[发明专利]电池更换系统和方法

说明书

电池更换系统包括抓握组件和致动组件。抓握组件配置成安置于车辆上，且接合在其中安置有一个或更多个电池的电池箱。致动组件配置成将抓握组件远离车辆而朝向电池箱移动。致动组件还配置成将抓握组件移动成与电池箱的紧固组件接合。致动组件配置成在抓握组件接合电池箱的紧固组件的同时将抓握组件朝向车辆移回以将电池箱提升至车辆上。

相关申请的交叉引用

本申请主张对2013年9月10日提交的标题为“Battery Powered OHV WithOnboard Battery Changing System And Bucket(带有机载电池更换系统和铲斗的电池供电式OHV)”的美国临时申请序号No.61/876216的优先权，并且该临时申请的整个公开通过引用而并入本文中。

技术领域

本文中所描述的主题涉及电力供能的系统，诸如电动车辆。

背景技术

地下采矿作业中所利用的采矿车适合于适应车辆运行的环境的严格限制。窄通道、急弯、低顶板以及小的临时工作台区或仓库区导致具有低型面、更短的轴距或铰接式框架和大大地加固的操作员操纵室的车辆。

能够通过使用柴油机或电动机来实现地下推进，然而，电池驱动式电动机通过减少排放物和塞子或软管的残留物并减少与燃烧有关的事故的实例而提供优点。电动机由各种化学类型的电池供电，并且倾向于由重型而不容易灵活操纵的单元组成。

在地下采矿作业中，以电池给车辆及相关的装备供电的方式存在明显的优点。这些优点包括：减少排放物；相对安全；以及减少与燃烧有关的事故。正如典型的家用电池的使用情况那样，在某段时间之后，将需要替换电池。由于能够使电池下降于指定的临时工作台区并安装替换件而能够促进电池替换。

单元构成单个的电池。继而，电池被容纳于电池箱中，当电池在采矿环境下运行时，电池箱为电池提供一定程度的加固保护。对于那些具有监测电池数据或执行例程的微处理器的电池，可能要求将全部的电池或一部分的电池容纳于防爆箱中。在安装于采矿车时，电池箱由托盘或隔间支撑。电池的替换既不高效，也不容易。由于电池的尺寸和/或重量，连同矿内侧的严格限制，导致车辆中的电池的更换可能是成问题的且耗时的。

另外，车辆在采矿作业的期间移动经过的表面可能呈波浪形而高低不平。行进于这些表面上可能对由车辆运载且/或给车辆供能的电池造成突然的位移或其他震击作用。这些位移或震击作用可能导致电池变得从车辆移出，从而造成相当大的安全风险且/或导致停止对车辆的供电。

一些当前可获得的地下采矿电池供能的车辆不具有车载电池更换系统。这些机器中的电池的交换要求使用提升机或其他提升装备。这导致在所要求的电池充电或交换周期的期间，停机时间更长，并且，需要另外的装备来进行维护。关于要求用于移除电池的外部提升索具的另一问题是，由于主动采矿工作面前进而保持电池更换区位于工作区附近，因而必须移动该装备。

使用设计成用于在采矿挖铲(scoop)式车辆上使用的电池更换系统可能造成另外的问题。硬岩矿典型地具有比煤矿更窄的矿道宽度。由于车辆必须能够在这些矿的受限空间中运行，因而总体机器尺寸被限制。在将材料从铲斗(bucket)卸载时，矿的受限空间也造成问题。因此，使用推顶器铲刀(ejector blade)来移除材料。关于其他已知的设计的问题是，用于使推顶器铲刀运行的(多个)液压缸难以取出以用于替换或维修。同样地，由于铲斗装满材料，因而在缸行程的开始，需要更大的力来移动铲刀，因此，缸的布置倾向于不减小施加于推顶器上的力。

发明内容

在一个实施例中，系统(例如，电池更换系统)包括抓握组件和致动组件。抓握组件配置成安置于车辆上，且接合在其中安置有一个或更多个电池的电池箱。致动组件配置成将抓握组件远离车辆而朝向电池箱移动。致动组件还配置成将抓握组件移动成与电池箱的紧固组件接合。致动组件配置成在当抓握组件接合电池箱的紧固组件的同时将抓握组件朝向车辆移回以将电池箱提升至车辆上。