[发明专利]监控工作站、换电池站和电动汽车通过物联网组成的电池箱更换系统

摘要

一种监控站换电站电动汽车通过物联网组成的电池箱更换系统，第一监控工作站的计算机通过网络连接设备、互联网和3G/4G移动系统网络与车载装置主控制器连接，CAN总线通信模块通过控制第一、二电池箱机器人系统与第一、二电池箱连接，第一控制线和BMS信号线与第一信号线控制线路保护器连接，第二控制线和BMS信号线与第二信号线控制线路保护器连接，第一监控工作站计算机与智能通信终端连接，智能通信终端与四柱举升机、摆渡机器人、第一、二码垛机器人、第一、二输送线连接，第三监控工作站计算机、电池箱更换站和电动汽车通过物联网完成端对端的连接，所组成的电池箱更换系统分9个步骤更换第一、二电池箱。

主权项

一种物联网控制的电动汽车底盘上的电池包更换和防暴系统，其特征是：在电动汽车底盘(2)上安装的电池更换系统(5)包含第一电池包放置处(32)和第二电池包放置处(33)；第一电池包放置处(32)设置于电动汽车底盘(2)的中前部，第二电池包放置处(33)设置于电动汽车底盘(2)的中后部，使用时第一电池包(3)放置于第一电池包放置处(32)内；第二电池包(4)放置于第二电池包放置处(33)内，使得电动汽车的重心在电动汽车的中部，在电池包悬挂支架(220)上设置电池包支架导线通道(49)，第一电池包接电器座(176)，第二电池包接电器座(262)，用螺丝通过第一固定口(50)和第二固定口(51)把电池包悬挂支架(220)安装在电池包自动更换系统(5)的内部顶板下面，在电池包自动更换系统(5)的内部安装控制第一电池包机器人系统(11)和控制第二电池包机器人系统(14)，车轮(10)由导电的金属制成的轮毂(99)和导电的橡胶制成的轮胎(100)组成后，可以向地面传导各个配件接地导线上的电流，切换单元(222)包括第一电池包(3)和第二电池包(4)；第一电池包(3)和第二电池包(4)分别是独立动力电源配置在电动汽车(1)上，第一电池包(3)的输出端和第二电池包(4)的输出端并联连接，第一电池包(3)为优先动力电源，第二电池包(4)为备用动力电源，切换单元(222)被配置为：在当前供电的第一电池包(3)的SOC小于预定阈值时，切换到第二电池包(4)进行供电，SOC为State of Charge的缩写，指充电容量与额定容量的比值，用百分比表示，电池具有额定容量，在某倍率下充电一定的时间，可以得到充电容量，充电容量与额定容量的比值即为SOC，预定阈值设定为5％‑8％之间，第一电池包(3)的输出端内部连线上设置有第一主正继电器(7)，第一主正继电器(7)并联第一二极管(6)，第二电池包(4)的输出端内部连线上设置有第二主正继电器(8)，第二主正继电器(8)并联第二二极管(9)，在正常行驶过程中，一般使用第一电池包(3)进行供电，在第一电池包(3)进行供电时，第一主正继电器(7)闭合，第二主正继电器(8)断开，第一电池包(3)和第二电池包(4)都包括多个能够单独拆卸的单体电池(54)，第一电池包(3)和第二电池包(4)包含N个(N≥1，且为整数)单体电池(54)系统采集板LECU和一个电池系统主控板BMU，其中采集板主要采集每个单体电池(54)电压和温度，电池系统主控板主要与电池系统外围单元通讯，电池系统主控板通过信号控制第一电池包(3)和第二电池包(4)内部的继电器导通或关断，同时监测总正、总负之间的电压，电池系统主控板时时采集电流传感器检测的电流大小，作为计算SOC的主要依据之一，电池系统主控板检测继电器的导通和关断状态，作为安全监控条件，电动汽车(1)行驶时切换单元(222)被配置为：使第一主正继电器(7)断开，第一电池包(3)通过第一二极管(6)对外供电；使第二主正继电器(8)闭合，第二电池包(4)通过第二主正继电器(8)对外供电；在第二电池包(4)的电压大于第一电池包(3)的电压的条件下，单向导通的第一二极管(6)断开，电动汽车(1)停驶时切换单元(222)被配置为：通过网关控制器使得第一电池包(3)的低压系统进入休眠模式，在电动汽车(1)重新启动过程中启动第二电池包(4)的低压系统并且禁止启动第一电池包(3)的低压系统，从而仅通过第二电池包(4)供电，运行切换：当第一电池包(3)工作需要切换到第二电池包(4)时，先控制第一电池包(3)的第一主正继电器(7)断开，此时通过第一二极管(6)导通对外供电，下一步闭合第二电池包(4)的第二主正继电器(8)，此时两个电池包同时对外供电，但由于第二电池包(4)的电压高于第一电池包(3)，第一二极管(6)反向截止，无法输出电压，也不会发生电压突变及两个电池包之间产生电势差，并由网关控制器使第一电池包(3)的低压系统进入休眠模式，顺利完成切换，停车切换：当第一电池包(3)的SOC过低时，停车后，由网关控制器使第一电池包(3)的低压系统进入休眠模式，重新启动时只启动第二电池包(4)的电气系统，完成切换，紧急情况处理：电动汽车(1)在运行时候，第一电池包(3)突然达到预警温度如150°时马上进行运行切换由第一电池包(3)切换到第二电池包(4)，如果第一电池包(3)温度超过预警温度还在在升高，立即启动控制第一电池包机器人系统(11)开始工作，在动力装置的带动下连杆(113)下端安装的第一托架(108)随连杆(113)一起做脱离第一电池包(3)的移动，第一托架(108)上的第一承重平台(257)逐渐脱离第一电池包(3)的第一电池包第二固定平台(226)，第一托架(108)与第一电池包(3)脱离，第一电池包(3)自动脱落离开电动汽车底盘(2)掉到路面上，第二电池包(4)突然达到预警温度如150°时马上进行运行切换，由第二电池包(4)切换到第一电池包(3)，如果在第二电池包(4)温度超过预警温度还在在升高，立即启动控制第二电池包机器人系统(14)开始工作，在动力装置的带动下连杆(113)下端安装的第二托架(1089)随连杆(113)一起做脱离第二电池包(4)的移动，第二托架(109)上的第二承重平台(252)逐渐脱离第二电池包(4)的第二电池包(4)的第二固定平台(225)，第二托架(109)与第二电池包(4)脱离，第二电池包(4)自动脱落离开电动汽车底盘(2)掉到路面上，如果第一电池包(3)和第二电池包(4)同时达到预警温度如150°温度还在在升高并且无法控制，可以同时启动控制第一电池包机器人系统(11)做脱离第一电池包(3)的移动和第二电池包机器人系统(14)做脱离第二电池包(4)的移动，同时抛掉第一电池包(3)和第二电池包(4)，在控制第一电池包机器人系统(11)和控制第二电池包机器人系统(14)中，包括总控制器(117)、液压控制器(120)和伺服电机控制器(127)，液压控制器(120)和伺服电机控制器(127)均与总控制器(117)相接，液压控制器(120)接有多路减压放大器(123)，多路减压放大器(123)接有电液比例阀(124)，电液比例阀(124)用于带动机械手连杆(113)上下移动的油缸(114)连接；伺服电机控制器(127)接有多路伺服放大器(125)，多路伺服放大器(125)与用于带动连杆(113)转动的伺服电机(115)相连接，伺服电机(115)通过减速机(116)与连杆(113)相连接；液压控制器(120)还接有用于检测连杆(113)移动距离的位移传感器(121)和用于检测油缸(114)内液压油压力的压力传感器(122)，伺服电机控制器(127)还接有用于检测减速箱(116)动力输出轴转速的光电编码器(126)，总控制器(117)还接有用于摄录机械手活动状况的摄像机(118)和用于显示机械手活动状况的显示屏(119)，液压控制器(120)和伺服电机控制器(127)均通过CAN总线与总控制器(117)通信，总控制器(117)通过RS232数据线接收遥控端指令，通过CAN总线分配任务给液压控制器(120)和伺服电机控制器(127)控制机械手各执行机构动作，液压控制器(120)的输出端连接多路减压放大器(123)，通过电液比例阀(124)对油缸(114)进行控制，伺服电机控制器(127)的输出端连接多路伺服放大器(125)，多路伺服放大器(125)的输出端连接伺服电机(115)，通过伺服电机(115)对减速箱(116)进行控制，通过摄像机(118)对环境进行采集，通过显示屏(119)显示机械手的操作过程，并通过在机器人的机械手上设置位移传感器(121)，避免自体和外界环境的碰撞，物联网控制的电动汽车底盘上的电池包更换和防暴系统更换第一电池包(3)和第二电池包(4)的步骤：第一步，要充电的电动汽车(1)驾驶员用电动汽车车载装置通过3G/4G网络等无线网络与监控工作站(105)联系，查到距离其最近的物联网和机器人组成的电动汽车电池包更换站(221)，到达物联网和机器人组成的电动汽车电池包更换站(221)后，把电动汽车(1)开上四柱举升机(101)，电动汽车(1)驾驶室内的驾驶员在电动汽车车载装置的LCD液晶屏幕上启动由监控工作站(105)控制的远程监控换电池模式，第二步、监控工作站(105)操控人员通过网络把电动汽车(1)的换电池过程移交给监控工作站(106)，这时候监控工作站(106)开始进行远程监控，启智联网和机器人组成的电动汽车电池组更换系统由等待状态进入工作状态，摆渡机器人(103)沿着摆渡机器人行走钢轨(104)轨道行走到电动汽车(1)的电池包自动更换系统(5)下面的第一电池包安装位置(32)，电池包托盘(159)顶住第一电池包(3)，监控计算机(106)操控人员启动控制第一电池包机器人系统(11)开始工作，在动力装置的带动下连杆(113)下端安装的第一托架(108)随连杆(113)一起做脱离第一电池包(3)的移动，第一托架(108)上的第一承重平台(257)逐渐脱离第一电池包(3)的第一电池包第二固定平台(226)，第一托架(108)与第一电池包(3)脱离，摆渡机器人(103)开始工作带动托着第一电池包(3)脱离电池支架第一承重平台(52)，控制第一电池包机器人系统(11)停止工作，摆渡机器人(103)载着第一电池包(3)沿着摆渡机器人行走钢轨(104)轨道行走运到第一码垛机器人(102)的卸载电池处，第一码垛机器人(102)把第一电池包(3)卸载下来，第三步、第一码垛机器人(103)抓取到充好电的第一电池包(3)放到摆渡机器人(103)顶部电池托盘(159)上面，第四步、摆渡机器人(103)沿着摆渡机器人行走钢轨(104)行走到四柱举升机(101)下，摆渡机器人(103)完成X/Y方向定位后，机器人上升的过程利用超声测距传感器的输出与液压机构编码器的输出差值运算后，作为PID控制器的输入对比例流量阀进行PID控制，当液压机构举升至预期位置停止上升，定位准确，由监控工作站(106)向摆渡机器人(199)发出开始安装电动汽车第一电池包(3)的指令，摆渡机器人(103)把电动汽车第一电池包(3)顶到.电池包自动更换系统(5)上面的第一电池包安装位置(32)，监控计算机(106)操控人员启动控制第一电池包机器人系统(11)开始工作，推着第一电池包(3)移动使第一电池包第一固定平台(26)逐步进入到电池支架第一承重台(52)上，第一接电器插头(175)与第一电池包接电器座(176)紧密接触，第一电池包(3)安装完毕，控制第一电池包机器人系统(11)停止工作，摆渡机器人(103)沿着摆渡机器人行走钢轨(104)离开四柱举升机(101)下，第五步、摆渡机器人(103)沿着摆渡机器人行走钢轨(104)行走到四柱举升机(101)下，到达电动汽车底盘(2)下面第二电池包安装位置(33)，电池包托盘(159)顶住第二电池包(4)，监控计算机(106)操控人员启动控制第二电池包机器人系统(14)开始工作，在动力装置的带动下连杆(113)下端安装的第二托架(1089)随连杆(113)一起做脱离第二电池包(4)的移动，第二托架(109)上的第二承重平台(252)逐渐脱离第二电池包(4)的第二电池包第二固定平台(225)，第二托架(109)与第二电池包(4)脱离，控制第二电池包机器人系统(14)停止工作，第二电池包(4)落在摆渡机器人(103)顶部电池托盘(159)上面，摆渡机器人(103)载着第二电池包(4)沿着摆渡机器人行走钢轨(104)轨道行走运到第一码垛机器人(102)处，第一码垛机器人(102)把摆渡机器人(103)载着第二电池包(4)卸载下来，第六步第一码垛机器人(102)抓取到充好电的第二电池组包(4)，放到等待的摆渡机器人(103)顶部电池托盘(159)上面，第七步、摆渡机器人(103)沿着摆渡机器人行走钢轨(104)轨道行走四柱举升机(101)下，摆渡机器人(103)完成X/Y方向定位后，机器人上升的过程利用超声测距传感器的输出与液压机构编码器的输出差值运算后，作为PID控制器的输入对比例流量阀进行PID控制，当液压机构举升至预期位置停止上升；定位准确，由监控工作站(106)向摆渡机器人(103)发出开始安装第二电池包(4)的指令，摆渡机器人(103)托举着第二电池包(4)到达电动汽车(1)电动汽车底盘(2)下部第二电池包安装位置(33)，电池包托盘(159)顶住第二电池包(4)到第二电池包安装位置(33)，监控工作站(106)操控人员启动控制第二电池包机器人系统(14)开始工作，推着第一电池包(3)移动使第二电池包(4)的第二电池包第一固定平台(46)逐步进入到电池支架第二承重台(53)上，接电器第二插头(254)与第二电池包接电器插座(262)紧密接触，第二电池包(4)安装完毕，控制第二电池包机器人系统(14)停止工作，由监控工作站(106)向摆渡机器人(103)发出第二电池包(4)安装完毕的指令，摆渡机器人(103)沿着沿着摆渡机器人行走钢轨(104)轨道离开四柱举升机(101)下，第八步、电池更换过程结束，四柱举升机(101)落下，驾驶员驾驶电动汽车(1)驶离电动汽车电池组更换车间，第九步、监控工作站(106)发出电池更换完毕信号，整个物联网和机器人组成的电动汽车电池包更换站(221)完成原点复位，电池包外部壳体(199)构成了第一电池包外壳(223)和第二电池包外壳(224)，电池包外部壳体(199)包括由上盖(200)和底座(201)电池包外部壳体(199)底座(91)的前侧面嵌装有接电器插头(203)可以构成第一接电器头(175)或第二接电器插头(254)，电池包外部壳体(199)的上盖(200)长度小于底座(201)的底边(174)的梯形结构，用螺丝通过多个固定口(266)把第一温度调整板(12)和第二温度调整板(13)安装在电池更换系统(5)的上面，第一温度调整板(12)对应安装在第一电池包安装位置(32)上面；第二温度调整板(13)对应安装在第二电池包安装位置(33)上面，第一连接管(95)和第二连接管(96)把第一温度调整板(12)和第二温度调整板(13)连接在一起，第一温度调整板(12)上设置冷却液进口(97)和冷却液出口(98)，把第一电池包(3)放入第一电池包外壳(223)中，弯成弯度90°的第一屏蔽导管(21)和第二屏蔽导管(22)由导电导磁的金属制成固定在第一电池包外壳(223)的内部，在第一电池包外壳(223)内部安装第一信号线控制线路保护器(16)，第一控制线和BMS信号线(20)沿着第一屏蔽导管(21)进入第一电池包外壳(223)内部前与第一信号线控制线路保护器第一导线(17)连接在第一连接点(19)处，第一线号线控制线路保护器第二导线(18)与第一电池包(3)的电路板信号输出线(69)连接，即第一控制线和BMS信号线(20)与第一信号线控制线路保护器(16)的连接方式是串联连接，第一连接点(19)卸载和吸收了沿着第一控制线和BMS信号线(20)进入的大电流，第一信号线控制线路保护器接地导线(15)与第一电源浪保护器接地导线(30)连接，在第一电池包外壳(223)内部安装第一电源浪涌保护器(31)，第一电源线(23)沿着第二屏蔽导管(22)进入第一电池包外壳(223)内部前与第一电源浪涌保护器第一导线(28)连接于第二连接点(25)处，然后第一电源线(23)与第一电池包(3)的正极接线柱(66)连接；第二电源线(24)沿着第二屏蔽导管(22)进入第一电池包外壳(223)内部前与第一电源浪涌保护器第二导线(29)连接于第三连接点(27)处，然后第二电源线(24)与第一电池包(3)的负极接线柱(71)连接；第一电源浪保护器接地导线(30)与第一电池包插头(176)的接地导线第四强电触头(198)连接；第二连接点(25)卸载和吸收了沿着第一电源线(23)进入的大电流；第三连接点(27)卸载和吸收了沿着第二电源线(24)进入的大电流，在第一电池包外壳(223)内部安装第二电源浪涌保护器(229)，第三电源浪涌保护器第一导线(227)与第一电池包(3)的外表面连接，第三电源浪涌保护器第二导线(228)与第一电池包外壳(223)的内表面连接，可以卸载和吸收沿着第一电池包外壳(223)感应出来的大电流，第三电源浪涌保护器接地导线(230)与第一电源浪保护器接地导线(30)连接，第一信号线控制线路保护器接地导线(15)、第一电源浪保护器接地导线(30)和第三电源浪涌保护器接地导线(230)做等电位连接，把以上各个接地导线上的电流导入接地导线第四强电触头(198)后再导入电动汽车(1)的接地系统后由车轮(10)导入大地，把第二电池包(4)放入第二电池包外壳(224)中，弯成弯度90°的第三屏蔽导管(38)和第四屏蔽导管(41)由导电导磁的金属制成固定在第二电池包外壳(224)的内部，在第二电池包外壳(224)内部安装第二信号线控制线路保护器(35)，第二控制线和BMS信号线(40)沿着第三屏蔽导管(38)进入第二电池包外壳(224)内部前与第二信号线控制线路保护器第二导线(37)连接在第四连接点(39)处，第二线号线控制线路保护器第一导线(36)与第一电池包(3)的电路板信号输出线(69)连接，即第一控制线和BMS信号线(20)与第二信号线控制线路保护器(35)的连接方式是串联连接，第四连接点(39)卸载和吸收了沿着第二控制线和BMS信号线(40)进入的大电流，第二线号线控制线路保护器接地导线(34)与第二电源浪涌保护器接地导线(47)连接，把第二电池包(4)放入第二电池包外壳(224)中，弯成弯度90°的第三屏蔽导管(38)和第四屏蔽导管(41)由导电导磁的金属制成固定在第二电池包外壳(224)内部内壳上，在第二电池包外壳(224)内部安装第三电源浪涌保护器(48)，第三电源线(42)沿着第四屏蔽导管(41)进入第二电池包外壳(224)内部前与第二电源浪涌保护器第二导线(238)连接于第五连接点(43)处，然后第三电源线(42)与第二电池包(4)的正极接线柱(66)连接；第四电源线(44)沿着第四屏蔽导管(41)进入第二电池包外壳(224)内部前与第二电源浪涌保护器第一导线(237)连接于第六连接点(45)处，然后第四电源线(29)与第二电池包(4)的负极接线柱(71)连接，第二电源浪涌保护器接地导线(47)与第二接电器插头(254)的第九强电触头(253)连接，第五连接点(43)卸载和吸收了沿着第三电源线(42)进入的大电流；第六连接点(45)卸载和吸收了沿着第四电源线(44)进入的大电流，在第二电池包外壳(224)内部安装第四电源浪涌保护器(234)，第四电源浪涌保护器第一导线(232)与第二电池包(4)的外表面连接，第四电源浪涌保护器第二导线(233)与第二电池包外壳(224)的内表面连接，第四电源浪涌保护器接地导线(235)与第二电源浪涌保护器接地导线(47)连接，第二电源浪涌保护器接地导线(47)、第四电源浪涌保护器接地导线(235)和第二线号线控制线路保护器接地导线(34)做等电位连接，把以上各个接地导线上的电流导入第九强电触头(253)后再导入电动汽车(1)的接地系统后由车轮(10)导入大地，电源浪涌保护器(SPD)在电路中与电源线的常用连接方式是并联，包括外壳(63)，外壳是由边框及上盖(64)、下盖(65)组成，外壳的上盖(64)上设有正极接线柱(66)、负极接线柱(71)，通过导线与每个电池连接的防过压/过流/过温电路板(67)，电路板设有电路板信号输出线(69)；外壳(63)的内部包括由若干正、负电极分设在两端的单体电池(54)以相邻电池极性相反组合排列构成的电池阵列，相邻电池的正负电极通过连接片(55)连接，在电池阵列的顶面和底面分别设有上支撑座(56)、下支撑座(57)，上支撑座(56)、下支撑座(57)通过多根支撑柱(60)固定连接，在电路板(67)上安装电路板保护罩(68)，电路板信号输出线(69)从电路板保护罩(68)上引出，单体电池(54)中正极柱(73)和负极柱(75)的连线与上盖(64)的延长线和下盖(65)延长线都成90°夹角，电池格(84)排列为正六边形，电池格(85)排列为半个正六边形，两种排列方式放置两种电池单体(54)；在上支撑座(56)、下支撑座(57)的凹槽(58)底面分别与电池上下端面之间设置弹性缓冲胶垫(61)，弹性缓冲胶垫(61)的形状为圆环状，材料为EPDM，在连接片上贴附绝缘导热胶带(62)，在上支撑座(56)、下支撑座(57)上分别设置能够卧装电池两端的凹槽(58)，在相互连接的电池凹槽间设置能露出电池电极的连通孔(59)，是正六棱柱形锂电池的结构，单体电池第一边(86)、单体电池第二边(87)、单体电池第三边(88)、单体电池第四边(89)、单体电池第五边(90)、单体电池第六边(91)长度相等，包括电芯(70)、内壳(83)、外壳(72)、正极柱(73)和负极柱(75)，内壳(83)将电芯(70)包裹在其中，外壳(72)包裹住内壳(83)正极柱(73)和负极柱(75)分别位于外壳(72)的上下端面的中间位置，外壳(72)上端面设有一盖板(76)，盖板(76)上设有第一注胶口(77)，外壳(72)的下端面与第一注胶口(77)对应位置设有第二注胶口(78)，内壳(83)和外壳(72)之间填充有高导热电子硅胶(79)，正极柱(73)和负极柱(75)均套有一与正极柱(73)和负极柱(75)相匹配的螺母(80)；螺母(80)与外壳(72)接触面之间设有垫片(81)；正极柱(73)的中间位置设有注液口(82)，注液口(82)旁还设有排气口(74)，通过内外壳之间填满的高导热电子硅胶(79)，能使得电芯(70)的热扩散更加均匀，并能快速的将热量导入外壳(72)，加快了散热速度，且能有效的提高锂电池的抗震能力和密封性，正极柱(73)和负极柱(75)均套有一螺母(80)，螺母(80)与外壳(72)接触面之间设有垫片(81)，用以固定电芯(70)及用来与外壳(72)的绝缘，提高了电绝缘性和稳定性，正极柱(73)上设有注液口(82)和排气口(74)，具有锂电池电解液的注液及排气减压功能，电池的结构为半个二分之一正棱柱体结构，单体电池第七边(92)、单体电池第八边(93)、单体电池第九边(94)长度相等，摆渡机器人(141)包括X轴、Z轴、R轴三个方向的自由度，依次为直线行走机构(142)、液压举升机构液压举升机构(143))和角度纠偏机构(144)，直线行走机构(142)位于摆渡机器人(141)的底部，包括滑轮(148)、万向联轴器(145)、皮带(149)(149)、第一伺服电机(150)、第一减速机(151)和底座(152)等几个部分；前端两个滑轮为机器人动力装置，与一组万向联轴器连接，后端两个滑轮为从动装置；第一伺服电机(150)与配套的第一减速机(151)胀套连接，通过皮带(149)实现第一减速机(151)与滑轮(148)的动力传输，驱动滑轮(148)在滑轨上直线行走，直线行走机构(301)下端布置有三个光电开关，依次与原点挡片和前后两个极限挡片配合，提供给PLC控制系统(161)到位开关信号，实现机器人原点搜索和复位，并杜绝其越界运行；前极限挡片、原点挡片及后极限挡片沿铺设的直线滑轨依次排列，原点挡片位于前后极限挡片中间，液压举升举升机构(143)位于直线行走机构(142)底座的上部，包括两个液压伸缩缸；一级液压缸(153)位于二级液压缸(154)的下部，一级液压缸(153)完全伸出后，二级液压缸(154)开展伸缩运动；一、二级液压缸一侧分别焊接横梁并布置有防转梁，防转梁与位于一级液压缸焊接横梁及底座焊接横梁上的两个防转孔配合，防止电池随液压机构(143)举升过程中的旋转；一、二级液压缸另一侧分别设置有齿条(146)、编码器(147)、挡片和第一接近开关；挡片与接近开关相配合，第一接近开关设置于一级液压缸焊接横梁的底端，当一级液压缸(155)完全伸出，挡片触发接近开关的开关信号，二级液压缸(154)开始伸缩运动；位于二级液压缸(154)侧面上的齿条(146)通过齿轮与编码器(147)啮合，通过计算编码器(147)转数获取二级液压缸(154)上升高度；编码器(147)与PLC控制系统(161)连接，PLC控制系统(161)开始高速计数，角度纠偏机构(144)位于液压举升机构(143)的上端，包括安装法兰(155)、大小齿轮(156)、第二伺服电机(157)和第二减速机(158)等几个部分，二级液压缸(154)上安装有安装法兰(155)，第二伺服电机(157)、第二减速机(158)、大小齿轮(156)依次布置于安装法兰(155)上，第二伺服电机(157)上端安装小齿轮，二级液压缸(154)上安装大齿轮，大小齿轮机械啮合，随第二伺服电机(157)驱动配合旋转，大齿轮下端布置有挡片，安装法兰(155)上布置三个第二接近开关；大齿轮在旋转过程中依次触发旋转左右极限、原电复位开关信号，确保大齿轮在规定的范围内旋转动，角度纠偏机构(144)上端安装有电池托盘(159)，大齿轮旋转圆心与电池包托盘(159)重心同心，电池包托盘(159)安装有四个限位块(160)，与待换电动汽车(1)电池组箱底部四个突起耦合，可实现电池外箱位置微调和可靠固定，电池包托盘(159)上安装有超声测距传感器(168)和DMP传感器(169)；超声测距传感器(168)用于测量电池托盘(312)到待换电的电动汽车底盘的距离；DMP传感器(169)与安装于待换电乘用车底盘上的反光板配合，搜寻计算反光板靶点位置，获取摆渡机器人(141)与待换电乘用车的水平角度偏差，直线行走机构(142)、液压举升机构(143)联动，只有摆渡机器人(141)直线行进和垂直举升到达设定位置时，角度纠偏机构(144)才开始动作，只有角度纠偏机构(144)上的电池托盘(159)达到预期效果，液压举升机构(143)才重新开始动作，直线行走机构(142)、角度纠偏机构(144)采用伺服电机驱动，驱动电机与相应的编码器连接，各编码器与相应的驱动器连接；驱动器发送位置脉冲信号给伺服电机，编码器将采集的电机旋转信息传递回驱动器，形成位置模式全闭环控制，摆渡机器人(141)控制系统框图，所述PLC控制系统(161)为摆渡机器人(141)动作控制的核心部分，包括触摸屏(162)、无线通信模块(163)、欧姆龙PLC控制器(164)、A/D模块(405)、D/A模块(166)等；无线通信模块(163)通过串口RS(485)与触摸屏(162)通信，欧姆龙PLC控制器(164)通过串口RS(232)与触摸屏(162)通信，触摸屏(162)通过工业以太网与后台监控系统(167)通信；超声测距传感器(168)、DMP传感器(169)、液压比例流量阀(170)、各编码器(171)、接近开关(172)、光电开关(173)等与PLC控制系统(161)实时数据传输通信，超声测距传感器(168)和DMP传感器(169)与PLC控制系统(161)中的A/D模块(165)连接，将传感器采集的模拟信号转化为数字信号，并传送给PLC控制系统(161)，液压比例流量阀(170)与PLC控制系统(161)中的D/A模块(166)连接，将PLC控制系统(161)的数字控制信号转化为模拟流量控制信息，实现对液压举升机构(143)的速度控制，编码器与PLC控制系统(161)的A/D模块(165)连接，编码器(171)采集二级液压缸(154)单侧齿条的上升高度，经过计算获取二级液压缸(154)举升距离，将该数据反馈给PLC控制系统(161)，形成举升过程中的全闭环控制，接近开关(172)和光电开关(173)与PLC控制系统(161)中的欧姆龙PLC控制器(164)连接，实时传输摆渡机器人(141)各自由度的极限位置信息，触发PLC控制系统(161)的中断模式及高速计数模式，实现摆渡机器人(141)在规定范围内的准确、快速动作，与接电器座相连的触头主体(204)和与电池包相连的接电器插头(207)，在触头主体(204)内触头连接柱(208)右端设置有触头(209)，接电器插头(207)紧密抵靠该触头(209)，触头主体(204)内设置有弹簧(212)，接电器插头(207)向左推动触头(209)时由弹簧(212)限位，触头主体(204)包括壳体(205)和盖(206)，盖(206)密封盖设于壳体(205)的左端，壳体(205)的右端和盖(206)均具有通孔，触头连接柱(208)的左端穿设于盖(206)的通孔内，触头(209)设于壳体(205)的通孔内，且触头连接柱(208)与盖(206)的通孔为密封连接，触头(209)与壳体(205)的通孔为密封连接，在壳体(205)内触头连接柱(208)的右端处设置有触头挡片(210)，弹簧(212)套设于触头连接柱(208)外，弹簧(212)的一端抵靠触头挡片(210)，弹簧(212)的另一端抵靠盖(206)，壳体(205)内部，盖(206)和触头挡片(210)形成的空间内填充设置有阻尼油(213)，触头挡片(210)具有阻尼孔(211)，该阻尼孔(211)连通位于壳体(205)内触头挡片(210)左右两侧的空间，触头挡片(210)的外缘与壳体(205)的内表面具有间隙，壳体(205)右侧与接电器插头(207)相对应的表面固定设置有定位螺钉(214)，接电器插头(207)左侧与壳体(205)相对应的表面设置有定位孔(215)，盖(206)的通孔与连接柱的左端之间设置有第一密封圈(216)，触头(209)与壳体(205)的通孔之间设置有第一密封圈(216)，阻尼孔(211)中间部分的直径小于该阻尼孔(211)两端的直径，当安装在电池包上的接电器插头(207)向左移动，接电器插头(207)插头顶住触头(209)压缩弹簧，两接触平面紧密接触导通电源，触头(209)功能是将电池包的高压电导入到电动汽车，当电池包上的接电器插头(207)压迫触头(209)，触头(209)向左退缩，并随着压缩量的增加，触头与接电器插头(207)之间的正压力加大，使它们之间紧密结合，当车辆运行中抖动或加减速时，触头(209)有移动趋势，在壳体(205)内加注有阻尼油(213)，本阻尼油(213)不导电，触头(209)要向左移动，必须克服阻尼油(213)的阻尼后方可移动，瞬间的移动因阻尼油(213)的作用而无法移动，但慢速移动就可以，触头(209)可以在外力作用下向左慢速移动，当触头(209)向左移动时，在触头(209)左方的油压力增高，这些油只能通过在触头(209)上设计的阻尼孔(211)或边缘缝隙流到前面，而这个流动只能慢速进行，如遇瞬时抖动，由于改变运动状态的时间短而无法移动，此设计可有效避免因车辆抖动或加减速时高压触头快速移动，避免因抖动而产生瞬间导电断开，避免触头(209)间拉弧而损坏触头(209)，接第一电器插头底板(177)的第一骨架(179)内设置有一体设置的外圈和内圈双环密封环的第一密封环(178)，密封环(178)环绕设置于第一接电器插头(175)上设置的第一强电触头(185)、第二强电触头(190)、第三强电触头(193)、第四强电触头(198)和第一信号控制线触头(186)外，第一电池包接电器座(176)上的接电器盒(180)内具有第五强电阻尼触头(187)、第六强电阻尼触头(189)、第七强电阻尼触头(191)、第八强电阻尼触头(197)、信号控制线接电盒(188)、第一插座(192)、第二插座(182)、第三插座(183)、第四插座(196)和第一信号控制线插座(184)；第一插座(192)的导线与第七强电阻尼触头(191)连接、第二插座(182)的导线与第五强电阻尼触头(187)连接、第三插座(183)的导线与第六强电阻尼触头(189)连接、第四插座(196)的导线与第八强电阻尼触头(197)连接，第一信号控制线插座(184)的信号线与第一信号控制线接电盒(188)；第一信号控制线接电盒(188)设置有弹性部件，第一信号控制线触头(186)推动第一信号控制线接电盒(188)时通过该弹性部件使第一信号控制线接电盒(188)紧贴第一信号控制线触头(186)，第一强电触头(185)与第一电源线(23)连通，第二强电触头(190)与第二电源线(24)连通，第四强电触头(198)与第一电池包(3)的第一电源浪涌保护器接地导线(30)连通，第一信号控制线触头(186)与第一电池包(3)内的第一控制线和BMS信号线(20)连通，第二插座(182)和第三插座(183)与电动汽车(1)的强电电线连接，第一信号控制线插座(184)与电动汽车的信号控制线连接，弹性部件包括第一橡胶垫(195)一端与接电器盒(180)连接，该第一橡胶垫(195)的另一端与第一接电器支架(176)连接，第一螺栓(194)设置在橡胶垫(195)内，第一接电器插头(175)安装在第一电池包(3)前端，当控制第一电池包机器人系统(11)的第一托架(108)将第一电池包(3)顶入第一电池包(3)安装位置后，第一接电器插头(175)与第一电池包接电器座(176)连接，第三强电触头(193)推动并紧密抵靠第七强电阻尼触头(191)，第一强电触头(185)推动并紧密抵靠第五强电阻尼触头(187)；第二强电触头(190)推动并紧密抵靠第六强电阻尼触头(189)；第四强电触头(198)推动并紧密抵靠第八强电阻尼触头(197)；第一信号控制线触头(186)与信号控制线接电盒(188)连接，密封环(178)随着第一电池包(3)的移动，密封环上的两到密封圆弧与平面结合，产生变形，在触点周围形成两道环形线密封，第一插座第一通风管连接器(280)与电动汽车(1)通风控制系统连接，第一插座第一通风管连接器(280)与第一插座第一通风管(281)连接；第一插座第一通风管(281)与第一插座第一通风管阻尼接头座(282)连接，第一插座第二通风管连接器(283)与第一插座第二通风管(284)连接；第一插座第二通风管(284)与第一插座第二通风管阻尼接头座(285)连接，第一插头第一进气口(279)与第二空气进出口(276)连接，外部空气进入空气通道(274)后通过第一空气进出口(275)流出而流入第一电池包(3)外壳内，把第一电池包(3)冷却之后从第一插头第一出气口(278)排出，第一插头第一出气口(278)和第一插座第一通风管阻尼接头座(282)；第一插头第一进气口(279)和第一插座第二通风管阻尼接头座(285)中间是可以通风的空心结构，第一插头第一出气口(278)和第一插头第一进气口(279)单独被第一密封环(178)围起来形成单独的环形密封结构后，第一密封环(178)再把第一插头第一出气口(278)和第一插头第一进气口(279)从中间隔开，接电器第二插头(254)第二接电器插头(254)安装在第二电池包(4)前端，接电器第二插座(262)安装在电动轿车电池包悬挂支架(220)上，第二接电器插头底板(263)上的第二骨架(260)内设置有一体设置的外圈和内圈结构的第二密封环(261)，第二密封环(261)环绕设置于第二接电器插头(254)上设置的第九强电触头(253)、第十强电触头(255)、第十一强电触头(258)、第十二强电触头(259)和第二信号控制线触头(256)外，接电器座(262)上的接电器盒(249)内具有第十三强电阻尼触头(239)、第十四强电阻尼触头(241)、第十五强电阻尼触头(246)、第十六强电阻尼触头(248)和第二信号控制线接电盒(244)、设置第五插座(240)、第六插座(242)、第七插座(245)、第八插座(248)和第二信号控制线插座(244)；第五插座(240)的导线与第十三强电阻尼触头(239)连接、第六插座(242)的导线与第十四强电阻尼触头(241)连接、第七插座(245)的导线与第十五强电阻尼触头(246)连接、第八插座(247)的导线与第十六强电阻尼触头(248)连接，第二信号控制线插座(243)的信号线与第二信号控制线接电盒(244)；第十强电触头(255)与第二电池包(4)第三电源线(42)连通，第十一强电触头(258)与第二电池包(4)的第四电源线(44)连接，第九强电触头(253)与第二电池包(4)的第二电源浪涌保护器接地导线(47)连通，第十二强电触头(259)与第二电池包(4)的第二信号线控制线路保护器接地导线(34)连通，第二信号控制线触头(256)与第二电池包(4)的第二控制线和BMS信号线(40)连通，第六插座(242)和第七插座(245)与电动汽车(1)的强电电线连接；第二信号控制线插座(243)与电动汽车内信号控制线连接，第二弹性部件包括第二橡胶垫(251)一端与第二接电器盒(249)连接，该第二橡胶垫(251)的另一端与第二接电器支架(262)连接，第二螺栓(250)设置在橡胶垫(251)内，当控制第二电池包机器人系统(14)的第二托架(109)将第二电池包(4)顶入第二电池包(4)安装位置后，第二接电器插头(244)与第二接电器座(262)连接时，第九强电触头(253)推动并紧密抵靠第十三强电阻尼触头(239)，第十强电触头(255)推动并紧密抵靠第十四强电阻尼触头(241)；第十一强电触头(258)推动并紧密抵靠第十五强电阻尼触头(246)；第十二强电触头(259)推动并紧密抵靠第十六强电阻尼触头(248)；第一信号控制线触头(256)与第二信号控制线接电盒(244)连接，第二信号控制线接电盒(244)设置有弹性部件，第二信号控制线触头(256)推动第二信号控制线接电盒(244)时通过该弹性部件使第二信号控制线接电盒(244)紧贴第二信号控制线触头(256)，第二密封环(261)随着第二电池包(4)的移动，密封环上的两到道密封圆弧与平面结合，产生变形，在触点周围形成两道环形线密封，第二插座第一通风管连接器(267)与电动汽车(1)通风控制系统连接，第二插座第一通风管连接器(267)与第二插座第一通风管(268)连接；第二插座第一通风管(268)与第二插座第一通风管阻尼接头座(269)连接，第二插座第二通风管连接器(270)与第二插座第二通风管(271)连接；第二插座第二通风管(271)与第二插座第二通风管阻尼接头座(277)连接，第二插头第一进气头(273)与第一空气进出口(275)连接，空气进入空气通道(274)后通过第二空气进出口(276)流出而流入第二电池包外壳内，把第二电池包(4)冷却之后从第二插头第一出气头(272)排出，第二插座第一通风管阻尼接头座(269)和第二插头第一出气头(272)中间是可以通风的空心结构；第二通风管阻尼接头座(277)第二插头第一进气头(273)中间是可以通风的空心结构，第二插头第一出气头(272)和第二插头第一进气头(273)单独被第二密封环(261)围起来形成单独的环形密封结构后，第二密封环(261)再把第二插头第一出气头(272)和第二插头第一进气头(273)从中间隔开。