TW201912448A - 電動汽車的換電平台及換電系統 - Google Patents

Abstract

一種電動汽車的換電平台，設行車方向為X方向，車寬方向為Y方向。換電平台包含：X方向定位單元和Y方向定位單元，其中，X方向定位單元用於確定駛入車輛沿X方向的停止位置；Y方向定位單元用於沿Y方向調整前後車輪的位置，進行Y方向定位。換電平台能夠對駛入車輛實現快速準確定位，且能保證車輛順利平穩地駛入換電平台，提升用戶體驗。

Description

電動汽車的換電平台及換電系統

本發明是有關於電動汽車電池更換技術領域，特別是有關於一種電動汽車的換電平台。

電動汽車可以通過儲存在電池中的電能驅動交通工具行駛，減少了車輛對化石能源的依賴，是解決國家能源安全問題的一個重要手段。動力電池是電動汽車的核心，但是動力電池續航能力遠不能與傳統交通工具相比，因此，如何快速便捷為動力電池補充電能成電動汽車使用和推廣的重要因素，而目前的電池充電技術無法實現像加油一樣，幾分鐘內完成充電，因此，更換電池成為目前唯一可行的電動汽車電能補充的方法。

目前，電動汽車的換電平台需要先將車輛在換電平台上進行定位，並將換電小車駛入準確的換電位置，才能實現準確無誤更換電池包。現有技術中，多採用四柱舉升機對車輛進行定位，通過一定寬度的斜坡和通長板駛入到設定位置，但是，這種定位方式誤差很大，易造成錯誤駛入現象，且對駕駛員的駕駛經驗要求極高，如果駛入位置不準確，則需要不斷進行調整，直至調整到準確換電位置，才能進行電池包更換，定位準確度低，定位時間長，因此用戶體驗差。

本發明所要解決的技術問題在於，提供一種電動汽車的換電平台，能夠對駛入車輛實現快速準確定位，且能保證車輛順利平穩地駛入換電平台，提升用戶體驗。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種電動汽車的換電平台，設行車方向為X方向，車寬方向為Y方向，所述換電平台包含：X方向定位單元和Y方向定位單元，其中，所述X方向定位單元用於確定駛入車輛沿X方向的停止位置；所述Y方向定位單元用於沿Y方向調整前後車輪的位置，進行Y方向定位。

於本發明的一或多個實施方式中，所述X方向定位單元包含凹槽，用於支撐車輪，當車輪駛入凹槽時被確定為駛入車輛沿X方向的停止位置。

於本發明的一或多個實施方式中，所述Y方向定位單元包含前輪Y方向定位單元和後輪Y方向定位單元，分別設於與車輛前輪、後輪對應的位置；其中，所述前輪Y方向定位單元包含前輪推杆電機和設置在所述前輪推杆電機沿Y方向兩端的前輪推杆；所述前輪推杆電機用於驅動前輪推杆移動；所述前輪推杆用於推動前輪移動，從而對前輪進行Y方向定位；所述後輪Y方向定位單元包含後輪推杆電機和設置在所述後輪推杆電機沿Y方向兩端的後輪推杆；所述後輪推杆電機用於驅動後輪推杆移動；所述後輪推杆用於推動後輪移動，從而對後輪進行Y方向定位。

於本發明的一或多個實施方式中，所述換電平台還包含第一滾輪座，包含多個並排佈置的第一滾輪，設置在所述凹槽內，並用於支撐駛入所述凹槽內的車輪，所述第一滾輪的軸向與所述X方向平行，並能夠隨處於所述凹槽內地所述車輪沿Y方向的移動而滾動。

於本發明的一或多個實施方式中，所述凹槽包含沿所述X方向分佈的第一槽側壁、第二槽側壁，所述第一槽側壁和所述第二槽側壁形成V形夾角，每一所述槽側壁上分別設置有所述第一滾輪座。

於本發明的一或多個實施方式中，所述換電平台還包含第二滾輪座，包含多個並排佈置的第二滾輪，用於支撐駛入所述第二滾輪座的車輪，所述第二滾輪的軸向與所述X方向平行，並能夠隨車輪沿Y方向的移動而滾動。

於本發明的一或多個實施方式中，所述換電平台還包含斜坡結構，所述斜坡結構設置在所述換電平台沿X方向的一端或兩端，用於支撐車輛駛入或駛出換電平台。

於本發明的一或多個實施方式中，所述斜坡結構包含斜坡主體和轉軸，所述斜坡主體通過轉軸與所述換電平台相連，並圍繞所述轉軸翻轉，從而使斜坡結構收起或放下。

於本發明的一或多個實施方式中，沿所述X方向，所述換電平台的至少一個端部還包含導向杆，用於引導車輛駛入或駛出換電平台；所述導向杆設置在所述端部沿Y方向的兩側，所述導向杆包含沿X方向排列且相互連接的第一杆部和第二杆部，所述第一杆部相比於所述第二杆部更靠近所述端 部；在所述端部兩側的所述第一杆部之間形成朝向所述端部開放的擴口狀。

於本發明的一或多個實施方式中，所述換電平台還包含導軌和齒條，所述導軌和齒條嵌入在所述換電平台中，所述導軌用於為換電小車駛入或駛出換電平台提供行駛軌道，確定換電小車的行駛方向；所述齒條用於與換電小車上的齒輪相嚙合，控制換電小車的移動距離。

於本發明的一或多個實施方式中，所述導軌和所述齒條均與Y方向平行。

於本發明的一或多個實施方式中，所述換電平台還包含控制模組，所述控制模組包含：斜坡結構控制單元，用於控制斜坡結構處於收起狀態或放下狀態；電機控制單元，用於控制所述前輪推杆電機和後輪推杆電機的工作狀態；換電小車控制單元，用於控制換電小車的駛入位置。

本發明還提供一種換電系統，包含所述的換電平台和換電小車。

本發明與現有技術相比具有明顯的優點和有益效果。藉由上述技術方案，本發明一種電動汽車的換電平台可達到相當的技術進步性及實用性，並具有產業上的廣泛利用價值，其至少具有下列優點：

(1)本發明結構簡單，可實現快速準確定位，調整車輛位置，使車輛位於預設的換電位置，節約換電時間，提高換電的準確性和換電效率，提升了用戶體驗。

(2)所述換電平台可以精確定位換電小車，使 換電小車順利準確的進入換電平台，進一步提高換電的準確性和換電效率。

(3)斜坡結構可處於收起狀態和放下狀態，減少了換電平台的佔地空間。

(4)換電平台各組成部分之間的空隙部分採用玻璃鋼格柵填充，既能保證車輛平穩駛入換電平台，又能減輕換電平台的重量。

以上所述僅係用以闡述本發明所欲解決的問題、解決問題的技術手段、及其產生的功效等等，本發明之具體細節將在下文的實施方式及相關圖式中詳細介紹。

1‧‧‧X方向定位單元

2‧‧‧Y方向定位單元

3‧‧‧第一滾輪座

4‧‧‧第二滾輪座

5‧‧‧斜坡結構

6‧‧‧導向杆

7‧‧‧導軌

8‧‧‧齒條

11‧‧‧凹槽

111‧‧‧第一槽側壁

112‧‧‧第二槽側壁

21‧‧‧前輪Y方向定位單元

22‧‧‧後輪Y方向定位單元

211‧‧‧前輪推杆電機

212‧‧‧前輪推杆

221‧‧‧後輪推杆電機

222‧‧‧後輪推杆

31‧‧‧第一滾輪

41‧‧‧第二滾輪

51‧‧‧斜坡主體

52‧‧‧轉軸

61‧‧‧第一杆部

62‧‧‧第二杆部

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：圖1為本發明一實施例提供的電動汽車的換電平台示意圖。

圖2為本發明一實施例提供的電動汽車的換電平台斜坡結構收起狀態示意圖。

圖3為圖1中A的放大圖。

圖4為圖1中B的放大圖。

以下將以圖式揭露本發明之複數個實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。 然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說，在本發明部分實施方式中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。實施方式中的圖式省略部份元件，以清楚顯示本發明的技術特點。實施方式僅用以作為範例說明，並不會限縮本發明欲保護之範圍。

本發明提供了一種電動汽車的換電平台，如圖1和圖2所述，設行車方向為X方向，車寬方向為Y方向，所述換電平台包含：X方向定位單元1和Y方向定位單元2，其中，所述X方向定位單元1用於確定駛入車輛沿X方向的停止位置；所述Y方向定位單元2用於沿Y方向調整前後車輪的位置，進行Y方向定位。

本發明的電動汽車泛指具有可更換電池包的車輛，並不僅限定為純電動汽車，也可以為混動汽車。

以下對換電平台的各個組成部分分別進行詳細描述：

定位單元

如圖3和圖4所示，X方向定位單元1包含凹槽11，用於支撐車輪，可以為前輪或者後輪，當車輪駛入凹槽11時被確定為駛入車輛沿X方向的停止位置。

本發明附圖示例中，X方向定位單元1用於支撐車輛前輪進行說明，Y方向定位單元2包含前輪Y方向定位單元21和後輪Y方向定位單元22，分別設於與車輛前輪、後輪對應的位置；其中，前輪Y方向定位單元21包含前輪推杆電機211 和設置在所述前輪推杆電機211沿Y方向兩端的前輪推杆212；所述前輪推杆電機211用於驅動前輪推杆212移動；所述前輪推杆212用於推動前輪移動，從而對前輪進行Y方向定位。後輪Y方向定位單元22包含後輪推杆電機221和設置在所述後輪推杆電機221沿Y方向兩端的後輪推杆222；所述後輪推杆電機221用於驅動後輪推杆222移動；所述後輪推杆222用於推動後輪移動，從而對後輪進行Y方向定位。

換電平台通過X方向定位單元1和Y方向定位單元2將駛入換電平台的車輛調整到預設換電位置。

滾輪座

作為一種示例，如圖3所示，換電平台還包含第一滾輪座3，包含多個並排佈置的第一滾輪31，設置在所述凹槽11內，並用於支撐駛入所述凹槽11內的車輪，所述第一滾輪31的軸向與所述X方向平行，並能夠隨處於所述凹槽11內地所述車輪沿Y方向的移動而滾動，從而減小車輪與平台接觸面的摩擦力。

凹槽11包含沿所述X方向分佈的第一槽側壁111、第二槽側壁112，所述第一槽側壁111和所述第二槽側壁112形成V形夾角，優選的，V型結構範圍為120°~150°。

每一所述槽側壁上分別設置有所述第一滾輪座3。

換電平台還包含第二滾輪座4，第一滾輪座3、第二滾輪座4沿X方向分佈，其中一個用於支撐車輛的前輪，另一個用於支撐後輪。第二滾輪座4包含多個並排佈置的第二滾 輪41，用於支撐駛入所述第二滾輪座4的車輪，所述第二滾輪41的軸向與所述X方向平行，並能夠隨車輪沿Y方向的移動而滾動，從而減小車輪與平台接觸面的摩擦力。

需要說明的是，第一滾輪座3和第二滾輪座4，用於承托車輪，在調整車輪位置過程中，通過滾輪滾動，可以減小車輪與平台接觸面的摩擦力，便於車輛前後輪位置的調整，從而提高換電效率。此外，兩個第一滾輪座3沿Y方向的距離以及兩個第二滾輪座4沿Y方向的距離可根據通常所要換電的車型等具體需求進行設定，可將兩個第一滾輪座3沿Y方向的距離以及兩個第二滾輪座4沿Y方向的距離設置在大部分車輛使用的範圍，使換電平台不止適用於一種車型。

斜坡結構

所述換電平台還包含斜坡結構5，所述斜坡結構5設置在所述換電平台沿X方向的一端或兩端，用於支撐車輛駛入或駛出換電平台。

如附圖4所示，所述斜坡結構5包含斜坡主體51和轉軸52，所述斜坡主體51通過轉軸52與所述換電平台相連，並圍繞所述轉軸52翻轉，從而使斜坡結構5收起或放下。

具體的，以圖1為參考，斜坡結構5至少包含以下幾種設置模式：

模式一、在換電平台沿X方向的一端設置斜坡結構5，另一端不設置，車輛在換電過程中，通過斜坡結構5正向駛入換電平台，換電完成後，車輛通過斜坡結構5倒出換電平台。

模式二、在換電平台沿X方向的一端設置斜坡結構5，另一端不設置，車輛在換電過程中，通過斜坡結構5倒入換電平台，換電完成後，車輛通過斜坡結構5正向駛出換電平台。

模式3、在換電平台沿X方向的兩端分別端設置斜坡結構5，可選擇模式1和模式2中的任意一種車輛駛入或駛出模式進行換電。

根據具體的使用需求，用車習慣，以及佔地面積等因素選擇上述任意一種模式設置斜坡結構5。斜坡結構5可處於收起狀態或放下狀態，換電完成後可將斜坡結構5收起，如圖2所示，進一步節約換電平台的佔地面積。

斜坡結構5可以為一體的斜坡，能夠滿足兩個車輪同時駛入，也可以分為兩個相同的斜坡結構5設置，每一個斜坡結構5能夠滿足一個車輪駛入，沿車寬方向並排設置兩個斜坡結構5，使兩個前輪或兩個後輪駛入或駛出換電平台。優選的，所述斜坡結構5與地面所成角度的範圍為10°~30°，更為優選的，所述斜坡結構5與地面所成角度的範圍為10°~20°，這個範圍內更能保證車輛平穩地駛入換電平台。

導向杆

沿所述X方向，所述換電平台的至少一個端部還包含導向杆6，用於引導車輛駛入或駛出換電平台；所述導向杆6設置在所述端部沿Y方向的兩側，如圖4所示，所述導向杆6包含沿X方向排列且相互連接的第一杆部61和第二杆部62，所述第一杆部61相比於所述第二杆部62更靠近所述端部。

在所述端部兩側的所述第一杆部61之間形成朝向所述端部開放的擴口狀。

作為一種示例，所述導向杆6的長度至少為換電平台沿X方向長度的1/5，每一側的導向杆6也可以貫穿整個換電平台沿X方向的兩側進行設置。

需要說明的是，斜坡結構5和導向杆6成對設置，配合使用，設置斜坡結構5的一端，對應設置有導向杆6，在車輛駛入換電平台過程中，駕駛員可觀察到斜坡結構5和導向杆6，從而可以確定車輛的駛入方向。

導軌和齒條

換電平台還包含導軌7和齒條8，所述導軌7和齒條8嵌入在所述換電平台中，且與換電平台在同平面，保證車輛滾動平穩，控制精度高，能夠進一步節省換電時間。導軌7和齒條8均位於車輛換電時車底盤的電池包對應所述換電平台上的區域，所述導軌7用於為換電小車駛入或駛出換電平台提供行駛軌道，確定換電小車的行駛方向；所述齒條8用於與換電小車上的齒輪相嚙合，控制換電小車的移動距離。通過設置導軌7和齒條8提高換電小車移動方向和距離的精確度，從而進一步提高了換電精度和效率。

作為一種實施例，所述導軌7和齒條8均與Y方向平行，所述換電平台包含兩個導軌7，所述齒條8設置在兩個導軌7的中間。

控制模組

所述換電平台還包含控制模組(圖中未示出)， 所述控制模組包含：斜坡結構控制單元，用於控制斜坡結構處於收起狀態或放下狀態；電機控制單元，用於控制所述前輪推杆電機和後輪推杆電機的工作狀態；換電小車控制單元，用於控制換電小車的駛入位置。

作為一種實施例，所述換電平台各組成部分之間的空隙部分採用玻璃鋼格柵填充，既能保證車輛平穩駛入換電平台，又能減輕換電平台的重量。

本發明還包含一種換電系統，所述換電系統包含本發明所述換電平台和換電小車。

基於上述換電系統進行換電，包含以下步驟：步驟1、車輛駛入前，控制斜坡結構5自動打開；步驟2、車輛駛入時，通過斜坡結構5和導向杆6的位置，確定行車方向，控制車輛駛入換電平台；步驟3、當車輛駛入第一滾輪座3時，控制車輛停止，通過所述第一滾輪座3完成車輛X方向定位；步驟4、控制前輪推杆212和後輪推杆222同時推出，並分別作用至車輛的前軸、後軸，當前輪推杆212和後輪推杆222到預設位置時，完成車輛Y方向定位，控制前輪推杆212和後輪推杆222同時收回到初始位置；步驟5、控制換電小車駛入換電位置，對車輛電池包進行更換； 步驟6、換電完成後，車輛駛出換電平台，控制斜坡結構5收起，換電完成。

本發明實施例提供一種電動汽車的換電平台、換電系統及換電方法，所述換電平台結構簡單，可實現快速準確定位，能夠精確調整車輛位置，使車輛位於預設的換電位置，節約換電時間，提高換電的準確性和換電效率。所述換電平台還可以精確定位換電小車，使換電小車順利準確的進入換電平台，進一步提高換電的準確性和換電效率。此外，斜坡結構可處於收起狀態和放下狀態，減少了換電平台的佔地空間。換電平台各組成部分之間的空隙部分採用玻璃鋼格柵填充，既能保證車輛平穩駛入換電平台，又能減輕換電平台的重量。本發明能滿足用戶多種需求，為用戶節約時間，提升了用戶體驗。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並不用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作各種的更動與潤飾，因此本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

Claims (13)

1. 一種電動汽車的換電平台，設行車方向為X方向，車寬方向為Y方向，該電動汽車的換電平台包含：X方向定位單元；以及Y方向定位單元；其中該X方向定位單元用於確定駛入車輛沿該X方向的停止位置，該Y方向定位單元用於沿該Y方向調整前後車輪的位置，進行Y方向定位。
2. 如請求項第1項所述之電動汽車的換電平台，其中該X方向定位單元包含凹槽，用於支撐車輪，當該車輪駛入該凹槽時被確定為該駛入車輛沿該X方向的該停止位置。
3. 如請求項第2項所述之電動汽車的換電平台，其中該Y方向定位單元包含前輪Y方向定位單元和後輪Y方向定位單元，分別設於與車輛前輪、後輪對應的位置；其中，該前輪Y方向定位單元包含前輪推杆電機和設置在該前輪推杆電機沿該Y方向兩端的前輪推杆；該前輪推杆電機用於驅動前輪推杆移動；該前輪推杆用於推動前輪移動，從而對前輪進行Y方向定位；該後輪Y方向定位單元包含後輪推杆電機和設置在該後輪推杆電機沿該Y方向兩端的後輪推杆；該後輪推杆電機用 於驅動後輪推杆移動；該後輪推杆用於推動後輪移動，從而對後輪進行Y方向定位。
4. 如請求項第3項所述之電動汽車的換電平台，還包含第一滾輪座，包含多個並排佈置的第一滾輪，設置在該凹槽內，並用於支撐駛入該凹槽內的車輪，該第一滾輪的軸向與該X方向平行，並能夠隨處於該凹槽內地該車輪沿該Y方向的移動而滾動。
5. 如請求項第4項所述之電動汽車的換電平台，其中該凹槽包含沿該X方向分佈的第一槽側壁、第二槽側壁，該第一槽側壁和該第二槽側壁形成V形夾角，每一該些槽側壁上分別設置有該第一滾輪座。
6. 如請求項第3項所述之電動汽車的換電平台，還包含第二滾輪座，包含多個並排佈置的第二滾輪，用於支撐駛入該第二滾輪座的車輪，該第二滾輪的軸向與該X方向平行，並能夠隨車輪沿該Y方向的移動而滾動。
7. 如請求項第3項所述之電動汽車的換電平台，還包含斜坡結構，該斜坡結構設置在該換電平台沿該X方向的一端或兩端，用於支撐車輛駛入或駛出該換電平台。
8. 如請求項第7項所述之電動汽車的換電平台， 其中該斜坡結構包含斜坡主體和轉軸，該斜坡主體通過轉軸與該換電平台相連，並圍繞該轉軸翻轉，從而使該斜坡結構收起或放下。
9. 如請求項第1項所述之電動汽車的換電平台，其中沿該X方向，該換電平台的至少一個端部還包含導向杆，用於引導車輛駛入或駛出該換電平台；該導向杆設置在該端部沿該Y方向的兩側，該導向杆包含沿該X方向排列且相互連接的第一杆部和第二杆部，該第一杆部相比於該第二杆部更靠近該端部；在該端部兩側的該第一杆部之間形成朝向該端部開放的擴口狀。
10. 如請求項第7項所述之電動汽車的換電平台，還包含導軌和齒條，該導軌和齒條嵌入在該換電平台中，該導軌用於為換電小車駛入或駛出該換電平台提供行駛軌道，確定該換電小車的行駛方向；該齒條用於與該換電小車上的齒輪相嚙合，控制該換電小車的移動距離。
11. 如請求項第10項所述之電動汽車的換電平台，其中該導軌和該齒條均與該Y方向平行。
12. 如請求項第7項所述之電動汽車的換電平 台，還包含控制模組，該控制模組包含：斜坡結構控制單元，用於控制該斜坡結構處於收起狀態或放下狀態；電機控制單元，用於控制該前輪推杆電機和該後輪推杆電機的工作狀態；換電小車控制單元，用於控制該換電小車的駛入位置。
13. 一種換電系統，包含：如請求項1至12任一所述之換電平台；以及換電小車。