专利名称：电动汽车电池更换站的电池更换系统及其更换方法
技术领域：
本发明属于电动汽车电池更换站应用技术领域，涉及一种电动汽车电池更换站的多机器快速电池更换系统。
背景技术：
电动汽车电池更换站是指采用电池更换方式为电动汽车提供电能供给的场所，站内主要包括供配电系统、充电系统、电池更换系统、电池检测与维护系统以及电池更换站监控系统等组成部分。其中，电池更换系统是电动汽车电池更换站的核心系统，其更换电池的效率决定着整个电池更换站的运行效率。现有技术中，电动汽车电池更换主要以半自动的方式进行，即人工操作电池搬运设备来更换电动汽车电池。虽然此种方式操作简单、设备成本低廉，但搬运过程由于人工介入，搬运过程时间较长。另外，用于存放和充放电管理功能的电池架一般体积较大，从电动汽车换下的电池被直接搬运至充电架上，平均移动距离势必较大。对于采用更换电池方式的电动汽车来说，更换电池的时间是最为重要的指标，因此需要寻求提高更换电池速度的新方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种电池更换站的电池更换系统，可以实现快速更换电池。为解决上述技术问题，本发明提供一种电动汽车电池更换站的电池更换系统，包括充电架、堆垛设备、暂存架、换电设备、充电机系统，其特征在于堆垛设备在充电架和暂存架之间搬运电池，换电设备在暂存架和电动汽车之间搬运电池。前述的电动汽车电池更换站的电池更换系统，其特征在于所述充电架为带充电接口的多层多列立体支架，并集成电池联接器、温度烟感报警设备以及电池状态指示设备。前述的电动汽车电池更换站的电池更换系统，其特征在于所述堆垛设备具有平移、升降、装/卸载运动功能，用于在充电架和暂存架之间搬运电池。前述的电动汽车电池更换站的电池更换系统，其特征在于所述暂存架为一层多列立体支架，作为堆垛设备和换电设备交换电池的缓冲平台。前述的电动汽车电池更换站的电池更换系统，其特征在于所述换电设备具有平移、升降、旋转、倾斜角调整、装/卸载功能，用于在暂存架和电动汽车之间搬运电池。前述的电动汽车电池更换站的电池更换系统，其特征在于在换电设备上设置有激光传感器，电动汽车电池外框上安装有两个水平的三角反光板，在换电设备的控制程序中设置角度计算程序，用于计算电动汽车左右方向和前后方向的角度偏移。一种电动汽车电池更换站的电池更换方法，其特征在于，包括以下步骤
1)电动汽车驶入电池更换站后，首先对标识车辆电池信息的RFID进行识别，查找充电架上相对应型号的电池；2 )电动汽车待充电电池由换电设备从车上搬运至暂存架，并由堆垛设备从暂存架搬运至充电架进行电池充电；同时，充电架上充满电的电池由堆垛设备从充电架搬运至暂存架， 并由换电设备从暂存架搬运至电动汽车上；
在所述步骤2)中，所述堆垛设备内设置定位程序，用于通过设定的位置关系快速识别电池，堆垛设备无旋转和倾斜角调整运动，可在充电架和暂存架之间快速搬运电池。在所述步骤2)中，换电设备在电动汽车和暂存架之间搬运电池过程中，采用激光扫描测距传感方法确定电动汽车停放的位置，从而确定电动汽车上的电池位置，具体方法为在换电设备上设置的激光传感器扫描电动汽车电池外框上安装有两个水平的三角反光板，实现换电设备装/卸载电池箱时对电池的准确定位。通过计算出电动汽车左右方向和前后方向的角度偏移，相应调整换电设备相应的托盘角度，从而准确的识别电动汽车电池位置，所述电动汽车左右方向的偏移，通过测量两个三角反光板至换电设备各自的距离，计算出电动汽车左右方向的旋转偏移角度；对于电动汽车前后车轮胎压不一致导致的电动汽车前后角度偏移
，通过式5)进行计算
权利要求
1.一种电动汽车电池更换站的电池更换系统，包括充电架、堆垛设备、暂存架、换电设备、充电机系统，其特征在于堆垛设备在充电架和暂存架之间搬运电池，换电设备在暂存架和电动汽车之间搬运电池。
2.根据权利要1所述的电动汽车电池更换站的电池更换系统，其特征在于所述充电架为带充电接口的多层多列立体支架，并集成电池联接器、温度烟感报警设备以及电池状态指示设备。
3.根据权利要1所述的电动汽车电池更换站的电池更换系统，其特征在于所述堆垛设备具有平移、升降、装/卸载运动功能，用于在充电架和暂存架之间搬运电池。
4.根据权利要1所述的电动汽车电池更换站的电池更换系统，其特征在于所述暂存架为一层多列立体支架，作为堆垛设备和换电设备交换电池的缓冲平台。
5.根据权利要1所述的电动汽车电池更换站的电池更换系统，其特征在于所述换电设备具有平移、升降、旋转、倾斜角调整、装/卸载功能，用于在暂存架和电动汽车之间搬运电池。
6.根据权利要1所述的电动汽车电池更换站的电池更换系统，其特征在于在换电设备上设置有激光传感器，电动汽车电池外框上安装有两个水平的三角反光板，在换电设备的控制程序中设置角度计算程序，用于计算电动汽车左右方向和前后方向的角度偏移。
7.一种电动汽车电池更换站的电池更换方法，其特征在于，包括以下步骤1)电动汽车驶入电池更换站后，首先对标识车辆电池信息的RFID进行识别，查找充电架上相对应型号的电池；2 )电动汽车待充电电池由换电设备从车上搬运至暂存架，并由堆垛设备从暂存架搬运至充电架进行电池充电；同时，充电架上充满电的电池由堆垛设备从充电架搬运至暂存架， 并由换电设备从暂存架搬运至电动汽车上。
8.根据权利要7所述的电动汽车电池更换站的电池更换方法，其特征在于，在所述步骤2)中，所述堆垛设备内设置定位程序，用于通过设定的位置关系快速识别电池，堆垛设备无旋转和倾斜角调整运动，可在充电架和暂存架之间快速搬运电池。
9.根据权利要7所述的电动汽车电池更换站的电池更换方法，其特征在于，在所述步骤2)中，换电设备在电动汽车和暂存架之间搬运电池过程中，采用激光扫描测距传感方法确定电动汽车停放的位置，从而确定电动汽车上的电池位置，具体方法为在换电设备上设置的激光传感器扫描电动汽车电池外框上安装有两个水平的三角反光板，实现换电设备装 /卸载电池箱时对电池的准确定位。
10.根据权利要9所述的电动汽车电池更换站的电池更换方法，其特征在于， 通过计算出电动汽车左右方向和前后方向的角度偏移，相应调整换电设备相应的托盘角度，从而准确的识别电动汽车电池位置，所述电动汽车左右方向的偏移， 通过测量两个三角反光板至换电设备各自的距离，计算出电动汽车左右方向的旋转偏移角度；对于电动汽车前后车轮胎压不一致导致的电动汽车前后角度偏移α,通过式5)进行计算
全文摘要
本发明公开了一种电动汽车电池更换站的电池更换系统，包括充电架、堆垛设备、暂存架、换电设备、充电机系统，其特征在于堆垛设备在充电架和暂存架之间搬运电池，换电设备在暂存架和电动汽车之间搬运电池。堆垛设备具有平移、升降、装/卸载运动功能，负责在充电架和暂存架之间搬运电池。换电设备具有平移、升降、旋转、倾斜角调整、装/卸载功能，负责在暂存架和电动汽车之间搬运电池，通过自带激光传感器扫描电动汽车电池箱框上安装的反光三角板，实现换电设备对电池箱的准确定位。充电架和暂存架的不同设计，让堆垛设备和换电设备并行协调工作，有效的提高了电动汽车电池更换的效率。
文档编号B60S5/06GK102152776SQ20111005328
公开日2011年8月17日 申请日期2011年3月7日 优先权日2011年3月7日
发明者倪峰, 吴鸣, 张 浩, 牛荣义, 石宝钱, 赵明宇, 路致远, 郭骥 申请人:南京熊猫电子装备有限公司, 国电南瑞科技股份有限公司