專利名稱：用于更換為機動車輛的驅(qū)動馬達供能的電池的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種致動裝置，該致動裝置用于鎖定和/或解鎖電動汽車的電池類型的能量容器。在下文中，術(shù)語“電池”將被用于簡化說明的目的。本發(fā)明還涉及一種包括這種致動裝置的、用于更換機動車輛的電池或任何能量容器的系統(tǒng)，并涉及一種使用此類系統(tǒng)的電池更換站。最后，本發(fā)明涉及一種使用此類致動裝置的能量容器更換方法。
背景技術(shù)：
某些機動車輛如電動或混合動力車輛包括電池，該電池用于為電驅(qū)動馬達供電?？勺C明有利的是，當該電池的能量水平變低時將它替換為新的已充電的電池。這可以在與其中機動車輛可以進行燃料箱加油的加油站類似的站中進行。文獻US 5 612 606公開了一種用于交換對電動車輛的驅(qū)動馬達供能的電池的交換站以及一種用于執(zhí)行這種交換的方法。在所說明的交換站內(nèi)，駕車者將車輛大致定位在·一軌道上并使之抵靠屬于該站的設(shè)備的縱向止擋件。此后，在基本自動化的階段中，用于拆卸電池并在車輛內(nèi)安裝新電池的活動裝置借助于傳感器使自己相對于該車輛定位。建立這種電池更換概念的一個困難是存在許多機動車輛，這些機動車輛攜帶以不同方式固定到其上的不同類型的電池。目前，在經(jīng)濟上不可想象的是擁有大量的自動裝置來用于拆卸并更換這些不同類型的電池或設(shè)立一種手工解決方式，因為這樣做的成本和電池的重量。因此，為了使之易于推廣電池更換站(就技術(shù)能力而言幾乎沒有要求)，必須使這些電池更換站操作可靠、耐用、靈活并且通用。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種滿足上述目標的用于更換電池的解決方案。本發(fā)明的思想在于一種通用且標準的裝置，該裝置包括參與對安裝在機動車輛上的電池的鎖定和/或解鎖機構(gòu)進行致動的工具，為簡化說明，我們稱之為“工具箱”。具體地說，本發(fā)明涉及一種工具箱裝置，它用于致動(起動)電池的鎖定和/或解鎖，該電池用于為驅(qū)動機動車輛的馬達供能(提供動力，供電)，其特征在于，該工具箱裝置包括支承盒以及傳動(運動傳遞)系統(tǒng)，該傳動系統(tǒng)包括至少一個返回盒(退回盒，轉(zhuǎn)移盒，換向盒，齒輪箱，boite derenvoi)和至少一個傳動軸,該返回盒和傳動軸連接到電池鎖定/解鎖機構(gòu)的至少一個握持系統(tǒng)上。該工具箱裝置可以包括至少一個馬達(電機)和一個用于該馬達的電氣連接的接□。該工具箱裝置可以包括用于連接外部馬達的至少一個接口，以使得運動能從該外部馬達傳遞到至少一個握持系統(tǒng)上。所述用于連接外部馬達的接口可以包括連接盒和內(nèi)部返回盒。該工具箱裝置可以包括用于操作該工具箱裝置的接口。
該工具箱裝置可以包括兩個馬達。該工具箱裝置可以包括設(shè)置于大致矩形的支承盒的角部處的四個握持系統(tǒng)，該至少一個馬達處于該支承盒的中央?yún)^(qū)域內(nèi)。此外，所述工具箱裝置的支承盒可以有利地包括一個空腔，該空腔旨在裝配入用于提升所述工具箱裝置的提升系統(tǒng)的鉸接頭(球窩頭)中。因此，該工具箱裝置被安裝成能在該提升系統(tǒng)上轉(zhuǎn)動并且能將自己安放在與有待更換的電池的下平面平行的平面之中，從而有利于使該工具箱裝置的抓握系統(tǒng)在電池的鎖件上得到牢固地握持。本發(fā)明還涉及一種用于更換機動車輛的電池的更換系統(tǒng)，其特征在于，該更換系統(tǒng)包括如上所述的工具箱裝置以及提升裝置，該提升裝置用于提升該工具箱裝置，以便允許該工具箱裝置沿垂直(豎直)方向移動。該提升裝置還可包括移動系統(tǒng)，該移動系統(tǒng)包括用于沿著軌道水平地移動以使該 工具箱裝置到達機動車輛的電池下方的水平移動裝置，所述提升裝置包括用于垂直地移動該工具箱裝置以使該工具箱裝置與電池接觸從而將電池解鎖的垂直移動裝置。該提升系統(tǒng)可以是自動裝置(自動機械，機器人，機械手)，并且該工具箱裝置可以包括手柄，該自動裝置可以通過該手柄操作。有利地，所述提升系統(tǒng)可以包括鉸接頭，該鉸接頭旨在相對于所述電池來定位(定基準)所述工具箱裝置。該用于更換機動車輛的電池的系統(tǒng)可以包括與該工具箱裝置相關(guān)聯(lián)的車輛支承桿，以改進抵靠機動車輛的定位的穩(wěn)定性和精確度，從而對該機動車輛的電池進行鎖定和解鎖。本發(fā)明還涉及一種更換站，該更換站用于更換為機動車輛的驅(qū)動馬達供能的電池，其特征在于，該更換站包括如上所述的用于更換機動車輛的電池的更換系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及一種用于更換機動車輛的電池的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟-將如上所述的工具箱裝置安放在機動車輛的電池下方；-垂直地提升該工具箱裝置，直至該工具箱裝置與電池相連接；-致動該工具箱裝置，以便將電池從機動車輛上解鎖；-將支承有已解鎖的電池的工具箱裝置降下；-移除(撤除)該已解鎖的電池。有利地，所述致動工具箱裝置的步驟之前是一轉(zhuǎn)動所述工具箱裝置的步驟，從而將所述支承盒安放在平行于電池的下部面(底面)的平面中。所述用于更換機動車輛的電池的更換方法可以包括以下補充步驟-將支承有電池的工具箱裝置安放在機動車輛的下方；-垂直地提升該工具箱裝置，直至電池處于機動車輛上所提供的電池容納部內(nèi)；-致動該工具箱裝置以便將電池鎖定到機動車輛上；-移除該工具箱裝置。


本發(fā)明的目的、特征和優(yōu)點將參照附圖在通過非限制性實例給出的具體實施方案的以下說明中詳細地進行解釋，在附圖中圖I是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的工具箱的透視圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的實施方案的工具箱從上方看的視圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的實施方案的工具箱的細部的透視圖；圖4是本發(fā)明的工具箱的變型實施方案從上方看的視圖；
圖5是本發(fā)明實施方案的工具箱與機動車輛電池間的連接的透視圖；圖6是在用于鎖定和解鎖機動車輛電池的系統(tǒng)中根據(jù)本發(fā)明的實施方案的工具箱的操作原理的側(cè)向示意性截面圖；圖7至圖10示意性地示出使用根據(jù)本發(fā)明實施方案的工具箱將電池從機動車輛上解鎖的方法的不同階段。
具體實施例方式本發(fā)明的思想在于稱為“工具箱”的裝置，該裝置包括一定數(shù)目的標準的并且模塊化的部件，以便實現(xiàn)適合于在所有類型的電池和所有機動車輛上進行干預(yù)的裝置。圖I和2示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的工具箱I。該工具箱或成套致動工具I包括其功能是支承該裝置的不同部件的支承盒2，設(shè)置在該支承盒2的中央?yún)^(qū)域內(nèi)的兩個簡單且標準的馬達3，多個返回盒4和多個傳動軸5，所述返回盒和傳動軸可以包括角移位系統(tǒng)例如萬向節(jié)。所述返回盒4和傳動軸5的功能是將由馬達3發(fā)出的驅(qū)動運動傳遞到四個鎖定機構(gòu)握持系統(tǒng)6上，這些握持系統(tǒng)定位于大致矩形的支承盒2的四個角部處，并且它們的功能是致動電池的鎖定和解鎖機構(gòu)。這些握持系統(tǒng)6具有柱形形式，該柱在支承盒2的上表面上向上延伸，以使其頂端11能與電池的鎖件連接。最后，該裝置包括用于向馬達供能的電氣連接，以及用于握持該工具箱的接口，以便允許通過工具箱操縱裝置將該工具箱正確地抵靠機動車輛定位并且能對該機動車輛的電池進行鎖定和解鎖，如下面將解釋的。圖3示出工具箱的更大比例的透視圖，以便能更好地識別該工具箱的兩個馬達3、返回盒4、傳動軸5和機構(gòu)握持系統(tǒng)6。圖4示出根據(jù)本發(fā)明的工具箱的一種變型實施方案，其中在該工具箱的外部安放有三個馬達3’。該工具箱則裝配有允許由這些外部馬達3’發(fā)出的運動被傳遞至握持系統(tǒng)6的接口。該接口包括連接盒7、通向內(nèi)部返回盒9的傳動軸8。當然，本發(fā)明不限于上述實施方案。具體地說，工具箱I可以包括不同數(shù)目的馬達3，優(yōu)選三至六個馬達?？傊R達的數(shù)目與待執(zhí)行的運動的數(shù)目直接相關(guān)，所述運動是為了鎖定和解鎖電池。實際上，一個馬達將使之有可能執(zhí)行一種運動，該運動選自例如平移運動或轉(zhuǎn)動運動。因此，如果鎖定要求兩種類型的運動，則有必要提供兩個馬達，如果要求三種類型的運動，則需要三個馬達，如此等等。因此，該解決方案具有的優(yōu)點是相對地獨立于待致動的鎖件的數(shù)目。實際上，從上文可以看出，馬達的數(shù)目對應(yīng)于待執(zhí)行的運動的數(shù)目，并且?guī)в型粋€數(shù)目的馬達的工具箱適合于對涉及不同數(shù)目鎖件的多種電池鎖定機構(gòu)進行致動。然而，如果必須增加工具箱上可供使用的動力，則可以增加馬達的數(shù)目而非使用功率更高的馬達，例如為每個待執(zhí)行的運動提供兩個補充馬達。因此，所示出的工具箱很好地適用于致動4到8個鎖件。同樣地，返回盒和傳動軸的數(shù)目可以變化，并且取決于馬達的數(shù)目以及致動器的數(shù)目。此外，握持系統(tǒng)的數(shù)目也將與為緊固機動車輛的電池而提供的鎖件的數(shù)目一致。最后，該工具箱的具體結(jié)構(gòu)就馬達、傳動機構(gòu)和握持系統(tǒng)的數(shù)目而言在事實上取決于將電池鎖定在機動車輛上所使用的鎖定機構(gòu)。因此，本解決方案具備以下優(yōu)點-它適合于進行標準化，因為它通過使用適用于執(zhí)行大量不同運動的簡單的標準件而具有高度的靈活性，并且因為它的低成本；-它適合于在電池更換服務(wù)站實施，因為它代表著一種帶標準接口和優(yōu)化尺寸的系統(tǒng)；-它適合于構(gòu)建通用的電池更換服務(wù)站網(wǎng)絡(luò)，這種網(wǎng)絡(luò)可以與所服務(wù)的車輛類型相適配。圖5示出根據(jù)本發(fā)明的實施方案的工具箱與電池10的連接?？梢钥吹?，四個握持系統(tǒng)6在它們的上部部分11與布置在電池的鎖件處的對應(yīng)裝置相連。這些握持系統(tǒng)6的致動使得可對電池10的鎖件起作用，以進行鎖定或解鎖。圖6示意性地示出根據(jù)本發(fā)明實施方案的工具箱I在固定于機動車輛20下的電池10的解鎖系統(tǒng)中的使用。如以上所解釋的，該工具箱I包括在其上部部分伸出并且能作用在電池10的鎖件上的握持系統(tǒng)6。在交換站處布置有用于移動和提升該工具箱I的移動和提升系統(tǒng)13。根據(jù)一種變型實施方案，可提供這樣的提升系統(tǒng)，該提升系統(tǒng)不具有移動功能而僅局限于提升功能。該移動功能則可通過不同的移動系統(tǒng)來獲得，該移動系統(tǒng)或者能移動待安裝的電池，或者能移動待安裝電池的車輛。在圖6所示的實施方案中，提升系統(tǒng)13用于將工具箱傳送到機動車輛下方的正確位置處以便面對電池，然后沿垂直方向移動該工具箱以使之與電池接觸或脫離接觸。可選地，可以在工具箱上添加車輛支承桿12，以改進整體定位的穩(wěn)定性和精確度。該實施方案中的工具箱通過滾輪型裝置移動，該滾輪型裝置借助于傳送軌道運行。作為替代方案，可以使用自動裝置來移動工具箱，該工具箱于是包括一連接接口，該連接接口例如為用于握持的操作桿的形式。作為替代方案，提升系統(tǒng)13還在其上表面包括一板,該板的中央設(shè)有機動化的鉸接頭以作為與工具箱裝置I的接口，該工具箱則在其支承盒2的中央具有與該鉸接頭接合的互補的空腔。如有必要，提升系統(tǒng)13的板上以及支承盒2的下表面上的其它機械連接元件可以允許工具箱裝置I在提升系統(tǒng)13上更精密地定位。在該替代方案中，一旦工具箱裝置I已經(jīng)被提升系統(tǒng)13升高到合適的高度，該提升系統(tǒng)13的機動化的鉸接頭就允許該工具箱I在車輛的電池10下方水平地自動定位。更確切地說，這種水平定位包括使工具箱裝 置I的支承盒2的平表面進入與電池10的下表面平行的平面中。圖7示出從機動車輛20上解鎖電池10的方法的初始階段。移動和提升系統(tǒng)13已經(jīng)將工具箱I安放于該機動車輛20的電池10下方。圖8示出下一階段，在該階段中提升系統(tǒng)13已經(jīng)將工具箱I向上移動到直至該工具箱與電池10相連接，以使該工具箱的致動器能利用前面說明的操作進行解鎖。圖9因此示出從機動車輛上解鎖的電池10，該電池被該工具箱I從機動車輛上送走，在此它執(zhí)行其致動鎖定和解鎖機構(gòu)的第一功能之外的第二功能，即保持并運送電池。最后，圖10示出用充滿電的新電池更換空電池。為此，移動和提升系統(tǒng)13使攜帶著已放電的電池10的工具箱I水平地移開，例如通過沿軌道移動使之移開，同時另一個提升系統(tǒng)13’將攜帶著充滿電的電池10’的另一個工具箱I’送入機動車輛的下方，以使該電池能被安放并鎖定到該機動車 輛20下方所提供的空間內(nèi)。解鎖的方法以類似的方式但以相反的步驟進行。
權(quán)利要求
1.ー種工具箱裝置(1)，用于致動為機動車輛的驅(qū)動馬達供能的電池的鎖定和/或解鎖，其特征在于，該工具箱裝置包括支承盒(2)和傳動系統(tǒng)，該傳動系統(tǒng)包括與電池的鎖定/解鎖機構(gòu)的至少ー個握持系統(tǒng)(6)相連接的至少ー個返回盒(4)和至少ー個傳動軸(5)。
2.如權(quán)利要求I所述的工具箱裝置(I)，其特征在于，該工具箱裝置包括至少ー個馬達(3)以及ー個用于該馬達的電連接的接ロ。
3.如權(quán)利要求I所述的工具箱裝置(1)，其特征在于，該工具箱裝置包括用干與外部馬達(3’)相連接的至少ー個接ロ，以使運動能從該外部馬達傳遞到至少ー個握持系統(tǒng)(6)上。
4.如權(quán)利要求3所述的工具箱裝置(I)，其特征在于，所述用于與外部馬達(3’)相連接的接ロ包括連接盒(7)以及內(nèi)部返回盒(9)。
5.如前述權(quán)利要求之一所述的工具箱裝置(I)，其特征在干，該工具箱裝置包括用于該工具箱裝置的操作的接ロ。
6.如前述權(quán)利要求之一所述的工具箱裝置(I)，其特征在于，該工具箱裝置包括兩個馬達(3)。
7.如權(quán)利要求2所述的工具箱裝置(I)，其特征在干，該工具箱裝置包括設(shè)置在大致矩形的支承盒(2)的角部處的四個握持系統(tǒng)(6)，所述至少一個馬達(3)位于該支承盒(2)的中央?yún)^(qū)域內(nèi)。
8.如前述權(quán)利要求之一所述的工具箱裝置(1)，其特征在于，所述支承盒(2)包括空腔，該空腔g在接合進所述工具箱裝置(I)的提升系統(tǒng)(13)的鉸接頭中。
9.一種用于更換機動車輛的電池的系統(tǒng)，其特征在于，它包括如前述權(quán)利要求之一所述的工具箱裝置(I)以及用于提升該工具箱裝置(I)的提升裝置(13)，以使該工具箱裝置能垂直地移動。
10.如權(quán)利要求9所述的用于更換機動車輛的電池的系統(tǒng)，其特征在于，該提升裝置(13)還包括移動系統(tǒng)，該移動系統(tǒng)包括處于軌道上的水平移動裝置，以將該工具箱裝置(I)帶到機動車輛(20)的電池(10)下方，所述提升裝置包括工具箱裝置(I)的垂直移動裝置，以使該工具箱裝置與電池(10 )相接觸從而將該電池解鎖。
11.如權(quán)利要求10所述的用于更換機動車輛的電池的系統(tǒng)，其特征在于，該提升裝置(13)是自動裝置，并且該工具箱裝置(I)包括用于通過該自動裝置操作該工具箱裝置的手柄。
12.如權(quán)利要求9至11之一所述的用于更換機動車輛的電池的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括與該工具箱裝置(I)相關(guān)聯(lián)的車輛支承桿(12)，以便改進針對該機動車輛進行安放的穩(wěn)定性和精確度，從而對該機動車輛的電池進行鎖定和解鎖。
13.如權(quán)利要求9至12之一所述的更換系統(tǒng)，其特征在于，所述提升系統(tǒng)(13)包括鉸接頭，該鉸接頭g在相對于所述電池(10 )定位所述工具箱裝置(I)。
14.一種用于更換為機動車輛的驅(qū)動馬達供能的電池的站，其特征在于，它包括如權(quán)利要求9至13之一所述的用于更換機動車輛的電池的系統(tǒng)。
15.一種用于更換機動車輛的電池的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟 -在機動車輛的電池(10)下方安放如權(quán)利要求I至7之一所述的工具箱裝置(I)； -垂直地提升該工具箱裝置直至它與電池相連接；-致動該工具箱裝置以將電池從機動車輛上解鎖； -將支承有已解鎖的電池的工具箱裝置降下； -移除已解鎖的電池(10)。
16.如權(quán)利要求15所述的用于更換電池的方法，其特征在于，致動工具箱裝置(I)的步驟之前是轉(zhuǎn)動所述工具箱裝置(I)的步驟，從而將所述支承盒(2)安放在與電池的下部面平行的平面中。
17.如權(quán)利要求15或16所述的用于更換機動車輛的電池的方法，其特征在于，該方法包括以下補充步驟 -將支承有電池(10’)的工具箱裝置安放在機動車輛下方； -垂直地提升該工具箱裝置，直至該電池被安放到設(shè)置在該機動車輛上的電池容納部內(nèi)； -致動該工具箱裝置以將該電池鎖定到該機動車輛上； -移除該工具箱裝置。
全文摘要
用于鎖定和/或解鎖給驅(qū)動機動車輛的馬達供能的電池的工具箱裝置(1)，其特征在于，該工具箱裝置包括支承殼體(2)和傳動系統(tǒng)，該傳動系統(tǒng)包括至少一個齒輪箱(4)和至少一個傳動軸(5)，它們連接到至少一個用于與電池鎖定/解鎖機構(gòu)相接合的系統(tǒng)(6)上。
文檔編號B60S5/06GK102712243SQ201080061167
公開日2012年10月3日 申請日期2010年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月12日
發(fā)明者G·穆拉托 申請人:雷諾股份公司