KR20230014875A - 배터리 교체 카트, 배터리 교체 제어 시스템 및 이의 제어 방법 - Google Patents

배터리 교체 카트, 배터리 교체 제어 시스템 및 이의 제어 방법 Download PDF

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KR20230014875A
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battery
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moving mechanism
battery replacement
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KR1020237001836A
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지하오 첸
춘후아 후앙
단리앙 퀴우
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상하이 디안바 뉴 에너지 테크놀러지 코., 엘티디.
올턴 뉴 에너지 오토모티브 테크놀러지 그룹
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Abstract

본 발명은, 배터리 교체 카트, 배터리 교체 제어 시스템 및 이의 제어 방법을 제공하고, 배터리 교체 카트는, X 방향 이동 기구(30), 수직 리프팅 기구(40) 잠금 해제 기구(10), 배터리 존재 여부를 측정하기 위한 배터리 센서(70), 팰릿, 팰릿을 이동시키기 위한 Y 방향 이동 기구(20), 팰릿의 존재 여부를 측정하기 위한 팰릿 센서(60), 제어기(100), 거리를 측정하기 위한 거리 측정기(80), 상대적 위치를 측정하기 위한 위치 센서(90),및 신호 수신 모듈(50)을 포함하고, 그중, 상기 제어기(100)는 상기 배터리 센서(70), 팰릿 센서(30), Y 방향 이동 기구(20), 수직 리프팅 기구(40) 및 잠금 해제 기구(10)의 이동을 제어한다. 본 발명은 배터리 교체 카트의 제어 방법을 더 제공한다. 배터리의 교체 과정에서, 제어기를 통해 편리하고 원활하게 자동화된 이동 및 리프트를 실현할 수 있고, 배터리의 분해 및 설치를 완료한다.

Description

배터리 교체 카트, 배터리 교체 제어 시스템 및 이의 제어 방법{BATTERY REPLACING CART, BATTERY REPLACING CONTROL SYSTEM AND CONTROL METHOD THEREFOR}
본원 발명은 출원일자가 2017년 11월 30일인 중국 특허 출원CN201711240367.0의 우선권을 주장하는 바, 상기 중국 특허 출원의 모든 내용은 참조로서 본원 발명에 인용된다.
본 발명은 배터리 교체 카트, 배터리 교체 제어 시스템 및 이의 제어 방법에 관한 것이다.
기존의 배터리 교체 시스템은 클램핑 레인, 배터리 교체 카트(즉 배터리 교체 장치), 스태커, 충전 랙의 4가지 주요 모듈을 포함한다. 클램핑 레인은 차량이 배터리 교체 스테이션으로 진입시키고 포지셔닝 하는데 사용되고; 배터리 교체 카트는 승용차 하단에서 배터리를 잠금 해제하고 분해 및 설치하며 배터리가 스태커와 승용차 하단 사이에서 왕복 이동할 수 있도록 하는데 사용되며; 스태커는 배터리 교체 카트에서 배터리를 꺼내거나 넣고, 충전 랙의 각 위치에서 배터리를 꺼내거나 넣는데 사용된다.
그러나 선행기술에서는, 사용된 배터리의 잠금 해제 및 분해와 새로운 배터리의 설치가 모두 아주 어려우며, 배터리와 차량의 잠금 해제 및 잠금의 안전과 안정성을 고려하고, 동시에 잠금 및 잠금 해제의 빠른 속도도 보장해야 한다. 기존의 기술들은 이를 고려하지 않는다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 선행기술에서의 사용된 배터리의 잠금 해제 및 분해와 새로운 배터리의 설치가 모두 아주 어려운 결함을 극복하기 위하여, 배터리 교체 카트 및 이의 제어 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 하기와 같은 기술적 해결수단을 통해 상기 기술적 과제를 해결한다.
배터리 교체 카트는,
X 방향 이동 기구, 수직 리프팅 기구, 잠금 해제 기구, 배터리 존재 여부를 측정하기 위한 배터리 센서, Y 방향 이동 기구, 제어기, 거리를 측정하기 위한 거리 측정기, 상대적 위치를 측정하기 위한 위치 센서, 및 신호 수신 모듈을 포함하고, 그중,
상기 제어기는 상기 배터리 센서, 팰릿 센서, 거리 측정기, 위치 센서 및 신호 수신 모듈에 전기적 연결되며, 상기 X 방향 이동 기구, Y 방향 이동 기구, 수직 리프팅 기구 및 잠금 해제 기구의 이동을 제어하는 것을 특점으로 한다.
본 해결수단에서, X 방향 이동 기구는 통상의 여러 이동 구조일 수 있으며, 예를 들면, 통상의 휠, 또는 트랙 구조 등 일수 있으며, 배터리 교체 카트의 이동이 실현 될수 있는 한 제한 하지 않는다. Y 방향 이동 기구도 통상의 여러 수평 이동 구조일 수 있으며, 예를 들면, 통상의 스크류 구동 기구, 실린더 기구, 직선 모터 기구, 또는 트랙 구조 등 일수 있으며, 배터리의 이동이 실현 될수 있는 한 제한 하지 않는다. 수직 리프팅 기구는 통상의 여러 이동 구조일수 있으며, 예를 들면, 실린더 리프팅 기구, 레일 기구, 신축가능한 폴딩 프레임 구조 등 일 수 있다. 잠금 해제 기구는 주로 배터리 잠금을 해제하는데 사용되며, 다양한 유형의 잠금 해제 방법에 사용할 수 있다.
X 방향 이동 기구 및 Y 방향 이동 기구는 정확하게 배터리의 수평방향상의 이동을 제어 할 수 있다. 그리고 수직 리프팅 기구에 의해 배터리의 수직방향상의 이동이 실현될 수 있다. 거리 측정기 및 위치 센서의 피드백을 통해, 제어기는 X 방향 이동 기구, Y 방향 이동 기구 및 수직 리프트 기구의 이동을 정확하게 조절할 수 있다. 따라서, 배터리 교체 과정 중, 제어기가 쉽고 편리하게 자동화된 이동 및 리프트를 실현할 수 있고, 배터리의 분해 및 설치가 완료될 수 있다.
바람직하게, 상기 배터리 교체 카트는 팰릿, 및 팰릿의 존재 여부를 측정하기 위한 팰릿 센서를 더 포함한다.
바람직하게, 상기 위치 센서는 시각 센서이다.
바람직하게, 상기 위치 센서는 배터리 교체 카트와 차량의 상대적 위치 신호를 측정하는데 사용되고, 상기 제어기는 상기 상대적 위치 신호에 근거하여 상기 X 방향 이동 기구와 상기Y 방향 이동 기구를 구동한다. 배터리 교체 카트와 차량의 상대적 위치 신호를 직접 측정하는 것을 통해 다른 간섭을 줄일 수 있다. 가장 직접적이고 제때에 배터리 교체 카트와 팰릿의 이동을 조절할 수 있다.
바람직하게, 상기 배터리 센서는 배터리의 존재 여부를 표현하는 배터리 신호를 측정하는데 사용되고, 상기 팰릿 센서는 팰릿의 존재 여부를 표현하는 팰릿 신호를 측정하는데 사용할 수 있으며, 상기 제어기는 상기 배터리 신호와 상기 팰릿 신호에 근거하여 상기 수직 리프팅 기구와 상기 X 방향 이동 기구를 구동한다. 팰릿 센서와 배터리 센서를 통해 매번 배터리 교체의 원활한 진행을 보장하고, 배터리의 설치 혹은 분해가 완성되지 않았을 시, 배터리 교체 카트가 먼저 움직이는 문제를 피면하였다.
바람직하게, 상기 거리 측정기는 거리 신호를 측정하는데 사용되며, 상기 제어기는 상기 거리 신호에 근거하여 상기 수직 리프팅 기구를 구동한다. 거리 측정기의 거리 신호를 통해 수직 리프팅 기구를 제어하고, 이로 인해 다양한 차량 섀시 높이에 적응할 수 있고, 보다 넓은 적용 범위를 가진다.
바람직하게, 상기 신호 수신 모듈은 상승 도달 신호를 수신하는데 사용되며, 상기 제어기는 상기 상승 도달 신호에 근거하여 상기 수직 리프팅 기구를 정지시키고 상기 Y 방향 이동 기구를 제어하여 상기 배터리를 이동시킨다. 신호 수신 모듈은 상승 도달 신호를 수신하는 것을 통해 배터리 교체 카트로부터 확인 정보를 획득하여, 배터리 분해의 정확한 시작을 보장할 수 있다.
바람직하게, 상기 신호 수신 모듈은 잠금 도달 신호를 수신하는데 사용되며, 상기 제어기는 상기 잠금 도달 신호에 근거하여 상기 Y 방향 이동 기구를 정지시킨다. 신호 수신 모듈은 잠금 도달 신호를 수신하는 것을 통해 교체 카트로부터 확인 정보를 획득하여, 배터리 설치의 정확한 진행을 보장할 수 있다.
바람직하게, 상기 신호 수신 모듈은 X 방향 도달 신호를 수신하는데 사용되며, 상기 제어기는 상기 X 방향 도달 신호에 근거하여 상기 X 방향 이동 기구를 정지시킨다.
바람직하게, 상기 Y 방향 이동 기구는 스크류 기구이다.
전기 자동차의 배터리 교체 제어 시스템은,
상기 배터리 교체 카트를 포함하는 것을 특점으로 한다.
배터리 교체 카트 제어 방법은, 상기 배터리 교체 카트를 제어하는데 사용되며,
단계 A, 상기 제어기가 배터리 교체 지령을 수신한 후, 배터리 교체 카트를 제어하여 차량의 하단으로 이동 시키고 배터리를 조준하는 단계;
단계 B, 상기 제어기가 배터리 교체 카트를 제어하여 배터리의 교체를 진행하는 단계;
단계 C, 제어기가 하강 및 차량의 하단으로부터 나가는 것을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특점으로 한다.
바람직하게, 단계 A는,
단계 S1, 상기 제어기가 상기 X 방향 이동 기구를 제어하여 배터리 교체 카트를 차량의 하단으로 진입시키고 사용된 배터리를 조준하는 단계를 포함한다.
바람직하게, 단계 B는,
단계 S2, 상기 제어기가 상기 수직 리프팅 기구를 제어하여 상승 위치로 도달 시키는 단계;
단계 S3, 상기 제어기가 상기 잠금 해제 기구를 제어하여 사용된 배터리를 잠금 해제하는 단계;
단계 S4, 상기 제어기가 상기 X 방향 이동 기구와 상기 수직 리프팅 기구를 제어하여 상기 배터리 교체 카트를 내보내는 단계를 포함한다.
바람직하게, 단계 B는,
단계 S5, 상기 제어기가 상기 배터리 교체 카트를 제어하여 새로운 배터리를 교체하는 단계;
단계 S6, 상기 제어기가 상기 X 방향 이동 기구를 제어하여 배터리 교체 카트를 차량의 하단으로 진입시키고 조준하는 단계;
단계 S7, 상기 제어기가 상기 수직 리프팅 기구를 제어하여 상승위치에 도달시키는 단계;
단계 S8, 상기 제어기가 상기 수직 리프팅 기구와 상기Y 방향 이동 기구를 제어하여 새로운 배터리에 대하여 잠금을 진행하는 단계를 더 포함한다.
바람직하게, 단계 C는,
단계 S9, 상기 제어기가 상기 X 방향 이동 기구와 상기 수직 리프팅 기구를 제어하여 상기 배터리 교체 카트를 내보내는 단계를 포함한다.
바람직하게, 단계 S8은,
단계 S8.1, 상기 신호 수신 모듈이 상승 도달 신호를 수신하는 단계;
단계 S8.2, 상기 제어기가 상기 수직 리프팅 기구를 정지시키는 단계;
단계 S8.3, 상기 제어기가 상기 Y 방향 이동 기구를 제어하여 상기 배터리를 이동시키는 단계;
단계 S8.4, 상기 신호 수신 모듈이 잠금 도달 신호를 수신하는 단계;
단계 S8.5, 상기 제어기가 Y 방향 이동 기구를 정지시키는 단계를 포함한다.
바람직하게, 단계 S1은,
단계 S1.1, 상기 제어기가 상기 X 방향 이동 기구를 제어하여 소정의 위치로 이동시키는 단계;
단계 S1.2, X 방향 이동 기구와 Y 방향 이동 기구를 통해 조준을 진행하는 단계를 포함한다.
바람직하게, 단계 S2은,
단계 S2.1, 상기 제어기가 상기 수직 리프팅 기구를 제어하여 상승시키고 상기 거리 측정기가 거리 신호를 측정하는 단계;
단계 S2.2, 거리 신호가 소정의 높이와 같을 때, 상기 제어기가 상기 수직 리프팅 기구를 제어하여 정지시키는 단계를 포함한다.
바람직하게, 단계 S4은,
단계 S4.1, 상기 배터리 센서가 배터리 신호를 측정하는 단계;
단계 S4.2, 상기 제어기가 상기 배터리 신호에 근거하여 상기 수직 리프팅 기구와 상기 X 방향 이동 기구를 구동하는 단계를 포함한다.
바람직하게, 단계 S6은,
단계 S6.1, 상기 제어기가 상기 X 방향 이동 기구를 제어하여 소정의 위치로 이동시키는 단계;
단계 S6.2, X 방향 이동 기구와 Y 방향 이동 기구를 통해 조준을 진행하는 단계를 포함한다.
바람직하게, 단계 S7은,
단계 S7.1, 상기 제어기가 상기 수직 리프팅 기구를 제어하여 상승시키고 상기 거리 측정기가 거리 신호를 측정하는 단계;
단계 S7.2, 거리 신호가 소정의 높이와 같을 때, 상기 제어기가 상기 수직 리프팅 기구를 제어하여 정지시키는 단계를 포함한다.
바람직하게, 단계 S3은,
단계 S3.1, 상기 제어기가 상기 Y 방향 이동 기구를 제어하여 배터리를 잠금 해제 소정 위치까지 이동시키는 단계;
단계 S3.2, 상기 잠금 해제 기구가 잠금 해제를 진행하는 단계;
단계 S3.3, 상기 제어기가 상기 Y 방향 이동 기구를 제어하여 배터리를 잠금 해제 위치까지 이동시키는 단계;
단계 S3.4, 상기 제어기가 수직 리프팅 기구를 제어하여 배터리를 하강시키는 단계를 포함한다.
전기 자동차의 배터리 교체 제어 방법은,
상기 배터리 교체 카트 제어 방법을 포함하는 것을 특점으로 한다.
본 발명의 긍정적 진보 효과는 하기와 같다: 본 발명의 적용을 통해, X 방향 이동 기구 및 Y 방향 이동 기구를 이용하여 정확하게 배터리의 수평방향상의 이동을 제어할 수 있다. 그리고 수직 리프팅 기구를 통해 배터리의 수직방향상의 이동을 실현할 수 있다. 거리 측정기와 위치 센서의 피드백을 통해, 제어기가 정확하게 X 방향 이동 기구, Y 방향 이동 기구 및 수직 리프팅 기구의 이동을 조절할 수 있다. 이로 인해, 배터리의 교체 과정에서, 제어기를 통해 편리하고 원활하게 자동화된 이동 및 리프트를 실현할 수 있고, 배터리의 분해 및 설치가 완료될 수 있다.
도 1은 실시예1의 배터리 교체 카트의 구조 모식도이다.
도 2는 실시예2의 배터리 교체 카트 제어 방법의 총 순서 모식도이다.
도 3는 실시예2의 배터리 교체 카트 제어 방법의 단계 S1의 순서 모식도이다.
도 4는 실시예2의 배터리 교체 카트 제어 방법의 단계 B의 순서 모식도이다.
도 5는 실시예2의 배터리 교체 카트 제어 방법의 단계 S2의 순서 모식도이다.
도 6는 실시예2의 배터리 교체 카트 제어 방법의 단계 S4의 순서 모식도이다.
도 7는 실시예2의 배터리 교체 카트 제어 방법의 단계 S6의 순서 모식도이다.
도 8는 실시예2의 배터리 교체 카트 제어 방법의 단계 S7의 순서 모식도이다.
도 9는 실시예2의 배터리 교체 카트 제어 방법의 단계 S8의 순서 모식도이다.
아래, 바람직한 실시예를 통해 도면을 결부하여 본 발명을 보다 더 한층 설명한다, 하지만 이에 인해 실시예의 범위에 본 발명을 한정하는 것으로 이해되어서는 아니된다.
실시예1
도 1에서 예시한 바와 같이, 본 실시예는 배터리 교체 카트를 제공하며, 배터리 교체 카트는, X 방향 이동 기구(30), 수직 리프팅 기구(40), 잠금 해제 기구(10), 배터리 존재 여부를 측정하기 위한 배터리 센서(70), 팰릿, Y 방향 이동 기구(20), 팰릿의 존재 여부를 측정하기 위한 팰릿 센서(60), 제어기(100), 거리를 측정하기 위한 거리 측정기(80), 상대적 위치를 측정하기 위한 위치 센서(90),및 신호 수신 모듈(50)을 포함하고, 그중,
제어기(100)는 배터리 센서(70), 팰릿 센서(60), 거리 측정기(80), 위치 센서(90) 및 신호 수신 모듈(50)에 전기적 연결되며, X 방향 이동 기구(30), Y 방향 이동 기구(20), 수직 리프팅 기구(40) 및 잠금 해제 기구(10)의 이동을 제어한다. 본 실시예에서, 팰릿을 사용하여 배터리를 담고, 팰릿의 이동을 통해 배터리를 이동하지만, 다른 실시예에서는 직접 배터리를 이동시킬 수도 있다.
본 실시예에서는 X 방향과 Y 방향은 두개의 부동한 방향이고, 예를 들면, X 방향은 차량의 넓이를 따른 방향이고, Y 방향은 차량의 길이를 따른 방향이고, 배터리 교체 카트가 임의의 위치로의 이동만 가능하다면 제한하지 않는다.
본 해결수단에서, 배터리 교체 카트의 기계적 구조는 주요하게 X 방향 이동 기구, Y 방향 이동 기구, 수직 리프팅 기구 및 잠금 해제 기구로 이루어진다. 이러한 자체 구조는 부동한 통상의 설계를 이용할 수 있다. 전술한 각 구성 요소의 고유한 기능만 실현할 수 있다면 제한하지 않는다. X 방향 이동 기구, Y 방향 이동 기구는 주요하게 수평방향상의 조절을 실현한다. X 방향과 Y 방향은 두개의 부동한 방향이고, 가장 일반적인 것은 X 방향과 Y 방향을 서로 수직되게 하는 것이다.
그 중, X 방향 이동 기구(30)는 통상의 여러 이동 구조일 수 있으며, 예를 들면, 통상의 휠, 또는 트랙 구조 등일 수 있으며, 배터리 교체 카트의 이동이 실현 될수 있는 한 제한하지 않는다. Y 방향 이동 기구(20)도 통상의 여러 수평 이동 구조일 수 있으며, 예를 들면, 통상의 스크류 구동 기구, 실린더 기구, 직선 모터 기구, 또는 트랙 등 구조 등 일 수 있으며, 팰릿의 이동이 실현 될수 있는 한 제한하지 않는다. 수직 리프팅 기구(40)는 통상의 여러 이동 구조일 수 있으며, 예를 들면, 실린더 리프팅 기구, 레일 기구, 신축가능한 폴딩 프레임 구조 등 일 수 있다. 잠금 해제 기구(10)는 주로 배터리 잠금을 해제하는데 사용되며, 다양한 유형의 잠금 해제 방법에 사용할 수 있다.
하나의 가능한 방식으로, 트랙 식 X 방향 이동 기구(30)를 이용하여 병진을 진행하는 것이며, 이로 인해 배터리 교체 카드의 전체적 이동을 구동할 수 있고, 이어서 X 방향 이동 기구(30)상의 예를 들어 스크류 구동 기구와 같은 Y 방향 이동 기구(20)를 이용하여 팰릿의 위치를 수평으로 이동시킨다. 수직 리프팅 기구(40)는 폴딩 기구일 수 있으며, 이로 인해 팰릿의 전체적인 상승을 실현할 수 있다. 잠금 해제 기구(10)는 가동 볼트 등과 같은 구조를 이용할 수 있다.
X 방향 이동 기구(30) 및 Y 방향 이동 기구(20)는 정확하게 팰릿의 수평방향상의 이동을 제어 할 수 있다. 그리고 수직 리프팅 기구(40)에 의해 팰릿의 수직방향상의 이동을 실현하였다. 거리 측정기(80) 및 위치 센서(90)의 피드백을 통해, 제어기(100)는 X 방향 이동 기구(30), Y 방향 이동 기구(20) 및 수직 리프트 기구(40)의 이동을 정확하게 조절할 수 있다. 따라서, 배터리 교체 과정 중, 제어기(100)가 쉽고 편리하게 자동화된 이동 및 리프트를 실현할 수 있고, 이로써 배터리의 분해 및 설치를 완료한다.
본 실시예에서, 보다 나아가 배터리 교체 카트의 배터리 교체 대상(즉 차량)을 설치할 수도 있다. 차체 프레임은 배터리를 설치하는 데 사용되며, 프레임에는 배터리 외부의 잠금 샤프트가 들어가서 잠길 수 있는 잠금 슬롯이 설치되어 있다.
차량의 차체에 상승 도달 센서가 설치되고, 이는 배터리의 잠금 샤프트가 잠금 슬롯에 진입했는지를 측정하고 상승 도달 신호를 발신하는데 사용된다.
잠금 지점에 해당하는 차체에 잠금 센서를 설치하고, 이는 배터리의 잠금 샤프트가 잠금 지점에 도달했는지를 측정하고 잠금 도달 신호를 발신하는데 사용된다.
잠금 텅이 떨어질 때 해당하는 차체 프레임에 잠금 낙하 신호 센서를 설치하고, 이는 배터리의 잠금 샤프트가 잠금되었는지를 측정하고 잠금 낙하 신호를 차량 제어기에 발신하는데 사용된다.
보다 바람직한 실시예에서, 위치 센서(90)는 배터리 교체 카트와 차량의 상대적 위치 신호를 측정하는데 사용되고, 제어기(100)는 상대적 위치 신호에 근거하여 X 방향 이동 기구(30)와 Y 방향 이동 기구(20)를 구동한다. 배터리 교체 카트와 차량의 상대적 위치 신호를 직접 측정하는 것을 통해 다른 간섭을 줄일 수 있다. 가장 직접적이고 제때에 배터리 교체 카트와 팰릿의 이동을 조절할 수 있다.
보다 바람직한 실시예에서, 배터리 센서(70)는 배터리의 존재 여부를 표현하는 배터리 신호를 측정하는데 사용되고, 팰릿 센서(60)는 팰릿의 존재 여부를 표현하는 팰릿 신호를 측정하는데 사용할 수 있으며, 제어기(100)는 배터리 신호와 팰릿 신호에 근거하여 수직 리프팅 기구(40)와 X 방향 이동 기구(30)를 구동한다. 팰릿 센서(60)와 배터리 센서(70)를 통해 매번 배터리 교체의 원활할 진행을 보장하고, 배터리의 설치 혹은 분해가 완성되지 않았을 시, 배터리 교체 카트가 먼저 움직이는 문제를 피하였다.
보다 바람직한 실시예에서, 거리 측정기(80)는 거리 신호를 측정하는데 사용되며, 제어기(100)는 거리 신호에 근거하여 수직 리프팅 기구(40)을 구동한다. 거리 측정기(80)의 거리 신호를 통해 수직 리프팅 기구(40)를 제어하고, 이로 인해 다양한 차량 섀시 높이에 적응할 수 있고, 보다 넓은 적용 범위를 가진다. 보다 바람직한 실시예에서, 신호 수신 모듈(50)은 상승 도달 신호를 수신하는데 사용되며, 제어기(100)는 상승 도달 신호에 근거하여 수직 리프팅 기구(40)를 정지시키고 Y 방향 이동 기구(20)를 제어하여 팰릿을 이동시킨다. 신호 수신 모듈(50)은 상승 도달 신호를 수신하는 것을 통해 배터리 교체 카트로부터 확인 정보를 획득하여, 배터리 분해의 정확한 시작을 보장할 수 있다.
보다 바람직한 실시예에서, 신호 수신 모듈(50)은 잠금 도달 신호를 수신하는데 사용되며, 제어기(100)는 잠금 도달 신호에 근거하여 Y 방향 이동 기구(20)를 정지시킨다. 신호 수신 모듈(50)은 잠금 도달 신호를 수신하는 것을 통해 교체 카트로부터 확인 정보를 획득하여, 배터리 설치의 정확한 진행을 보장할 수 있다.
보다 바람직한 실시예에서, 신호 수신 모듈(50)은 잠금 낙하 신호를 수신하는데 사용되며, 제어기(100)는 잠금 낙하 신호에 근거하여 X 방향 이동 기구(30)와 수직 리프팅 기구(40)를 구동시킨다. 신호 수신 모듈(50)은 잠금 낙하 신호를 수신하는 것을 통해 교체 카트로부터 확인 정보를 획득하여, 배터리 설치의 정확한 진행을 보장할 수 있다.
보다 바람직한 실시예에서, 신호 수신 모듈(50)은 X 방향 도달 신호를 수신하는데 사용되며, 제어기(100)는 X 방향 도달 신호에 근거하여 X 방향 이동 기구(30)를 정지시킨다. 구체적인 실시에서, 클램핑 레인의 차선 전륜 위치 측정기에 설치된 위치 측정 센서를 통해 차량이 제자리에 주차되었는지를 측정하여, X 방향 도달 신호를 발신한다.
실시예2
도 2 내지 도9에서 예시한 바와 같이, 본 실시예는 배터리 교체 카트 제어 방법를 제공하며, 이는 실시예1 중의 배터리 교체 카트에 사용된다.
도 2에서 예시한 바와 같이, 주로 아래와 같은 단계를 포함하는데:
단계 A, 상기 제어기가 배터리 교체 지령을 수신한 후, 배터리 교체 카트를 제어하여 차량의 하단으로 이동시켜 배터리를 조준하는 단계;
단계 B, 상기 제어기가 배터리 교체 카트를 제어하여 배터리의 교체를 진행하는 단계;
단계 C, 제어기가 하강 및 차량의 하단으로부터 나가는 것을 제어하는 단계 이다. 실시예1 중의 X 방향 이동 기구 및 Y 방향 이동 기구는 정확하게 팰릿의 수평방향상의 이동을 제어할 수 있다. 그리고 수직 리프팅 기구에 의해 팰릿의 수직방향상의 이동을 실현할 수 있다. 거리 측정기 및 위치 센서의 피드백을 통해, 제어기는 X 방향 이동 기구, Y 방향 이동 기구 및 수직 리프트 기구의 이동을 정확하게 조절할 수 있다. 따라서, 배터리 교체 과정 중, 제어기가 쉽고 편리하게 자동화된 이동 및 리프트를 실현할 수 있고, 배터리의 분해 및 설치가 완료될 수 있다.
통상의 운행 중, X 방향 이동 기구와 Y 방향 이동 기구는 전부 사용된다. 그러나 일부 특별한 상황 시, 조준 상황이 양호하면, Y 방향 이동 기구의 이동을 생략할 수도 있다.
따라서, 보다 세부적인 해결수단에서, 단계 A는,
단계 S1, 상기 제어기가 상기 X 방향 이동 기구를 제어하여 배터리 교체 카트를 차량의 하단으로 진입 시키고 사용된 배터리를 조준하는 단계를 포함한다.
도 3에서 예시한 바와 같이, 조준 상황이 불량할 경우, 단계 S1은 이러한 기초하에서,
단계 S1.1, 상기 제어기가 상기 X 방향 이동 기구를 제어하여 소정의 위치로 이동시키는 단계를 더 포함하고;
단계 S1.2, X 방향 이동 기구와 Y 방향 이동 기구를 통해 조준을 진행하는 단계를 더 포함한다.
단계 S1.2에서, Y 방향 이동 기구의 조준을 통해, 보다 정확하게 배터리 교체 카트의 위치를 조절할 수 있다. 조준 과정에서, 배터리 교체 카트상의 위치 센서는 차량과 배터리 교체 카트의 상대적 위치를 측정하고, 상기 위치에 근거하여 미세하게 배터리 교체 카트의 위치를 조절하여, 배터리 교체 카트가 차체 배터리의 설치 프레임에 조준되게 한다.
도 4에서 예시한 바와 같이, 배터리 교체 과정이 매우 복잡하고, 각 부분의 기구들이 서로 협동하여 운행되기에, 보다 더 세부적인 해결수단에서, 단계 B는,
단계 S2, 상기 제어기가 상기 수직 리프팅 기구를 제어하여 상승 위치로 도달 시키는 단계;
단계 S3, 상기 제어기가 상기 잠금 해제 기구를 제어하여 사용된 배터리를 잠금 해제하는 단계;
단계 S4, 상기 제어기가 상기 X 방향 이동 기구와 상기 수직 리프팅 기구를 제어하여 상기 배터리 교체 카트를 내보내는 단계를 포함한다.
바람직하게, 단계 B는,
단계 S5, 상기 제어기가 상기 배터리 교체 카트를 제어하여 새로운 배터리를 교체하는 단계;
단계 S6, 상기 제어기가 상기 X 방향 이동 기구를 제어하여 배터리 교체 카트를 차량의 하단으로 진입시키고 조준하는 단계;
단계 S7, 상기 제어기가 상기 수직 리프팅 기구를 제어하여 상승위치로 도달시키는 단계;
단계 S8, 상기 제어기가 상기 수직 리프팅 기구와 상기 Y 방향 이동 기구를 제어하여 새로운 배터리에 대하여 잠금을 진행하는 단계를 더 포함한다.
상술한 세부적인 단계를 통해, 배터리 교체 카트의 각 부분이 협동하여 운행될 수 있게 하고, 예를 들면, X 방향 이동 기구의 수행 기구는 각 측정 소자들과 서로 배합할 수 있다.
도 5에서 예시한 바와 같이, 보다 세부적인 해결수단에서, 단계 S2은, 단계 S2.1, 상기 제어기가 상기 수직 리프팅 기구를 제어하여 상승시키고 상기 거리 측정기가 거리 신호를 측정하는 단계;
단계 S2.2, 거리 신호가 소정의 높이와 같을 때, 상기 제어기가 상기 수직 리프팅 기구를 제어하여 정지시키는 단계를 포함한다.
보다 세부적인 해결수단에서, 단계 S3은,
단계 S3.1, 상기 제어기가 상기 Y 방향 이동 기구를 제어하여 배터리를 잠금 해제 소정 위치까지 이동시키는 단계;
단계 S3.2, 상기 잠금 해제 기구가 잠금 해제를 진행하는 단계;
단계 S3.3, 상기 제어기가 상기 Y 방향 이동 기구를 제어하여 배터리를 잠금 해제 위치까지 이동시키는 단계;
단계 S3.4, 상기 제어기가 수직 리프팅 기구를 제어하여 배터리를 하강시키는 단계를 포함한다.
전기 자동차의 배터리 교체 제어 방법은, 상기 배터리 교체 카트 제어 방법을 포함하는 것을 특점으로 한다.
도 6에서 예시한 바와 같이, 보다 세부적인 해결수단에서, 단계 S4은,
단계 S4.1, 상기 배터리 센서가 배터리 신호를 측정하는 단계;
단계 S4.2, 상기 제어기가 상기 배터리 신호에 근거하여 상기 수직 리프팅 기구와 상기 X 방향 이동 기구를 구동하는 단계를 포함한다.
도 7에서 예시한 바와 같이, 보다 세부적인 해결수단에서, 단계 S6은,
단계 S6.1, 상기 제어기가 상기 X 방향 이동 기구를 제어하여 소정의 위치로 이동시키는 단계;
단계 S6.2, X 방향 이동 기구와 Y 방향 이동 기구를 통해 조준을 진행하는 단계를 포함한다.
도 8에서 예시한 바와 같이, 보다 세부적인 해결수단에서, 단계 S7은,
단계 S7.1, 상기 제어기가 상기 수직 리프팅 기구를 제어하여 상승시키고 상기 거리 측정기가 거리 신호를 측정하는 단계;
단계 S7.2, 거리 신호가 소정의 높이와 같을 때, 상기 제어기가 상기 수직 리프팅 기구를 제어하여 정지시키는 단계를 포함한다.
도 9에서 예시한 바와 같이, 보다 세부적인 해결수단에서, 잠금의 시기를 보다 더 정확하게 장악하기 위하여, 단계 S8은,
단계 S8.1, 상기 신호 수신 모듈이 상승 도달 신호를 수신하는 단계;
단계 S8.2, 상기 제어기가 상기 수직 리프팅 기구를 정지시키는 단계;
단계 S8.3, 상기 제어기가 상기 Y 방향 이동 기구를 제어하여 상기 배터리를 이동시키는 단계;
단계 S8.4, 상기 신호 수신 모듈이 잠금 도달 신호를 수신하는 단계;
단계 S8.5, 상기 제어기가 Y 방향 이동 기구를 정지시키는 단계를 포함한다.
보다 더 나아가, 마지막 내보내는 단계 에서, 통상적으로 팰릿에 대한 재조절이 필요하지 않기에, 더 나아간 해결수단에서, 단계 C는,
단계 S9, 상기 제어기가 상기 X 방향 이동 기구와 상기 수직 리프팅 기구를 제어하여 상기 배터리 교체 카트를 내보내는 단계를 포함한다.
이상 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하였지만, 본 분야의 통상의 기술자는 이는 단지 예를 들어 설명한 것일 뿐 본 발명의 보호범위는 첨부된 청구범위에 의해 한정됨을 이해해야 한다. 본 분야의 통상의 기술자는 본 발명의 원리 및 실질을 벗어나지 않는 전제하에 이러한 실시형태에 대해 여러 가지 변경 또는 수정을 진행할 수 있지만 이러한 변경 및 수정은 모두 본 발명의 보호범위에 속해야 한다.

Claims (17)

  1. 배터리 교체 카트로서,
    잠금 해제 기구, Y 방향 이동 기구, 및 제어기를 포함하고,
    상기 제어기는 상기 Y 방향 이동 기구 및 상기 잠금 해제 기구의 이동을 제어하며,
    상기 제어기는 상기 Y 방향 이동 기구를 제어하여 상기 배터리를 잠금 해제 소정 위치(unlocked preload position)까지 이동시키고, 상기 제어기는 상기 잠금 해제 기구를 제어하여 사용된 배터리를 잠금 해제하는 것을 특징으로 하는, 배터리 교체 카트.
  2. 제1항에 있어서,
    팰릿, 및 팰릿의 존재 여부를 측정하기 위해 사용되는 팰릿 센서를 더 포함하고,
    바람직하게는, 상기 배터리 교체 카트는 X 방향 이동 기구, 수직 리프팅 기구, 배터리 존재 여부를 측정하기 위한 배터리 센서를 포함하고, 상기 제어기는 상기 배터리 센서에 전기적으로 연결되고, 상기 X 방향 이동 기구 및 상기 수직 리프팅 기구를 제어하며,
    상기 배터리 센서는 배터리의 존재 여부를 나타내는 배터리 신호를 측정하는데 사용되고, 상기 팰릿 센서는 팰릿의 존재 여부를 나타내는 팰릿 신호를 측정하는데 사용되며, 상기 제어기는 상기 배터리 신호와 상기 팰릿 신호에 근거하여 상기 수직 리프팅 기구와 상기 X 방향 이동 기구를 구동하는 것을 특징으로 하는, 배터리 교체 카트.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 배터리 교체 카트는 X 방향 이동 기구 및 상대적 위치를 측정하기 위한 위치 센서를 포함하고, 상기 제어기는 상기 위치 센서에 전기적으로 연결되며, 상기 X 방향 이동 기구의 이동을 제어하고,
    상기 위치 센서는 시각 센서이며,
    및/또는, 상기 위치 센서는 상기 배터리 교체 카트와 차량의 상대적 위치 신호를 측정하는데 사용되고, 상기 제어기는 상기 상대적 위치 신호에 근거하여 상기 X 방향 이동 기구와 상기 Y 방향 이동 기구를 구동하는 것을 특징으로 하는, 배터리 교체 카트.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배터리 교체 카트는 거리를 측정하기 위한 거리 측정기, 및 수직 리프팅 기구를 포함하고, 상기 제어기는 상기 거리 측정기에 전기적으로 연결되며, 상기 수직 리프팅 기구의 이동을 제어하고, 상기 거리 측정기는 거리 신호를 측정하는데 사용되며, 상기 제어기는 상기 거리 신호에 근거하여 상기 수직 리프팅 기구를 구동하고,
    및/또는, 상기 배터리 교체 카트는 신호 수신 모듈을 포함하며, 상기 제어기는 상기 신호 수신 모듈에 전기적으로 연결되고, 상기 신호 수신 모듈은 상승 도달 신호를 수신하는데 사용되며, 상기 제어기는 상기 상승 도달 신호에 근거하여 상기 수직 리프팅 기구를 정지시키고 상기 Y 방향 이동 기구를 제어하여 상기 배터리를 이동시키는 것을 특징으로 하는, 배터리 교체 카트.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 Y 방향 이동 기구는 스크류 기구인 것을 특징으로 하는, 배터리 교체 카트.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배터리 교체 카트는 신호 수신 모듈을 포함하며, 상기 제어기는 상기 신호 수신 모듈에 전기적으로 연결되고, 상기 신호 수신 모듈은 잠금 도달 신호를 수신하는데 사용되며, 상기 제어기는 상기 잠금 도달 신호에 근거하여 상기 Y 방향 이동 기구를 정지시키고;
    및/또는, 상기 배터리 교체 카트는 X 방향 이동 기구를 포함하며, 상기 제어기는 상기 X 방향 이동 기구의 이동을 제어하고, 상기 제어기는 X 방향 도달 신호에 근거하여 상기 X 방향 이동 기구를 정지시키는 것을 특징으로 하는, 배터리 교체 카트.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 상기 배터리 교체 카트를 포함하는 것을 특징으로 하는, 전기 자동차의 배터리 교체 제어 시스템.
  8. 배터리 교체 카트 제어 방법으로서,
    상기 제어 방법은, 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 상기 배터리 교체 카트를 제어하는 데 사용되며,
    상기 제어 방법은,
    단계 A, 상기 제어기가 배터리 교체 지령을 수신한 후, 상기 배터리 교체 카트를 제어하여 차량의 하단으로 이동시키고 배터리를 조준하는 단계;
    단계 B, 상기 제어기가 상기 배터리 교체 카트를 제어하여 상기 배터리의 교체를 진행하는 단계; 및
    단계 C, 상기 제어기가 하강 및 상기 차량의 하단으로부터 나가는 것을 제어하는 단계를 포함하고,
    상기 단계 B는,
    단계 S3, 상기 제어기가 상기 잠금 해제 기구를 제어하여 사용된 배터리를 잠금 해제하는 단계를 포함하며,
    상기 단계 S3은,
    단계 S3.1, 상기 제어기가 상기 Y 방향 이동 기구를 제어하여 상기 배터리를 잠금 해제 소정 위치까지 이동시키는 단계; 및
    단계 S3.2, 상기 잠금 해제 기구가 잠금 해제를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 배터리 교체 카트 제어 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 배터리 교체 카트는 X 방향 이동 기구를 포함하고, 상기 제어기는 상기 X 방향 이동 기구의 이동을 제어하며,
    상기 단계 A는,
    단계 S1, 상기 제어기가 상기 X 방향 이동 기구를 제어하여 상기 배터리 교체 카트를 상기 차량의 하단으로 진입시키고 사용된 배터리를 조준하는 단계를 포함하고,
    바람직하게는, 상기 단계 S1은,
    단계 S1.1, 상기 제어기가 상기 X 방향 이동 기구를 제어하여 소정의 위치로 이동시키는 단계; 및
    단계 S1.2, 상기 X 방향 이동 기구와 상기 Y 방향 이동 기구를 통해 조준을 진행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 배터리 교체 카트 제어 방법.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 배터리 교체 카트는 X 방향 이동 기구 및 수직 리프팅 기구를 포함하고, 상기 제어기는 상기 X 방향 이동 기구 및 상기 수직 리프팅 기구의 이동을 제어하며,
    상기 단계 B는,
    단계 S2, 상기 제어기가 상기 수직 리프팅 기구를 제어하여 상승 위치로 도달 시키는 단계; 및
    단계 S4, 상기 제어기가 상기 수직 리프팅 기구와 상기 X 방향 이동 기구를 제어하여 상기 배터리 교체 카트를 내보내는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 배터리 교체 카트 제어 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 배터리 교체 카트는 거리를 측정하기 위한 거리 측정기를 포함하고, 상기 제어기는 상기 거리 측정기에 전기적으로 연결되며,
    상기 단계 S2는,
    단계 S2.1, 상기 제어기가 상기 수직 리프팅 기구를 제어하여 상승시키고 상기 거리 측정기가 거리 신호를 측정하는 단계; 및
    단계 S2.2, 상기 거리 신호가 소정의 높이와 같을 때, 상기 제어기가 상기 수직 리프팅 기구를 제어하여 정지시키는 단계를 포함하고;
    및/또는, 상기 단계 S3.2 후에 상기 제어 방법은,
    단계 S3.3, 상기 제어기가 상기 Y 방향 이동 기구를 제어하여 상기 배터리를 잠금 해제 위치까지 이동시키는 단계; 및
    단계 S3.4, 상기 제어기가 상기 수직 리프팅 기구를 제어하여 상기 배터리를 하강시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 배터리 교체 카트 제어 방법.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 배터리 교체 카트는 배터리 존재 여부를 측정하기 위한 배터리 센서를 포함하고, 상기 제어기는 상기 배터리 센서에 전기적으로 연결되며,
    상기 단계 S4은,
    단계 S4.1, 상기 배터리 센서가 배터리 신호를 측정하는 단계;
    단계 S4.2, 상기 제어기가 상기 배터리 신호에 근거하여 상기 수직 리프팅 기구와 상기 X 방향 이동 기구를 구동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 배터리 교체 카트 제어 방법.
  13. 제10항 내지 제12항 중 적어도 하나의 항에 있어서,
    상기 단계 B는,
    단계 S5, 상기 제어기가 상기 배터리 교체 카트를 제어하여 새로운 배터리를 교체하는 단계;
    단계 S6, 상기 제어기가 상기 X 방향 이동 기구를 제어하여 상기 배터리 교체 카트를 상기 차량의 하단으로 진입시키고 조준하는 단계;
    단계 S7, 상기 제어기가 상기 수직 리프팅 기구를 제어하여 상승위치로 도달시키는 단계; 및
    단계 S8, 상기 제어기가 상기 수직 리프팅 기구와 상기 Y 방향 이동 기구를 제어하여 새로운 배터리에 대하여 잠금을 진행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 배터리 교체 카트 제어 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 단계 S6은,
    단계 S6.1, 상기 제어기가 상기 X 방향 이동 기구를 제어하여 소정의 위치로 이동시키는 단계; 및
    단계 S6.2, 상기 X 방향 이동 기구와 상기 Y 방향 이동 기구를 통해 조준을 진행하는 단계를 포함하고;
    및/또는, 상기 단계 S7은,
    단계 S7.1, 상기 제어기가 상기 수직 리프팅 기구를 제어하여 상승시키고 상기 거리 측정기가 거리 신호를 측정하는 단계;
    단계 S7.2, 거리 신호가 소정의 높이와 같을 때, 상기 제어기가 상기 수직 리프팅 기구를 제어하여 정지시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 배터리 교체 카트 제어 방법.
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서,
    상기 배터리 교체 카트는 신호 수신 모듈을 포함하고, 상기 제어기는 상기 신호 수신 모듈에 전기적으로 연결되며,
    상기 단계 S8은,
    단계 S8.1, 상기 신호 수신 모듈이 상승 도달 신호를 수신하는 단계;
    단계 S8.2, 상기 제어기가 상기 수직 리프팅 기구를 정지시키는 단계;
    단계 S8.3, 상기 제어기가 상기 Y 방향 이동 기구를 제어하여 상기 배터리를 이동시키는 단계;
    단계 S8.4, 상기 신호 수신 모듈이 잠금 도달 신호를 수신하는 단계;
    단계 S8.5, 상기 제어기가 상기 Y 방향 이동 기구를 정지시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 배터리 교체 카트 제어 방법.
  16. 제8항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 단계 C는,
    단계 S9, 상기 제어기가 상기 수직 리프팅 기구와 상기 X 방향 이동 기구를 제어하여 상기 배터리 교체 카트를 내보내는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 배터리 교체 카트 제어 방법.
  17. 제8항 내지 제16항 중 어느 한 항의 상기 배터리 교체 카트 제어 방법을 포함하는 것을 특징으로 하는, 전기 자동차의 배터리 교체 제어 방법.
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