一种氢能源汽车用能源装置交换系统制造方法及图纸

本发明专利技术实施例涉及氢能源汽车技术领域，更具体地，涉及一种氢能源汽车用能源装置交换系统，包括装置制造商、加氢中心、仓储和物流中心、换氢站、回送和检测中心以及运营中心和现有直接添加氢气到汽车上的方案相比，解决新能源车行程短，加氢时间长，加氢站充气环境要求高，安全防护难度大，网点覆盖范围小，站点投资大的难题；可实现智能化，物联网，大数据，云平台，低成本快速布点；加氢站的具体优点：1.分工位效率是单工位效率的3‑5倍，2.布局灵活适应性强，可针对不同场地和要求，3.集中管理空满瓶，收集信息，大数据，云处理，优化分析驾驶数据，4.模块化结构，方便装卸维修，5.定位快捷，换装简单，1‑2分钟快速更换。

A kind of energy exchange system for hydrogen energy vehicles

【技术实现步骤摘要】
一种氢能源汽车用能源装置交换系统
本专利技术实施例涉及氢能源汽车能源装置更换系统

技术介绍
现在的氢能源汽车加氢过程，采用了现有传统油能源汽车加油方案；由供气站或化工厂将大剂量的氢气运送至加氢站导入储气罐，再由加氢机对车辆进行加氢作业，将加氢站储气罐内氢气加入汽车内的储气瓶。但是，由于加氢站建设成本昂贵，投入成本高，加氢站在实际发展中受到资金方面的额制约。现今加氢站的建设速度缓慢，与传统加油站的数量相差甚远。加氢站储气量大，在城市内建造安全防护成本更高。加氢站数量少，距离远，一般性用户加氢气不方便。人为操作步骤多，有一定几率发生误操作。车内气瓶检测复杂不易管控。
技术实现思路
本专利技术将氢能源汽车车内氢气供气单元装置或者氢气供气单元和燃料电池单元作为单独装置，通过集中灌装能源后，由物流车辆送至换氢站进行换氢工作。将单独装置可以从车体上快速拆卸和更换，氢能源车辆可以快速地、便捷地补充能源，同时可以实现压力容器罐的定期检查，避免了压力容器罐在车体内长期使用造成的安全隐患；实现自动补充能源的最小投入优化解决方案。如图1所示将现有的氢能源加气整个过程，拆分并整合为:装置制造商、加氢中心、仓储和物流中心、换氢站、回送和检测中心以及运营中心六个机构模块构成。装置制造商，针对图1所示的装置制造商，氢气供气单元或者氢气供气单元和氢气燃料电池单元装置由装置供应商进行制造后，在检测合格后投入市场使用。对于市场已经在用的氢气供气单元或者氢气供气单元和氢气燃料电池单元装置，如检测有故障、隐患问题，由装置制造商进行维修，在检测合格后投入市场使用；该单独装置以下称为气瓶，没有冲/加能源或已使用全部或部分能源的称为空瓶，冲/加满能源的称为满瓶。如图1所示的加氢中心，负责对氢气供气单元或者氢气供气单元和氢气燃料电池单元装置即气瓶进行充气或者充气充电工作，或冲/加能源的的区域。如图1所示的仓储和物流中心将加氢中心充灌完成的能源装置进行集中仓储管理。在收到物流需求时，将该装置按照运营中心提供的指令运送至相应地点。如图1所示的换氢站，将负责对有需求车辆进行快速地装置交换。换氢站可以建设在高速休息站，城市内，乡村，以及需要有应急对策的郊野。内部分为作业区，仓储区；作业区分为四个工位，预定位工位，拆瓶工位，装瓶工位，下线工位；仓储区作为气瓶管理区，实现气瓶的补充和更换；优选地，换氢站作业区采用6工位4货台结构。也可以选为流水线型结构，或者固定结构；如图2所示，优选地，4货台（运送小车）由45#钢板制成。驱动机构由链条，曳引电机，轨道电机等方案结构组成。P1,P2,P3,P4结构。也可以由P1,P4组成。优选地，通过链条将P1,P2,P3,P4货台按照不同的工位进行移动和定位。从P1（预定位）工位上车，P2（拆瓶）工位拆下空瓶存入仓储区，P3（装瓶）工位补装满瓶，P4（下线）工位下车；优选地，仓储区内可对汽车拆下的空瓶和待使用的满瓶进行存放管理。如图1所示的回送中心和检测中心，更换后的装置（含空瓶和仓储架）送到回送中心。由回送中心的检测中心对装置（空瓶）进行安全检测和使用数据采集。判定合格品整理送至加氢中心进行加注。不合格品归类后送至制造商公司进行维修，待维修完成后再送至加氢中心进行加注。如图1所示的运营中心，由工作人员、集群或者分布式云计算、用户客户端组成，负责整个机构内全流程的各环节作业数据监控，采集，整合、分析、报告，实现六个中心安全稳定运行。如图4所示的气瓶，使用过的称为空瓶，未使用过的称为满瓶，所有的空瓶满瓶都存放在仓储架上，仓储架会安装在集装箱或码垛箱。优选地气瓶与氢能源汽车底盘连接通过交换装置机构实现，该机构采用快速连接（专利授权项）方式；当用户车辆发出能源低下报警提示后，通过终端软件寻找就近的换氢站进行换气作业；交换装置分为氢气装置交换单元和氢气燃料电池装置组合单元，氢气装置交换单元如图4所示交换装置由氢气罐、充气阀、安全阀、空气阀、防护板、快速连接装置（专利授权项）、电插头连接机构组成。如图2所示的预定位工位，用户车辆到达换氢站后，将车辆行驶入工作货台，工作货台进行导流预定位；车辆导流定位：车辆驶入工作货台，通过外宽里窄的梯型入口驶上工作货台，通过滚轮和V型卡块，自动修正中心位，V形块为左右交叉对称；自动修正对中，V形块2.1和2.3有挡块限制轮胎最终位置，防止横向（X方向）越位。前进方向（Y方向）由垂直的V形块2.2和2.4限位。对车体进行预定位，也可通过CCD和RF/LASER感应反馈机构，控制挡块移动，实现预定位。拆瓶工位：预定结束后，如图3所示货台通过驱动机构将车辆运送至拆瓶工位：拆装小车（以下简称小车）在货台到位后，小车定位机构通过气/油缸/电机提升通过V形块（凸）3.5.2.2对中顶进车底的V形块（凹）3.5.2.1（或通过CCD/RF/LASER感应机构）实现精确定位。小车上的动力部件提供动力（气/油缸/电机），气瓶松脱，气瓶落在小车3.5上。小车由3.3提升系统下降高度，沿轨道3.4离开托盘位置。到达取瓶位后，触发机器人抓手取空瓶，进入集装箱或码垛箱，到达仓储架指定储位，将空瓶送入仓位。其中在拆瓶工位工作时，装瓶工位的满瓶出库机器人开始进行预备工作，将满瓶移动到小车的预定位置，在货台载车移动到装瓶工位时，可以直接进行安装工作；其中换气瓶时数据采集机构通过检测软件系统，测试气密性，残余气量，工作时间及其他使用车辆轨迹和驾驶人数据信息，提交数据到后台或云端的运营中心数据库，做分析处理。装瓶工位：如图3所示拆瓶工位结束后，货台通过驱动机构将车辆运送至更换装瓶工位：通过安装工位机械V形块/CCD/RF/LASER感应机构的位置判定，拆装小车（以下简称小车）机构根据位置判定将气瓶安装至车辆底部。装瓶工位机构，货台移动到位后（触发感应开关），见图3，小车3.5就位，升降系统3.3提升后，通过V形块（或CCD/RF/LASER）精确定位，通过气液电动力将小车3.5上气瓶装入，感应到位后，小车垂直方向由提升系统3.3沿（Z轴）下降，沿3.4导轨移出，到位后触发机器人，将满瓶拿下，放到小车就位，等待下次操作。下线工位：如图2所示在装瓶工位结束后，货台通过驱动机构将车辆运送至下线工位，感应开关启动，货台定位机构通过气/油缸/电机下降，将滚轮和V型卡块脱离轮胎，限位解除，增加驱动力后汽车可以驾驶离，完成换瓶作业；货台沿轨道进入待检位，检测状态。完成后，通过接近传感器/CCD/RF/LASER判定无误，货台通过驱动机构移动至车辆预定位工位。如图2所示仓储区，包括空瓶库/满瓶库管理机构和气瓶移送出入库机器人机构；换气站中仓储柜设计为200个氢气瓶储存架，分别为001~200号储存架，用户车辆在卸下气瓶后，卸下的气瓶被系统标识为+001号。在用户车辆到达安装平台后，由安装搬运机械手从仓储柜001号位置抓取气瓶放置到安装平台上。准备安装的满瓶被系统标识为-001号。在搬运机械手得到NC指令后，将+001号气瓶放入001号储存架上。其中仓储架结构通过一根主气管分多路子气管和气瓶相连，具体见图5所；可以采用如图所示的M01-M02双机器人，进入仓储区时，M01为空瓶入库机器人，M02为满瓶出库机器人；其中换气站仓储柜中的机械手搬运本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氢能源汽车用能源装置交换系统,其特征在于，包括:能源装置供应商，回送和检测中心，加氢中心，换氢站，物流仓储中心，运营中心，辅助的软件平台；所述加氢中心，是氢气补充机构，将氢能源车辆更换下的空能源装置集中，采用单个单位灌装或集中灌装，对罐内进行氢气补充；包括气源机构，充气机构，能源装置及仓储架的气路连接和传输机构；所述换氢站，是对汽车能源装置进行更换的场所，换氢站系统包括作业区和仓储区，作业区采用交换货台结构；汽车固定于货台上，货台流转于各更换工位之间，拆装小车在更换工位进行能源装置更换作业；仓储区位于货台旁边，能源装置存放于仓储区内的仓储架，便于能源装置更换和出入；实行多工位，流水线循环模式；所述氢能源装置供应商，提供能源装置部件，包括制造和更换维护该装置；所述物流仓储中心，是根据运营中心提供指令，运输补充好能源装置到换氢站，并收集需要补充的能源装置到回送和检测中心；所述运营中心,作为整个系统的控制管理平台，根据各子系统的上传数据，通过大数据分析处理，实时调配整个系统资源，保证系统2分钟完成一台汽车的能源装置更换；所述辅助软件平台，是软件APP和公众号及相关应用软件，方便汽车用户就近或定位寻找换氢站和其他关联服务。...

【技术特征摘要】
1.一种氢能源汽车用能源装置交换系统,其特征在于，包括:能源装置供应商，回送和检测中心，加氢中心，换氢站，物流仓储中心，运营中心，辅助的软件平台；所述加氢中心，是氢气补充机构，将氢能源车辆更换下的空能源装置集中，采用单个单位灌装或集中灌装，对罐内进行氢气补充；包括气源机构，充气机构，能源装置及仓储架的气路连接和传输机构；所述换氢站，是对汽车能源装置进行更换的场所，换氢站系统包括作业区和仓储区，作业区采用交换货台结构；汽车固定于货台上，货台流转于各更换工位之间，拆装小车在更换工位进行能源装置更换作业；仓储区位于货台旁边，能源装置存放于仓储区内的仓储架，便于能源装置更换和出入；实行多工位，流水线循环模式；所述氢能源装置供应商，提供能源装置部件，包括制造和更换维护该装置；所述物流仓储中心，是根据运营中心提供指令，运输补充好能源装置到换氢站，并收集需要补充的能源装置到回送和检测中心；所述运营中心,作为整个系统的控制管理平台，根据各子系统的上传数据，通过大数据分析处理，实时调配整个系统资源，保证系统2分钟完成一台汽车的能源装置更换；所述辅助软件平台，是软件APP和公众号及相关应用软件，方便汽车用户就近或定位寻找换氢站和其他关联服务。2.针对请求项1所述加氢中心，包括充气机构和能源补充采用集中灌冲方式，气源通过一根主气管分出多路子气管，每个子气管连接能源装置，进行灌装。3.针对请求项1所述换氢站货台，特征在于，包括货台的定位机构，要更换能源装置的汽车在货台上的定位机构，货台移动机构，汽车状态检测机构；所述货台定位机构采用限位机构（行程开关或限位块）预定位，配合反馈式定位机构（CCD/RF/LASER），精准定位货台位置；所述汽车在货台的定位机构，包括汽车的导流机构和货台的定位机构和反馈式调整机构，实现汽车在货台的精准定位；所述移动机构,包括承载货台的轨道和相匹配的移动副机构，提供驱动牵引的动力机构；所述汽车状态监测机构，包括感应器和后台软件。4.针对请求项1所述拆装小车，其特征在于，包括定位机构，动力机构，移动机构；所述定位机构，通过靠栅机构预定位货台上汽车和拆装小车的对中，然后由反馈式（CCD/RF/LASER）定位机构，通过电/液/气/磁等介质或机械机构，调整小车位置，精确...

【专利技术属性】
技术研发人员：王吉虎，李斌，范志民，
申请(专利权)人：瑞诗昊昱实业上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31