专利名称：电动乘用车电池更换装置及换电系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及能源技术利用领域，尤其涉及一种适用于电动乘用车的电池更换装 置，以及换电系统。
背景技术：
作为新能源战略和智能电网的重要组成部分，以及国务院确定的战略性新兴产业 之一，电动汽车将逐渐成为中国汽车工业和能源产业发展的重点。在电动汽车尤其是电动 乘用车的商业化产业化过程中，如何对电动乘用车进行能量补给则是极为重要的影响因 素，完善的能量补给系统将为电动乘用车的使用提供非常重要的支撑。电动乘用车中电池箱数较少，大部分为4组，但由于电动乘用车的空间有限，电池 安装位置往往差异很大，而且安装空间狭小。而目前已建设的换电设施较为庞大，所使用的 电池更换方式对于电动乘用车来说，电池的装卸非常困难，定位误差也较大，导致更换电池 箱的时间较长。对于换电设施来说，由于电动乘用车的电池的周转周期较长，其充电机的利 用率也比较低。
发明内容
本发明的目的是提出一种适用于电动乘用车的电池更换装置及换电系统，能够使 电池更换过程更加顺畅，提高电池的更换效率，节省人力物力。为实现上述目的，本发明提供了一种适用于电动乘用车的电池更换装置，包括电池箱转盘组，包括排成一行的多个电池箱转盘，所述电池箱转盘可基于自身轴 线旋转预设角度；充电架电池取放设备，设于所述电池箱转盘组与充电架之间，用于从所述充电架 抓取充满电的电池箱，并将所述电池箱放置在所述电池箱转盘上，以及从所述电池箱转盘 上抓取待充电的电池箱，并将所述电池箱放置在所述充电架上；电动乘用车电池取放设备，设于电动乘用车与所述电池箱转盘组之间，用于从所 述电动乘用车的电池舱内取出待充电的电池箱，并将所述电池箱放置在所述电池箱转盘 上，以及从所述电池箱转盘上取出充满电的电池箱，并将所述电池箱放入所述电动乘用车 的电池舱内。进一步的，所述充电架电池取放设备包括滑轨、工业机器人、电池箱夹具、电池箱 推拉机构和驱动系统；所述滑轨与所述充电架平行设置，所述工业机器人设于所述滑轨上，可沿所述滑 轨滑动；所述电池箱夹具安设于所述工业机器人的机械手，可对电池箱执行夹持动作；所述电池箱推拉机构与所述电池箱夹具相连，可对电池箱执行推拉动作；所述驱动系统接收控制台指令对所述工业机器人、电池箱夹具和电池箱推拉机构 进行驱动。
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进一步的，所述工业机器人包括底座、机械臂和机械手；所述底座设于所述滑轨上，所述机械臂安设在所述底座，根据接收的驱动系统的 动作指令执行旋转和/或升降动作，并带动机械手，使其运动到设置的位置和角度。进一步的，所述充电架电池取放设备还包括用于发出控制台指令的控制台，所述 控制台与所述驱动系统相连。进一步的，所述电动乘用车电池取放设备包括轮式可移动底座、助力机械手、电池 箱夹具、电池箱推拉机构和驱动系统；所述轮式可移动底座可根据电动乘用车的停放位置对所述电动乘用车电池取放 设备进行位置调整，所述助力机械手设于所述轮式可移动底座之上，所述电池箱夹具设于 所述助力机械手的末端，可对电池箱执行夹持动作；所述助力机械手根据接收的驱动系统的动作指令执行旋转和/或升降动作，并带 动所述电池箱夹具，使其运动到设置的位置和角度；所述电池箱推拉机构与所述电池箱夹具相连，可对电池箱执行推拉动作；所述驱动系统接收控制台指令对所述助力机械手、电池箱夹具和电池箱推拉机构 进行驱动。进一步的，所述电动乘用车电池取放设备还包括用于发出控制台指令的控制台， 所述控制台与所述驱动系统相连。进一步的，在所述助力机械手上还设有锁止结构，用于限制所述助力机械手的升 降或旋转动作。为实现上述目的，本发明提供了一种包括前述任一电池更换装置的换电系统，还 包括供电单元，用于为整个换电系统提供电源；充电单元，用于对电池箱进行充电，将充满电的电池排入换电序列；监控通讯单元，通过控制器局域网总线与所述供电单元、充电单元、电池更换装置 相连，用于实时接收被监控对象的运行数据，实现运行数据的存储、处理、显示、查询及告警 功能。进一步的，所述供电单元具体包括交流进线柜，用于从外部接入两路交流电源，对所述两路交流电源进行切换；交流馈线柜，用于对所述交流进线柜的交流电源进行分配，并引入所述充电系统。进一步的，所述充电单元具体包括充电架，用于放置多个电池箱；充电机柜，包括多台充电机，用于对所述充电架上的电池箱进行充电。进一步的，所述充电单元还包括烟雾报警单元，用于检测充电架中的电池箱因过充或短路引起的烟雾，并向所述 监控通讯单元上报报警信号。进一步的，所述充电单元还包括电池信息读取模块，用于读取电池箱中的电池管理系统记录的电池数据；充电停止模块，用于根据所述电池管理系统发出的电池故障信息停止充电机的充 电操作。
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进一步的，所述充电单元还包括充电选择模块，用于在无法读取电池箱中的电池管理系统记录的电池数据时，选 择不进行充电或选用先恒流再恒压的充电方法。进一步的，所述充电单元还包括充电状态指示模块，用于显示充电架上各个电池箱的充电状态；故障告警模块，用于向所述监控通讯单元发送故障告警信息；电池信息上报模块，用于向所述监控通讯单元传送各个电池箱的电池管理系统发 送的电池数据。进一步的，所述监控通讯单元包括数据处理模块，用于实时接收被监控对象的运行数据，实现运行数据的存储、处 理、显示、查询及告警功能；远程控制模块，用于对换电序列和电动乘用车进行调度以及向电池更换装置及充 电单元进行远程控制；数据转发模块，用于向上层的调度中心转发运行数据。基于上述技术方案，本发明电池更换装置利用两种电池取放装置配合转盘，使得 电动乘用车的电池箱更换更为顺畅，而且电动乘用车电池取放设备充分考虑到了电动乘用 车的空间狭小、电池安放位置差异大等特点，利用助力机械手来顺利完成狭小空间内的电 池箱的取放。整个电池更换过程顺畅，更换时间短，由于提高了电池更换的效率，因此可以 在单位时间内完成更多次的电池更换，电池更换周期更短，从而使充电机能够更充分地进 行充电，利用率更高。
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发 明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中图1为本发明换电系统的一实施例的结构示意图。图2为本发明换电系统实施例中的供电单元的结构示意图。图3为本发明换电系统实施例中的充电单元的结构示意图。图4为本发明换电系统实施例中的监控通讯单元的监控和通讯连线示意图。图5为本发明换电系统实施例的一种换电流程的流程示意图。图6为本发明换电系统的一种换电工位的平面布置示意图。图7为本发明电池更换装置实施例中的充电架电池取放设备的结构示意图。图8为本发明电池更换装置实施例中的电动乘用车电池取放设备的结构示意图。图9为本发明电池更换装置实施例的一种电池更换流程的流程示意图。
图10为本发明电池更换装置实施例中电动乘用车电池取放设备取放电池箱的流程示 意图。
具体实施例方式下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。如图1所示，为本发明换电系统的一实施例的结构示意图。在本实施例中，换电系统包括供电单元1、充电单元2、电池更换装置3以及监控通讯单元4。其中，供电单元1负 责为整个换电系统提供电源。充电单元2负责对电动乘用车可使用的电池箱进行充电，将 充满电的电池箱排入换电序列。这里的换电序列是指作为备选的更换电池箱的多个充满电 的电池箱的信息。监控通讯单元4通过控制器局域网(Controller Area Network，简称CAN)总线与 供电单元1、充电单元2、电池更换装置3相连，监控通讯单元4对供电单元1、充电单元2、 电池更换装置3进行监控和控制，并实时接收被监控对象的运行数据，实现运行数据的存 储、处理、显示、查询及告警功能。如图2所示，为本发明换电系统实施例中的供电单元的结构示意图。供电单元1具 体包括交流进线柜11和交流馈线柜12。供电单元1从外部引入两路交流电源(例如三相 五线制的AC380V等)，这两路交流电源互为备用。交流进线柜11负责从外部接入该两路交 流电源，对该两路交流电源进行切换。交流馈线柜12负责对交流进线柜11的交流电源进 行分配，并引入充电系统2。交流馈线柜12可为每两个充电机柜分配一次交流电源。供电 单元1不仅为充电单元提供电源，还为电池更换装置3和监控通讯单元4提供工作电源。如图3所示，为本发明换电系统实施例中的充电单元的结构示意图。充电单元2 可以具体包括充电架21和充电机柜22，充电架21上可以放置多个电池箱，包括待充的电池 箱和充满电的电池箱。在换电序列中的电池箱将在电池更换流程中被换入电动乘用车，电 动乘用车内的电池将在电池更换流程中被放置在充电架21上等待充电。充电机柜22中包括多台充电机，这些充电机负责对充电架21上的电池箱进行充 电。充电时通常采用直流充电，需要对交流电源进行整流得到直流工作电源。考虑到充电架21中的电池箱可能出现过充或短路等情况，严重时甚至发生燃烧 的情况，因此为了能及时发现这种严重情况，在充电架内可以设置烟雾报警单元，来检测充 电架中的电池箱因过充或短路引起的烟雾，并向监控通讯单元4上报报警信号。在另一个实施例中，充电单元2还可以与电池箱内的电池管理系统(Battery Management System，简称BMS)进行通信，从而对电池箱充电过程进行更精细的控制。充电 单元2可以包括电池信息读取模块，负责读取电池箱中的电池管理系统记录的电池数据。 充电单元还可以包括充电停止模块，负责根据所述电池管理系统发出的电池故障信息停止 充电机的充电操作。如果电池箱的电池管理系统出现电路或接口故障，或者与充电单元2之间的信息 交互过程因协议等原因而导致无法正常读取电池管理系统记录的电池数据，此时在脱离电 池管理系统的情况下，可以在充电单元2设置充电选择模块来选择是否充电，以及充电时 的策略，例如选用先恒流再恒压的充电方法，来确保电池箱的总电压不超过规定上限。在其他实施例中，充电单元2还可以根据需求包括充电状态指示模块、故障告警 模块或电池信息上报模块等，且不限于这几种模块。充电状态指示模块负责显示充电架21 上各个电池箱的充电状态。故障告警模块负责向监控通讯单元4发送故障告警信息。电池 信息上报模块负责向监控通讯单元4传送各个电池箱的电池管理系统发送的电池数据。如图4所示，为本发明换电系统实施例中的监控通讯单元的监控和通讯连线示意 图。监控通讯单元4通过CAN总线与各个充电机柜中的充电机进行连接，烟雾报警单元也 通过CAN总线与监控通讯单元4相连。监控通讯单元4的相关控制指令可通过协议转换器进行协议转换，将控制台指令下达到电池更换装置2。监控通讯单元4具体可以包括数据服务器41、监控工作站42和TOB服务器43。 数据服务器41负责实时接收被监控对象的运行数据，实现运行数据的存储、处理、显示、查 询及告警功能。监控工作站42负责对换电序列和电动乘用车等进行调度以及向电池更换 装置及充电单元等进行远程控制。WEB服务器43负责向上层的调度中心转发运行数据。下面根据前面对换电系统实施例的描述给出一个换电流程实例，如图5所示，为 本发明换电系统实施例的一种换电流程的流程示意图。该换电过程可在图6所示的换电工 位上完成，在图6中，由于电动乘用车的体积较小，因此可以一次对多台电动乘用车同时进 行电池更换，监控通讯单元可以根据电动乘用车电池舱所在的位置调度电动乘用车停在适 宜电池更换的工位，并且电池舱朝向转盘的方向。在电动乘用车的电池舱所对的一侧配置 了充电架和充电机柜。在充电机柜与电动乘用车之间是充电架和电池箱转盘组200。在电 池箱转盘组200与充电架之间设有充电架电池取放设备100，在电动乘用车与电池箱转盘 组200之间设有电动乘用车电池取放设备300。该换电流程包括步骤S101、电动乘用车根据指示进入电池更换区域。步骤S102、由于该电动乘用车已提出电池更换请求，监控通讯单元对该电动乘用 车进行监控，并通过车辆信息识别设备读取该电动乘用车的车辆信息。步骤S103、监控通讯单元根据车辆信息和已列入换电序列的电池箱的电池信息准 备在本次电池更换所使用的电池箱的换电序列。步骤S104、确定换电序列后，监控通讯单元发出调度指令指示将该电动乘用车停 放到便于电池更换的位置，电动乘用车就位后，打开电池舱门，准备更换电池。步骤S105、关闭该电动乘用车整车的高低压供电。步骤S106、电池更换装置将电池舱内需要更换的电池箱取出并卸放到电池箱转盘组。步骤S107、电池更换装置将从电池箱转盘组上取得的充满电的电池箱装入电池舱。步骤S108、检查电池箱是否全部换完，如果未全部换完，则返回到步骤S106继续 更换，否则执行步骤S109。步骤S109、监控通讯单元通过车辆信息识别设备记录该电动乘用车的车辆更换信 肩、ο步骤S110、该电动乘用车在完成电池更换过程后驶离换电区域。步骤S111、放置了待充电的电池组的转盘旋转180度，电池更换装置从电池组转 盘上取得该待充电的电池组，并放置到充电架上；步骤S112、充电单元与这些被更换的电池箱中的BMS通信，将电池数据读取出来， 并将电池数据传输至监控通讯单元，监控通讯单元判断该电池是否存在故障，是则执行步 骤S113，否则执行步骤S115。步骤S113、将存在故障的电池箱送到维护间进行故障诊断和维修，记录故障信 肩、ο步骤S114、将维修好的电池送充电架进入正常的充电程序，然后执行步骤S116。步骤S115、如果监控通讯单元分析认为电池箱正常，不存在故障，则进入正常的充
8电程序，由充电机对电池箱充电。步骤S116、充满电的电池箱进入换电序列；步骤S117、电池更换装置将充满电的电池箱从充电架上取出，并放到电池箱转盘上。通过上述换电流程，可以看出电池更换的全程非常舒畅，利用机械手和转盘实现 了电池更换的流水化，从而提高了电池更换效率，并极大地缩短了更换周期，进而使充电机 能够更充分地被使用，利用率更高。本发明的电池更换装置的实施例主要包括电池箱转盘组、充电架电池取放设备和 电动乘用车电池取放设备。从图6中可以看到电池箱转盘组200包括排成一行的多个电池 箱转盘，每个电池箱转盘均可基于自身轴线旋转预设角度。充电架电池取放设备100设于电池箱转盘组200与充电架之间，负责从充电架抓 取充满电的电池箱，并将电池箱放置在电池箱转盘上，以及从电池箱转盘上抓取待充电的 电池箱，并将电池箱放置在充电架上。充电架电池取放设备100的具体结构参见图7。电动乘用车电池取放设备300设于电动乘用车与电池箱转盘组200之间，负责从 电动乘用车的电池舱内取出待充电的电池箱，并将电池箱放置在电池箱转盘上，以及从电 池箱转盘上取出充满电的电池箱，并将电池箱放入电动乘用车的电池舱内。电动乘用车电 池取放设备的具体结构参见图8。下面通过图7对本发明电池更换装置实施例中的充电架电池取放设备的具体结 构进行详细说明。在本实施例中，充电架电池取放设备100包括滑轨101、工业机器人110、 电池箱夹具102、电池箱推拉机构103和驱动系统(未示出)。滑轨101与充电架平行设置， 工业机器人110设于滑轨101上，可沿滑轨101沿平行于充电架的方向滑动。电池箱夹具 102安设于工业机器人110的机械手113，可对电池箱执行夹持动作。电池箱推拉机构103 与电池箱夹具102相连，可对电池箱执行推拉动作。驱动系统负责接收控制台指令对工业 机器人110、电池箱夹具102和电池箱推拉机构103进行驱动。工业机器人可采用目前工业常用的机器人，在图7中给出了一种工业机器人的实 现结构，该工业机器人包括底座111、机械臂112和机械手113。底座111设于滑轨101上， 机械臂112安设在底座111上，机械臂112包括多个关节，可以旋转或摆动，根据接收的驱 动系统的动作指令执行旋转和/或升降动作，并带动机械手113，使其运动到设置的位置和 角度，以便电池箱夹具102能够定位到准确的位置来获取充电架上的电池箱。充电架电池取放设备所接收的控制台指令可以是监控通讯单元直接下达的，也可 以是接收由内部设置的控制台104直接发出或根据监控通讯单元的控制指令发出的控制 台指令，该控制台104与驱动系统相连。下面通过图8对本发明电池更换装置实施例中的电动乘用车电池取放设备的具 体结构进行详细说明。在本实施例中，电动乘用车电池取放设备300是考虑到电动乘用车 的特点进行设计的，由于电动乘用车车体较小，电池舱位置不统一，且空间狭窄，因此为了 能够准确的取放电池箱，电动乘用车电池取放设备300采用了位置可调的助力机械手的结 构，以此来提高电池取放的成功率和更换效率。电动乘用车电池取放设备300可以包括以下部分轮式可移动底座301、助力机械 手302、电池箱夹具303、电池箱推拉机构304和驱动系统(未示出)。轮式可移动底座301
9包括轮式结构，可以在地面上方便的移动，从而根据电动乘用车的停放位置对电动乘用车 电池取放设备300进行位置调整。助力机械手302设于轮式可移动底座301之上。助力机 械手302的末端可安设电池箱夹具303，用来对电池箱执行夹持动作。该助力机械手302的 末端可根据需要调整高度和伸出距离，从而尽量在无高度变化的状态下移动电池箱，使操 作更加省力。助力机械手302可以根据接收到的驱动系统的动作指令执行旋转和/或升降动 作，并带动电池箱夹具303，使其运动到设置的位置和角度。电池箱推拉机构304与电池箱 夹具303相连，可对电池箱执行推拉动作。驱动系统可以根据接收到的控制台指令对助力 机械手302、电池箱夹具303和电池箱推拉机构304进行驱动。考虑到电动乘用车可能停放的位置不佳，或者电池舱的位置比较特别，难以顺畅 的取出和装入，此时技术人员可以利用电动乘用车电池取放设备300内设置的控制台直接 进行控制，以实现稳妥顺畅的更换电池箱的过程。该控制台与驱动系统相连，可以向驱动系 统发出控制台指令。考虑到助力机械手302的动作的稳定和使用安全性，在助力机械手302上还可以 设置锁止结构305，以便限制助力机械手302的升降或旋转动作。下面将再给出本发明电池更换装置实施例的一种电池更换流程，以便对前述电池 更换装置实施例内的各个机构的工作关系进行说明。如图9所示，为本发明电池更换装置 实施例中充电架电池取放设备取放电池箱的流程示意图。在本实施例中，充电架电池取放 设备取放电池箱的工作过程包括从充电架上取电池箱放到电池箱转盘1上和从电池箱转 盘2上取电池箱放到充电架上两个步骤，具体包括步骤S201、驱动工业机器人的机械臂旋转和升降，使机械手与充电架对接，电池箱 夹具对准充满电的电池箱。步骤S202、电池箱推拉机构向该电池箱伸入，所述电池箱夹具夹持该电池箱。步骤S203、电池箱推拉机构从充电架上取出该电池箱，承载电池箱的工业机器人 沿滑轨行走至合适位置与电池箱转盘1对接。步骤S204、电池箱推拉机构将电池箱夹具夹持的电池箱放到电池箱转盘1上，松 开抓取机构。从充电架上取单只电池箱放到电池箱转盘上的步骤完成。步骤S205、未承载电池箱的工业机器人沿滑轨行走到合适位置，并调整机械臂和 机械手使机械手与电池箱转盘2对接。步骤S206、电池箱推拉机构向电池箱转盘2上的待充电的电池箱移动，在电池箱 推拉机构的抓取机构与电池箱连接后，推拉电机反向运行，将电池箱取出并拉入电池箱夹 具中。步骤S207、驱动工业机器人沿滑轨行走、旋转和升降，使机械手与充电架对接，将 从电池箱转盘2中取出的电池箱放到充电架上指定空位，松开电池箱夹具。从电池箱转盘 2上取单只电池箱放到充电架上的步骤完成。如图10所示，为本发明电池更换装置实施例中电动乘用车电池取放设备取放电 池箱的流程示意图。电动乘用车电池取放设备取放电池箱的工作过程包括从电动乘用车上 取电池箱放到电池箱转盘2上和从电池箱转盘1上取电池箱放到电动乘用车上两个步骤。 具体包括
步骤S301、当需更换电池的车辆就位后，助力机械手通过旋转和升降，完成助力机 械手末端上的电池箱夹具对换电车辆的对接。步骤S302、通过助力机械手上的锁止结构锁死机械手及电池箱夹具的当前位置， 通过电池箱推拉机构将电池箱从车辆的电池舱拉入电池箱夹具内。步骤S303、松开助力机械手上的锁止结构，解锁助力机械手及电池箱夹具，操作助 力机械手使其旋转和升降，完成电池箱夹具对电池箱转盘2的对接。步骤S304、通过电池箱推拉机构将电池箱从电池箱夹具内推到电池箱转盘2的指 定位置。从电动乘用车上取电池箱放到电池箱转盘2上的步骤完成。步骤S305、助力机械手通过旋转和升降，完成助力机械手上的电池箱夹具对电池 箱转盘1的对接。步骤S306、通过机械手上的锁止结构锁死助力机械手及电池箱夹具的当前位置， 通过电池箱推拉机构将电池箱从电池箱转盘1拉入电池箱夹具内。步骤S307、松开机械手上的锁止结构，解锁助力机械手及电池箱夹具，操作助力机 械手旋转和升降，完成电池箱夹具对电动乘用车的对接。步骤S308、通过电池箱推拉机构将电池箱从电池箱夹具内推到车内的指定位置。 从电池箱转盘1上取电池放到车上的步骤完成。基于上述的电池箱的取放流程，换电流程可以简单概括为当需更换电池的车辆 就位后，电动乘用车电池取放设备从车内取电池放到电池箱转盘2上，同时充电架电池取 放设备从充电架上取电池放到电池箱转盘1上，电动乘用车电池取放设备从电池箱转盘2 上移到电池箱转盘1，从电池箱转盘1取电池装到车上，同时充电架电池取放从电池箱转盘 2上取电池放到充电架上。重复以上操作，直至该车上的电池箱全部更换完毕。从上述电池更换流程可以看出，电池更换的全程非常舒畅，利用机械手和转盘实 现了电池更换的流水化，从而提高了电池更换效率，并极大地缩短了更换周期，进而使充电 机能够更充分地被使用，利用率更高。另外，电动乘用车电池取放设备还可以根据电动乘用 车的具体情况由技术人员直接进行手动控制，从而实现稳妥顺畅的更换电池箱的过程。本领域普通技术人员可以理解实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过 程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序 在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括R0M、RAM、磁碟或者 光盘等各种可以存储程序代码的介质。最后应当说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽 管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解依然 可以对本发明的具体实施方式
进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发 明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。
1权利要求
一种适用于电动乘用车的电池更换装置，包括电池箱转盘组，包括排成一行的多个电池箱转盘，所述电池箱转盘可基于自身轴线旋转预设角度；充电架电池取放设备，设于所述电池箱转盘组与充电架之间，用于从所述充电架抓取充满电的电池箱，并将所述电池箱放置在所述电池箱转盘上，以及从所述电池箱转盘上抓取待充电的电池箱，并将所述电池箱放置在所述充电架上；电动乘用车电池取放设备，设于电动乘用车与所述电池箱转盘组之间，用于从所述电动乘用车的电池舱内取出待充电的电池箱，并将所述电池箱放置在所述电池箱转盘上，以及从所述电池箱转盘上取出充满电的电池箱，并将所述电池箱放入所述电动乘用车的电池舱内。
2.根据权利要求1所述的电池更换装置，其中所述充电架电池取放设备包括滑轨、工 业机器人、电池箱夹具、电池箱推拉机构和驱动系统；所述滑轨与所述充电架平行设置，所述工业机器人设于所述滑轨上，可沿所述滑轨滑动；所述电池箱夹具安设于所述工业机器人的机械手，可对电池箱执行夹持动作；所述电池箱推拉机构与所述电池箱夹具相连，可对电池箱执行推拉动作；所述驱动系统接收控制台指令对所述工业机器人、电池箱夹具和电池箱推拉机构进行 驱动。
3.根据权利要求2所述的电池更换装置，其中所述工业机器人包括底座、机械臂和机 械手；所述底座设于所述滑轨上，所述机械臂安设在所述底座，根据接收的驱动系统的动作 指令执行旋转和/或升降动作，并带动机械手，使其运动到设置的位置和角度。
4.根据权利要求3所述的电池更换装置，其中所述充电架电池取放设备还包括用于发 出控制台指令的控制台，所述控制台与所述驱动系统相连。
5.根据权利要求1所述的电池更换装置，其中所述电动乘用车电池取放设备包括轮式 可移动底座、助力机械手、电池箱夹具、电池箱推拉机构和驱动系统；所述轮式可移动底座可根据电动乘用车的停放位置对所述电动乘用车电池取放设备 进行位置调整，所述助力机械手设于所述轮式可移动底座之上，所述电池箱夹具设于所述 助力机械手的末端，可对电池箱执行夹持动作；所述助力机械手根据接收的驱动系统的动作指令执行旋转和/或升降动作，并带动所 述电池箱夹具，使其运动到设置的位置和角度；所述电池箱推拉机构与所述电池箱夹具相连，可对电池箱执行推拉动作；所述驱动系统接收控制台指令对所述助力机械手、电池箱夹具和电池箱推拉机构进行 驱动。
6.根据权利要求5所述的电池更换装置，其中所述电动乘用车电池取放设备还包括用 于发出控制台指令的控制台，所述控制台与所述驱动系统相连。
7.根据权利要求6所述的电池更换装置，其中在所述助力机械手上还设有锁止结构， 用于限制所述助力机械手的升降或旋转动作。
8.一种包括权利要求1-7任一所述的电池更换装置的换电系统，还包括供电单元，用于为整个换电系统提供电源；充电单元，用于对电池箱进行充电，将充满电的电池箱排入换电序列； 监控通讯单元，通过控制器局域网总线与所述供电单元、充电单元、电池更换装置相 连，用于实时接收被监控对象的运行数据，实现运行数据的存储、处理、显示、查询及告警功 能。
9.根据权利要求8所述的换电系统，其中，所述供电单元具体包括交流进线柜，用于从外部接入两路交流电源，对所述两路交流电源进行切换； 交流馈线柜，用于对所述交流进线柜的交流电源进行分配，并引入所述充电系统。
10.根据权利要求8所述的换电系统，其中，所述充电单元具体包括 充电架，用于放置多个电池箱；充电机柜，包括多台充电机，用于对所述充电架上的电池箱进行充电。
11.根据权利要求10所述的换电系统，其中所述充电单元还包括烟雾报警单元，用于检测充电架中的电池箱因过充或短路引起的烟雾，并向所述监控 通讯单元上报报警信号。
12.根据权利要求11所述的换电系统，其中所述充电单元还包括 电池信息读取模块，用于读取电池箱中的电池管理系统记录的电池数据；充电停止模块，用于根据所述电池管理系统发出的电池故障信息停止充电机的充电操作。
13.根据权利要求11所述的换电系统，其中所述充电单元还包括充电选择模块，用于在无法读取电池箱中的电池管理系统记录的电池数据时，选择不 进行充电或选用先恒流再恒压的充电方法。
14.根据权利要求12或13所述的换电系统，其中所述充电单元还包括 充电状态指示模块，用于显示充电架上各个电池箱的充电状态； 故障告警模块，用于向所述监控通讯单元发送故障告警信息；电池信息上报模块，用于向所述监控通讯单元传送各个电池箱的电池管理系统发送的 电池数据。
15.根据权利要求8所述的换电系统，其中所述监控通讯单元包括数据服务器，用于实时接收被监控对象的运行数据，实现运行数据的存储、处理、显示、 查询及告警功能；监控工作站，用于对换电序列和电动乘用车进行调度以及向电池更换装置及充电单元 进行远程控制；WEB服务器，用于向上层的调度中心转发运行数据。
全文摘要
本发明涉及一种适用于电动乘用车的电池更换装置，包括电池箱转盘组，包括排成一行的多个电池箱转盘，电池箱转盘可基于自身轴线旋转预设角度；充电架电池取放设备，设于电池箱转盘组与充电架之间；电动乘用车电池取放设备，设于电动乘用车与电池箱转盘组之间。本发明还涉及一种包括电池更换装置的换电系统。本发明电池更换装置利用两种电池取放装置配合转盘，使得电动乘用车的电池箱更换更为顺畅。整个电池更换过程顺畅，更换时间短，由于提高了电池更换的效率，因此可以在单位时间内完成更多次的电池更换，电池更换周期更短，从而使充电机能够更充分地进行充电，利用率更高。
文档编号H01M2/10GK101976731SQ201010297770
公开日2011年2月16日 申请日期2010年9月30日 优先权日2010年9月30日
发明者于文斌, 张东江, 张鹏飞, 徐武峰, 王相勤, 胡江溢, 董新生, 贾俊国, 连湛伟, 郝战铎 申请人:国家电网公司;许继集团有限公司