本實用新型專利技術(shù)公開了一種電動乘用車底盤電池更換系統(tǒng)，包括快換機器人、換電平臺、中轉(zhuǎn)平臺、后臺監(jiān)控系統(tǒng)、堆垛機和充電架，中轉(zhuǎn)平臺、堆垛機和充電架均設(shè)置于換電平臺一側(cè)；快換機器人設(shè)置于換電平臺和中轉(zhuǎn)平臺之間，換電平臺上能夠通過電動乘用車，電動乘用車上設(shè)有與快換機器人所托電池箱相對應(yīng)的鎖止機構(gòu)；后臺監(jiān)控系統(tǒng)通過工業(yè)以太網(wǎng)分別與快換機器人和堆垛機相連。換電平臺機械定位機構(gòu)簡單，定位準(zhǔn)確，且造價低廉；液壓舉升機構(gòu)運用到快換機器人中，整個更換過程可靠穩(wěn)定，同時有效縮減更換設(shè)備的尺寸，節(jié)省更換系統(tǒng)實際占地面積；中轉(zhuǎn)平臺作為快換機器人和堆垛機電池更換的交互紐帶，進一步縮短了電池更換所耗費的時間。（*該技術(shù)在2022年保護過期，可自由使用*）
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本技術(shù)專利涉及一種電動汽車底盤電池組更換機器人，特別涉及電動乘用車電池自動取放的一種電動乘用車底盤電池更換系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
電動汽車作為一種新型交通工具，具有“零排放”、能量來源廣等優(yōu)點，是緩解我國石油資源緊張、城市大氣污染問題嚴重的重要手段，是推進交通發(fā)展模式轉(zhuǎn)變，推進節(jié)能減排工作的有效載體。然而，電池技術(shù)以及充電技術(shù)的滯后成為束縛電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸，各國政府和企業(yè)下大力度完善電動汽車配套基礎(chǔ)服務(wù)產(chǎn)業(yè)。目前，電動汽車能源補給主要有充電和換電兩種模式。充電需要的充電時間較長，大電流充電對電池使用壽命影響較大，且容易對配電網(wǎng)產(chǎn)生諧波污染，該模式有較大的弊端。與此相比，換電操作簡單，通過專業(yè)化工業(yè)機器人可實現(xiàn)電能快速、高效補充，同時可利用夜間進行電池的集中充電，實現(xiàn)了 電力負荷的“調(diào)峰填谷”，提高了電力設(shè)備的綜合利用效率，獲得了電動汽車廠家、電池企業(yè)和充換電運營商的普遍認可。中國國家知識產(chǎn)權(quán)局專利申請?zhí)枮镃N201110042565. 2的技術(shù)專利公開了一種電動乘用車動力電池快換系統(tǒng)，該系統(tǒng)橫向和縱向定位機構(gòu)采用電機定位牽引方式，造成系統(tǒng)設(shè)備成本偏高，同時運用傳送裝置進行動力電池的傳輸配送，一方面電池輸配會耗費大量時間，另一方面由于電池體積和質(zhì)量較大，傳輸過程中容易發(fā)生側(cè)滑危險。專利申請?zhí)枮镃N201010297770.9的技術(shù)專利公開了電動乘用車電池更換裝置及換電系統(tǒng)，該系統(tǒng)電池更換裝置為多軸旋轉(zhuǎn)式工業(yè)機器人，其設(shè)備占地面積較大，其次，由于電池質(zhì)量較大，造成機械臂輸出支撐扭矩較大。同時更換裝置內(nèi)未設(shè)計電池鎖止機構(gòu)，設(shè)備在整體旋轉(zhuǎn)過程中，電池容易出現(xiàn)滑落現(xiàn)象，進而影響電池的正常使用壽命。申請?zhí)枮?01110091321. 3的中國專利申請公開了一種電動車的電池更換方法、電池更換系統(tǒng)及其電池架，該電池更換系統(tǒng)包括固定的電池架、擺渡車、堆垛機及機械手，擺渡車可移動地位于電池架之中，在擺渡車上設(shè)有電池暫存位，堆垛機可移動地設(shè)于電池架一側(cè)，機械手可移動地設(shè)置于電池架另一側(cè)，更換方法是堆垛機取出有電電池移動到擺渡車處，將有電電池放到擺渡車上，機械手取出電動車上的無電電池放入擺渡車上，擺渡車承載著有電電池和無電電池移動一個工位，并與機械手對位，且機械手將擺渡車上的有電電池裝置到電動車內(nèi)。本專利技術(shù)專利將擺渡車作為有無電電池中轉(zhuǎn)的平臺，一方面控制系統(tǒng)邏輯更加復(fù)雜，增加了系統(tǒng)成本投入，另一方面擺渡車在動作過程中須與堆垛機和機械手進行反復(fù)定位配合，加大了電池更換定位的難度。因此，需提供一整套經(jīng)濟、穩(wěn)定的電動乘用車電池更換系統(tǒng)及更換方法，實現(xiàn)電動乘用車快速、安全、準(zhǔn)確的能源補給，滿足電動乘用車的日常行駛需求，推動電動汽車商業(yè)化和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展
技術(shù)實現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的就是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供了一種快速、安全、可靠的電動乘用車底盤電池更換系統(tǒng)。通過換電平臺的機械導(dǎo)弓I機構(gòu)可實現(xiàn)待換電乘用車的準(zhǔn)確定位，通過無線傳輸模塊可實現(xiàn)快換機器人與待換電電動乘用車關(guān)于電池鎖止數(shù)據(jù)信息的實時通信，方便快換機器人對電動乘用車電池的準(zhǔn)確、安全拆卸和安裝，通過二級式液壓伸縮機構(gòu)設(shè)計，有效降低快換機器人的本體高度和體積，節(jié)省了更換系統(tǒng)的占地面積，通過電池中轉(zhuǎn)平臺的電池傳遞交互，實現(xiàn)了快換機器人和堆垛機電池更換的銜接，大大縮短了更換系統(tǒng)電池更換過程的時間，滿足了電動乘用車快速、及時的能源補充，通過工業(yè)以太網(wǎng)可實現(xiàn)后臺監(jiān)控系統(tǒng)對快換機器人和堆垛機運行狀態(tài)的實時監(jiān)控，確保了電動汽車充換電站電池更換過程的準(zhǔn)確、安全及穩(wěn)定。為了實現(xiàn)上述內(nèi)容，本技術(shù)專利采用的技術(shù)方案為一種電動乘用車底盤電池更換系統(tǒng)，它包括快換機器人、換電平臺、中轉(zhuǎn)平臺、后臺監(jiān)控系統(tǒng)、堆垛機和充電架，所述中轉(zhuǎn)平臺、堆垛機和充電架均設(shè)置于換電平臺一側(cè)；所述快換機器人設(shè)置于處于換電平臺和中轉(zhuǎn)平臺之間，所述換電平臺上能夠通過電動乘用 車，所述電動乘用車上設(shè)有與快換機器人所托電池箱相對應(yīng)的鎖止機構(gòu)；所述后臺監(jiān)控系統(tǒng)通過工業(yè)以太網(wǎng)分別與快換機器人和堆垛機相連。所述快換機器人包括X軸、Z軸、R軸三個方向的自由度，依次為直線行走機構(gòu)、液壓舉升機構(gòu)和角度糾偏機構(gòu)；所述直線行走機構(gòu)、液壓舉升機構(gòu)和角度糾偏機構(gòu)由下到上依次連接設(shè)置；所述直線行走機構(gòu)、液壓舉升機構(gòu)和角度糾偏機構(gòu)均與控制系統(tǒng)相連。所述直線行走機構(gòu)位于快換機器人的底部，包括滑輪、萬向聯(lián)軸器、皮帶、第一伺服電機、第一減速機和底座；滑輪設(shè)置于底座下部，第一伺服電機和第一減速機設(shè)置于底座上部；其中，前端兩個滑輪為機器人動力裝置，兩滑輪通過一組萬向聯(lián)軸器連接；后端兩個滑輪為從動裝置，該兩個滑輪通過另一組萬向聯(lián)軸器連接；第一伺服電機與配套的第一減速機脹套連接，第一減速機通過皮帶與作為動力裝置的滑輪相連，通過皮帶實現(xiàn)減速機與滑輪的動力傳輸，驅(qū)動滑輪在滑軌上直線行走。所述直線行走機構(gòu)下端布置第一光電開關(guān)，所述三個第一光電開關(guān)依次與原點擋片和前后兩個極限擋片配合，提供給PLC控制系統(tǒng)到位開關(guān)信號，實現(xiàn)機器人原點搜索和復(fù)位，并杜絕其越界運行；所述前極限擋片、原點擋片及后極限擋片沿鋪設(shè)的直線滑軌依次排列，原點擋片位于前后極限擋片中間。所述液壓舉升舉升機構(gòu)位于直線行走機構(gòu)底座的上部，包括兩個液壓伸縮缸；一級液壓缸位于二級液壓缸的下部，一級液壓缸完全伸出后，二級液壓缸開展伸縮運動；一、二級液壓缸一側(cè)分別焊接橫梁并布置有防轉(zhuǎn)梁，防轉(zhuǎn)梁與位于一級液壓缸焊接橫梁及底座焊接橫梁上的兩個防轉(zhuǎn)孔配合，防止電池隨液壓機構(gòu)舉升過程中的旋轉(zhuǎn)；一、二級液壓缸另一側(cè)分別設(shè)置有齒條、編碼器、擋片和第一接近開關(guān)；述擋片與第一接近開關(guān)相配合，第一接近開關(guān)設(shè)置于一級液壓缸焊接橫梁的底端，當(dāng)一級液壓缸完全伸出，擋片觸發(fā)第一接近開關(guān)，二級液壓缸開始伸縮運動；位于二級液壓缸側(cè)面上的齒條通過齒輪與編碼器嚙合，通過計算編碼器轉(zhuǎn)數(shù)獲取二級液壓缸上升高度，編碼器與PLC控制系統(tǒng)連接，PLC控制系統(tǒng)開始高速計數(shù)。所述角度糾偏機構(gòu)位于液壓舉升機構(gòu)的上端，包括安裝法蘭，大、小齒輪、第二伺服電機和第二減速機，安裝法蘭安裝于所述液壓舉升機構(gòu)的二級液壓缸上，第二伺服電機，第二減速機，大、小齒輪依次布置于安裝法蘭上，第二伺服電機上端安裝小齒輪，二級液壓缸上安裝大齒輪，大小齒輪機械嚙合，隨第二伺服電機驅(qū)動配合旋轉(zhuǎn)。所述大齒輪下端布置有擋片，安裝法蘭上布置三個第二接近開關(guān)；大齒輪在旋轉(zhuǎn)過程中依次觸發(fā)旋轉(zhuǎn)左右極限、原電復(fù)位開關(guān)信號。所述角度糾偏機構(gòu)上端安裝有電池托盤，大齒輪旋轉(zhuǎn)圓心與電池托盤重心同心。電池托盤上安裝有四個限位塊，與待換電電動乘用車電池外箱底部四個突起耦合，可實現(xiàn)電池外箱位置微調(diào)和可靠固定。所述電池托盤上安裝有超聲測距傳感器和DMP傳感器；超聲測距傳感器用于測量電池托盤到待換電乘用車底盤的距離；DMP傳感器與安裝于待換電乘用車底盤上的反光板配合，搜尋計算反光板靶點位置，獲取換電機器人與待換電乘用車的水平角度偏差。 所述直線行走機構(gòu)、液壓舉升機構(gòu)聯(lián)動，只有快換機器人直線行進和垂直舉升到達設(shè)定位置時，角度糾偏機構(gòu)才開始動作，只有角度糾偏機構(gòu)上的電池托盤達到預(yù)期效果，液壓舉升機構(gòu)才重新開始動作。所述直線行走機構(gòu)、角度糾偏機構(gòu)采用伺服電機驅(qū)動，驅(qū)動電機與相應(yīng)的編碼器連接，各編碼器與相應(yīng)的驅(qū)本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種電動乘用車底盤電池更換系統(tǒng)，其特征是，它包括快換機器人、換電平臺、中轉(zhuǎn)平臺、后臺監(jiān)控系統(tǒng)、堆垛機和充電架，所述中轉(zhuǎn)平臺、堆垛機和充電架均設(shè)置于換電平臺一側(cè)；所述快換機器人處于換電平臺和中轉(zhuǎn)平臺之間，所述換電平臺上能夠通過電動乘用車，所述電動乘用車上設(shè)有與快換機器人所托電池箱相對應(yīng)的鎖止機構(gòu)；所述后臺監(jiān)控系統(tǒng)通過工業(yè)以太網(wǎng)分別與快換機器人和堆垛機相連。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王鑫，趙金龍，王同斌，黃德旭，高先進，
申請(專利權(quán))人：山東電力集團公司電力科學(xué)研究院，國家電網(wǎng)公司，
類型：實用新型
國別省市：
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