[發明專利]一種電動乘用車底盤電池更換系統及方法

有效

• 申請號: 201210222438.5
• 申請日: 2012-06-29
• 公開（公告）號: CN102717778A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: 趙金龍;王鑫;戚暉;王同斌;黃德旭
• 申請（專利權）人: 山東電力集團公司電力科學研究院
• 主分類號: B60S5/06
• 分類號: B60S5/06;B25J5/00;B25J13/00;B25J9/16
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 王吉勇

技術領域

本發明專利涉及一種電動汽車底盤電池組更換機器人，特別涉及電動乘用車電池自動取放的一種電動乘用車底盤電池更換系統及方法。

背景技術

電動汽車作為一種新型交通工具，具有“零排放”、能量來源廣等優點，是緩解我國石油資源緊張、城市大氣污染問題嚴重的重要手段，是推進交通發展模式轉變，推進節能減排工作的有效載體。然而，電池技術以及充電技術的滯后成為束縛電動汽車產業發展的瓶頸，各國政府和企業下大力度完善電動汽車配套基礎服務產業。目前，電動汽車能源補給主要有充電和換電兩種模式。充電需要的充電時間較長，大電流充電對電池使用壽命影響較大，且容易對配電網產生諧波污染，該模式有較大的弊端。與此相比，換電操作簡單，通過專業化工業機器人可實現電能快速、高效補充，同時可利用夜間進行電池的集中充電，實現了電力負荷的“調峰填谷”，提高了電力設備的綜合利用效率，獲得了電動汽車廠家、電池企業和充換電運營商的普遍認可。

中國國家知識產權局專利申請號為CN201110042565.2的發明專利公開了一種電動乘用車動力電池快換系統，該系統橫向和縱向定位機構采用電機定位牽引方式，造成系統設備成本偏高，同時運用傳送裝置進行動力電池的傳輸配送，一方面電池輸配會耗費大量時間，另一方面由于電池體積和質量較大，傳輸過程中容易發生側滑危險。專利申請號為CN201010297770.9的發明專利公開了電動乘用車電池更換裝置及換電系統，該系統電池更換裝置為多軸旋轉式工業機器人，其設備占地面積較大，其次，由于電池質量較大，造成機械臂輸出支撐扭矩較大。同時更換裝置內未設計電池鎖止機構，設備在整體旋轉過程中，電池容易出現滑落現象，進而影響電池的正常使用壽命。

國家知識產權局專利申請號為201110091321.3的發明專利公開了一種電動車的電池更換方法、電池更換系統及其電池架，該電池更換系統包括固定的電池架、擺渡車、堆垛機及機械手，系統更換方法為堆垛機取出有電電池移動到擺渡車處，將有電電池放到擺渡車上，機械手取出電動車上的無電電池放入擺渡車上，擺渡車承載著有電電池和無電電池移動一個工位，并與機械手對位，且機械手將擺渡車上的有電電池裝置到車體內。本發明專利將擺渡車作為有無電電池中轉的平臺，一方面控制系統邏輯更加復雜，增加了系統成本投入，另一方面擺渡車在動作過程中須與堆垛機和機械手進行反復定位配合，加大了電池更換定位的難度。

因此，需提供一整套經濟、穩定的電動乘用車電池更換系統及更換方法，實現電動乘用車快速、安全、準確的能源補給，滿足電動乘用車的日常行駛需求，推動電動汽車商業化和產業化發展。

發明內容

本發明的目的就是為了克服現有技術的上述缺陷，提供了一種快速、安全、可靠的電動乘用車底盤電池更換系統及方法。通過換電平臺的機械導引機構可實現待換電乘用車的準確定位，通過無線傳輸模塊可實現快換機器人與待換電電動乘用車關于電池鎖止數據信息的實時通信，方便快換機器人對電動乘用車電池的準確、安全拆卸和安裝，通過二級式液壓伸縮機構設計，有效降低快換機器人的本體高度和體積，節省了更換系統的占地面積，通過電池中轉平臺的電池傳遞交互，實現了快換機器人和堆垛機電池更換的銜接，大大縮短了更換系統電池更換過程的時間，滿足了電動乘用車快速、及時的能源補充，通過工業以太網可實現后臺監控系統對快換機器人和堆垛機運行狀態的實時監控，確保了電動汽車充換電站電池更換過程的準確、安全及穩定。

為了實現上述內容，本發明專利采用的技術方案為：

一種電動乘用車底盤電池更換系統，它包括快換機器人、換電平臺、中轉平臺、后臺監控系統、堆垛機和充電架，所述中轉平臺、堆垛機和充電架均設置于換電平臺一側；所述快換機器人處于換電平臺和中轉平臺之間，所述換電平臺上能夠通過電動乘用車，所述電動乘用車上設有與快換機器人所托電池箱相對應的鎖止機構；所述后臺監控系統通過工業以太網分別與快換機器人和堆垛機相連。

所述快換機器人包括X軸、Z軸、R軸三個方向的自由度，依次為直線行走機構、液壓舉升機構和角度糾偏機構；所述直線行走機構、液壓舉升機構和角度糾偏機構由下到上依次連接設置；所述直線行走機構、液壓舉升機構和角度糾偏機構均與控制系統相連。