一种电动乘用车底盘换电定位装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种配合全自动更换设备工作，用于实现电动乘用车底盘电池组更换时的电动乘用车底盘换电定位装置。电动乘用车实现精确定位之后通过快换机器人可实现电池的快速、准确地拆卸和安装，从而为电动乘用车充换电站提供了一种方便、快捷、经济的电池更换方式。它包括梯形高台，在梯形高台的斜坡上设有导引槽，在梯形高台的顶部设有一对承载车辆前轮的V型滑槽和一对承载车辆后轮的一型滑槽；各滑槽还分别设有相应的定位伺服装置，在定位伺服装置上设有车辆检测装置，定位伺服装置和车辆检测装置分别与控制装置连接。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种用于电动乘用车底盘电池组全自动更换时实现车辆定位的装置，具体是配合全自动更换设备工作，用于实现电动乘用车底盘电池组更换时的电动乘用车底盘换电定位装置。
技术介绍
近年来，随着环境污染和能源危机的加剧，大力发展电动汽车，是保证我国能源安全，实现中国汽车工业技术跨越式发展和可持续发展的重要选择。因此，电动汽车的发展成为了汽车工业发展的必然趋势。目前，电动汽车能源补给主要有整车充电和机械换电两大类。其中，电动汽车整车充电配套的充电方式有三种一是充电站；二是可在城市小区、商场停车位普遍设立的刷卡式充电桩；三是民用电插座。民用电插座不仅涉及电费计费、电网冗余问题，而且充电时间长，不可能成为主流充电方式。而在停车位设立刷卡式充电桩，很可能有大量的车辆在同一时间进行充电，一旦电动汽车的拥有量达到一定规模，就会产生谐波，对城市电网构成破坏性影响，电网将不堪此负。而充电站对车辆的充电服务，必须能在短时间内完成，鉴于目前的快速充电、电池技术，快速充电对电池的造成的破坏是无法杜绝的，用牺牲电池寿命作为代价来完成快速充电是不划算的。因此，该模式有很大的弊端。与整车充电相比，机械换电操作简单，能够在5分钟内完成乘用车电池组的快速更换，实现了电能迅速补给，减少客户的等待时间，提高了充电站的利用率。另外，可在夜间对电池组的进行集中充电，实现了电力负荷的“调峰储能”的同时，提高了电力设备的综合利用效率，延长了电池的使用寿命，具有很高的推广价值和经济意义。电动乘用车机械换电从电池安装方式分为后背箱模式、底盘模式，底盘模式是把电池放在底盘，从更换方向上分有两种，一个是上下换、一个是侧面换。后背箱模式占用电动汽车后背箱空间、对车辆的定位要求低、更换效率低、更换过程需要人工参与，不适于规模化、产业化发展；底盘模式电池安装于汽车底部，由于用铁板隔开了驾驶员与电池，成为更为安全的方式。此外，更换效率高、自动化程度高，能够很好的实现批量化和大规模商品化。由于更换过程不需人工参与，更换过程对车辆定位要求比较高。中国国家知识产权局已公开的技术专利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，举升执行设备将电动乘用车固定支撑至轮胎离地的适当高度。此举升过程中无法满足电动乘用车前后和左右的精确定位，两个方向的冗余误差会直接影响快换机器人更换电池作业的成功率；更换车辆是否到达举升点、保障措施并无描述，另对举升支点(汽车、梁框、架焊接骨架)的支撑部位选择要求较高，定位难度比较大，支点滑落或支错位易对车辆底盘造成损坏，严重情况下使车辆发生侧倾、跌落
技术实现思路
本技术针对现有电动乘用车底盘(机械)换电模式存在问题，提出了一种配合全自动更换设备工作，用于实现电动乘用车底盘电池组更换时的电动乘用车底盘换电定位装置。电动乘用车实现精确定位之后通过快换机器人可实现电池的快速、准确地拆卸和安装，从而为电动乘用车充换电站提供了一种方便、快捷、经济的电池更换方式。为实现上述目的，本技术采用的技术方案为一种电动乘用车底盘换电定位装置，它包括梯形高台，在梯形高台的斜坡上设有导引槽，在梯形高台的顶部设有一对承载车辆前轮的V型滑槽和一对承载车辆后轮的一型滑槽；各滑槽还分别设有相应的定位伺服装置，在至少一对定位伺服装置上设有车辆检测装置，各定位伺服装置和各车辆检测装置分别与控制装置连接。所述定位伺服装置包括一个伺服电机，它与伺服驱动器和伸缩机构连接，伺服驱动器与控制装置连接；伸缩机构则与橡胶挡块连接；橡胶挡块上还设有压力传感器；V型滑槽所对应的两定位伺服装置上还设有车辆检测装置。所述控制装置包括一台主电控柜和操作台，主电控柜的内部安装有PLC控制模块、扩展模块、电源模块、供电系统，操作台安装有显示设备和各类操控按钮；所述的PLC控制模块与显示设备之间通过PR0FIBUS-DP总线连接通讯；所述控制模块采用西门子S7-300 系列315-2DP型控制器；定位伺服装置和车辆检测装置与PLC控制模块连接。所述车辆检测装置为光电传感器。所述橡胶挡块与伸缩机构通过铰链连接。所述的梯形高台为镂空的空心结构，高台上面、侧面设置有电池更换作业孔。一种电动乘用车底盘换电定位装置的工作方法，它的步骤为1)更换车辆在梯形高台斜坡的导引槽作用下驶入梯形高台预定路线，迫使更换车辆前轮驶入一对V形滑槽，后轮停留在一对一型滑槽内；2)光电传感器检测到车辆停留在梯形高台的更换位置后，将信号传递到PLC控制模块；3)PLC控制模块驱动四个定位伺服装置，橡胶挡块顶端的压力传感器检测到压力达到预定的设置值，停止定位伺服装置的运动；4)PLC控制模块检测到快换机器人完成电动乘用车电池的更换；5)PLC控制模块驱动四个定位伺服装置还原到初始状态，四个定位伺服装置离开车辆轮胎；6)更换车辆驶下梯形高台，完成本次电池更换，PLC控制模块进入等待状态。本技术中，电动乘用车底盘电池组更换车辆定位装置由机械单元和控制系统两个部分组成，所述的机械单元包括梯形高台、四个作用于轮胎的定位伺服装置、一对V形滑槽、一对一型滑槽，梯形高台将更换车辆抬高到一定的离地高度，为电池组更换设备预留一定的垂直作业空间；在高台斜坡的导引槽作用下迫使更换车辆前轮停留在V形滑槽，后轮停留在一型滑槽；四个作用于轮胎的定位伺服装置相向伸缩，实现车辆姿态的左右定位； 各滑槽在车辆自重的作用下，配合光电检测传感器，实现车辆的前后定位，在车辆左右定位时，各滑槽对汽车轮胎的滚动作用，减小了定位伺服装置的相向伸缩力。四个作用于轮胎的定位伺服装置分别设有驱动其运动的伺服电机。梯形高台为镂空的空心结构，高台上面、侧面设置有电池更换作业孔，可方便使电池快换机器人从侧面或下面进行电池更换、作业；斜坡设置有车轮导引槽，高台上面设置有前后定位的滑槽、左右定位的定位伺服装置。V型滑槽有2个，单个为V字形排列。一型滑槽有2个，单个为一字形排列。 定位伺服装置有4个，成对相向排列，其伸缩机构的端部为橡胶挡块，顶端布置有光电检测传感器，橡胶挡块增大伺服运动机构与车辆轮胎的接触面积，同时，减小伺服运动机构的伸缩运动对轮胎侧面造成的破坏；光电传感器用于检测高台上面是否有更换车辆、 车辆是否定位完成，为更换装置提供相应检测信号。橡胶挡块与伸缩机构为铰链连接，具有一定的摆动自由度，保证4个机构伸缩作业时的平行度。定位伺服装置为交流伺服电机驱动，在压力传感器的配合下，交流伺服电机控制伸缩机构到达程序预定的水平位置。控制装置包括一台主电控柜和操作台，主电控柜的内部安装有PLC控制模块、扩展模块、电源模块、供电系统，操作台安装有显示设备和各类操控按钮。所述的PLC控制模块与触摸屏之间通过PR0FIBUS-DP总线连接。PLC控制模块采用西门子S7-300系列315-2DP型控制器，并连接有本地显示、操作设备。本技术的有益效果是它由梯形高台、四个作用于轮胎的伺服运动机构、一对 V形滑槽、一对一形滑槽组成，更换车辆在高台斜坡导引槽作用下迫使更换车辆被动驶入V 形滑槽，实现车辆前后定位；控制系统根据相应传感器信号控制伺服驱动机械伸缩运动，伺服运动本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种电动乘用车底盘换电定位装置，其特征是，它包括梯形高台（１），在梯形高台（１）的斜坡上设有导引槽（２），在梯形高台（１）的顶部设有一对承载车辆前轮的Ｖ型滑槽（４）和一对承载车辆后轮的一型滑槽（８）；各滑槽还分别设有相应的定位伺服装置（７），在定位伺服装置（７）上设有车辆检测装置，定位伺服装置（７）和车辆检测装置分别与控制装置连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：高先进，孙玉田，赵金龙，王鑫，
申请(专利权)人：山东电力研究院，
类型：实用新型
国别省市：88