本發(fā)明屬于電動(dòng)汽車(chē)更換電池領(lǐng)域，涉及一種帶有電池暫存架的換電機(jī)器人及其換電方法。

背景技術(shù)：

環(huán)境污染和石油資源不足是目前汽車(chē)行業(yè)發(fā)展的瓶頸。在此背景下，新能源純電動(dòng)汽車(chē)應(yīng)運(yùn)而生。所謂純電動(dòng)汽車(chē)是指以車(chē)載電源為動(dòng)力，用電池驅(qū)動(dòng)車(chē)輪行駛，符合道路交通、安全法規(guī)各項(xiàng)要求的車(chē)輛。雖然純電動(dòng)汽車(chē)使用的是清潔能源，但由于目前電池技術(shù)的局限性，使得純電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)航能力有限，因此，需要純電動(dòng)汽車(chē)及時(shí)地充電或換電池。

對(duì)于充電方式，主要有快速充電和充電樁兩種?？焖俪潆娂夹g(shù)可以在短時(shí)間內(nèi)充滿(mǎn)電池電量，但嚴(yán)重?fù)p害了電池的壽命；而對(duì)于充電樁技術(shù)，由于電動(dòng)汽車(chē)及電池標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，需要設(shè)計(jì)專(zhuān)車(chē)充電樁，嚴(yán)重降低了充電樁的使用效率。

對(duì)于換電方式，需要建立一個(gè)包括換電機(jī)器人、充電架、充電機(jī)等設(shè)備的換電站，將電動(dòng)汽車(chē)用完的電池通過(guò)換電機(jī)器人取出并放入充電架進(jìn)行充電，并將充滿(mǎn)電的電池放入電動(dòng)汽車(chē)內(nèi)，滿(mǎn)足電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)航要求。

目前，電動(dòng)汽車(chē)為了使續(xù)航能力能達(dá)到300公里之上，通常電池的重量要大于300公斤。如果換電機(jī)器人在汽車(chē)和充電機(jī)之間來(lái)回多次行走，浪費(fèi)大量時(shí)間在行走過(guò)程中，導(dǎo)致?lián)Q電時(shí)間長(zhǎng)，車(chē)輛等待時(shí)間長(zhǎng)，車(chē)輛利用率低，換電設(shè)備利用率低等問(wèn)題，因此，研制一種可在換電機(jī)器人上攜帶電池的暫存架及兼容架機(jī)構(gòu)變得極其迫切和必要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有的換電機(jī)器人因需要多次行走而導(dǎo)致的換電效率低的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種帶有電池暫存架的換電機(jī)器人及其換電方法。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：一種帶有電池暫存架的換電機(jī)器人，包括換電機(jī)器人本體，其特殊之處在于：還包括位于換電機(jī)器人本體一側(cè)的電池暫存架；所述電池暫存架包括在豎直方向上分層設(shè)置的多個(gè)大電池架、小電池架和大小電池兼容架；

所述大電池架包括電池固定板，電池固定板朝向換電機(jī)器人本體的一端為電池入口，與電池入口相對(duì)的另一端設(shè)置有位于中間的電池?fù)鯄K和位于邊緣的電池安全鎖；

所述小電池架包括電池固定板，電池固定板朝向換電機(jī)器人本體的一端為電池入口，電池固定板的中部中間位置設(shè)置有電池?fù)鯄K，電池固定板的中部邊緣位置設(shè)置有電池安全鎖；

所述大小電池兼容架包括電池固定板，電池固定板朝向換電機(jī)器人本體的一端為電池入口，與電池入口相對(duì)的另一端設(shè)置有位于中間的電池?fù)鯄K和位于邊緣的電池安全鎖；電池固定板的中部邊緣位置也設(shè)置有電池安全鎖。

較佳的，上述大電池架位于電池暫存架的底層，所述小電池架位于電池暫存架的中層，所述大小電池兼容架位于電池暫存架的上層。大電池重量較大，優(yōu)先將其置于底層可以減少動(dòng)力消耗，提高換電效率。大小電池兼容架的使用頻率較低，因此將其置于上層。

較佳的，上述大電池架、小電池架和大小電池兼容架的電池固定板的板面上設(shè)置有多排滾輪，方便電池在電池固定板上的移動(dòng)。

較佳的，上述帶有電池暫存架的換電機(jī)器人還包括背負(fù)式電器板；所述背負(fù)式電器板在換電機(jī)器人本體的另一側(cè)豎直設(shè)置；所述背負(fù)式電器板上安裝換電機(jī)器人的電器控制元器件。

較佳的，上述電器控制元器件包括運(yùn)動(dòng)控制器、交流接觸器、開(kāi)關(guān)電源、空開(kāi)、繼電器、伺服驅(qū)動(dòng)器、端子排和分線器。

本發(fā)明還提供一種基于帶有電池暫存架的換電機(jī)器人的換電方法，其特殊之處在于：包括以下步驟：

1】將換電機(jī)器人移動(dòng)至充電柜；

2】換電機(jī)器人本體從充電柜上取出充滿(mǎn)電的大電池和/或小電池放入位于換電機(jī)器人本體一側(cè)的電池暫存架：取出的充滿(mǎn)電的大電池放入大電池架或者大小電池兼容架；取出的充滿(mǎn)電的小電池放入小電池架或者大小電池兼容架；保持至少一個(gè)大電池架或者大小電池兼容架為空置狀態(tài)；

3】將裝載有充滿(mǎn)電的電池的換電機(jī)器人移動(dòng)至待換電車(chē)輛；

4】換電機(jī)器人本體從待換電車(chē)輛上取出空電的大電池放入電池暫存架上的空置的大電池架或者大小電池兼容架；

5】換電機(jī)器人本體從電池暫存架上取出充滿(mǎn)電的大電池放入待換電車(chē)輛；

6】換電機(jī)器人本體從待換電車(chē)輛上取出空電的小電池放入電池暫存架上的空置的大電池架或者大小電池兼容架；

7】換電機(jī)器人本體從電池暫存架上取出充滿(mǎn)電的小電池放入待換電車(chē)輛；

8】重復(fù)執(zhí)行步驟4-7】，直至將待換電車(chē)輛上的所有空電電池更換為充滿(mǎn)電的電池；

9】將裝載有空電電池的換電機(jī)器人移動(dòng)至充電柜；

10】換電機(jī)器人本體從電池暫存架上取出空電電池放入充電柜。

本發(fā)明的有益效果在于：

(1)本發(fā)明將暫存架布置在換電機(jī)器人結(jié)構(gòu)本體內(nèi)，提前將充滿(mǎn)電的電池存入暫存架，在對(duì)車(chē)輛進(jìn)行換電時(shí)取出耗盡電池就放入暫存架中的空位，然后取出暫存架中的滿(mǎn)電電池放入車(chē)輛，避免了換電機(jī)器人在車(chē)輛和充電設(shè)備之間的來(lái)回運(yùn)動(dòng)，節(jié)約大量時(shí)間，從而提升換電效率。

(2)本發(fā)明的暫存架結(jié)構(gòu)采用模塊化設(shè)計(jì)，方便快速更換，可以應(yīng)對(duì)各種車(chē)型不同數(shù)量和外形尺寸的電池更換需求。

(3)本發(fā)明采用背負(fù)式電器板采用所需空間尺寸更小的電器板代替電器柜，內(nèi)置在換電機(jī)器人本體內(nèi)，大大減少了原有電器柜占用的空間，也省去了布置在其他位置時(shí)拖鏈或橋架占用的空間，同時(shí)也完全避免了線纜、拖鏈的安裝布置和調(diào)試檢查工作，提高了電器設(shè)備的安裝、調(diào)試、檢修效率，保障了整個(gè)換電機(jī)器人的穩(wěn)定運(yùn)行。

(4)本發(fā)明通過(guò)設(shè)置背負(fù)式電器板結(jié)構(gòu)，優(yōu)化了暫存架和兼容架導(dǎo)致設(shè)備重心偏暫存架一側(cè)的問(wèn)題。

(5)本發(fā)明通過(guò)設(shè)置背負(fù)式電器板，使其與換電機(jī)器人內(nèi)部電器設(shè)備之間的接線變短，線路抗干擾能力增強(qiáng)，信號(hào)傳輸穩(wěn)定，同時(shí)距離近也給換電機(jī)器人的檢修帶來(lái)極大的便利。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明帶有電池暫存架的換電機(jī)器人的較佳實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

參見(jiàn)圖1，本發(fā)明提供了一種帶有電池暫存架的換電機(jī)器人，本發(fā)明較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)包括換電機(jī)器人本體3，在換電機(jī)器人本體3的兩側(cè)對(duì)稱(chēng)設(shè)置背負(fù)式電器板2和電池暫存架1，保持換電機(jī)器人的重心穩(wěn)定。其中，電池暫存架1由三個(gè)大電池架11、兩個(gè)小電池架12、一個(gè)大小電池兼容架13構(gòu)成。

大電池架用于存放大電池，其結(jié)構(gòu)包括電池固定板4，電池固定板朝向換電機(jī)器人本體的一端為電池入口5，與電池入口5相對(duì)的另一端設(shè)置有位于中間的電池?fù)鯄K6和位于邊緣的電池安全鎖7；電池安全鎖7用于電池的鎖止固定。

小電池架用于存放小電池，其結(jié)構(gòu)與大電池架的不同之處在于：電池?fù)鯄K安裝于電池固定板的中部中間位置，電池安全鎖安裝于電池固定板的中部邊緣位置。

大小電池兼容架既可以用于存放大電池也可以用于存放小電池，其結(jié)構(gòu)與大電池架的不同之處在于：電池固定板的端部邊緣位置和中部邊緣位置均設(shè)置有電池安全鎖，對(duì)尺寸不同的大電池和小電池均可以進(jìn)行固定鎖止。

背負(fù)式電器板2上安裝換電機(jī)器人的電器控制元器件，具體包括：運(yùn)動(dòng)控制器、交流接觸器、開(kāi)關(guān)電源、空開(kāi)、繼電器、伺服驅(qū)動(dòng)器、端子排、分線器等。

此外，本發(fā)明還提供一種使用帶有電池暫存架的換電機(jī)器人進(jìn)行換電的方法，其原理在于：將滿(mǎn)電電池預(yù)先放入暫存架中，暫存架中多余一個(gè)空位用來(lái)周轉(zhuǎn)，這樣可以從汽車(chē)取出空電電池放入暫存架，立刻從暫存架取出滿(mǎn)電電池放入汽車(chē)，取走的滿(mǎn)電電池暫稱(chēng)位變成空位后可以用來(lái)存放接下來(lái)從汽車(chē)取出的空電電池，大小電池銜接時(shí)用兼容架即可，依次執(zhí)行，即可快速實(shí)現(xiàn)整個(gè)換電過(guò)程。具體而言，該換電方法可以采用以下實(shí)施步驟：

1、換電機(jī)器人從充電機(jī)取出充滿(mǎn)電的大電池3塊，其中2塊放入2個(gè)大電池架，1塊放入兼容架，空余1個(gè)大電池架；

2、換電機(jī)器人從充電機(jī)取出充滿(mǎn)電的小電池2塊，放入2個(gè)小電池架；

3、換電機(jī)器人從汽車(chē)取出第一塊空電大電池，放入空余大電池架；

4、換電機(jī)器人從放置滿(mǎn)電大電池的大電池架中取出滿(mǎn)電大電池，放入汽車(chē)；

5、換電機(jī)器人從汽車(chē)取出第二塊空電大電池，放入步驟4的大電池架；

6、換電機(jī)器人從放置滿(mǎn)電大電池的大電池架中取出滿(mǎn)電大電池，放入汽車(chē)；

7、換電機(jī)器人從汽車(chē)取出第三塊空電大電池，放入步驟6的大電池架；

8、換電機(jī)器人從大小電池兼容架取出滿(mǎn)電大電池放入汽車(chē)；

9、換電機(jī)器人從汽車(chē)取出第一塊空電小電池，放入步驟8的大小電池兼容架；

10、換電機(jī)器人從放置滿(mǎn)電小電池的小電池架取出滿(mǎn)電小電池，放入汽車(chē)；

11、換電機(jī)器人從汽車(chē)取出第二塊空電小電池，放入步驟10的小電池架；

12、換電機(jī)器人從放置滿(mǎn)電小電池的小電池架取出滿(mǎn)電小電池，放入汽車(chē)；

13、換電機(jī)器人將暫存架和兼容架上的大小電池放入充電機(jī)進(jìn)行充電。