CN107031488B - 一种以燃料电池组为能源的智能移动式充电车 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种以燃料电池组为能源的智能移动式充电车，包括运输车，运输车的车厢底板上水平安装有多个充电柜收放装置，每个充电柜收放装置上均能够存放一台移动式燃料电池充电柜，每个充电柜收放装置均通过一个平移装置安装在车厢底板上，平移装置用于驱动充电柜收放装置在车厢底板上前后移动，电池充电柜包括电池组件，电池组件与充电桩连接，充电柜收放装置包括翻转装置、升降装置、抱夹装置。本发明避免有些地方充电桩不够用或者充电桩闲置的问题。本发明所述电池组件包含储存于液氢部的预充足量压缩液态氢气，该电池组件中还具有预存电量的充电部，以及控制电能转换的控制部。

Description

一种以燃料电池组为能源的智能移动式充电车
技术领域
本发明涉及燃料电池充电技术领域，尤其涉及一种以燃料电池组为能源的智能移动式充电车。
背景技术
电动车是目前世界上唯一能达到零排放的机动车。由于环保的要求，加之新材料和新技术的发展，电动车进入了发展高潮。电动汽车作为绿色交通工具，将在21世纪给人类社会带来巨大的变化。据不完全统计，今年各地公布的在行政力量推动下预计上路的新能源汽车目标总数将近8万辆。依托当地汽车企业生产的新能源汽车，采用政策补贴、公共交通推广和政府采购等方式，抢夺新能源汽车产业第一杯羹，是各地政府扶持新能源汽车产业的基本商业逻辑。
燃料电池技术自发明以来，提供了可以说是最通用的能源解决方案。燃料电池与种类繁多的供电方式——从电池到内燃机展开竞争，并应用于从家庭发电供热、移动电话充电器到汽车、通讯、电力、工业等在内的大量应用中。燃料电池使用的燃料与其他竞争技术存在明显差别。内燃机技术仅限于使用一些液体燃料，电池需要充电来补充能源，而燃料电池则可以使用能提供氢的任何能源。这为该技术开辟了巨大的潜力，使其可以直接集成到现有的天然气基础设施，加工废弃物氢的化工厂，以及自垃圾填埋场生物甲烷、甲醇等燃料，并且能量转化效率高，清洁环保。
现有社会上电动汽车的充电桩较少，一般用户需要将线路从家中拉出为电动汽车充电，线路长，而且容易被偷盗。
发明内容
本发明主要是解决现有技术中所存在的技术问题，从而提供一种能够使燃料电池生产厂生产出的燃料电池与汽车充电桩结合，然后作为移动式充电设备，白天汽车用户使用汽车，并且用户可以提前预约燃料电池生产厂家，客户晚上回去可以将汽车停在停车位上，充电车运输电池充电柜至指定的停车位上，利用晚间为电动汽车充电，早上汽车都充好电以后，燃料电池生产厂可以利用该快速充电车将所有电池充电柜运输走，运回燃料电池厂更换新的燃料电池。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：
本发明的一种以燃料电池组为能源的智能移动式充电车，包括运输车，所述运输车的车厢底板上水平安装有多个充电柜收放装置，每个所述充电柜收放装置上均能够存放一台移动式燃料电池充电柜，每个所述充电柜收放装置均通过一个平移装置安装在车厢底板上，所述平移装置用于驱动所述充电柜收放装置在车厢底板上前后移动，所述电池充电柜包括电池组件，所述电池组件与充电桩连接，所述充电柜收放装置包括以下部件；
翻转装置，安装在所述平移装置上，用于驱动电池充电柜从车厢中翻转至车厢一侧，并且使平卧的电池充电柜翻转为竖直状态；
升降装置，安装在所述翻转装置上，用于驱动抱夹装置升降，将电池充电柜从底面升起至运输车上，或从运输车上下降至底面；
抱夹装置，安装在所述升降装置上，用于抓紧电池充电电柜；
伸缩装置，安装在所述抱夹装置上，用于驱动抱夹装置中的夹钳伸缩，将电池充电柜推放至目标区域，或将电池充电柜夹爪后拉至运输车旁；
所述运输车上还安装有液压装置，用于驱动平移装置、翻转装置、升降装置、抱夹装置、伸缩装置运动。
进一步地，所述平移装置包括平移架，还包括安装在所述车厢底板上的一对水平导向轨道，每个所述水平导向轨道的两端均安装有弹性止挡块，每个所述水平导向轨道上均卡装有两组水平导向滚轮，所述水平导向滚轮均安装在所述平移架上，且两个所述水平导向轨道上一对相对设置的水平导向轮滚均与一个液压马达连接，所述液压马达与液压装置连接。
进一步地，所述翻转装置包括穿设在所述平移架上的旋转主轴，所述旋转主轴上安装有能够绕旋转主轴旋转的翻转架，所述翻转架上安装有油缸撑板，所述油缸撑板和所述平移架之间安装有支撑油缸，所述支撑油缸与所述液压装置连接。
进一步地，所述升降装置包括安装在所述翻转架上的一对升降导向轨道，还包括升降架，每个所述升降导向轨道上均卡装有两组升降导向滚轮，每个所述升降导向滚轮均安装在所述升降架上，所述升降架与所述翻转架之间还安装有升降油缸，所述升降油缸与所述液压装置连接。
进一步地，所述翻转架包括一对平行设置的门架槽钢，两个所述门架槽钢上部连接有上连接板，两个所述门架槽钢下部还连接有油缸座板，所述升降油缸安装在所述油缸座板上，所述油缸座板下方的门架槽钢上均安装有轴套，所述旋转主轴穿设在所述轴套中，所述门架槽钢作为所述升降导向轨道，所述升降导向滚轮卡装在所述升降导向轨道的凹槽中。
进一步地，所述平移架、翻转架均为框架结构，且所述翻转架安装在所述平移架中，所述升降架安装在所述翻转架中。
进一步地，所述支撑油缸具有一根，安装在所述翻转架中部，所述升降油缸具有两根安装在所述支撑油缸两侧。
进一步地，所述抱夹装置包括与所述升降架连接的抱夹架，所述抱夹架包括一对立板和一对横垫板，所述立板和横垫板合围成矩形结构，且一对所述立板之间还安装有抱夹导轨，每个所述抱夹导轨上均卡设有两个抱夹导向滚轮，两个所述抱夹导轨之间纵向架设有一对抱夹板，两个抱夹导轨上相对设置的抱夹导向滚轮安装在同一个抱夹板上，所述立板和所述抱夹板之间还安装有抱夹油缸，两个所述抱夹油缸驱动所述抱夹板做抱夹或张开运动，所述抱夹油缸与所述液压装置连接。
进一步地，所述伸缩装置包括安装在每个抱夹板内侧且水平设置的伸缩导轨，同一个抱夹板上的两个伸缩导轨上安装有夹钳组件，且所述抱夹板和所述夹钳组件之间安装有伸缩油缸，所述伸缩油缸与所述液压装置连接。
进一步地，所述夹钳组件包括夹钳支架，所述夹钳支架上水平设置有一对提升杆，所述提升杆的外端部还设置有卡勾，所述电池充电柜腰部两侧开设有与所述提升杆配合的抱夹凹槽。
进一步地，所述电池组件包含储存于液氢部的预充足量压缩液态氢气，该电池组件中还具有预存电量的充电部，以及控制电能转换的控制部，控制部控制连接液氢部及充电部，以实现控制氢气的化学能向电能转化的速度。
与现有技术相比，本发明的优点在于：通过在运输车的车厢底板上安装平移装置，并且在平移装置上水平安装有多个充电柜收放装置，方便运输每个电池充电柜，并且充电柜收放装置包括翻转装置、升降装置、抱夹装置、伸缩装置，方便将电池充电柜从运输车上卸载至目标车位处，或将电池充电柜从目标车位处移动至运输车上固定。充电柜收放装置还可以装夹固定电池充电柜，方便运输装置将多个电池充电柜从燃料电池厂依次运输至各个目标车位，或从各个目标车位收集使用后的电池充电柜至燃料电池厂。客户白天驾驶电动汽车，晚上回家前可以致电燃料电池厂预约燃料电池充电，燃料电池厂可以收集每个客户的充电需求，从而将多个燃料电池充电柜通过该运输车依次运输至每个目标车位处，客户到家后即可直接使用该燃料电池充电，而第二天清晨，燃料电池厂的运输车可以依次将使用后的每个燃料电池柜收集后运回燃料电池厂，燃料电池厂对使用后的燃料电池重新填装后即可再次使用。同时在白天，燃料电池厂也可以接收一些白天需要充电的公司客户，应对于一些早晚使用车，白天工作时间将车停放在工作单位的用户。
通过该装置，社会上不需要建设大量的电动汽车充电桩，大大减少了制造成本，并且避免有些地方充电桩不够用或者充电桩闲置的问题，使得社会资源利用效率高，并且不会长期占用公共土地，该发明中的所有燃料电池充电柜均为接收到客户需求时就送达客户目的地进行充电，客户电动汽车充完电运输车就将使用后的电池充电柜收回，重新填装燃料电池。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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是本发明的以燃料电池组为能源的智能移动式充电车的结构示意图；
图2是本发明中充电柜收放装置的结构示意图；
图3是图2中A-A线的剖视图；
图4是本发明中抱夹装置的结构示意图；
图5是本发明中抱夹装置的剖面视图；
图6是本发明中电池充电柜的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
参阅图1、图2所示，本发明提供的一种以燃料电池组为能源的智能移动式充电车，包括运输车1，运输车1的车厢底板11上水平安装有多个充电柜收放装置2，每个充电柜收放装置2上均能够存放一台移动式燃料电池充电柜3，每个充电柜收放装置2均通过一个平移装置4安装在车厢底板11上，平移装置4用于驱动充电柜收放装置2在车厢底板11上前后移动，电池充电柜3包括电池组件31，电池组件31与充电桩32连接，充电柜收放装置2包括以下部件；
翻转装置5，安装在平移装置上，用于驱动电池充电柜从车厢中翻转至车厢一侧，并且使平卧的电池充电柜翻转为竖直状态；
升降装置6，安装在翻转装置上，用于驱动抱夹装置升降，将电池充电柜从底面升起至运输车上，或从运输车上下降至底面；
抱夹装置7，安装在升降装置上，用于抓紧电池充电电柜；
伸缩装置8，安装在抱夹装置上，用于驱动抱夹装置中的夹钳伸缩，将电池充电柜推放至目标区域，或将电池充电柜夹爪后拉至运输车旁；
运输车上还安装有液压装置9，用于驱动平移装置4、翻转装置5、升降装置6、抱夹装置7、伸缩装置8运动。
通过在运输车的车厢底板11上安装平移装置4，并且在平移装置4上水平安装有多个充电柜收放装置2，方便运输每个电池充电柜3，并且充电柜收放装置2包括翻转装置5、升降装置6、抱夹装置7、伸缩装置8，方便将电池充电柜3从运输车1上卸载至目标车位处，或将电池充电柜3从目标车位处移动至运输车1上固定。充电柜收放装置2还可以装夹固定电池充电柜3，方便运输车将多个电池充电柜3从燃料电池厂依次运输至各个目标车位，或从各个目标车位收集使用后的电池充电柜3至燃料电池厂。客户白天驾驶电动汽车，晚上回家前可以致电燃料电池厂预约燃料电池充电，燃料电池厂可以收集每个客户的充电需求，从而将多个燃料电池充电柜3通过该运输车1依次运输至每个目标车位处，客户到家后即可直接使用该燃料电池充电，而第二天清晨，燃料电池厂的运输车可以依次将使用后的每个燃料电池柜收集后运回燃料电池厂，燃料电池厂对使用后的燃料电池重新填装后即可再次使用。同时在白天，燃料电池厂也可以接收一些白天需要充电的公司客户，应对于一些早晚使用车，白天工作时间将车停放在工作单位的用户。
通过该装置，社会上不需要建设大量的电动汽车充电桩，大大减少了制造成本，并且避免有些地方充电桩不够用或者充电桩闲置的问题，使得社会资源利用效率高，并且不会长期占用公共土地，该发明中的所有燃料电池充电柜3均为接收到客户需求时就送达客户目的地进行充电，客户电动汽车充完电运输车就将使用后的电池充电柜3收回，重新填装燃料电池。
参阅图3所示，平移装置4包括平移架41，还包括安装在车厢底板11上的一对水平导向轨道42，每个水平导向轨道42的两端均安装有弹性止挡块43，每个水平导向轨道42上均卡装有两组水平导向滚轮44，水平导向滚轮44均安装在平移架41上，且两个水平导向轨道42上一对相对设置的水平导向轮滚44均与一个液压马达45连接，液压马达45与液压装置9连接。通过驱动液压马达45旋转，水平导向滚轮44可以在水平导向轨道42上移动，从而带动整个电柜收放装置2调节在车厢底板11上的前后位置，也方便调节抱夹装置7抱夹电池充电柜3时的位置，使得抱夹装置对准电池充电柜3。
翻转装置5包括穿设在平移架41上的旋转主轴51，旋转主轴51上安装有能够绕旋转主轴51旋转的翻转架52，翻转架52上安装有油缸撑板53，油缸撑板53和平移架41之间安装有支撑油缸54，支撑油缸54与液压装置9连接。通过驱动支撑油缸54伸缩，可以驱动翻转架52沿旋转主轴51旋转。
升降装置6包括安装在翻转架52上的一对升降导向轨道61，还包括升降架62，每个升降导向轨道61上均卡装有两组升降导向滚轮63，每个升降导向滚轮63均安装在升降架62上，升降架62与翻转架52之间还安装有升降油缸64，升降油缸64与液压装置9连接。通过驱动升降油缸64伸缩，从而能够推动升降架62升降。
最优的，翻转架52包括一对平行设置的门架槽钢521，两个门架槽钢521上部连接有上连接板522，两个门架槽钢521下部还连接有油缸座板523，升降油缸64安装在油缸座板523上，油缸座板523下方的门架槽钢521上均安装有轴套524，旋转主轴51穿设在轴套524中，门架槽钢521作为升降导向轨道61，升降导向滚轮63卡装在升降导向轨道61的凹槽中。通过门架槽钢521作为翻转架52的主要结构部件，并且该门架槽钢521还可以作为升降导向轨道61，能够大大减小翻转装置5和升降装置6之间的空间。为了进一步提高空间利用率，平移架41、翻转架52均为框架结构，且翻转架52安装在平移架41中，升降架62安装在翻转架52中。支撑油缸54具有一根，安装在翻转架52中部，升降油缸64具有两根，安装在支撑油缸54两侧。
参阅图4、图5所示，抱夹装置7包括与升降架62连接的抱夹架71，抱夹架71包括一对立板和一对横垫板，立板和横垫板合围成矩形结构，且一对立板之间还安装有抱夹导轨72，该抱夹导轨可以使用门架槽钢制作，每个抱夹导轨72上均卡设有两个抱夹导向滚轮73，两个抱夹导轨72之间纵向架设有一对抱夹板74，两个抱夹导轨72上相对设置的抱夹导向滚轮75安装在同一个抱夹板74上，立板和抱夹板74之间还安装有抱夹油缸76，两个抱夹油缸76驱动抱夹板74做抱夹或张开运动，抱夹油缸76与液压装置9连接。通过驱动抱夹油缸76伸缩从而能够推动抱夹板74合拢或者分开，实现抱夹功能。
伸缩装置8包括安装在每个抱夹板74内侧且水平设置的伸缩导轨81，同一个抱夹板74上的两个伸缩导轨81上安装有夹钳组件82，且抱夹板74和夹钳组件82之间安装有伸缩油缸83，伸缩油缸83与液压装置9连接。通过驱动伸缩油缸83伸缩从而可以带动夹钳组件82伸缩。并且平移装置4、翻转装置5、升降装置6、抱夹装置7、伸缩装置8也可以通过电动或其他的驱动方式驱动也不影响本发明的实施。
夹钳组件82包括夹钳支架821，夹钳支架821上水平设置有一对提升杆822，提升杆822的外端部还设置有卡勾823，参阅图6所示，电池充电柜3腰部两侧开设有与提升杆822配合的抱夹凹槽33。抱夹板合拢时，夹钳组件82中的提升杆822伸入至抱夹凹槽33中，抱夹电池充电柜3。该夹钳组件82和电池充电柜3的配合也可以是其他配合方式，也不影响本发明的实时。
所述电池组件包含储存于液氢部的预充足量压缩液态氢气，该电池组件中还具有预存电量的充电部，以及控制电能转换的控制部，控制部控制连接液氢部及充电部，以实现控制氢气的化学能向电能转化的速度。
除了预存液态氢气的方式，电池组件还可以是现场生成氢气的形式，电池组件还可以包含燃料电池部，其被供应含氧的第1气体和含氢的第2气体，通过触媒促进反应来发电；气体供给部，其调整对所述第1气体以及所述第2气体中的两者分别的供应量；控制部可以调整所述燃料电池的输出电压；预存电量的充电部，其积蓄由来自所述氢气转化所产生的电力，所述燃料电池车辆的特征在于，所述控制部(24)，其控制所述燃料电池部、所述气体供给部以及所述充电部，还具备电压调整部，其将所述电池组件的电压固定为氧化还原进行电压范围外的规定电压的状态下，通过抑制供应的气体的供应量来使所述氧的浓度或所述氢的浓度降低，从而使所述电池组件的输出电力或者向充电部中存储的单位电力减少。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种以燃料电池组为能源的智能移动式充电车，其特征在于：包括运输车(1)，所述运输车(1)的车厢底板(11)上水平安装有多个充电柜收放装置(2)，每个所述充电柜收放装置(2)上均能够存放一台移动式燃料电池充电柜(3)，每个所述充电柜收放装置(2)均通过一个平移装置(4)安装在车厢底板(11)上，所述平移装置(4)用于驱动所述充电柜收放装置(2)在车厢底板(11)上前后移动，所述移动式燃料电池充电柜(3)包括电池组件(31)，所述电池组件(31)与充电桩(32)连接，所述充电柜收放装置(2)包括以下部件；
翻转装置(5)，安装在所述平移装置上，用于驱动移动式燃料电池充电柜从车厢中翻转至车厢一侧，并且使平卧的移动式燃料电池充电柜翻转为竖直状态；升降装置(6)，安装在所述翻转装置上，用于驱动抱夹装置升降，将移动式燃料电池充电柜从地面升起至运输车上，或从运输车上下降至地面；
抱夹装置(7)，安装在所述升降装置上，用于抓紧移动式燃料电池充电柜；
伸缩装置(8)，安装在所述抱夹装置上，用于驱动抱夹装置中的夹钳伸缩，将移动式燃料电池充电柜推放至目标区域，或将移动式燃料电池充电柜夹爪后拉至运输车旁；
所述运输车上还安装有液压装置(9)，用于驱动平移装置(4)、翻转装置(5)、升降装置(6)、抱夹装置(7)、伸缩装置(8)运动。
2.根据权利要求1所述的以燃料电池组为能源的智能移动式充电车，其特征在于：所述平移装置(4)包括平移架(41)，还包括安装在所述车厢底板(11)上的一对水平导向轨道(42)，每个所述水平导向轨道(42)的两端均安装有弹性止挡块(43)，每个所述水平导向轨道(42)上均卡装有两组水平导向滚轮(44)，所述水平导向滚轮(44)均安装在所述平移架(41)上，且两个所述水平导向轨道(42)上一对相对设置的水平导向滚轮(44)均与一个液压马达(45)连接，所述液压马达(45)与液压装置(9)连接。
3.根据权利要求2所述的以燃料电池组为能源的智能移动式充电车，其特征在于：所述翻转装置(5)包括穿设在所述平移架(41)上的旋转主轴(51)，所述旋转主轴(51)上安装有能够绕旋转主轴(51)旋转的翻转架(52)，所述翻转架(52)上安装有油缸撑板(53)，所述油缸撑板(53)和所述平移架(41)之间安装有支撑油缸(54)，所述支撑油缸(54)与所述液压装置(9)连接。
4.根据权利要求3所述的以 燃料电池组为能源的智能移动式充电车，其特征在于：所述升降装置(6)包括安装在所述翻转架(52)上的一对升降导向轨道(61)，还包括升降架(62)，每个所述升降导向轨道(61)上均卡装有两组升降导向滚轮(63)，每个所述升降导向滚轮(63)均安装在所述升降架(62)上，所述升降架(62)与所述翻转架(52)之间还安装有升降油缸(64)，所述升降油缸(64)与所述液压装置(9)连接。
5.根据权利要求4所述的以燃料电池组为能源的智能移动式充电车，其特征在于：所述翻转架(52)包括一对平行设置的门架槽钢(521)，两个所述门架槽钢(521)上部连接有上连接板(522)，两个所述门架槽钢(521)下部还连接有油缸座板(523)，所述升降油缸(64)安装在所述油缸座板(523)上，所述油缸座板(523)下方的门架槽钢(521)上均安装有轴套(524)，所述旋转主轴(51)穿设在所述轴套(524)中，所述门架槽钢(521)作为所述升降导向轨道(61)，所述升降导向滚轮(63)卡装在所述升降导向轨道(61)的凹槽中。
6.根据权利要求5所述的以燃料电池组为能源的智能移动式充电车，其特征在于：所述平移架(41)、翻转架(52)均为框架结构，且所述翻转架(52)安装在所述平移架(41)中，所述升降架(62)安装在所述翻转架(52)中。
7.根据权利要求6所述的以 燃料电池组为能源的智能移动式充电车，其特征在于：所述支撑油缸(54)具有一根，安装在所述翻转架(52)中部，所述升降油缸(64)具有两根，安装在所述支撑油缸(54)两侧。
8.根据权利要求5所述的以 燃料电池组为能源的智能移动式充电车，其特征在于：所述抱夹装置(7)包括与所述升降架(62)连接的抱夹架(71)，所述抱夹架(71)包括一对立板和一对横垫板，所述立板和横垫板合围成矩形结构，且一对所述立板之间还安装有抱夹导轨(72)，每个所述抱夹导轨(72)上均卡设有两个抱夹导向滚轮(73)，两个所述抱夹导轨(72)之间纵向架设有一对抱夹板(74)，两个抱夹导轨(72)上相对设置的抱夹导向滚轮(73)安装在同一个抱夹板(74)上，所述立板和所述抱夹板(74)之间还安装有抱夹油缸(75)，两个所述抱夹油缸(75)驱动所述抱夹板(74)做抱夹或张开运动，所述抱夹油缸(75)与所述液压装置(9)连接。
9.根据权利要求8所述的以 燃料电池组为能源的智能移动式充电车，其特征在于：所述伸缩装置(8)包括安装在每个抱夹板(74)内侧且水平设置的伸缩导轨(81)，同一个抱夹板(74)上的两个伸缩导轨(81)上安装有夹钳组件(82)，且所述抱夹板(74) 和所述夹钳组件(82)之间安装有伸缩油缸(83)，所述伸缩油缸(83)与所述液压装置(9)连接；所述夹钳组件(82)包括夹钳支架(821)，所述夹钳支架(821)上水平设置有一对提升杆(822)，所述提升杆(822)的外端部还设置有卡勾(823)，所述移动式燃料电池充电柜(3)腰部两侧开设有与所述提升杆(822)配合的抱夹凹槽(33)。
10.根据权利要求9所述的以 燃料电池组为能源的智能移动式充电车，其特征在于：所述电池组件包含储存于液氢部的预充足量压缩液态氢气，该电池组件中还具有预存电量的充电部，以及控制电能转换的控制部，控制部控制连接液氢部及充电部，以实现控制氢气的化学能向电能转化的速度。
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