电池交换站的制作方法

专利名称：电池交换站的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及具有可交换电池的电动汽车领域，并且更具体地涉及用来互换这种电池的交换站。
背景技术：
车辆(例如汽车、卡车、飞机、船等)是现代经济的组成部分。不幸的是，用于向汽车提供动力的如石油的化石燃料具有许多缺点，该缺点包括对这些化石燃料的有限外部源的依赖、污染和气候改变。这些问题的一个方案是增加汽车的燃料经济性。最近，已经引入汽油-电混合车辆，该汽油-电混合车辆的燃料经济性显著高于它们的传统非混合对应物的燃料经济性。然而，混合车辆并未消除对化石燃料的需要。这些问题的另一方案是使用清洁发动机技术，诸如由燃料电池或电池提供动力的发动机。然而，许多这些清洁发动机技术还不实用。例如，燃料电池车辆仍然处于开发阶段并且是昂贵的。类似地，电池技术还没有前进到电池可为电动车辆提供动力持续长的距离的程度。电池是昂贵的并且使车辆的成本增加多达40%。此外，电池可能花费许多时间来再充电。因此，将非常希望提供一种解决上述缺点的车辆系统。

发明内容
为了克服上述缺点，充电地点和电池交换站网络被配置用来为电动车辆用户提供总是保持他或她的车辆被充电并且可用的能力。一些实施例提供一种用于在电池交换站处把用尽的枯竭的(或大体上放电的)电池组快速换成完全充电的(或大体上完全充电的)电池组的系统和方法。快速交换在显著小于再充电电池所需的时间段中，例如大体上在四十秒和五分钟之间被执行。因此，长的电池再充电时间可能不再与行进超过电池的范围的电动车辆的用户相关。由于电动车辆由电池提供动力，因此对化石燃料的依赖可以减小，并且充电电池所需的能量可以由可再生且/或清洁资源(例如，太阳能、风能、水电能等)产生。此外，电动车辆的成本可以显著减小，因为电动车辆的电池可与车辆的最初成本分离。例如，电池可以由团体(诸如金融机构或服务提供者)占有而不是由车辆的用户占有。通过引用并入这里的2008年9月19日提交的题为Electronic Vehicle Network的美国专利申请No. 12/234591中更详细地说明了这些构思。因此，电池可以看作要在长的时间段内被货币化的电再充电网(ERG)基础设施的部件，并且不是由消费者购买的车辆的一部分。下面提供用来换出、交换或更换电动车辆中的电池组的系统和方法的详细描述。 为了把用尽的电池换成充电的电池，提供一种电池交换站。一些实施例提供电池交换站的网络，该电池交换站的网络可以把放电的电池换成充电的电池，并且可以对该放电的电池充电以便插入到另一车辆中。电池交换站具有各种机构以方便把旧的放电的电池换成新的充电的电池。用于交换站的在此描述的相同的子系统可以以不同的构造被组装，以定制每个交换站，从而适合其局部特定需要和约束。一些实施例提供滑动门系统，以便提供到车辆的下侧的通路。该滑动门系统包括 构造成沿第一方向滑动的门；和门中的传送系统，该传送系统构造成在支撑车辆的至少一个轮时沿与第一方向相反的第二方向滑动。在一些实施例中，该门以可滑动的方式联接到至少一个轨。在一些实施例中，滑动门系统构造成联接到服务区，使得当门滑动时它暴露服务区上方的开口。在一些实施例中， 暴露的开口具有可变的尺寸，并且与一个或更多个车辆的轴距或轨道的尺寸相当。在一些实施例中，暴露的开口的尺寸形成为接收通过其中的用于车辆的电池。在一些实施例中，传送系统是一个或更多个传送带，每一个传送带构造成支撑不同的轮。在一些实施例中，一个或更多个传送带包括第一传送带和第二传送带。第一传送带大于第二传送带以支撑不同尺寸的车辆。在一些实施例中，一个或更多个传送带分别具有上支撑表面。上支撑表面与门齐平。在一些实施例中，一个或更多个传送带自由旋转而不需要动力。在一些实施例中，滑动门系统包括一个或更多个电动机，其中每一个电动机使相应的传送带旋转。在一些实施例中，一个或更多个传送带构造成改变车辆的偏转角。在一些实施例中，传送系统是一个或更多个辊垫，每一个辊垫用来支撑不同的轮。一些实施例提供一种为车辆提供服务的方法。该方法包括以下步骤提供滑动门系统，该滑动门系统包括门和门中的传送系统；在滑动门系统上接收车辆使得车辆的至少一个轮停靠在传送系统上；和使该门沿第一方向滑动，同时允许传送系统在支撑至少一个轮时沿与第一方向相反的第二方向滑动，其中门的滑动和传送系统的滑动至少部分地同时发生。在一些实施例中，第一方向垂直于车辆的纵向轴线并且平行于车辆的下侧。在一些实施例中，该方法还包括提供在传送系统附近布置在门上的第一引导件； 和当至少一个轮接触第一引导件时停止该滑动。在一些实施例中，该方法还包括提供布置在门附近的第二引导件；提供第二传送系统，该第二传送系统远离门布置在第二引导件附近以便支撑第二轮；和允许第二传送系统沿第一方向滑动，沿第一方向平移车辆直到第二轮接触第二引导件。在一些实施例中，该方法还包括为车辆的每一个轮提供传送系统和对应的引导件；和通过允许每一个传送系统旋转直到其相应的轮碰撞其对应的引导件来改变车辆的偏角。在一些实施例中，该方法也包括提供一个或更多个升起支架；和在一个或更多个升起支架上举升车辆以改变车辆的摇摆角和俯仰角。一些实施例提供一种电池交换站，该电池交换站包括电池交换系统，该电池交换系统构造成沿大体上垂直于至少部分车辆的底表面形成的平面的第一轴线从至少部分电动的车辆的下侧中的腔降下第一可再充电电池；和沿平行于第一轴线的第二轴线将第二可再充电电池举升到至少部分电动的车辆的下侧中的腔中。在一些实施例中，电池交换站也包括仓库，该仓库构造成对多个不同尺寸的可再充电电池进行充电。
在一些实施例中，电池交换站的电池交换系统包括以可滑动的方式联接到至少一个轨的梭子；交换平台；和联接在梭子和交换平台之间的液压或叉式举升机构。在一些实施例中，它还包括联接到交换平台的夹持器，该夹持器构造成将第一和第二可再充电电池暂时固定到电池交换系统。在一些实施例中，电池交换系统具有至少三个自由度。在一些实施例中，电池交换系统当处于静止位置时位于地面下方。在其它实施例中，电池交换系统当处于静止位置时位于地面上方。在一些实施例中，电池交换站还包括标引系统，该标引系统构造成测量交换平台和至少部分电动的车辆的下侧中的腔之间的对准。在一些实施例中，电池交换站的电池交换系统还包括解锁机构，该解锁机构构造成以电子方式激活至少部分电动的车辆上的锁。在一些实施例中，它包括解锁机构，该解锁机构构造成以机械方式激活至少部分电动的车辆上的锁。一些实施例提供一种交换至少部分电动的车辆中的电池的方法。该方法包括通过沿大体上垂直于至少部分车辆的底表面形成的平面的第一轴线降下第一可再充电电池， 从至少部分电动的车辆的下侧中的腔移除第一可再充电电池；和通过沿平行于第一轴线的第二轴线举升第二电池来将第二电池插入到至少部分电动的车辆的下侧中的腔中。在一些实施例中，第一轴线和第二轴线是共线的。在一些实施例中，该方法在插入之前包括从电池充电仓库取出第二电池，并且将第二电池暂时存储在备用部位中。在一些实施例中，该方法包括借助自动机器人机构从电池充电仓库内的托架模块取出第二电池；和从自动机器人机构递送第二电池到电池交换系统。在一些实施例中，该方法包括在移除之后，将第一可再充电电池移动到电池充电仓库。在一些实施例中，该方法包括在移除之前，以机械方式分离将第一电池连接到至少部分电动的车辆的锁。在一些实施例中，所述机械分离包括将钥匙插入到至少部分电动的车辆上的锁中；和缩回该钥匙直到进入交换平台中。在一些实施例中，交换的方法发生在五分钟内。在一些实施例中，该方法包括在移除之前清洁第一电池的至少一部分。在一些实施例中，所述移除发生在第一部位并且所述插入发生在第二部位。在一些实施例中，所述方法包括在移除之前将车辆自动平移到服务区上方的第一部位；和在插入之后，将车辆自动平移到不同于第一部位的第二部位。一些实施例提供可扩展的模块化托架系统，该可扩展的模块化托架系统具有用来对不同尺寸的电池充电的多个托架模块。在一些实施例中，相应的托架模块构造成用来对至少两个不同尺寸的电池充电。在一些实施例中，多个托架模块包括第一托架模块和第二托架模块。第一托架模块构造成对第一尺寸的电池充电，并且第二托架模块构造成对不同于第一尺寸的电池的第二尺寸的电池充电。在一些实施例中，相应托架模块包括当相应电池就位时用来感测的电池存在传感器；用于实现电池的定位的一个或更多个电池定位部件；和用来以可拆卸的方式联接到电池以便充电的连接器致动臂。在一些实施例中，模块化托架系统完全在地下。


为了更好地理解本发明的前述方面，以及其另外方面和实施例，将结合以下附图对以下具体实施方式
进行说明。这些附图示出电池交换站的多个部分。应当理解，可以使除了直接示出的那些实施例外的多个实施例均包括本发明的构思。图1示出根据一些实施例的电动车辆网络。图2是电池交换站的实施例的透视图。图3是电池交换站的实施例的剖视侧视图，其中交换站互换狭道建造在地面上方。图4是交换站的实施例的剖视侧视图，其中交换站互换狭道建造在地平面处。图5A是其电池已插入的电动车辆的立体图。图5B是其电池被部分移除的电动车辆的立体图。图6A是根据一些实施例的电池交换站的互换狭道和仓库的透视剖视图。图6B是图6A的互换狭道和仓库的透视剖视图。图7A是处于关闭位置的滑动门系统的透视图。图7B是处于打开位置的图7A的滑动门系统的透视图。图8A是被支撑在互换站滑动门上的车辆的前视剖视图，该滑动门处于部分打开位置。图8B是被支撑在互换站滑动门上的车辆的前视剖视图，该滑动门处于完全打开位置。图9是根据一些实施例的仓库和互换狭道站的内部部件的透视图。图IOA是构造成充电且存储厚电池组的托架模块的详细透视图。图IOB是构造成充电且存储扁电池组的托架模块的详细透视图。图IlA是根据一些实施例的部分位于地面上方的可扩展模块化仓库的侧视剖视图。图IlB是根据一些实施例的完全在地面下方的可扩展模块化仓库的侧视剖视图。图12是图9的自动机器人机构的详细透视图。图13是根据一些实施例的电池交换系统的透视图。图14是图13的电池交换系统的详细透视图。图15是根据一些实施例的电池交换系统和仓库的透视图。图16A是交换电池的过程的一部分的流程图。图16B是交换电池的过程的一部分的流程图。在所有附图中，相似的附图标记指示相应的部件。
具体实施例方式现在将详细描述实施例，在附图中示出实施例的例子。在以下详细描述中，阐述许多具体细节以便提供本发明的彻底理解。然而，对本领域技术人员来说将显然的是，可以在没有这些具体细节的情况下实施本发明。在其它情况中，没有详细描述熟知的方法、程序和部件，从而不会不必要地模糊实施例的各方面。在这里用在本发明的描述中的术语仅仅是为了描述特定实施例的目的并且不意图是本发明的限制。如在本发明的描述和所附权利要求中使用的，单数形式“一”、“一个” 和“该”意图也包括复数形式，除非上下文以其它方式清楚指示。也将理解，如在此使用的术语“和/或”涉及并且包括一个或更多个相关列出项目的任何和所有可能组合。本发明涉及用于电动车辆的交换站。交换站从电动车辆移除至少部分地放电的电池并且用至少部分地充电的电池替代它们。在一些实施例中，该站是完全自动的，并且交换过程是完全自动的。驾驶员可能希望在电池交换过程期间离开车辆，并且在这种情况中，驾驶员可以在等待区中等待，直到交换过程完成。在一些实施例中，等待区具有长凳、娱乐选择、信息视频、自动售货机、银行机器等。电池将以最少量的时间被交换。在一些实施例中， 在五分钟内执行交换过程。又一些其它实施例在小于四分钟内执行该交换。又一些其它实施例在小于一分钟内执行该交换。最后，在一些实施例中，优选地在40秒内执行该交换。图1示出根据一些实施例的电动车辆网络100。电动车辆网络100包括至少部分电动的车辆102和构造成以可移除的方式连接到车辆102的电池104。在一些实施例中，电池104包括能够存储电能的任何装置，诸如电池(例如，锂离子电池、铅酸电池、镍金属氢化物电池等)、电容器、反应单元(例如，锌-空气单元)等。在一些实施例中，电池104包括多个独立的电池单元或化学模块。在一些实施例中，电池104也包括冷却机构，以及用来连接到车辆102或到电池交换站106的各种元件的机械和电连接器。在一些实施例中，车辆102包括电动机103，该电动机驱动车辆的一个或更多个轮。在这些实施例中，电动机103从电池104(为了容易说明，示出为与车辆分离)接收能量。车辆102的电池104可以在用户110的家130或者在一个或更多个充电站132处被充电。例如，充电站132可以位于购物中心停车场中。此外，在一些实施例中，车辆102的电池104可以在一个或更多个电池交换站106处换成充电的电池。因此，如果用户旅行超过车辆的电池的单次充电的范围的距离，放电的(或部分放电的)电池可以换成充电的(或部分充电的)电池，使得用户可以继续他/她的旅行而不等待最初的电池被再充电。这些部件与相关电力和数据网络的关系在2008年9月19日提交的题为Electronic Vehicle Network的美国专利申请No. 12/234591中更详细地被说明，该专利申请的公开内容通过引用并入这里。交换站106由下面详细描述的各种部件组成。应当注意，交换站106的设计是模块化的。按照这样，可以以不同构造组装相同子系统以定制每一个站，以适合其局部特别需要和约束。此外，许多交换站106的部件是自身模块化的，使得它们可以支持由服务的增加的需求带来的扩展的服务站106。例如，如下面参考图IlA和IlB说明的，通过添加支架或支架模块到已存在的仓库的顶部，交换站106可以再构造成容纳更多电池104。类似地，自动机器人机构以及控制软件和硬件被设计成容易再构造以向这些另外的电池提供服务。图2是电池交换站106的实施例的透视图。如图2中所示，电池交换站106包括至少一个互换狭道202以及用来存储电池和对电池充电的仓库204。仓库204由外皮208 覆盖，该外皮保护电池和自动装置免受天气影响、违法犯罪和破坏行为。互换狭道202是交换站中的区域，在该区域中，电动车辆102从进口行进到出口，并且在该区域中，电动车辆经受数个操作，诸如电池清洁和电池交换。电池交换站106的单个建筑模块具有至少一个互换狭道202，同时一个站用来以充电的电池交换用尽的电池。互换狭道202可以相对彼此串行地或平行地设置。在一些实施例中，仓库204位于交换站106的中间，在仓库的每一侧上具有互换狭道202，如图2中所示。在一些实施例中，在仓库204的每一侧上存在一个或更多个互换狭道202。在一些实施例中，多个互换狭道202以前后串行的方式存在。在一些实施例中，用来以充电的电池交换用尽的电池的多个互换站由单个互换狭道202中的单个清洁站提供服务。可以使用地下互换或地上互换建造电池交换站106。在一些实施例中，当电动车辆102进入电池交换站106时，它遇到位于到互换狭道 202的进口的进口大门(未示出)。进口大门防止车辆102到互换狭道中的不按顺序的或不希望的进入。当遇到大的交通量时，进口大门也是车辆等待进入互换狭道202的部位。在一些实施例中，当首先进入电池交换站时，用户110(图1)也遇到驾驶员界面 206。驾驶员界面206是与用户110通信的一组信号光、显示装置或音频装置。图2中示出的驾驶员界面206的实施例是仓库204的外壁的一部分上的动画显示装置。驾驶员界面 206发送一组指令到用户110以指示用户将他的车辆102安全地与站的自动装置接合。驾驶员界面206也可将关于电池交换站处可用的不同服务的另外信息提供给驾驶员和乘客。 驾驶员界面中的一些安装在电动车辆102内并且在驾驶员和乘客在车辆102中时与驾驶员和乘客互动。通过从大门和驾驶员界面206(车辆的内部或外部)中的一个或两个获得信号，允许电动车辆102在适当时间前进。在一些实施例中，驾驶员向前拉车辆。在其它实施例中，车辆在其自身动力下自动前进，同时由远程系统控制。在又一些其它实施例中，通过车辆平移系统610(参考图6B被论述)移动车辆。图3示出具有地上互换狭道302的交换站106的实施例。如图3中所示，地上互换需要车辆102在交换坡道304上。在一些实施例中，用户110将车辆102驱动到交换坡道上。在一些实施例中，车辆通过车辆平移系统610(参考图6B被论述)自动平移到坡道 304上。与地下互换狭道相比，地上互换狭道302需要较少的时间来安装(参考图4被论述)，这是因为需要很少或不需要地下挖掘基础设施。这种类型的地上互换狭道302在需要暂时电池交换站106的部位中特别有用。图4示出具有地平面互换狭道402的交换站106的实施例。在这个实施例中，互换机构埋在地平面下方。如图4中所示，地下互换可允许更加用户友好的驾驶员经历，其中贯穿该站的车辆102的所有运动在地平面处被完成。地平面互换狭道402需要一些地下挖掘。例如，一个或更多个服务区618(参考图6被论述)。在图3和4中示出的两个实施例中，如果存在施加在具体部位的空间约束，可以改变相对于图2的仓库202的互换狭道的部位。图5A和5B是至少部分电动的车辆102的透视图。图5A示出连接到车辆102的电池104。图5B示出电池104，该电池从车辆102被移除使得构造成容纳电池104的车辆中的腔108可见。这里描述的实施例涉及至少部分放电的电池104的移除和至少部分充电的电池104到车辆102的腔108中的插入。为了向不同尺寸的车辆提供服务，这些实施例能够处理不同尺寸的车辆之间的差异。这些实施例也能够处理每个车辆和各种交换站元件之间的直线和旋转不对准。图5A提供在后面的论述中将提及的定义的坐标系统和车辆尺寸。图5A示出坐标系统，其中X轴线平行于从前部到后部的车辆的长度，Z轴线平行于从顶部到底部的车辆的高度，并且Y轴线平行于从一侧到另一侧的车辆的宽度。车辆的摇摆是其绕X轴线的旋转。车辆的偏转是其绕Z轴线的旋转。车辆的俯仰是其绕Y轴线的旋转。 应当注意，不同类型的车辆具有不同长度(沿X轴线)并且因此具有不同轴距(如示出的前后轮之间的距离)。不同的车辆也具有不同宽度并且因此具有不同轨道(如示出的从车辆的一侧车轮到另一侧车轮的距离)。此外，不同车辆具有不同轮胎尺寸(直径和宽度)。图6A和6B示出互换狭道202和仓库204的一些元件。在一些实施例中，互换狭道202包括数个子站，该子站包括清洁站602、互换站604、维护区(未示出)或等待区608。 在一些实施例中，车辆102沿互换狭道202被车辆平移系统610自动搬运。按照这样，车辆 102可以从一个互换狭道子站移动到另一个而不需要车辆的驾驶员驱动车辆102向前。如图6B中所示，在一些实施例中，车辆平移系统610包括数个分离的传送器606， 该传送器用来沿互换狭道202将车辆102传送到沿互换狭道202布置的子站。图6B示出利用串行的数个传送器606的互换狭道202的实施例。在一些实施例中，提供用来将车辆移动到清洁站602中的适当位置的分离的传送器606、互换站604和等待区608。在一些实施例中，仅仅传送器606的子集用在车辆平移系统610中。在一些实施例中，一个长的传送器将车辆从互换狭道202的进口搬运到其出口。虽然未示出，但在一些实施例中，在电池交换过程中的故障或其它车辆故障的情况下，分离的传送系统606用于清空车辆102到维护区。在维护区，启动故障排除程序，并且在一些情况下，更换车辆102被供应到用户110。在一些实施例中，如果车辆的驾驶员将车辆102留在站的进口并且驾驶员没有回来开走它，车辆平移系统610也可将完成其电池交换过程的车辆102传送到等待区608。以这种方式，互换狭道202的出口将不被驾驶员不在驾驶员座椅中或者不能立即开走该车辆的车辆堵塞。每个传送系统606包括驱动马达(未示出)和驱动链612，该驱动链卷绕任一端部上的固定齿轮614。在一些实施例中，“架空索道”式传送器使用诸如T杆的车辆平移元件 616，该T杆与车辆的轮接触并且向前推车辆102。在一些实施例中，存在用来向前移动车辆 102的三个分离的传送系统。第一传送系统的车辆平移元件616与车辆的后轮接触并且把车辆102推到清洁站602中。第二传送系统的车辆平移元件616与车辆102的前轮接触并且将它推到互换站604中。在完成交换过程之后，第二传送器随后与车辆的后轮接触并且推动车辆102直到第三传送系统的车辆平移元件616与车辆的前轮接触并且将车辆102推到等待区608。在一些实施例中，互换狭道202包括分别容纳在它们自身的服务区618中的清洁站602和/或互换站604。在一些实施例中，开口 620通过滑动门系统(参考图7A和7B 被论述)暴露在服务区618中。在一些实施例中，服务区618容纳清洁站602。在一些实施例中，车辆在它进入互换站604之前在清洁站602被清洁，使得放电的电池较容易移除并且使得放电的电池上的许多灰尘和碎片不进入互换站604或仓库204。在清洁站602，车辆 102的底表面和电池104被清除可能存在于电池104的底部上的灰尘、泥浆、冰盐和其它碎片。在一些实施例中，清洁站的部件包括以下物品的一个或更多个刷子、海绵、水喷射器、 气刀、鼓风机或冻结二氧化碳微滴吹洗。在一些实施例中，替代滑动门系统，穿孔板筛用在清洁站602，该穿孔板筛允许清洁流体被喷射在车辆102的底部和电池104上并且允许空气吹在电池104上以干燥它。在一些实施例中，冻结的二氧化碳微滴被吹在车辆和电池上以除掉任何灰尘或碎片，并且因此不需要干燥。图7A和7B是处于打开和关闭位置的滑动门系统700的透视图。这个滑动门系统700包括门704，在门704中具有至少一个传送系统706。在一些实施例中，滑动门系统700 可用于互换站604、清洁站602和/或维护区。滑动门系统700构造成联接到服务区618并且在服务区618上方暴露开口 620。在这个实施例中，将关于互换站604论述滑动门系统 700。如上面说明的，在一些实施例中，车辆102通过车辆平移系统610的传送器606平移到互换站604。具体地，如图7A中所示，传送器606包括连接到链612的车辆平移元件616， 该链卷绕任一端部上的固定齿轮614。车辆102被位于传送系统706或718附近的轮止动单元702止动。在一些实施例中，轮止动单元702设计成在传送系统706上方的预定部位处止动车辆后轮中的一个。开口 620设计成容纳不同尺寸的车辆102和电池104。电动车辆的制造者可最大化对电池可用的体积以便最大化电动车辆102随车携带的电能的容量。由于这个事实，较大的车辆能够携带的电池104比较小的车辆大。互换站604滑动门系统700必须足够大以适应即使最大尺寸电池104的移除。它也必须足够小以保证小的车辆102不漏过开口 620。 一个方案是利用滑动门系统700，其中开口 620根据车辆102的尺寸而改变。图7A和7B示出具有两个门传送系统706的滑动门系统700的实施例。其它实施例具有仅仅一个门传送系统706。每个门传送系统706构造成支撑车辆102的不同的轮。 门704以可滑动的方式联接到至少一个轨708。当门704滑动打开时，如图7B中的箭头710 所示，传送系统706的上支撑表面沿图7B中的箭头712指示的相反方向滑动。类似地，当门704滑动关闭时，传送系统706的上支撑表面也沿与门704的方向相反的方向滑动(即， 当关闭分别与打开方向箭头710和712完全相反时门704和传送器706的运动)。每个门传送系统706相对于门704运动使得每个门传送系统706将车辆102的轮支撑在大体上静止的位置中而与门704的运动无关。在一些实施例中，传送系统706包括两个橡胶带，利用在橡胶带下方以可旋转的方式联接到门的辊滑动。橡胶带形成类似于“行走的人行道”的基本传送装置。在一些实施例中，带包围辊并且由辊支撑使得带的下表面在辊下方并且被容纳在门704的下侧内或处，而传送带的上表面大体上与门704的上表面齐平。在一些实施例中，辊的轴线平行于互换狭道202的方向。这允许门704沿垂直于互换狭道202的方向的方向相对于车辆的轮滑动。带也可以由球轴承或任何合适旋转机构支撑。在一些实施例中，传送器706是球轴承的辊垫722。按照这样，带或辊垫可以在门的表面形成的平面中滑动且/或绕Z轴线枢转，使得车辆的偏转也可通过滑动门704和传送系统706被纠正。如图7A和7B中示出的，每个门传送系统706的宽度(W)略微小于门704的宽度， 在门打开时需要这个宽度来为车辆的轮提供支撑，并且也支撑具有许多不同宽度(特别地，不同尺寸的轨道，即相同轴上的轮之间的宽度)的车辆。此外，如图7A和7B中示出，门传送系统706的长度可以变化。一些实施例包括长的传送系统716(具有长度Li)和短的传送系统714(具有长度L2)。短的传送系统714和长的传送系统716的这种组合允许具有较长轴距的车辆与具有较短轴距的车辆使用相同的滑动门系统700。由于第一轮(这个实施例中的后轮)被轮止动单元702止动，该轮将停止在近似相同的位置中，不管车辆如何大，并且按照这样，任何尺寸的车辆将具有由短的传送系统704支撑的一个轮。然而，取决于车辆102的长度并且特别地取决于车辆102的轴距，其它轮将位于长的传送系统716的不同部分上。较长的车辆将具有布置在远离窄的传送系统714的长的传送系统716的一部分上的轮，并且较短的车辆将具有布置在靠近窄的传送系统714的长的传送系统716的一部分上的它们的轮。图8A和8B是示出滑动门系统700的打开的侧视图。一旦车辆102移动到其轮被支撑在传送系统706上的位置中，互换站门704就打开，如图8A中箭头806所示。门704打开，直到被传送系统706支撑的轮与滑动门上的引导件802接触。如图8A和8B中所示，在一些实施例中，门沿垂直于车辆的驱动方向的方向打开。按照这样，引导件802将接触轮的侧壁。在其它实施例中，滑动的取向可以平行于车辆的驱动方向。然而，在大多数情况中， 滑动的方向将垂直于车辆的纵轴线(垂直于图5A的Z轴线)。参考图7A和7B，在一些实施例中，滑动门系统700也包括不位于门704中的另外的传送系统718。另外的传送系统718位于门704附近。这些另外的传送系统718可具有门传送系统706的情况下在上面论述的相同的特性和尺寸，除了它们不同样宽。另外的传送系统718分别构造成支撑与门传送系统706不同的轮。在每个另外传送系统718和门 704之间是另外的引导件804，该另外的引导件称为静态引导件，因为它不与滑动门704 — 起移动。当滑动门系统700通过沿箭头806示出的第一方向滑动门704而打开时，门传送系统706的支撑表面不立即开始沿与门704相反的方向移动。替代地，门704与其一起拉车辆102，同时另外的传送系统718的支撑表面沿着与门和718相同的方向滑动并且直到与滑动门704支撑的那侧相对的侧上的车辆的轮接触静态引导件804。然后，滑动门704继续打开，同时门传送系统706的上表面沿与门的方向相反的方向滑动，直到车辆的另一侧上的轮停止在滑动门上的引导件802上。在一些实施例中，滑动门引导件802和静态引导件804配备有压力传感器。一旦轮与滑动门引导件802接触，这些传感器就允许控制系统阻止门704的进一步打开动作。在一些实施例中，具有一个或更多个门传送系统706和不在门中的一个或更多个另外的传送系统718的这种双重的传送系统设计允许汽车制造者暴露可变尺寸的服务区 618中的开口 620。取决于门704滑动到如图8A和8B中所示的车辆102的侧部(沿平行于图5A的Y轴线的轴线)或到车辆的前部或后部(沿平行于图5A的X轴线的轴线)，相对于车辆的轨道或轴距设计开口 620的尺寸。这个双传送系统可将车辆下方的接近区域最大化到与车轮之间的距离一样宽，因为门704打开直到轮之间的区域大体上完全暴露。以这种方式，暴露车辆102的下侧的几乎整个宽度(除了轮的宽度)。按照这样，开口 620的尺寸设计成很宽大，以将电池104平移过那里。应当注意，车辆102的侧部用作吸收侧冲击能量以保护乘客的卷曲区域，并且按照这样，通常不用于容纳电池104。因此，比轮更进一步打开门704是不必要的，因为电池不能形成大于轮之间的宽度的尺寸。也应当注意，也可仅仅借助门传送系统706实现可变尺寸的开口 620，虽然通过利用双传送系统设计实现略微较大的开口。在一些实施例中，传送系统706、718构造成被动的，即它们自由旋转而不需要动力。在其它实施例中，传送系统706、718联接到移动传送系统706、718的一个或更多个电动机。在一些实施例中，每个传送系统706、718由分离的电动机致动。每个传送系统的分离致动用于纠正车辆的偏转中的任何不对准。在一些实施例中，互换站滑动门704在覆盖区域下方滑动。这允许个人在交换过程期间在车辆102附近行走而不干涉滑动门系统700。 覆盖区域也保持门704清洁并且使门在操作期间被保护。一旦滑动门系统700的门704打开，车辆就为电池交换过程做好准备。行进到交换站106中的每个单个车辆102具有略微不同的偏转、俯仰和摇摆取向的对准，如图5中所示。偏转不对准是由于车辆102没有与互换狭道202的方向精确对准地进入服务区618上方的区域。在一些实施例中，通过使用滑动门704和传送系统(706或706和718)来定位车辆的轮，纠正车辆102的偏转，如上所述。车辆的摇摆和俯仰可以是不同的车辆重量偏压、 车辆的轮中的压力、车辆的重量和车辆悬挂设定的结果。在一些实施例中，由图7A和7B中示出的两个升起支架720解决车辆的摇摆和俯仰。支架720定位成一个在滑动门704上并且一个在静态引导件804附近。两个升起支架720位于引导件802和804附近，并且因此它们典型地在后轮和前轮之间位于车辆本体侧结构梁下方，而不管车辆的尺寸是多少，因为滑动门弓丨导件802和804允许互换站门704大体上一直开向车辆的轮的内侧。升起支架 720略微升起足够高以补偿由于类似于或大于电池104的重量的重量的任何悬挂或轮胎松弛。升起支架720升起到预定高度，并且按照这样，车辆104略微升高并且其摇摆和俯仰角度被纠正。以这种方式，车辆坐标系统布置成平行于互换狭道坐标系统。使用这些机构最小化相对于互换狭道的车辆的偏转、俯仰和摇摆的不对准。车辆在水平平面(图5的X-Z 平面)中的位置被设定(通过车辆的轮止动单元802和804实现)，并且车辆在地面上方的高度被设定在预定高度(通过升起支架720实现)。替代地，电池104和电池交换系统 1300(参考图13被说明)可适应不对准。电池交换过程现在可开始，这是由于车辆102的位置、并且因此其电池区108和其电池104被完全限定。在上述车辆对准过程期间或之前，电池交换站106的其它子单元准备要被插入到车辆102中的适当尺寸的充电的电池104。这个过程的一部分利用仓库204中的机构(参考图9被说明)，并且这个过程的一部分利用电池交换系统1300(参考图13被说明)。图9是仓库204的内部部件和它们与清洁站602和互换站604的关系的透视图。 仓库204包括托架的模块化系统902，每个模块化系统具有用来对不同电池104充电的托架模块904。这种可扩展的模块化系统构造成对各种不同尺寸的电池充电。图9示出用来存储和充电扁电池906和厚电池908的实施例。在一些实施例中，强制空气冷却管和防火分离器也用在托架902中以保护电池104。仓库204也包括自动机器人机构910。自动机器人机构910在一些实施例中包括在轨914上行进的机器人912。图9示出电池存储托架902放置在互换站604(和清洁站 608)和自动机器人机构910之间的实施例。机器人912沿着仓库中的托架的长度沿一个或更多个轨914移动。在一些实施例中，机器人912构造成从与车辆102相对的仓库存储托架 902的那侧移除适当尺寸的电池104，并且随后将电池104转移过托架902中的开口 916。应当注意，在一些实施例中，所有托架模块904用来充电。按照这样，开关板将充电电力发送到包含需要充电的电池104的托架模块904。在其它实施例中，提供用来充电的托架模块904和仅存储电池的其它托架模块904。在一些实施例中，自动机器人机构910 按需要将电池104在充电托架模块904和储存托架模块之间移来移去。图IOA和IOB是示出托架模块904的两个实施例的透视图。扁电池托架模块1006 构造成存储和充电扁电池906，而厚电池托架1008模块构造成存储和充电厚电池908。仓库204构造成容纳包括图IOA和IOB中示出的两种构造的各种构造的托架902。每个托架模块904配备有对它所支撑的特定类型的电池来说特有的机械和电接口。图IOA示出用于厚电池908的实施例及其对应的厚电池托架模块1008。厚电池托架模块1008包括电池定位部件1010、电池存在传感器1012、框架定位孔1014和连接器致动臂1016。电池定位部件1010方便厚电池908被布置在特定位置中。一旦电池存在传感器1012感测就位的厚电池908，连接器致动臂1016就与厚电池908连接并且开始充电。 在一些实施例中，连接器致动臂1016在厚电池908上的电连接接口处连接到厚电池，当使用时该电连接接口也用于将厚电池908电连接到车辆102。图IOB示出用在扁电池托架模块1006中的相同的元件(电池定位部件1010、电池存在传感器1012、框架位置孔1014和连接器致动臂1016)被构造用来存储和充电扁电池 906并且如图IOA中所示。这些相同的元件用于服务于不同于图IlA和IlB中示出的电池的其它尺寸的电池。图IlA和IlB是剖视侧视图，示出仓库204可以取决于具体位置的需要以各种方式被构造。在一些实施例中，电池104中的一些被存储在托架902的托架模块904中。图 IlA和IlB示出自动机器人机构910的两侧上的托架902。一些实施例将仅仅在自动机器人机构910的一侧上具有托架902。在一些实施例中，一些电池104被存储在地下而其它电池被存储在地上。在一些实施例中，所有锂电池存储在地下。当电池104存储在地下时，它们受益于地壳的热绝缘和稳定的温度状况，因此削减仓库204的冷却或加热成本。此外，保护电池104免受车辆碰撞，并且电池更加免受外部起火的危险。而且，如果电池104爆炸或起火，其地下部位产生对用户110和服务人员的添加的保护。在一些实施例中，仓库204是模块化的，如图11中所示。通过添加托架902或托架模块904到已存在的托架902和托架模块904，仓库204可以再构造成容纳更多电池104。 在一些实施例中，新的托架模块904被添加到已存在的托架模块904的顶部，并且因此随着仓库在容量上增加它也在高度或长度上增长。通过仅仅增加仓库壁的高度或长度，这种模块化设计容易地增加仓库204的总容量或体积。图12是自动机器人机构910的透视图。机器人机构包括轨914和机器人912，该机器人具有平移平台1202、主体1204、中心竖直轨1206和一个或更多个支撑臂1208。机器人912具有对应于三个自由度的三个平移轴线。在互换狭道202在仓库204的两侧上的电池交换站106的实施例中，机器人912具有在机器人主体1204的任一侧上(Y方向)延伸的平移平台1202。平移平台1202在电池104下方滑动以将它们从一个部位搬运到另一个部位。在一些实施例中，在厚电池908的情况下，仅仅使用两个平移平台1202中的一个。机器人912沿X方向沿平行于仓库204内的互换狭道202的轨914行进。平移平台1202也可如示出的通过中心竖直轨或梯子1206沿Z方向上下行进。机器人912由一个或更多个上支撑臂1208支撑，上支撑臂沿仓库(未示出)的顶部上的一个或更多个轨914延伸并且阻止机器人912扭曲或弯曲而不对准。一起工作的这些机构允许自动机器人机构使不同地成形的电池上下移动且进入和离开托架模块904，以及将它们递送到电池交换系统1300(在下面描述)。图13是一些实施例的电池交换系统1300的透视图。电池交换系统包括梭子 1302、交换平台1304、举升机构1306、一个或更多个备用部位1308和梭子轨道1310。电池交换系统1300将电池104插入到车辆102中并且也从车辆102移除电池104。电池交换系统1300也将电池104传送到仓库204并且从仓库204传送电池104。在一些实施例中，电池交换系统1300具有三个平移自由度，以服务多种不同车辆
16102和电池104。在一些实施例中，电池交换系统1300也具有一个或更多个旋转自由度，该一个或更多个旋转自由度允许系统将电池布置在电动车辆中的正确部位中。梭子1302沿垂直于互换狭道202的方向的方向在仓库204和互换站604之间行进。梭子1302具有交换平台1304，该交换平台构造成支撑电池104。交换平台1304构造成通过参考图14更详细地被描述的举升机构1306竖直升起，并且它也可以沿互换狭道的方向(垂直于梭子轨道 1310的轴线)向后和向前滑动。在一些实施例中，交换平台也构造成绕竖直轴线旋转，以便纠正交换平台1304(和它支撑的电池104)和车辆102的电池区108之间的任何偏转不对准。图14是电池交换系统1300的若干部分的详细透视图。交换平台1304包括夹持器 1402，该夹持器构造成保持电池104。夹持器配备有所有必要硬件以安全地抓住电池104， 同时安全地交换电池104。可以为不同尺寸的电池提供不同夹持器1402，或者可提供通用的(或部分通用的)夹持器1402。在一些实施例中，托架布置在仓库204内以便容纳用于不同尺寸的电池104的数个夹持器1402。在这些实施例中，当需要时，适当的夹持器1402由自动机器人机构910取出并且连接到交换平台1304。然后，适当尺寸的电池被夹持器1402 搬运(在它连接到交换平台之前或之后)。当站管理系统得知存在其电池需要与当前连接到交换平台1304的夹持器不同的夹持器的车辆时，更换夹持器1402。各种类型的举升机构1306可用于将交换平台1304及其电池104升高到车辆102 中的腔或区108中。在一些实施例中，交换平台1304通过叉式升降机升高。在一些实施例中，交换平台1304通过液压升降机升高，而在其它实施例中，使用其它形式的举升装置。在一些实施例中，梭子1302也使用一个或更多个标引系统1404。标引系统1404 构造成测量交换平台1304和车辆102的下侧处的腔108或电池104之间的对准，定位车辆 102和电池104的位置，且/或调解交换平台1304和夹持器1402使得夹持器1402被对准以抓住放电的电池104并且从电动车辆102移除它。在一些实施例中，标引系统1404包括图像处理系统，该图像处理系统使用摄相机来识别交换平台1304上方的电池的位置。标引系统1404帮助电池交换系统130与电池或区对准。在一些实施例中，交换平台1304和夹持器1402与车辆1406中的放电的电池104的最终对准通过使用2009年4月23日提交的题为 “Electric Vehicle Battery System” 的申请 No. 12/428932 中的论述的定位销(该定位销将它们自身对准到电池104的底部中的定位孔中)被实现。在一些实施例中，电池交换系统1300也包括一个或更多个解锁机构1406，该解锁机构用来解锁2009年4月23日提交的题为“EletricVehicle Battery System”的 12/428932中论述的锁。在一些实施例中，解锁机构1406构造成以电子方式激活连接电池到车辆102的锁并且解锁它。在一些实施例中，解锁机构1406构造成以机械方式激活车辆的锁并且解锁它。在一些实施例中，车辆102具有需要激活的两个锁，或者具有需要电子和机械激活的一个锁。在一些实施例中，解锁机构1406是钥匙。在一些实施例中，钥匙在夹持器1402上。在其它实施例中，钥匙是交换平台1304或梭子1302的一部分。在一些实施例中，在钥匙解锁该锁之后，钥匙缩回到平台1304中。图15是电池交换系统1300的部件和仓库204的选择部件的透视图。图15示出一实施例，在该实施例中，梭子1310延伸到仓库204的托架902中的开口 916中，使得梭子 1302可以布置在开口 916中以从自动机器人机构910接收电池104，或者将电池104引到
17自动机器人机构910。在一些实施例中，梭子1302沿垂直于轨914延伸的轨道1310运动， 自动机器人机构910的机器人912在该轨上运动。图15也示出梭子轨道1310延伸到一个或更多个电池备用部位1308，在交换过程期间电池暂时存储在电池备用部位。在一些实施例中，完全充电的电池104暂时存储在备用部位1308直到已经从车辆102移除放电的电池104。在其它实施例中，放电的电池104 暂时存储在备用部位直到完全充电的电池104被插入到车辆中。在一些实施例中，不需要备用部位，因为分立的电池交换系统1300用于移除放电的电池和插入完全充电的电池。在一些实施例中，不需要备用部位，因为在自动机器人机构910递送新的充电的电池到电池交换系统1300之前移除的放电的电池104被返回到仓库202。图16A和16B是示出包括这些步骤的一些步骤或所有步骤的交换电池的方法的流程图。当电动车辆接近电池交换站时，它与电池交换站无线地通信以告诉它车辆中需要的电池的类型(160 。如果合适的电池可用，则电池交换站为车辆保留电池和狭道(1603)。 自动机器人机构确定是否适当类型的夹持器连接到交换平台，并且是否有必要取来且连接适当的夹持器到交换平台(1604)。自动机器人系统从仓库中的托架模块取来适当类型的充电的电池(1606)。在一些实施例中，自动机器人系统在洗涤车辆时取来充电的电池。在一些实施例中，自动机器人机构在车辆等待进入互换狭道时或之前取出充电的电池。这些步骤的时间安排可以取决于电池交换站的工作载荷。充电的电池由仓库中的开口承载，在那里它被递送到电池交换系统(1608)。电池被装载到交换装置梭子的交换平台上的夹持器上。然后，在一些实施例中，交换平台行进到互换站服务区并且将充电的电池递送到备用部位(1610)。备用部位是平台，该平台在电池交换循环期间支撑电池以便在交换过程期间节省时间。在一些实施例中，梭子将充电的电池留在备用部位中。在一些实施例中，多个充电的电池同时被排队保持在备用部位以用于需要电池的接下来的数个车辆。滑动门系统滑动并且暴露车辆的电池区腔的正下方的服务区中的开口，而同时支撑车辆的轮(1612)。 在一些实施例中，滑动门系统也纠正车辆的俯仰、偏转和摇摆对准(1613)。该开口是可变的并且取决于车辆的尺寸。一旦互换凹坑的门已经打开，梭子的举升机构沿大体上垂直于车辆的底表面形成的平面的竖直轴线(沿图5A的Z轴线)举起交换平台(1614)。在一些实施例中，交换平台使用对准销和/或摄相机或其它反馈机构将其自身与放电的电池对准 (1616)。在一些实施例中，交换平台具有三个自由度以将其自身与放电的电池对准，并且也可以旋转以与车辆的任何旋转或偏转对准。在一些实施例中，一个或更多个解锁机构从电动车辆解锁电池(161 。一旦解锁放电的电池，电动车辆中的电池区松开电池并且将它释放到交换平台上。交换平台上的夹持器接收放电的电池(1620)。在一些实施例中，安装在交换平台上的夹持器致动车辆中的闭锁机构以解锁该锁并且释放电池。一旦放电的电池从车辆被松开并且连接到夹持器，举升机构就沿大体上垂直于车辆的底表面形成的平面的竖直轴线(沿图5A的Z轴线)从车辆竖直降低放电的电池(1622)。梭子沿轨运动并且将具有放电的电池的交换平台带到仓库中的开口，在那里它被递送到自动机器人机构(16M)。 然后，电池交换系统返回到已经暂时存储充电的电池的备用区域取出它(1626)。基于车辆中的放电的电池部位的记录的数字数据，电池交换系统将充电的电池与车辆中的腔对准 (1628)。举升机构沿大体上垂直于车辆的底表面形成的平面的竖直轴线(沿图5A的Z轴线)将充电的电池举升到电动车辆的腔中(1630)。电池交换系统支撑充电的电池直到车辆锁定充电的电池。在一些实施例中，夹持器包含致动装置，该致动装置将电池闭锁到车辆中。然后，举升机构缩回交换平台和夹持器(163 。在一些实施例中，车辆执行状况检查过程。在完成成功的状况检查的情况下，升起支架缩回，互换站门关闭(1634)。然后，释放车辆轮止动单元并且向着互换狭道的出口传送车辆。在一些实施例中，交换站为了结算目的而记载电池交换(1635)。在一些实施例中，一旦轮止动单元已经被移除，驾驶员就驱动车辆离开交换站。在一些实施例中，把放电的电池换成充电的电池的这种方法发生在五分钟内。 在一些实施例中，从车辆进入互换站狭道到它离开小于5分钟。如关于图3和4论述的，互换过程可以发生在地下或地上。在地下实施例中，电池交换系统当它静止时位于地下。交换平台和夹持器仅仅在地上移动到从车辆接收放电的电池和将充电的电池插入到车辆的腔中所需的程度。也应当注意，在一些实施例中，备用区域可用于放电的电池而不是充电的电池。在这些实施例中，在充电的电池插入到车辆中时，放电的电池移动到备用区域。然后，它移动到仓库。类似地，在一些实施例中，备用区域用于充电的和放电的电池。在这个实施例中，到仓库的往返次数被最小化，因为放电的电池被移动到备用单元。然后，从备用单元取出充电的电池，并且在充电的电池插入到车辆中之后，放电的电池被移动到仓库。在又一些其它实施例中，不使用备用单元。放电的电池在从仓库取出充电的电池之前被带到仓库。在一些实施例中，与两个滑动门系统一起使用两个电池交换系统。在这个实施例中，第一电池交换系统在第一部位移除放电的电池，然后车被传送到第二部位，在该第二部位，第二电池交换系统插入充电的电池。这个实施例允许两辆车中的一辆车使放电的电池被移除，同时排队在其前面的另一辆车同时使充电的电池被插入。在一些实施例中，在充电的电池取出步骤期间，交换站系统执行其它准备功能。一旦互换狭道空闲，驾驶员界面就告诉驾驶员他可以前进到互换狭道中(1636)。在一些实施例中，互换狭道中的车辆平移系统将车辆从一个子站平移到下一个子站。在一些实施例中， 车辆停止在清洁站，在那里，从电池的下侧去除灰尘和碎片(1638)。在一些实施例中，在清洁站清洁车辆的整个外部。然后，平移系统将车辆移动到互换站(1640)。互换站是沿互换狭道的部位，在该部位处，车辆停止并且由轮止动单元止动。一旦车辆被传送到互换站并且其位置被止动单元设定，滑动门系统就暴露服务区中的开口，如步骤(1612)中描述的。类似地，在一些实施例中，在充电的电池从备用单元被取出并且插入到车辆中时 (步骤16沈-1632)，自动机器人机构将放电的电池从仓库中的开口移动到其适当的托架模块(1642)。然后，托架模块的致动臂连接到放电的电池并且开始对其再充电(1644)。在一些实施例中，电池交换站构造成容纳最小量电池以在到站中的交通量是高的高峰时间期间允许站的最大效率。该过程的瓶颈是执行电池交换所需的时间。因此，充电系统设计成在完成交换循环的任何时候供应新的充电的电池。在高峰时间期间进入站的每个放电的电池立即开始快速充电。一旦电池被完全充电，它就准备组装在车辆上。充电系统对在每一个交换循环递送充电的电池所需的多个电池同时充电。例如，如果花40分钟对电池充电并且每个交换循环持续4分钟，则该站设计成同时充电10块电池。因此，每4分钟，新的充电的电池准备好插入到车辆中。以这种方式，最小量的电池处于存储中而仍然满足用户的需求。如果进入到站中的交通量减小，站管理系统可减小充电速率或将充电事件延迟到电的价格可能较低的以后的时间。该电动车辆系统的一个优点是，除了在电池以它们的最大速率被充电的“高峰时间”之外，电池可以在另外的“低”消费时间被充电，允许电
19生产者更有效的电网管理。此外，在一些实施例中，来自不需要的完全充电的电池的电可以返回到电网以减轻高峰需求。上面描述了电池交换的几种方法。梭子模块控制电池从存储和充电区域到车交换区域的运动。应当注意，上面描述的精确的机构不是必要的。例如，电池交换是仅仅部分自动的，借助人或执行上述功能的人控制的机器。硬件和软件控制交换站利用数个硬件和软件控制。实时中央控制器监视多个可编程逻辑控制器 (PLC)。每个PLC接合到自动装置并且控制该装置操作。PLC监视在其控制下的自动装置的位置、速度、加速度和状况。实时中央控制器隶属于站管理系统，该站管理系统做出决定并且指挥发生在站中的每一个过程。站管理系统是控制发生在电池交换站中的大体上所有事件和操作的软件和硬件系统。该管理系统与服务和控制中心通信并且与电池交换站附近的电动车辆通信。管理系统能够做出关于站的操作的基本的决定。在一些实施例中，在例外操作状况下，站管理系统可能需要一些远程帮助。大体上所有电池交换站子系统隶属于站管理系统并且发送状态报告到该管理系统。电力管理系统监视且实现电流从电网到站子系统的流动。电力管理控制器监视站电力系统的操作。加热、通风和空气调节系统(HVAC)大体上连续地监视交换站内的内部环境。温度、湿度和压力不断地被监视和控制，以防止这些参数超过它们的允许值。在充电过程期间，从电池和充电系统发出相当大的量的热。通过借助主动空气流动将热抽出电池充电区域，HVAC系统控制存储空间中的温度。在一些电池组设计中，冷空气被吹到冷位于电池组内的冷却管中，以便在充电过程期间将电池温度保持在安全范围内。通风系统每小时执行数次内部周围空气更换，以防止有毒或可燃气体积聚在站结构和底部内。通风系统从站外部抽吸已过滤的空气并且在站的内腔到外部环境之间产生正压差。以这种方式，不同污染物或燃料蒸汽(它可能来自附近的加油站)不会显著进入站结构并且被阻止到达地下互换凹坑和仓库中的电池充电器。该站也配备有有毒气体检测系统，当并且如果电池被滥用且电池单元的热失控发生，该有毒气体检测系统检测氢和其它烃或可燃和有毒气体的排放。在检测到可燃气体的情况下，气体分析传感器将关闭所有电力系统并且启动警报。HVAC系统将对站的内腔通风以降低可燃气体浓度。在起火的情况下，站的通风将停止并且灭火系统将熄灭该火。火检测和熄灭系统是使用环境友好气体的备用的火熄灭系统，如果检测到火，将启动该备用的火熄灭系统。火检测和熄灭系统隶属于站管理系统。应当注意，站的结构具有气候控制以控制电池充电区域温度和湿度。为了安全原因，电池存储区域是耐火的。万一在电池交换站中起火，该站配备有火检测和熄灭单元。在一些实施例中，环境友好的气体用于控制火。备用粉末熄灭系统也处于适当位置，除了气体火控制系统之外，也可以使用该备用粉末熄灭系统。在一些实施例中，电池存储区域也耐车辆碰撞。由于交换站是暴露于气候的孤立结构，气候控制是有用的。在一些实施例中，存在控制电池交换站中的气氛的HVAC系统。在一些实施例中，HVAC系统仅仅控制电池存储和充电区域内的气候。在一些实施例中，HVAC系统凝结单元放置在顶上。在一些实施例中，HVAC系统将冷空气推到位于电池组内的冷却管中。在一些实施例中，用于HVAC系统的加热元件包括热水盘管。风扇也用于使空气源动来动去，允许新鲜的空气进入并且根据周围状况以适当加热的或冷却的空气供应该单元。在一些实施例中，在正常操作期间，电池存储区域与环境密封隔开。电池存储区域将电池排出到地平面下方的机器人上，并且因此相对被保护以免受外部环境。在一些实施例中，电池存储区域配备有一层绝缘材料。在一些实施例中，电池存储区域具有用来手动打开电池存储区域的面板或其它机构。在最初将电池装载到该系统中和移除故障电池中，这是有用的。也有用的是，允许可能出现故障的ASRS系统的任何部分的维护。在一些实施例中，站具有顶，该顶帮助保护车辆、互换系统和电池存储免受各种因素的影响，在夏天保持其凉爽免受太阳照射并且在冬天阻挡雨和雪。电池充电系统是控制和监视电池充电过程的系统。充电系统由连接到电池充电器的中央充电控制器组成。在一些实施例中，快速充电器可以大体上以它们的最大允许充电速率充电电池。在一些实施例中，使用较慢的充电器。中央充电系统控制器监视充电过程并且警告站管理系统充电事件的每一个的充电状态。为了说明的目的，已经参考具体实施例进行了上述描述。然而，上面的说明性论述不意图是详尽的或本发明限制到公开的精确形式。鉴于上述教导，许多修改和变化是可能的。我们选择和描述该实施例以便最佳说明本发明的原理及其实际应用，因此使熟悉本领域的其他人能够最佳利用本发明和适于构想的特别用途的具有各种修改的各种实施例。
权利要求
1.一种用来提供到车辆的下侧的通路的滑动门系统，包括 构造成沿第一方向滑动的门；和所述门中的传送系统，所述传送系统构造成在支撑车辆的至少一个轮时沿与所述第一方向相反的第二方向滑动。
2.根据权利要求1所述的滑动门系统，其中所述门以可滑动的方式联接到至少一个轨。
3.根据权利要求1所述的滑动门系统，其中所述滑动门系统构造成联接到服务区，使得当所述门滑动时所述滑动门系统使所述服务区上方的开口暴露。
4.根据权利要求3所述的滑动门系统，其中所述暴露的开口具有可变的尺寸，并且与一个或更多个车辆的轴距或轨道的尺寸相当。
5.根据权利要求3所述的滑动门系统，其中所述暴露的开口的尺寸形成为接收穿过其中的用于车辆的电池。
6.根据权利要求1所述的滑动门系统，其中所述传送系统是一个或更多个传送带，每一个传送带构造成支撑不同的轮。
7.根据权利要求6所述的滑动门系统，其中所述一个或更多个传送带包括第一传送带和第二传送带，其中所述第一传送带大于所述第二传送带以支撑不同尺寸的车辆。
8.根据权利要求6所述的滑动门系统，其中所述一个或更多个传送带分别具有上支撑表面，其中所述上支撑表面与所述门齐平。
9.根据权利要求6所述的滑动门系统，其中所述一个或更多个传送带自由旋转而不需要动力。
10.根据权利要求6所述的滑动门系统，还包括一个或更多个电动机，其中每一个电动机使相应的传送带旋转。
11.根据权利要求10所述的滑动门系统，其中所述一个或更多个传送带构造成改变所述车辆的偏转。
12.根据权利要求1所述的滑动门系统，其中所述传送系统是一个或更多个辊垫，每一个辊垫用来支撑不同的轮。
13.一种为车辆提供服务的方法，包括 提供滑动门系统，所述滑动门系统包括 门；和所述门中的传送系统；在所述滑动门系统上方接收车辆使得所述车辆的至少一个轮停靠在所述传送系统上；和沿第一方向滑动所述门，同时允许所述传送系统在支撑所述至少一个轮时沿与所述第一方向相反的第二方向滑动，其中所述门的滑动和所述传送系统的滑动至少部分地同时发生。
14.根据权利要求13的方法，其中所述第一方向垂直于所述车辆的纵向轴线并且平行于所述车辆的下侧。
15.根据权利要求13的方法，还包括提供在所述传送系统附近布置在所述门上的第一引导件；和当所述至少一个轮接触所述第一引导件时停止所述滑动。
16.根据权利要求15所述的方法，还包括提供布置在所述门附近的第二引导件；提供第二传送系统，所述第二传送系统远离所述门布置在所述第二引导件附近以便支撑第二轮；和允许所述第二传送系统沿所述第一方向滑动，使所述车辆沿所述第一方向平移直到所述第二轮接触所述第二引导件。
17.根据权利要求16所述的方法，还包括为所述车辆的每一个轮提供传送系统和对应的引导件；和通过允许每一个传送系统旋转直到其相应的轮碰到其对应的引导件，来改变所述车辆的偏转角。
18.根据权利要求13的方法，还包括提供一个或更多个升起支架；和在所述一个或更多个升起支架上举升所述车辆以改变所述车辆的摇摆角和俯仰角。
19.一种电池交换站，包括电池交换系统，所述电池交换系统构造成沿大体上垂直于至少部分车辆的底表面形成的平面的第一轴线从至少部分电动的车辆的下侧中的腔降下第一可再充电电池；和沿平行于所述第一轴线的第二轴线将第二可再充电电池举升到所述至少部分电动的车辆的下侧中的所述腔中。
20.根据权利要求19的电池交换站，还包括仓库，所述仓库构造成对多个不同尺寸的可再充电电池进行充电。
21.根据权利要求19的电池交换站，其中所述电池交换系统还包括以可滑动的方式联接到至少一个轨的梭子；交换平台；和联接在所述梭子和所述交换平台之间的液压或叉式举升机构。
22.根据权利要求21的电池交换站，其中所述电池交换系统还包括联接到所述交换平台的夹持器，所述夹持器构造成将所述第一可再充电电池和所述第二可再充电电池暂时固定到所述电池交换系统。
23.根据权利要求19的电池交换站，其中所述电池交换系统具有至少三个自由度。
24.根据权利要求19的电池交换站，其中所述电池交换系统当处于静止位置时位于地面下方。
25.根据权利要求19的电池交换站，其中所述电池交换系统当处于静止位置时位于地面上方。
26.根据权利要求21的电池交换站，还包括标引系统，所述标引系统构造成测量所述交换平台和所述至少部分电动的车辆的下侧中的所述腔之间的对准。
27.根据权利要求19的电池交换站，其中所述电池交换系统还包括解锁机构，所述解锁机构构造成以电子方式激活所述至少部分电动的车辆上的锁。
28.根据权利要求19的电池交换站，其中所述电池交换系统还包括解锁机构，所述解锁机构构造成以机械方式激活所述至少部分电动的车辆上的锁。
29.一种交换至少部分电动的车辆中的电池的方法，包括通过沿第一轴线降下第一可再充电电池而从至少部分电动的车辆的下侧中的腔移除第一可再充电电池，所述第一轴线基本上垂直于所述至少部分电动的车辆的底表面形成的平面；通过沿平行于所述第一轴线的第二轴线举升所述第二电池，将所述第二电池插入到所述至少部分电动的车辆的下侧中的所述腔中。
30.根据权利要求四的方法，其中所述第一轴线和所述第二轴线是共线的。
31.根据权利要求四的方法，还包括在所述插入之前，从电池充电仓库取出所述第二电池；和将所述第二电池暂时存储在备用部位中。
32.根据权利要求31的方法，其中所述取出包括借助自动机器人机构从所述电池充电仓库内的托架模块取出所述第二电池；和将所述第二电池从所述自动机器人机构递送到电池交换系统。
33.根据权利要求四的方法，还包括在所述移除之后，将所述第一可再充电电池移动到电池充电仓库。
34.根据权利要求四的方法，还包括在所述移除之前，以机械方式分离将所述第一电池连接到所述至少部分电动的车辆的锁。
35.根据权利要求34的方法，其中所述以机械方式分离包括 将钥匙插入到所述至少部分电动的车辆上的锁中；和缩回所述钥匙直到进入所述交换平台。
36.根据权利要求四的方法，其中所述交换方法发生在五分钟内。
37.根据权利要求四的方法，还包括在所述移除之前，清洁所述第一电池的至少一部分。
38.根据权利要求四的方法，其中所述移除发生在第一部位并且所述插入发生在第二部位。
39.根据权利要求四的方法，还包括在所述移除之前，将所述车辆自动平移到服务区上方的第一部位；和在所述插入之后，将所述车辆自动平移到不同于所述第一部位的第二部位。
40.一种可扩展模块化托架系统，所述可扩展模块化托架系统具有用来充电不同尺寸的电池的多个托架模块。
41.根据权利要求40所述的可扩展模块化系统，其中相应的托架模块被构造成对至少两个不同尺寸的电池充电。
42.根据权利要求40所述的可扩展模块化系统，其中所述多个托架模块包括第一托架模块和第二托架模块，其中所述第一托架模块构造成对第一尺寸的电池充电，并且所述第二托架模块构造成对不同于所述第一尺寸的电池的第二尺寸的电池充电。
43.根据权利要求40所述的可扩展模块化系统，其中各个托架模块包括当相应的电池就位时用来感测的电池存在传感器；用于实现所述电池的布置的一个或更多个电池定位部件；和用来以可拆卸的方式联接到所述电池以便充电的连接器致动臂。
44.根据权利要求40所述的可扩展模块化系统，其中所述模块化托架系统完全在地
全文摘要
在电池交换站，移除放电的电池并且将充电的电池插入到电动车辆中。电池交换站具有用于作出这种交换的各种机构。在一些实施例中，电池存储在仓库中，在那里给予它们适当的充电量。自动机器人机构从仓库移出充电的电池。自动机器人系统向电池交换系统提供充电的电池，该电池交换系统在它从车辆移除放电的电池之后将充电的电池插入到车辆中。电池的插入和移除沿竖向完成，即进入和离开车辆的底部。电池交换系统位于车辆下方的服务区中。滑动门系统在服务区上方产生开口。该开口具有取决于车辆的尺寸的可变尺寸。
文档编号B60K1/04GK102202944SQ200980142582
公开日2011年9月28日 申请日期2009年9月18日 优先权日2008年9月19日
发明者S·阿加西, Y·黑查尔 申请人:佳境有限公司