(57)【要約】  本発明は、バッテリー交換ステーションおよびその制御方法を開示する。前記バッテリー交換ステーションは、第１の充電室および第２の充電室と、第１の充電室と前記第２の充電室との間に配置される第１のバッテリー交換プラットフォームと、第１の充電室、第２の充電室と第１のバッテリー交換プラットフォームの間をそれぞれ往復する第１のシャトルカーおよび第２のシャトルカーと、第１のシャトルカーおよび第２のシャトルカーに電気的に接続され、第１のバッテリー交換プラットフォーム上の同じ車両に対して操作を実行する時、第１のシャトルカーがバッテリーの取り外しおよびバッテリーの取り付けのいずれかの操作を実行する場合、第２のシャトルカーがバッテリーの取り外しおよびバッテリーの取り付けの別の操作を実行するように、第１のシャトルカーおよび第２のシャトルカーを制御するために使用される制御ユニットを含む。前記バッテリー交換ステーションおよびその制御方法は、第１のシャトルカーと第２のシャトルカーの交互操作により、バッテリー交換のための車両の待ち時間を短縮し、バッテリー交換ステーションのバッテリー交換効率を向上させる。
2021508432.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリー交換ステーションであって、
車両のバッテリーを保管し、且つ、車両のバッテリーを充電するための第１の充電室および第２の充電室と、
前記第１の充電室と前記第２の充電室との間に配置され、車両のバッテリーを交換するために使用される第１のバッテリー交換プラットフォームと、
前記第１の充電室と前記第１のバッテリー交換プラットフォームの間を往復し、前記第１のバッテリー交換プラットフォーム上の車両のバッテリーの取り外しおよびバッテリーの取り付け操作を実行するために使用される第１のシャトルカー、および前記第２の充電室と前記第１のバッテリー交換プラットフォームの間を往復し、前記第１のバッテリー交換プラットフォーム上の車両のバッテリーの取り外しおよびバッテリーの取り付け操作を実行するために使用される第２のシャトルカーと、
前記第１のシャトルカーおよび第２のシャトルカーに電気的に接続され、前記第１のバッテリー交換プラットフォーム上の同じ車両に対して操作を実行する時、前記第１のシャトルカーがバッテリーの取り外しおよびバッテリーの取り付けのいずれかの操作を実行する場合、前記第２のシャトルカーがバッテリーの取り外しおよびバッテリーの取り付けの別の操作を実行するように、前記第１のシャトルカーおよび前記第２のシャトルカーを制御するために使用される制御ユニットを含むことを特徴とする、前記バッテリー交換ステーション。
【請求項２】
前記バッテリー交換ステーションは、第２のバッテリー交換プラットフォームおよび第３のシャトルカーをさらに含み、前記第２のバッテリー交換プラットフォームは、前記第１の充電室に対して前記第１のバッテリー交換プラットフォームの反対側に設置され、前記第３のシャトルカーは、前記第１の充電室と前記第２のバッテリー交換プラットフォームの間を往復し、前記制御ユニットに電気的に接続され、前記第３のシャトルカーは、前記第２のバッテリー交換プラットフォーム上の車両に対してバッテリーの取り外しおよびバッテリーの取り付け操作を実行するために使用されることを特徴とする、
請求項１に記載のバッテリー交換ステーション。
【請求項３】
前記第１の充電室および第２の充電室内にそれぞれ第１のパレタイザーおよび第２のパレタイザーがさらに設置され、前記第１のパレタイザーおよび第２のパレタイザーの両者とも前記制御ユニットに電気的に接続され、
前記第１の充電室内には互いに連通する第１の前部コンパートメントおよび第１の後部コンパートメントが形成され、前記第１のパレタイザーは、前記第１の前部コンパートメントと第１の後部コンパートメントの間を往復し、前記第１のシャトルカーは、前記第１の前部コンパートメント内で前記第１のパレタイザーとバッテリーを交換し、前記第１の後部コンパートメントは、第１のバッテリーラックを置くために使用され、前記第１のパレタイザーは、前記第１のバッテリーラック上のバッテリーをピックアンドプレースするために使用され、
前記第２の充電室内には互いに連通する第２の前部コンパートメントおよび第２の後部コンパートメントが形成され、前記第２のパレタイザーは、前記第２の前部コンパートメントと第２の後部コンパートメントの間を往復し、前記第２のシャトルカーは、前記第２の前部コンパートメント内で前記第２のパレタイザーとバッテリーを交換し、前記第２の後部コンパートメントは、第２のバッテリーラックを置くために使用され、前記第２のパレタイザーは、前記第２のバッテリーラック上のバッテリーをピックアンドプレースするために使用されることを特徴とする、
請求項２に記載のバッテリー交換ステーション。
【請求項４】
前記第１のバッテリー交換プラットフォームの車両の進入方向の上流および下流にそれぞれ上り坂および下り坂が連結されることを特徴とする、
請求項１〜３のいずれか一項に記載のバッテリー交換ステーション。
【請求項５】
前記バッテリー交換ステーションは、第１の監視室をさらに含み、
車両が前記第１のバッテリー交換プラットフォームに進入する方向において、前記第１の監視室は、前記第１の充電室の上流に設置され、前記制御ユニットは、前記第１の監視室内に設置されることを特徴とする、
請求項１〜４のいずれか一項に記載のバッテリー交換ステーション。
【請求項６】
前記バッテリー交換ステーションは、第１の監視室および第２の監視室をさらに含み、
前記制御ユニットは、第１の監視デバイスおよび第２の監視デバイスを含み、前記第１の監視デバイスおよび第２の監視デバイスはそれぞれ、前記第１の監視室内および第２の監視室内に設置され、
前記第１の監視デバイスは、前記第１のシャトルカーを制御して前記第１のバッテリー交換プラットフォーム上の車両のバッテリーの取り外しおよびバッテリーの取り付け操作を交互に実行させるために使用され、
前記第２の監視デバイスは、前記第２のシャトルカーを制御して前記第１のバッテリー交換プラットフォーム上の車両のバッテリーの取り外しおよびバッテリーの取り付け操作を交互に実させるために使用されることを特徴とする、
請求項１〜５のいずれか一項に記載のバッテリー交換ステーション。
【請求項７】
前記第１のシャトルカーは、シャーシ、リフティングフレームおよびジャッキ機構を含み、
前記ジャッキ機構は、前記シャーシとリフティングフレームを連結し、且つ、前記シャーシに対して前記リフティングフレームを持ち上げ、前記ジャッキ機構は、１つのコネクティングロッドを含み、前記コネクティングロッドの第１の端は、前記リフティングフレームに回転可能に連結され、前記コネクティングロッドの第２の端は、前記シャーシに回転可能に連結され、
前記リフティングフレームは、車両のバッテリーの取り外しおよび取り付けのために使用されることを特徴とする、
請求項１〜６のいずれか一項に記載のバッテリー交換ステーション。
【請求項８】
前記コネクティングロッドは、カムであることを特徴とする、
請求項７に記載のバッテリー交換ステーション。
【請求項９】
制御方法であって、
前記制御方法は、請求項１〜８のいずれか一項に記載のバッテリー交換ステーションに適用され、前記制御方法は、
車両が前記第１のバッテリー交換プラットフォームに進入していない場合、前記制御ユニットは、前記第１のシャトルカーを制御して、前記第１の充電室から満充電されたバッテリーを取り出し、前記第１の充電室内で待機するステップＳ１と、
車両が前記第１のバッテリー交換プラットフォームに進入した後、前記制御ユニットは、前記第２のシャトルカーを制御して、前記第１のバッテリー交換プラットフォームに進入し、車両のバッテリーを取り外すステップＳ２と、
前記制御ユニットは、前記第１のシャトルカーを制御して、満充電されたバッテリーを前記第１のバッテリー交換プラットフォーム上の車両に取り付けるステップＳ３を含むことを特徴とする、前記制御方法。
【請求項１０】
ステップＳ２において、前記第２のシャトルカーが車両のバッテリーを取り外した後、前記制御ユニットは、前記第２のシャトルカーを制御して、車両のバッテリーを前記第２の充電室に移送して充電し、前記第２の充電室から満充電されたバッテリーを取り出し、前記第２の充電室内で待機し、
ステップＳ３において、前記第１のシャトルカーが満充電されたバッテリーを前記第１のバッテリー交換プラットフォーム上の車両に取り付けた後、前記制御ユニットは、前記第１のシャトルカーを制御して前記第１の充電室に戻して待機し、
前記制御方法は、
次の車両が前記第１のバッテリー交換プラットフォームに進入した後、前記制御ユニットは、前記第１のシャトルカーを制御して、前記第１のバッテリー交換プラットフォームに進入し、車両のバッテリーを取り外し、前記第１のシャトルカーが車両のバッテリーを取り外した後、前記制御ユニットは、前記第１のシャトルカーを制御して、車両のバッテリーを前記第１の充電室に移送して充電し、前記第１の充電室から満充電されたバッテリーを取り出し、前記第１の充電室内で待機するステップＳ４と、
前記制御ユニットは、前記第２のシャトルカーを制御して、満充電されたバッテリーを前記第１のバッテリー交換プラットフォーム上の車両に取り付け、前記第２のシャトルカーが満充電されたバッテリーを車両に取り付けた後、前記制御ユニットは、前記第２のシャトルカーを制御して、前記第２の充電室に戻して待機するステップＳ５と、
ステップＳ２に戻るステップＳ６をさらに含むことを特徴とする、
請求項９に記載の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１７年１１月３０日に出願された、出願番号がＣＮ２０１７１１２４０３０５.Ｘの中国特許出願に対して優先権を主張する。本出願は、当該中国特許出願の全文を引用する。
【０００２】
本発明は、バッテリー交換ステーションおよびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
現在、自動車排気ガスの排出は環境汚染の重要な要素であり、自動車排気ガスを制御するために、人々は天然ガス自動車、水素燃料自動車、ソーラー自動車および電気自動車を開発して、燃料自動車に取って代わっている。その中で、最も有望なアプリケーションは電気自動車である。
【０００４】
現在、直接充電タイプは、主にタクシーやファミリーカーなどの小型車に使用されている。現在、直接充電式の電気自動車として、地上に設置された充電パイルを使用して車両を充電している。しかし、充電パイルは管理が不便であるだけでなく、電気自動車の人気が高まっているため、電気自動車の集中充電管理を実施することは困難である。
【０００５】
現在、クイックチェンジタイプは主に公共交通機関で使用されており、クイックチェンジステーションを介して電気バスの車載バッテリーを素早く交換することにより、電気バスの連続オンライン運転を実現している。しかし、現在のクイックチェンジステーションは、バッテリー交換時間が長く、交換効率が低いという問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする技術的問題は、バッテリー交換ステーションのバッテリー交換時間が長く、交換効率が低いという欠点を克服し、効率的なバッテリー交換ステーションおよびその制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、以下の技術的解決策によって上記の技術的問題を解決する。
【０００８】
本発明は、バッテリー交換ステーションであって、
車両のバッテリーを保管および車両のバッテリーを充電するための第１の充電室および第２の充電室と、
第１の充電室と第２の充電室との間に配置され、車両のバッテリーを交換するために使用される第１のバッテリー交換プラットフォームと、
第１の充電室と第１のバッテリー交換プラットフォームの間を往復し、第１のバッテリー交換プラットフォーム上の車両のバッテリーの取り外しおよびバッテリーの取り付け操作を実行するために使用される第１のシャトルカー、および第２の充電室と第１のバッテリー交換プラットフォームの間を往復し、第１のバッテリー交換プラットフォーム上の車両のバッテリーの取り外しおよびバッテリーの取り付け操作を実行するために使用される第２のシャトルカーと、
第１のシャトルカーおよび第２のシャトルカーに電気的に接続され、第１のバッテリー交換プラットフォーム上の同じ車両に対して操作を実行する時、第１のシャトルカーがバッテリーの取り外しおよびバッテリーの取り付けのいずれかの操作を実行する場合、第２のシャトルカーがバッテリーの取り外しおよびバッテリーの取り付けの別の操作を実行するように、第１のシャトルカーおよび第２のシャトルカーを制御するために使用される制御ユニットを含む、前記バッテリー交換ステーションを提供する。
【０００９】
好ましくは、バッテリー交換ステーションは、第２のバッテリー交換プラットフォームおよび第３のシャトルカーをさらに含み、
第２のバッテリー交換プラットフォームは、第１の充電室に対して第１のバッテリー交換プラットフォームの反対側に設置され、
第３のシャトルカーは、第１の充電室と第２のバッテリー交換プラットフォームの間を往復し、制御ユニットに電気的に接続され、第３のシャトルカーは、第２のバッテリー交換プラットフォーム上の車両に対してバッテリーの取り外しおよびバッテリーの取り付け操作を実行するために使用される。
【００１０】
前記バッテリー交換ステーションに複数のバッテリー交換チャネル（第２のバッテリー交換プラットフォーム）を設置することにより、複数の車両のバッテリー交換を同時に実現でき、待ち時間を短縮できる。
【００１１】
好ましくは、第１の充電室および第２の充電室内に第１のパレタイザーおよび第２のパレタイザーがさらに設置され、第１のパレタイザーおよび第２のパレタイザーの両者は制御ユニットに電気的に接続され、
第１の充電室内には互いに連通する第１の前部コンパートメントおよび第１の後部コンパートメントが形成され、第１のパレタイザーは、第１の前部コンパートメントと第１の後部コンパートメントの間を往復し、第１のシャトルカーは、第１の前部コンパートメント内で第１のパレタイザーとバッテリーを交換し、第１の後部コンパートメントは、第１のバッテリーラックを配置するために使用され、第１のパレタイザーは、第１のバッテリーラック上のバッテリーをピックアンドプレースするために使用され、
第２の充電室内には互いに連通する第２の前部コンパートメントおよび第２の後部コンパートメントが形成され、第２のパレタイザーは、第２の前部コンパートメントと第２の後部コンパートメントの間を往復し、第２のシャトルカーは、第２の前部コンパートメント内で第２のパレタイザーとバッテリーを交換し、第２の後部コンパートメントは、第２のバッテリーラックを配置するために使用され、第２のパレタイザーは、第２のバッテリーラック上のバッテリーをピックアンドプレースするために使用される。
【００１２】
好ましくは、第１のバッテリー交換プラットフォームの車両の進入方向の上流および下流にそれぞれ上り坂および下り坂が連結される。
【００１３】
好ましくは、バッテリー交換ステーションは、第１の監視室をさらに含み、
車両が第１のバッテリー交換プラットフォームに進入する方向において、第１の監視室は、第１の充電室の上流に設置され、制御ユニットは、第１の監視室内に設置される。
【００１４】
好ましくは、バッテリー交換ステーションは、第１の監視室および第２の監視室をさらに含み、
制御ユニットは、第１の監視デバイスおよび第２の監視デバイスを含み、第１の監視デバイスおよび第２の監視デバイスはそれぞれ、第１の監視室内および第２の監視室内に設置され、
第１の監視デバイスは、第１のシャトルカーを制御して第１のバッテリー交換プラットフォーム上の車両のバッテリーの取り外しおよびバッテリーの取り付け操作を交互に実行するために使用され、
第２の監視デバイスは、第２のシャトルカーを制御して第１のバッテリー交換プラットフォーム上の車両のバッテリーの取り外しおよびバッテリーの取り付け操作を交互に実行するために使用される。
【００１５】
好ましくは、第１のシャトルカーは、シャーシ、リフティングフレームおよびジャッキ機構を含み、
ジャッキ機構は、シャーシとリフティングフレームを連結し、シャーシに対してリフティングフレームを持ち上げ、ジャッキ機構は、１つのコネクティングロッドを含み、コネクティングロッドの第１の端は、リフティングフレームに回転可能に連結され、コネクティングロッドの第２の端は、シャーシに回転可能に連結され、
リフティングフレームは、車両のバッテリーの取り外しおよび取り付けのために使用される。
【００１６】
好ましくは、コネクティングロッドは、カムである。
【００１７】
本発明は、制御方法であって、前記制御方法は、前述のバッテリー交換ステーションに適用され、制御方法は、
車両が第１のバッテリー交換プラットフォームに進入していない場合、制御ユニットは、第１のシャトルカーを制御して、第１の充電室から満充電されたバッテリーを取り出し、第１の充電室内で待機するステップＳ１と、
車両が第１のバッテリー交換プラットフォームに進入した後、制御ユニットが、第２のシャトルカーを制御して、第１のバッテリー交換プラットフォームに進入し、車両のバッテリーを取り外すステップＳ２と、
制御ユニットが、第１のシャトルカーを制御して、満充電されたバッテリーを第１のバッテリー交換プラットフォーム上の車両に取り付けるステップＳ３を含む、前記制御方法を提供する。
【００１８】
好ましくは、ステップＳ２において、第２のシャトルカーが車両のバッテリーを取り外した後、制御ユニットは、第２のシャトルカーを制御して、車両のバッテリーを第２の充電室に移送して充電し、第２の充電室から満充電されたバッテリーを取り出し、第２の充電室内で待機し、
ステップＳ３において、第１のシャトルカーが満充電されたバッテリーを第１のバッテリー交換プラットフォーム上の車両に取り付けた後、制御ユニットは、第１のシャトルカーを制御して第１の充電室に戻して待機し、
制御方法は、
次の車両が第１のバッテリー交換プラットフォームに進入した後、制御ユニットが、第１のシャトルカーを制御して、第１のバッテリー交換プラットフォームに進入し、車両のバッテリーを取り外し、第１のシャトルカーで車両のバッテリーを取り外した後、制御ユニットが、第１のシャトルカーを制御して、車両のバッテリーを第１の充電室に移送して充電し、第１の充電室から満充電されたバッテリーを取り出し、第１の充電室内で待機するステップＳ４と、
制御ユニットが、第２のシャトルカーを制御して、満充電されたバッテリーを第１のバッテリー交換プラットフォーム上の車両に取り付け、第２のシャトルカーが満充電されたバッテリーを車両に取り付けた後、制御ユニットが、第２のシャトルカーを制御して、第２の充電室に戻して待機するステップＳ５と、
ステップＳ２に戻るステップＳ６をさらに含む。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の有利な進歩的効果は、前記バッテリー交換ステーションおよびその制御方法が、第１のシャトルカーおよび第２のシャトルカーの交互操作により、バッテリー交換のための車両の待ち時間を短縮し、バッテリー交換ステーションのバッテリー交換効率を向上させることである。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の好ましい実施例に係るバッテリー交換ステーションの平面構造模式図である。
【図２】本発明の好ましい実施例に係るバッテリー交換ステーションの制御方法のフローチャートである。
【図３】本発明の好ましい実施例に係るシャトルバッテリーパック交換デバイスの斜視構造模式図である。
【図４】本発明の好ましい実施例に係るシャーシの斜視構造模式図である。
【図５】本発明の好ましい実施例に係るリフティングフレームの斜視構造模式図である。
【図６】本発明の好ましい実施例に係るシャトルバッテリーパック交換デバイスの部分構造模式図であり、ここで、バッテリー保持部および車両固定部は除かれている。
【図７】本発明の好ましい実施例に係るカムの斜視構造模式図である。
【図８】本発明の好ましい実施例に係るカムとリフティングフレームのマッチング構造模式図である。
【図９】本発明の好ましい実施例に係る車両固定部の斜視構造模式図である。
【図１０】本発明の好ましい実施例に係るバッテリー保持部の斜視構造模式図である。
【図１１】本発明の好ましい実施例に係るバッテリー保持部の別の斜視構造模式図である。
【図１２】本発明の好ましい実施例に係る第２のモーションフレームの斜視構造模式図である。
【図１３】本発明の好ましい実施例に係るトレーの斜視構造模式図である。
【図１４】本発明の好ましい実施例に係るシャトルバッテリーパック交換デバイスの別の部分の構造模式図であり、ここで、バッテリー保持部は除かれている。
【図１５】本発明の好ましい実施例に係るバッテリー交換プラットフォームの構造模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、実施例により本発明をさらに説明するが、本発明は記載した実施例の範囲に限定されるものではない。
【００２２】
図１に示すように、バッテリー交換ステーション３００は、並べて配置された第１の全機能コンテナ３１０および第２の全機能コンテナ３３０を含む。第１の全機能コンテナ３１０と第２の全機能コンテナ３３０の間には、第１のバッテリー交換プラットフォーム３０１が設置され、第１の全機能コンテナ３１０および第２の全機能コンテナ３３０の第１のバッテリー交換プラットフォーム３０１の反対側には１つの第２のバッテリー交換プラットフォーム３０２が設置される。車両２００は、第１のバッテリー交換プラットフォーム３０１および第２のバッテリー交換プラットフォーム３０２でバッテリーを交換することができる。第１のバッテリー交換プラットフォーム３０１および第２のバッテリー交換プラットフォーム３０２は、車両２００進入方向の上流および下流にそれぞれ上り坂３０４および下り坂３０５が連結される。
【００２３】
第１の全機能コンテナ３１０には、第１の充電室３１１および第１の監視室３１４が設置される。
【００２４】
第１の充電室３１１は、車両２００のバッテリーを保管および車両２００のバッテリーを充電するために使用される。第１の充電室３１１内には、第１のパレタイザー３１７および第１のシャトルカー３１８がさらに設置される。第１のシャトルカー３１８は、第１の充電室３１１と第１のバッテリー交換プラットフォーム３０１の間を往復する。第１のシャトルカー３１８は、第１のバッテリー交換プラットフォーム３０１上の車両２００のバッテリーの取り外しおよびバッテリーの取り付け操作を実行するために使用される。第１の充電室３１１内に互いに連通する第１の前部コンパートメント３１２および第１の後部コンパートメント３１３が形成され、第１のパレタイザー３１７は、第１の前部コンパートメント３１２と第１の後部コンパートメント３１３の間を往復し、第１のシャトルカー３１８は、第１の前部コンパートメント３１２内で第１のパレタイザー３１７とバッテリーを交換し、第１の後部コンパートメント３１３は、第１のバッテリーラック３１９を配置するために使用され、第１のパレタイザー３１７は、第１のバッテリーラック３１９上のバッテリーをピックアンドプレースするために使用される。
【００２５】
車両２００が第１のバッテリー交換プラットフォーム３０１に進入する方向に、第１の監視室３１４は、第１の充電室３１１の上流に設置され、第１の監視デバイス３１６は、第１の監視室３１４内に設置される。第１の監視室３１４内には第１の監視デバイス３１６に加えて、オペレータが入るための第１の操作室３１５が設置される。第１の監視デバイス３１６は、第１のシャトルカー３１８、第１のパレタイザー３１７およびバッテリーラックに電気的に接続され、第１のシャトルカー３１８、第１のパレタイザー３１７の動作を制御し、第１のバッテリーラック３１９の充電状況を監視するために使用される。
【００２６】
第２の全機能コンテナ３３０には、第２の充電室３３１および第２の監視室３３４が設置される。
【００２７】
第２の充電室３３１は、車両２００のバッテリーを保管および車両２００のバッテリーを充電するために使用される。第２の充電室３３１内には、第２のパレタイザー３３７および第２のシャトルカー３３８がさらに設置される。第２のシャトルカー３３８は、第２の充電室３３１と第２のバッテリー交換プラットフォーム３０２の間を往復する。第２のシャトルカー３３８は、第１のバッテリー交換プラットフォーム３０１上の車両２００のバッテリーの取り外しおよびバッテリーの取り付けの操作を実行するために使用される。第２の充電室３３１内には、互いに連通する第２の前部コンパートメント３３２および第２の後部コンパートメント３３３が形成され、第２のパレタイザー３３７は、第２の前部コンパートメント３３２と第２の後部コンパートメント３３３の間を往復し、第２のシャトルカー３３８は、第２の前部コンパートメント３３２内で第２のパレタイザー３３７とバッテリーを交換し、第２の後部コンパートメント３３３は、第２のバッテリーラック３３９を配置するために使用され、第２のパレタイザー３３７は、第２のバッテリーラック３３９上のバッテリーをピックアンドプレースするために使用される。
【００２８】
車両２００が第１のバッテリー交換プラットフォーム３０１に進入する方向に、第２の監視室３３４は、第２の充電室３３１の上流に設置され、第２の監視デバイス３３６は、第２の監視室３３４内に設置される。第２の監視室３３４内には第２の監視デバイス３３６に加えて、オペレータが入るための第２の操作室３３５が設置される。第２の監視デバイス３３６は、第２のシャトルカー３３８、第２のパレタイザー３３７およびバッテリーラックに電気的に接続され、第２のシャトルカー３３８、第２のパレタイザー３３７の動作を制御し、第２のバッテリーラック３３９の充電状況を監視するために使用される。
【００２９】
第１のパレタイザー３１７に対して第１のシャトルカー３１８の反対側に、第２のパレタイザー３３７に対して第２のシャトルカー３３８の反対側に、それぞれ１つの第３のシャトルカー３０３が設置される。第３のシャトルカー３０３は、第１の充電室３１１と第２のバッテリー交換プラットフォーム３０２の間を往復し、それぞれ第１の監視デバイス３１６と第２の監視デバイス３３６に電気的に接続され、第３のシャトルカー３０３は、第２のバッテリー交換プラットフォーム３０２上の車両２００に対してバッテリーの取り外しおよびバッテリーの取り付け操作を実行するために使用される。
【００３０】
第１のバッテリー交換プラットフォーム３０１上の同じ車両２００に対して操作を実行する時、第１のシャトルカー３１８がバッテリーの取り外しおよびバッテリーの取り付け中の１つの操作を実行する場合、第２のシャトルカー３３８は、バッテリーの取り外しおよびバッテリーの取り付け中の別の操作を実行し、第１のシャトルカー３１８および第２のシャトルカー３３８がバッテリーの取り外しおよびバッテリーの取り付け操作を交互に実行するので、車両２００のバッテリーを比較的迅速に交換することができる。第２のバッテリー交換プラットフォーム３０２は、通常のバッテリー交換プロセスを採用する。
【００３１】
以下、第１のバッテリー交換プラットフォーム３０１上のバッテリー交換プロセスを図２に従って説明する。
【００３２】
ステップＳ１：車両が第１のバッテリー交換プラットフォーム３０１に進入していない場合、第１の監視デバイス３１６は、第１のシャトルカー３１８を制御して、第１の充電室３１１から満充電されたバッテリーを取り出し、第１の充電室３１１内で待機する。
【００３３】
ステップＳ２：車両が第１のバッテリー交換プラットフォーム３０１に進入した後、第２の監視デバイス３３６は、第２のシャトルカー３３８を制御して、第１のバッテリー交換プラットフォーム３０１に進入し、車両のバッテリーを取り外し、第２のシャトルカー３３８が車両２００のバッテリーを取り外した後、第２の監視デバイス３３６は、第２のシャトルカー３３８を制御して、車両２００のバッテリーを第２の充電室３３１に移送して充電し、第２の充電室３３１から満充電されたバッテリーを取り出し、第２の充電室３３１内で待機する。第２のシャトルカー３３８が車両２００のバッテリーを取り外す時、第１のシャトルカー３１８は、車両２００一側に移動して待機することにより、第２のシャトルカー３３８が車両２００の反対側で車両２００の底部からドライブアウトすると同時に、車両２００の一側から車両２００の底部にドライブインして車両２００にバッテリーを取り付けることができる。これにより、バッテリー交換の時間をさらに節約できる。
【００３４】
ステップＳ３：第１の監視デバイス３１６は、第１のシャトルカー３１８を制御して、満充電されたバッテリーを第１のバッテリー交換プラットフォーム３０１上の車両２００に取り付け、第１のシャトルカー３１８が満充電されたバッテリーを第１のバッテリー交換プラットフォーム３０１上の車両に取り付けた後、第１の監視デバイス３１６は、第１のシャトルカー３１８を制御して第１の充電室３１１に戻して待機する。
【００３５】
ステップＳ４：次の車両２００が第１のバッテリー交換プラットフォーム３０１に進入した後、第１の監視デバイス３１６は、第１のシャトルカー３１８を制御して、第１のバッテリー交換プラットフォーム３０１に進入し、車両２００のバッテリーを取り外し、第１のシャトルカー３１８で車両２００のバッテリーを取り外した後、第１の監視デバイス３１６は、第１のシャトルカー３１８を制御して、車両２００のバッテリーを第１の充電室３１１に移送して充電し、第１の充電室３１１から満充電されたバッテリーを取り出し、第１の充電室３１１内で待機する。第１のシャトルカー３１８が車両２００のバッテリーを取り外す時、第２のシャトルカー３３８は、車両２００反対側に移動して待機することにより、第１のシャトルカー３１８が車両２００の一側で車両２００の底部からドライブアウトすると同時に、車両２００の反対側から車両２００の底部にドライブインして車両２００にバッテリーを取り付けることができる。
【００３６】
ステップＳ５：第２の監視デバイス３３６は、第２のシャトルカー３３８を制御して、満充電されたバッテリーを第１のバッテリー交換プラットフォーム３０１上の車両２００に取り付け、第２のシャトルカー３３８が満充電されたバッテリーを車両２００に取り付けた後、第２の監視デバイス３３６は、第２のシャトルカー３３８を制御して、第２の充電室３３１に戻して待機する。
【００３７】
ステップＳ６：ステップＳ２に戻る。
【００３８】
上記のプロセスにおいて、第１の監視デバイス３１６および第２の監視デバイス３３６はそれぞれ、第１の全機能コンテナ３１０および第２の全機能コンテナ３３０のデバイスを制御するが、第１の監視デバイス３１６はまた、無線または有線通信を介して第２の監視デバイス３３６に電気的に接続されて互いに連携してコマンドを発行する。
【００３９】
本実施例では、第１のシャトルカー３１８、第２のシャトルカー３３８、第３のシャトルカー３０３はすべて、従来のはさみ構造の代わりにカム機構を使用するので、シャトルカーの初期高さが低く、バッテリー交換プラットフォーム上の比較的深いピットを回避することにより、バッテリー交換プラットフォームの全体の高さが減少し、バッテリー交換ステーション３００の建設コストが減少する。
【００４０】
以下、第１のシャトルカー３１８の構造を図３〜図１４に従って説明する。第２のシャトルカー３３８および第３のシャトルカー３０３の構造は第１のシャトルカー３１８の構造と実質的に同じであり、繰り返して説明しない。
【００４１】
図３に示すように、第１のシャトルカー３１８は、シャーシ１０１、リフティングフレーム１０６、バッテリー保持部１３０、車両２００固定部１２０およびジャッキ機構を含む。
【００４２】
図４に示すように、シャーシ１０１は４フレーム構造であり、リフティングフレーム１０６は４フレーム構造に設置される。シャーシ１０１の対向する２つの第１の側壁１０２の内側には、カム１８１が連結され、第１の側壁１０２に隣接するシャーシ１０１の第２の側壁１０３の内側には、ガイド部１０４が設置される。
【００４３】
図５に示すように、リフティングフレーム１０６は、プレート状の構造であり、リフティングフレーム１０６の側辺には水平方向に延びるガイド溝１０７が設置される。
【００４４】
図６〜図８に示すように、ジャッキ機構は、シャーシ１０１とリフティングフレーム１０６を連結し、シャーシ１０１に対してリフティングフレーム１０６を持ち上げる。図６では、図面の上方に位置するカム１８１は、リフティングフレーム１０６と係合していない。
【００４５】
ジャッキ機構は、回転軸１０５を介して回転可能にシャーシ１０１に設置された４つのカム１８１およびジャッキ駆動ユニット１８４を含む。カム１８１の第１の端１８６に、リフティングフレーム１０６に回転可能に連結され、カム１８１の第２の端１８７は、シャーシ１０１に回転可能に連結される。回転軸１０５は、ジャッキ駆動ユニット１８４に連結される。前記ジャッキ駆動ユニット１８４は、シャーシ１０１に設置された回転モーターである。ジャッキ駆動ユニット１８４は、シャーシ１０１の外側に設置されたプーリ構造を介して回転軸１０５の回転を駆動する。図６では、ベルトプーリー１８５のみを図示し、ベルトプーリー１８５を連結するベルトは図示していない。
【００４６】
カム１８１の第１の端１８６には、ガイド溝１０７に挿入し、ガイド溝１０７でスライド可能な１つの挿入シャフト１８２が設置される。挿入シャフト１８２には、ガイド溝１０７中でスライド際の摩擦力を減少するためのベアリング１８３がスリーブされる。シャーシ１０１の第２の側壁１０３には、リフティングフレーム１０６を上下方向に直線移動するようにガイドするために使用される垂直に延びるガイド部１０４が設置される。本実施例では、ガイド部１０４は、垂直に延びるガイドレールであり、前記ガイドレールはリフティングフレーム１０６に設置されたスライダとマッチングして、リフティングフレーム１０６を垂直方向にスライドするようにガイドする。選択的に、ガイド部は、垂直に延びる溝、リフティングフレームに溝とマッチングする突起を設置したり、ガイド部はスライダであり、リフティングフレームにはそれとマッチングするガイドレールを設置するなど、他の形態であってもよい。
【００４７】
図８は、本実施例のカム１８１とリフティングフレーム１０６のガイド溝１０７のマッチング構造を示す。ガイド部１０４とガイド溝１０７の連動により、カム１８１が回転すると、リフティングフレーム１０６は水平方向に変位することなく、垂直方向に直線移動することができる。
【００４８】
他の実施例では、カム１８１は、他のコネクティングロッド構造で置き換えられてもよい。選択的に、ロッドのようなものでカム１８１を置き換えてもよい。好ましくは、偏心輪でカム１８１を置き換えてもよい。偏心輪を使用する際、偏心輪が上死点または下死点に回転して詰まることを防ぐことができる。
【００４９】
バッテリー保持部１３０と車両２００の固定部１２０は、両者とも横方向（図３の両矢印Ｘで示す方向）にリフティングフレーム１０６にスライド可能に設置されることができる。バッテリー保持部１３０と車両２００の固定部１２０は相互マッチングして、車両２００のバッテリーの着脱を実現する。
【００５０】
図９に示すように、車両２００の固定部１２０は、第１のモーションフレーム１２１とロック解除機構１２３を含み、ロック解除機構１２３は、第１のモーションフレーム１２１に設置される。第１のモーションフレーム１２１の両側にはそれぞれ、第１のフォーク１２２が設置され、前記第１のフォーク１２２は、車両２００に対して固定するように、車両２００をフォークする。ロック解除機構１２３は、車両２００上のバッテリーをロック解除またはロックすることができる。
【００５１】
図１０〜図１１に示すように、バッテリー保持部１３０は、第２のモーションフレーム１３１とトレー１３３を含み、トレー１３３は、第２のモーションフレーム１３１の上方に設置され、バッテリーを保持し、トレー１３３と第２のモーションフレーム１３１は、弾性的に連結される。
【００５２】
トレー１３３と第２のモーションフレーム１３１の間には１つのスプリング１３５が設置され、スプリング１３５は、１つのピン（図示せず）にスリーブされ、ピンの一端は、トレー１３３と第２のモーションフレーム１３１のうち１つに固定され、ピンの長さは、スプリング１３５の変形していない長さより短く、かつスプリング１３５の最も短い収縮長さより長いので、第２のモーションフレーム１３１は、トレー１３３を弾性的に支持する。
【００５３】
図１２〜図１３に示すように、トレー１３３の側辺には、第２のフォーク１３４が設置され、前記第２のフォーク１３４は、車両２００に対してバッテリーを固定するように、車両２００のバッテリーをフォークする。トレー１３３の下方には、１つの挿入部材１３６が設置され、第２のモーションフレーム１３１の上方には、「Ｖ」字型挿入スロット１３２が設置され、挿入部材１３６を介して挿入スロット１３２に挿入し、トレー１３３は、第２のモーションフレーム１３１に対して固定されることにより、第２のモーションフレーム１３１が横方向に移動すると、トレー１３３を移動させることができる。
【００５４】
本実施例では、バッテリー保持部の構造を模式的に示しているが、前記構造は二層構造である。選択的に、バッテリー保持部は、リフティングフレームに対して横方向に移動してバッテリーを保持することができる単層プレート状の構造であってもよく、第２のフォークは、前記単層プレート上に直接設置される。
【００５５】
シャトルバッテリーパック交換デバイス１００は、水平走行構造（図示せず）をさらに含み、シャーシ１０１は、水平走行構造に設置される。シャーシ１０１は、前記水平走行構造に固定的に連結されるか、単に前記水平走行構造に配置されてもよい。前記水平走行構造は、事前に敷設されたレールで水平移動するようにシャーシを駆動する。もちろん、選択的に、前記水平走行構造は、外部の遠隔操作命令に応じて、平坦な地面や傾斜路上を任意に移動する走行機構であってもよい。
【００５６】
以下、図６および図１４を参照して、リフティングフレーム１０６に対する第１のモーションフレーム１２１および第２のモーションフレーム１３１の移動態様について簡単に説明する。
【００５７】
図６に示すように、リフティングフレーム１０６には、横方向にガイドレール１５０が配置され、第１のモーションフレーム１２１および第２のモーションフレーム１３１の下面にはすべてガイドブロック１４０が設置され、ガイドブロック１４０は、前記ガイドレール１５０でスライドする。第１のモーションフレーム１２１および第２のモーションフレーム１３１は、同じガイドレール１５０を共有している。リフティングフレーム１０６には、第１の駆動部１６０および第２の駆動部１７０がさらに設置され、第１の駆動部１６０は、第１のモーションフレーム１２１の横方向移動を駆動するために使用され、第２の駆動部１７０は、第２のモーションフレーム１３１の横方向移動を駆動するために使用される。
【００５８】
図１４に示すように、第１のモーションフレーム１２１は、第２のモーションフレーム１３１の下方に設置され、第１のモーションフレーム１２１は、連結プレート１２４を介して第１の駆動部１６０に連結され、第１の駆動部１６０によって駆動される。第１のモーションフレーム１２１には、第２のモーションフレーム１３１に連結されたガイドブロック１４０を露出させるためのガイド開口部１２５が設置される。第２のモーションフレーム１３１は、第１のモーションフレーム１２１の上方に設置されるが、第１のモーションフレーム１２１に接触せず、第２のモーションフレーム１３１の下面は、第２の駆動部１７０に連結され、第２の駆動部１７０によって駆動される。第１の駆動部１６０および第２の駆動部１７０の両者は、ねじナット伝達構造および前記ねじナット伝達構造のねじ回転を駆動する回転モーターを含み、これにより、第１のモーションフレーム１２１および第２のモーションフレーム１３１の直線移動を実現する。ねじナット伝達構造および回転モーターは、従来技術で広く使用されており、ここでは繰り返して説明しない。もちろん、当業者は、第１の駆動部１６０および第２の駆動部１７０として、リニアモーターなどの他の装置を使用してもよい。
【００５９】
第１の駆動部１６０、第２の駆動部１７０およびジャッキ駆動ユニット１８４は、１つの制御ユニットによって制御され、前記制御ユニットは、前記第１のシャトルカー３１８に設置された制御デバイスであるか、前記第１のシャトルカー３１８を適用したバッテリー交換ステーション３００の総合制御デバイスであってもよい。
【００６０】
車両２００のバッテリーを取り外す必要がある場合、第１のシャトルカー３１８は、まず車両２００の底部に移動する。第１の駆動部１６０および第２の駆動部１７０は、命令を受信し、第１のモーションフレーム１２１および第２のモーションフレーム１３１をまず所定の位置に横方向に移動させ、次にジャッキ駆動ユニット１８４は、命令を受信し、リフティングフレーム１０６を所定の位置に上昇させる。このとき、第１のフォーク１２２は、車両２００のバッテリーパックをロックするためのロックベースをフォークし、第２のフォーク１３４は、車両２００のバッテリーをフォークし、ロック解除機構１２３は、バッテリーロックをロック解除して、バッテリーが車両２００にロックされなくなるようにし、次に、第１のモーションフレーム１２１は静止し、第２のモーションフレーム１３１は、第１のモーションフレーム１２１から離れる方向に移動して、バッテリーが車両２００から脱離するようにし、バッテリーは車両２００から脱離した後、トレー１３３に落下する。次いで、リフティングフレーム１０６は下に移動し、バッテリーとともに下に移動し、次に、第１のシャトルカー３１８は取り外されたバッテリーを搭載して車両２００の底部から離れる。
【００６１】
車両２００のバッテリーを取り付ける必要がある場合、第１のシャトルカー３１８は、満充電されたバッテリーを持ち込んで車両２００の底部に移動し、第１の駆動部１６０および第２の駆動部１７０は、命令を受信し、第１のモーションフレーム１２１および第２のモーションフレーム１３１をまず所定の位置に横方向に移動させ、ジャッキ駆動ユニット１８４は、命令を受信し、リフティングフレーム１０６を所定の位置に上昇させる。このとき、第１のフォーク１２２は、車両２００のバッテリーパックをロックするためのロックベースをフォークし、第２のフォーク１３４は、満充電されたバッテリーをフォークし、次に、第１のモーションフレーム１２１は静止し、第２のモーションフレーム１３１は、第１のモーションフレーム１２１に近づく方向に移動して、バッテリーを車両２００に固定し、ロック解除機構１２３は、バッテリーを車両２００にロックする。
【００６２】
図１５に示すように、バッテリー交換ステーション３００は、充電室（図示せず）、バッテリー交換プラットフォーム１９０、昇降機構１９１および第１のシャトルカー３１８を含む。
【００６３】
昇降機構１９１は、バッテリー交換プラットフォーム１９０に設置され、バッテリー交換プラットフォーム１９０上の車両２００を昇降するために使用される。一般に、昇降機構１９１は、車両２００の４つの車輪を支持するための橋脚である。図１５では、昇降機構１９１は、上昇状態にある。
【００６４】
第１のシャトルカー３１８は、バッテリー交換プラットフォーム１９０と充電室の間を往復することができ、充電室中の満充電されたバッテリー２１０を車両２００に輸送するか、または車両２００上からアンロードされたバッテリー２１０を充電室に輸送して充電するために使用される。
【００６５】
第１のシャトルカー３１８にバッテリー２１０（車両２００からアンロードされたバッテリーであるか、満充電されたバッテリーであるかに関わらず）が搭載され、車両２００の底部から出入りする必要がある場合、昇降機構１９１は、車両２００を上昇させて、第１のシャトルカー３１８が車両２００の底部にスムーズに出入りするようにする。
【００６６】
前記第１のシャトルカー３１８はカム構造を使用するため、それ自体の高さは比較的低く（デバイスの全高は、１７５ｍｍである）、４つのカム１８１は、同期して８０ｍｍ持ち上げられる。一般に、地面からの車両２００のシャーシの高さは１９０ｍｍである。車両２００がバッテリー交換プラットフォーム１９０に進入した後、前記第１のシャトルカー３１８は、車両２００の底部に直接に進入することができ、第１のシャトルカー３１８は、８０ｍｍ持ち上げて、バッテリーのロックまたはロック解除を実現できる。バッテリーを取り外した後、昇降機構１９１は車両２００を２００ｍｍ持ち上げて、第１のシャトルカー３１８がバッテリーを持ち込んで、車両２００の底部から移動するようにする。
【００６７】
前記第１のシャトルカー３１８の全高が低くなるため、バッテリー交換ステーション３００のバッテリー交換プラットフォーム１９０は、第１のシャトルカー３１８が車両２００の底部に進入するための比較的深いピットを設置する必要がない。したがって、バッテリー交換プラットフォーム１９０の全高が低くなるため、バッテリー交換プラットフォーム１９０に進入する上り坂３０４および下り坂３０５の高さもすべて２３０ｍｍ（元の高さは、４８０ｍｍである）に低減することができ、さらに、車両２００のドライブインの難易度を低下させる。上り坂３０４および下り坂３０５の長さも対応して短縮され、元の７３４５ｍｍ、４５４５ｍｍから４５００ｍｍ、３０００ｍｍに短縮されることにより、バッテリー交換ステーション３００の建設コストを削減する。
【００６８】
以上、本発明の具体的な実施形態について説明したが、当業者はこれが単なる例であり、本発明の保護範囲は添付の特許請求の範囲によって定義されることを理解すべきである。当業者は、本発明の原理および本質から逸脱することなく、これらの実施形態に様々な変更または修正を加えることができるが、これらの変更および修正は、本発明の保護範囲内にある。
【符号の説明】
【００６９】
シャーシ１０１、第１の側壁１０２、第２の側壁１０３、ガイド部１０４、回転軸１０５、リフティングフレーム１０６、ガイド溝１０７、車両固定部１２０、第１のモーションフレーム１２１、第１のフォーク１２２、ロック解除機構１２３、連結プレート１２４、ガイド開口部１２５、バッテリー保持部１３０、第２のモーションフレーム１３１、挿入スロット１３２、トレー１３３、第２のフォーク１３４、スプリング１３５、挿入部材１３６、ガイドブロック１４０、ガイドレール１５０、第１の駆動部１６０、第２の駆動部１７０、カム１８１、挿入シャフト１８２、ベアリング１８３、ジャッキ駆動ユニット１８４、ベルトプーリー１８５、第１の端１８６、第２の端１８７、バッテリー交換プラットフォーム１９０、昇降機構１９１、車両２００、バッテリー２１０、バッテリー交換ステーション３００、第１のバッテリー交換プラットフォーム３０１、第２のバッテリー交換プラットフォーム３０２、第３のシャトルカー３０３、上り坂３０４、下り坂３０５、第１の全機能コンテナ３１０、第１の充電室３１１、第１の前部コンパートメント３１２、第１の後部コンパートメント３１３、第１の監視室３１４、第１の操作室３１５、第１の監視デバイス３１６、第１のパレタイザー３１７、第１のシャトルカー３１８、第１のバッテリーラック３１９、第２の全機能コンテナ３３０、第２の充電室３３１、第２の前部コンパートメント３３２、第２の後部コンパートメント３３３、第２の監視室３３４、第２の操作室３３５、第２の監視デバイス３３６、第２のパレタイザー３３７、第２のシャトルカー３３８、第２のバッテリーラック３３９。
【図１】
2021508432.tif 000003
【図２】
2021508432.tif 000004
【図３】
2021508432.tif 000005
【図４】
2021508432.tif 000006
【図５】
2021508432.tif 000007
【図６】
2021508432.tif 000008
【図７】
2021508432.tif 000009
【図８】
2021508432.tif 000010
【図９】
2021508432.tif 000011
【図１０】
2021508432.tif 000012
【図１１】
2021508432.tif 000013
【図１２】
2021508432.tif 000014
【図１３】
2021508432.tif 000015
【図１４】
2021508432.tif 000016
【図１５】
2021508432.tif 000017
【国際調査報告】
2021508432.tif 000018
2021508432.tif 000019
2021508432.tif 000020
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