純電動汽車電池組更換系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種純電動汽車電池組更換系統，包括安裝在汽車內用于存放電池組、與汽車內的控制系統數據通信的電池組載體；與電池組載體實時數據通信的為電池組載體更換電池的電池組更換設備以及接收所述電池組更換設備傳送的數據信息、為電池組更換設備提供多種類型的電池組的充電存儲設備。將電池組載體存放在汽車的后備箱內為汽車的正常行駛提供電池組，采用電池組更換設備與電池組載體實時數據通信，當電池組載體內的電池沒有電時電池組更換設備為其選擇正確的電池型號然后自動更換電池不需要人工參與，充電存儲設備為電池組更換設備提供多種類型的電池，保證電池的正常供應。
【專利說明】
純電動汽車電池組更換系統
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種電池組充電控制領域，尤其涉及一種純電動汽車電池組更換系統。
【背景技術】
[0002]為了解決汽車尾氣對環境的污染人們研究了純電動汽車，目前純電動汽車采用電池組作為動力源，固定安裝在車內，在行駛時輸出電能給電動機驅動車輛行駛，電池組電量不足時可以通過外部充電設備為電池組充電。由于各個汽車品牌生產的純電動汽車外觀、性能、尺寸等方面設計的不同，純電動汽車的充電方式和設備也有一定區別，一種外部充電設備未必能滿足所有不同結構和性能的電動汽車，導致現有的充電設備的通用性不強，由于現階段電池行業技術水平受一定限制，純電動汽車都普遍存在充電時間久，續航短，充電環境要求特殊等現象。因此基于上述現象造成純電動汽車沒有得到廣大用戶的接受和使用。因此如何解決純電動汽車充電時間長、充電設備通用性不強、續航里程短、充電環境要求多等導致純電動汽車不實用很難推廣并被接受的問題就是十分重要的。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型公開了一種純電動汽車電池組更換系統包括安裝在汽車內用于存放電池組、與汽車內的控制系統數據通信的電池組載體；
[0004]接收所述電池組載體傳送的數據信息、為電池組載體更換電池組的電池組更換設備;
[0005]接收所述電池組更換設備傳送的數據信息、為電池組更換設備提供多種類型的電池組的充電存儲設備，所述充電存儲設備內存儲有多種待用的電池組。
[0006]所述電池組載體包括用于存放電池組的容納空間，所述電池組載體還包括與其內部的控制單元相連接的:提供電能傳輸通道的電能輸入接口和電能輸出接口、將電池組載體的工作狀態信息實時傳送至汽車控制系統與汽車控制系統數據通信的數據交換接口、與電池組更換設備相對接的更換固定接口、與電池組更換設備進行信號通信的紅外定位器和無線識別裝置、電池組斷開按鈕(、固定電池組的電池組鎖止裝置、觸發電池組鎖止裝置開始工作的固定觸發器和控制電池組載體與容納空間內的可移動電池通斷的電池組連接接
□ O
[0007]電池組載體的容納空間包括容納腔體I和容納腔體II。
[0008]所述電池組更換設備包括電池組容納區域和與電池組載體的總控制端數據通信的收發單元，所述電池組載體的總控制端至少連接有一個執行電池組更換操作的執行機構。
[0009]所述執行機構包括機械手臂，所述機械手臂上設置有信號接收器，所述機械手臂的端部連接有與更換固定接口配合工作的固定機械臂和觸發電池組斷開按鈕工作的機械臂，所述固定機械臂上連接有定位接收器，所述機械手臂上還連接有拆裝機械臂。
[0010]所述電池組更換設備還包括與其設置在同一水平面上用于停放車輛的定位設備，所述定位設備與電池組更換設備數據通信。
[0011]所述電池組容納區域包括收納腔I和收納腔II。
[0012]由于采用了上述技術方案，本實用新型提供的純電動汽車電池組更換系統，在生產汽車時根據車型設計的需要選擇適合的電池組載體，可以將其設置在汽車的后背箱內為汽車的正常行駛提供電池組。采用電池組更換設備與電池組載體實時數據通信，當車輛沒有電時，車輛行駛到指定有電池組更換設備的位置，啟動更換功能按鈕后，電池組載體發送識別信號被電池組更換設備獲取，電池組更換設備通過預設數據判斷應提供的電池然后自動更換電池不需要人工參與，充電存儲設備為電池組更換設備提供多種類型的電池，保證電池的正常供應。充電存儲設備在充電站內存儲了大量的不同規格的電池組，并自動為電池組充電，充電完成后，斷開電池組充電備用，在充電存儲設備收到電池組更換設備指令時，為電池組更換設備提供新電池組，并將更換下來的饋電電池組放到充電站內進行充電動作。該系統適用于所有使用了本發明中電池組載體的汽車品牌，不影響車輛的設計，可以快速的對不同汽車品牌的純電動汽車的電池組進行快速更換。
【附圖說明】
[0013]為了更清楚地說明本申請實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請中記載的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0014]圖1為本實用新型中電池組載體的結構示意圖；
[0015]圖2為本實用新型中電池組更換設備的結構示意圖；
[0016]圖3為本實用新型中電池組更換設備的工作狀態圖；
[0017]圖4為本實用新型中電池組更換設備的工作狀態圖。
【具體實施方式】
[0018]為使本實用新型的技術方案和優點更加清楚，下面結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚完整的描述:
[0019]如圖1-圖4所示的一種純電動汽車電池組更換系統，包括安裝在汽車內用于存放電池組、與汽車內的控制系統數據通信的電池組載體，與電池組載體實時數據通信的為電池組載體更換電池的電池組更換設備，在更換電池組時，需要將電池組更換設備的機械手臂21伸入到車內才能工作，為了順利更換而且不碰觸損壞車輛，所以在更換電池組時，電池組更換設備只要獲取了電池組載體信息就會知道該提供什么樣的電池組以及機械手臂21應該保持什么樣的狀態去更換，并且不影響汽車的設計、可以為各種型號車輛的電池組載體更換電池組。該系統還包括接收電池組更換設備傳送的數據信息、為電池組更換設備提供多種類型的電池組的充電存儲設備，所述充電存儲設備內存儲有多種待用的電池組。
[0020]如圖1所示的電池組載體，包括用于存放電池組的容納空間，容納空間包括容納腔體1200和容納腔體11201。容納腔體1200用來放置一個集成在電池組載體上的小容量電池組，容納腔體II201用來放置可以自由拆卸的大容量電池組。容納腔體II201內的電池組通過電能輸出接口 5為車輛提供電能，容納腔體II201內電池組電量低至預定最低值時(即車輛沒電不能繼續行駛)容納腔體1200內的小容量電池組作為應急電源繼續為車輛提供動力。
[0021]電池組載體還包括與其內部的控制單元相連接的:電能輸入接口4和電能輸出接口 5、數據交換接口 6、更換固定接口 7紅外定位器8、無線識別裝置9、電池組斷開按鈕10、電池組鎖止裝置11、固定觸發器12和電池組連接接口 13。所述電池組斷開按鈕10觸發電池組鎖止裝置11和電池組連接接口 13的工作動作。通過電能輸入接口 4為容納空間內的電池組充電處理。汽車內部的控制系統通過數據交換接口 6與該電池組載體數據通信、對電池組載體進行控制工作，電池組載體將其工作狀態信息實時傳送至汽車內部的控制系統中。電池組載體四周設計了更換固定接口 7，用來和電池組更換設備上固定機械臂20進行連接，作用是實現電池組載體和電池組更換設備的正確連接，并保證在更換過程中不會因為震動導致車輛位移從而影響不能準確安裝或拆卸。紅外定位器8設置在更換固定接口 7上，紅外定位器8順著電池組載體平面向上發射定位信號并被電池組更換設備的固定機械臂20的定位接收器22接收，保證了電池組載體的電池組更換固定接口7和電池組更換設備的固定機械臂21準確連接。
[0022]容納腔體II201的內四壁上設計了多個電池組鎖止裝置11，可拆卸電池組正確安裝到位后電池組鎖止裝置11彈出，對電池組進行固定。容納腔體II201底部設計了電池組連接接口 13，可拆卸電池組正確安裝到位后電池組連接接口 13彈出與電池組連接，從而實現電池組和電池組載體的連接。
[0023]進行電池組更換時，電池組更換設備的機械臂25觸發電池組斷開按鈕10，這時電池組鎖止裝置11縮回不再固定電池組，電池組連接接口 13縮回斷開電池組載體和容納腔體II201內的電池組的連接。電池組載體的容納腔體II201底部設計了電池組固定觸發器12，電池組被拆卸后自動彈出，當新電池組安裝到位后電池組固定觸發器12會縮回到原始位置并首先觸發電池組鎖止裝置11彈出鎖定電池組，然后觸發電池組連接接口 13伸出實現電池組載體和容納腔體II201內新電池組的連接。
[0024]進一步的，電池組更換設備包括電池組容納區域和與電池組載體的總控制端數據通信的收發單元29，所述電池組更換設備的總控制端至少連接有一個執行電池組更換操作的執行機構。所述電池組容納區域包括收納腔128和收納腔II23。收納腔128用于存放新電池組即有電待用的電池組，收納腔1123用于臨時存放更換下來的饋電電池組，在待機期間將饋電電池組運送至充電存儲設備。
[0025]如圖2所示，執行機構包括機械手臂21，機械手臂21上設置有信號接收器24，機械手臂21的端部連接有與更換固定接口 7配合工作的固定機械臂20和觸發電池組鎖止裝置11工作的機械臂25。機械手臂21可伸縮、上下左右移動、和一定角度水平轉動。固定機械臂20上連接有定位接收器22，機械手臂21上還連接有拆裝機械臂26。
[0026]如圖3和圖4所示，該電池組更換設備還包括與其設置在同一水平面上用于停放車輛的定位設備27，定位設備27與電池組更換設備數據通信。當需要更換電池組時，將車輛停放在定位設備27上，啟動更換電池功能后，電池組載體的紅外定位器8發射一條沿著車尾方向發射的定位信號，電池組更換設備向定位設備下達命令，定位設備在水平面上沿一個方向旋轉，直至電池組更換設備獲取到定位信號，并命令定位設備27在定位信號與電池組更換設備垂直時(即車尾正對著電池組更換設備時)停止旋轉，這時的狀態和位置最適合電池組更換設備更換電池組，即完成了電池組載體和電池組更換設備連接前的最佳待工狀態(即電池組更換設備通過預設數據調整機械臂狀態后，整體左右簡單調節后即可準確的開始更換工作。無線識別裝置9發射信號被電池組更換設備接收，通過預設數據電池組更換設備了解到目標車輛信息，查詢到電池組載體信息和對應的電池組信息(如電池組載體類型、所需電池組規格、目標車型品牌、尺寸、離地高度、后備箱開口尺寸等)調整自己的對應的準備工作狀態開始進行電池組的更換。
[0027]工作狀態下:電池組載體通過數據交換接口6實時向車輛控制系統反應狀態，需要充電時，將車輛行駛到定位設備27，熄火后打開后備箱，取出妨礙更換工作的物品，駕駛人啟動“充電按鈕”，車輛通過數據交換接口6對電池組載體發送命令，無線識別裝置9開始發射數據并被電池組更換設備接收，電池組更換設備接收信號了解車輛和電池組載體信息通過預存數據分析后調整機械手臂21的位置、紅外定位器8發射定位信號被電池組更換設備捕捉，定位設備27旋轉使車輛尾部垂直于電池組更換設備，紅外定位器8發射定位信號被定位接收器22捕捉，通過定位固定機械臂20準確捕捉到待工作位置、并與更換固定接口 7連接，機械臂25到達預定位置后伸縮機械臂25電池組斷開按鈕10關閉，這時電池組鎖止裝置11和電池組連接接口 13與容納腔體II201內的電池組斷開連接，電池組固定觸發器12自動彈出，電池組更換設備通過拆裝機械臂26將電池組取出后送至收發單元29，收發單元29將舊電池組送至收納腔1123。并將收納腔128內通過電池組更換設備接收信號分析后發送指令到充電存儲設備，由充電存儲設備提供對應型號的滿電電池組然后通過拆裝機械臂26送至容納腔體II201內上方并準確放置到容納腔體II201內，電池組安裝到位后電池組固定觸發器12會被電池組壓回到原始位置，觸發電池組鎖止裝置11，電池組連接接口 13伸出與新電池組連接。電池組更換結束后，無線識別裝置9發射完成信號，電池組更換設備獲取后收回拆裝機械臂26，固定機械臂20、機械手臂21調整到待機狀態，等待下次更換，電池組更換設備內的舊電池組被送至充電站通過充電存儲設備自動識別，并為其充電，待滿電后，斷開充電，移動至待用位置。
[0028]以上所述，僅為本實用新型較佳的【具體實施方式】，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型揭露的技術范圍內，根據本實用新型的技術方案及其實用新型構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種純電動汽車電池組更換系統，其特征在于:包括安裝在汽車內用于存放電池組、與汽車內的控制系統數據通信的電池組載體； 接收所述電池組載體傳送的數據信息、為電池組載體更換電池組的電池組更換設備； 接收所述電池組更換設備傳送的數據信息、為電池組更換設備提供多種類型的電池組的充電存儲設備，所述充電存儲設備內存儲有多種待用的電池組。2.根據權利要求1所述的純電動汽車電池組更換系統，其特征還在于:所述電池組載體包括用于存放電池組的容納空間，所述電池組載體還包括與其內部的控制單元相連接的:提供電能傳輸通道的電能輸入接口(4)和電能輸出接口(5)、將電池組載體的工作狀態信息實時傳送至汽車控制系統與汽車控制系統數據通信的數據交換接口(6)、與電池組更換設備相對接的更換固定接口(7)、與電池組更換設備進行信號通信的紅外定位器(8)和無線識別裝置(9)、電池組斷開按鈕(10)、固定電池組的電池組鎖止裝置(11)、觸發電池組鎖止裝置(11)開始工作的固定觸發器(12)和控制電池組載體與容納空間內的可移動電池通斷的電池組連接接口(13)。3.根據權利要求2所述的純電動汽車電池組更換系統，其特征還在于:電池組載體的容納空間包括容納腔體I(200)和容納腔體II(201)。4.根據權利要求1所述的純電動汽車電池組更換系統，其特征還在于:所述電池組更換設備包括電池組容納區域和與電池組載體的總控制端數據通信的收發單元(29)，所述電池組載體的總控制端至少連接有一個執行電池組更換操作的執行機構。5.根據權利要求4所述的純電動汽車電池組更換系統，其特征還在于:所述執行機構包括機械手臂(21)，所述機械手臂(21)上設置有信號接收器(24)，所述機械手臂(21)的端部連接有與更換固定接口(7)配合工作的固定機械臂(20)和觸發電池組斷開按鈕(10)工作的機械臂(25)，所述固定機械臂(20)上連接有定位接收器(22)，所述機械手臂(21)上還連接有拆裝機械臂(26)。6.根據權利要求4所述的純電動汽車電池組更換系統，其特征還在于:所述電池組更換設備還包括與其設置在同一水平面上用于停放車輛的定位設備(27)，所述定位設備(27)與電池組更換設備數據通信。7.根據權利要求4所述的純電動汽車電池組更換系統，其特征還在于:所述電池組容納區域包括收納腔I (28)和收納腔II (23)。
【文檔編號】B60L11/18GK205468990SQ201620276725
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月1日
【發明人】韓東方
【申請人】韓東方