[发明专利]电池换电设备

说明书

技术领域

本发明涉及为电动汽车提供动力电池快速更换的电池换电设备及其电池充填单元，以及将乏电电池更换为已充电电池的电池装填方法。

背景技术

电动汽车采用动力电池作为能量来源，为了连续行驶，要求定期补充电能。电能的补充可以分为整车充电和电池快速更换两种。动力电池的快速更换方式是指车辆在进入充电站后，通过快速更换设备将车辆的动力电池取下并即刻更换另一组动力电池。目前，国内较为成功的大规模应用的充换电站，例如有北京84路（北土城）充换电站、上海世博会充换电站、广州801线路充换电站。然而这些充换电站，仍存在自动化程度不高，更换效率有限的问题。特别是对动力电池本身很重而且需要频繁更换的大型电动公交车而言，非常需要一种高效且便捷的电池换电设备，以提高车辆使用效率。

发明内容

本发明目的之一为提供一种电池换电设备，该装置能够同时换电、整体换电、并且可靠安全，从而简便、快速地更换动电池力。

本发明之另一目的为提供一种用于将乏电电池更换为已充电电池的电池装填单元，以便于简便、快速地更换动电池力。

本发明之另一目的为一种用于将乏电电池更换为已充电电池的电池装填方法，以便于简便、快速地更换动电池力。

为此，本发明提供一种用于将乏电电池更换为已充电电池的电池装填单元，其包括：方形的框架本体，仅横向两侧对外开口，两个开口分别面对提供乏电电池的汽车电池舱和提供已经充好电的电池的电池架；布置于框架本体内且能够各自容纳单个动力电池的两个电池输送箱，每个电池输送箱仅在横向一侧上具有与框架本体的任一侧开口对齐的开口；以及控制装置，所述控制装置控制使得：在更换充电电池的过程中，两个电池输送箱分别执行向内部装入电池到向外部送出电池的动作，其中，两个电池输送箱中的任一者的开口一侧先面对内部装有乏电电池的汽车电池舱，以从汽车电池舱装入需要充电的乏电电池，然后通过升降、旋转、伸出运动，使得该开口一侧再面对电池架并将乏电电池放入电池架；并且，两个电池输送箱中的另一者的开口一侧先面对电池架，以从电池架装入已经充好电的电池，然后通过升降、旋转、伸出运动，使得该开口一侧再面对汽车电池舱并将已经充好电的电池放入汽车电池舱，所述两个电池输送箱从装入电池到送出电池的过程是同时开始，同时完成的。

优选地，所述两个电池输送箱的每一次升降、旋转、伸出运动都是对应地同时开始，同时进行，同时完成的。

优选地，所述两个电池输送箱在框架本体内布置成具有各自独立的升降空间以及水平旋转和伸出空间。

优选地，在更换电池的过程中，两个电池输送箱在开口与电池架或汽车电池舱对齐后，通过旋转180度以及升降运动两者，使得两个电池输送箱的开口更换成与汽车电池舱或电池架对齐，最后通过伸出动作将电池放入汽车电池舱或电池架。

优选地，电池装填单元包括：位于各个电池输送箱下方并支撑各个电池输送箱的旋转升降底盘；与各个旋转升降底盘连接以升降各个电池输送箱的两个升降组件；与各个旋转升降底盘连接以旋转各个电池输送箱的两个旋转组件；以及，能够伸缩以使各个电池输送箱中容纳的电池向框架本体的开口一侧送出的两个伸出组件。

优选地，各升降组件包括：位于框架本体垂向侧壁上的主动链轮、和布置于旋转升降底盘上的从动链轮。

优选地，各旋转组件包括：减速电机、与减速电机的输出轴相连的主动小齿轮、以及从动大齿轮，所述从动大齿轮与主动小齿轮啮合并被驱动，从而带动电池输送箱整体原地旋转180度。

优选地，各伸出组件包括：固定在框架本体上的固定机架、伸缩嵌套于固定机架上的多级货叉、机械手和吸头，所述机械手和吸头均布置于末级货叉上方且位于电池的伸出方向上的后侧，使得电池被机械手和吸头保持于末级货叉上且能够通过多级货叉的伸缩而伸出或收回。

本发明还提供一种用于将乏电电池更换为已充电电池的电池装填方法，其包括如下步骤：

在更换充电电池的过程中，

两个电池输送箱中的任一者的开口一侧先面对内部装有乏电电池的汽车电池舱，以从汽车电池舱装入需要充电的乏电电池，然后通过升降、旋转、伸出运动，使得该开口一侧再面对电池架并将乏电电池放入电池架；并且

两个电池输送箱中的另一者的开口一侧先面对电池架，以从电池架装入已经充好电的电池，然后通过升降、旋转、伸出运动，使得该开口一侧再面对汽车电池舱并将已经充好电的电池放入汽车电池舱，

所述两个电池输送箱从装入电池到放入电池的过程是同时开始，同时完成的。