CN112959919A - 一种新能源汽车换电***及换电方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种新能源汽车换电***,利用换电机器人对电池包定位后将车内亏电电池包与充电柜内满电电池包互换,实现新能源汽车的快速换电。本发明提供的一种新能源汽车换电***,包括,车辆定位平台,用于停靠待换电车辆,限制所述车辆大致位置;充电柜,为电池包充电,并存储所述电池包;换电机器人,对所述车辆电池包定位后,抓取所述车辆电池包置于充电柜内空置处,并抓取所述充电柜内满电电池包置于所述车辆内;控制中心,用于所述车辆、所述车辆定位平台、所述换电机器人及所述充电柜完成数据交互。

Description

一种新能源汽车换电***及换电方法
技术领域
本发明涉及电动汽车动力电源设计制造技术领域,特别涉及一种新能源汽车换电***及换电方法。
背景技术
随着保护环境,节约能源需求日益增长,电动汽车已经成为汽车行业未来重要的发展方向。目前,电动汽车多采用在汽车底盘安装动力电池包来为整车提供动力。然而,由于动力电池容量的限制,整车充电所需时间较长,因此,电动汽车换电技术的发展引起了各方广泛关注。
发明内容
本发明提供的一种新能源汽车换电***及换电方法,利用换电机器人对电池包定位后将车内亏电电池包与充电柜内满电电池包互换,实现新能源汽车的快速换电。
本发明实施例所提供的一种新能源汽车换电***,包括:车辆定位平台,用于停靠待换电车辆,限制所述车辆大致位置;充电柜,为电池包充电,并存储所述电池包;换电机器人,对所述车辆电池包定位后,抓取所述车辆电池包置于充电柜内空置处,并抓取所述充电柜内满电电池包置于所述车辆内;控制中心,用于所述车辆、所述车辆定位平台、所述换电机器人及所述充电柜完成数据交互。
其中,所述充电柜安装有电池包检测装置,用于检测所述充电柜内电池包健康状态。
其中,所述换电机器人安装有视觉定位***,用于确定所述电池包位置。
其中,所述换电机器人采用2m至3m臂展、负载100至300kg的6轴机械臂。
其中,所述控制中心与所述车辆、所述车辆定位平台、所述充电柜及所述换电机器人采用以太网通讯。
一种新能源能源汽车换电方法,基于权利要求1所述的换电***,包括:
步骤一,车辆行驶至车辆定位平台,所述车辆定位平台对车辆完成定位,并发送信息至控制中心;
步骤二,所述控制中心获取所述车辆信息,包括获取所述车辆需换电电池包数量、位置信息,并发送至换电机器人;
步骤三,所述换电机器人接受所述控制中心信息对所述车辆亏电电池包进行定位,并抓取所述亏电电池包;
步骤四,所述换电机器人移动所述亏电电池包至充电柜空置处,并抓取所述充电柜内满电电池包;
步骤五,所述换电机器人移动所述满电电池包至所述车辆电池包安装位;
步骤六,重复步骤三至五,完成所述车辆电池包更换。
其中,所述换电机器人对所述车辆亏电电池包进行定位,包括识别所述车辆倾斜度,计算抓取角度。
本发明提供的一种新能源汽车换电***及换电方法,对车辆及电池包定位后,将车内亏电电池包与充电柜内满电电池包互换,实现新能源汽车的快速换电。
附图说明
图1所示为本发明一实施例提供的一种新能源汽车换电***示意图。
图2所示为本发明一实施例提供的一种新能源汽车换电***通信示意图。
图3所示为本发明一实施例提供的一种新能源汽车换电方法流程示意图。
具体实施方式
下面将结合附图,对本发明实施例的实施方式进行清楚、完整地描述。
图1所示为本发明提供的一种一种新能源汽车换电***示意图。如图1所示,包括,车辆定位平台1,用于停靠待换电车辆,限制车辆大致位置;带换电车辆根据指示停靠于车辆定位平台1后,车辆位置基本确定,对车辆进行固定。车辆定位平台1两侧放置充电柜2,用于为电池包充电,并存储电池包。车辆定位平台1两侧与充电柜2之间安装固定换电机器人3,车辆基本位置确定后,换电机器人3对车辆内电池包进一步定位,并抓取车辆内亏电电池包置充电柜2内空置处,然后抓取充电柜2内满电电池包置车辆安装位,重复该动作,直至完成车辆所有电池包更换或者依据指示完成指定电池包更换。车辆定位平台解锁,完成换电的车辆驶离车辆定位平台。
其中,车辆、车辆定位平台1、充电柜2及换电机器人3通过控制中心完成数据交互,整个***采用PLC+工控机控制,可满足后期升级或数据交换。
在本发明一实施例中,单个充电柜设置为2*11,可安放22个电池包,单侧8个充电柜排放。其实际排布可依换电站大小、容量以及换电车辆多少做相应改变。
同时,充电柜内安装有电池包检测装置,用于检测充电柜内电池包健康状态,包括电池包温度及电压等状况,当发现异常时,对该电池包位置进行标记、报警,保证充电柜内其他电池包及整个换电***的安全。
换电机器人3采用2m至3m臂展、负载100至300kg的6轴机械臂固定安装于车辆定位平台1两侧与充电柜2之间,一端安装有视觉定位***,用于精确确定电池包位置,包括识别车辆倾斜度,计算电池包抓取角度。
在本发明一实施例中,车辆定位平台两侧各安装一个,可同时对一辆车进行操作更换,提高换电效率。
图2所示为本发明一实施例提供的一种新能源汽车换电***通信示意图。如图2所示,当待换电车辆根据指引行驶至车辆定位平台,车辆定位平台对车辆完成基本定位,并发送车辆完成定位信息至控制中心。同时,控制中心获取车辆信息,包括获取车辆需换电电池包数量及位置信息,并发送指令至换电机器人,换电机器人按接收的信息指示对车辆亏电电池包进行定位,并抓取亏电电池包。换电机器人抓取并移动亏电电池包至充电柜空置处,然后抓取充电柜内满电电池包,移动满电电池包至车辆原电池包安装位。
换电机器人根据获取的指令信息,重复定位、抓取过程,完成指定电池包更换。电池包更换完成,换电机器人发送信息至控制中心,控制中心发送换电完成指令,指示车辆定位平台解锁,车辆换电平台解锁车辆,车辆驶离车辆定位平台,整个换电过程完成。
其中,充电柜在存储电池包过程中对电池包的监测数据及电池包的异常情况,都上传至控制中心,控制中心指示换电机器人对异常的电池包进行抓离处理,保证充电柜及整个换电***的安全。
图3所示为本发明实施例提供的一种新能源汽车换电方法流程示意图。如图3所示,该换电方法包括:
步骤1:车辆行驶至车辆定位平台,车辆定位平台对车辆完成定位,并发送信息至控制中心。
需换电车辆按照指引,停至车辆定位平台,车辆定位平台确定车辆基本位置,并对车辆进行固定,防止后续换电过程中出现车辆滑动或移位等情况。
车辆定位平台发送车辆定位完成信息至控制中心。
步骤2:控制中心获取车辆信息,包括获取车辆需换电电池包数量及位置信息,并将信息发送至换电机器人。
步骤3:换电机器人按信息指示对车辆亏电电池包进行定位,抓取亏电电池包。
换电机器人接收控制中心信息,确定车辆需换电电池包数量以及位置,换电机器人按照信息指示对电池包进行定位并抓取。
换电机器人依靠安装的视觉定位***,精准确定车辆电池包位置,抓取车辆内亏电电池包。
其中,换电机器人对车辆电池包进行定位,包括识别车辆倾斜度,计算抓取角度,确保平稳抓取该电池包。
步骤4:换电机器人移动亏电电池包至充电柜空置处,抓取充电柜内满电电池包。
换电机器人按照指令抓取亏电电池包后,将亏电电池包移送至充电柜空置处,并抓取充电柜内满电电池包。
充电柜对新放入的电池包进行充电,并存储该电池包。
充电柜对柜内的所有电池包进行实时监测,包括电池包的温度、电压等情况,发现异常时,对该电池包位置进行标记、报警,并上传至控制中心,控制中心与换电机器人通信,换电机器人将异常电池包抓离充电柜并放置于指定地点,保证充电柜内其他电池包及整个换电***的安全。
步骤5:换电机器人移动满电电池包至车辆电池包安装位。
换电机器人抓取满电电池包移送至车辆电池包安装位,推送电池包安装到位。
换电机器人安装有压力传感器,电池包推送过程中感应电池包与车辆之间的力度,设置适当挤压推力,确保电池包接插件与车辆***稳定连接,不会由于过度挤压或者换电机器人推送力量不够造成电池包接插件损坏或者连接不牢。
步骤6:重复步骤3至5,完成指定电池包更换。
换电机器人根据获取的指令信息,重复步骤3至步骤5,完成指定电池包更换。
电池包更换完成,换电机器人发送信息至控制中心,控制中心指示车辆定位平台解锁,车辆驶离车辆定位平台,整个换电过程完成。
本发明提供的一种新能源汽车换电***及换电方法,对车辆及电池包定位后,将车内亏电电池包与充电柜内满电电池包互换,实现新能源汽车的快速换电。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种新能源汽车换电***,其特征在于,包括:
车辆定位平台,用于停靠待换电车辆,限制所述车辆大致位置;
充电柜,为电池包充电,并存储所述电池包;
换电机器人,对所述车辆电池包定位后,抓取所述车辆电池包置于充电柜内空置处,并抓取所述充电柜内满电电池包置于所述车辆内;
控制中心,用于所述车辆、所述车辆定位平台、所述换电机器人及所述充电柜完成数据交互。
2.根据权利要求1所述的新能源汽车换电***,其特征在于,所述充电柜安装有电池包检测装置,用于检测所述充电柜内电池包健康状态。
3.根据权利要求1所述的新能源汽车换电***,其特征在于,所述换电机器人安装有视觉定位***,用于确定所述电池包位置。
4.根据权利要求1所述的新能源汽车换电***,其特征在于,所述换电机器人采用2m至3m臂展、负载100至300kg的6轴机械臂。
5.根据权利要求1所述的新能源汽车换电***,其特征在于,所述控制中心与所述车辆、所述车辆定位平台、所述充电柜及所述换电机器人采用以太网通讯。
6.一种新能源能源汽车换电方法,基于权利要求1所述的换电***,其特征在于,包括:
步骤一,车辆行驶至车辆定位平台,所述车辆定位平台对车辆完成定位,并发送信息至控制中心;
步骤二,所述控制中心获取所述车辆信息,包括获取所述车辆需换电电池包数量、位置信息,并发送至换电机器人;
步骤三,所述换电机器人接受所述控制中心信息对所述车辆亏电电池包进行定位,并抓取所述亏电电池包;
步骤四,所述换电机器人移动所述亏电电池包至充电柜空置处,并抓取所述充电柜内满电电池包;
步骤五,所述换电机器人移动所述满电电池包至所述车辆电池包安装位;
步骤六,重复步骤三至五,完成所述车辆电池包更换。
7.根据权利要求6所述的新能源能源汽车换电方法,其特征在于,所述换电机器人对所述车辆亏电电池包进行定位,包括识别所述车辆倾斜度,计算抓取角度。
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