CN111823940B - 适用于不同车型电动小客车共享换电的智能换电定位平台 - Google Patents

Abstract

一种适用于不同车型电动小客车共享换电的智能换电定位平台，包括：矫正定位单元，根据车型参数信息，在智能换电定位平台上进行X方向和Y方向的移动，并移动到预设定位位置；V型槽定位单元包括前轮定位V型槽，V型槽定位单元用于当矫正定位单元调整电动小客车的车轮位置的同时，根据车型参数控制电动小客车的前轮在智能换电定位平台上Y方向的移动，与矫正定位单元同时将前轮定位V型槽移动到预设定位位置；阻挡单元，包括前阻挡器和后阻挡器，电动小客车的前轮移动。本发明解决了确保可以对不同轮距、不同轴距的各种电动小客车的动力电池能够安全、方便快速的更换，且提高换电精度的问题。

Description

适用于不同车型电动小客车共享换电的智能换电定位平台

技术领域

本发明涉及电动小客车动力电池换电领域，具体涉及一种适用于不同车型电动小客车共享换电的智能换电定位平台。

背景技术

随着全球能源的紧缺，环境污染问题日趋严重，在环保以及清洁能源概念的大趋势下，由于电动小客车对环境影响相对传统汽车较小，其发展前景十分广阔。电动小客车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的小客车。其中动力电池是电动小客车的核心，但对于动力电池的续航能力不足一直是困扰于电动小客车发展的瓶颈所在。

现在出现了不需要对动力电池进行充电，而只对电动车进行换装充满电力的动力电池的运营方式，这样减少了用户等待动力电池充电的时间，与传统汽车加油时间基本相同，无需改变用户使用汽车的习惯。快换模式：驶入换电站的电动小客车通过换电站中换电设备，将电动小客车的动力电池电量不足的电动小客车直接更换已充好电的动力电池，便利快捷，但换电技术尚未成熟。

在这种模式下，其中动力电池安装在电动小客车车体上，动力电池的尺寸比较大(长度和宽度一般为几米)而且重量都比较大(可达几百公斤)，对于换电模式的安全性要求很高；而且不同车型的电动小客车的轴距和轮距都有所不同，甚至动力电池尺寸也不尽相同，当前的换电模式中换电设备主要适用于单一型号的电动小客车，对于其他型号的不同轴距/不同轮距的电动小客车的动力电池就不能进行更换，在全球的新能源造车概念下，只能对单一型号的电动小客车的动力电池进行更换是对资源的极大浪费。同时现有的换电定位设备往往存在占地面积大、需要大规模土建且模块化程度低的问题。

因此，当前需要一种新的换电定位设备结构的技术方案，确保可以对不同轮距、不同轴距的各种电动小客车的动力电池能够安全、方便快速的更换，且降低换电平台的复杂度就成为了当前需要解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种适用于不同车型电动小客车共享换电的智能换电定位平台，以解决确保可以对不同轮距、不同轴距的各种电动小客车的动力电池能够安全、方便快速的更换且降低换电定位平台的复杂度的问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种适用于不同车型电动小客车共享换电的智能换电定位平台，包括：矫正定位单元，用于根据电动小客车的车型参数信息，在智能换电定位平台上进行X方向和Y方向的移动，并移动到预设定位位置；

V型槽定位单元包括前轮定位V型槽，V型槽定位单元用于当矫正定位单元调整电动小客车的车轮位置的同时，根据电动小客车的车型参数控制电动小客车的前轮在智能换电定位平台上Y方向的移动，与矫正定位单元同时将前轮定位V型槽移动到预设定位位置；及

阻挡单元，包括前阻挡器和后阻挡器，阻挡单元用于当电动小客车驶入智能换电定位平台后，通过前阻挡器阻止电动小客车的前轮驶出智能换电定位平台，当电动小客车移动到预设定位位置后，通过后阻挡器阻止电动小客车的前轮向后移动，其中，X方向是指以车辆在水平地面保持直线行驶的方向的反方向为轴线方向，Y方向是指在车辆底盘平面上垂直于X方向的轴线方向。

与现有技术相比，应用本发明，无论是A0、A级或B级等电动小客车都可进入智能换电定位平台进行换电。该智能换电定位平台，结构简单，符合换电站高频稳定换电的需求，占地空间小，使用方便，实现自动控制定位，该智能换电定位平台成本低，可解决换电站建设成本高，适合大范围推广，能有效的促进新能源汽车的良好发展。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图l为本发明的适用于不同车型电动小客车共享换电的智能换电定位平台的结构示意图；

图2为本发明所应用的矫正定位单元的结构示意图；

图3是本发明中V型槽定位单元的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

注：在本申请中，X方向是指以车辆在水平地面保持直线行驶的方向的反方向为轴线方向，Y方向是指在车辆底盘平面上垂直于X方向的轴线方向，Z方向是指垂直于X方向和Y方向所形成平面的轴线方向。

本申请的电动小客车是指乘坐9人以下的小型轻便载客电动车辆，以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶的车辆。电动小客车区别于电动的特种车辆(例如：以车载电源为动力的垃圾运输车辆、以车载电源为动力的城市货物运输车辆和以车载电源为动力的公共交通车辆等等)

注：电动小客车的车型参数可包括车体长度、车体宽度、车体高度、前轮距、后轮距、轮胎尺寸、车体重量、车体轴距、电池尺寸和电池重量等信息。

本申请的一种适用于不同车型电动小客车共享换电的智能换电定位平台，根据车辆识别装置获取的车型参数信息，对矫正定位单元和V型槽定位单元在智能换电定位平台上进行X方向和Y方向的移动，可以适用于不同车型的电动小客车换电，即可以使不同尺寸的动力电池能够安全、方便快速的完成更换，智能换电定位平台可以在多种车型的电动小客车使用，无论是A0、A级或B级等电动小客车都可进入智能换电定位平台进行换电，便于电动小客车的大规模商业推广应用。

本申请中换电站内的智能换电设备在以下(a、电池连接器统一标准；b、车载电池快速拆卸与快速安装锁固装置方式标准化)条件下，智能换电定位平台具有为：不同轮距轴距、不同尺寸车载动力电池、动力电池放置在车辆底盘的车辆更换电池时，进行智能换电定位的功能。

包括：

(1)换电站的智能换电定位平台具有专有车辆识别与共享换电定位平台智能定位调度软件管理系统；(2)可根据不同换电车辆轮距轴距尺寸进行X和Y方向调节的智能换电定位平台；(3)安装在智能换电定位平台上的用于控制换电车辆在平台上换电时，车轮X和Y方向停放的距离的前轮定位V型槽与阻挡单元；(4)帮助换电车辆通过的在X和Y方向可伸缩移动的自适应车辆通行系统中平移桥板和平移吊桥。

如图1所示，本申请的一种适用于不同车型电动小客车共享换电的智能换电定位平台，包括：车辆识别装置P10、闸门P20、矫正定位单元P30、矫正定位单元底架P40、V型槽定位单元P50、V型槽定位单元底架P60和阻挡单元(阻挡单元包括前阻挡器P701和后阻挡器P7012)，其中，

矫正定位单元P30，矫正定位单元P30设置于矫正定位单元底架P40，用于根据电动小客车的车型参数信息，在智能换电定位平台上进行X方向和Y方向的移动，并移动到预设定位位置；(其中，在获取到电动小客车的车型参数信息后，在车辆还没有驶入智能换电定位平台，智能换电定位平台会根据车型参数信息进行X方向和Y方向的调整)；

V型槽定位单元P50，V型槽定位单元P50设置于V型槽定位单元底架P60上，用于当矫正定位单元调整电动小客车的车轮位置的同时，根据电动小客车的车型参数信息控制电动小客车的前轮在智能换电定位平台上Y方向的移动，与矫正定位单元同时将前轮定位V型槽移动到预设定位位置(即：根据车型参数信息使电动小客车底盘的中轴线与车辆定位平台的中轴线重合)；

阻挡单元，包括前阻挡器和后阻挡器，阻挡单元用于当电动小客车驶入智能换电定位平台后，通过前阻挡器阻止电动小客车的前轮驶出智能换电定位平台，当电动小客车移动到预设定位位置后，通过后阻挡器阻止电动小客车的前轮向后移动。

当电动小客车移动到预设定位位置后，通过两个阻挡器，分别从前轮的轮胎前部和后部，将移动到预设定位位置的电动小客车的前轮位置锁定。(所述前阻挡器和后阻挡器分别通过两个电推杆连接，两个电推杆各驱动一阻挡器进行动作，作为车辆在换电过程的一个保险装置)

前阻挡器P701防止车辆驶入智能换电定位平台后，因为速度过快驶出V型槽定位单元的前轮定位V型槽；后阻挡器8防止车辆完成初始定位后，未换电完毕而挂倒挡倒退，提升了电动小客车在智能换电定位平台上进行换电的安全性，保证了车辆和人身安全，提高了用户体验度。

所述矫正定位单元上设置有导向部，所述矫正定位单元为一平台式结构。所述矫正定位单元，包括多个用于矫正定位单元X方向移动的V型滚轮及导轨，所述矫正定位单元包括多个用于使电动小客车的后轮在Y方向移动的定位辊。

所述矫正定位单元的导向部，可以由无缝不锈钢管折弯而成，为两组喇叭口状导向杆，用于引导电动小客车驶入方向，电动小客车的车轮撞到喇叭口状导向杆后，由于每组导向杆下方铺设的V型滚轮的滚动，车轮会被自动导正，以此来限制汽车的行驶路径。

矫正定位单元在X方向移动，是通过固定设置在矫正定位单元底架上X方向伺服电推缸，X方向伺服电推缸与矫正定位单元和V型槽定位单元都进行连接，其中，可确保矫正定位单元在X方向移动(即矫正定位单元在X方向靠近V型槽定位单元或矫正定位单元在X方向远离V型槽定位单元)，根据电动小客车的轮距尺寸调整矫正定位单元的位置。其中，矫正定位单元和V型槽定位单元在X方向可根据不同车型参数进行位置移动，其最大行程可为1000mm(实际中根据各种电动小客车车型综合来看，最大行程可设为580mm，这样既满足了各种车型的轴距和车长的要求，又能节省智能定位平台的物理尺寸，减小资源的消耗)，定位精度可以在2mm至4mm以内，确保安装动力电池空间与智能换电机器人的举升系统的X方向基准一致。

矫正定位单元在Y方向移动，固定设置在矫正定位单元底架上Y方向伺服电推缸，Y方向伺服电推缸通过与矫正定位单元的矫正部连接，可根据电动小客车的轮距尺寸调整矫正定位单元的位置，将电动小客车移动到预设定位位置。

V型槽定位单元在Y方向移动，是通过固定设置在V型槽定位单元底架上Y方向伺服电推缸，Y方向伺服电推缸通过与V型槽定位单元的矫正部连接，可根据电动小客车车型轴距调整V型槽定位单元位置，将电动小客车移动到预设定位位置。

所述V型槽定位单元包括多个用于矫正定位单元在X方向移动的V型滚轮及导轨。V型槽定位单元上设置有V型槽的导向部。V型槽定位单元可以限制车辆前轮的前后位置。同理，V型槽的导向部和矫正定位单元的工作流程相似。

所述V型槽定位单元为一平台式结构。所述V型槽定位单元包括一前轮定位V型槽，前轮定位V型槽内设置有多组前轮定位辊，前轮定位V型槽的平面宽度可为200mm至620mm，前轮定位V型槽的V型所形成的张开角度可为115度至138度，这样可以适用大多数电动小客车车型的前轮轮胎，满足大多数电动小客车车型的前轮轮胎的车轮限位；在本发明中由于成本要求和适用性要求，优选为前轮定位V型槽的平面宽度可为620mm，前轮定位V型槽的V型所形成的张开角度可为120度，前轮定位V型槽内设置有多组前轮定位辊，前轮定位辊下部设置有位置传感器用于检测车辆前轮是否达到预定位置，前轮定位辊两端安置在前部框架的支座内。车辆沿X轴反方向的驶上智能定位平台，当两个前轮驶入前轮定位V型槽后，此时轮胎位于多组前轮定位辊上，前轮定位辊下部的位置传感器根据车辆参数信息确定车辆是否达到预定位置。停放在前轮定位V型槽的前轮定位辊上的车辆轮胎确定了车轮在X方向上的位置，并且在一定范围内不受轮胎直径的影响。其中前轮定位辊下部设置的位置传感器可以采用压力传感或光电传感等方式，本发明对此不作限定，其中采用光电传感方式灵敏度高。

如图1所示，电动小客车经过车辆识别装置P10通过读取电动小客车的车牌信息，矫正定位单元P30和V型槽定位单元P50，将会根据车型参数信息，自动调整电动小客车在智能换电定位平台上X方向位置和Y方向位置，保证电动小客车驶入智能换电定位平台后处于预设定位位置(即使电动小客车底盘的中轴线与车辆定位平台的中轴线重合，智能换电机器人可进行换电的车辆位置)。智能换电定位平台调整完毕后，车辆识别装置将自动打开闸门。

如图2所示，矫正定位单元P30通过V型滚轮P301和导轨P302配合的方式来移动。具体是V型滚轮安装在矫正定位单元P30底部，导轨安装在矫正定位单元底架P40上，矫正定位单元的平台上面设置有多个定位辊，伺服电推缸固定矫正定位单元底架P40上，伺服电推缸通过与矫正定位单元连接，可根据电动小客车车型轮距自动调整矫正定位单元P30的位置。

如图3所示，V型槽定位单元P50通过V型滚轮和导轨配合的方式来移动。具体是V型滚轮安装在V型槽定位单元P50底部，导轨安装在V型槽定位单元底架P60上，伺服电推缸固定在V型槽定位单元底架P60上，伺服电推缸通过与V型槽定位单元P50连接，可根据电动小客车车型轮距自动调整V型槽定位单元P50的位置。

如图1所示，闸门P20打开后，V型槽定位单元P50前阻挡器P701将自动打开，防止车辆因为速度过快驶出V型槽定位单元的前轮定位V型槽。此时，车辆通过矫正定位单元P30的导向部驶入智能换电定位平台，车辆前轮驶入V型槽定位单元P50的前轮定位V型槽内，完成车辆的初始定位，后阻挡器P702将自动打开，防止车辆未换电完毕而挂倒挡倒退。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本申请的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本申请的示例性实施例的描述中，本申请的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本申请要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本申请的单独实施例。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本申请的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

应该注意的是上述实施例对本申请进行说明而不是对本申请进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本申请可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

Claims (4)

1.一种适用于不同车型电动小客车共享换电的智能换电定位平台，其特征在于，包括：矫正定位单元，用于根据电动小客车的车型参数信息，在智能换电定位平台上进行X方向和Y方向的移动，并移动到预设定位位置；

V型槽定位单元包括前轮定位V型槽，V型槽定位单元用于当矫正定位单元调整电动小客车的车轮位置的同时，根据电动小客车的车型参数控制电动小客车的前轮在智能换电定位平台上Y方向的移动，与矫正定位单元同时将前轮定位V型槽移动到预设定位位置；及阻挡单元，包括前阻挡器和后阻挡器，阻挡单元用于当电动小客车驶入智能换电定位平台后，通过前阻挡器阻止电动小客车的前轮驶出智能换电定位平台，当电动小客车移动到预设定位位置后，通过后阻挡器阻止电动小客车的前轮向后移动，其中，X方向是指以车辆在水平地面保持直线行驶的方向的反方向为轴线方向，Y方向是指在车辆底盘平面上垂直于X方向的轴线方向；

所述阻挡单元还包括两个电推杆，所述前阻挡器和后阻挡器分别通过两个电推杆连接，两个电推杆各驱动一阻挡器进行动作；

所述矫正定位单元上设置有导向部，所述矫正定位单元为一平台式结构；所述矫正定位单元包括多个用于矫正定位单元X方向移动的V型滚轮及导轨，和多个用于使电动小客车的后轮在Y方向移动的定位辊；

所述矫正定位单元在X方向移动，是指：通过固定设置在矫正定位单元底架上X方向伺服电推缸，X方向伺服电推缸与矫正定位单元和V型槽定位单元都进行连接，推动矫正定位单元在X方向移动，即：使矫正定位单元在X方向靠近V型槽定位单元或使矫正定位单元在X方向远离V型槽定位单元，根据所述电动小客车的车型参数信息调整矫正定位单元的位置；

所述矫正定位单元在Y方向移动，是指：通过固定设置在矫正定位单元底架上Y方向伺服电推缸，Y方向伺服电推缸通过与矫正定位单元的矫正部连接，根据所述电动小客车的车型参数信息调整矫正定位单元的位置，推动矫正定位单元在Y方向移动，将电动小客车移动到预设定位位置；

所述矫正定位单元包括多个用于矫正定位单元在X方向移动的V型滚轮及导轨，矫正定位单元通过V型滚轮和导轨配合的方式来进行移动；具体是V型滚轮安装在矫正定位单元的底部，导轨安装在矫正定位单元底架上，伺服电推缸固定矫正定位单元底架上，伺服电推缸通过与矫正定位单元连接，根据电动小客车的车型参数信息自动调整矫正定位单元的位置；

所述V型槽定位单元包括多个用于矫正定位单元在X方向移动的V型滚轮及导轨；V型槽定位单元是通过V型滚轮和导轨配合的方式来移动，V型滚轮安装在V型槽定位单元底部，导轨安装在V型槽定位单元底架上，伺服电推缸固定在V型槽定位单元底架上，伺服电推缸通过与V型槽定位单元连接，根据电动小客车车型的车型参数信息自动调整V型槽定位单元的位置。

2.如权利要求1所述的智能换电定位平台，其特征在于，还包括：所述V型槽定位单元为一平台式结构；所述前轮定位V型槽内设置有多组前轮定位辊。

3.如权利要求2所述的智能换电定位平台，其特征在于，还包括：所述前轮定位V型槽的平面宽度可为200mm至620mm，前轮定位V型槽的V型所形成的张开角度可为115度至138度。

4.如权利要求3所述的智能换电定位平台，其特征在于，还包括：所述前轮定位辊下部设置有位置传感器，位置传感器用于检测车辆前轮是否达到预定位置。