[發明專利]一種動力電池箱的更換系統及方法

無效

• 申請號: 201210001816.7
• 申請日: 2012-01-05
• 公開（公告）號: CN102529906A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 余英;王立濤;李武峰;李連更;嚴輝;陳光;伍罡;李翔
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院
• 主分類號: B60S5/06
• 分類號: B60S5/06
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

技術領域

本發明屬于電動汽車領域，具體涉及一種動力電池箱的更換系統及方法。

背景技術

電動汽車以電力為主要能源，具有排放低、能量使用效率高等優點，是替代燃油汽車的主要選擇。在全球能源和環境問題日益突出的形勢下，發展電動汽車成為擺脫石油資源依賴、實現節能減排、緩解能源環境問題的重要途徑。

電動汽車上的核心技術之一就是能源儲備及供給系統，蓄電池的使用及快速更換技術成為電動汽車產業化發展的一項關鍵技術。目前純電動汽車由于續駛里程等因素，所配備的電池組數量大、布置位置不統一，導致了電池箱不能夠被方便快速的更換。

目前電動汽車電池箱更換主要采取從車上卸下電池后在更換設備上旋轉180度，再將虧電電池放入電池架，更換設備所需旋轉空間較大，從而更換設備運行要占用較寬的更換空間，且旋轉速度較難選定，旋轉快，容易將電池甩出，旋轉慢，降低效率，旋轉占用空間較大。例如北京理工大學的王震坡等人申請的“電動車動力電池組快速更換系統”發明專利，申請號為CN200810009129.3，該快速更換系統包括快卸機構和移送機構。快卸機構包括一個真空吸盤或電磁吸盤，其能夠將電池箱從電動車車身中拉出或將其推到電動車車身中。所述移送機構采用三坐標平動加旋轉的工作模式，從而能夠將所述拆卸下來的電池箱移送到充電架中和/或將從充電架中取下來的電池箱插到電動車中，從而完成電動車動力電池組的機械快速裝載和更換。該系統采用平動加旋轉的工作模式，

對電動汽車電池箱更換技術的其他研究還包括：

申請號為CN200910090807.8發明名稱為“一種電動汽車的動力電池的更換系統及更換方法”發明專利申請，解決了從車上拆卸虧電電池以及從電池架上取放電池的問題，更換系統包括舉升設備、舉升支點、更換設備、和電池存放平臺，其中更換設備同時負責定位、換裝、堆垛等多個功能，使得更換設備體積較大，更換效率較低。

又如申請號為CN201010603039.4發明名稱為“一種電動汽車電池的自動快換系統及自動快換方法”的發明專利請，可以滿足電動汽車電池箱的自動快速更換，系統包括設置在車體下部的電池倉、電池箱及升降臺。該專利申請僅公布了電池快速更換的裝置及方法，但并未涉及如何對虧電電池的充電，沒有虧電電池充電和滿電電池安裝相配合的系統不能稱之為完整的電池更換系統。

2011年申請號為CN201110096497.8的新申請公布了一種便攜式電動汽車的電池更換系統及其更換方法，解決了無法更換轎車電池和駕駛途中急需換電難題，且不需在換電站就能直接更換電動汽車電池。該系統設有：可折疊電動液壓升降平臺、電池箱升降平臺小車、電池箱托盤和集成控制平臺。該裝置適合于長時間行駛車輛攜帶，但是現實應用中，駕駛員既要攜帶滿電電池，有要攜帶電池更換裝置，這對電動車輛的推廣是極其不利的。

發明內容

本發明目的在于提供一種動力電池箱的更換系統及方法，更換過程中取下電池無需旋轉，降低了更換方式對暫存一側定位要求、隨動性能及換裝柔性要求，對車側也較低，相應關鍵技術兼顧滿足車側較高與電池架側，取放效率達到最高；且本系統更換過程將復雜動作分解為XYZ三方向的直線運動，將復雜設備簡化為各種常規產品的集合，提高了更換系統的經濟性。

為實現上述發明目的，本發明采取的技術方案為：

一種動力電池箱的更換系統，所述更換系統包括電池架和位于所述電池架后側的堆垛機；其改進之處在于所述更換系統包括機械手、位于所述電池架下方的穿梭車；所述堆垛機的后側設有幕墻，所述電池架前側設有前面板，所述幕墻和前面板構成密閉空間，對系統起到封閉作用。

其中：所述機械手包括小車，位于小車內部的升降裝置和機械臂；所述升降裝置包括升降平臺、垂直導軌、升降絲桿和限位滑輪；所述機械臂包括滾柱、電池箱抓手和可雙方向移動的雙層導軌。

其中：所述機械手位于電池架前側，機械手通過升降裝置在豎直方向上具有至少2個電池箱的調整行程。

其中：系統在更換電池箱的過程中，所述機械手的高度可隨車身高度的變化自動調整。

其中：所述穿梭車由穿梭主體，沿軌道移動的驅動輪和電池箱導向架構成，穿梭主體具有兩個電池容納位，穿梭車沿車輛運行軌道方向的行程為兩個電池位距離。

其中：所述穿梭車位于電池架正下方，每個電池架下設置有2臺穿梭車。

一種利用如權利要求1所述更換系統更換電池箱的方法，其改進之處在于所述方法包括如下步驟：

1)車輛定位；