本發(fā)明涉及物聯(lián)網(wǎng)、電動汽車關鍵部件和電動汽車整車制造領域,特別涉及一種物聯(lián)網(wǎng)控制的電動汽車底盤上的電池包更換和防暴系統(tǒng)。
背景技術:
一、物聯(lián)網(wǎng)是通過射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設備,按約定的協(xié)議,把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接,進行信息交換和通信,以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡概念。
二、機器人(Robot)是自動執(zhí)行工作的機器裝置。它既可以接受人類指揮,又可以運行預先編排的程序,也可以根據(jù)以人工智能技術制定的原則綱領行動
三、國際最先進的電源浪涌保護器(SPD);信號線、控制線路保護器(SPD)的正弦波跟蹤濾波及特殊化學封裝的專利技術,包含浪涌保護和濾波技術,非常符合電磁脈沖防護的技術要求,產品具有以下優(yōu)勢:多級防護機制,殘壓可達0V。經(jīng)過導流的浪涌電壓一般在2.5KV~15KV之間,所配備的SPD產品應該經(jīng)過多級防護后,達到極低的殘壓,特殊行業(yè)能夠達到0伏;響應速度小于1納秒,有效防護二次雷、感應雷以及電氣內部涌流瞬態(tài)電壓抑制器(簡稱TVS)。TVS二級管響應時間小于1納秒;3.3外殼采用NEMA 4標準,防水、防火、防爆、防靜電;專利的正弦波ORN跟蹤技術,精確消除浪涌、諧波功能;獨一無二的化學封裝專利技術,保障器件持久的可靠性能,特殊的化學封閉,能迅速吸收浪涌過程中產生的熱量;真正的10模(全模)保護,阻斷浪涌所有可能通道。線與線之間進行濾波保護,阻斷了線與線、線與地所有可能的通道;混合多元化模塊,熱、電雙保險熔斷電容設計;唯一可不接地的浪涌保護產品,采用專利的正弦波跟蹤技術,特殊化學封裝,以及納秒級TVS元件,十模保護以及混合多元化模塊,使得該產品可以不通過接地釋放能量。(參考文獻:美國公司《系列產品說明書》)
本發(fā)明借鑒了以下專利或專利申請的優(yōu)點克服了不足。
1.CN201510067192.2電動車電池包的快換方法及快換系統(tǒng)
2.CN201420173472.2用于汽車電池包的接電器彈性密封結構
3.CN201320802525.8一種電池組
4.CN201310612437.6一種機器人機械手控制系統(tǒng)
5.CN201410053423.X計算機互聯(lián)網(wǎng)多個機器人組成的電動汽車電池組更換系統(tǒng)
6.CN201320863239.2降低電動汽車電池組燃燒概率的電池組供電系統(tǒng)
四、電動汽車是指以車載電源為動力,用電機驅動車輪行駛,符合道路交通、安全法規(guī)各項要求的車輛。目前電動汽車在中國發(fā)展前景良好。但是電動汽車由于其充電不方便,續(xù)航能力不足等問題,限制了電動汽車在中國以及在世界的發(fā)展,目前有快速充電技術可以在短時間內將電池電量充滿,但是這種充電技術嚴重損害了電池的壽命,還有一種充電樁技術發(fā)展很不完善,需要專車專用充電樁,大大降低了充電樁的使用效率,在城市地下停車場大量建立換電站就能滿足電動汽車續(xù)航能力的要求,電動汽車有兩種換電方式:側向換電和底盤換電,底盤換電主要指的是在汽車底部進行電池更換。
技術實現(xiàn)要素:
為了克服現(xiàn)有電動汽車電池包不能自動更換、電動汽車被撞擊后電池組短路燃燒、電池組電流過大燃燒等的不足,本發(fā)明提供了一種物聯(lián)網(wǎng)控制的電動汽車底盤上的電池包更換和防暴系統(tǒng),物聯(lián)網(wǎng)啟動控制第一電池包機器人系統(tǒng)和擺渡機器人卸載和安裝第一電池包和第二電池包:啟動控制第二電池包機器人系統(tǒng)和擺渡機器人卸載和安裝第一電池包和第二電池包;第一電源浪保護器接地導線的第二連接點卸載和吸收了沿著第一電源線進入的大電流;第三連接點卸載和吸收了沿著第二電源線進入的大電流;第二電源浪涌保護器的第五連接點卸載和吸收了沿著第三電源線進入的大電流;第六連接點卸載和吸收了沿著第四電源線進入的大電流;第一、二信號線控制線路保護器的第一、四連接點卸載和吸收了沿第一、二控制線和BMS信號線進入的大電流,各配件的接地導線通過導電輪胎將電流導入大地。
本發(fā)明解決其技術問題采用的技術方案是:電動汽車底盤(2)上安裝的電池更換系統(tǒng)(5)包含第一 電池包放置處(32)和第二電池包放置處(33);第一電池包放置處(32)設置于電動汽車底盤(2)的中前部,第二電池包放置處(33)設置于電動汽車底盤(2)的中后部,使用時第一電池包(3)放置于第一電池包放置處(32)內;第二電池包(4)放置于第二電池包放置處(33)內,使得電動汽車的重心在電動汽車的中部,在電池包懸掛支架(220)上設置電池包支架導線通道(49),第一電池包接電器座(176),第二電池包接電器座(262),用螺絲通過第一固定口(50)和第二固定口(51)把電池包懸掛支架(220)安裝在電池包自動更換系統(tǒng)(5)的內部頂板下面。在電池包自動更換系統(tǒng)(5)的內部安裝控制第一電池包機器人系統(tǒng)(11)和控制第二電池包機器人系統(tǒng)(14),車輪(10)由導電的金屬制成的輪轂(99)和導電的橡膠制成的輪胎(100)組成后,可以向地面?zhèn)鲗Ц鱾€配件接地導線上的電流。
切換單元(222)包括第一電池包(3)和第二電池包(4);第一電池包(3)和第二電池包(4)分別是獨立動力電源配置在電動汽車(1)上,第一電池包(3)的輸出端和第二電池包(4)的輸出端并聯(lián)連接。第一電池包(3)為優(yōu)先動力電源,第二電池包(4)為備用動力電源,切換單元(222)被配置為:在當前供電的第一電池包(3)的SOC小于預定閾值時,切換到第二電池包(4)進行供電。SOC為State of Charge的縮寫,指充電容量與額定容量的比值,用百分比表示,電池具有額定容量,在某倍率下充電一定的時間,可以得到充電容量,充電容量與額定容量的比值即為SOC,預定閾值設定為5%-8%之間。
第一電池包(3)的輸出端內部連線上設置有第一主正繼電器(7),第一主正繼電器(7)并聯(lián)第一二極管(6)。
第二電池包(4)的輸出端內部連線上設置有第二主正繼電器(8),第二主正繼電器(8)并聯(lián)第二二極管(9)。在正常行駛過程中,一般使用第一電池包(3)進行供電,在第一電池包(3)進行供電時,第一主正繼電器(7)閉合,第二主正繼電器(8)斷開。
第一電池包(3)和第二電池包(4)都包括多個能夠單獨拆卸的單體電池(54),第一電池包(3)和第二電池包(4)包含N個(N≥1,且為整數(shù))單體電池(54)系統(tǒng)采集板LECU和一個電池系統(tǒng)主控板BMU。其中采集板主要采集每個單體電池(54)電壓和溫度,電池系統(tǒng)主控板主要與電池系統(tǒng)外圍單元通訊,電池系統(tǒng)主控板通過信號控制第一電池包(3)和第二電池包(4)內部的繼電器導通或關斷,同時監(jiān)測總正、總負之間的電壓,電池系統(tǒng)主控板時時采集電流傳感器檢測的電流大小,作為計算SOC的主要依據(jù)之一,電池系統(tǒng)主控板檢測繼電器的導通和關斷狀態(tài),作為安全監(jiān)控條件。
電動汽車(1)行駛時切換單元(222)被配置為:使第一主正繼電器(7)斷開,第一電池包(3)通過第一二極管(6)對外供電;使第二主正繼電器(8)閉合,第二電池包(4)通過第二主正繼電器(8)對外供電;在第二電池包(4)的電壓大于第一電池包(3)的電壓的條件下,單向導通的第一二極管(6)斷開。電動汽車(1)停駛時切換單元(222)被配置為:通過網(wǎng)關控制器使得第一電池包(3)的低壓系統(tǒng)進入休眠模式,在電動汽車(1)重新啟動過程中啟動第二電池包(4)的低壓系統(tǒng)并且禁止啟動第一電池包(3)的低壓系統(tǒng),從而僅通過第二電池包(4)供電。
運行切換:當?shù)谝浑姵匕?3)工作需要切換到第二電池包(4)時,先控制第一電池包(3)的第一主正繼電器(7)斷開,此時通過第一二極管(6)導通對外供電,下一步閉合第二電池包(4)的第二主正繼電器(8),此時兩個電池包同時對外供電,但由于第二電池包(4)的電壓高于第一電池包(3),第一二極管(6)反向截止,無法輸出電壓,也不會發(fā)生電壓突變及兩個電池包之間產生電勢差,并由網(wǎng)關控制器使第一電池包(3)的低壓系統(tǒng)進入休眠模式,順利完成切換。
停車切換:當?shù)谝浑姵匕?3)的SOC過低時,停車后,由網(wǎng)關控制器使第一電池包(3)的低壓系統(tǒng)進入休眠模式,重新啟動時只啟動第二電池包(4)的電氣系統(tǒng),完成切換。
緊急情況處理:電動汽車(1)在運行時候,第一電池包(3)突然達到預警溫度如150°時馬上進行運行切換由第一電池包(3)切換到第二電池包(4),如果第一電池包(3)溫度超過預警溫度還在在升高,立即啟動控制第一電池包機器人系統(tǒng)(11)開始工作,在動力裝置的帶動下連桿(113)下端安裝的第一托架(108)隨連桿(113)一起做脫離第一電池包(3)的移動,第一托架(108)上的第一承重平臺(257)逐漸脫離第一電池包(3)的第一電池包第二固定平臺(226),第一托架(108)與第一電池包(3)脫離,第一電池包(3)自動脫落離開電動汽車底盤(2)掉到路面上。第二電池包(4)突然達到預警溫度如150°時馬上進行運行切換,由第二電池包(4)切換到第一電池包(3),如果在第二電池包(4) 溫度超過預警溫度還在在升高,立即啟動控制第二電池包機器人系統(tǒng)(14)開始工作,在動力裝置的帶動下連桿(113)下端安裝的第二托架(1089)隨連桿(113)一起做脫離第二電池包(4)的移動,第二托架(109)上的第二承重平臺(252)逐漸脫離第二電池包(4)的第二電池包(4)的第二固定平臺(225),第二托架(109)與第二電池包(4)脫離,第二電池包(4)自動脫落離開電動汽車底盤(2)掉到路面上。如果第一電池包(3)和第二電池包(4)同時達到預警溫度如150°溫度還在在升高并且無法控制,可以同時啟動控制第一電池包機器人系統(tǒng)(11)做脫離第一電池包(3)的移動和第二電池包機器人系統(tǒng)(14)做脫離第二電池包(4)的移動,同時拋掉第一電池包(3)和第二電池包(4)。
在控制第一電池包機器人系統(tǒng)(11)和控制第二電池包機器人系統(tǒng)(14)中,包括總控制器(117)、液壓控制器(120)和伺服電機控制器(127),液壓控制器(120)和伺服電機控制器(127)均與總控制器(117)相接,液壓控制器(120)接有多路減壓放大器(123),多路減壓放大器(123)接有電液比例閥(124),電液比例閥(124)用于帶動機械手連桿(113)上下移動的油缸(114)連接;伺服電機控制器(127)接有多路伺服放大器(125),多路伺服放大器(125)與用于帶動連桿(113)轉動的伺服電機(115)相連接,伺服電機(115)通過減速機(116)與連桿(113)相連接;液壓控制器(120)還接有用于檢測連桿(113)移動距離的位移傳感器(121)和用于檢測油缸(114)內液壓油壓力的壓力傳感器(122),伺服電機控制器(127)還接有用于檢測減速箱(116)動力輸出軸轉速的光電編碼器(126),總控制器(117)還接有用于攝錄機械手活動狀況的攝像機(118)和用于顯示機械手活動狀況的顯示屏(119)。液壓控制器(120)和伺服電機控制器(127)均通過CAN總線與總控制器(117)通信??偪刂破?117)通過RS232數(shù)據(jù)線接收遙控端指令,通過CAN總線分配任務給液壓控制器(120)和伺服電機控制器(127)控制機械手各執(zhí)行機構動作,液壓控制器(120)的輸出端連接多路減壓放大器(123),通過電液比例閥(124)對油缸(114)進行控制,伺服電機控制器(127)的輸出端連接多路伺服放大器(125),多路伺服放大器(125)的輸出端連接伺服電機(115),通過伺服電機(115)對減速箱(116)進行控制。通過攝像機(118)對環(huán)境進行采集,通過顯示屏(119)顯示機械手的操作過程。并通過在機器人的機械手上設置位移傳感器(121),避免自體和外界環(huán)境的碰撞。
物聯(lián)網(wǎng)控制的電動汽車底盤上的電池包更換和防暴系統(tǒng)更換第一電池包(3)和第二電池包(4)的步驟:
第一步,要充電的電動汽車(1)駕駛員用電動汽車車載裝置通過3G/4G網(wǎng)絡等無線網(wǎng)絡與監(jiān)控工作站(105)聯(lián)系,查到距離其最近的物聯(lián)網(wǎng)和機器人組成的電動汽車電池包更換站(221),到達物聯(lián)網(wǎng)和機器人組成的電動汽車電池包更換站(221)后,把電動汽車(1)開上四柱舉升機(101),電動汽車(1)駕駛室內的駕駛員在電動汽車車載裝置的LCD液晶屏幕上啟動由監(jiān)控工作站(105)控制的遠程監(jiān)控換電池模式。
第二步、監(jiān)控工作站(105)操控人員通過網(wǎng)絡把電動汽車(1)的換電池過程移交給監(jiān)控工作站(106),這時候監(jiān)控工作站(106)開始進行遠程監(jiān)控,啟智聯(lián)網(wǎng)和機器人組成的電動汽車電池組更換系統(tǒng)由等待狀態(tài)進入工作狀態(tài),擺渡機器人(103)沿著擺渡機器人行走鋼軌(104)軌道行走到電動汽車(1)的電池包自動更換系統(tǒng)(5)下面的第一電池包安裝位置(32),電池包托盤(159)頂住第一電池包(3),監(jiān)控計算機(106)操控人員啟動控制第一電池包機器人系統(tǒng)(11)開始工作,在動力裝置的帶動下連桿(113)下端安裝的第一托架(108)隨連桿(113)一起做脫離第一電池包(3)的移動,第一托架(108)上的第一承重平臺(257)逐漸脫離第一電池包(3)的第一電池包第二固定平臺(226),第一托架(108)與第一電池包(3)脫離,擺渡機器人(103)開始工作帶動托著第一電池包(3)脫離電池支架第一承重平臺(52),控制第一電池包機器人系統(tǒng)(11)停止工作。擺渡機器人(103)載著第一電池包(3)沿著擺渡機器人行走鋼軌(104)軌道行走運到第一碼垛機器人(102)的卸載電池處,第一碼垛機器人(102)把第一電池包(3)卸載下來。
第三步、第一碼垛機器人(103)抓取到充好電的第一電池包(3)放到擺渡機器人(103)頂部電池托盤(159)上面。
第四步、擺渡機器人(103)沿著擺渡機器人行走鋼軌(104)行走到四柱舉升機(101)下,擺渡機器人(103)完成X/Y方向定位后,機器人上升的過程利用超聲測距傳感器的輸出與液壓機構編碼器的輸出差值運算后,作為PID控制器的輸入對比例流量閥進行PID控制,當液壓機構舉升至預期位置停止上升,定位準確。由監(jiān)控工作站(106)向擺渡機器人(199)發(fā)出開始安裝電動汽車第一電池包(3)的指令,擺渡機器 人(103)把電動汽車第一電池包(3)頂?shù)?電池包自動更換系統(tǒng)(5)上面的第一電池包安裝位置(32),監(jiān)控計算機(106)操控人員啟動控制第一電池包機器人系統(tǒng)(11)開始工作,推著第一電池包(3)移動使第一電池包第一固定平臺(26)逐步進入到電池支架第一承重臺(52)上,第一接電器插頭(175)與第一電池包接電器座(176)緊密接觸,第一電池包(3)安裝完畢,控制第一電池包機器人系統(tǒng)(11)停止工作。擺渡機器人(103)沿著擺渡機器人行走鋼軌(104)離開四柱舉升機(101)下。
第五步、擺渡機器人(103)沿著擺渡機器人行走鋼軌(104)行走到四柱舉升機(101)下,到達電動汽車底盤(2)下面第二電池包安裝位置(33),電池包托盤(159)頂住第二電池包(4),監(jiān)控計算機(106)操控人員啟動控制第二電池包機器人系統(tǒng)(14)開始工作,在動力裝置的帶動下連桿(113)下端安裝的第二托架(1089)隨連桿(113)一起做脫離第二電池包(4)的移動,第二托架(109)上的第二承重平臺(252)逐漸脫離第二電池包(4)的第二電池包第二固定平臺(225),第二托架(109)與第二電池包(4)脫離,控制第二電池包機器人系統(tǒng)(14)停止工作。第二電池包(4)落在擺渡機器人(103)頂部電池托盤(159)上面,擺渡機器人(103)載著第二電池包(4)沿著擺渡機器人行走鋼軌(104)軌道行走運到第一碼垛機器人(102)處,第一碼垛機器人(102)把擺渡機器人(103)載著第二電池包(4)卸載下來。
第六步第一碼垛機器人(102)抓取到充好電的第二電池組包(4),放到等待的擺渡機器人(103)頂部電池托盤(159)上面。
第七步、擺渡機器人(103)沿著擺渡機器人行走鋼軌(104)軌道行走四柱舉升機(101)下,擺渡機器人(103)完成X/Y方向定位后,機器人上升的過程利用超聲測距傳感器的輸出與液壓機構編碼器的輸出差值運算后,作為PID控制器的輸入對比例流量閥進行PID控制,當液壓機構舉升至預期位置停止上升;定位準確。由監(jiān)控工作站(106)向擺渡機器人(103)發(fā)出開始安裝第二電池包(4)的指令,擺渡機器人(103)托舉著第二電池包(4)到達電動汽車(1)電動汽車底盤(2)下部第二電池包安裝位置(33),電池包托盤(159)頂住第二電池包(4)到第二電池包安裝位置(33),監(jiān)控工作站(106)操控人員啟動控制第二電池包機器人系統(tǒng)(14)開始工作,推著第一電池包(3)移動使第二電池包(4)的第二電池包第一固定平臺(46)逐步進入到電池支架第二承重臺(53)上,接電器第二插頭(254)與第二電池包接電器插座(262)緊密接觸,第二電池包(4)安裝完畢,控制第二電池包機器人系統(tǒng)(14)停止工作。由監(jiān)控工作站(106)向擺渡機器人(103)發(fā)出第二電池包(4)安裝完畢的指令,擺渡機器人(103)沿著沿著擺渡機器人行走鋼軌(104)軌道離開四柱舉升機(101)下。
第八步、電池更換過程結束,四柱舉升機(101)落下,駕駛員駕駛電動汽車(1)駛離電動汽車電池組更換車間。
第九步、監(jiān)控工作站(106)發(fā)出電池更換完畢信號,整個物聯(lián)網(wǎng)和機器人組成的電動汽車電池包更換站(221)完成原點復位。
電池包外部殼體(199)構成了第一電池包外殼(223)和第二電池包外殼(224),電池包外部殼體(199)包括由上蓋(200)和底座(201)電池包外部殼體(199)底座(91)的前側面嵌裝有接電器插頭(203)可以構成第一接電器頭(175)或第二接電器插頭(254),電池包外部殼體(199)的上蓋(200)長度小于底座(201)的底邊(174)的梯形結構。
用螺絲通過多個固定口(266)把第一溫度調整板(12)和第二溫度調整板(13)安裝在電池更換系統(tǒng)(5)的上面,第一溫度調整板(12)對應安裝在第一電池包安裝位置(32)上面;第二溫度調整板(13)對應安裝在第二電池包安裝位置(33)上面。第一連接管(95)和第二連接管(96)把第一溫度調整板(12)和第二溫度調整板(13)連接在一起,第一溫度調整板(12)上設置冷卻液進口(97)和冷卻液出口(98),
把第一電池包(3)放入第一電池包外殼(223)中,彎成彎度90°的第一屏蔽導管(21)和第二屏蔽導管(22)由導電導磁的金屬制成固定在第一電池包外殼(223)的內部。在第一電池包外殼(223)內部安裝第一信號線控制線路保護器(16),第一控制線和BMS信號線(20)沿著第一屏蔽導管(21)進入第一電池包外殼(223)內部前與第一信號線控制線路保護器第一導線(17)連接在第一連接點(19)處,第一線號線控制線路保護器第二導線(18)與第一電池包(3)的電路板信號輸出線(69)連接,即第一控制線和BMS信號線(20)與第一信號線控制線路保護器(16)的連接方式是串聯(lián)連接,第一連接點(19) 卸載和吸收了沿著第一控制線和BMS信號線(20)進入的大電流。第一信號線控制線路保護器接地導線(15)與第一電源浪保護器接地導線(30)連接。在第一電池包外殼(223)內部安裝第一電源浪涌保護器(31),第一電源線(23)沿著第二屏蔽導管(22)進入第一電池包外殼(223)內部前與第一電源浪涌保護器第一導線(28)連接于第二連接點(25)處,然后第一電源線(23)與第一電池包(3)的正極接線柱(66)連接;第二電源線(24)沿著第二屏蔽導管(22)進入第一電池包外殼(223)內部前與第一電源浪涌保護器第二導線(29)連接于第三連接點(27)處,然后第二電源線(24)與第一電池包(3)的負極接線柱(71)連接;第一電源浪保護器接地導線(30)與第一電池包插頭(176)的接地導線第四強電觸頭(198)連接;第二連接點(25)卸載和吸收了沿著第一電源線(23)進入的大電流;第三連接點(27)卸載和吸收了沿著第二電源線(24)進入的大電流。在第一電池包外殼(223)內部安裝第二電源浪涌保護器(229),第三電源浪涌保護器第一導線(227)與第一電池包(3)的外表面連接,第三電源浪涌保護器第二導線(228)與第一電池包外殼(223)的內表面連接,可以卸載和吸收沿著第一電池包外殼(223)感應出來的大電流。第三電源浪涌保護器接地導線(230)與第一電源浪保護器接地導線(30)連接。第一信號線控制線路保護器接地導線(15)、第一電源浪保護器接地導線(30)和第三電源浪涌保護器接地導線(230)做等電位連接,把以上各個接地導線上的電流導入接地導線第四強電觸頭(198)后再導入電動汽車(1)的接地系統(tǒng)后由車輪(10)導入大地。
把第二電池包(4)放入第二電池包外殼(224)中,彎成彎度90°的第三屏蔽導管(38)和第四屏蔽導管(41)由導電導磁的金屬制成固定在第二電池包外殼(224)的內部。在第二電池包外殼(224)內部安裝第二信號線控制線路保護器(35),第二控制線和BMS信號線(40)沿著第三屏蔽導管(38)進入第二電池包外殼(224)內部前與第二信號線控制線路保護器第二導線(37)連接在第四連接點(39)處,第二線號線控制線路保護器第一導線(36)與第一電池包(3)的電路板信號輸出線(69)連接,即第一控制線和BMS信號線(20)與第二信號線控制線路保護器(35)的連接方式是串聯(lián)連接,第四連接點(39)卸載和吸收了沿著第二控制線和BMS信號線(40)進入的大電流。第二線號線控制線路保護器接地導線(34)與第二電源浪涌保護器接地導線(47)連接。把第二電池包(4)放入第二電池包外殼(224)中,彎成彎度90°的第三屏蔽導管(38)和第四屏蔽導管(41)由導電導磁的金屬制成固定在第二電池包外殼(224)內部內殼上。在第二電池包外殼(224)內部安裝第三電源浪涌保護器(48),第三電源線(42)沿著第四屏蔽導管(41)進入第二電池包外殼(224)內部前與第二電源浪涌保護器第二導線(238)連接于第五連接點(43)處,然后第三電源線(42)與第二電池包(4)的正極接線柱(66)連接;第四電源線(44)沿著第四屏蔽導管(41)進入第二電池包外殼(224)內部前與第二電源浪涌保護器第一導線(237)連接于第六連接點(45)處,然后第四電源線(29)與第二電池包(4)的負極接線柱(71)連接,第二電源浪涌保護器接地導線(47)與第二接電器插頭(254)的第九強電觸頭(253)連接,第五連接點(43)卸載和吸收了沿著第三電源線(42)進入的大電流;第六連接點(45)卸載和吸收了沿著第四電源線(44)進入的大電流。在第二電池包外殼(224)內部安裝第四電源浪涌保護器(234),第四電源浪涌保護器第一導線(232)與第二電池包(4)的外表面連接,第四電源浪涌保護器第二導線(233)與第二電池包外殼(224)的內表面連接,第四電源浪涌保護器接地導線(235)與第二電源浪涌保護器接地導線(47)連接。第二電源浪涌保護器接地導線(47)、第四電源浪涌保護器接地導線(235)和第二線號線控制線路保護器接地導線(34)做等電位連接,把以上各個接地導線上的電流導入第九強電觸頭(253)后再導入電動汽車(1)的接地系統(tǒng)后由車輪(10)導入大地。
電源浪涌保護器(SPD)在電路中與電源線的常用連接方式是并聯(lián)。
包括外殼(63),外殼是由邊框及上蓋(64)、下蓋(65)組成,外殼的上蓋(64)上設有正極接線柱(66)、負極接線柱(71),通過導線與每個電池連接的防過壓/過流/過溫電路板(67),電路板設有電路板信號輸出線(69);外殼(63)的內部包括由若干正、負電極分設在兩端的單體電池(54)以相鄰電池極性相反組合排列構成的電池陣列,相鄰電池的正負電極通過連接片(55)連接,在電池陣列的頂面和底面分別設有上支撐座(56)、下支撐座(57),上支撐座(56)、下支撐座(57)通過多根支撐柱(60)固定連接,在電路板(67)上安裝電路板保護罩(68),電路板信號輸出線(69)從電路板保護罩(68)上引出。單體電池(54)中正極柱(73)和負極柱(75)的連線與上蓋(64)的延長線和下蓋(65)延長線都成90°夾角。
電池格(84)排列為正六邊形,電池格(85)排列為半個正六邊形,兩種排列方式放置兩種電池單 體(54);在上支撐座(56)、下支撐座(57)的凹槽(58)底面分別與電池上下端面之間設置彈性緩沖膠墊(61),彈性緩沖膠墊(61)的形狀為圓環(huán)狀,材料為EPDM,在連接片上貼附絕緣導熱膠帶(62)。在上支撐座(56)、下支撐座(57)上分別設置能夠臥裝電池兩端的凹槽(58),在相互連接的電池凹槽間設置能露出電池電極的連通孔(59)。
是正六棱柱形鋰電池的結構,單體電池第一邊(86)、單體電池第二邊(87)、單體電池第三邊(88)、單體電池第四邊(89)、單體電池第五邊(90)、單體電池第六邊(91)長度相等。包括電芯(70)、內殼(83)、外殼(72)、正極柱(73)和負極柱(75),內殼(83)將電芯(70)包裹在其中,外殼(72)包裹住內殼(83)正極柱(73)和負極柱(75)分別位于外殼(72)的上下端面的中間位置。外殼(72)上端面設有一蓋板(76),蓋板(76)上設有第一注膠口(77),外殼(72)的下端面與第一注膠口(77)對應位置設有第二注膠口(78)。內殼(83)和外殼(72)之間填充有高導熱電子硅膠(79)。正極柱(73)和負極柱(75)均套有一與正極柱(73)和負極柱(75)相匹配的螺母(80);螺母(80)與外殼(72)接觸面之間設有墊片(81);正極柱(73)的中間位置設有注液口(82),注液口(82)旁還設有排氣口(74),通過內外殼之間填滿的高導熱電子硅膠(79),能使得電芯(70)的熱擴散更加均勻,并能快速的將熱量導入外殼(72),加快了散熱速度,且能有效的提高鋰電池的抗震能力和密封性,正極柱(73)和負極柱(75)均套有一螺母(80),螺母(80)與外殼(72)接觸面之間設有墊片(81),用以固定電芯(70)及用來與外殼(72)的絕緣,提高了電絕緣性和穩(wěn)定性,正極柱(73)上設有注液口(82)和排氣口(74),具有鋰電池電解液的注液及排氣減壓功能。
電池的結構為半個二分之一正棱柱體結構,單體電池第七邊(92)、單體電池第八邊(93)、單體電池第九邊(94)長度相等。
擺渡機器人(141)包括X軸、Z軸、R軸三個方向的自由度,依次為直線行走機構(142)、液壓舉升機構液壓舉升機構(143))和角度糾偏機構(144)。直線行走機構(142)位于擺渡機器人(141)的底部,包括滑輪(148)、萬向聯(lián)軸器(145)、皮帶(149)(149)、第一伺服電機(150)、第一減速機(151)和底座(152)等幾個部分;前端兩個滑輪為機器人動力裝置,與一組萬向聯(lián)軸器連接,后端兩個滑輪為從動裝置;第一伺服電機(150)與配套的第一減速機(151)脹套連接,通過皮帶(149)實現(xiàn)第一減速機(151)與滑輪(148)的動力傳輸,驅動滑輪(148)在滑軌上直線行走。直線行走機構(301)下端布置有三個光電開關,依次與原點擋片和前后兩個極限擋片配合,提供給PLC控制系統(tǒng)(161)到位開關信號,實現(xiàn)機器人原點搜索和復位,并杜絕其越界運行;前極限擋片、原點擋片及后極限擋片沿鋪設的直線滑軌依次排列,原點擋片位于前后極限擋片中間。液壓舉升舉升機構(143)位于直線行走機構(142)底座的上部,包括兩個液壓伸縮缸;一級液壓缸(153)位于二級液壓缸(154)的下部,一級液壓缸(153)完全伸出后,二級液壓缸(154)開展伸縮運動;一、二級液壓缸一側分別焊接橫梁并布置有防轉梁,防轉梁與位于一級液壓缸焊接橫梁及底座焊接橫梁上的兩個防轉孔配合,防止電池隨液壓機構(143)舉升過程中的旋轉;一、二級液壓缸另一側分別設置有齒條(146)、編碼器(147)、擋片和第一接近開關;擋片與接近開關相配合,第一接近開關設置于一級液壓缸焊接橫梁的底端,當一級液壓缸(155)完全伸出,擋片觸發(fā)接近開關的開關信號,二級液壓缸(154)開始伸縮運動;位于二級液壓缸(154)側面上的齒條(146)通過齒輪與編碼器(147)嚙合,通過計算編碼器(147)轉數(shù)獲取二級液壓缸(154)上升高度;編碼器(147)與PLC控制系統(tǒng)(161)連接,PLC控制系統(tǒng)(161)開始高速計數(shù)。角度糾偏機構(144)位于液壓舉升機構(143)的上端,包括安裝法蘭(155)、大小齒輪(156)、第二伺服電機(157)和第二減速機(158)等幾個部分。二級液壓缸(154)上安裝有安裝法蘭(155),第二伺服電機(157)、第二減速機(158)、大小齒輪(156)依次布置于安裝法蘭(155)上,第二伺服電機(157)上端安裝小齒輪,二級液壓缸(154)上安裝大齒輪,大小齒輪機械嚙合,隨第二伺服電機(157)驅動配合旋轉。大齒輪下端布置有擋片,安裝法蘭(155)上布置三個第二接近開關;大齒輪在旋轉過程中依次觸發(fā)旋轉左右極限、原電復位開關信號,確保大齒輪在規(guī)定的范圍內旋轉動。角度糾偏機構(144)上端安裝有電池托盤(159),大齒輪旋轉圓心與電池包托盤(159)重心同心。電池包托盤(159)安裝有四個限位塊(160),與待換電動汽車(1)電池組箱底部四個突起耦合,可實現(xiàn)電池外箱位置微調和可靠固定。電池包托盤(159)上安裝有超聲測距傳感器(168)和DMP傳感器(169);超聲測距傳感器(168)用于測量電池托盤(312)到待換電的電動汽車底盤的距離;DMP傳感器(169)與安裝于待換電乘用車底盤上的反光板配合,搜尋計算反光板靶點位置,獲取擺渡機器人(141)與待換電乘用車的水平角度偏差。直線行走機構(142)、液壓舉升機構(143)聯(lián)動,只有擺渡機器人(141)直線行進和垂直舉升到達設定位置時,角度糾偏機構(144)才開始動 作,只有角度糾偏機構(144)上的電池托盤(159)達到預期效果,液壓舉升機構(143)才重新開始動作。直線行走機構(142)、角度糾偏機構(144)采用伺服電機驅動,驅動電機與相應的編碼器連接,各編碼器與相應的驅動器連接;驅動器發(fā)送位置脈沖信號給伺服電機,編碼器將采集的電機旋轉信息傳遞回驅動器,形成位置模式全閉環(huán)控制。
擺渡機器人(141)控制系統(tǒng)框圖,所述PLC控制系統(tǒng)(161)為擺渡機器人(141)動作控制的核心部分,包括觸摸屏(162)、無線通信模塊(163)、歐姆龍PLC控制器(164)、A/D模塊(405)、D/A模塊(166)等;無線通信模塊(163)通過串口RS(485)與觸摸屏(162)通信,歐姆龍PLC控制器(164)通過串口RS(232)與觸摸屏(162)通信,觸摸屏(162)通過工業(yè)以太網(wǎng)與后臺監(jiān)控系統(tǒng)(167)通信;超聲測距傳感器(168)、DMP傳感器(169)、液壓比例流量閥(170)、各編碼器(171)、接近開關(172)、光電開關(173)等與PLC控制系統(tǒng)(161)實時數(shù)據(jù)傳輸通信。超聲測距傳感器(168)和DMP傳感器(169)與PLC控制系統(tǒng)(161)中的A/D模塊(165)連接,將傳感器采集的模擬信號轉化為數(shù)字信號,并傳送給PLC控制系統(tǒng)(161)。液壓比例流量閥(170)與PLC控制系統(tǒng)(161)中的D/A模塊(166)連接,將PLC控制系統(tǒng)(161)的數(shù)字控制信號轉化為模擬流量控制信息,實現(xiàn)對液壓舉升機構(143)的速度控制。編碼器與PLC控制系統(tǒng)(161)的A/D模塊(165)連接,編碼器(171)采集二級液壓缸(154)單側齒條的上升高度,經(jīng)過計算獲取二級液壓缸(154)舉升距離,將該數(shù)據(jù)反饋給PLC控制系統(tǒng)(161),形成舉升過程中的全閉環(huán)控制。接近開關(172)和光電開關(173)與PLC控制系統(tǒng)(161)中的歐姆龍PLC控制器(164)連接,實時傳輸擺渡機器人(141)各自由度的極限位置信息,觸發(fā)PLC控制系統(tǒng)(161)的中斷模式及高速計數(shù)模式,實現(xiàn)擺渡機器人(141)在規(guī)定范圍內的準確、快速動作。
與接電器座相連的觸頭主體(204)和與電池包相連的接電器插頭(207),在觸頭主體(204)內觸頭連接柱(208)右端設置有觸頭(209),接電器插頭(207)緊密抵靠該觸頭(209),觸頭主體(204)內設置有彈簧(212),接電器插頭(207)向左推動觸頭(209)時由彈簧(212)限位。觸頭主體(204)包括殼體(205)和蓋(206),蓋(206)密封蓋設于殼體(205)的左端,殼體(205)的右端和蓋(206)均具有通孔。觸頭連接柱(208)的左端穿設于蓋(206)的通孔內,觸頭(209)設于殼體(205)的通孔內,且觸頭連接柱(208)與蓋(206)的通孔為密封連接,觸頭(209)與殼體(205)的通孔為密封連接。在殼體(205)內觸頭連接柱(208)的右端處設置有觸頭擋片(210),彈簧(212)套設于觸頭連接柱(208)外,彈簧(212)的一端抵靠觸頭擋片(210),彈簧(212)的另一端抵靠蓋(206)。殼體(205)內部,蓋(206)和觸頭擋片(210)形成的空間內填充設置有阻尼油(213)。觸頭擋片(210)具有阻尼孔(211),該阻尼孔(211)連通位于殼體(205)內觸頭擋片(210)左右兩側的空間。觸頭擋片(210)的外緣與殼體(205)的內表面具有間隙。殼體(205)右側與接電器插頭(207)相對應的表面固定設置有定位螺釘(214),接電器插頭(207)左側與殼體(205)相對應的表面設置有定位孔(215)。蓋(206)的通孔與連接柱的左端之間設置有第一密封圈(216),觸頭(209)與殼體(205)的通孔之間設置有第一密封圈(216)。阻尼孔(211)中間部分的直徑小于該阻尼孔(211)兩端的直徑。當安裝在電池包上的接電器插頭(207)向左移動,接電器插頭(207)插頭頂住觸頭(209)壓縮彈簧,兩接觸平面緊密接觸導通電源。觸頭(209)功能是將電池包的高壓電導入到電動汽車,當電池包上的接電器插頭(207)壓迫觸頭(209),觸頭(209)向左退縮,并隨著壓縮量的增加,觸頭與接電器插頭(207)之間的正壓力加大,使它們之間緊密結合。當車輛運行中抖動或加減速時,觸頭(209)有移動趨勢,在殼體(205)內加注有阻尼油(213),本阻尼油(213)不導電。觸頭(209)要向左移動,必須克服阻尼油(213)的阻尼后方可移動,瞬間的移動因阻尼油(213)的作用而無法移動,但慢速移動就可以,觸頭(209)可以在外力作用下向左慢速移動,當觸頭(209)向左移動時,在觸頭(209)左方的油壓力增高,這些油只能通過在觸頭(209)上設計的阻尼孔(211)或邊緣縫隙流到前面,而這個流動只能慢速進行,如遇瞬時抖動,由于改變運動狀態(tài)的時間短而無法移動。此設計可有效避免因車輛抖動或加減速時高壓觸頭快速移動,避免因抖動而產生瞬間導電斷開,避免觸頭(209)間拉弧而損壞觸頭(209)。
接第一電器插頭底板(177)的第一骨架(179)內設置有一體設置的外圈和內圈雙環(huán)密封環(huán)的第一密封環(huán)(178),密封環(huán)(178)環(huán)繞設置于第一接電器插頭(175)上設置的第一強電觸頭(185)、第二強電觸頭(190)、第三強電觸頭(193)、第四強電觸頭(198)和第一信號控制線觸頭(186)外。第一電池包接電器座(176)上的接電器盒(180)內具有第五強電阻尼觸頭(187)、第六強電阻尼觸頭(189)、 第七強電阻尼觸頭(191)、第八強電阻尼觸頭(197)、信號控制線接電盒(188)、第一插座(192)、第二插座(182)、第三插座(183)、第四插座(196)和第一信號控制線插座(184);第一插座(192)的導線與第七強電阻尼觸頭(191)連接、第二插座(182)的導線與第五強電阻尼觸頭(187)連接、第三插座(183)的導線與第六強電阻尼觸頭(189)連接、第四插座(196)的導線與第八強電阻尼觸頭(197)連接,第一信號控制線插座(184)的信號線與第一信號控制線接電盒(188);第一信號控制線接電盒(188)設置有彈性部件,第一信號控制線觸頭(186)推動第一信號控制線接電盒(188)時通過該彈性部件使第一信號控制線接電盒(188)緊貼第一信號控制線觸頭(186)。第一強電觸頭(185)與第一電源線(23)連通,第二強電觸頭(190)與第二電源線(24)連通,第四強電觸頭(198)與第一電池包(3)的第一電源浪涌保護器接地導線(30)連通,第一信號控制線觸頭(186)與第一電池包(3)內的第一控制線和BMS信號線(20)連通。第二插座(182)和第三插座(183)與電動汽車(1)的強電電線連接,第一信號控制線插座(184)與電動汽車的信號控制線連接。彈性部件包括第一橡膠墊(195)一端與接電器盒(180)連接,該第一橡膠墊(195)的另一端與第一接電器支架(176)連接,第一螺栓(194)設置在橡膠墊(195)內。第一接電器插頭(175)安裝在第一電池包(3)前端,當控制第一電池包機器人系統(tǒng)(11)的第一托架(108)將第一電池包(3)頂入第一電池包(3)安裝位置后,第一接電器插頭(175)與第一電池包接電器座(176)連接,第三強電觸頭(193)推動并緊密抵靠第七強電阻尼觸頭(191),第一強電觸頭(185)推動并緊密抵靠第五強電阻尼觸頭(187);第二強電觸頭(190)推動并緊密抵靠第六強電阻尼觸頭(189);第四強電觸頭(198)推動并緊密抵靠第八強電阻尼觸頭(197);第一信號控制線觸頭(186)與信號控制線接電盒(188)連接,密封環(huán)(178)隨著第一電池包(3)的移動,密封環(huán)上的兩到密封圓弧與平面結合,產生變形,在觸點周圍形成兩道環(huán)形線密封。
第一插座第一通風管連接器(280)與電動汽車(1)通風控制系統(tǒng)連接,第一插座第一通風管連接器(280)與第一插座第一通風管(281)連接;第一插座第一通風管(281)與第一插座第一通風管阻尼接頭座(282)連接。第一插座第二通風管連接器(283)與第一插座第二通風管(284)連接;第一插座第二通風管(284)與第一插座第二通風管阻尼接頭座(285)連接。第一插頭第一進氣口(279)與第二空氣進出口(276)連接,外部空氣進入空氣通道(274)后通過第一空氣進出口(275)流出而流入第一電池包(3)外殼內,把第一電池包(3)冷卻之后從第一插頭第一出氣口(278)排出。第一插頭第一出氣口(278)和第一插座第一通風管阻尼接頭座(282);第一插頭第一進氣口(279)和第一插座第二通風管阻尼接頭座(285)中間是可以通風的空心結構。第一插頭第一出氣口(278)和第一插頭第一進氣口(279)單獨被第一密封環(huán)(178)圍起來形成單獨的環(huán)形密封結構后,第一密封環(huán)(178)再把第一插頭第一出氣口(278)和第一插頭第一進氣口(279)從中間隔開。
接電器第二插頭(254)第二接電器插頭(254)安裝在第二電池包(4)前端,接電器第二插座(262)安裝在電動轎車電池包懸掛支架(220)上,第二接電器插頭底板(263)上的第二骨架(260)內設置有一體設置的外圈和內圈結構的第二密封環(huán)(261),第二密封環(huán)(261)環(huán)繞設置于第二接電器插頭(254)上設置的第九強電觸頭(253)、第十強電觸頭(255)、第十一強電觸頭(258)、第十二強電觸頭(259)和第二信號控制線觸頭(256)外,接電器座(262)上的接電器盒(249)內具有第十三強電阻尼觸頭(239)、第十四強電阻尼觸頭(241)、第十五強電阻尼觸頭(246)、第十六強電阻尼觸頭(248)和第二信號控制線接電盒(244)、設置第五插座(240)、第六插座(242)、第七插座(245)、第八插座(248)和第二信號控制線插座(244);第五插座(240)的導線與第十三強電阻尼觸頭(239)連接、第六插座(242)的導線與第十四強電阻尼觸頭(241)連接、第七插座(245)的導線與第十五強電阻尼觸頭(246)連接、第八插座(247)的導線與第十六強電阻尼觸頭(248)連接,第二信號控制線插座(243)的信號線與第二信號控制線接電盒(244);第十強電觸頭(255)與第二電池包(4)第三電源線(42)連通,第十一強電觸頭(258)與第二電池包(4)的第四電源線(44)連接,第九強電觸頭(253)與第二電池包(4)的第二電源浪涌保護器接地導線(47)連通,第十二強電觸頭(259)與第二電池包(4)的第二信號線控制線路保護器接地導線(34)連通,第二信號控制線觸頭(256)與第二電池包(4)的第二控制線和BMS信號線(40)連通。第六插座(242)和第七插座(245)與電動汽車(1)的強電電線連接;第二信號控制線插座(243)與電動汽車內信號控制線連接。第二彈性部件包括第二橡膠墊(251)一端與第二接電器盒(249)連接,該第二橡膠墊(251)的另一端與第二接電器支架(262)連接,第二螺栓(250) 設置在橡膠墊(251)內。當控制第二電池包機器人系統(tǒng)(14)的第二托架(109)將第二電池包(4)頂入第二電池包(4)安裝位置后,第二接電器插頭(244)與第二接電器座(262)連接時,第九強電觸頭(253)推動并緊密抵靠第十三強電阻尼觸頭(239),第十強電觸頭(255)推動并緊密抵靠第十四強電阻尼觸頭(241);第十一強電觸頭(258)推動并緊密抵靠第十五強電阻尼觸頭(246);第十二強電觸頭(259)推動并緊密抵靠第十六強電阻尼觸頭(248);第一信號控制線觸頭(256)與第二信號控制線接電盒(244)連接。第二信號控制線接電盒(244)設置有彈性部件,第二信號控制線觸頭(256)推動第二信號控制線接電盒(244)時通過該彈性部件使第二信號控制線接電盒(244)緊貼第二信號控制線觸頭(256)。第二密封環(huán)(261)隨著第二電池包(4)的移動,密封環(huán)上的兩到道密封圓弧與平面結合,產生變形,在觸點周圍形成兩道環(huán)形線密封。
第二插座第一通風管連接器(267)與電動汽車(1)通風控制系統(tǒng)連接,第二插座第一通風管連接器(267)與第二插座第一通風管(268)連接;第二插座第一通風管(268)與第二插座第一通風管阻尼接頭座(269)連接。第二插座第二通風管連接器(270)與第二插座第二通風管(271)連接;第二插座第二通風管(271)與第二插座第二通風管阻尼接頭座(277)連接。第二插頭第一進氣頭(273)與第一空氣進出口(275)連接,空氣進入空氣通道(274)后通過第二空氣進出口(276)流出而流入第二電池包外殼內,把第二電池包(4)冷卻之后從第二插頭第一出氣頭(272)排出。第二插座第一通風管阻尼接頭座(269)和第二插頭第一出氣頭(272)中間是可以通風的空心結構;第二通風管阻尼接頭座(277)第二插頭第一進氣頭(273)中間是可以通風的空心結構。第二插頭第一出氣頭(272)和第二插頭第一進氣頭(273)單獨被第二密封環(huán)(261)圍起來形成單獨的環(huán)形密封結構后,第二密封環(huán)(261)再把第二插頭第一出氣頭(272)和第二插頭第一進氣頭(273)從中間隔開。
本發(fā)明的有益效果是:物聯(lián)網(wǎng)指揮下的電動汽車底盤上更換系統(tǒng)由換電池站機器人更換第一和第二電池包,第一和第二電池包內帶有的電源浪涌保護器和信號線控制線路保護器,可以防止因碰撞而短路造成的大電流攻擊電池包造成的燃燒,有效地增加電動汽車的續(xù)駛里程,保護電動汽車正常行駛。
附圖說明
圖1是電池包更換系統(tǒng)在電動汽車中的局部剖視圖;
圖2是電池包更換系統(tǒng)在汽車底盤上的立體圖圖;
圖3是電池包更換系統(tǒng)的示意圖
圖4是物聯(lián)網(wǎng)控制的電動汽車底盤上的電池包更換和防暴系統(tǒng)的剖視圖;
圖5是控制第一、二電池包機器人系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖;
圖6是圖3所示電池包更換系統(tǒng)的第一電池包的拓撲圖;
圖7是圖3所示電池包更換系統(tǒng)的第二電池包的拓撲圖;
圖8是圖3所示電池包更換系統(tǒng)的第一、二電池包的結構示意圖。
圖9是物聯(lián)網(wǎng)控制的電動汽車底盤上的電池包更換和防暴系統(tǒng)整體結構圖;
圖10是物聯(lián)網(wǎng)控制的電動汽車底盤上的電池包更換和防暴系統(tǒng)整體局部結構圖;
圖11是第一、二電池包外殼結構圖;
圖12是第一、二溫度調整板結構圖。
圖13是第一電池包在外殼內的剖面圖;
圖14是第二電池包在外殼內的剖面圖;
圖15是電源浪涌保護器(SPD)在電路中與電源線的常用連接方式;
圖16是電池包的俯視結構圖;
圖17是圖16的A-A剖視結構示意圖;
圖18是電池包去掉外殼的內部結構的俯視、局部剖視結構示意圖;
圖19是圖17的電池包所示的上支撐座的結構圖;
圖20是圖17的電池包所示的下支撐座的結構圖;
圖21是正六棱柱形單體電池的剖面圖;
圖22是圖20的俯視圖;
圖23是圖20的二分之一正六棱柱形結構時的俯視圖;
圖24是擺渡機器人正面結構圖;
圖25是擺渡機器人側面結構圖;
圖26是擺渡機器人控制系統(tǒng)框圖;
圖27是接電器阻尼觸頭結構使用時的示意圖;
圖28是第二接電器插頭的正視圖;
圖29是第一接電器插頭和第一接電器座的結合圖;
圖30是第二接電器插頭和第二接電器座的結合圖。
圖中:1.電動汽車,2.電動汽車底盤,3.第一電池包,4.第二電池包,5.電池包更換系統(tǒng),6.第一二極管,7.第一主正繼電器,8.第二主正繼電器,9.第二二極管,10.車輪,11.控制第一電池包機器人系統(tǒng),12.第一溫度調整板,13.第二溫度調整板,14.控制第二電池包機器人系統(tǒng),15.第一信號線控制線路保護器接地導線,16.第一信號線控制線路保護器,17.第一信號線控制線路保護器第一導線,18.第一線號線控制線路保護器第二導線,19.第一連接點,20.第一控制線和BMS信號線,21.第一屏蔽導管,22第二屏蔽導管管,23.第一電源線,24.第二電源線,25.第二連接點,26.第一電池包第一固定平臺,27.第三連接點,28.第一電源浪涌保護器第一導線,29.第一電源浪涌保護器第二導線,30.第一電源浪涌保護器接地導線,31.第一電源浪保護器,32.第一電池包安裝位置,33.第二電池包安裝位置,34.第二線號線控制線路保護器接地導線,35.第二線號線控制線路保護器,36.第二線號線控制線路保護器第一導線,37.第二線號線控制線路保護器第二導線,38.第三屏蔽導管,39.第四連接點,40.第二控制線和BMS信號線,41.第四屏蔽導管,42.第三電源線,43.第五連接點,44.第四電源線,45.第六連接點,46.第二電池包第一固定平臺,47.第二電源浪涌保護器接地導線,48.第三電源浪涌保護器,49.電池包支架導線通道,50.第一固定口,51.第二固定口,52.電池支架第一承重臺,53.電池支架第二承重平臺,54.單體電池,55.連接片,56.上支撐座,57.下支撐座,58.凹槽,59.連通孔,60.支撐柱,61.彈性緩沖膠墊,62.絕緣導熱膠帶,63.方形外殼,64.上蓋,65.下蓋,66.正極接線柱,67.電路板,68.電路板保護罩,69.電路板信號輸出線,70.電芯,71.負極接線柱,72.外殼,73.正極柱,74.排氣口 75.負極柱,76.蓋板,77.第一注膠口,78.第二注膠口,79.高導熱電子硅膠,80.螺母,81.墊片,82.注液口,83.鋁塑膜內殼,84.正六邊形安裝孔,85.半個正六邊形安裝孔,86.單體電池第一邊,87.單體電池第二邊,88.單體電池第三邊,89.單體電池第四邊,90.單體電池第五邊,91.單體電池第六邊,92.單體電池第七邊,93.單體電池第八邊,94.單體電池第九邊,95.第一連接管,96.第二連接管,97.冷卻液進口,98.冷卻液出口,99.輪轂,100.導電輪胎,101.四柱舉升機,102.第一碼垛機器人,103.擺渡機器人,104.擺渡機器人行走鋼軌,105,監(jiān)控工作站,106.監(jiān)控工作站,107.第一輸送線,108.第一托架,109.第二托架,110.腔體,111.導線連接孔,112,固定塊,113.連桿,114.油缸,115.伺服電機,116.減速機,117.總控制器,118.攝像機,119.顯示屏,120.液壓控制器,121.位移傳感器,122.壓力傳感器,123.多路減壓放大器,124.電液比例閥,125.多路伺服放大器,126.光電編碼器,127.伺服電機控制器,140.擺渡機器人行走鋼軌,141.擺渡機器人,142.直線行走機構,143.液壓舉升機構,144.角度糾偏機構,145.萬向聯(lián)軸器,146.齒條,147.編碼器,148.滑輪,149.皮帶,150.第一伺服電機,151.第一減速機,152.底座,153.一級液壓缸,154.二級液壓缸,155.安裝法蘭,156.大小齒輪,157.第二伺服電機,158.第二減速機,159.電池包托盤,160.限位塊,161.控制系統(tǒng),162.觸摸屏,163.無線通信模塊,164.歐姆龍PLC控制器,165.A/D模塊,166.D/A模塊,167.后臺監(jiān)控系統(tǒng),168.超聲測距傳感器,169.DMP傳感器,170.液壓比例流量閥,171.編碼器,172.接近開關,173.光電開關,174.底邊,175.第一接電器插頭,176.第一電池包接電器座,177.第一電器插頭底板,178.第一密封環(huán),179.第一骨架,180.接電器盒,181.接電器支架,182.第二插座,183.第三插座,184.第一信號控制線插座,185.第一強電觸頭,186.第一信號控制線觸頭,187.第五強電阻尼觸頭,188.第一信號控制線接電盒,189.第六強電阻尼觸頭,190.第二強電觸頭,191.第七強電阻尼觸頭,192.第一插座,193.第三強電觸頭,194.第一螺栓,195.第一橡膠墊,196.第四插座,197.第八強電阻尼觸頭,198.第四強電觸頭,199.電池包外部殼體,200.上蓋,201.底座,202.凹槽,203.接電器插頭,204.觸頭主體,205.殼體,206.蓋,207.接電器插頭,208.觸頭連接柱,209.觸頭,210.觸頭擋片,211.阻尼孔,212.彈簧,213.阻尼油,214.定位螺釘,215.定位孔,216.第一密封圈,217.第二密封圈,220.電池包懸掛支架,221.物聯(lián)網(wǎng)和機器人組成的電動汽車電池包更換站,222.切換單元,223.第一電池包外殼,224.第二電池包外殼,223.第一電池包外殼,224.第二電池包外殼,225.第二電池包第二固定平臺,226.第一電池包第二固定平臺,227.第三電源浪涌保護器第一導線,228.第三 電源浪涌保護器第二導線,229.第二電源浪涌保護器,230.第三電源浪涌保護器接地導線,231.第一電池包殼體接地導線,232.第四電源浪涌保護器第一導線,233.第四電源浪涌保護器第二導線,234.第四電源浪涌保護器,235.第四電源浪涌保護器接地導線,236.第二電池包殼體接地導線,237.第二電源浪涌保護器第一導線,238.第二電源浪涌保護器第二導線,239.第十三強電阻尼觸頭,240.第五插座,241.第十四強電阻尼觸頭,242.第六插座,243.第二信號控制線插座,244.第二信號控制線接電盒,245.第七插座,246.第十五強電阻尼觸頭,247.第八插座,248.第十六強電阻尼觸頭,249.第二接電器盒,250.第二螺栓,251.第二橡膠墊,252.第二承重平臺,253.第九強電觸頭,254.第二接電器插頭,255.第十強電觸頭,256.第二信號控制線觸頭,257.第一承重平臺,258.第十一強電觸頭,259.第十二強電觸頭,260.第二骨架,261.第二密封環(huán),262.第二電池包接電器插座,263.第二接電器插頭底板,264.正六邊形電池單體,265.半個正六邊形電池單體,266.固定口,267.第二插座第一通風管連接器,268.第二插座第一通風管,269.第二插座第一通風管阻尼接頭座,270.第二插座第二通風管連接器,271.第二插座第二通風管,272.第二插頭第一出氣頭,273.第二插頭第一進氣頭,274.空氣通道,275.第一空氣進出口,276.第二空氣進出口,277.第二插座第二通風管阻尼接頭座,278.第一插頭第一出氣口,279.第一插頭第一進氣口,280.第一插座第一通風管連接器,281.第一插座第一通風管,282.第一插座第一通風管阻尼接頭座,283.第一插座第二通風管連接器,284.第一插座第二通風管,285.第一插座第二通風管阻尼接頭座。
具體實施方式
在圖1、圖2和圖4中,電動汽車底盤(2)上安裝的電池更換系統(tǒng)(5)包含1個第一電池包放置處(32)和1個第二電池包放置處(33);第一電池包放置處(32)設置于電動汽車底盤(2)的中前部,第二電池包放置處(33)設置于電動汽車底盤(2)的中后部,使用時第一電池包(3)放置于第一電池包放置處(32)內;第二電池包(4)放置于第二電池包放置處(33)內,使得電動汽車的重心在電動汽車的中部,在電池包懸掛支架(220)上設置1個電池包支架導線通道(49),1個第一電池包接電器座(176),1個第二電池包接電器座(262),用螺絲通過第一固定口(50)和第二固定口(51)把電池包懸掛支架(220)安裝在電池包自動更換系統(tǒng)(5)的內部頂板下面。在電池包自動更換系統(tǒng)(5)的內部安裝1個控制第一電池包機器人系統(tǒng)(11)和1個控制第二電池包機器人系統(tǒng)(14),車輪(10)由導電的金屬制成的輪轂(99)和導電的橡膠制成的輪胎(100)組成后,可以向地面?zhèn)鲗Ц鱾€配件接地導線上的電流。
在圖3、圖6、圖7和圖8中,切換單元(222)包括第一電池包(3)和第二電池包(4);第一電池包(3)和第二電池包(4)分別是獨立動力電源配置在電動汽車(1)上,第一電池包(3)的輸出端和第二電池包(4)的輸出端并聯(lián)連接。第一電池包(3)為優(yōu)先動力電源,第二電池包(4)為備用動力電源,切換單元(222)被配置為:在當前供電的第一電池包(3)的SOC小于預定閾值時,切換到第二電池包(4)進行供電。SOC為State of Charge的縮寫,指充電容量與額定容量的比值,用百分比表示,電池具有額定容量,在某倍率下充電一定的時間,可以得到充電容量,充電容量與額定容量的比值即為SOC,預定閾值設定為5%-8%之間。
在圖6中,第一電池包(3)的輸出端內部連線上設置有第一主正繼電器(7),第一主正繼電器(7)并聯(lián)第一二極管(6)。
在圖7中,第二電池包(4)的輸出端內部連線上設置有第二主正繼電器(8),第二主正繼電器(8)并聯(lián)第二二極管(9)。在正常行駛過程中,一般使用第一電池包(3)進行供電,在第一電池包(3)進行供電時,第一主正繼電器(7)閉合,第二主正繼電器(8)斷開。
在圖8和圖17中,第一電池包(3)和第二電池包(4)都包括多個能夠單獨拆卸的單體電池(54),第一電池包(3)和第二電池包(4)包含N個(N≥1,且為整數(shù))單體電池(54)系統(tǒng)采集板LECU和一個電池系統(tǒng)主控板BMU。其中采集板主要采集每個單體電池(54)電壓和溫度,電池系統(tǒng)主控板主要與電池系統(tǒng)外圍單元通訊,電池系統(tǒng)主控板通過信號控制第一電池包(3)和第二電池包(4)內部的繼電器導通或關斷,同時監(jiān)測總正、總負之間的電壓,電池系統(tǒng)主控板時時采集電流傳感器檢測的電流大小,作為計算SOC的主要依據(jù)之一,電池系統(tǒng)主控板檢測繼電器的導通和關斷狀態(tài),作為安全監(jiān)控條件。
在圖6、圖7、圖8、圖3和圖4中,電動汽車(1)行駛時切換單元(222)被配置為:使第一主正繼電器(7)斷開,第一電池包(3)通過第一二極管(6)對外供電;使第二主正繼電器(8)閉合,第 二電池包(4)通過第二主正繼電器(8)對外供電;在第二電池包(4)的電壓大于第一電池包(3)的電壓的條件下,單向導通的第一二極管(6)斷開。電動汽車(1)停駛時切換單元(222)被配置為:通過網(wǎng)關控制器使得第一電池包(3)的低壓系統(tǒng)進入休眠模式,在電動汽車(1)重新啟動過程中啟動第二電池包(4)的低壓系統(tǒng)并且禁止啟動第一電池包(3)的低壓系統(tǒng),從而僅通過第二電池包(4)供電。
運行切換:當?shù)谝浑姵匕?3)工作需要切換到第二電池包(4)時,先控制第一電池包(3)的第一主正繼電器(7)斷開,此時通過第一二極管(6)導通對外供電,下一步閉合第二電池包(4)的第二主正繼電器(8),此時兩個電池包同時對外供電,但由于第二電池包(4)的電壓高于第一電池包(3),第一二極管(6)反向截止,無法輸出電壓,也不會發(fā)生電壓突變及兩個電池包之間產生電勢差,并由網(wǎng)關控制器使第一電池包(3)的低壓系統(tǒng)進入休眠模式,順利完成切換。
停車切換:當?shù)谝浑姵匕?3)的SOC過低時,停車后,由網(wǎng)關控制器使第一電池包(3)的低壓系統(tǒng)進入休眠模式,重新啟動時只啟動第二電池包(4)的電氣系統(tǒng),完成切換。
緊急情況處理:電動汽車(1)在運行時候,第一電池包(3)突然達到預警溫度如150°時馬上進行運行切換由第一電池包(3)切換到第二電池包(4),如果第一電池包(3)溫度超過預警溫度還在在升高,立即啟動控制第一電池包機器人系統(tǒng)(11)開始工作,在動力裝置的帶動下連桿(113)下端安裝的第一托架(108)隨連桿(113)一起做脫離第一電池包(3)的移動,第一托架(108)上的第一承重平臺(257)逐漸脫離第一電池包(3)的第一電池包第二固定平臺(226),第一托架(108)與第一電池包(3)脫離,第一電池包(3)自動脫落離開電動汽車底盤(2)掉到路面上。第二電池包(4)突然達到預警溫度如150°時馬上進行運行切換,由第二電池包(4)切換到第一電池包(3),如果在第二電池包(4)溫度超過預警溫度還在在升高,立即啟動控制第二電池包機器人系統(tǒng)(14)開始工作,在動力裝置的帶動下連桿(113)下端安裝的第二托架(1089)隨連桿(113)一起做脫離第二電池包(4)的移動,第二托架(109)上的第二承重平臺(252)逐漸脫離第二電池包(4)的第二電池包(4)的第二固定平臺(225),第二托架(109)與第二電池包(4)脫離,第二電池包(4)自動脫落離開電動汽車底盤(2)掉到路面上。如果第一電池包(3)和第二電池包(4)同時達到預警溫度如150°溫度還在在升高并且無法控制,可以同時啟動控制第一電池包機器人系統(tǒng)(11)做脫離第一電池包(3)的移動和第二電池包機器人系統(tǒng)(14)做脫離第二電池包(4)的移動,同時拋掉第一電池包(3)和第二電池包(4)。
在圖9、圖10、圖3、圖4、圖5、圖6和圖7中,在控制第一電池包機器人系統(tǒng)(11)和控制第二電池包機器人系統(tǒng)(14)中,包括總控制器(117)、液壓控制器(120)和伺服電機控制器(127),液壓控制器(120)和伺服電機控制器(127)均與總控制器(117)相接,液壓控制器(120)接有多路減壓放大器(123),多路減壓放大器(123)接有電液比例閥(124),電液比例閥(124)用于帶動機械手連桿(113)上下移動的油缸(114)連接;伺服電機控制器(127)接有多路伺服放大器(125),多路伺服放大器(125)與用于帶動連桿(113)轉動的伺服電機(115)相連接,伺服電機(115)通過減速機(116)與連桿(113)相連接;液壓控制器(120)還接有用于檢測連桿(113)移動距離的位移傳感器(121)和用于檢測油缸(114)內液壓油壓力的壓力傳感器(122),伺服電機控制器(127)還接有用于檢測減速箱(116)動力輸出軸轉速的光電編碼器(126),總控制器(117)還接有用于攝錄機械手活動狀況的攝像機(118)和用于顯示機械手活動狀況的顯示屏(119)。液壓控制器(120)和伺服電機控制器(127)均通過CAN總線與總控制器(117)通信??偪刂破?117)通過RS232數(shù)據(jù)線接收遙控端指令,通過CAN總線分配任務給液壓控制器(120)和伺服電機控制器(127)控制機械手各執(zhí)行機構動作,液壓控制器(120)的輸出端連接多路減壓放大器(123),通過電液比例閥(124)對油缸(114)進行控制,伺服電機控制器(127)的輸出端連接多路伺服放大器(125),多路伺服放大器(125)的輸出端連接伺服電機(115),通過伺服電機(115)對減速箱(116)進行控制。通過攝像機(118)對環(huán)境進行采集,通過顯示屏(119)顯示機械手的操作過程。并通過在機器人的機械手上設置位移傳感器(121),避免自體和外界環(huán)境的碰撞。
物聯(lián)網(wǎng)控制的電動汽車底盤上的電池包更換和防暴系統(tǒng)更換第一電池包(3)和第二電池包(4)的步驟:
第一步,要充電的電動汽車(1)駕駛員用電動汽車車載裝置通過3G/4G網(wǎng)絡等無線網(wǎng)絡與監(jiān)控工作站(105)聯(lián)系,查到距離其最近的物聯(lián)網(wǎng)和機器人組成的電動汽車電池包更換站(221),到達物聯(lián)網(wǎng)和機器人組成的電動汽車電池包更換站(221)后,把電動汽車(1)開上四柱舉升機(101),電動汽車(1) 駕駛室內的駕駛員在電動汽車車載裝置的LCD液晶屏幕上啟動由監(jiān)控工作站(105)控制的遠程監(jiān)控換電池模式。
第二步、監(jiān)控工作站(105)操控人員通過網(wǎng)絡把電動汽車(1)的換電池過程移交給監(jiān)控工作站(106),這時候監(jiān)控工作站(106)開始進行遠程監(jiān)控,啟智聯(lián)網(wǎng)和機器人組成的電動汽車電池組更換系統(tǒng)由等待狀態(tài)進入工作狀態(tài),擺渡機器人(103)沿著擺渡機器人行走鋼軌(104)軌道行走到電動汽車(1)的電池包自動更換系統(tǒng)(5)下面的第一電池包安裝位置(32),電池包托盤(159)頂住第一電池包(3),監(jiān)控計算機(106)操控人員啟動控制第一電池包機器人系統(tǒng)(11)開始工作,在動力裝置的帶動下連桿(113)下端安裝的第一托架(108)隨連桿(113)一起做脫離第一電池包(3)的移動,第一托架(108)上的第一承重平臺(257)逐漸脫離第一電池包(3)的第一電池包第二固定平臺(226),第一托架(108)與第一電池包(3)脫離,擺渡機器人(103)開始工作帶動托著第一電池包(3)脫離電池支架第一承重平臺(52),控制第一電池包機器人系統(tǒng)(11)停止工作。擺渡機器人(103)載著第一電池包(3)沿著擺渡機器人行走鋼軌(104)軌道行走運到第一碼垛機器人(102)的卸載電池處,第一碼垛機器人(102)把第一電池包(3)卸載下來。
第三步、第一碼垛機器人(103)抓取到充好電的第一電池包(3)放到擺渡機器人(103)頂部電池托盤(159)上面。
第四步、擺渡機器人(103)沿著擺渡機器人行走鋼軌(104)行走到四柱舉升機(101)下,擺渡機器人(103)完成X/Y方向定位后,機器人上升的過程利用超聲測距傳感器的輸出與液壓機構編碼器的輸出差值運算后,作為PID控制器的輸入對比例流量閥進行PID控制,當液壓機構舉升至預期位置停止上升,定位準確。由監(jiān)控工作站(106)向擺渡機器人(199)發(fā)出開始安裝電動汽車第一電池包(3)的指令,擺渡機器人(103)把電動汽車第一電池包(3)頂?shù)?電池包自動更換系統(tǒng)(5)上面的第一電池包安裝位置(32),監(jiān)控計算機(106)操控人員啟動控制第一電池包機器人系統(tǒng)(11)開始工作,推著第一電池包(3)移動使第一電池包第一固定平臺(26)逐步進入到電池支架第一承重臺(52)上,第一接電器插頭(175)與第一電池包接電器座(176)緊密接觸,第一電池包(3)安裝完畢,控制第一電池包機器人系統(tǒng)(11)停止工作。擺渡機器人(103)沿著擺渡機器人行走鋼軌(104)離開四柱舉升機(101)下。
第五步、擺渡機器人(103)沿著擺渡機器人行走鋼軌(104)行走到四柱舉升機(101)下,到達電動汽車底盤(2)下面第二電池包安裝位置(33),電池包托盤(159)頂住第二電池包(4),監(jiān)控計算機(106)操控人員啟動控制第二電池包機器人系統(tǒng)(14)開始工作,在動力裝置的帶動下連桿(113)下端安裝的第二托架(1089)隨連桿(113)一起做脫離第二電池包(4)的移動,第二托架(109)上的第二承重平臺(252)逐漸脫離第二電池包(4)的第二電池包第二固定平臺(225),第二托架(109)與第二電池包(4)脫離,控制第二電池包機器人系統(tǒng)(14)停止工作。第二電池包(4)落在擺渡機器人(103)頂部電池托盤(159)上面,擺渡機器人(103)載著第二電池包(4)沿著擺渡機器人行走鋼軌(104)軌道行走運到第一碼垛機器人(102)處,第一碼垛機器人(102)把擺渡機器人(103)載著第二電池包(4)卸載下來。
第六步第一碼垛機器人(102)抓取到充好電的第二電池組包(4),放到等待的擺渡機器人(103)頂部電池托盤(159)上面。
第七步、擺渡機器人(103)沿著擺渡機器人行走鋼軌(104)軌道行走四柱舉升機(101)下,擺渡機器人(103)完成X/Y方向定位后,機器人上升的過程利用超聲測距傳感器的輸出與液壓機構編碼器的輸出差值運算后,作為PID控制器的輸入對比例流量閥進行PID控制,當液壓機構舉升至預期位置停止上升;定位準確。由監(jiān)控工作站(106)向擺渡機器人(103)發(fā)出開始安裝第二電池包(4)的指令,擺渡機器人(103)托舉著第二電池包(4)到達電動汽車(1)電動汽車底盤(2)下部第二電池包安裝位置(33),電池包托盤(159)頂住第二電池包(4)到第二電池包安裝位置(33),監(jiān)控工作站(106)操控人員啟動控制第二電池包機器人系統(tǒng)(14)開始工作,推著第一電池包(3)移動使第二電池包(4)的第二電池包第一固定平臺(46)逐步進入到電池支架第二承重臺(53)上,接電器第二插頭(254)與第二電池包接電器插座(262)緊密接觸,第二電池包(4)安裝完畢,控制第二電池包機器人系統(tǒng)(14)停止工作。由監(jiān)控工作站(106)向擺渡機器人(103)發(fā)出第二電池包(4)安裝完畢的指令,擺渡機器人(103)沿著沿著擺渡機器人行走鋼軌(104)軌道離開四柱舉升機(101)下。
第八步、電池更換過程結束,四柱舉升機(101)落下,駕駛員駕駛電動汽車(1)駛離電動汽車電池組更換車間。
第九步、監(jiān)控工作站(106)發(fā)出電池更換完畢信號,整個物聯(lián)網(wǎng)和機器人組成的電動汽車電池包更換站(221)完成原點復位。
在圖11中,電池包外部殼體(199)構成了第一電池包外殼(223)和第二電池包外殼(224),電池包外部殼體(199)包括由上蓋(200)和底座(201)電池包外部殼體(199)底座(91)的前側面嵌裝有接電器插頭(203)可以構成第一接電器頭(175)或第二接電器插頭(254),電池包外部殼體(199)的上蓋(200)長度小于底座(201)的底邊(174)的梯形結構。
在圖12中,用螺絲通過多個固定口(266)把第一溫度調整板(12)和第二溫度調整板(13)安裝在電池更換系統(tǒng)(5)的上面,第一溫度調整板(12)對應安裝在第一電池包安裝位置(32)上面;第二溫度調整板(13)對應安裝在第二電池包安裝位置(33)上面。第一連接管(95)和第二連接管(96)把第一溫度調整板(12)和第二溫度調整板(13)連接在一起,第一溫度調整板(12)上設置冷卻液進口(97)和冷卻液出口(98),
在圖13和圖17中,把第一電池包(3)放入第一電池包外殼(223)中,彎成彎度90°的1個第一屏蔽導管(21)和1個第二屏蔽導管(22)由導電導磁的金屬制成固定在第一電池包外殼(223)的內部。在第一電池包外殼(223)內部安裝1個第一信號線控制線路保護器(16),第一控制線和BMS信號線(20)沿著第一屏蔽導管(21)進入第一電池包外殼(223)內部前與第一信號線控制線路保護器第一導線(17)連接在第一連接點(19)處,第一線號線控制線路保護器第二導線(18)與第一電池包(3)的電路板信號輸出線(69)連接,即第一控制線和BMS信號線(20)與第一信號線控制線路保護器(16)的連接方式是串聯(lián)連接,第一連接點(19)卸載和吸收了沿著第一控制線和BMS信號線(20)進入的大電流。第一信號線控制線路保護器接地導線(15)與第一電源浪保護器接地導線(30)連接。在第一電池包外殼(223)內部安裝1個第一電源浪涌保護器(31),第一電源線(23)沿著第二屏蔽導管(22)進入第一電池包外殼(223)內部前與第一電源浪涌保護器第一導線(28)連接于第二連接點(25)處,然后第一電源線(23)與第一電池包(3)的正極接線柱(66)連接;第二電源線(24)沿著第二屏蔽導管(22)進入第一電池包外殼(223)內部前與第一電源浪涌保護器第二導線(29)連接于第三連接點(27)處,然后第二電源線(24)與第一電池包(3)的負極接線柱(71)連接;第一電源浪保護器接地導線(30)與第一電池包插頭(176)的接地導線第四強電觸頭(198)連接;第二連接點(25)卸載和吸收了沿著第一電源線(23)進入的大電流;第三連接點(27)卸載和吸收了沿著第二電源線(24)進入的大電流。在第一電池包外殼(223)內部安裝1個第二電源浪涌保護器(229),第三電源浪涌保護器第一導線(227)與第一電池包(3)的外表面連接,第三電源浪涌保護器第二導線(228)與第一電池包外殼(223)的內表面連接,可以卸載和吸收沿著第一電池包外殼(223)感應出來的大電流。第三電源浪涌保護器接地導線(230)與第一電源浪保護器接地導線(30)連接。第一信號線控制線路保護器接地導線(15)、第一電源浪保護器接地導線(30)和第三電源浪涌保護器接地導線(230)做等電位連接,把以上各個接地導線上的電流導入接地導線第四強電觸頭(198)后再導入電動汽車(1)的接地系統(tǒng)后由車輪(10)導入大地。
在圖14和圖17中,把第二電池包(4)放入第二電池包外殼(224)中,彎成彎度90°的1個第三屏蔽導管(38)和1個第四屏蔽導管(41)由導電導磁的金屬制成固定在第二電池包外殼(224)的內部。在第二電池包外殼(224)內部安裝1個第二信號線控制線路保護器(35),第二控制線和BMS信號線(40)沿著第三屏蔽導管(38)進入第二電池包外殼(224)內部前與第二信號線控制線路保護器第二導線(37)連接在第四連接點(39)處,第二線號線控制線路保護器第一導線(36)與第一電池包(3)的電路板信號輸出線(69)連接,即第一控制線和BMS信號線(20)與第二信號線控制線路保護器(35)的連接方式是串聯(lián)連接,第四連接點(39)卸載和吸收了沿著第二控制線和BMS信號線(40)進入的大電流。第二線號線控制線路保護器接地導線(34)與第二電源浪涌保護器接地導線(47)連接。把第二電池包(4)放入第二電池包外殼(224)中,彎成彎度90°的第三屏蔽導管(38)和第四屏蔽導管(41)由導電導磁的金屬制成固定在第二電池包外殼(224)內部內殼上。在第二電池包外殼(224)內部安裝1個第三電源浪涌保護器(48),第三電源線(42)沿著第四屏蔽導管(41)進入第二電池包外殼(224)內部前與第二電源浪涌保護器第二導線(238)連接于第五連接點(43)處,然后第三電源線(42)與第二電池包(4) 的正極接線柱(66)連接;第四電源線(44)沿著第四屏蔽導管(41)進入第二電池包外殼(224)內部前與第二電源浪涌保護器第一導線(237)連接于第六連接點(45)處,然后第四電源線(29)與第二電池包(4)的負極接線柱(71)連接,第二電源浪涌保護器接地導線(47)與第二接電器插頭(254)的第九強電觸頭(253)連接,第五連接點(43)卸載和吸收了沿著第三電源線(42)進入的大電流;第六連接點(45)卸載和吸收了沿著第四電源線(44)進入的大電流。在第二電池包外殼(224)內部安裝1個第四電源浪涌保護器(234),第四電源浪涌保護器第一導線(232)與第二電池包(4)的外表面連接,第四電源浪涌保護器第二導線(233)與第二電池包外殼(224)的內表面連接,第四電源浪涌保護器接地導線(235)與第二電源浪涌保護器接地導線(47)連接。第二電源浪涌保護器接地導線(47)、第四電源浪涌保護器接地導線(235)和第二線號線控制線路保護器接地導線(34)做等電位連接,把以上各個接地導線上的電流導入第九強電觸頭(253)后再導入電動汽車(1)的接地系統(tǒng)后由車輪(10)導入大地。
在圖15中,電源浪涌保護器(SPD)在電路中與電源線的常用連接方式是并聯(lián)。
在圖16、圖17和圖21中,包括外殼(63),外殼是由邊框及上蓋(64)、下蓋(65)組成,外殼的上蓋(64)上設有正極接線柱(66)、負極接線柱(71),通過導線與每個電池連接的防過壓/過流/過溫電路板(67),電路板設有電路板信號輸出線(69);外殼(63)的內部包括由若干正、負電極分設在兩端的單體電池(54)以相鄰電池極性相反組合排列構成的電池陣列,相鄰電池的正負電極通過連接片(55)連接,在電池陣列的頂面和底面分別設有上支撐座(56)、下支撐座(57),上支撐座(56)、下支撐座(57)通過多根支撐柱(60)固定連接,在電路板(67)上安裝電路板保護罩(68),電路板信號輸出線(69)從電路板保護罩(68)上引出。單體電池(54)中正極柱(73)和負極柱(75)的連線與上蓋(64)的延長線和下蓋(65)延長線都成90°夾角。
在圖18、圖19和圖20中,電池格(84)排列為正六邊形,電池格(85)排列為半個正六邊形,兩種排列方式放置兩種電池單體(54);在上支撐座(56)、下支撐座(57)的凹槽(58)底面分別與電池上下端面之間設置彈性緩沖膠墊(61),彈性緩沖膠墊(61)的形狀為圓環(huán)狀,材料為EPDM,在連接片上貼附絕緣導熱膠帶(62)。在上支撐座(56)、下支撐座(57)上分別設置能夠臥裝電池兩端的凹槽(58),在相互連接的電池凹槽間設置能露出電池電極的連通孔(59)。
在圖21和圖22中,是正六棱柱形鋰電池的結構,單體電池第一邊(86)、單體電池第二邊(87)、單體電池第三邊(88)、單體電池第四邊(89)、單體電池第五邊(90)、單體電池第六邊(91)長度相等。包括電芯(70)、內殼(83)、外殼(72)、正極柱(73)和負極柱(75),內殼(83)將電芯(70)包裹在其中,外殼(72)包裹住內殼(83)正極柱(73)和負極柱(75)分別位于外殼(72)的上下端面的中間位置。外殼(72)上端面設有一蓋板(76),蓋板(76)上設有第一注膠口(77),外殼(72)的下端面與第一注膠口(77)對應位置設有第二注膠口(78)。內殼(83)和外殼(72)之間填充有高導熱電子硅膠(79)。正極柱(73)和負極柱(75)均套有一與正極柱(73)和負極柱(75)相匹配的螺母(80);螺母(80)與外殼(72)接觸面之間設有墊片(81);正極柱(73)的中間位置設有注液口(82),注液口(82)旁還設有排氣口(74),通過內外殼之間填滿的高導熱電子硅膠(79),能使得電芯(70)的熱擴散更加均勻,并能快速的將熱量導入外殼(72),加快了散熱速度,且能有效的提高鋰電池的抗震能力和密封性,正極柱(73)和負極柱(75)均套有一螺母(80),螺母(80)與外殼(72)接觸面之間設有墊片(81),用以固定電芯(70)及用來與外殼(72)的絕緣,提高了電絕緣性和穩(wěn)定性,正極柱(73)上設有注液口(82)和排氣口(74),具有鋰電池電解液的注液及排氣減壓功能。
在圖23和圖21中,電池的結構為半個二分之一正棱柱體結構,單體電池第七邊(92)、單體電池第八邊(93)、單體電池第九邊(94)長度相等。
在圖24和圖25中,擺渡機器人(141)包括X軸、Z軸、R軸三個方向的自由度,依次為直線行走機構(142)、液壓舉升機構液壓舉升機構(143))和角度糾偏機構(144)。直線行走機構(142)位于擺渡機器人(141)的底部,包括滑輪(148)、萬向聯(lián)軸器(145)、皮帶(149)(149)、第一伺服電機(150)、第一減速機(151)和底座(152)等幾個部分;前端兩個滑輪為機器人動力裝置,與一組萬向聯(lián)軸器連接,后端兩個滑輪為從動裝置;第一伺服電機(150)與配套的第一減速機(151)脹套連接,通過皮帶(149)實現(xiàn)第一減速機(151)與滑輪(148)的動力傳輸,驅動滑輪(148)在滑軌上直線行走。直線行走機構(301)下端布置有三個光電開關,依次與原點擋片和前后兩個極限擋片配合,提供給PLC控制系統(tǒng)(161)到位開關信號,實現(xiàn)機器人 原點搜索和復位,并杜絕其越界運行;前極限擋片、原點擋片及后極限擋片沿鋪設的直線滑軌依次排列,原點擋片位于前后極限擋片中間。液壓舉升舉升機構(143)位于直線行走機構(142)底座的上部,包括兩個液壓伸縮缸;一級液壓缸(153)位于二級液壓缸(154)的下部,一級液壓缸(153)完全伸出后,二級液壓缸(154)開展伸縮運動;一、二級液壓缸一側分別焊接橫梁并布置有防轉梁,防轉梁與位于一級液壓缸焊接橫梁及底座焊接橫梁上的兩個防轉孔配合,防止電池隨液壓機構(143)舉升過程中的旋轉;一、二級液壓缸另一側分別設置有齒條(146)、編碼器(147)、擋片和第一接近開關;擋片與接近開關相配合,第一接近開關設置于一級液壓缸焊接橫梁的底端,當一級液壓缸(155)完全伸出,擋片觸發(fā)接近開關的開關信號,二級液壓缸(154)開始伸縮運動;位于二級液壓缸(154)側面上的齒條(146)通過齒輪與編碼器(147)嚙合,通過計算編碼器(147)轉數(shù)獲取二級液壓缸(154)上升高度;編碼器(147)與PLC控制系統(tǒng)(161)連接,PLC控制系統(tǒng)(161)開始高速計數(shù)。角度糾偏機構(144)位于液壓舉升機構(143)的上端,包括安裝法蘭(155)、大小齒輪(156)、第二伺服電機(157)和第二減速機(158)等幾個部分。二級液壓缸(154)上安裝有安裝法蘭(155),第二伺服電機(157)、第二減速機(158)、大小齒輪(156)依次布置于安裝法蘭(155)上,第二伺服電機(157)上端安裝小齒輪,二級液壓缸(154)上安裝大齒輪,大小齒輪機械嚙合,隨第二伺服電機(157)驅動配合旋轉。大齒輪下端布置有擋片,安裝法蘭(155)上布置三個第二接近開關;大齒輪在旋轉過程中依次觸發(fā)旋轉左右極限、原電復位開關信號,確保大齒輪在規(guī)定的范圍內旋轉動。角度糾偏機構(144)上端安裝有電池托盤(159),大齒輪旋轉圓心與電池包托盤(159)重心同心。電池包托盤(159)安裝有四個限位塊(160),與待換電動汽車(1)電池組箱底部四個突起耦合,可實現(xiàn)電池外箱位置微調和可靠固定。電池包托盤(159)上安裝有超聲測距傳感器(168)和DMP傳感器(169);超聲測距傳感器(168)用于測量電池托盤(312)到待換電的電動汽車底盤的距離;DMP傳感器(169)與安裝于待換電乘用車底盤上的反光板配合,搜尋計算反光板靶點位置,獲取擺渡機器人(141)與待換電乘用車的水平角度偏差。直線行走機構(142)、液壓舉升機構(143)聯(lián)動,只有擺渡機器人(141)直線行進和垂直舉升到達設定位置時,角度糾偏機構(144)才開始動作,只有角度糾偏機構(144)上的電池托盤(159)達到預期效果,液壓舉升機構(143)才重新開始動作。直線行走機構(142)、角度糾偏機構(144)采用伺服電機驅動,驅動電機與相應的編碼器連接,各編碼器與相應的驅動器連接;驅動器發(fā)送位置脈沖信號給伺服電機,編碼器將采集的電機旋轉信息傳遞回驅動器,形成位置模式全閉環(huán)控制。
在圖26中,擺渡機器人(141)控制系統(tǒng)框圖,所述PLC控制系統(tǒng)(161)為擺渡機器人(141)動作控制的核心部分,包括觸摸屏(162)、無線通信模塊(163)、歐姆龍PLC控制器(164)、A/D模塊(405)、D/A模塊(166)等;無線通信模塊(163)通過串口RS(485)與觸摸屏(162)通信,歐姆龍PLC控制器(164)通過串口RS(232)與觸摸屏(162)通信,觸摸屏(162)通過工業(yè)以太網(wǎng)與后臺監(jiān)控系統(tǒng)(167)通信;超聲測距傳感器(168)、DMP傳感器(169)、液壓比例流量閥(170)、各編碼器(171)、接近開關(172)、光電開關(173)等與PLC控制系統(tǒng)(161)實時數(shù)據(jù)傳輸通信。超聲測距傳感器(168)和DMP傳感器(169)與PLC控制系統(tǒng)(161)中的A/D模塊(165)連接,將傳感器采集的模擬信號轉化為數(shù)字信號,并傳送給PLC控制系統(tǒng)(161)。液壓比例流量閥(170)與PLC控制系統(tǒng)(161)中的D/A模塊(166)連接,將PLC控制系統(tǒng)(161)的數(shù)字控制信號轉化為模擬流量控制信息,實現(xiàn)對液壓舉升機構(143)的速度控制。編碼器與PLC控制系統(tǒng)(161)的A/D模塊(165)連接,編碼器(171)采集二級液壓缸(154)單側齒條的上升高度,經(jīng)過計算獲取二級液壓缸(154)舉升距離,將該數(shù)據(jù)反饋給PLC控制系統(tǒng)(161),形成舉升過程中的全閉環(huán)控制。接近開關(172)和光電開關(173)與PLC控制系統(tǒng)(161)中的歐姆龍PLC控制器(164)連接,實時傳輸擺渡機器人(141)各自由度的極限位置信息,觸發(fā)PLC控制系統(tǒng)(161)的中斷模式及高速計數(shù)模式,實現(xiàn)擺渡機器人(141)在規(guī)定范圍內的準確、快速動作。
在圖27中,與接電器座相連的觸頭主體(204)和與電池包相連的接電器插頭(207),在觸頭主體(204)內觸頭連接柱(208)右端設置有觸頭(209),接電器插頭(207)緊密抵靠該觸頭(209),觸頭主體(204)內設置有彈簧(212),接電器插頭(207)向左推動觸頭(209)時由彈簧(212)限位。觸頭主體(204)包括殼體(205)和蓋(206),蓋(206)密封蓋設于殼體(205)的左端,殼體(205)的右端和蓋(206)均具有通孔。觸頭連接柱(208)的左端穿設于蓋(206)的通孔內,觸頭(209)設于殼體(205)的通孔內,且觸頭連接柱(208)與蓋(206)的通孔為密封連接,觸頭(209)與殼體(205)的通孔為密封連接。在殼體(205)內觸頭連接柱(208)的右端處設置有觸頭擋片(210),彈簧(212) 套設于觸頭連接柱(208)外,彈簧(212)的一端抵靠觸頭擋片(210),彈簧(212)的另一端抵靠蓋(206)。殼體(205)內部,蓋(206)和觸頭擋片(210)形成的空間內填充設置有阻尼油(213)。觸頭擋片(210)具有阻尼孔(211),該阻尼孔(211)連通位于殼體(205)內觸頭擋片(210)左右兩側的空間。觸頭擋片(210)的外緣與殼體(205)的內表面具有間隙。殼體(205)右側與接電器插頭(207)相對應的表面固定設置有定位螺釘(214),接電器插頭(207)左側與殼體(205)相對應的表面設置有定位孔(215)。蓋(206)的通孔與連接柱的左端之間設置有第一密封圈(216),觸頭(209)與殼體(205)的通孔之間設置有第一密封圈(216)。阻尼孔(211)中間部分的直徑小于該阻尼孔(211)兩端的直徑。當安裝在電池包上的接電器插頭(207)向左移動,接電器插頭(207)插頭頂住觸頭(209)壓縮彈簧,兩接觸平面緊密接觸導通電源。觸頭(209)功能是將電池包的高壓電導入到電動汽車,當電池包上的接電器插頭(207)壓迫觸頭(209),觸頭(209)向左退縮,并隨著壓縮量的增加,觸頭與接電器插頭(207)之間的正壓力加大,使它們之間緊密結合。當車輛運行中抖動或加減速時,觸頭(209)有移動趨勢,在殼體(205)內加注有阻尼油(213),本阻尼油(213)不導電。觸頭(209)要向左移動,必須克服阻尼油(213)的阻尼后方可移動,瞬間的移動因阻尼油(213)的作用而無法移動,但慢速移動就可以,觸頭(209)可以在外力作用下向左慢速移動,當觸頭(209)向左移動時,在觸頭(209)左方的油壓力增高,這些油只能通過在觸頭(209)上設計的阻尼孔(211)或邊緣縫隙流到前面,而這個流動只能慢速進行,如遇瞬時抖動,由于改變運動狀態(tài)的時間短而無法移動。此設計可有效避免因車輛抖動或加減速時高壓觸頭快速移動,避免因抖動而產生瞬間導電斷開,避免觸頭(209)間拉弧而損壞觸頭(209)。
圖29和圖11中,接第一電器插頭底板(177)的第一骨架(179)內設置有一體設置的外圈和內圈雙環(huán)密封環(huán)的第一密封環(huán)(178),密封環(huán)(178)環(huán)繞設置于第一接電器插頭(175)上設置的第一強電觸頭(185)、第二強電觸頭(190)、第三強電觸頭(193)、第四強電觸頭(198)和第一信號控制線觸頭(186)外。第一電池包接電器座(176)上的接電器盒(180)內具有第五強電阻尼觸頭(187)、第六強電阻尼觸頭(189)、第七強電阻尼觸頭(191)、第八強電阻尼觸頭(197)、信號控制線接電盒(188)、第一插座(192)、第二插座(182)、第三插座(183)、第四插座(196)和第一信號控制線插座(184);第一插座(192)的導線與第七強電阻尼觸頭(191)連接、第二插座(182)的導線與第五強電阻尼觸頭(187)連接、第三插座(183)的導線與第六強電阻尼觸頭(189)連接、第四插座(196)的導線與第八強電阻尼觸頭(197)連接,第一信號控制線插座(184)的信號線與第一信號控制線接電盒(188);第一信號控制線接電盒(188)設置有彈性部件,第一信號控制線觸頭(186)推動第一信號控制線接電盒(188)時通過該彈性部件使第一信號控制線接電盒(188)緊貼第一信號控制線觸頭(186)。第一強電觸頭(185)與第一電源線(23)連通,第二強電觸頭(190)與第二電源線(24)連通,第四強電觸頭(198)與第一電池包(3)的第一電源浪涌保護器接地導線(30)連通,第一信號控制線觸頭(186)與第一電池包(3)內的第一控制線和BMS信號線(20)連通。第二插座(182)和第三插座(183)與電動汽車(1)的強電電線連接,第一信號控制線插座(184)與電動汽車的信號控制線連接。彈性部件包括第一橡膠墊(195)一端與接電器盒(180)連接,該第一橡膠墊(195)的另一端與第一接電器支架(176)連接,第一螺栓(194)設置在橡膠墊(195)內。第一接電器插頭(175)安裝在第一電池包(3)前端,當控制第一電池包機器人系統(tǒng)(11)的第一托架(108)將第一電池包(3)頂入第一電池包(3)安裝位置后,第一接電器插頭(175)與第一電池包接電器座(176)連接,第三強電觸頭(193)推動并緊密抵靠第七強電阻尼觸頭(191),第一強電觸頭(185)推動并緊密抵靠第五強電阻尼觸頭(187);第二強電觸頭(190)推動并緊密抵靠第六強電阻尼觸頭(189);第四強電觸頭(198)推動并緊密抵靠第八強電阻尼觸頭(197);第一信號控制線觸頭(186)與信號控制線接電盒(188)連接,密封環(huán)(178)隨著第一電池包(3)的移動,密封環(huán)上的兩到密封圓弧與平面結合,產生變形,在觸點周圍形成兩道環(huán)形線密封。
在圖29、圖13和圖17中,第一插座第一通風管連接器(280)與電動汽車(1)通風控制系統(tǒng)連接,第一插座第一通風管連接器(280)與第一插座第一通風管(281)連接;第一插座第一通風管(281)與第一插座第一通風管阻尼接頭座(282)連接。第一插座第二通風管連接器(283)與第一插座第二通風管(284)連接;第一插座第二通風管(284)與第一插座第二通風管阻尼接頭座(285)連接。第一插頭第一進氣口(279)與第二空氣進出口(276)連接,外部空氣進入空氣通道(274)后通過第一空氣進出 口(275)流出而流入第一電池包(3)外殼內,把第一電池包(3)冷卻之后從第一插頭第一出氣口(278)排出。第一插頭第一出氣口(278)和第一插座第一通風管阻尼接頭座(282);第一插頭第一進氣口(279)和第一插座第二通風管阻尼接頭座(285)中間是可以通風的空心結構。第一插頭第一出氣口(278)和第一插頭第一進氣口(279)單獨被第一密封環(huán)(178)圍起來形成單獨的環(huán)形密封結構后,第一密封環(huán)(178)再把第一插頭第一出氣口(278)和第一插頭第一進氣口(279)從中間隔開。
在圖30和圖28中,接電器第二插頭(254)第二接電器插頭(254)安裝在第二電池包(4)前端,接電器第二插座(262)安裝在電動轎車電池包懸掛支架(220)上,第二接電器插頭底板(263)上的第二骨架(260)內設置有一體設置的外圈和內圈結構的第二密封環(huán)(261),第二密封環(huán)(261)環(huán)繞設置于第二接電器插頭(254)上設置的第九強電觸頭(253)、第十強電觸頭(255)、第十一強電觸頭(258)、第十二強電觸頭(259)和第二信號控制線觸頭(256)外,接電器座(262)上的接電器盒(249)內具有第十三強電阻尼觸頭(239)、第十四強電阻尼觸頭(241)、第十五強電阻尼觸頭(246)、第十六強電阻尼觸頭(248)和第二信號控制線接電盒(244)、設置第五插座(240)、第六插座(242)、第七插座(245)、第八插座(248)和第二信號控制線插座(244);第五插座(240)的導線與第十三強電阻尼觸頭(239)連接、第六插座(242)的導線與第十四強電阻尼觸頭(241)連接、第七插座(245)的導線與第十五強電阻尼觸頭(246)連接、第八插座(247)的導線與第十六強電阻尼觸頭(248)連接,第二信號控制線插座(243)的信號線與第二信號控制線接電盒(244);第十強電觸頭(255)與第二電池包(4)第三電源線(42)連通,第十一強電觸頭(258)與第二電池包(4)的第四電源線(44)連接,第九強電觸頭(253)與第二電池包(4)的第二電源浪涌保護器接地導線(47)連通,第十二強電觸頭(259)與第二電池包(4)的第二信號線控制線路保護器接地導線(34)連通,第二信號控制線觸頭(256)與第二電池包(4)的第二控制線和BMS信號線(40)連通。第六插座(242)和第七插座(245)與電動汽車(1)的強電電線連接;第二信號控制線插座(243)與電動汽車內信號控制線連接。第二彈性部件包括第二橡膠墊(251)一端與第二接電器盒(249)連接,該第二橡膠墊(251)的另一端與第二接電器支架(262)連接,第二螺栓(250)設置在橡膠墊(251)內。當控制第二電池包機器人系統(tǒng)(14)的第二托架(109)將第二電池包(4)頂入第二電池包(4)安裝位置后,第二接電器插頭(244)與第二接電器座(262)連接時,第九強電觸頭(253)推動并緊密抵靠第十三強電阻尼觸頭(239),第十強電觸頭(255)推動并緊密抵靠第十四強電阻尼觸頭(241);第十一強電觸頭(258)推動并緊密抵靠第十五強電阻尼觸頭(246);第十二強電觸頭(259)推動并緊密抵靠第十六強電阻尼觸頭(248);第一信號控制線觸頭(256)與第二信號控制線接電盒(244)連接。第二信號控制線接電盒(244)設置有彈性部件,第二信號控制線觸頭(256)推動第二信號控制線接電盒(244)時通過該彈性部件使第二信號控制線接電盒(244)緊貼第二信號控制線觸頭(256)。第二密封環(huán)(261)隨著第二電池包(4)的移動,密封環(huán)上的兩到道密封圓弧與平面結合,產生變形,在觸點周圍形成兩道環(huán)形線密封。
在圖30、圖17和圖14中,第二插座第一通風管連接器(267)與電動汽車(1)通風控制系統(tǒng)連接,第二插座第一通風管連接器(267)與第二插座第一通風管(268)連接;第二插座第一通風管(268)與第二插座第一通風管阻尼接頭座(269)連接。第二插座第二通風管連接器(270)與第二插座第二通風管(271)連接;第二插座第二通風管(271)與第二插座第二通風管阻尼接頭座(277)連接。第二插頭第一進氣頭(273)與第一空氣進出口(275)連接,空氣進入空氣通道(274)后通過第二空氣進出口(276)流出而流入第二電池包外殼內,把第二電池包(4)冷卻之后從第二插頭第一出氣頭(272)排出。第二插座第一通風管阻尼接頭座(269)和第二插頭第一出氣頭(272)中間是可以通風的空心結構;第二通風管阻尼接頭座(277)第二插頭第一進氣頭(273)中間是可以通風的空心結構。第二插頭第一出氣頭(272)和第二插頭第一進氣頭(273)單獨被第二密封環(huán)(261)圍起來形成單獨的環(huán)形密封結構后,第二密封環(huán)(261)再把第二插頭第一出氣頭(272)和第二插頭第一進氣頭(273)從中間隔開。