电动车辆的电池更换设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电动车辆领域，更具体地说，涉及一种电动车辆的电池更换设备。
【背景技术】
[0002]电动车辆由于对环境污染小，越来越收到重视。尤其在运输量大、车辆使用频率高的集装箱码头应用中，更加希望使用电动车辆来取代传统的柴油或者汽油车辆。
[0003]目前电动车辆遇到的主要问题在于电池，由于电池的续航能力有限，因此需要不断地更换电池或者对电池进行充电。现有的电动车辆的充电方式中，主要有整车充电和电池更换两种方式。整车充电主要应用于小型车辆，比如家用车。而大型车辆，比如电动公交车、电动运输车等等，由于电池容量大，充电时间长，通常采用的是电池更换的方式。
[0004]专利号为200410090796，题为“一种电动公交系统”的专利申请揭示了一种电动公交系统，包括装备有卡式电池组和车载控制系统的电动公交车，设置于固定地点给电池组充电的充电站以及卡式电池组装卸装置，当所述电动公交车需要更换卡式电池组时，所述装卸装置取下所述电动公交车上的卡式电池组，并将已充好电的电池组安装到电动公交车上，所述充电站与所述装卸装置分别装备有控制系统，所述装卸装置控制系统、所述车载控制系统与所述充电站控制系统可相互间通讯。该电动公交系统根据大巴的结构特点，锂电池的块状较小，一次换电同时换4块锂电池。
[0005]公开号为TO2010/142688，题为“SYSTEMFOR REPLACING A BATTERY OF A GROUNDTRANSPORTAT1N VEHICLE, PARTICULARLY OF AN UNMANNED HEAVY-DUTY TRANSPORTAT1NVEHICLE FOR ISO CONTAINERS”(用于更换地面运输车辆，尤其是用于标准集装箱的自动重载运输车辆的电池的系统)的专利申请揭示了一种用于全自动码头的电动集装箱AGV的充/换电系统，主要包括充电架和能移动的更换装置。该系统根据电动集装箱AGV的特点，采用整块电池，电池的块状较大，容量较大，比较适合载重AGV使用。在更换时，一次性更换整个电池。按照W02010/142688所揭示的充/换电系统，在对AGV进行电池更换时，AGV行驶到更换工位，由更换装置首先从AGV上卸下待充电的电池，然后更换装置携带待充电的电池抵达充电架，在充电架上找到空的充电位将待充电的电池放入充电。然后更换装置再在充电架上寻找充满电的电池，找到并取下后，携带已充电的电池抵达更换工位再将其装到AGV上。这种工作方式存在一个显著的缺陷，在更换装置寻找空位、将待充电的电池放入充电架、寻找已充电的电池、将已充电的电池携带到更换工位的过程中，AGV必须在原地等待。这就使得AGV每次更换电池的等待时间较长，有效工作时间降低，对于码头的整体工作效率造成不利影响。
【发明内容】
[0006]本发明旨在提出一种更高效的电池更换设备。
[0007]根据本发明的一实施例，提出一种电动车辆的电池更换设备，包括存储及充电装置和更换装置。存储及充电装置存储数个电池并为电池充电。更换装置具有至少两个电池工位，每一个电池工位能容纳一块电池，其中更换装置上在其中一个电池工位上具有一块已充电的电池，更换装置在存储及充电装置和更换工位之间移动。更换装置在更换工位等待，更换装置上的其中一个电池工位上具有一块已充电的电池，其中一个电池工位空闲。电动车辆抵达更换工位，更换装置取下电动车辆上待充电的电池放置在空闲的电池工位上，并将已充电的电池装入电动车辆中。更换装置从更换工位移动到存储及充电装置，更换装置将待充电的电池放置到存储及充电装置中充电，更换装置从存储及充电装置中取出一块已充电的电池并放置在其中一个电池工位上。更换装置携带待充电的电池从存储及充电装置移动到更换工位。
[0008]在一个实施例中，更换装置上具有上下布置的至少两个电池工位，更换装置包括升降机构。
[0009]在一个实施例中，更换装置具有水平布置的至少两个电池工位，更换装置包括平移机构。
[0010]在一个实施例中，更换装置具有水平布置的至少两个电池工位，更换装置包括旋转机构。
[0011 ] 在一个实施例中，更换装置沿轨道移动，轨道布置在存储及充电装置和更换工位之间。
[0012]在一个实施例中，存储及充电装置是多层充电架。
[0013]在一个实施例中，更换装置具有起升机构，起升机构的起升高度覆盖多层充电架的高度。
[0014]本发明的电动车辆的电池更换设备上具有至少两个电池工位，在其中一个工位上具有一块已充电的电池。在电动车辆需要更换电池时，该电池更换设备能够利用已充电的电池先完成对电动车辆的电池更换，电动车辆完成电池更换后即可离开。然后电池更换设备将待充电电池转移到存储及充电装置中进行充电，并重新寻找一块完成充电的电池装载在电池更换设备上备用。这样，电动车辆的停留等待时间大为缩短，从而能够有效提高电动车辆的工作效率以及码头整体的工作效率。
【附图说明】
[0015]本发明上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中:
[0016]图1揭示了根据本发明的电动车辆的电池更换设备的一实施例的结构图，图1是侧面视图。
[0017]图2揭示了根据本发明的电动车辆的电池更换设备的一实施例的结构图，图2是正面视图。
[0018]图3揭示了根据本发明的电动车辆的电池更换设备的一实施例的结构图，图3是俯视图。
[0019]图4揭示了根据本发明的电动车辆的电池更换设备中更换装置的第一实施例的结构图。
[0020]图5揭示了根据本发明的电动车辆的电池更换设备中更换装置的第二实施例的结构图。
【具体实施方式】
[0021]研宄W02010/142688所揭示的系统，其工作效率较低的原因是其电池更换装置仅具有一个电池工位，每次只能装载一块电池，因此只能先卸下待充电的电池，等待充电的电池放到充电架上后，电池工位空出，再装上已充电的电池，在此期间，AGV由于没有电池，只能在原地等待。
[0022]本发明的电动车辆的电池更换设备中的更换装置具有至少两个电池工位，并且更换装置上保持载有一块已充电的电池，也确保至少有一个电池工位是空闲的。如此，当对电动车辆进行电池更换时，现将电动车辆上的待充电的电池卸下到空闲的电池工位上，然后立即将已充电的电池装到电动车辆上，完成电池更换。电动车辆完成电池更换后直接驶离，继续工作。而更换装置利用无电动车辆来更换电池的这段时间完成待充电的电池的充电、寻找并装载已充电的电池的工作，等待下一次的电池更换。如此，电动车辆更换电池的时间大大缩短，不需要等待更换装置完成上述的工作，可以提高电动车辆的有效工作时间，提升码头的整体工作效率。
[0023]图1?图3揭示了根据本发明的电动车辆的电池更换设备的一实施例的结构图，图1是侧面视图、图2是正面视图、图3是俯视图。如图所示，该电动车辆的电池更换设备包括:存储及充电装置102和更换装置104。存储及充电装置102存储数个电池并为电池充电。在一个实施例中，存储及充电装置102是多层充电架，多层充电架102上以阵列形式布置有数个电池充电位，每一个电池充电位能够容纳一块电池并对该电池进行充电。更换装置104具有至少两个电池工位，每一个电池工位能容纳一块电池，其中更换装置104上在其中一个电池工位上具有一块已充电的电池，并且在更换装置104上还保持一个空闲的电池工位。在图示的实施例中，更换装置104上具有两个电池工位，其中一个电池工位容纳已充电的电池，另一个电池工位容纳待充电的电池。更换装置104在存储及充电装置102和更换工位之间移动。在图示的实施例中，更换装置104沿轨道106移动，轨道106布置在存储及充电装置102和更换工位之间。轨道106平行于多层充电架102的长度方向，轨道106布置在多层充电架102的前方。为了能够抵达多层充电架上的各个层，更换装置104具有起升机构108，起升机构108的起升高度覆盖多层充电架的高度。
[0024]参考图1?图3所示，该电动车辆的电池更换设备的工作方式如下:
[0025]更换装置104在更换工位等待，更换装置104上的其中一个电池工位上具有一块已充电的电池，其中一个电池工位空闲。电动车辆101抵达更换工位，更换装置104取下电动车辆上待充电的电池放置在空闲