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技术领域：

本发明属于电动汽车技术领域，具体是涉及一种电动汽车电池组快速 更换系统。

背景技术：

近些年，世界各国都在提倡节能环保，随着我国汽车销量的逐年增加， 汽车的碳排放量也越来越高，汽车行业的研究重心也逐渐转向低碳领域， 电动汽车相比较以汽油为动力的传统汽车，在环境保护和节约能源等方面 显示着突出的优势。对于低碳环保的电动汽车，充电装置是不可或缺的， 它能够将电网的电能向电动汽车车载蓄电池内转化，为电动汽车提供动力。

目前，电动汽车的充电技术主要有整车充电技术和电池组快速更换充 电技术两种。整车充电技术类似于燃油汽车的加油站，充电桩就像加油站 里的加油机，只需将充电桩上的电源插头连接在电动汽车上的插座就可以 进行充电服务，一般的电动汽车蓄电池充电时间为2-6个小时，充电过程 中车辆占用了大量的时间和场地，如果要缩短充电时间，则需采用快速充 电技术，充电到电池能够满足车辆基本行驶需要即可，快充造成电池寿命 极度衰减。电池组快速更换充电技术是通过直接更换电动汽车内的车载电 池组来达到为电动汽车提供充电服务的目的，通常在几分钟内就能将更换 新的电池，提高了电动汽车的方便性和快捷性，更换下来的电池组待接入 地面充电系统进行统一充电，电池组快速更换充电技术具有流程简单易控、 更换时间短等优势，但是现有的电动汽车电池组快速更换系统大多采用人 工更换电池组，工作效率低，更换时间长，自动化程度低，发生事故不能 及时处理，容易导致电池组的损坏。

发明内容：

为此，本发明所要解决的技术问题在于现有技术中用于电动汽车的电 池组更换系统大多采用人工更换电池组，工作效率低、更换时间长，自动 化程度低，发生事故不能及时处理，容易导致电池组的损坏，从而提出一 种电动汽车电池组快速更换系统。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种电动汽车电池组快速更换系统，包括：

车辆停放区，所述车辆停放区用于停放待换电池组的电动汽车。

换电装置，所述换电装置为两个，分别对称设置在所述车辆停放区的 两侧，所述换电装置的下方设置有与所述车辆停放区平行的第一导轨和与 所述车辆停放区垂直的第二导轨，所述换电装置在所述第一导轨和所述第 二导轨上移动。

电池架，所述电池架为两个，分别对称设置在两个所述换电装置远离 所述车辆停放区的一侧，所述电池架包括若干个电池单架和位于所述若干 个所述电池单架底部中间位置的电池组交换平台。

堆垛机，所述堆垛机为两个，分别对称设置在两个所述电池架远离所 述换电装置的一侧，所述堆垛机的下方设置有与所述电池架平行的第三导 轨，所述堆垛机在所述第三导轨上移动。

图像传感器，所述图像传感器包括设置在所述车辆停放区前方的第一 图像传感器、设置所述换电装置上的第二图像传感器、设置在所述堆垛机 上的第三图像传感器。

作为上述技术方案的优选，所述换电装置为机械手，用于取下所述电 动汽车上的待充电池组并传送到所述电池组交换平台上，并将所述电池组 交换平台上的满电电池组放入到所述电动汽车上。

作为上述技术方案的优选，所述电池单架上放置待充电电池组和满电 电池组。

作为上述技术方案的优选，所述电池架上设置有锁止机构，用于固定 所述待充电电池组和所述满电电池组。

作为上述技术方案的优选，所述电池架上设置有烟雾传感器。

作为上述技术方案的优选，所述电池单架上设置有显示装置。

作为上述技术方案的优选，所述电池架采用钢体框架结构。

本发明的有益效果在于：其通过换电装置在第一导轨和第二导轨上移 动到达电动汽车的电池组位置取出待充电电池组传送到电池架的电池组交 换平台上，并将满电电池组放入到电动汽车上，通过堆垛机在第三导轨上 移动将电池组交换平台上的待充电电池组放入到电池架上进行充电并将满 电电池组放入U到电池组交换平台上为下一次更换电池做准备，实现了电池 组的自动快速更换，无需人工搬运，工作效率高，大大缩短了更换时间； 其通过在车辆停放区域、换电装置、堆垛机上设置图像传感器，可以实时 获取电池组位置，方便装置移动；其通过在电池架上设置烟雾传感器，可 以实时监控电池组充电过程中安全故障的发生，提高了安全性；其通过在 电池单架上设置显示装置，可以方便的显示该电池单架上的电池组是否满 电。本发明结构简单、操作方便、自动化程度高、易于生产。

附图说明：

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的 范围。其中：

图1为本发明一个实施例的电动汽车电池组快速更换系统结构示意 图；

图2为本发明一个实施例的电动汽车电池组快速更换系统结构俯视 图；

图3为本发明一个实施例的电池架结构示意图；

图4为本发明一个实施例的电池单架结构示意图。

图中符号说明：

1-车辆停放区，2-电动汽车，3-换电装置，4-电池架，5-堆垛机，301- 第一导轨，302-第二导轨，401-电池单架，402-电池组交换平台，403-带 充电电池组，404-满电电池组，406-烟雾传感器，407-显示装置，501-第 三导轨，601-第一图像传感器，602-第二图像传感器，603-第三图像传感 器。

具体实施方式：

如图1、图2所示，本发明的电动汽车电池组快速更换系统，包括： 车辆停放区1，换电装置3，电池架4，堆垛机5，图像传感器6。

所述车辆停放区1用于停放待换电池组的电动汽车2，所述车辆停放 区1周围有标志线，驾驶员将电动汽车2在标志线内停放。

所述换电装置3为两个，分别对称设置在所述车辆停放区1的两侧， 所述换电装置3的下方设置有与所述车辆停放区1平行的第一导轨301和 与所述车辆停放区1垂直的第二导轨302，所述换电装置3在所述第一导 轨301和所述第二导轨302上移动。所述换电装置3为机械手，用于取下 所述电动汽车2上的待充电池组403并传送到所述电池组交换平台402上， 并将所述电池组交换平台402上的满电电池组404放入到所述电动汽车2 上。

所述电池架4为两个，分别对称设置在两个所述换电装置3远离所述 车辆停放区1的一侧，所述电池架4与所述车辆停放区1平行设置，如图 3所示，所述电池架4包括若干个电池单架401和位于所述若干个所述电 池单架401底部中间位置的电池组交换平台402。所述电池单架401上放 置待充电电池组403和满电电池组404。所述电池架4上设置有锁止机构 405(图中未示出)，用于固定所述待充电电池组403和所述满电电池组404。 所述电池架4上设置有烟雾传感器406。所述电池架4采用钢体框架结构。 所述电池单架401上的待充电电池组403固定后通过充电装置对所述电池 组进行充电，如图4所示，所述电池单架401上可以设置有显示装置407， 用于显示该电池单架401上的电池组是否充满电，该显示装置407为发光 二极管指示灯，若指示红灯则表示该电池组为待充电，若指示绿灯则表示 该电池组为满电。

所述堆垛机5为两个，分别对称设置在两个所述电池架4远离所述换 电装置3的一侧，所述堆垛机5的下方设置有与所述电池架4平行的第三 导轨501，所述堆垛机5在所述第三导轨501上移动，所述堆垛机5的装 卸平台上设置有推拉杆、锁紧装置和可伸缩的电池导轨，可以方便的实现 取放电池组。

所述图像传感器6包括设置在所述车辆停放区1前方的第一图像传感 器601、设置所述换电装置3上的第二图像传感器602、设置在所述堆垛机 5上的第三图像传感器603，所述第一传感器601用于获取电动汽车的位置， 所述第二图像传感器602用于换电装置3移动时获取与电池组的位置关系， 所述第三图像传感器603用于堆垛机获取电池架4的电池单架401上是否 已经有电池组，并且通过获取显示装置407的信息来判断该电池组是待充 电的还是已经充完电的。

工作原理：

驾驶员将电动汽车驶入车辆停放区，第一图像传感器获取电动汽车进 入车辆停放区的信息，换电装置开始在第一导轨和第二导轨上移动，换电 装置上方的第二图像传感器获取换电装置与所述电动汽车上电池组的位置 关系，根据获取的信息，换电装置到达电动汽车需要更换的电池组位置， 取出待充电电池组，并在第二导轨上移动将所述待充电电池组放入到电池 架上的电池组交换平台上，再将电池组交换平台上的满电电池组移动到电 动汽车上，堆垛机上的第三图像传感器获取堆垛机与电池组交换平台的位 置信息，堆垛机在第三导轨上移动到电池组交换平台的位置，利用推拉杆 和可伸缩的电池导轨将待充电电池移动到装卸平台上并利用锁紧装置锁 紧，再通过第三图像传感器获取电池架上的空电池单架的位置，堆垛机在 第三导轨上移动到空的电池单架的位置并通过推拉杆、可伸缩的电池导轨 将待充电电池组放入到电池单架上，通过第三图像传感器获取电池架上的 满电电池组的位置，取出满电电池组并将所述满电电池组传送到电池组交 换平台上，为下一次更换电池组做准备。

本实施例所述的电动汽车电池组快速更换系统，包括车辆停放区、换 电装置、电池架、堆垛机、图像传感器。其通过换电装置在第一导轨和第 二导轨上移动到达电动汽车的电池组位置取出待充电电池组传送到电池架 的电池组交换平台上，并将满电电池组放入到电动汽车上，通过堆垛机在 第三导轨上移动将电池组交换平台上的待充电电池组放入到电池架上进行 充电并将满电电池组放入到电池组交换平台上为下一次更换电池做准备， 实现了电池组的自动快速更换，无需人工搬运，工作效率高，大大缩短了 更换时间；其通过在车辆停放区域、换电装置、堆垛机上设置图像传感器， 可以实时获取电池组位置，方便装置移动；其通过在电池架上设置烟雾传 感器，可以实时监控电池组充电过程中安全故障的发生，提高了安全性。 本系统结构简单、操作方便、自动化程度高、易于生产。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方 式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可 以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予 以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保 护范围之中。