[發明專利]電池更換系統和方法

有效

• 申請號: 201480049932.3
• 申請日: 2014-09-08
• 公開（公告）號: CN105531154B
• 公開（公告）日: 2019-01-01
• 發明（設計）人: P.迪爾;D.布倫菲爾德
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: B60R16/00
• 分類號: B60R16/00;B60R16/04
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 劉林華;譚祐祥

電池更換系統包括抓握組件和致動組件。抓握組件配置成安置于車輛上，且接合在其中安置有一個或更多個電池的電池箱。致動組件配置成將抓握組件遠離車輛而朝向電池箱移動。致動組件還配置成將抓握組件移動成與電池箱的緊固組件接合。致動組件配置成在抓握組件接合電池箱的緊固組件的同時將抓握組件朝向車輛移回以將電池箱提升至車輛上。

相關申請的交叉引用

本申請主張對2013年9月10日提交的標題為“Battery Powered OHV WithOnboard Battery Changing System And Bucket(帶有機載電池更換系統和鏟斗的電池供電式OHV)”的美國臨時申請序號No.61/876216的優先權，并且該臨時申請的整個公開通過引用而并入本文中。

技術領域

本文中所描述的主題涉及電力供能的系統，諸如電動車輛。

背景技術

地下采礦作業中所利用的采礦車適合于適應車輛運行的環境的嚴格限制。窄通道、急彎、低頂板以及小的臨時工作臺區或倉庫區導致具有低型面、更短的軸距或鉸接式框架和大大地加固的操作員操縱室的車輛。

能夠通過使用柴油機或電動機來實現地下推進，然而，電池驅動式電動機通過減少排放物和塞子或軟管的殘留物并減少與燃燒有關的事故的實例而提供優點。電動機由各種化學類型的電池供電，并且傾向于由重型而不容易靈活操縱的單元組成。

在地下采礦作業中，以電池給車輛及相關的裝備供電的方式存在明顯的優點。這些優點包括：減少排放物；相對安全；以及減少與燃燒有關的事故。正如典型的家用電池的使用情況那樣，在某段時間之后，將需要替換電池。由于能夠使電池下降于指定的臨時工作臺區并安裝替換件而能夠促進電池替換。

單元構成單個的電池。繼而，電池被容納于電池箱中，當電池在采礦環境下運行時，電池箱為電池提供一定程度的加固保護。對于那些具有監測電池數據或執行例程的微處理器的電池，可能要求將全部的電池或一部分的電池容納于防爆箱中。在安裝于采礦車時，電池箱由托盤或隔間支撐。電池的替換既不高效，也不容易。由于電池的尺寸和/或重量，連同礦內側的嚴格限制，導致車輛中的電池的更換可能是成問題的且耗時的。

另外，車輛在采礦作業的期間移動經過的表面可能呈波浪形而高低不平。行進于這些表面上可能對由車輛運載且/或給車輛供能的電池造成突然的位移或其他震擊作用。這些位移或震擊作用可能導致電池變得從車輛移出，從而造成相當大的安全風險且/或導致停止對車輛的供電。

一些當前可獲得的地下采礦電池供能的車輛不具有車載電池更換系統。這些機器中的電池的交換要求使用提升機或其他提升裝備。這導致在所要求的電池充電或交換周期的期間，停機時間更長，并且，需要另外的裝備來進行維護。關于要求用于移除電池的外部提升索具的另一問題是，由于主動采礦工作面前進而保持電池更換區位于工作區附近，因而必須移動該裝備。

使用設計成用于在采礦挖鏟(scoop)式車輛上使用的電池更換系統可能造成另外的問題。硬巖礦典型地具有比煤礦更窄的礦道寬度。由于車輛必須能夠在這些礦的受限空間中運行，因而總體機器尺寸被限制。在將材料從鏟斗(bucket)卸載時，礦的受限空間也造成問題。因此，使用推頂器鏟刀(ejector blade)來移除材料。關于其他已知的設計的問題是，用于使推頂器鏟刀運行的(多個)液壓缸難以取出以用于替換或維修。同樣地，由于鏟斗裝滿材料，因而在缸行程的開始，需要更大的力來移動鏟刀，因此，缸的布置傾向于不減小施加于推頂器上的力。

發明內容

在一個實施例中，系統(例如，電池更換系統)包括抓握組件和致動組件。抓握組件配置成安置于車輛上，且接合在其中安置有一個或更多個電池的電池箱。致動組件配置成將抓握組件遠離車輛而朝向電池箱移動。致動組件還配置成將抓握組件移動成與電池箱的緊固組件接合。致動組件配置成在當抓握組件接合電池箱的緊固組件的同時將抓握組件朝向車輛移回以將電池箱提升至車輛上。