一种用于电动汽车快速更换电池的可循环充电转盘装置的制作方法

本发明涉及电动汽车电池充换电装置，特别涉及一种采用可循环充电转盘结构、能同时对大量电池充电和电池循环更换、使得电动汽车换电速度快的可循环充电转盘装置。

背景技术：

当今是个科技和经济高度发达的时代，人们对物质生活及精神生活的追求愈来愈高，汽车作为大众化的交通工具，人们在注重其使用性能的同时，其环保性能也被提上日程，电动汽车作为一种零排放汽车，越来越被重视，进而大量推广。

电动汽车的大量使用，首当其冲的一个问题就是充电，目前最好的解决方式是更换电池，但目前与电动汽车相配套的充电换电装置还相当不完善，不能满足电动汽车迅猛发展的需要，其主要不足如下：

1、大都采用独立充电装置，即每个充电装置对应一个充电电池，这样一方面如果需要储备大量已充电电池以备换电的话，需要配备大量的单独充电装置，使得设备繁多、且不方便统一操作，另一方面，如果设备不够，由于电动汽车充电时间长，则使得储备的已充电电池不够使用，满足不了大量电动车快速换电的需要；

2、换电不方便，缺乏配套的完善的电池输送装置，通常充电装置与电池输送装置分开设置，使得电池输送不能顺畅对接，换电效率低；

3、不能根据电池输送及充电的先后顺序依次循环更换电池，不能实现合理换电；

5、换电过程采用全人工方式或半人工方式，自动化程度低，不能适应大量电动汽车快速换电的需要；

5、缺乏相应的电池监控系统，不能对电池电量进行检测。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种用于电动汽车快速更换电池的可循环充电转盘装置，该可循环充电转盘装置采用可循环充电转盘结构，能同时对大量电池充电和根据充电顺序循环更换电池，此外，该可循环充电转盘装置配套设置有换电行走机构，从而能适用于大量电动汽车快速换电，能满足大规模电动汽车换电的需求。

为了解决上述现有技术问题,本发明的技术方案是:

本发明一种用于电动汽车快速更换电池的可循环充电转盘装置，它包括：

可循环充电转盘，包括环形设置的充电转盘内轨道、及充电转盘外轨道、及依次间隔滑动设置在充电转盘内轨道和充电转盘外轨道上的多个电池充电位；

转盘行走模块，用于驱动可循环充电转盘步进旋转；

电池充电模块，用于分别给电池充电位上的电池同时充电；

转盘中央固定平台，设置于可循环充电转盘的内部左端；

行走模块，包括电机、传动轴、传动轴齿轮、可伸缩轴连器、传送带；

换电控制器，滑动设置于传送带上，用于控制电池平稳输送，所述行走模块用于配合换电控制器将可循环充电转盘上的已充电电池输送出去和将需要充电的电池输送至可循环充电转盘上的电池充电位。

进一步，单个所述电池充电位包括用于与充电转盘内轨道和充电转盘外轨道滚动连接的多个滑轮、及设置在滑轮上的充电托盘三脚架、及设置在充电托盘三脚架上的充电托盘、及设置在充电托盘上用于输送和摆放电池的充电位传动滚筒、及正极电池充电夹、及负极电池充电夹、及充电托盘红外发射器；

进一步，所述充电转盘行走模块包括充电转盘步进电机、充电转盘驱动轮、传动齿轮组、充电转盘驱动链条，多个所述电池充电位分别与充电转盘驱动链条相连接，所述可循环充电转盘通过充电转盘步进电机依次驱动充电转盘驱动轮、传动齿轮组、充电转盘驱动链条、电池充电位步进转动，即滑轮在充电转盘内轨道和充电转盘外轨道滚动滑行；

所述电池充电模块包括充电转盘供电杆、及环形供电电缆、及用立柱固定在每个充电托盘前后两边的多个受电弓，所述受电弓上设置有与正极电池充电夹电连接的充电托盘正极受电柱、及与负极电池充电夹电连接的充电托盘负极受电柱、及受电滑块、及充满电自动断电模块，所述受电滑块为摩擦小且导电良好的环形碳块，所述受电滑块设置有受电滑块弹簧，通过调节受电滑块弹簧的拉伸长度能保证受电滑块和环形供电电缆接触良好；

进一步，所述传送带包括中央平台传动滚筒、传动滚筒齿轮、滚筒轴承；

所述可伸缩轴连器包括联轴器套、联轴器套定位孔、联轴器球头定位销、联轴器球头、联轴器外轴、联轴器微调弹簧、联轴器轴芯、联轴器滑杆、联轴器步进电机停止按钮、联轴器螺杆、联轴器电机停止开关、充电转盘步进电机驱动开关、联轴器步进电机、联轴器左右驱动轴套，所述联轴器左右驱动轴套通过轴承与联轴器外轴连接，所述联轴器轴芯与传动轴连接；

所述换电控制器包括红外接收a孔、换电控制器步进电机、换电控制器固定叉、换电控制器电磁铁、换电二维码、一二号传动电机开关、轴连器电机顺转按钮、轴连器电机逆转开关、电池信息读取模块；

所述换电控制器前后侧面的左端和右端各设置有一个轴心线垂直的换电控制器滑轮，所述换电控制器滑轮用于限制换电控制器在传送带上的前后位置，所述换电控制器还包括右端设置的换电控制器控制电缆硬质套管和换电控制器套管固定滑轮和换电控制器套管移动滑轮，所述换电控制器控制电缆硬质套管用于换电控制器的控制电缆集中走线，并保证换电控制器及其连接电缆能在传送带、充电托盘、转盘中央固定平台的传动滚筒上自由灵活移动。

进一步，所述可循环充电转盘左右两端为两条同心半圆形轨道，前后两边为两对平行边将两个同心半圆连接起来，组成内外两个椭圆形滑轨；

进一步，所述可循环充电转盘左端的电池充电位为待充电电池的空置换充电位，右端及上下平行轨道上的电池充电位为循环旋转充电位。

优选地，所述可循环充电转盘的电池充电位数量为60个、30个、12个，在每个充电转盘外侧对应每个充电位都设置有一个电池信息读取模块，实时读取到达该充电位置的电池电量及充电运行情况，并发送给换电层管理监控模块，信号接收模块收到信息通过显示模块显示出来，换电层管理中心可以实时监测整个充电转盘上的电池充电及运行情况。

本发明一种用于电动汽车快速更换电池的可循环充电转盘装置,其有益效果有：

1、采用可循环充电转盘结构，能同时对大量电池充电和根据充电顺序循环更换电池，方便储备大量的已充电电池，换电顺序合理，从而满足大量电动汽车快速换电的需要；

2、设备整体结构精简、方便统一操作；

3、充电装置与电池输送装置配套设置，电池输送顺畅，换电效率高；

4、换电过程全部自动化、工效高，能适应大量电动汽车快速换电的需要；

5、设置有电池监控模块，能对电池电量进行检测，能实现换电的合理计价和实现统一监管。

附图说明

图1，为本发明一种用于电动汽车快速更换电池的可循环充电转盘装置的的框架图；

图2，为图1所示实施例充电托盘上的电池充电位的结构图；

图3，为图1所示实施例的转盘中央固定平台（设置有行走模块、换电控制器）的结构图；

图4，为图1所示实施例的可循环充电转盘的左端的局部结构图；

图5，为图1所示实施例的电池充电模块的结构图；

图6，为图1所示实施例的可伸缩轴连器的结构图。

图7，为图1所示实施例的的换电控制器控制电缆硬质套管和换电控制器套管固定滑轮和换电控制器套管移动滑轮的示意图；

图8，为图1所示实施例的联轴器外轴和联轴器轴芯连接的剖面图；

图9，为图1所示实施例的电动汽车电池与换电控制器连接的剖面图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明：

实施例：

本发明一种用于电动汽车快速更换电池的可循环充电转盘装置，它包括：

可循环充电转盘51，包括环形设置的充电转盘内轨道512、及充电转盘外轨道513、及依次间隔滑动设置在充电转盘内轨道512和充电转盘外轨道513上的多个电池充电位511；

转盘行走模块52，用于驱动可循环充电转盘步进旋转；

电池充电模块53，用于分别给电池充电位上的电池同时充电；

转盘中央固定平台55，设置于可循环充电转盘的内部左端；

行走模块6，包括传动电机61、传动轴62、传动轴齿轮63、可伸缩轴连器64、传送带65；

换电控制器2，滑动设置于传送带65上，用于控制电池平稳输送，所述行走模块用于配合换电控制器将可循环充电转盘上的已充电电池输送出去和将需要充电的电池输送至可循环充电转盘上的电池充电位。

进一步，单个所述电池充电位511包括用于与充电转盘内轨道和充电转盘外轨道滚动连接的多个滑轮511a、及设置在滑轮上的充电托盘三脚架511b、及设置在充电托盘三脚架上的充电托盘511c、及设置在充电托盘上用于输送和摆放电池的充电位传动滚筒511d、及电池充电夹511e、及充电托盘红外发射器511f；

进一步，所述充电转盘行走模块52包括充电转盘步进电机521、充电转盘驱动轮522a、传动齿轮组522b、充电转盘驱动链条523，多个所述电池充电位分别与充电转盘驱动链条相连接，所述可循环充电转盘通过充电转盘步进电机依次驱动充电转盘驱动轮、传动齿轮组、充电转盘驱动链条、电池充电位步进转动，即滑轮在充电转盘内轨道和充电转盘外轨道滚动滑行；

进一步，所述电池充电模块53包括充电转盘供电杆531、及环形供电电缆532、及用立柱固定在每个充电托盘前后两边的多个受电弓533，所述受电弓上设置有与正极电池充电夹电连接的充电托盘正极受电柱534、及与负极电池充电夹电连接的充电托盘负极受电柱535、及受电滑块536、及充满电自动断电模块537，所述受电滑块为摩擦小且导电良好的环形碳块，所述受电滑块设置有受电滑块弹簧536a，通过调节受电滑块弹簧的拉伸长度能保证受电滑块和环形供电电缆接触良好；

进一步，所述传送带65包括中央平台传动滚筒651、传动滚筒齿轮652、滚筒轴承653；

进一步，所述可伸缩轴连器64包括联轴器套641a、联轴器套定位孔641b、联轴器球头定位销641c、联轴器球头641d、联轴器外轴642、联轴器微调弹簧643、轴联轴器轴芯644、联轴器滑杆645、联轴器步进电机停止按钮646a、联轴器螺杆647、联轴器电机停止开关646b、充电转盘步进电机驱动开关646c、联轴器步进电机648、联轴器左右驱动轴套649，所述联轴器左右驱动轴套通过轴承与联轴器外轴连接，所述联轴器轴芯644与传动轴62连接。

所述换电池控制器2包括红外接收a孔21、换电控制器步进电机22、换电控制器固定叉23、换电控制器电磁铁24、换电二维码、一传动电机开关26a、轴连器电机顺转按钮26b、轴连器电机逆转开关26c、电池信息读取模块27；

所述换电控制器前后侧面的左端和右端各设置有一个轴心线垂直的换电控制器滑轮28a，所述换电控制器滑轮用于限制换电控制器在传送带上的前后位置，所述换电控制器还包括右端设置的换电控制器控制电缆硬质套管28b和换电控制器套管固定滑轮28d和换电控制器套管移动滑轮28c，所述换电控制器控制电缆硬质套管用于换电控制器的控制电缆集中走线，并保证换电控制器及其连接电缆能在传送带、充电托盘、转盘中央固定平台的传动滚筒上自由灵活移动。

进一步，所述可循环充电转盘左端的电池充电位为待充电电池的空置换充电位，右端及上下平行轨道上的电池充电位为循环旋转充电位，在每个充电转盘外侧对应每个充电位都设置有一个电池信息读取模块，实时读取到达该充电位置的电池电量及充电运行情况，并发送给换电层管理监控模块，信号接收模块收到信息通过显示模块显示出来，换电层管理中心可以实时监测整个充电转盘上的电池充电及运行情况。

换电控制器与行走模块动作过程：

换电控制器将待充电电池输送至可循环充电转盘的电池充电位a位，转盘中央固定平台红外发射孔发射红外信号给换电控制器上的红外接收a孔，驱动一传动电机关机按钮、轴连器电机顺转按钮闭合，传动电机停止工作，传动滚筒停止滚动，同时轴连器步进电机开始顺时针旋转，轴连器螺杆顺时针旋转，驱动轴连器左右驱动轴套拖着轴连器外轴向右移动，轴连器球头脱离轴连器套，向右退回转盘中央固定平台，轴连器断开，充电转盘与转盘中央固定平台分离。

轴连器左右驱动轴套移动到右端触碰到轴连器电机关闭按钮、充电转盘步进电机驱动按钮，充电转盘步进电机接收到位于轴连器上的充电转盘步进电机驱动按钮发出的信号，驱动充电转盘驱动轮带动充电托盘驱动链条逆时针旋转，可循环充电转盘步进一次，a位待充电电池传送至b位，同时c位充满电电池传送至a位；

转盘中央固定平台上的红外接收b孔26c接收充电托盘红外发射器发射的红外光束信号，转化为脉冲信号打开一二号传动电机顺转开关、轴连器电机逆转开关，传动电机顺转，通过传动轴、传动轴齿轮、传动滚筒齿轮驱动传动滚筒逆转，带动换电控制器向左移动，换电控制器电磁铁吸附紧充满电电池，同时轴连器步进电机、轴连器螺杆逆时针旋转，驱动轴连器左右驱动轴套、轴连器外轴向左移动，轴连器球头插进轴连器套，轴连器球头定位销卡进轴连器套定位孔轴连器连接上，轴连器左右驱动轴套触碰到轴连器步进电机停止按钮，轴连器步进电机停止，步进电机通过传动轴、传动轴齿轮、传动滚筒齿轮，驱动位于充电托盘上的传动滚筒逆转，继续推动充满电电池、换电控制器脱离位于充电托盘上的电池充电夹向左移动，穿过传动带进入电动汽车电池容纳仓。

本实施例中，所述可循环充电转盘的电池充电位数量为60个。

所述可循环充电转盘左右两端为两条同心半圆形轨道，充电转盘内轨道半径rn=1.43a,其中a为电池充电托盘的长度，充电转盘外轨道半径为rw=1.53a+b，其中b为99电池充电托盘的宽度；充电托盘在直线轨道上的间距是0.1a，前后为两对长方形平行边将两个同心半圆连接起来，长度为l=31.8a，组成内外两个椭圆形滑轨；轨道左端电池充电托盘为给待充电电池的空置换充电位，连同右端及上下平行轨道共有60个电池在循环旋转充电，上下各28个，左右两端各1个。电池完成整个换电过程的时间周期只要“一分钟”，电池充满电的周期为1小时，所以当7待充电电池被送到充电转盘a位的99电池充电托盘上的76电池充电夹夹住开始充电，并随着托盘在61充电转盘轨道上逆时针旋转，等其转到充电转盘c位置时至少在60分钟后，所以充电转盘c位置的电池始终为充满电状态的电池。

以上已将本发明做一详细说明，以上所述，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能限定本发明实施范围，即凡依本申请范围所作一般技术手段的增减或替换，皆应仍属本发明涵盖范围内。