[发明专利]一种电动卡车换电装置及其换电方法

说明书

本发明公开了本发明提供了一种电动重卡换电系统及其换电方法，通过两套机器人的配合，进行对位、移动、取放等动作功能，机器人直接将电动卡车上的电池包拆卸至充电机座上，或从充电机座上移动至电动汽车上，实现无人值守换电；充分利用了空间，实现了占地空间小、重量轻、对位可靠的有益效果，可实现公路运输、活动建站；具有良好的经济性。

技术领域

本发明公开了一种换电池设备，具体为一种新型卡车换电装置。

背景技术

电动汽车属于新能源汽车，在资源紧缺以及环境污染严重的当今社会，各国均重视新能源汽车的发展，而电动汽车技术属于较早提出的技术。但受制于当时社会的科学技术水平，电动汽车的使用成本较高，无法普及，经过了多年的发展。随着技术的成熟，电动汽车的多个难题被克服，电动汽车将逐渐替代原来的燃油动力汽车，成为发展的重点。而电动汽车的核心部件为动力电池，动力电池的容量是限制电动汽车发展的重要因素，由于充电速度慢，充电效果不佳等原因一直抑制动力电池技术的发展。基于充电技术的缺陷，提出了电动汽车的换电技术，采用直接更换电池的方式进行电力的补充，以实现快速更换达到长时间续航的能力。电动卡车属于电动汽车的一种，目前各主流商家如国外的特斯拉、国内一汽解放、重汽、陕汽等均在发展电动卡车车型。由于卡车载重大，行驶里程长，导致耗能比乘用车更大，而充电技术的缺陷导致目前电动卡车的普及性要远低于乘用车。换电技术是解决这一问题的一个途径之一，对一些通常运行在局部区域的车辆如矿卡、城市内运输卡车、物流园区卡车等来说尤为如此。

目前卡车的换电蓬勃发展，目前已有不少专利技术授权或申请中，但这些技术都采用顶部吊装并且在每个工位上设置移动装置(如CN 110862008A)，存在的主要问题有：

(1)顶部吊装受力通过立柱和横梁传递到地面，造成结构复杂，设备体积庞大，尤其占用高度空间，设备难以整体运输(容易超过高速公路桥涵的限高，通常4.5m)。

(2)由于卡车停止的位置精度比较低，需要换电装置进行自动找正并进行姿态调整，这就需要具备多自由度的调整，顶部吊装装置会变得非常复杂并占用更多空间。目前多通过链条、钢丝绳起升系统具备的柔性进行误差补偿，这会加大对位失误，降低了可靠性。

(3)顶部吊装不能满足部分卡车的换电需求，部分卡车如矿卡顶部部分结构会遮挡住电池包，从而无法从顶部吊装。

(4)每个工位需要设置移动装置，增加了系统复杂度和成本。

为了适应部分卡车无法从顶部吊装，目前已有新的技术出现，比如：从侧面抓取，然后整体旋转后移动将电池包放置到工位；再如采用堆垛机(CN111717062A)抓取电池包然后配合顶部吊装放置到工位。这些装置存在的普遍缺点是：机构复杂、占用空间大、对位可靠性低。

本发明专利，旨在发明一种能够实现空间紧凑、便于整体公路运输(包括房屋装置)、重量轻、可靠性高的新型换电装置。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种电动卡车换电装置及其换电方法，以解决现有技术的上述技术问题。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种电动卡车换电装置，在虚拟的三维坐标系下；包括电源、控制电路、各传感器和电池包；还包括：

一容纳各装置并可放置在平板车上的容置空间，容置空间包含一安装各设备的安装底座；若干设置于安装底座上用于放置电池包的充电机座；所述的容置空间沿X轴方向上的至少一侧设置有上下电池包的工作口；所述的充电机座整体排列有两排，分列于容置空间沿X轴向的两侧；两排充电机座之间设置有沿X轴方向上的水平轨道；水平轨道上安装有沿轨道行走的第一机器人；第一机器人与工作口之间设置有第二机器人；

所述的第一机器人具有一对可在Y轴方向上伸展的第一货叉；和在Z轴方向上移动的第一升降机构；所述的第一货叉之间的宽度大于电池包的长度；