[发明专利]一种煤矿井下电动车辆电源快换装置及电源快换方法

权利要求书

1.一种煤矿井下电动车辆电源快换装置，其特征在于：包括电池快换机构、整车移动定位模块、车身姿态传感器和控制器，所述电池快换机构包括快换底座和快换电池架，所述快换底座用于设置在煤矿井下电动车辆的车架上，所述快换电池架用于放置电池或电池组，所述快换底座和所述快换电池架能够拆卸地连接，所述快换底座包括定位结构和锁紧结构，所述定位结构用于在所述快换底座和所述快换电池架连接时对所述快换电池架进行定位，所述锁紧结构用于在所述快换底座和所述快换电池架连接时对所述快换电池架进行锁紧，所述整车移动定位模块用于设置在煤矿井下电动车辆的车体上，所述整车移动定位模块用于检测煤矿井下电动车辆的位置，所述车身姿态传感器用于设置在煤矿井下电动车辆的车架上，所述车身姿态传感器用于检测煤矿井下电动车辆所处的地面坡度，所述锁紧结构、所述整车移动定位模块和所述车身姿态传感器分别与所述控制器电连接。

2.根据权利要求1所述的煤矿井下电动车辆电源快换装置，其特征在于：所述快换底座包括底座骨架、车架固定座、车架固定板和缓冲垫，所述定位结构和所述锁紧结构均设置在所述底座骨架上，所述底座骨架的两侧分别设置有两个所述车架固定座，各所述车架固定座与一所述车架固定板连接，各所述车架固定板分别与车架连接，各所述车架固定座与所述底座骨架之间还设置有斜拉支撑梁，所述底座骨架上设置有若干缓冲垫。

3.根据权利要求2所述的煤矿井下电动车辆电源快换装置，其特征在于：所述定位结构包括锁止销轴和限位块，所述锁止销轴为若干个，所述锁止销轴用于伸入所述快换电池架中，所述限位块为至少两个，所述限位块位于所述锁紧结构的外侧，所述限位块用于限制所述快换电池架的位置，所述底座骨架上设置有底座距离传感器，所述底座距离传感器与控制器电连接，所述底座距离传感器用于检测所述快换电池架与所述底座骨架之间的距离。

4.根据权利要求1所述的煤矿井下电动车辆电源快换装置，其特征在于：所述锁紧结构为锁止油缸组件，所述锁止油缸组件包括油缸座、锁止油缸、承载限位块、油缸距离传感器、传感器感应板和插销，所述油缸距离传感器与所述控制器电连接，所述油缸座、所述油缸距离传感器和所述承载限位块均设置在所述快换底座上，所述锁止油缸的缸体与所述油缸座铰接，所述锁止油缸的伸缩端与所述插销的一端铰接，所述插销位于所述承载限位块的通孔中，所述插销的另一端用于伸入所述快换电池架中，所述传感器感应板位于所述锁止油缸的伸缩端与所述插销的铰接处，所述油缸距离传感器位于所述油缸座与所述传感器感应板之间。

5.根据权利要求4所述的煤矿井下电动车辆电源快换装置，其特征在于：所述锁紧结构为四个，两个所述锁紧结构靠近所述快换底座的一端设置，另外两个所述锁紧结构靠近所述快换底座的另一端设置，靠近所述快换底座同一端的两个所述锁紧结构的所述锁止油缸在伸长时相向设置。

6.根据权利要求1所述的煤矿井下电动车辆电源快换装置，其特征在于：所述快换电池架包括上吊架和下骨架，所述上吊架与下骨架进行连接；所述下骨架底部设置有两层承载横梁，上层的所述承载横梁上设置有电池固定座，所述电池固定座用于放置电池或电池组，下层的所述承载横梁上设置有锁止油缸垫板，两层所述承载横梁之间设置有叉车导向板。

7.根据权利要求1所述的煤矿井下电动车辆电源快换装置，其特征在于：还包括设置在车架上的低压备用电源模块，所述低压备用电源模块用于向所述煤矿井下电动车辆电源快换装置供电。

8.一种采用权利要求1-7中任一项所述的煤矿井下电动车辆电源快换装置的电源快换方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1，当车辆电量不足，驾驶员停车后，发出换电需求指令，车载移动定位模块检测到车辆所处的位置，车身姿态传感器检测到车辆所处的地面坡度，当车辆所处位置非高危环境且地面坡度＜5°时，允许换电；

S2，根据备用电池或电池组放置位置与所处环境设备条件，选择顶吊或叉装的换电方式；

S3，锁止油缸收回，当各油缸距离传感器检测到各锁止油缸完全收回时，进行下一步操作；

S4，将旧电池或电池组连同快换电池架沿垂直于车架表面的方向进行顶吊或叉装，超过锁止销轴高度后，将旧电池或电池组连同快换电池架水平移动，将旧电池或电池组连同快换电池架放置车身一侧；

S5，从车身另一侧将备用电池或电池组以相同轨迹经过二级定位放置于快换底座上；

S6，当底座距离传感器感应到电池快换架完全落下并插入锁止插销时，锁止油缸伸出，压紧电池快换架，换电完成。