TWM654931U - 一種帶有agv換電小車的換電櫃 - Google Patents

Abstract

本新型提供一種帶有AGV換電小車的換電櫃，包括換電櫃本體及換電控制系統，其特點是：換電櫃本體配置的AGV小車與換電控制系統無線通訊連接，用於自動與電動汽車對接取送更換電池。換電櫃本體的櫃體框架內設置若干電池倉位、充電裝置及換電櫃升降機構，電池倉位內設置電池充電插座和電池移動裝置，電池充電插座與充電裝置連接。換電櫃升降機構與換電控制系統連接，用於與電池倉位自動對接並取送電池。換電櫃本體的底部設置駛入AGV小車的容納空間，AGV小車與換電櫃升降機構上均設置電池傳送裝置，用於兩者之間自動相互傳送電池。由於AGV小車與換電櫃升降機構兩套執行機構工作是並行的，可以縮短換電時間，提高效率。

Description

一種帶有AGV換電小車的換電櫃

本新型屬於電動汽車電池更換站應用技術領域，具體說是一種帶有AGV換電小車的換電櫃。

目前，隨著新能源汽車特別是純電動汽車在全球的迅速推廣普及，電動汽車充電速度慢，續航里程較短，便利性不足的問題日益突出，成為制約電動汽車日常使用體驗和電動汽行業進一步發展的瓶頸。而更換汽車電池可以達到快速恢復電動汽車動力的需求，更符合傳統汽車用戶的使用習慣，是目前提高用戶體驗的最佳選擇。

目前的換電方案多數為底盤換電，需要舉升車輛，所以換電站規模大，建站成本高，因此，推廣應用比較困難。

中國專利（專利號：201821749550.3）公開了一種具有電池倉的電動汽車，包括車體、底盤、電力驅動系統、駕駛室及控制系統，其特徵是：所述的電力驅動系統包括電池倉，所述電池倉固定在所述底盤下部，所述電池倉為長方形腔體，一端為電池出入口，另一端內側設置電池連接插座，所述的長方形腔體內設置電池自動推出及導入裝置；所述電池倉的電池出入口朝向電動汽車行進的前方、後方或側方；所述控制系統控制所述電池倉內的電池自動推出及導入裝置動作。其電池倉可以自動推出其中的電池，也可自動導入電池，便於與充電設備的電池進行快速更換，提高電池的裝卸效率。

與此同時，中國專利（專利號：201821749551.8）還公開了一種電動汽車換電櫃，包括櫃體、多個用於電池充電的充電位、充電電路及控制系統，其中，所述櫃體內的所述充電位上下設置成多層結構，每個所述充電位內設置一電池充電插座和電池移動裝置，所述櫃體正面設置電池出入口，在所述櫃體內設置換電轉換台，所述控制系統控制所述換電轉換台自動接收送達的缺電電池，並送到空閒的所述充電位充電，接收從所述充電位輸送出的滿電電池，並輸送到電動汽車換電櫃外。

上述具有電池倉的電動汽車採用在汽車前端換電的技術方案，與之配套使用的電動汽車換電櫃具有體積小、成本低的優點。但是，電動汽車換電櫃的換電技術方案與換電電動汽車對接取送電池和從換電櫃取送電池都是同一套機構，從工作流程和邏輯上來看是串行的，因此，換電時間長、效率低。

因此，亟待設計開發一種帶有AGV換電小車的換電櫃，與電動汽車對接取送電池和與換電櫃對接取送電池是兩套不同的執行機構，兩套執行機構工作是並行的，可以縮短換電時間，提高效率。這是本領域亟待解決的技術問題。

本新型為解決現有技術存在的上述問題，提供一種帶有AGV換電小車的換電櫃，與電動汽車對接取送電池和與換電櫃對接取送電池是兩套不同的執行機構，兩套執行機構工作是並行的，可以縮短換電時間，提高效率。

本新型的目的是通過以下技術方案實現的： 一種帶有AGV換電小車的換電櫃，包括換電櫃本體及換電控制系統，其中，所述換電櫃本體配置AGV小車，所述AGV小車與所述換電控制系統無線通訊連接，用於控制AGV小車自動與電動汽車對接取送更換電池，所述換電櫃本體包括櫃體框架，所述櫃體框架內設置若干電池倉位、充電裝置及換電櫃升降機構，所述電池倉位內設置電池充電插座和電池移動裝置，所述電池充電插座與所述充電裝置連接，所述換電櫃升降機構與所述換電控制系統連接，用於與所述電池倉位自動對接並取送電池，所述換電櫃本體的底部設置駛入AGV小車的容納空間，所述AGV小車與所述換電櫃升降機構上均設置電池傳送裝置，用於所述AGV小車與所述換電櫃升降機構之間自動相互傳送電池。

對上述技術方案的改進：所述櫃體框架有兩個，每個所述櫃體框架內的所述電池倉位上下設置成多層結構，所述電池倉位內的電池移動裝置包括設置在所述電池倉位底面上的電池倉位傳動輥，所述電池倉位傳動輥由設置在所述電池倉位上的驅動電機通過傳動件驅動旋轉，所述驅動電機的控制端與所述換電控制系統連接；所述換電櫃本體包括4根導向立柱，4根所述導向立柱設置在兩個所述櫃體框架之間的中間位置，所述換電櫃升降機構包括升降換電裝置、升降繩索及升降電機，所述升降換電裝置上設置所述電池傳送裝置，所述升降換電裝置的四個角分別與對應的所述導向立柱滑動連接，所述升降電機設置在所述導向立柱或所述櫃體框架頂部，所述升降電機的傳動軸上設置傳動輪，所述升降繩索的兩端分別與所述傳動輪及所述升降換電裝置連接，用於帶動所述升降換電裝置升降至與對應的所述電池倉位對接並自動相互傳送電池。

對上述技術方案的一種改進：所述升降換電裝置包括含有電池容納腔的電池升降平台，所述電池容納腔內設置所述電池傳送裝置，所述電池傳送裝置包括設置在所述電池容納腔底面上的電池升降平台傳動輥及驅動其轉動的驅動電機，所述升降繩索的下端與所述電池升降平台的頂面連接。

對上述技術方案的另一種改進：所述升降換電裝置包括電池升降框架、兩塊L形電池夾持板、兩台夾持驅動電機及兩根螺桿，兩塊L形電池夾持板分別對稱設置在所述電池升降框架的底部兩端，並與所述電池升降框架底部滑動連接，兩台所述夾持驅動電機對稱設置在所述電池升降框架頂面上的兩端，所述L形電池夾持板頂部設置凸塊，所述凸塊向上延伸出所述電池升降框架頂面，所述凸塊上設置螺孔，所述夾持驅動電機的傳動軸上連接一根所述螺桿，所述螺桿插入對應一端的所述凸塊上的螺孔，兩台所述夾持驅動電機分別驅動對應一端的所述L形電池夾持板向內或向外移動，用於夾持或鬆開進入所述電池升降框架內的電池，所述升降繩索的下端與所述電池升降框架的頂面連接；所述升降換電裝置配置的電池傳送裝置包括電池推動板、推動電機、橫向螺桿、傳動齒輪、從動齒輪以及設置在L形電池夾持板底部上平面上的輥子，所述推動電機設置在電池升降框架頂面上，所述推動電機的傳動軸上設置所述傳動齒輪，所述電池升降框架的內部頂面上設置所述橫向螺桿，所述橫向螺桿的一端設置所述從動齒輪，所述從動齒輪與其上方的所述傳動齒輪嚙合，所述電池推動板設置在所述電池升降框架的內部，且與所述電池升降框架的內壁滑動配合，所述電池推動板上設置螺孔，所述橫向螺桿穿過所述電池推動板上的螺孔，所述推動電機用於推動所述電池推動板將所述L形電池夾持板上托起的電池推出所述電池升降框架。

對上述技術方案的進一步改進：所述AGV小車包括AGV車體、行駛機構及AGV控制系統，所述AGV車體的底盤上設置電池托盤驅動機構，所述電池托盤驅動機構的頂部與電池托盤連接，所述電池托盤驅動機構與所述AGV控制系統連接，用於控制所述電池托盤升降或/和旋轉運動，所述底盤上設置定位系統，所述定位系統與所述AGV控制系統連接，用於控制所述電池托盤在三維空間移動和準確定位，所述電池托盤上設置電池傳送裝置，所述電池傳送裝置與所述AGV控制系統連接，用於驅動所述電池托盤上放置的電池實現縱向移動和橫向移動。

對上述技術方案的進一步改進：所述電池托盤驅動機構包括升降平台、升降機構、旋轉平台及旋轉機構，所述升降機構的上下兩端分別與所述升降平台和所述底盤連接，所述旋轉機構的上下兩端分別與所述旋轉平台和所述升降平台連接，由所述AGV控制系統控制所述升降機構驅動所述升降平台升降，還控制所述旋轉機構驅動所述旋轉平台轉動，所述行駛機構包括行駛驅動裝置及行駛滾輪，所述行駛滾輪設置在所述底盤的底部，所述行駛驅動裝置驅動所述行駛滾輪轉動，所述AGV控制系統與所述行駛機構連接，用於控制所述行駛機構驅動所述AGV換電小車在換電櫃和待換電的電動汽車之間往復運行實現自動換電。

對上述技術方案的進一步改進：所述電池托盤包括設置在所述旋轉平台上的框架，所述電池傳送裝置設置在所述框架上，所述電池傳送裝置包括縱向輸送輥筒、縱向驅動電機、縱向輸送同步傳動帶、升降式橫向輸送輥筒、橫向驅動電機、橫向輸送同步傳動帶及電機控制器，所述升降式橫向輸送輥筒設置在升降裝置上，所述升降裝置的控制端與所述AGV控制系統連接，所述縱向驅動電機通過所述電機控制器與所述AGV控制系統連接，用於控制縱向驅動電機正向或反向轉動，使所述縱向輸送同步傳動帶帶動所述縱向輸送輥筒正轉或反轉，推動電池移出或導入電池托盤；所述橫向驅動電機通過所述電機控制器與所述AGV控制系統連接，用於控制橫向驅動電機正向或反向轉動，使所述橫向輸送同步傳動帶帶動所述升降式橫向輸送輥筒正轉或反轉，推動電池在所述電池托盤上向左或向右移動。

對上述技術方案的進一步改進：所述的升降機構包括剪叉式升降機構、升降驅動電機及驅動部件，由所述AGV控制系統控制所述升降驅動電機通過驅動部件驅動所述剪叉式升降機構實現升降；所述旋轉機構包括轉軸、回轉齒盤、驅動齒輪、減速機及回轉驅動電機，所述轉軸豎向設置在所述升降平台頂面上，所述回轉齒盤設置在所述轉軸上轉動，所述回轉驅動電機的傳動軸與所述減速機連接，所述減速機的輸出軸上設置所述驅動齒輪並與所述回轉齒盤嚙合，由所述AGV控制系統控制所述回轉驅動電機通過驅動齒輪驅動所述回轉齒盤回轉。

對上述技術方案的進一步改進：所述定位系統包括設置在所述底盤兩邊的兩個側面定位裝置和設置在所述底盤前面中間位置的1個正面定位裝置，所述側面定位裝置和正面定位裝置用於將檢測數據上傳至所述AGV控制系統，通過控制所述升降機構和旋轉機構進行調節所述電池托盤位置，使所述電池托盤與待換電的電動汽車的換電倉的倉口位置正對，自動接收電動汽車的換電倉自動推出的虧電電池，並自動送到換電櫃前，且與換電櫃的電池出入口位置正對，將虧電電池送入換電櫃的電池出入口內，再將換電櫃送出的滿電電池導入所述電池托盤上，並將滿電電池自動送到待換電的電動汽車的換電倉的倉口位置正對處，將滿電電池送入換電倉內。

本新型與現有技術相比的優點和積極效果是： 1、本新型帶有AGV換電小車的換電櫃具有換電櫃升降機構，還配置AGV小車， AGV小車用於自動與電動汽車對接取送更換電池，換電櫃升降機構用於與換電櫃的電池倉位自動對接並取送電池，AGV小車與換電櫃升降機構配合實現自動相互傳送電池，由於這兩套執行機構是並行工作的，因此，可以縮短換電時間，提高效率； 2、本新型配置的AGV換電小車具備自動定位功能，AGV換電小車可在換電櫃和待換電的電動汽車之間往復運行實現自動換電。AGV換電小車自動到達電動汽車的換電倉的倉口處，自動接收電動汽車的換電倉自動推出的虧電電池，並自動送到換電櫃的充電位，再將換電櫃送出的滿電電池自動送到電動汽車的換電倉的倉口處完成換電，可減少換電站的規模和成本； 3、本新型採用的AGV換電小車，其結構合理，控制方便，運行可靠，與換電櫃及電動汽車配合，便於快速準確地實現無人工更換電動汽車的電池。

以下結合附圖對本新型作進一步詳細描述： 參見圖1-圖3，本新型一種帶有AGV換電小車的換電櫃的實施例1，包括換電櫃本體及換電控制系統，所述換電櫃本體配置AGV小車9，AGV小車9與所述換電控制系統無線通訊連接，用於控制AGV小車9自動與電動汽車對接取送更換電池，所述換電櫃本體包括櫃體框架8，在櫃體框架8內設置若干電池倉位7、充電裝置及換電櫃升降機構，所述電池倉位7內設置電池充電插座和電池移動裝置，所述電池充電插座與所述充電裝置連接。所述換電櫃升降機構與所述換電控制系統連接，用於所述換電櫃升降機構與電池倉位7自動對接並取送電池。在換電櫃本體的底部設置駛入AGV小車9的容納空間，AGV小車9與所述換電櫃升降機構上均設置電池傳送裝置，用於AGV小車9與所述換電櫃升降機構之間自動相互傳送電池。

具體而言：上述櫃體框架8有兩個，每個櫃體框架8內的電池倉位7上下設置成多層結構，上述電池倉位7內的電池移動裝置包括設置在電池倉7位底面上的電池倉位傳動輥3，電池倉位傳動輥3由設置在所述電池倉位7上的驅動電機通過傳動件驅動旋轉，所述驅動電機的控制端與所述換電控制系統連接。上述換電櫃本體包括4根導向立柱1，4根導向立柱1設置在兩個櫃體框架8之間的中間位置。上述換電櫃升降機構包括升降換電裝置、升降繩索2及升降電機6，上述升降換電裝置包括含有電池容納腔的電池升降平台4，在電池容納腔內設置電池傳送裝置，所述電池傳送裝置包括設置在所述電池容納腔底面上的電池升降平台傳動輥5及驅動其轉動的驅動電機。電池升降平台4的四個角分別與對應的導向立柱1滑動連接，使電池升降平台4可沿導向立柱1上下垂直升降。升降電機6設置在導向立柱1或櫃體框架8的頂部，升降電機6的傳動軸上設置傳動輪，升降繩索2的兩端分別與所述傳動輪及電池升降平台4連接，用於帶動電池升降平台4升降至其上的電池容納腔與對應的電池倉位7對接位置。

參見圖2，本新型採用的AGV小車的具體結構為：包括AGV車體、行駛機構及AGV控制系統，所述AGV車體的底盤9.2上設置電池托盤驅動機構，所述電池托盤驅動機構與電池托盤9.6連接，所述電池托盤驅動機構與所述AGV控制系統連接，用於控制電池托盤9.6升降或/和旋轉運動，在底盤2上設置定位系統，所述定位系統與所述AGV控制系統連接，用於控制所述電池托盤在三維空間移動和準確定位。在電池托盤9.6上設置電池輸送裝置，所述電池傳送裝置與所述AGV控制系統連接，用於驅動電池托盤6上放置的電池實現縱向移動和橫向移動。

具體而言：上述的電池托盤驅動機構包括升降平台9.8、升降機構9.10、旋轉平台9.7及旋轉機構9.9，升降機構9.10的上下兩端分別與升降平台9.8和底盤9.2連接，旋轉機構9.9的上下兩端分別與旋轉平台9.7和升降平台9.8連接，由所述AGV控制系統控制升降機構9.10驅動升降平台9.8升降，還控制旋轉機構9.9驅動旋轉平台9.8轉動。所述行駛機構包括行駛驅動裝置及行駛滾輪9.1，行駛滾輪9.1設置的底盤9.2的底部，所述行駛驅動裝置可以採用電機及驅動部件組成，所述行駛驅動裝置驅動所述行駛滾輪9.1轉動。所述AGV控制系統與所述行駛機構連接，用於控制所述行駛機構驅動AGV小車9在換電櫃和待換電的電動汽車之間往復運行實現換電。

進一步地，上述定位系統包括設置在底盤9.2兩邊的兩個側面定位裝置9.11和設置在底盤9.2前面中間位置的1個正面定位裝置9.3。側面定位裝置9.11和正面定位裝置9.3用於將檢測數據上傳至所述AGV控制系統，通過控制所述升降機構和旋轉機構進行調節所述電池托盤位置，使電池托盤9.6與待換電的電動汽車的換電倉的倉口位置正對，自動接收電動汽車的換電倉自動推出的虧電電池；再自動送到換電櫃前，且與換電櫃的電池出入口位置正對，將虧電電池送入換電櫃的電池出入口內；然後，將換電櫃送出的滿電電池導入電池托盤9.6上，並將滿電電池自動送到待換電的電動汽車的換電倉的倉口位置正對處，將滿電電池送入換電倉內。

優選地，上述側面定位裝置9.11和正面定位裝置9.3均為視覺定位識別裝置或雷射定位識別裝置。上述視覺定位識別裝置和雷射定位識別裝置都可以採用現有技術。

再進一步地，上述電池托盤9.6包括設置在所述旋轉平台上的框架，所述電池傳送裝置設置在所述框架上，所述電池傳送裝置包括縱向輸送輥筒9.5、縱向驅動電機、縱向輸送同步傳動帶、升降式橫向輸送輥筒9.4、橫向驅動電機、橫向輸送同步傳動帶及電機控制器，所述升降式橫向輸送輥筒9.4設置在升降裝置上，所述升降裝置的控制端與所述AGV控制系統連接。上述縱向驅動電機通過上述電機控制器與上述AGV控制系統連接，用於控制縱向驅動電機正向或反向轉動，使上述縱向輸送同步傳動帶帶動縱向輸送輥筒9.5正轉或反轉，推動電池移出或導入電池托盤6。所述橫向驅動電機通過所述電機控制器與所述AGV控制系統連接，用於控制橫向驅動電機正向或反向轉動，使所述橫向輸送同步傳動帶帶動升降式橫向輸送輥筒9.4正轉或反轉，推動電池在電池托盤9.6上向左或向右移動。

又進一步地，上述的升降機構9.10包括剪叉式升降機構、升降驅動電機及驅動部件，由所述AGV控制系統控制所述升降驅動電機通過驅動部件驅動所述剪叉式升降機構實現升降。

更進一步地，所述旋轉機構包括轉軸、回轉齒盤、驅動齒輪、減速機及回轉驅動電機，所述轉軸豎向設置在升降平台9.8頂面上，所述回轉齒盤設置在所述轉軸上轉動，所述回轉驅動電機的傳動軸與所述減速機連接，所述減速機的輸出軸上設置所述驅動齒輪並與所述回轉齒盤嚙合，由所述AGV控制系統控制所述回轉驅動電機通過驅動齒輪驅動所述回轉齒盤回轉。

如圖3所示，上述的AGV控制系統包括北斗/GPS模組、無線通訊模組、正面定位裝置、側面定位裝置、避障感測模組及AC/DC供電模組，AC/DC供電模組可以由蓄電池提供電源。上述的AGV控制系統的通過動作控制模組分別控制行駛機構、升降機構、旋轉機構、托盤橫向驅動機構、托盤縱向驅動機構及托盤縱向驅動升降機構。

使用時，上述升降機構10可以將升降平台8及電池托盤6舉升，配合定位系統適配不同汽車底盤高度的待換電電動汽車。

上述旋轉機構9可以將旋轉平台7及電池托盤6旋轉，配合定位系統適配不同角度停車的的待換電電動汽車。

上述行駛機構：可以驅動AGV換電小車在換電櫃和待換電電動汽車之間往復運行。

上述定位系統：主要採用視覺定位裝置，可以對不同汽車底盤高度、不同換電倉位置和不同停車角度的待換電電動汽車進行定位，將數據上傳換AGV控制系統以及換電櫃的控制系統，指導升降機構10和旋轉機構9進行調節，確保AGV換電小車與待換電電動汽車的換電倉口位置正對。

上述避障感測模組：可以使驅動AGV換電小車行駛過程中避開障礙物。

上述的電池輸送裝置中，在升降式橫向輸送輥筒9.4等相關組件向下沉降後，升降式橫向輸送輥筒9.4低於縱向輸送輥筒9.5的高度，縱向輸送輥筒9.5與電池包底面接觸，驅動電池包縱向移動。當需要驅動電池包橫向移動時，升降式橫向輸送輥筒9.4等相關組件升起後，升降式橫向輸送輥筒9.4高於縱向輸送輥筒9.5的高度，升降式橫向輸送輥筒9.4與電池包底面接觸，驅動電池包橫向移動。

參見圖4-圖6，本新型一種帶有AGV換電小車的換電櫃的實施例2，本實施例2與實施例1的主要結構基本相同，不同之處在於升降換電裝置與實施例1不同。本新型一種帶有AGV換電小車的換電櫃實施例2的升降換電裝置包括電池升降框架13、兩塊L形電池夾持板14、兩台夾持驅動電機15及兩根螺桿12，兩塊L形電池夾持板14分別對稱設置在電池升降框架13的底部兩端，並與電池升降框架13的底部滑動連接，兩台夾持驅動電機15對稱設置在電池升降框架13頂面上的兩端。L形電池夾持板14頂部設置凸塊，所述凸塊向上延伸出電池升降框架13頂面，所述凸塊上設置螺孔，夾持驅動電機15的傳動軸上連接一根螺桿12，螺桿12插入對應一端的所述凸塊上的螺孔，兩台夾持驅動電機15分別驅動對應一端的L形電池夾持板13向內或向外移動，用於夾持或鬆開進入電池升降框架13內的電池，升降繩索2的下端與電池升降框架13的頂面連接。上述升降換電裝置配置的電池傳送裝置包括電池推動板18、推動電機11、橫向螺桿17、傳動齒輪10、從動齒輪16以及設置在L形電池夾持板14底部上平面上的輥子。上述推動電機11設置在電池升降框架13的頂面上，推動電機11的傳動軸上設置傳動齒輪10，在電池升降框架13的內部頂面上設置橫向螺桿17，在橫向螺桿17的一端設置從動齒輪16，從動齒輪16與其上方的傳動齒輪10嚙合。電池推動板18設置在電池升降框架13的內部，且與電池升降框架13的內壁滑動配合，在電池推動板18上設置螺孔，橫向螺桿17穿過電池推動板18上的螺孔，推動電機11用於推動電池推動板18將L形電池夾持板14上托起的電池推出電池升降框架13。

參見圖7，本新型一種帶有AGV小車的換電櫃實施例1或實施例2換電控制原理框圖中，其換電控制裝置採用換電櫃工控機，換電櫃工控機中包括顯示器、喇叭、無線通訊模組和供電模組，換電櫃工控機控制充電模組和動作執行模組。充電模組用於控制各個電池倉位7的充電，動作執行模組控制小車升降機構、小車橫向驅動機構、小車縱向夾持機構、電池倉橫向驅動機構、電池倉鎖止機構及電池倉插座插緊機構。

參見圖8，本新型一種帶有AGV換電小車的換電櫃將電動汽車上換電倉內的虧電電池取下送入換電櫃上的電池倉位的具體步驟如下: 步驟1：AGV小車接收換電櫃前端或側方換電指令，並移動到對應電動汽車換電位置； 步驟2： AGV小車通過自帶定位系統調節電池平台至正對電動汽車換電倉口位置； 步驟3：AGV小車從電動汽車上取下第一塊電池； 步驟4：AGV小車移動到換電櫃與升降機構對接位置，對接後將第一塊電池輸送給升降機構；同時，換電櫃的升降機構在AGV小車對接位與AGV小車對接後，從AGV小車取第一塊電池； 步驟5：AGV小車重複步驟1和步驟2後，再從電動汽車上下取第二塊電池；同時，換電櫃的升降機構將第一塊電池送入換電櫃的空倉位進行充電，再回到與AGV小車對接位等待對接； 步驟6：GV小車移動到換電櫃與換電櫃的升降機構對接位置，對接後將第二塊電池輸送給升降機構；同時，換電櫃的升降機構在AGV小車對接位與AGV小車對接後，從AGV小車取第二塊電池，送入換電櫃的空倉位進行充電。

以上步驟是針對電動汽車的換電倉內有兩塊虧電電池的情況，取下兩塊虧電電池後，接著就要將換電櫃中兩個電池倉位7內的兩塊滿電電池換到電動汽車的換電倉。

參見圖9，本新型一種帶有AGV換電小車的換電櫃將換電櫃上的電池倉位內的滿電電池取出送入電動汽車上的換電倉內的具體步驟如下： 步驟S1：AGV小車在換電櫃前端或側方換電位置接收更換新電池指令；同時，換電櫃的升降機構移動至滿電電池倉位，取出第一塊滿電池； 步驟S2：換電櫃的升降機構移動至與AGV小車對接位置， AGV小車與換電櫃的升降機構對接後，換電櫃的升降機構將第一塊滿電電池送給AGV小車； 步驟S3：AGV小車移動到對應電動汽車換電位置； 步驟S4：AGV小車通過自帶定位系統調節電池平台至正對電動汽車換電倉口位置； 步驟S5：AGV小車送第一塊滿電電池進入電動汽車電池倉；同時，換電櫃的升降機構移動至滿電電池倉位，取第二塊滿電電池； 步驟S6：AGV小車移動到換電櫃與升降機構對接位置，換電櫃的升降機構移動至與AGV小車對接位後，將第二塊滿電電池給AGV小車； 步驟S7：AGV小車重複步驟S3和步驟S4； 步驟S8：AGV小車送第二塊滿電電池進入電動汽車的換電倉，完成整個換電過程。

當然，上述說明並非是對本新型的限制，本新型也並不限於上述舉例，所屬技術領域中具有通常知識者，在本新型的實質範圍內所作出的變化、改型、添加或替換，也屬於本新型的保護範圍。

1:導向立柱 2:升降繩索 3:電池倉位傳動輥 4:電池升降平台 5:電池升降平台傳動輥 6:升降電機 7:電池倉位 8:櫃體框架 9:AGV小車 9.1:行駛滾輪 9.2:底盤 9.3:正面定位裝置 9.4:升降式橫向輸送輥筒 9.5:縱向輸送輥筒 9.6:電池托盤 9.7:旋轉平台 9.8:升降平台 9.9:旋轉機構 9.10:升降機構 9.11:側面定位裝置 10:傳動齒輪 11:推動電機 12:螺桿 13:電池升降框架 14:L形電池夾持板 15:夾持驅動電機 16:從動齒輪 17:橫向螺桿 18:電池推動板

圖1是本新型一種帶有AGV換電小車的換電櫃實施例1的立體圖； 圖2是本新型一種帶有AGV換電小車的換電櫃中的AGV小車立體 圖； 圖3是本新型一種帶有AGV換電小車的換電櫃中AGV換電小車的 控制原理框圖； 圖4是本新型一種帶有AGV換電小車的換電櫃實施例2的立體圖； 圖5是本新型一種帶有AGV換電小車的換電櫃實施例2的側視圖； 圖6是本新型一種帶有AGV換電小車的換電櫃實施例2的仰視圖； 圖7是本新型一種帶有AGV小車的換電櫃實施例1或實施例2換電控制原理框圖； 圖8本新型一種帶有AGV換電小車的換電櫃實施例1和實施例2將電動汽車上換電倉內的虧電電池換下並送入換電櫃上的電池倉位的具體步驟框圖； 圖9是本新型一種帶有AGV換電小車的換電櫃實施例1和實施例2將換電櫃上的電池倉位內的滿電電池取出送入電動汽車上的換電倉內的具體步驟框圖。

1:導向立柱

2:升降繩索

3:電池倉位傳動輥

4:電池升降平台

5:電池升降平台傳動輥

6:升降電機

7:電池倉位

8:櫃體框架

9:AGV小車

Claims (10)

1. 一種帶有AGV換電小車的換電櫃，包括換電櫃本體及換電控制系統，所述換電櫃本體配置AGV小車，所述AGV小車與所述換電控制系統無線通訊連接，用於控制所述AGV小車自動與電動汽車對接取送更換電池，所述換電櫃本體包括櫃體框架，所述櫃體框架內設置若干電池倉位、充電裝置及換電櫃升降機構，所述電池倉位內設置電池充電插座和電池移動裝置，所述電池充電插座與所述充電裝置連接，所述換電櫃升降機構與所述換電控制系統連接，用於與所述電池倉位自動對接並取送電池，所述換電櫃本體的底部設置駛入所述AGV小車的容納空間，所述AGV小車與所述換電櫃升降機構上均設置電池傳送裝置，用於所述AGV小車與所述換電櫃升降機構之間自動相互傳送電池。
2. 如請求項1所述的帶有AGV換電小車的換電櫃，其中，所述櫃體框架有兩個，每個所述櫃體框架內的所述電池倉位上下設置成多層結構，所述電池倉位內的所述電池移動裝置包括設置在所述電池倉位底面上的電池倉位傳動輥，所述電池倉位傳動輥由設置在所述電池倉位上的驅動電機通過傳動件驅動旋轉，所述驅動電機的控制端與所述換電控制系統連接；所述換電櫃本體包括4根導向立柱，4根所述導向立柱設置在兩個所述櫃體框架之間的中間位置，所述換電櫃升降機構包括升降換電裝置、升降繩索及升降電機，所述升降換電裝置上設置所述電池傳送裝置，所述升降換電裝置的四個角分別與對應的所述導向立柱滑動連接，所述升降電機設置在所述導向立柱或所述櫃體框架頂部，所述升降電機的傳動軸上設置傳動輪，所述升降繩索的兩端分別與所述傳動輪及所述升降換電裝置連接，用於帶動所述升降換電裝置升降至與對應的所述電池倉位對接並自動相互傳送電池。
3. 如請求項2所述的帶有AGV換電小車的換電櫃，其中，所述升降換電裝置包括含有電池容納腔的電池升降平台，所述電池容納腔內設置所述電池傳送裝置，所述電池傳送裝置包括設置在所述電池容納腔底面上的電池升降平台傳動輥及驅動其轉動的驅動電機，所述升降繩索的下端與所述電池升降平台的頂面連接。
4. 如請求項2所述的帶有AGV換電小車的換電櫃，其中，所述升降換電裝置包括電池升降框架、兩塊L形電池夾持板、兩台夾持驅動電機及兩根螺桿，兩塊所述L形電池夾持板分別對稱設置在所述電池升降框架的底部兩端，並與所述電池升降框架底部滑動連接，兩台所述夾持驅動電機對稱設置在所述電池升降框架頂面上的兩端，所述L形電池夾持板頂部設置凸塊，所述凸塊向上延伸出所述電池升降框架頂面，所述凸塊上設置螺孔，所述夾持驅動電機的傳動軸上連接一根所述螺桿，所述螺桿插入對應一端的所述凸塊上的所述螺孔，兩台所述夾持驅動電機分別驅動對應一端的所述L形電池夾持板向內或向外移動，用於夾持或鬆開進入所述電池升降框架內的電池，所述升降繩索的下端與所述電池升降框架的頂面連接；所述升降換電裝置配置的所述電池傳送裝置包括電池推動板、推動電機、橫向螺桿、傳動齒輪、從動齒輪以及設置在L形電池夾持板底部上平面上的輥子，所述推動電機設置在所述電池升降框架頂面上，所述推動電機的傳動軸上設置所述傳動齒輪，所述電池升降框架的內部頂面上設置所述橫向螺桿，所述橫向螺桿的一端設置所述從動齒輪，所述從動齒輪與其上方的所述傳動齒輪嚙合，所述電池推動板設置在所述電池升降框架的內部，且與所述電池升降框架的內壁滑動配合，所述電池推動板上設置螺孔，所述橫向螺桿穿過所述電池推動板上的所述螺孔，所述推動電機用於推動所述電池推動板將所述L形電池夾持板上托起的電池推出所述電池升降框架。
5. 如請求項1-4任一項所述的帶有AGV換電小車的換電櫃，其中，所述AGV小車包括AGV車體、行駛機構及AGV控制系統，所述AGV車體的底盤上設置電池托盤驅動機構，所述電池托盤驅動機構的頂部與電池托盤連接，所述電池托盤驅動機構與所述AGV控制系統連接，用於控制所述電池托盤升降或/和旋轉運動，所述底盤上設置定位系統，所述定位系統與所述AGV控制系統連接，用於控制所述電池托盤在三維空間移動和準確定位，所述電池托盤上設置電池傳送裝置，所述電池傳送裝置與所述AGV控制系統連接，用於驅動所述電池托盤上放置的電池實現縱向移動和橫向移動。
6. 如請求項5所述的帶有AGV換電小車的換電櫃，其中，所述電池托盤驅動機構包括升降平台、升降機構、旋轉平台及旋轉機構，所述升降機構的上下兩端分別與所述升降平台和所述底盤連接，所述旋轉機構的上下兩端分別與所述旋轉平台和所述升降平台連接，由所述AGV控制系統控制所述升降機構驅動所述升降平台升降，還控制所述旋轉機構驅動所述旋轉平台轉動，所述行駛機構包括行駛驅動裝置及行駛滾輪，所述行駛滾輪設置在所述底盤的底部，所述行駛驅動裝置驅動所述行駛滾輪轉動，所述AGV控制系統與所述行駛機構連接，用於控制所述行駛機構驅動所述AGV換電小車在所述換電櫃和待換電的所述電動汽車之間往復運行實現自動換電。
7. 如請求項6所述的帶有AGV換電小車的換電櫃，其中，所述電池托盤包括設置在所述旋轉平台上的框架，所述電池傳送裝置設置在所述框架上，所述電池傳送裝置包括縱向輸送輥筒、縱向驅動電機、縱向輸送同步傳動帶、升降式橫向輸送輥筒、橫向驅動電機、橫向輸送同步傳動帶及電機控制器，所述升降式橫向輸送輥筒設置在升降裝置上，所述升降裝置的控制端與所述AGV控制系統連接，所述縱向驅動電機通過所述電機控制器與所述AGV控制系統連接，用於控制所述縱向驅動電機正向或反向轉動，使所述縱向輸送同步傳動帶帶動所述縱向輸送輥筒正轉或反轉，推動電池移出或導入所述電池托盤；所述橫向驅動電機通過所述電機控制器與所述AGV控制系統連接，用於控制所述橫向驅動電機正向或反向轉動，使所述橫向輸送同步傳動帶帶動所述升降式橫向輸送輥筒正轉或反轉，推動電池在所述電池托盤上向左或向右移動。
8. 如請求項7所述的帶有AGV換電小車的換電櫃，其中，所述的升降機構包括剪叉式升降機構、升降驅動電機及驅動部件，由所述AGV控制系統控制所述升降驅動電機通過所述驅動部件驅動所述剪叉式升降機構實現升降；所述旋轉機構包括轉軸、回轉齒盤、驅動齒輪、減速機及回轉驅動電機，所述轉軸豎向設置在所述升降平台頂面上，所述回轉齒盤設置在所述轉軸上轉動，所述回轉驅動電機的傳動軸與所述減速機連接，所述減速機的輸出軸上設置所述驅動齒輪並與所述回轉齒盤嚙合，由所述AGV控制系統控制所述回轉驅動電機通過所述驅動齒輪驅動所述回轉齒盤回轉。
9. 如請求項5所述的帶有AGV換電小車的換電櫃，其中，所述定位系統包括設置在所述底盤兩邊的兩個側面定位裝置和設置在所述底盤前面中間位置的1個正面定位裝置，所述側面定位裝置和正面定位裝置用於將檢測數據上傳至所述AGV控制系統，通過控制所述升降機構和所述旋轉機構進行調節所述電池托盤位置，使所述電池托盤與待換電的電動汽車的換電倉的倉口位置正對，自動接收所述電動汽車的所述換電倉自動推出的虧電電池，並自動送到所述換電櫃前，且與所述換電櫃的電池出入口位置正對，將虧電電池送入所述換電櫃的電池出入口內，再將所述換電櫃送出的滿電電池導入所述電池托盤上，並將滿電電池自動送到待換電的所述電動汽車的所述換電倉的倉口位置正對處，將滿電電池送入所述換電倉內。
10. 如請求項8所述的帶有AGV換電小車的換電櫃，其中，所述定位系統包括設置在所述底盤兩邊的兩個側面定位裝置和設置在所述底盤前面中間位置的1個正面定位裝置，所述側面定位裝置和正面定位裝置用於將檢測數據上傳至所述AGV控制系統，通過控制所述升降機構和所述旋轉機構進行調節所述電池托盤位置，使所述電池托盤與待換電的電動汽車的換電倉的倉口位置正對，自動接收所述電動汽車的所述換電倉自動推出的虧電電池，並自動送到所述換電櫃前，且與所述換電櫃的電池出入口位置正對，將虧電電池送入所述換電櫃的電池出入口內，再將所述換電櫃送出的滿電電池導入所述電池托盤上，並將滿電電池自動送到待換電的所述電動汽車的所述換電倉的倉口位置正對處，將滿電電池送入所述換電倉內。

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