CN105109467A - 一种基于移动式动力电池更换的电池调度***的控制方法 - Google Patents

Abstract

一种基于移动式动力电池更换的电池调度***的控制方法，包括：电池调度***收到控制指令后，控制托举平台沿导向柱做垂直运动，电池调度***设置在移动加电车内部，电池调度***包括托举平台和移动平台，托举平台包括多根导向柱和与导向柱平行设置的丝杠构成的框架结构；电池调度***控制移动平台在托举平台的框架结构内，沿导轨向车体左右两侧方向运动，并控制将需要移动的动力电池移出或移入框架的平面，其中移动平台包括一呈平面形状的框架。本发明解决了在新的用于电动乘用车动力电池更换的移动式加电的技术方案中，由于移动式的特性，导致取用动力电池的调度结构不能过大要适应于移动式特性的空间，且要方便取用动力电池的问题。

Description

一种基于移动式动力电池更换的电池调度***的控制方法

技术领域

本发明涉及电动乘用车领域，具体涉及一种基于移动式动力电池更换的电池调度***的控制方法。

背景技术

随着全球能源的紧缺，环境污染问题日趋严重，在环保以及清洁能源概念的大趋势下,由于电动乘用车对环境影响相对传统汽车较小，其发展前景十分广阔。电动乘用车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。其中动力电池是电动乘用车的核心，但对于动力电池技术与充电技术造成的充电时间长、能源补给点少、续航能力差，以及电池快充要减少使用寿命与影响电网运营安全等问题，一直是困扰于电动乘用车商业发展的瓶颈所在。如何让电动乘用车电能供给与方便快捷的加油站一样对标，是电动乘用车商业推广的重要课题。

当前出现了不需要对动力电池进行充电，而只对电动乘用车进行换装充满电力的动力电池的加电站的运营方式，这样减少了用户等待动力电池充电的时间，与传统汽车加油时间基本相同，无需改变用户使用汽车的习惯。

在这种模式下，如果用户在使用电动乘用车的过程中，由于车辆问题(如电池电量不足以供应行驶到最近的加电站或车辆故障不能行驶)导致车辆不能行驶到加电站进行动力电池的更换或对不能对车辆进行维修，那么对用户来说，使用电动乘用车的用户体验会大打折扣，给用户带来了不便，甚至导致电动乘用车不能被广泛的推广。

在新的用于电动乘用车动力电池更换的移动式加电的技术方案中，由于移动式的特性，导致取用动力电池的调度结构不能过大要适应于移动式特性的空间，而且要方便取用动力电池，就成为了当前需要解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一基于移动式动力电池更换的电池调度***的控制方法，以解决在新的用于电动乘用车动力电池更换的移动式加电的技术方案中，由于移动式的特性，导致取用动力电池的调度结构不能过大要适应于移动式特性的空间，而且要方便取用动力电池的问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种基于移动式动力电池更换的电池调度***的控制方法，包括：

电池调度***收到控制指令后，控制托举平台沿导向柱做垂直运动，其中电池调度***设置在移动加电车内部，电池调度***包括托举平台和移动平台，托举平台包括多根导向柱和与导向柱平行设置的丝杠构成的框架结构；

电池调度***控制移动平台在托举平台的框架结构内，沿导轨向车体左右两侧方向运动，并控制将需要移动的动力电池移出或移入框架的平面，完成电池调度***的控制，其中移动平台包括一呈平面形状的框架。

与现有技术相比，应用本发明，通过托举平台和移动平台的框架结构，使得移动平台可在托举平台的框架结构内，沿导轨向车体左右两侧方向运动，将需要移动的动力电池移出或移入框架的平面，同时托举平台可沿导向柱做垂直运动，方便将动力电池放入动力电池货架***中不同高度层的电池存放位，可以使电池调度***的结构适应于移动式特性的空间，而且可以很方便取用所需要的动力电池。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的电池调度***的结构示意图；

图2为本发明电池调度***的工作状态示意图；

图3为应用本发明的电池调度***的移动式加电车进行更换电动乘用车动力电池的工作状态示意图；

图4为本发明的基于移动式动力电池更换的电池调度***的控制方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明中，用于换电的动力电池为谱系电池，即其外观尺寸为设定标准规格的尺寸(例如：所有动力电池的宽度相同，其中由于所排列的电池包的数量不同而设置了几个长度的尺寸，由此产生了几个不同规格的动力电池，为不同级别的电动乘用车提供动力)，只有这样才能适用于本发明的移动式加电***对动力电池进行快速更换的操作，其中动力电池核心技术的升级(例如各种新的化学技术或者核聚变技术应用于动力电池)并不对本发明构成影响，本发明的动力电池只是设定了外部形状尺寸的标准规格。

在本发明中采用的电动推杆是一种将电动机的旋转运动转变为推杆的直线往复运动的电力驱动装置。可用于各种简单或复杂的工艺流程中做为执行机械使用；电动推杆由驱动电机、减速齿轮、螺杆、螺母、导套、推杆、滑座、弹簧、外壳及涡轮、微动控制开关等组成。电动推杆是一种新型的电动执行机构，电动推杆主要由电机、推杆和控制装置等机构组成的一种新型直线执行机构，可以实现远距离控制、集中控制。电动推杆在一定范围行程内作往返运动。采用电动推杆执行机构，在改变控制开度时，需要供电，在达到所需开度时就可不再供电，因此从节能看，电动推杆执行机构比气动执行机构有明显节能优点，电动推杆设计新颖精致、体积小、精度高、完全同步、自锁性能好、卫生，电机直接驱动，不需要管道的气源、油路，方便使用。

在本发明中采用的丝杠方式，电动机经齿轮减速后，带动一对丝杠螺母。把电机的旋转运动变成直线运动，利用电动机正反转完成推杆动作。如通过各种杠杆、摇杆或连杆等机构可完成转动、摇动等复杂动作。通过改变杠杆力臂长度，可以增大或减小行程。本发明中采用的蜗轮蜗杆传动形式：电机齿轮上的蜗杆带动蜗轮转动，使蜗轮内的小丝杠作轴向移动，由连接板带动限位杆相应作轴向移动，至所需行程时，通过调节限位块压下行程开关断电，电动机停止运转(正反控制相同)。本发明中采用的齿轮传动形式：电机通过减速齿轮后带动安装于内管的小丝杠，带动与之连接一起的做轴向运行螺母，至所设定的行程时螺母触角压住限位开关断开电源，电机停止运动(反向与之相同)。本发明中采用的链轮方式，即带嵌齿式扣链齿的轮子，用以与节链环或缆索上节距准确的块体相啮合，与(滚子)链啮合以传递运动。

本发明的电池调度***设置在移动式加电车的内部，用于调度动力电池货架***上的动力电池，且将从电动乘用车卸下的亏电电池传送到动力电池货架***的。

如图1所示，所述电池调度***102可以包括托举平台1021和移动平台1022，托举平台1021包括多根导向柱10211和与导向柱平行设置的丝杠10212构成的框架结构，通过丝杠10212的驱动使托举平台1021沿导向柱10211做垂直运动，其中丝杠10212是通过电机驱动一对齿轮副进行运动；移动平台1022包括一框架10221和设置在该框架平面的多个辊轮10222，移动平台1022在托举平台1021的框架结构内，沿导轨1023向车体左右两侧方向运动，移动平台1022是通过电机驱动齿轮齿条或丝杠运动副进行运动，其中相邻的两个辊轮通10222过两两链轮驱动，链轮转动是通过电机驱动，驱动一套链轮从而使辊轮进行旋转运动，将辊轮上的动力电池进行相应移动。

电池调度***的工作流程，包括：先接收换电机器人送来的亏电电池，送到动力电池货架***的预定位置后，再接收动力电池货架***传送的满电电池；其中托举平台移动到指定高度且移动平台运动到车体左右中间的待换电池位置，准备接收换电机器人送来的亏电电池；换电机器人将亏电电池与电池调度***对接后，换电机器人和移动平台的辊轮运转，将亏电电池传送到移动平台上；托举平台和移动平台运转，将该亏电电池移动到动力电池货架***的预留空电池的对接位置；启动动力电池货架***和电池调度***的辊轮，将亏电电池传送到动力电池货架***的预留位置；启动托举平台和移动平台，移动到指定满电电池的动力电池货架***对接位置；启动动力电池货架***和电池调度***的辊轮，将满电电池传送到移动平台；驱动托举平台及移动平台，将满电电池传送到换电机器人对接位置；启动准备好对接的换电机器人和电池调度***的辊轮，将满电电池从移动平台传送到换电机器人平台上。

图1中电池调度***102包括托举平台1021、4根导向柱10211、1或2根丝杠10212、移动平台1022和6个线轴承1024；电池调度***6个柱体的每根两侧各有一立柱，保障立柱导向的作用，导向柱可以由无缝钢管制成；

如图2所示的电池调度***102工作状态示意图，托举平台可在丝杠的驱动下，沿导向柱做垂直运动；丝杠运动是通过电机驱动一对齿轮副实现的；

移动平台可在托举平台的框架内，沿导轨做水平(车体左右)运动，它主要由辊轮机构和框架构成，辊轮机构由相邻的两个辊轮通过两两链轮驱动，而链轮转动是通过电机驱动实现；移动平台的运动是通过电机驱动齿轮齿条或丝杠运动副实现。

其中，如图2所示的电池调度***102工作状态示意图，电池调度***收到指令后，移动到待换电池的工装位置，待换电池锁紧机构解锁，动力电池货架***和移动平台的辊轮开始驱动，动力电池D移动便从动力电池货架***的框架上移动到电池调度***的移动平台上；

电池调度***载入待换电池后便移动到与换电机器人的对接位置，电池调度***的移动平台、机器人平台的辊轮开始驱动，将动力电池D移送到换电机器人的工作平台上。

如图3所示，应用本发明的电池调度***的移动式加电车进行更换电动乘用车动力电池的工作状态示意图，其中示出了需要进行更换动力电池的电动乘用车驶上尾板的平台的状态。

移动加电车接收到控制中心调度指令后，行驶到需要进行换电的电动乘用车所在位置，其中，移动加电车采用新能源的动力电池作为动力；

移动加电车的厢体尾部外侧的电动推杆展开尾板并将尾板放平，同时自动伸缩坡板打开到预设位置；

所述电动乘用车通过自动伸缩坡板驶上尾板的平台，且尾板对平台上承载的电动乘用车完成定位的操作后，举升机举升尾板上承载的电动乘用车达到预设位置，并完成对电动乘用车底盘的调平操作；

换电机器人将电动乘用车的底盘卸下的亏电电池移送到电池调度***上后，电池调度***将换电机器人上的亏电电池移送到动力电池货架上，并将动力电池货架***上满电电池移送到换电机器人上，动力电池货架将亏电电池锁定；

换电机器人将电池调度***移动的满电电池传送到电动乘用车的底盘下部并安装在车体底部，完成动力电池更换的控制。

如图4所示，一种基于移动式动力电池更换的电池调度***的控制方法，包括：

步骤410、电池调度***收到控制指令后，控制托举平台沿导向柱做垂直运动，其中电池调度***设置在移动加电车内部，电池调度***包括托举平台和移动平台，托举平台包括多根导向柱和与导向柱平行设置的丝杠构成的框架结构；

步骤420、电池调度***控制移动平台在托举平台的框架结构内，沿导轨向车体左右两侧方向运动，并控制将需要移动的动力电池移出或移入框架的平面，其中移动平台包括一呈平面形状的框架。

托举平台包括：电机和与电机连接的一对齿轮副；所述电池调度***控制托举平台沿导向柱做垂直运动的步骤，包括：，所述电池调度***通过丝杠的驱动使托举平台沿导向柱做垂直运动，其中丝杠是通过电机驱动一对齿轮副进行运动。

所述移动平台包括：电机、齿轮和齿条；或者电机和丝杠运动副；所述电池调度***控制移动平台在托举平台的框架结构内，沿导轨向车体左右两侧方向运动的步骤，包括：

所述电池调度***是通过电机驱动齿轮齿条或丝杠运动副控制移动平台，在托举平台的框架结构内，沿导轨向车体左右两侧方向运动。

所述移动平台还包括设置在所述框架的平面内的多个辊轮，

所述电池调度***控制将需要移动的动力电池移出或移入框架的平面的步骤，包括：

所述电池调度***是通过电机驱动链轮转动，两两链轮驱动相邻的两个辊轮，驱动一套链轮从而使辊轮进行旋转运动，将需要移动的动力电池移出或移入框架的平面。

所述辊轮设置为逆时针旋转或顺时针旋转；其中，通过辊轮的逆时针旋转将所述电池调度***接收的动力电池移出框架的平面，或者通过辊轮的顺时针旋转将所述电池调度***需要接收的动力电池移入框架的平面。

所述托举平台还包括与导向柱和丝杠相连接的线轴承，线轴承为多个，通过线轴承与导向柱和丝杠相互连接，托举平台沿导向柱做垂直运动。

所述托举平台包括4根导向柱，4根导向柱与丝杠构成框架结构，其中丝杠为1或2根。

所述导向柱为通过无缝钢管构成。

所述电池调度***还包括传感器，

所述电池调度***控制将需要移动的动力电池移出或移入框架的平面的步骤，进一步包括：

所述传感器判断托举平台沿导向柱做垂直运动若移动到预设位置后，所述电池调度***将需要移动的动力电池移出或移入框架的平面。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

Claims (9)

1.一种基于移动式动力电池更换的电池调度***的控制方法，其特征在于，包括：

电池调度***收到控制指令后，控制托举平台沿导向柱做垂直运动，其中电池调度***设置在移动加电车内部，电池调度***包括托举平台和移动平台，托举平台包括多根导向柱和与导向柱平行设置的丝杠构成的框架结构；

电池调度***控制移动平台在托举平台的框架结构内，沿导轨向车体左右两侧方向运动，并控制将需要移动的动力电池移出或移入框架的平面，完成电池调度***的控制，其中移动平台包括一呈平面形状的框架。

2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，

所述托举平台包括：电机和与电机连接的一对齿轮副，

所述电池调度***控制托举平台沿导向柱做垂直运动的步骤，包括：，所述电池调度***通过丝杠的驱动使托举平台沿导向柱做垂直运动，其中丝杠是通过电机驱动一对齿轮副进行运动。

3.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，

所述移动平台包括：电机、齿轮和齿条；或者电机和丝杠运动副；

所述电池调度***控制移动平台在托举平台的框架结构内，沿导轨向车体左右两侧方向运动的步骤，包括：

所述电池调度***是通过电机驱动齿轮齿条或丝杠运动副控制移动平台，在托举平台的框架结构内，沿导轨向车体左右两侧方向运动。

4.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，

所述移动平台还包括设置在所述框架的平面内的多个辊轮，

所述电池调度***控制将需要移动的动力电池移出或移入框架的平面的步骤，包括：

所述电池调度***是通过电机驱动链轮转动，两两链轮驱动相邻的两个辊轮，驱动一套链轮从而使辊轮进行旋转运动，将需要移动的动力电池移出或移入框架的平面。

5.如权利要求4所述的控制方法，其特征在于，

所述辊轮设置为逆时针旋转或顺时针旋转；其中，通过辊轮的逆时针旋转将所述电池调度***接收的动力电池移出框架的平面，或者通过辊轮的顺时针旋转将所述电池调度***需要接收的动力电池移入框架的平面。

6.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，

所述托举平台还包括与导向柱和丝杠相连接的线轴承，线轴承为多个，通过线轴承与导向柱和丝杠相互连接，托举平台沿导向柱做垂直运动。

7.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，

所述托举平台包括4根导向柱，4根导向柱与丝杠构成框架结构，其中丝杠为1或2根。

8.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，

所述导向柱为通过无缝钢管构成。

9.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，

所述电池调度***还包括传感器，

所述电池调度***控制将需要移动的动力电池移出或移入框架的平面的步骤，进一步包括：

所述传感器判断托举平台沿导向柱做垂直运动若移动到预设位置后，所述电池调度***将需要移动的动力电池移出或移入框架的平面。