电动汽车系统更换的关键技术

1.更换设备的定位与锁止机构

（1）定位机构

更换设备对电池箱的多种自动精确定位可以让其快速地找到车辆电池箱的具体存储位置，保证车辆与更换设备的无缝连接以及更换动作的准确度，是完成后续一切更换动作的前提和保障。

更换设备对电动车辆动力电池系统的定位通常采用了多种定位技术集成和多重多层次定位的方案来保证精度。定位系统一般包括接近开关定位系统、红外定位控制系统、搭桥柱定位系统、霍尔开关定位系统和电池箱到位控制系统。各个定位系统及其作用见表8-2。

表8-2 定位系统及其作用

（2）锁止机构

更换设备对电池箱的锁止和解锁操作可以完成电池箱在车上的固定与分离，使得电池的换电过程更加简便快速。

电池箱的锁止是依靠电磁锁结构来完成的，锁止和解锁过程通过机械式触点来传递电池箱的位置信息，并提供锁止和解锁信号。整个结构具有简单、安全、可靠等优点。

如图8-5所示，A部分为电池箱锁止结构，电磁锁由整车低压供电；在解锁结构B触电接触后，电磁锁供电处于打开状态，依靠电磁吸取装置的电动缸推力来解除锁止预紧力，从而实现电池箱的顺利解锁。

图8-5 电池箱锁止机构

为保证应急工况下或非快速更换工况下电磁锁能够顺利打开，锁止结构应该还需具备其他的开锁方式，例如：

①手动更换电池时，通过手动解锁装置打开。

②在非正常情况下，手动控制机构供电，使电磁锁打开。

③在非正常情况下，使用专用工具在电池箱侧面拨开电磁锁。(www.xing528.com)

2.适应于快速更换的电池箱快速定位技术

为了适应动力电池自动快速更换的需要，可以采用电池箱多级渐进定位方式和结构来保证电池内箱与电池外箱的迅速准确定位，如图8-6所示。

图8-6 电池箱内、外箱体间定位结构

（1）一次定位

电池内箱进入外箱时，通过内箱底部凸缘与外箱滚轮凹槽滑道配合，可以实现一次电池箱定位导向，并可以通过单侧滑道来防止电池箱的错箱或倒置。这种方式的定位精度为2mm。

（2）二次定位

内箱推入至外箱纵深9/10的深度后，外箱上的定位销与内箱的定位孔之间进入相互配合状态，可以实现内、外箱体的二次定位，这种方式的定位精度为0.5mm。

（3）浮动定位

动力线连接件及通信线连接件均采用浮动定位的方式，其浮动误差范围为2mm。通过这种方式可以消除装配过程中的累计误差，并且可以在车辆运行的过程中，消除由于振动所造成的内、外箱体之间的相对误差。

3.电池箱编码方法

在换电站内存储的电池中，每个电池组整体的容量、SOC和内阻等参数都有所不同。参数不同的电池组进行串、并联装箱并换入车辆电池仓组成电池系统之后，会出现不一致性问题并且有可能导致电池系统故障。

为了保证重新成组装车的电池组能够正常工作，并且能够在电池发生故障时实现快速定位，可以将检测模块、电池箱和电池箱门进行统一编号。

通过这种编码方式，当电池箱重新成组装车后，控制系统就可以根据从检测模块那里获取的编号信息来判断电池箱编号是否发生冲突。当发生冲突时，控制系统能够指出存在冲突的电池箱编号，从而方便重新成组。

当不存在编号冲突后，为了避免将容量、SOC和内阻不一致的电池箱混用，需要判断成组装车后各个电池箱性能是否匹配。电池组重新装车后，车载电池管理系统可以通过内部总线来获取各个电池箱检测模块估算得到的电池容量、SOC和内阻信息，通过与预先设定的差异阈值进行比较，从而可以判断成组的电池是否匹配。