷(4)은 장착 판(402), 가이드 샤프트(403), 및 지지 유닛(404)을 포함한다. 1차 전송 헤드(121)의 단부(1211)는 장착 판(402) 상에 고정되고, 1차 전송 헤드(121)의 연장부(1212)는 지지 유닛(404)을 통과하고; 가이드 샤프트(403)의 한 쪽 끝은 장착 판(402) 상에 고정하고, 다른 한 쪽 끝은 지지 유닛(404)을 통과하고, 스프링(401)은 가이트 샤프트(403)의 외부에 슬리브 연결되며, 스프링(401)의 한 쪽 끝과 장착 판(402)은 연결되고, 다른 한 쪽 끝과 지지 유닛(404)은 연결된다. 1차 전송 헤드(121)의 단부(1211)가 압력을 받게 되면, 장착 판(402)은 스프링(401)을 압축하고, 가이드 샤프트(403)의 축방향(즉 스프링(401)의 신축 방향)으로 운동하고; 가이드 샤프트(403)의 다른 한 쪽 끝은 지지 유닛(404)을 통과하고, 지지 유닛(404)을 기준하여 아래로 이동하며, 1차 전송 헤드(121)의 연장부(1212)는 지지 유닛(404)을 통과하고, 지지 유닛(404)을 기준하여 아래로 이동한다. 상기 구조는 1차 전송 헤드(121)가 압력을 받게 될 시, 유연하게 수축될수 있게 하여, 바람직한 보호 작용을 형성할수 있다.
이상 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하였지만, 본 분야의 통상의 기술자는 이는 단지 예를 들어 설명한 것일 뿐 본 발명의 보호범위는 첨부된 청구범위에 의해 한정됨을 이해해야 한다. 본 분야의 통상의 기술자는 본 발명의 원리 및 실질을 벗어나지 않는 전제 하에 이러한 실시형태에 대해 여러가지 변경 또는 수정을 진행할 수 있지만 이러한 변경 및 수정은 모두 본 발명의 보호범위에 속해야 한다.

Claims (22)

  1. 배터리 교체 장치, 메인 제어 유닛, 신호 전송 유닛, 전기 자동차의 퀵 교체 브래킷 상에 설치되는 위치 센서, 및 배터리 팩 상에 설치되는 측정부를 포함하고,
    상기 위치 센서는 상기 측정부를 감지하는데 사용되고,
    상기 신호 전송 유닛은 상기 배터리 교체 장치 상에 설치되는 1차 전송 헤드, 및 상기 전기 자동차의 퀵 교체 브래킷 상에 설치되는 2차 전송 헤드를 포함하고,
    상기 1차 전송 헤드와 상기 2차 전송 헤드는 통신적 연결되며; 상기 1차 전송 헤드와 상기 메인 제어 유닛은 전기적 연결되고;
    상기 2차 전송 헤드와 상기 위치 센서는 통신적 연결되는
    는 것을 특징으로 하는 배터리 교체 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 교체 장치는 메인 제어 유닛, 및 배터리 팩 분해 조립 유닛을 포함하고,
    상기 배터리 팩 분해 조립 유닛은 상기 전기 자동차의 상기 배터리 팩을 교체하는데 사용되며, 상기 메인 제어 유닛은 상기 배터리 팩 분해 조립 유닛을 제어하여 소정의 경로에 따라 이동하게 하는데 사용되고,
    상기 위치 센서가 상기 측정부를 감지하면, 상기 위치 센서는 정지 지령을 생성하여 상기 신호 전송 유닛을 통해 상기 메인 제어 유닛에 전송하며; 상기 메인 제어 유닛은 상기 정지 지령에 근거하여 상기 배터리 팩 분해 조립 유닛의 이동을 정지시키는데 사용되는 것을 특징으로 하는 배터리 교체 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 위치 센서는 자기장 센서를 포함하고, 상기 측정부는 마그네틱 스틸을 포함하고, 상기 자기장 센서는 상기 마그네틱 스틸의 마그네틱 필드를 감지하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 배터리 교체 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 자기장 센서는 홀 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 교체 시스템.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 자기장 센서의 개수는 적어도 2개이고, 적어도 2개의 상기 자기장 센서는 부동한 위치에서 상기 마그네틱 스틸의 마그네틱 필드를 감지하는 것을 특징으로 하는 배터리 교체 시스템.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 신호 전송 유닛은 2차 모듈을 더 포함하고; 상기 자기장 센서는 홀 센서이고;
    상기 2차 모듈과 상기 2차 전송 헤드는 전기적 연결되고, 상기 2차 모듈은 상기 홀 센서에 의해 생성된 홀 신호를 획득하고, 상기 홀 신호를 디지털 신호로 전환하고, 상기 디지털 신호에 근거하여 정지 지령을 생성하고, 상기 정지 지령을 상기 2차 전송 헤드에 전송하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 배터리 교체 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 2차 모듈은 상기 2차 전송 헤드를 통해 상기 1차 전송 헤드로부터 전기 에너지를 획득하고, 상기 자기장 센서에 전기를 공급하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 배터리 교체 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 1차 전송 헤드는 스프링이 설치된 브래킷 상에 설치되고, 상기 1차 전송 헤드는 상기 스프링의 신축 방향에 따라 상기 브래킷을 기준으로 이동하는 것을 특징으로 하는 배터리 교체 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 브래킷은 장착 판, 가이드 샤프트, 및 지지 유닛을 포함하고;
    상기 1차 전송 헤드의 단부는 상기 장착 판 상에 고정되고, 상기 1차 전송 헤드의 연장부는 상기 지지 유닛을 통과하고; 상기 가이드 샤프트의 한 쪽 끝은 상기 장착 판 상에 고정하고, 다른 한 쪽 끝은 상기 지지 유닛을 통과하고, 상기 스프링은 상기 가이드 샤프트의 외부에 슬리브 연결되며, 상기 스프링의 한 쪽 끝과 상기 장착 판은 연결되고, 다른 한 쪽 끝과 상기 지지 유닛은 연결되는 것을 특징으로 하는 배터리 교체 시스템.
  10. 제3항에 있어서,
    상기 마그네틱 스틸은 상기 배터리 팩의 잠금 샤프트 중에 설치되는 것을 특징으로 하는 배터리 교체 시스템.
  11. 제2항에 있어서,
    상기 정지 지령은 저준위 신호인 것을 특징으로 하는 배터리 교체 시스템.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 위치 센서는 전기 용량식 근접 센서, 유도식 근접 센서, 광전식 근접 센서 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 교체 시스템.
  13. 제2항에 있어서,
    상기 배터리 팩 분해 조립 유닛은 기계식 그리퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 교체 시스템.
  14. 제3항에 있어서,
    상기 자기장 센서는 상기 퀵 교체 브래킷의 하면 및/또는 상기 퀵 교체 브래킷의 측벽 상에 설치되는 것을 특징으로 하는 배터리 교체 시스템.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 배터리 교체 시스템을 이용하는 배터리 교체 방법에 있어서,
    상기 위치 센서는 상기 측정부를 감지하고,
    상기 위치 센서가 상기 측정부를 감지하면, 상기 위치 센서는 정지 지령을 생성하여 상기 전기 자동차의 퀵 교체 브래킷 상에 설치되는 2차 전송 헤드를 통해 상기 배터리 교체 장치 상에 설치되는 1차 전송 헤드에 전송하는 것을 특징으로 하는 배터리 교체 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 배터리 교체 장치는 메인 제어 유닛, 및 배터리 팩 분해 조립 유닛을 포함하고,
    상기 메인 제어 유닛은 상기 배터리 팩 분해 조립 유닛을 제어하여 소정의 경로에 따라 이동하게 하여, 상기 배터리 팩 분해 조립 유닛은 상기 전기 자동차의 상기 배터리 팩을 교체 가능하고,
    상기 위치 센서는 상기 측정부를 감지하고, 상기 측정부가 감지되면, 정지 지령을 생성하여 상기 1차 전송 헤드 및 2차 전송 헤드를 통해 상기 메인 제어 유닛에 전송하고;
    상기 메인 제어 유닛은 상기 정지 지령에 근거하여 상기 배터리 팩 분해 조립 유닛의 이동을 정지시키는 것을 특징으로 하는 배터리 교체 방법.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 메인 제어 유닛은 상기 배터리 팩 분해 조립 유닛을 제어하여 교체가 필요한 배터리 팩을 상기 전기 자동차의 퀵 교체 브래킷에서 분해시키는 것을 특징으로 하는 배터리 교체 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 메인 제어 유닛은 상기 배터리 팩 분해 조립 유닛을 제어하여 상기 전기 자동차의 하부에서 교체가 필요한 배터리 팩을 집고, 상기 교체가 필요한 배터리 팩을 분해하고, 상기 교체가 필요한 배터리 팩을 집어서 수직 아래로 이동하고,
    상기 배터리 팩 분해 조립 유닛은 상기 교체가 필요한 배터리 팩을 집고 수평으로 이동하여, 상기 전기 자동차의 하부로부터 나오게 하고,
    상기 배터리 팩 분해 조립 유닛은 상기 교체가 필요한 배터리 팩을 충전장치로 전송하여 충전을 진행하는 것을 특징으로 하는 배터리 교체 방법.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 배터리 팩 분해 조립 유닛은 충전이 완료된 배터리 팩을 상기 전기 자동차의 하부로 이동시키고, 상기 충전이 완료된 배터리 팩을 상기 전기 자동차의 퀵 교체 브래킷 상의 배터리 팩 장착 홈에 맞추고, 상기 충전이 완료된 배터리 팩을 위로 들어 올리는 것을 특징으로 하는 배터리 교체 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 전기 자동차의 퀵 교체 브래킷 상에 설치된 자기장 센서는 상기 충전이 완료된 배터리 팩 상에 설치된 마그네틱 스틸에서 생성된 마그네틱 필드를 감지하고,
    상기 배터리 교체 방법은,
    상기 자기장 센서가 마그네틱 필드를 감지하지 못하거나, 감지된 마그네틱 필드의 강도가 소정의 강도 값에 도달하지 못할 시, 상기 배터리 팩 분해 조립 유닛은 계속하여 상기 배터리 팩을 위로 들어 올리고,
    상기 자기장 센서가 감지한 마그네틱 필드의 강도가 소정의 강도 값에 도달하였을 시, 상기 자기장 센서는 정지 지령을 생성하여 상기 신호 전송 유닛을 통해 상기 메인 제어 유닛에 전송하고,
    상기 메인 제어 유닛은 상기 정지 지령에 근거하여 상기 배터리 팩 분해 조립 유닛의 이동을 정지시키는 것을 특징으로 하는 배터리 교체 방법.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 전기 자동차의 퀵 교체 브래킷 상에 설치된 자기장 센서의 개수는 적어도 2개이고, 그중 하나의 자기장 센서는 상기 전기 자동차의 퀵 교체 브래킷의 하부에 설치되고, 세로 방향상의 마그네틱 스틸의 마그네틱 필드를 감지하는데 사용되고, 상기 배터리 팩이 세로 방향에서 제자리로 이동하여 설치되어 있는지 여부를 판단하는데 사용되며;
    상기 배터리 교체 방법은,
    상기 전기 자동차의 퀵 교체 브래킷의 하부에 설치된 자기장 센서가 마그네틱 필드를 감지하지 못하거나, 감지된 마그네틱 필드의 강도가 소정의 강도 값에 도달하지 못할 시, 상기 배터리 팩 분해 조립 유닛은 계속하여 상기 배터리 팩을 위로 들어 올리고,
    상기 전기 자동차의 퀵 교체 브래킷의 하부에 설치된 자기장 센서가 감지한 마그네틱 필드의 강도가 소정의 강도 값에 도달하였을 시, 상기 자기장 센서는 정지 지령을 생성하여 상기 신호 전송 유닛을 통해 상기 메인 제어 유닛에 전송하고,
    상기 메인 제어 유닛은 상기 정지 지령에 근거하여 상기 배터리 팩 분해 조립 유닛의 위로 향한 이동을 정지시키는 것을 특징으로 하는 배터리 교체 방법.
  22. 제21항에 있어서,
    다른 하나의 자기장 센서는 상기 전기 자동차의 퀵 교체 브래킷의 전기 자동차의 앞부분에 접근하는 측벽에 설치되고, 상기 배터리 팩이 가로 방향에서 제자리로 이동하여 설치되어 있는지 여부를 판단하는데 사용되며,
    상기 배터리 교체 방법은,
    상기 메인 제어 유닛은 상기 배터리 팩 분해 조립 유닛을 제어하여 소정의 경로에 따라 상기 배터리 팩을 상기 전기 자동차의 앞부분 방향으로 추진시키고, 상기 배터리 팩 장착 홈 내에 삽입하고, 이때, 상기 전기 자동차의 퀵 교체 브래킷의 전기 자동차의 앞부분에 접근하는 측벽에 설치된 자기장 센서는 상기 마그네틱 스틸에서 생성된 마그네틱 필드를 감지하고,
    상기 자기장 센서가 감지한 마그네틱 필드의 강도가 소정의 강도 값에 도달하였을 시, 상기 자기장 센서는 정지 지령을 생성하여 상기 신호 전송 유닛을 통해 상기 메인 제어 유닛에 전송하고,
    상기 메인 제어 유닛은 상기 정지 지령에 근거하여 상기 배터리 팩 분해 조립 유닛의 이동을 정지시키는 것을 특징으로 하는 배터리 교체 방법.
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