一种用于电动乘用车底盘换电的定位系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种用于电动乘用车底盘换电的定位系统，包括换电平台，所述换电平台上设有换电区，换电区的下部为中空结构，换电区的两侧设有传送机构，换电区上设有能调高度的车轮固定机构，所述车轮固定机构的一侧设有旋转机构，所述换电平台的下部设有换电机器人装置；所述传送机构、车轮固定机构及旋转机构都接受控制系统的控制。电池更换系统过程简单，交互容易，限位简单，时间短，定位准确。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种电动乘用车底盘电池更换前，用于车体准确定位的装置，尤其涉及一种用于电动乘用车底盘换电的定位系统。
技术介绍
随着环境污染和能源危机的加剧，电动汽车作为一种节能、环保的新型交通工具，已成为传统汽车工业发展的方向。近年来，各国政府、企业投入大量资金，用于电动汽车研发和应用，电动汽车行业得到迅速发展。然而，由于电池密度和续航里程的技术瓶颈问题，严重阻碍了电动汽车技术的推广应用。目前，电动汽车能源补给主要有整车充电和机械换电两种模式。充电模式包含慢充和快充两种方法。慢充时间较长，快速充电对电池使用寿命影响较大，两种方法都可能造成配网侧的谐波污染，给电网造成破坏性影响。因此，整车充电模式存在较大的弊端。与整车充电相比，机械换电操作简单，能够在5-10分钟内完成电动乘用车电池组的快速更换，实现了电能的迅速补给。同时，可在夜间对电池组进行集中充电，实现了电网负荷的“调峰储能”，提高了电力设备的综合利用效率，具有较高的推广应用价值。中国国家知识产权局已公开的专利技术专利CN200910090807.8中，阐述了一种用于电动乘用车底盘电池更换的方法，属于机械换电方式的一种。其电动乘用车定位方式为:电动乘用车底部有四个刚性举升支点，举升执行机构将电动乘用车固定支撑至轮胎离地的适当高度。此电池更换方法未涉及电动乘用车两个自由度方向的精确定位，较大的定位误差会严重影响到机器人电池更换作业的成功效率；更换车辆是否到达举升点、保障措施并无描述。同时，对举升支点(汽车、梁框、架焊接骨架)的支撑部位选择要求较高，严重情况下可引起车辆发生侧倾危险。中国国家知识产权局已公开的专利技术专利CN201110199159.7中，阐述了一种用于电动乘用车底盘电池更换的方法，属于机械换电方式的一种。其电动乘用车定位方式为:电动乘用车驶向换电高台，通过V型槽实现X轴方向的定位，通过橡胶挡块实现Y轴方向的定位。驾驶车辆驶上换电高台，存在掉入镂空换电操作洞内或单向滑落换电平台危险。同时，粗放的V型槽车体坠入和橡胶挡块推移定位方式都可造成车体部件的损坏。因此，现有的电池更换系统存在以下技术不足:1.目前，电动乘用车电池更换系统多采用换电高台，车辆行驶上没有防护的换电高台，容易造成车体滑落危险；2.车体定位简单粗放。四个刚性举升定位的方式，在未进行准确车体准确定位情况下，将车体升高到脱离地面位置，对举升支点承重要求较高，换电过程容易造成侧倾危险；V行槽配合橡胶挡块定位的方式，V型槽车体颠簸和橡胶挡块推移定位都可造成车体部件的损坏。
技术实现思路
本技术的目的就是为了解决上述问题，提供了一种用于电动乘用车底盘换电的定位系统，电池更换系统过程简单，交互容易，限位简单，时间短，定位准确。为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案:—种用于电动乘用车底盘换电的定位系统，其特征是，包括换电平台，所述换电平台上设有换电区，换电区的下部为中空结构，换电区的两侧设有传送机构，换电区上设有能调高度的车轮固定机构，所述车轮固定机构的一侧设有旋转机构，所述换电平台的下部设有换电机器人装置；所述传送机构、车轮固定机构及旋转机构都接受控制系统的控制。车轮固定机构高度可调，将车轮进行X、z轴方向的准确定位，旋转机构通过可实现车辆沿X、Y轴方向上的移动。所述换电区的前后两端分别设有光电传感器，光电传感器与所述控制系统连接。电动乘用车前端触发第一个光电传感器，车体进入换电区；当电动乘用车前端触发第二个光电开关，后端不再触发第一个光电传感器，车体完全处于换电区位置。传动机构停止运动，电动乘用车完成X轴方向粗定位。所述车轮固定机构设有四个，车轮固定机构的内侧设有旋转机构。所述旋转机构包括伺服电机，伺服电机通过啮合的齿轮带动滑动滚轴转动，滑动滚轴能带动外壳转动，滑动滚轴通过轴承安装在所述换电平台上。所述旋转机构的下端设有第一升降机构，所述第一升降机构设有第一伺服电机，第一伺服电机通过蜗轮蜗杆传动实现旋转机构的升降运动，所述第一伺服电机接受所述控制系统的控制。所述车轮固定机构的外形为三角柱体形。所述车轮固定机构的下端设有第二升降机构，所述第二升降机构设有第二伺服电机，第二伺服电机通过蜗轮蜗杆传动实现车轮固定机构的升降运动，所述第二伺服电机接受所述控制系统的控制。车轮固定机构可上升到固定高度，实现车轮在X/Z轴两个方向的精确定位，可有效避免电池组在更换过程中的车体下坠及X轴方向移动。车轮固定机构可使电动乘用车车轮始终处于换电平台水平高度上。所述换电机器人装置包括换电机器人和电池传送装置，所述电池传送装置设置于换电平台下端，与所述换电平台垂直。也就是电池传送装置设置于换电平台下端Y轴方向。所述换电平台和换电机器人装置的控制系统均与上位机通讯连接，传送相关车辆和电池信息，读取相关控制操作指令。换电机器人固定于换电区下端，可进行Z轴方向垂直举升运动。通过电池托盘压力传感器信号的变化，配合实现电池的更换。本技术的有益效果是:(I)换电平台定位机构简单、定位可靠准确，造价低廉；它由换电平台、两套传送机构、四套旋转机构、四套车轮固定机构及两个光电传感器组成；传动机构通过滚轴滚动速度变化，有效实现车体X轴方向纠偏以及X轴方向的粗定位；(2)车轮固定机构通过升降到固定高度，使车体轮胎处于换电平台水平面上，一方面，可有效实现车体X/Z轴方向的精确定位，另一方面，可防止车体在电池更换过程中的位置变化；旋转机构通过滚轴转动，有效实现车体X轴方向运动及旋转90°后的Y轴方向纠偏；(3)换电平台为一整体水平结构，车体驶入换电区，即可在传送机构牵引下到达固定位置，避免了换电高台引起的车体滑落危险；(4)传感器采集车体和电池信息，传递给控制系统，后台上位机与控制系统进行信息通讯；后台上位机实时获取车体位置、电池状态等实时信息，发送控制信号，配合实现电动乘用车的准确定位。车体X/Y/Z轴方向准确定位，可实现换电机器人位置固定，只需进行简单的Z轴升降运动，即可实现“待充”和“充满”电池的更换；同时，换电机器人无需进行X/Y轴方向位移和位置调整，极大缩短了系统电池更换的时间，有效减少了车体与换电机器人的信息交互，整个电池更换当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电动乘用车底盘换电的定位系统，其特征是，包括换电平台，所述换电平台上设有换电区，换电区的下部为中空结构，换电区的两侧设有传送机构，换电区上设有能调高度的车轮固定机构，所述车轮固定机构的一侧设有旋转机构，所述换电平台的下部设有换电机器人装置；所述传送机构、车轮固定机构及旋转机构都接受控制系统的控制。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王鑫，车永强，陈素红，王斐婓，赵显桥，张岩，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司电力科学研究院，国家电网公司，
类型：新型
国别省市：山东;37