一种重卡换电系统及其控制方法与流程

本发明涉及重卡商用车换电领域，尤其是涉及一种重卡换电系统及其控制方法。

背景技术：

1、目前市面上的重卡换电站的舱体基本都是集装箱加工制作，长度17-20米，采用上下两层整体焊接，可容纳的电池数目一般5块或者7块，同时有一块作为缓存工位，这种集装箱一旦制作完毕，电池的数量是固定且不能增加的，且顶部行车轨道亦不能延长，因体积庞大，容易造成超高超宽，不方便运输。

2、申请人研发了一种集装箱市的重卡换电装置，如图1中的换电集装箱，集装箱框架1中形成直线型空间，沿着集装箱框架1延伸方向平行设置左支撑板22和右支撑板23，左支撑板22和右支撑板23都设有电池包21，左支撑板22和右支撑板23之间为电池通行通道24,换电行车3将左支撑板22和右支撑板23上已经充好电的电池包21抓取，并通过电池通行通道24移动至重型卡车4上方，与重型卡车4上的电池包进行换电。直线型空间的集装箱框架虽然可以无限延伸，但是其缺陷是内部的电池包产生热量也不容易散出。直线型空间的集装箱框架只能做到一端或两端设有开口，并且电池包自身的摆放需要兼顾电池通行通道的保留以及集装箱框架的体积优化，因此上述因素综合影响到通风散热效果。

技术实现思路

1、本发明设计了一种重卡换电系统及其控制方法，其解决的技术问题是现有直线型空间的集装箱框架只能做到一端或两端设有开口，并且电池包自身的摆放需要兼顾电池通行通道的保留以及集装箱框架的体积优化，都会影响到通风散热效果。

2、为了解决上述存在的技术问题，本发明采用了以下方案：

3、一种重卡换电系统，包括具有直线型空间的集装箱框架，集装箱框架中设有以直线a方向分布的多个左支撑板和以直线a方向分布的多个右支撑板，左支撑板和右支撑板之间存在供换电行车吊装的电池包移动的电池通行通道；每个左支撑板放置的一电池包，每个右支撑板放置的一电池包，所有电池包都与充电机组连接，电池通行通道通向重型卡车；其特征在于：电池通行通道两侧对称设置的左支撑板和右支撑板能够旋转90°并形成多个直线b方向分布，直线a与直线b垂直，相邻两个直线b之间形成风道，风道一端对应的集装箱框架上设有风扇，风道另一端对应的集装箱框架上设有风扇。

4、优选地，左支撑板底部设有旋转机构使得左支撑板能够至少旋转90°，相邻两个左支撑板之间通过定位件连接，左支撑板两端的凹槽中分别设有一个移动保护块，当多个左支撑板以直线a方向分布时，移动保护块被定位件阻挡并隐藏在凹槽中；当多个左支撑板以直线b方向分布时，移动保护块伸出凹槽对电池包两个侧面进行限位，避免电池包倾倒；右支撑板底部设有旋转机构使得右支撑板能够至少旋转90°，相邻两个右支撑板之间通过定位件连接，右支撑板两端的凹槽中分别设有一个移动保护块，当多个右支撑板以直线a方向分布时，移动保护块被定位件阻挡并隐藏在凹槽中；当多个右支撑板以直线b方向分布时，移动保护块伸出凹槽对电池包两个侧面进行限位，避免电池包倾倒。优选地，移动保护块设有斜面，定位件设有空腔，空腔的上臂设有导向斜面，移动保护块底部连接有弹簧，移动保护块在没有空腔的上臂阻挡时能够伸出凹槽；左支撑板或右支撑板旋转回复至直线a方向分布时，导向斜面与斜面的相互配合使得移动保护块向下移动进入凹槽中，弹簧被压缩。优选地，移动保护块下方设有导向杆，在左支撑板或右支撑板上开有导向槽，导向杆能够沿着导向槽延伸方向移动从而使得移动保护块远离或靠近电池包。

5、优选地，导向杆下方设有底座，弹簧上端与底座连接，弹簧下端与磁吸盒体底部连接；在左支撑板或右支撑板内部设有通道，通道一端为磁吸盒体，通道另一端为电磁铁，电磁铁通电后，磁吸盒体向电磁铁方向移动，从而带动弹簧、底座、导向杆以及移动保护块都向电磁铁方向移动，并最终使得电池包两侧同时被两个移动保护块夹住避免旋转过程中的倾倒。

6、优选地，每个移动保护块顶部设有第一压力传感器，第一压力传感器监测移动保护块与定位件之间的压力值；移动保护块与电池包接触的一面设有第二压力传感器，第二压力传感器监测移动保护块与电池包之间的压力值；

7、第一压力传感器和第二压力传感器输出的监测值发送至控制模块，控制模块如果收到两个第一压力传感器监测值变为0时，说明移动保护块伸出凹槽，控制模块将启动电磁铁，两个移动保护块将移动并夹持电池包；控制模块如果收到两个第二压力传感器监测值由0变为预定值时，说明两个移动保护块夹紧电池包，控制单元控制旋转机构加快旋转速度，使得左支撑板和右支撑板快速形成直线b布置。

8、优选地，磁吸盒体与左支撑板或右支撑板的内壁之间设有复位弹簧，电磁铁失去磁性时，复位弹簧释放的弹力能够使得磁吸盒体回到原始位置。

9、优选地，移动保护块与电池包接触的一面还设有弹性层，弹性层避免移动保护块快速移动时对电池包壳体的撞击损害；

10、优选地，旋转机构包括伺服电机、驱动齿轮、连接轴以及从动齿轮；伺服电机安装在左支撑板或右支撑板机架上，伺服电机的转轴与驱动齿轮连接，从动齿轮通过连接轴与左支撑板或右支撑板底部的中心连接，驱动齿轮与从动齿轮通过咬齿啮合方式连接。

11、一种重卡换电系统的控制方法，包括以下步骤：

12、步骤1、在集装箱框架内部设有多个温度传感器，电池通行通道两侧对称设置的左支撑板和右支撑板为一组被监测单元，每个温度传感器监测每一组被检测单元上方的空气温度；

13、步骤2、当某个温度传感器监测的温度值高于控制模块中设定的阈值上限时，控制模块启动该被监测单元以及与其相邻的被监测单元中左支撑板和右支撑板各自的旋转结构；

14、步骤3、各左支撑板旋转过程中与定位件分离，控制模块收到左支撑板的两个第一压力传感器监测值变为0时，说明移动保护块伸出凹槽，控制模块启动电磁铁，两个移动保护块将移动并夹持电池包；控制模块收到左支撑板的两个第二压力传感器监测值由0变为预定值时，说明两个移动保护块夹紧左支撑板上的电池包，控制单元控制旋转机构加快旋转速度v1，使得左支撑板快速形成直线b布置；控制单元记录左支撑板旋转机构快速旋转的时间t1；

15、右支撑板旋转过程中与定位件分离，控制模块收到右支撑板的两个第一压力传感器监测值变为0时，说明移动保护块伸出凹槽，控制模块启动电磁铁，两个移动保护块将移动并夹持电池包；控制模块收到右支撑板的两个第二压力传感器监测值由0变为预定值时，说明两个移动保护块夹紧右支撑板上的电池包，控制单元控制旋转机构加快旋转速度v2，使得右支撑板快速形成直线b布置；控制单元记录右支撑板的旋转机构快速旋转的时间t2；

16、步骤4、当两个或三个左支撑板和右支撑板形成直线b排列后，一个或两个风道形成，控制模块启动对应一个或两个风道中的风扇，将集装箱框架中的热量导出；

17、步骤5、当步骤2中的温度传感器监测的温度值低于控制模块中设定的阈值下限时，控制模块关闭步骤中的风扇；

18、步骤6、启动步骤2中被监测单元以及与其相邻的被监测单元中左支撑板和右支撑板各自的旋转结构反向旋转；左支撑板的旋转机构反向旋转，旋转速度为v1，旋转时间为t1；右支撑板的旋转机构反向旋转，旋转速度为v2，旋转时间为t2；

19、步骤7、控制模块关闭电磁铁，复位弹簧释放的弹力能够使得磁吸盒体和移动保护块回到原始位置；

20、步骤8、左支撑板的旋转机构继续反向旋转，反向旋转速度为v＜v1，导向斜面与斜面的相互配合使得移动保护块向下移动进入凹槽中，弹簧被压缩；左支撑板最终以直线a方向分布；

21、右支撑板的旋转机构继续反向旋转，反向旋转速度为v＜v2，导向斜面与斜面的相互配合使得移动保护块向下移动进入凹槽中，弹簧被压缩；右支撑板最终以直线a方向分布。

22、优选地，当左支撑板和右支撑板形成直线b方向分布时，直线b与重型卡车之间的电池通行通道两侧的电池包能够与重型卡车（4）上的电池包进行换电，换电与散热同步进行。

23、该重卡换电系统及其控制方法具有以下有益效果：

24、（1）本发明克服了换电集装箱长空间无法提供最够大的风力将较长的直线空间中热量吹出，将电池包和支撑板旋转90°形成风道，因此可以对换电集装箱局部高温区域进行定点降温，并且降温效果好。

25、（2）本发明工作时可以启动部分电池包和支撑板旋转，因此只要电池通行通道与重型卡车之间连通的区域存在充电好的电池包，散热的同时不会影响换电行车换电工作。