[发明专利]用于电动汽车的车载移动式自动充换电站及电池快换方法

权利要求书

1.一种用于电动汽车的车载移动式自动充换电站，包括牵引车头和半挂车，所述半挂车是一后部开门、无动力的箱式封闭低平板拖车，所述半挂车由所述牵引车头牵引移动；

其特征在于：

在所述半挂车上设置有电池箱储存架、车体导向轨道、电池箱、自动换电装置、自动充电系统、电量自动计量系统和自动化控制系统，由此组成一电池储存、充电和自动更换三位一体的移动式自动充换电站；

所述电池箱储存架是由一个两列多层多行框架构成的具有多个货格的立体电池箱储存架，所述电池箱储存架中的两列货格之间设有电池箱的运输巷道；

所述电池箱位于电动汽车车体下部的电池仓内，所述电池箱与所述电池仓之间的连接采用90°快开式锁紧螺栓连接部件连接，所述电池仓下部设有组合电气插头，所述电池箱上部设有与电池仓组合电气插头相互配合的组合电气插座；所述电池箱在储存和运输过程中是放置在一托架上；

所述自动换电装置包括换电升降台，所述换电升降台的上方设有移载机，所述换电升降台的下方设有移行机构；所述移行机构的下方设置有两条X向轨道，所述移载机由两条Y向的伸缩叉构成；所述换电升降台的顶部设有多个与所述90°快开式锁紧螺栓连接部件配合的解锁/锁紧套筒组件；通过移行机构、换电升降台、移载机的联动使所述电池箱在X、Y、Z三维方向上运动，从而实现从所述电池箱储存架上自动存取电池箱、在存取工位与换电工位之间自动运输电池箱、将电池箱自动地从汽车车体下部的电池仓中进行装卸和更换；

所述自动充电系统包括充电机和自动插电机构，所述自动插电机构设置在所述储存架上且位于所储存的电池箱的正上方，所述自动充电系统外接市政交流电源即可实现向电池箱进行充电；

所述电量自动计量系统用于实现自动检测电池箱的剩余电量和充电电量；

所述自动化控制系统用于实现电池箱的存取、接送、换电、充电和计量的自动控制。

2.根据权利要求1所述的用于电动汽车的车载移动式自动充换电站，其特征在于：所述电池仓的侧面设有多个吊耳，所述吊耳为一水平板，所述水平板上设有中心园孔，所述中心园孔向两侧开有沿X方向的矩形条孔，所述吊耳通过垂直筋板固定在所述电池仓的侧壁上；所述90°快开式锁紧螺栓连接部件包括一安装支架和两端均为导向锥形头的锁紧螺栓，所述锁紧螺栓通过安装支架固定在电池箱的侧壁上；所述安装支架由一水平支撑板和其两侧的垂直筋板构成，所述水平支撑板上设有与锁紧螺栓配合的螺纹孔，所述锁紧螺栓可以在水平支撑板上旋转；所述锁紧螺栓的上部设有水平锁紧销，所述锁紧螺栓的下部设有旋转销，所述锁紧螺栓上且位于所述水平锁紧销与所述水平支撑板之间设有扭力弹簧；所述锁紧螺栓处于自然位置时，其锁紧销呈Y方向，与所述电池仓吊耳的X方向矩形条孔垂直交叉，所述电池箱与所述电池仓锁紧。

3.根据权利要求2所述的用于电动汽车的车载移动式自动充换电站，其特征在于：所述解锁/锁紧套筒组件包括升降推杆和套筒，所述套筒的顶部设有螺旋导向槽。

4.根据权利要求2所述的用于电动汽车的车载移动式自动充换电站，其特征在于：所述解锁/锁紧套筒组件包括设置在一丝杠顶部的旋转套筒，所述旋转套筒的顶部设有垂直凹槽。

5.根据权利要求1所述的用于电动汽车的车载移动式自动充换电站，其特征在于：所述自动插电机构设置在所述电池箱储存架上，包括插电推杆、导向柱和电气插头，所述电气插头和所述充电机的动力和通讯接口连接；所述从电动汽车上换下来的电池箱到达充电工位后，所述插电推杆推动所述导向柱和所述电气插头自动下降，使所述电气插头和所述电池箱电气插座精确定位并自动插接，实现电池箱和充电机之间的动力和通讯线路的连通，电池箱内的电源管理系统BMS和充电机通过CAN总线进行通讯连接，连接后经过协议握手、配置，然后充电机向电池箱充电；充电完成后自动断电，断电后插电推杆自动上升，电气插头自动拔起脱离电气插座。

6.根据权利要求1所述的用于电动汽车的车载移动式自动充换电站，其特征在于：所述电量自动计量系统是一个基于CAN总线的电池荷电状态(SOC)的实时测量和估计系统，自动测量替换下来的电池箱的剩余电量及充电电量，并将剩余电量及充电电量的数据储存到一计算机系统中。

7.根据权利要求1所述的用于电动汽车的车载移动式自动充换电站，其特征在于：所述充电机是与所述电池箱充电参数匹配的直流充电机，所述充电机与所述电池箱采用CAN总线进行通讯连接。