电动汽车换电站及电池更换方法技术

电动汽车换电站及电池更换方法，其中，电动汽车换电站包括若干个换电工位，所述换电工位包括高于车轮行驶路面的定位台以及位于车轮行驶路面下方的地下仓，定位台位于地下仓的上方；地下仓内设有电池存放区和换电机构；定位台顶部设有供换电机构拆装电池作业的作业窗口，作业窗口覆盖触碰传感器面板，触碰传感器面板用于接受电动汽车底盘上与电池组存在确定位置关系且可伸缩的多个碰触件触碰，控制器根据触碰信息确定电动汽车底盘上第一电池组的型号和位置并控制面板驱动机构驱动触碰传感器面板水平移动以对应打开作业窗口，换电机构在控制器的控制下对应移动到之前确定的第一电池组的位置完成电池组更换作业。

Replacement method of electric vehicle for power station and battery

The electric vehicle change power station and battery replacement method, in which the electric vehicle change station includes a number of switching stations, including the positioning table above the wheel driving road and the underground warehouse located under the wheel driving road. The positioning table is above the underground warehouse; the lower storehouse is equipped with a battery storage area and a change motor. The operating window at the top of the positioning table is provided with the operation window for the replacement of the battery operation, the operation window covers the touch sensor panel, and the touch sensor panel is used to accept the contact contact of the battery group on the chassis of the electric vehicle and the retractable touch parts. The controller determines the electric vehicle bottom according to the touch information. The model and position of the first battery pack on the plate and the control panel drive mechanism drive the touch sensor panel to move horizontally to correspond to the open operation window, and the switching mechanism can move to the position of the first battery group that is previously determined under the control of the controller to complete the battery replacement operation.

【技术实现步骤摘要】
电动汽车换电站及电池更换方法
本专利技术涉及电动汽车能源补给
，特别涉及一种电动汽车换电站及电池更换方法。
技术介绍
近些年来，电动汽车市场呈现爆发式增长，越来越多的传统汽车厂商加入到电动汽车阵营。随着排放法规进一步加严，电动汽车替代传统燃油汽车已成为必然。需要说明的是，虽然混合动力汽车（在某些工况下采用燃油驱动、在某些工况下采用电驱动）在近年取得了不错的市场表现，但其不在本专利技术的讨论范围之内，本专利技术所述的电动汽车是指纯电动汽车。当前市场上量产电动汽车口碑较好的有美国的特斯拉汽车以及国内的比亚迪汽车及北汽新能源汽车，特斯拉采用三元锂电池（18650电池），比亚迪主要采用磷酸铁锂电池，上述电动汽车用到的动力电池组体积较大且由于包含散热冷却系统以及电池管理系统，重量通常在数百公斤以上。受限于电池材料能量密度，当前纯电动汽车的续航里程基本上都在500公里以内，遇到低温严寒天气，续航里程会进一步缩短。在续航里程已基本能够满足实际使用需求的情况下，电能补给效率成为当前电动汽车行业亟待解决的问题。解决电动汽车能源补给效率低下的技术方案主要分为两类：一种是提高电池充电速度，例如特斯拉已在各地陆续建设的超级充电站，过高的充电速度会给电池带来不可逆的损伤，导致电池容量逐渐降低。另一种则是换电站模式，由换电站提供充满电的电池（为便于表述，本专利技术将充满电的电池称为新电池），电动汽车驶入换电站后卸下已经亏电的电池（为便于表述，本专利技术将已被使用一段时间，电量已亏损的电池称为旧电池），再换上新电池即可出站。例如中国专利文献CN105283375A公开了一种电池更换系统，与现有大多数的换电站底盘电池更换系统一样，该电池更换系统存在以下缺陷：1、更换底盘电池时需要驾驶员将车辆非常准确地停在换电工位上，否则难以实现电池组、工具组（扳手等）与汽车底盘对准，对于驾驶技术不够娴熟的新手来说存在较大难度。2、由于依靠车轮精准定位，同一套换电系统无法服务前后轮轴距不同的两种车辆，导致该自动换电站仅能给特定型号的车辆提供换电服务，不具有普适性。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种电动汽车换电站，在该电动汽车换电站内更换底盘电池时，驾驶员可以简单、轻松地完成停车操作，对于车辆停靠位置精准性的要求较低。为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种电动汽车换电站，包括若干个换电工位；所述换电工位包括高于车轮行驶路面的定位台以及位于车轮行驶路面下方的地下仓，所述定位台位于地下仓的上方；所述地下仓内设有电池存放区和换电机构，所述电池存放区用于存放电池组，所述换电机构用于将电动汽车上的第一电池组拆卸下来存放至电池存放区以及从电池存放区获取第二电池组并将其安装至前述电动汽车上；所述定位台顶部设有供换电机构拆装电池作业的作业窗口，所述作业窗口覆盖触碰传感器面板，所述触碰传感器面板由面板驱动机构驱动其水平移动以对应打开或关闭作业窗口；所述换电机构由控制器控制其运行，所述触碰传感器面板及面板驱动机构均与控制器电气连接；所述触碰传感器面板用于接受电动汽车底盘上与电池组存在确定位置关系且可伸缩的多个碰触件触碰，所述电动汽车底盘上碰触件的数量、各碰触件之间的位置关系及各碰触件与电池组的相对位置关系根据该电池组的型号按一定的编排规则进行设置，所述触碰传感器面板采集触碰信息传输给控制器，所述控制器根据前述触碰信息确定电动汽车底盘上第一电池组的型号和位置并控制面板驱动机构驱动触碰传感器面板水平移动以对应打开作业窗口，所述换电机构在控制器的控制下对应移动到之前确定的第一电池组的位置，所述换电机构将第一电池组拆卸下来存放至电池存放区，并从所述电池存放区获取与第一电池组同型号的第二电池组将其安装至前述电动汽车底盘原本安装第一电池组的位置。其中，在每个换电工位中，所述触碰传感器面板的数量为两块，所述定位台的顶部还安装有多根滚轴，所述多根滚轴分布在触碰传感器面板的前后两侧，在所述触碰传感器面板的前后两侧形成前滚轴区和后滚轴区；所述面板驱动机构驱动两块触碰传感器面板分别往前后两侧背向平移至前滚轴区和后滚轴区上方可打开作业窗口，所述面板驱动机构驱动两块触碰传感器面板往定位台中间相向平移可关闭作业窗口；所述前滚轴区和后滚轴区的下方均设有飘檐，所述前滚轴区下方的飘檐朝定位台的前侧壁倾斜向下设置且与定位台的前侧壁固定连接到一起，所述后滚轴区下方的飘檐朝定位台的后侧壁倾斜向下设置且与定位台的后侧壁固定连接到一起，所述飘檐的檐口延伸至作业窗口边沿下方，所述飘檐与定位台前侧壁及后侧壁连接的部位高于车轮行驶路面，在所述定位台前侧壁及后侧壁上均开设有排水孔，所述排水孔的进水口最低点与飘檐的最低点平齐。进一步地，所述飘檐的檐口处往上翻折形成翻沿，所述翻沿的高度大于5cm。优选的，在所述排水孔内设有仅允许孔内水外流至车轮行驶路面的止回阀。更进一步地，所述飘檐上竖直设置一格栅，所述格栅靠近排水孔且与排水孔的进水口间隔一段距离。具体来说，所述触碰传感器面板包括电阻式触控屏及紧贴于电阻式触控屏下方的支撑底板，所述支撑底板上固定连接一齿条，所述定位台的左右侧壁上安装有沿前后方向导向的导轨，所述支撑底板滑动连接导轨，所述面板驱动机构包括电机和驱动齿轮，所述驱动齿轮与齿条啮合，所述电机带动驱动齿轮正反转以驱动触碰传感器面板在水平面内前后移动。具体来说，所述换电机构包括立柱、升降座、第一水平座、第二水平座、旋转座、升降驱动机构、第一水平驱动机构、第二水平驱动机构及旋转驱动机构，所述升降驱动机构、第一水平驱动机构、第二水平驱动机构及旋转驱动机构均与控制器电气连接；所述立柱竖直设置在地下仓中，所述立柱上安装有竖向导轨，所述升降座活动连接于竖向导轨并由升降驱动机构驱动其沿竖向导轨上下移动；所述升降座上安装第一水平导轨，所述第一水平座活动连接于第一水平导轨并由第一水平驱动机构驱动其沿第一水平导轨来回移动；所述第一水平座上安装有第二水平导轨，所述第二水平导轨与第一水平导轨垂直，所述第二水平座活动连接于第二水平导轨并由第二水平驱动机构驱动其沿第二水平导轨来回移动；所述第二水平座上设置可转动的旋转座，所述旋转座由旋转驱动机构驱动其在水平面内转动，所述旋转座上设有用于拆装电池组固定螺栓的扳手。进一步地，所述旋转座上方安装有一用于承托电池组的电池承托架，所述电池承托架上设有多块用于推动电池组使其安装孔与相应扳手对齐的推板，所述推板由推板驱动机构带动，所述推板驱动机构与控制器电气连接，所述电池承托架上开设有与扳手相对应的通孔，所述扳手包括多组且每组扳手均可分别在竖直方向内上下移动，每组扳手对应一种规格的电池组，拆装电池组固定螺栓时，对应的扳手组从电池承托架上对应的通孔中往上伸出。基于与前述电动汽车换电站同样的技术构思，本专利技术还提供一种电池更换方法，其包括以下步骤：一、电动汽车底盘上与电池组存在确定位置关系且可伸缩的多个碰触件往下伸出碰触触碰传感器面板以及触碰传感器面板采集碰触件触碰信息的步骤，所述触碰信息包括触碰点数量及位置信息；二、控制器根据触碰传感器面板采集的碰触件触碰信息确定第一电池组型号及第一电池组位置的步骤；三、控制器控制换电机构往步骤二中确定的第一电池组位置对应移动并从电动汽车底盘上拆卸下第一电池组的步本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.电动汽车换电站，包括若干个换电工位，其特征在于：所述换电工位包括高于车轮行驶路面的定位台（1）以及位于车轮行驶路面下方的地下仓（2），所述定位台（1）位于地下仓（2）的上方；所述地下仓（2）内设有电池存放区（3）和换电机构（4），所述电池存放区（3）用于存放电池组，所述换电机构（4）用于将电动汽车上的第一电池组拆卸下来存放至电池存放区（3）以及从电池存放区（3）获取第二电池组并将其安装至前述电动汽车上；所述定位台（1）顶部设有供换电机构（4）拆装电池作业的作业窗口（1a），所述作业窗口（1a）覆盖触碰传感器面板（5），所述触碰传感器面板（5）由面板驱动机构驱动其水平移动以对应打开或关闭作业窗口（1a）；所述换电机构（4）由控制器控制其运行，所述触碰传感器面板（5）及面板驱动机构均与控制器电气连接；所述触碰传感器面板（5）用于接受电动汽车底盘上与电池组存在确定位置关系且可伸缩的多个碰触件触碰，所述电动汽车底盘上碰触件的数量、各碰触件之间的位置关系及各碰触件与电池组的相对位置关系根据该电池组的型号按一定的编排规则进行设置，所述触碰传感器面板（5）采集触碰信息传输给控制器，所述触碰信息包括触碰点数量及位置信息，所述控制器根据前述触碰信息确定电动汽车底盘上第一电池组的型号和位置并控制面板驱动机构驱动触碰传感器面板（5）水平移动以对应打开作业窗口（1a），所述换电机构（4）在控制器的控制下对应移动到之前确定的第一电池组的位置，所述换电机构（4）将第一电池组拆卸下来存放至电池存放区（3），并从所述电池存放区（3）获取与第一电池组同型号的第二电池组将其安装至前述电动汽车底盘原本安装第一电池组的位置。...

【技术特征摘要】
1.电动汽车换电站，包括若干个换电工位，其特征在于：所述换电工位包括高于车轮行驶路面的定位台（1）以及位于车轮行驶路面下方的地下仓（2），所述定位台（1）位于地下仓（2）的上方；所述地下仓（2）内设有电池存放区（3）和换电机构（4），所述电池存放区（3）用于存放电池组，所述换电机构（4）用于将电动汽车上的第一电池组拆卸下来存放至电池存放区（3）以及从电池存放区（3）获取第二电池组并将其安装至前述电动汽车上；所述定位台（1）顶部设有供换电机构（4）拆装电池作业的作业窗口（1a），所述作业窗口（1a）覆盖触碰传感器面板（5），所述触碰传感器面板（5）由面板驱动机构驱动其水平移动以对应打开或关闭作业窗口（1a）；所述换电机构（4）由控制器控制其运行，所述触碰传感器面板（5）及面板驱动机构均与控制器电气连接；所述触碰传感器面板（5）用于接受电动汽车底盘上与电池组存在确定位置关系且可伸缩的多个碰触件触碰，所述电动汽车底盘上碰触件的数量、各碰触件之间的位置关系及各碰触件与电池组的相对位置关系根据该电池组的型号按一定的编排规则进行设置，所述触碰传感器面板（5）采集触碰信息传输给控制器，所述触碰信息包括触碰点数量及位置信息，所述控制器根据前述触碰信息确定电动汽车底盘上第一电池组的型号和位置并控制面板驱动机构驱动触碰传感器面板（5）水平移动以对应打开作业窗口（1a），所述换电机构（4）在控制器的控制下对应移动到之前确定的第一电池组的位置，所述换电机构（4）将第一电池组拆卸下来存放至电池存放区（3），并从所述电池存放区（3）获取与第一电池组同型号的第二电池组将其安装至前述电动汽车底盘原本安装第一电池组的位置。2.根据权利要求1所述的电动汽车换电站，其特征在于：在每个换电工位中，所述触碰传感器面板（5）的数量为两块，所述定位台（1）的顶部还安装有多根滚轴（6），所述多根滚轴（6）分布在触碰传感器面板（5）的前后两侧，在所述触碰传感器面板（5）的前后两侧形成前滚轴区（1b）和后滚轴区（1c）；所述面板驱动机构驱动两块触碰传感器面板（5）分别往前后两侧背向平移至前滚轴区（1b）和后滚轴区（1c）上方可打开作业窗口（1a），所述面板驱动机构驱动两块触碰传感器面板（5）往定位台（1）中间相向平移可关闭作业窗口（1a）；所述前滚轴区（1b）和后滚轴区（1c）的下方均设有飘檐（7），所述前滚轴区（1b）下方的飘檐（7）朝定位台（1）的前侧壁倾斜向下设置且与定位台（1）的前侧壁固定连接到一起，所述后滚轴区（1c）下方的飘檐（7）朝定位台（1）的后侧壁倾斜向下设置且与定位台（1）的后侧壁固定连接到一起，所述飘檐（7）的檐口延伸至作业窗口（1a）边沿下方，所述飘檐（7）与定位台（1）前侧壁及后侧壁连接的部位高于车轮行驶路面，在所述定位台（1）前侧壁及后侧壁上均开设有排水孔（1d），所述排水孔（1d）的进水口最低点与飘檐（7）的最低点平齐。3.根据权利要求2所述的电动汽车换电站，其特征在于：所述飘檐（7）的檐口处往上翻折形成翻沿（7a），所述翻沿（7a）的高度大于5cm。4.根据权利要求2或3所述的电动汽车换电站，其特征在于：所述排水孔（1d）内设有仅允许孔内水外流至车轮行驶路面的止回阀（8）。5.根据权利要求4所述的电动汽车换电站，其特征在于：所述飘檐（7）上竖直设置一格栅（9），所述格栅（9）靠近排水孔（1d）且与排水孔（1d）的进水口间隔一段距离。6.根据权利要求2所述的电动汽车换电站，其特征在于：所述触碰传感器面板（5）包括电阻式触控屏（5a）及紧贴于电阻式触控屏（5a）下方的支撑底板（5b），所述支撑底板（5b）上固定连接一齿条（5c），...

【专利技术属性】
技术研发人员：严玉婷，毛珂，李祖林，范志明，贾雅琼，
申请(专利权)人：湖南工学院，
类型：发明
国别省市：湖南,43