[发明专利]一种动力电池箱的更换系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于电动汽车领域，具体涉及一种动力电池箱的更换系统及方法。

背景技术

电动汽车以电力为主要能源，具有排放低、能量使用效率高等优点，是替代燃油汽车的主要选择。在全球能源和环境问题日益突出的形势下，发展电动汽车成为摆脱石油资源依赖、实现节能减排、缓解能源环境问题的重要途径。

电动汽车上的核心技术之一就是能源储备及供给系统，蓄电池的使用及快速更换技术成为电动汽车产业化发展的一项关键技术。目前纯电动汽车由于续驶里程等因素，所配备的电池组数量大、布置位置不统一，导致了电池箱不能够被方便快速的更换。

目前电动汽车电池箱更换主要采取从车上卸下电池后在更换设备上旋转180度，再将亏电电池放入电池架，更换设备所需旋转空间较大，从而更换设备运行要占用较宽的更换空间，且旋转速度较难选定，旋转快，容易将电池甩出，旋转慢，降低效率，旋转占用空间较大。例如北京理工大学的王震坡等人申请的“电动车动力电池组快速更换系统”发明专利，申请号为CN200810009129.3，该快速更换系统包括快卸机构和移送机构。快卸机构包括一个真空吸盘或电磁吸盘，其能够将电池箱从电动车车身中拉出或将其推到电动车车身中。所述移送机构采用三坐标平动加旋转的工作模式，从而能够将所述拆卸下来的电池箱移送到充电架中和/或将从充电架中取下来的电池箱插到电动车中，从而完成电动车动力电池组的机械快速装载和更换。该系统采用平动加旋转的工作模式，

对电动汽车电池箱更换技术的其他研究还包括：

申请号为CN200910090807.8发明名称为“一种电动汽车的动力电池的更换系统及更换方法”发明专利申请，解决了从车上拆卸亏电电池以及从电池架上取放电池的问题，更换系统包括举升设备、举升支点、更换设备、和电池存放平台，其中更换设备同时负责定位、换装、堆垛等多个功能，使得更换设备体积较大，更换效率较低。

又如申请号为CN201010603039.4发明名称为“一种电动汽车电池的自动快换系统及自动快换方法”的发明专利请，可以满足电动汽车电池箱的自动快速更换，系统包括设置在车体下部的电池仓、电池箱及升降台。该专利申请仅公布了电池快速更换的装置及方法，但并未涉及如何对亏电电池的充电，没有亏电电池充电和满电电池安装相配合的系统不能称之为完整的电池更换系统。

2011年申请号为CN201110096497.8的新申请公布了一种便携式电动汽车的电池更换系统及其更换方法，解决了无法更换轿车电池和驾驶途中急需换电难题，且不需在换电站就能直接更换电动汽车电池。该系统设有：可折叠电动液压升降平台、电池箱升降平台小车、电池箱托盘和集成控制平台。该装置适合于长时间行驶车辆携带，但是现实应用中，驾驶员既要携带满电电池，有要携带电池更换装置，这对电动车辆的推广是极其不利的。

发明内容

本发明目的在于提供一种动力电池箱的更换系统及方法，更换过程中取下电池无需旋转，降低了更换方式对暂存一侧定位要求、随动性能及换装柔性要求，对车侧也较低，相应关键技术兼顾满足车侧较高与电池架侧，取放效率达到最高；且本系统更换过程将复杂动作分解为XYZ三方向的直线运动，将复杂设备简化为各种常规产品的集合，提高了更换系统的经济性。

为实现上述发明目的，本发明采取的技术方案为：

一种动力电池箱的更换系统，所述更换系统包括电池架和位于所述电池架后侧的堆垛机；其改进之处在于所述更换系统包括机械手、位于所述电池架下方的穿梭车；所述堆垛机的后侧设有幕墙，所述电池架前侧设有前面板，所述幕墙和前面板构成密闭空间，对系统起到封闭作用。

其中：所述机械手包括小车，位于小车内部的升降装置和机械臂；所述升降装置包括升降平台、垂直导轨、升降丝杆和限位滑轮；所述机械臂包括滚柱、电池箱抓手和可双方向移动的双层导轨。

其中：所述机械手位于电池架前侧，机械手通过升降装置在竖直方向上具有至少2个电池箱的调整行程。

其中：系统在更换电池箱的过程中，所述机械手的高度可随车身高度的变化自动调整。

其中：所述穿梭车由穿梭主体，沿轨道移动的驱动轮和电池箱导向架构成，穿梭主体具有两个电池容纳位，穿梭车沿车辆运行轨道方向的行程为两个电池位距离。

其中：所述穿梭车位于电池架正下方，每个电池架下设置有2台穿梭车。

一种利用如权利要求1所述更换系统更换电池箱的方法，其改进之处在于所述方法包括如下步骤：

1)车辆定位；