[发明专利]电动汽车的电池更换系统及方法

说明书

技术领域

公开的实施例总体涉及一种电动汽车的电池更换系统以及使用该电池更换系统的方法。

背景技术

以电池为主电源的电动汽车通常需要进行电池维护，通过在合适的电池充电接口给电池充电或通过用新电池更换电量耗尽的电池来给这些电池充电。尽管电池充电接口在方便接近汽车的各个位置都随处可行(例如，用户住所、停车场、购物中心、办公楼等)，但更换电动汽车的电池仍然需要专用机械和基础设施。出于这个目的，电池更换站被设计成允许快速、有效地维护需要更换电池的电动汽车。

下面将简要描述从专利文献获知的各种电池更换站解决方案。

专利号为6,014,597的美国专利描述了一种分布式电池更换网，所述分布式电池更换网通过道路车道中设置并由盖板遮盖的地下机器人电池更换器采用紧急停车来维护电动汽车，所述盖板被配置成水平移动，从而允许从汽车下方接近汽车的电池。

专利公开案FR2737694描述了一种电站，所述电站被设计成利用活动夹持、存储及充电模块的组合来更换汽车的电池。本公开案中描述的电站被设计成取出废电池并利用机器人夹持器将新电池置于汽车中，所述机器人夹持器被配置成从汽车的侧面(即，相对于汽车横向)接近并取出/更换汽车的电池。

专利公开案GB1,377,729描述了一种电动汽车的可更换电池托盘，所述电池托盘被构造成形成汽车底部的一部分的可拆卸容器。电池托盘容纳电池组并被设计成可连接至汽车的底侧。在该公开案中，通过使汽车移动至设有滚子组的电池托盘降低并沿人行道方向滑动的升降平台上方的位置来更换电池。然后将充电电池平台传送至升降平台，提升到汽车中，并通过螺栓固定在汽车上。

在WO2010/033883中描述的电池更换站中，利用多个传送系统沿车道使被维护的汽车在站的更换车道上移动，所述车道被配置成将汽车定位在包括滑动门的交换站中，所述滑动门被配置成从汽车的底侧接近汽车的电池。

发明内容

在某些实施例中，本发明涉及一种电池更换系统，所述电池更换系统与电池维护站相关联并被配置成维护具有不同大小和不同几何尺寸的各类汽车。在某些实施例中，所述电池更换系统还被配置成更换具有不同大小和不同几何尺寸的各类电池。出于这个目的，电池更换车道在本发明中用于支撑汽车并使汽车移动至或移动穿过所述电池更换系统，并被配置成允许各类汽车在其上方通过。采用专门设计的可调工具来允许更换具有不同大小和几何尺寸的许多种电池。

所述电池更换车道可以包括细长支撑平台，所述支撑平台具有在车道一端限定汽车入口并在车道另一端限定汽车出口的两个端部。相应地，被维护的汽车可以通过汽车入口接近电池更换车道，在进行维护之后，通过车道的汽车出口离开电池更换车道。

应注意，所述电池更换车道及其相关传送系统可以是电池维护站的共用车道的一部分(例如，必不可少的一部分)，而所述电池维护站可以包括若干子站，其中的一个或多个子站与所述电池更换系统相关联。例如，所述电池维护站包括通常位于所述电池更换系统上游的清洁子站以及限定汽车“处于”不同类型的服务之间的汽车等候区的一个或多个子站。在转让给本申请的受让人并通过引用并入本文的WO2010/033883及WO2010/033881中描述了包括若干子站的电池维护站。

所述电池更换车道包括电池更换开口部，所述电池更换开口部位于车道的入口和出口之间，并被配置成允许具有不同大小和不同几何尺寸的各类电池通过。所述电池更换开口部还被配置成允许电池更换工具从位于汽车支撑平台下的维护井(本文中也被称为空腔)接近正在维护的汽车的底面。所述更换工具被配置成拆卸安装在汽车中的电池，将所述电池降到维护井中，通过更换开口部从维护井升起新电池并将所述新电池安装在被维护的汽车中。在本发明的某些实施例中，所述汽车支撑平台沿地面延伸，并且所述电池更换系统的电池更换工具及相关设备位于地下。