一种换电方法与流程

1.本发明涉及新能源汽车换电技术领域，特别是一种换电方法。


背景技术：

2.随着新能源汽车发展越来越迅速，新能源汽车能量补给技术也在不断提升。当前新能源汽车的能量补给主要有两种方式：充电桩充电和换电站换电。
3.对充电而言，此方式有较多缺点：充电效率低、占用场地资源较多、电池维护成本高、降低电池使用寿命等。为解决能量补给效率问题，换电模式应运而生，这不仅可以大大提高能量补给效率，还无需占用太多场地资源，且不会产生在非理想环境下充电对车辆电池寿命所带来的不利影响。
4.采用直接更换新能源汽车电池的方式成为了新能源汽车的能量补给的主流发展方向。目前换电模式主要集中在对汽车定位技术上，汽车行驶到指定换电区域后，顾客下车在旁等待，将汽车抬升一定高度进行换电动作，这使得顾客驾驶体验感下降，同时对顾客驾驶技术有一定要求。另一方面，大部分换电站仍是人工手动操作完成换电或需要人工值守，无法实现全自动换电，增加人工成本。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题，在于提供一种换电方法，实现全自动换电，提高效率及客户体验感，降低人工成本。
6.本发明是这样实现的：一种换电方法，包括：
7.步骤s1、接收到新能源汽车已停放到预定区域的信号；
8.步骤s2、控制电池包运输车移动到新能源汽车的电池包下方的预定位置；
9.步骤s3、控制电池包运输车将新能源汽车的亏电电池包拆下；
10.步骤s4、控制电池包运输车将新能源汽车的亏电电池包运输至亏电中转平台存放；
11.步骤s5、控制堆垛机从充电库中取出满电电池包，并放置到满电中转平台存放；
12.步骤s6、控制电池包运输车将满电中转平台上存放的满电电池包取下；
13.步骤s7、控制电池包运输车将满电电池包运输至所述预定位置，后将满电电池包安装到新能源汽车上，完成后控制电池包运输车从新能汽车下方退出；
14.步骤s8、控制堆垛机将亏电电池包从亏电中转平台取下，后放入充电库中进行充电；
15.其中：
16.所述步骤s1至步骤s4中任一步骤和所述步骤s5同步执行，或者按照顺序执行；
17.所述步骤s6或步骤s7中任一步骤和所述步骤s8同步执行，或按照顺序执行。
18.进一步地，所述步骤s4进一步为：控制电池包运输车将新能源汽车的亏电电池包运经过电池包上表面视觉拍照模块预定的拍照位置，
19.后控制电池包上表面视觉拍照模块对亏电电池包上表面进行拍照，并将照片发送给控制装置，控制装置将拍摄的照片和预先存储的信息进行对比，判断是电池包上表面否有损伤，若有损伤，则控制电池包运输车停止工作，并控制报警装置发出报警提示，等待工作人员处理异常，若无损伤，则继续控制电池包运输车将亏电电池包运至亏电中转平台存放。
20.进一步地，所述步骤s8进一步为：控制堆垛机将亏电电池包从亏电中转平台取下后，先控制堆垛机移动将亏电电池包移动至下表面视觉拍照模块上方预定的拍照位置；
21.再控制电池包下表面视觉拍照模块对亏电电池包下表面进行拍照，并将照片发送给控制装置，控制装置将拍摄的照片和预先存储的信息进行对比，判断是电池包下表面否有损伤，若有损伤，则控制堆垛机停止工作，并控制报警装置发出报警提示，等待工作人员处理异常，若无损伤，则再控制堆垛机工作，将亏电电池包放入充电库中进行充电。
22.进一步地，还包括：
23.步骤s9、在执行所述步骤s8之前，还控制电池包运输车将亏电电池包运输至清洗机构；后控制清洗机构对亏电电池包进行清洗。
24.本发明具有如下优点：一种换电方法，包括：接收到新能源汽车已停放到预定区域的信号；后控制电池包运输车移动到新能源汽车的电池包下方的预定位置；后将新能源汽车的亏电电池包拆下；再控制电池包运输车将新能源汽车的亏电电池包运输至亏电中转平台存放；可同步控制堆垛机从充电库中取出满电电池包，并放置到满电中转平台存放；再控制电池包运输车将满电中转平台上存放的满电电池包取下；然后控制电池包运输车将满电电池包运输至所述预定位置，后将满电电池包安装到新能源汽车上，完成后控制电池包运输车从新能汽车下方退出；接着控制堆垛机将亏电电池包从亏电中转平台取下，后放入充电库中进行充电。整个换电过程有控制装置进行控制，实现自动换电，提高了工作效率，司机和乘客无需下次等待，提高了客户体验感。
附图说明
25.下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。
26.图1是本发明电池包运输车运输电池包的示意图。
27.图2是本发明的清洗机构的示意图。
28.图3是本发明的电池包下表面视觉拍照模块的示意图。
29.图4是本发明的第二相机、透明玻璃板、灰尘吹出机构的爆炸图。
30.图5是本发明的电池包上表面视觉拍照模块的示意图。
31.图6是本发明的充电库的内部结构示意图1。
32.图7是本发明的充电库的内部结构示意图2。
33.图8是本发明的一层充电仓的示意图。
34.图9是本发明的侧边限位机构的示意图。
35.图10是本发明的侧边定位机构的示意图。
36.图11是本发明的插头驱动装置、第一插头支座及第二插头支座的示意图。
37.图12是本发明的堆垛机的立体图。
38.图13是本发明的堆垛机的侧视图。
39.图14是本发明的堆垛机的俯视图。
40.图15是本发明的电池包夹爪、电池包推拉机构、电池包的示意图。
41.图16是本发明的电池包夹爪抓取抓取电池包的示意图。
42.图17是本发明的摆正机构的立体图。
43.图18是本发明的电池包推拉机构勾住电池包的示意图1。
44.图19是本发明的电池包推拉机构勾住电池包的示意图2。
45.图20是本发明的钩爪机构的立体图。
46.图21是本发明的钩爪机构的仰视图。
47.图22是本发明的定位销装配示意图。
48.图23是本发明的满电中转平台或亏电中转平台抓取电池包的立体图。
49.图24是本发明的满电中转平台或亏电中转平台抓取电池包的主视图。
50.图25是本发明的中转夹爪的立体图。
51.图26是本发明的中转夹爪的主视图。
52.图27是本发明的中转夹爪的左视图。
53.图28是本发明的辅助工装的立体图。
54.图29是本发明的中转夹爪的爆炸图1。
55.图30是本发明的中转夹爪的爆炸图2。
56.图31是本发明的升降门的立体图。
57.图32是本发明的升降门本体的爆炸图。
58.图33是本发明的升降机构的立体图。
59.图34是本发明的升降机构和处于分解状态的防坠落机构的立体图一。
60.图35是本发明的升降机构和处于分解状态的防坠落机构的立体图二。
61.图36是本发明的换电系统的俯视图。
62.图37是本发明的换电系统的立体图1。
63.图38是本发明的换电系统的立体图2。
具体实施方式
64.在对发明的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的描述为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对发明保护范围的限制。
65.在发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在发明中的具体含义。
66.请参阅图1至图38所示。在具体一实施例中，如图23至图30所示的实施例，所述满电中转平台7和亏电中转平台9采用相同的结构。
67.一种换电方法，包括：
68.步骤s1、接收到新能源汽车已停放到预定区域的信号；
69.步骤s2、控制电池包运输车1移动到新能源汽车的电池包下方的预定位置；
70.步骤s3、控制电池包运输车1将新能源汽车的亏电电池包拆下；
71.步骤s4、控制电池包运输车1将新能源汽车的亏电电池包运输至亏电中转平台9存放；
72.步骤s5、控制堆垛机5从充电库6中取出满电电池包，并放置到满电中转平台7存放；
73.步骤s6、控制电池包运输车1将满电中转平台7上存放的满电电池包取下；
74.步骤s7、控制电池包运输车1将满电电池包运输至所述预定位置，后将满电电池包安装到新能源汽车上，完成后控制电池包运输车1从新能汽车下方退出；
75.步骤s8、控制堆垛机5将亏电电池包从亏电中转平台9取下，后放入充电库6中进行充电；
76.其中：
77.所述步骤s1至步骤s4中任一步骤和所述步骤s5同步执行，或者按照顺序执行；
78.所述步骤s6或步骤s7中任一步骤和所述步骤s8同步执行，或按照顺序执行。
79.所述步骤s4进一步为：控制电池包运输车1将新能源汽车的亏电电池包运经过电池包上表面视觉拍照模块2预定的拍照位置，
80.后控制电池包上表面视觉拍照模块2对亏电电池包上表面进行拍照，并将照片发送给控制装置，控制装置将拍摄的照片和预先存储的信息进行对比，判断是电池包上表面否有损伤，若有损伤，则控制电池包运输车1停止工作，并控制报警装置发出报警提示，等待工作人员处理异常，若无损伤，则继续控制电池包运输车1将亏电电池包运至亏电中转平台存放。
81.控制堆垛机5将亏电电池包从亏电中转平台9取下后，先控制堆垛机5 移动将亏电电池包移动至下表面视觉拍照模块3上方预定的拍照位置；
82.再控制电池包下表面视觉拍照模块3对亏电电池包下表面进行拍照，并将照片发送给控制装置，控制装置将拍摄的照片和预先存储的信息进行对比，判断是电池包下表面否有损伤，若有损伤，则控制堆垛机5停止工作，并控制报警装置发出报警提示，等待工作人员处理异常，若无损伤，则再控制堆垛机5工作，将亏电电池包放入充电库中进行充电。
83.还包括：步骤s9、在执行所述步骤s8之前，还控制电池包运输车1将亏电电池包运输至清洗机构4；后控制清洗机4构对亏电电池包进行清洗。
84.实施例：
85.本发明所述的换电方法采用以下换电系统：
86.一种换电系统，包括：
87.控制装置(未图示)；可采用plc。
88.电池包运输车1，通信连接于所述控制装置(未图示)；用于取出换电车辆内亏电电池包并运送至亏电中转平台9，以及将满电电池包从满电中转平台7运送至换电车辆进行装包；所述电池包运输车1还用于从换电车辆电池架进行电池包解锁以及电池包上锁功能。所述电池包运输车1可采用现有的agv车，如专利申请号：202011553015.2，申请日：20201224，公开的一种机械定位机构及agv小车，该agv小车包括车体，智能控制单元、及驱动轮机构、
机械定位机构、解锁机构、以及举升机构，智能控制单元控制驱动轮机构、机械定位机构、解锁机构、举升机构进行车体的运动，汽车电池的定位、解锁及举升机构的升降。机械定位机构在agv小车经过智能导航接近电动汽车的电池位置附近后，进一步精准地的定位对准电动汽车上的定位槽，然后举升机构向上将电池底部拖住，再通过解锁机构将电动汽车上锁紧的电池机构解锁，解锁后电池完成落在举升机构上，然后举升机构下降，后agv小车将电池运走。装入电池也重复类似过程。
89.电池包上表面视觉拍照模块2，通信连接于所述控制装置(未图示)；用于拍照，识别电池包上表面是否有异物，破损等。可采用现有的视觉检测装置。
90.电池包下表面视觉拍照模块3，通信连接于所述控制装置(未图示)；用于拍照，识别电池包下表面是否有异物，破损等。
91.清洗机构4，通信连接于所述控制装置(未图示)；用于清洗电池包表面灰尘，赃物等，包含对电池包上、下表面的清洗。
92.堆垛机5，包括第一支撑架51、x轴移动机构52、电池包夹爪53、z 轴移动机构54、及电池包推拉机构55；所述x轴移动机构52通信连接于所述控制装置(未图示)，并驱动所述第一支撑架51沿x轴方向运动；所述电池包夹爪53包括支撑装置531、两个夹爪532、第一驱动装置533、及两摆正机构534；所述支撑装置531沿z轴方向活动地连接于所述第一支撑架51；两所述夹爪532沿x方向活动连接于所述支撑装置531，并呈对称布置；所述第一驱动装置533固定连接于所述支撑装置531，并通信连接于所述控制装置(未图示)，且驱动两所述夹爪532同步张开或夹紧运动；所述摆正机构534一一对应连接于所述夹爪532，并呈对称布置，且通信连接于所述控制装置(未图示)；所述z轴移动机构54通信连接于所述控制装置(未图示)，并驱动电池包夹爪53沿z轴方向运动；所述电池包推拉机构55包括主体框架551、第二驱动装置552、钩爪机构553及传动机构554；所述主体框架551固定连接于所述支撑装置531；所述第二驱动装置552固定连接于所述主体框架551，并通信连接于所述控制装置(未图示)；所述钩爪机构553包括第二支撑架5531、电池包定位模块和电池包保护模块；所述第二支撑架5531沿y轴方向活动地连接于所述主体框架551；所述电池包定位模块连接于所述第二支撑架5531；所述电池包保护模块连接于所述第二支撑架5531；所述传动机构554分别和所述第二支撑架5531与第二驱动装置552的输出端连接；所述堆垛机5用于抓取电池包，包括从充电库 6取出满电电池包放置在满电中转平台7，以及从亏电中转平台9上抓取亏电电池包运送至充电库6进行充电；
93.充电库6，通信连接于所述控制装置(未图示)，并沿y轴布置在所述电池包推拉机构55的后方，且入口朝向所述电池包推拉机构55；充电库6 用于储存电池包，并对电池包进行充电。
94.满电中转平台7，通信连接于所述控制装置(未图示)；用于满电电池包中转。
95.亏电中转平台9，通信连接于所述控制装置(未图示)，用于亏电电池包中转。
96.所述清洗机构4、堆垛机5、充电库6、电池包下表面视觉拍照模块3、满电中转平台7及亏电中转平台安装在一密闭房屋内；
97.所述密闭房屋设有升降门8，所述升降门8通信连接于所述控制装置(未图示)；
98.所述电池包上表面视觉拍照模块2安装在所述升降门8外。
99.从而密闭房屋内作为充电区域，升降门8将电池包充电区域和外界隔离，保持恒温
状态，利于保证电池包的使用寿命。电池包运输车1进出充电区域过程中，需对外界冷热空气进行隔绝，以免外界冷热空气对充电区域充电区产生影响。
100.所述升降门8包括支撑架81、升降门本体82、升降机构83及防坠落机构84；
101.所述支撑架81包括底座811、竖直导向件812、及至少一对滑轮组813；所述底座811有两个，并呈对称布置在所述升降门本体82的两侧；所述竖直导向件812有两个，开设有一竖向凹槽8121和一横向避让通孔8122，所述横向避让通孔8122和所述竖向凹槽8121连通；所述竖直导向件812固定连接于所述底座811上，并在所述升降门本体82的两侧呈对称布置；每对所述滑轮组813呈对称布置，所述滑轮组813包括轮座8131，第一滚动件 8132及第二滚动件8133；所述轮座8131，固定连接于所述升降门本体82；所述第一滚动件8132至少一对，转动连接于所述轮座8131，并呈对称布置，且沿着所述竖直导向件812上下滚动；所述第二滚动件8133转动连接于所述轮座8131，并伸入所述竖向凹槽8121内，沿着所述所述竖向凹槽8121 滚动；
102.所述升降门本体82包括框架821、封板822、隔热棉823、防撞缓冲条 824、及密封条825；所述框架821和所述升降机构83的输出端连接；所述封板822固定连接于所述框架821的前端面；所述隔热棉823夹在所述封板 822和框架821之间；所述防撞缓冲条824固定连接于所述封板822和框架 821的底端；所述密封条825固定连接于所述封板822和框架821在顶端及两侧面的连接缝处，将连接缝密封住；所述升降门本体82的密封条825和隔热棉823起密封、隔热作用，避免门外的冷或热空气对门内产生影响。
103.所述升降机构83有两个，并呈对称布置；所述升降机构83包括固定板 831、升降驱动装置832和浮动接头833；所述固定连接于所述升降门本体 82；所述浮动接头833固定连接于所述固定板831，并固定连接于所述升降驱动装置832的输出端；所述升降驱动装置832活动连接于所述底座811，并通信连接于所述控制装置(未图示)；
104.所述防坠落机构84包括防坠块841、防坠驱动装置842、安装座843、导向轴844及弹簧845；所述防坠块841活动的穿过所述横向避让通孔8122，并将所述滑轮组813支撑住；所述防坠驱动装置842固定连接于所述竖直导向件812，且输出端连接于所述防坠块841，并通信连接于所述控制装置(未图示)，驱动所述防坠块841沿横向运动；所述安装座843固定连接于所述竖直导向件812；所述导向轴844固定连接于所述竖直导向件812，并沿横向布置；所述弹簧845套在所述导向轴844上，且一端抵住所述防坠块841，另一端抵住所述安装座843或防坠驱动装置842。在具体一实施例中，所述防坠驱动装置842可通过一支架固定在所述竖直导向件812，也可固定连接于所述安装座843，所述安装座843起支架的作用，所述弹簧845分别抵住所述防坠块841和安装座843。
105.防坠原理：正常工作时，当升降门本体82需升降时，通过所述防坠驱动装置842驱动所述防坠块841从所述横向避让通孔8122退出，压缩所述弹簧845，升降门本体82升降升起开门完成后，所述防坠驱动装置842驱动所述防坠块841从所述横向避让通孔8122伸出，所述弹簧845伸长抵住所述防坠块841，并支撑住所述滑轮组813，从而将升降门本体82支撑住。
106.在正常工作时，升降门本体82由所述升降驱动装置832和防坠块共同支撑。
107.升降门本体82开门而升起，此时如果所述升降驱动装置832发生异常如断气、断电等导致失效时，所述防坠驱动装置842，此时其输出端失控，无法控制防坠块841而处于松垮
状态，此时由于弹簧845继续工作，会抵住防坠块841从所述横向避让通孔8122伸出，继续支撑住所述滑轮组，从而将升降门本体82支撑住，从而起防坠作用，提高了安全性。
108.升降门8的工作原理：所述防坠驱动装置842、升降驱动装置832都采用气缸，其气管通过汇流排组件连接在一起，并连接于电磁阀，电磁阀通信连接于控制装置(未图示)；
109.所述升降驱动装置832的活塞杆竖直朝上布置；所述防坠驱动装置842 的活塞杆水平布置。
110.升起开门，控制装置(未图示)控制所述防坠驱动装置842的活塞杆缩回，后升降驱动装置832的活塞杆向上伸出，带动升降门本体82升起，到位后再控制所述防坠驱动装置842的活塞杆伸出，带动防坠块841从所述横向避让通孔8122伸出，支撑住所述滑轮组813；
111.关门时，控制装置(未图示)控制所述防坠驱动装置842的活塞杆缩回，后控制控制升降驱动装置832的活塞杆向下缩回。
112.所述电池包上表面视觉拍照模块2包括：
113.龙门支架21，安装在所述清洗机构4的前方；
114.第一视觉相机22，活动地连接于所述龙门支架21，并通信连接于所述控制装置(未图示)，且镜头朝下布置；
115.第一光源23，活动地连接于所述龙门支架21，并电连接于所述控制装置(未图示)。第一光源23用于增加拍照区域的光强，使得拍照更清晰。
116.如图5所示，在具体一实施例中，所述第一视觉相机22的固定片开设有弧形调节槽221，通过螺丝穿过弧形调节槽221锁紧在一x调节块24上，从而可调节所述第一视觉相机22的角度。x调节块24的后端设有一固定轴，固定轴锁紧在y轴支杆25上，可沿轴向调节x轴坐标，y轴支杆25上下滑动地连接于所述龙门支架21上，实现z轴方向的调节，可通过在龙门支架 21开设z轴调节槽，y轴支杆25开设通孔，通过螺栓穿过通孔和竖直调节槽后用螺母锁紧，从而可实现z轴坐标调节；在y轴坐标则根据电池包运输车1的行进路线进行预设设定，后期不再调节。同理，所述第一光源23 可采用相似的弧形调节槽、x轴调节槽、z轴调节槽等调节结构，实现角度调节、x轴和z轴的位置调节，而y轴坐标也预设好后不调节。
117.所述电池包下表面视觉拍照模块3包括：
118.下视觉支架31，设于所述第一支撑架51的下方；
119.第二视觉相机32，通信连接于所述控制装置(未图示)，且镜头朝上布置；
120.第二光源33，活动连接于所述下视觉支架31，并电连接于所述控制装置(未图示)；
121.如图3和图4所示的实施例，和第一视觉相机21相似，所述第二视觉相机32和第二光源33也可采用弧形调节槽、z轴调节槽的结构来调节角度、 z轴坐标等。
122.透明玻璃板34，固定连接于所述第二视觉相机32的镜头的顶端，并将镜头覆盖住，由于第二视觉相机32的镜头朝上布置，通过透明玻璃板34 可避免第二视觉相机32的镜头积累灰尘；
123.灰尘吹出机构35，包括吹气板351、第一气管接头352和支撑板353；所述支撑板353固定连接于所述下视觉支架31；所述第二视觉相机32活动地连接于所述支撑板353；所述吹气板351开设有进气口(未图示)和若干出气口3511，所述进气口(未图示)气密性地连接于所述第一气管接头352，所述吹气板351固定连接于所述支撑板353，且出气口3511朝向所述透明玻璃板34的顶端。在具体一实施例中，所述第一气管接头352可连接于电磁阀，电磁阀
再连接于气源，且电磁阀通信连接于控制装置(未图示)，从而可通过控制装置(未图示)来自动控制第一气管接头352的吹气或断气，实现吹扫透明玻璃板34，进行除尘。
124.所述清洗机构4包括：
125.清洗支架41，安装在所述电池包上表面视觉拍照模块2和堆垛机5之间；所述清洗支架41可采用一体式，也可采用分体式，如附图2所示的实施例为分体式，包括上清洗支架411和下清洗支架412，电池包运输车1载着电池包从两者间的空腔经过，电池包上表面被上清扫刷42清扫，下表面被下清扫刷44清扫，气体从第二气管接头46吹出，对电池包的接口进行吹扫清理。如图2所示，第二气管接头46外的三角型区域为气体的吹扫示意区，可根据电池包的接口的位置预先设定。
126.上清扫刷42，旋转地连接于清洗支架41；其两端可通过轴承安装在上清扫支架411上，实现旋转，且一端可通过联轴器和上清扫驱动装置43的输出轴连接。
127.上清扫驱动装置43，固定连接于所述清洗支架41，且输出端连接于所述上清扫刷42，并通信连接于所述控制装置(未图示)；可采用电机。
128.下清扫刷44，旋转地连接于清洗支架41；其两端可通过轴承安装在下清扫支架412上，实现旋转，且一端可通过联轴器和下清扫驱动装置45的输出轴连接。
129.下清扫驱动装置45，固定连接于所述清洗支架41，且输出端连接于所述下清扫刷44，并通信连接于所述控制装置(未图示)；可采用电机。
130.第二气管接头46，固定连接于所述清洗支架41，用于吹扫电池包的接口；其和电磁阀连接；电磁阀和气源连接，并和控制装置通信连，从而实现自动控制气源的接通或断开。
131.其中：所述上清扫刷42和下清扫刷44呈上下布置，并具有一电池包通道47，电池包从电池包通道47经过，从而其上下表面可被上清扫刷42和下清扫刷44清扫。
132.所述支撑装置531包括：
133.第三支撑架5311；
134.第一导轨5312，有两个，固定连接于所述第三支撑架5311，且沿x轴方向布置；
135.第一滑块5313，有四个；
136.其中：
137.每所述夹爪532和两所述第一滑块5313固定连接，且这两所述第一滑块5313和两所述第一导轨5312一一对应滑动连接；
138.四个所述第一滑块5313呈矩形布置；
139.其中：
140.每所述夹爪532包括：
141.夹爪座5321，和所述第一驱动装置533的输出端连接；
142.输送滚轮5322，有若干个，连接于所述夹爪座5321的内侧，并沿y轴方向呈一列布置，且旋转轴线沿x轴方向布置；在具体一实施例中，每所述输送滚轮5322的外表面具有一层包胶，可对电池包底部起保护作用。同理，导向轮组5323的导向轮的外表面也具有一层包胶，对电池包的侧面起保护作用。
143.第一导向轮组5323，连接于所述夹爪座5321，并沿y轴方向呈一列布置，并位于所述输送滚轮5322的外侧，且高于所述输送滚轮5322，同时旋转轴线沿z轴布置；所述导向轮组5323在电池包的侧面对电池包进行导向和保护的作用。
144.第一检测装置5324，固定连接于所述夹爪座5321，并通信连接于所述控制装置(未图示)，且用于用于电池包是否超高或歪斜；在具体一实施例中，所述第一检测装置5324为对射传感器，有两个，并沿两条交叉的对角线布置。如图16所示，每个对射传感器包括发射器和接收器，并沿一条对角线布置，两个对射传感器的发射器和接收器构成一矩形；只有两个对射传感器都没有被阻挡，才能确保发射器发出的信号能被接收器接收到，代表此时电池包没有超高或翘起歪斜，否则其中接收器无法接收到信号，而导致对射传感器信号中断。
145.其中：所述电池包夹爪53还包括：
146.电池包信息识别或读取装置535，固定连接于所述支撑装置531、夹爪 532或摆正机构534，并通信连接于所述控制装置(未图示)；用来识别读取电池包信息，便于自动化管理，实现对电池包的跟踪。电池包信息识别或读取装置535可根据电池包上的信息设置方式来选取相应的设备，如可采用 rfid、扫码器、视觉装置等。如所述电池包信息识别或读取装置535通过一固定片固定于所述夹爪座5321。
147.限位保护件536，至少有两个，一一对应固定连接于所述夹爪532，并呈对称布置；
148.阻挡件537，固定连接于所述支撑装置531，且用于抵住各个所述限位保护件536。
149.在正常工作的情况下，两所述夹爪532的夹持动作可通过第一驱动装置533来控制，在第一驱动装置533发生故障而无法控制两夹爪532时，所述限位保护件536抵住所述阻挡件537，起到硬限位作用，避免两夹爪532将电池包夹持的太紧而夹坏、甚至夹爆电池包。
150.其中：所述摆正机构534包括：
151.底板5341，固定连接于所述夹爪532；
152.第二导轨5342，沿x轴方向向固定连接于所述底板5341；
153.第二滑块5343，滑动连接于所述第二导轨5342；
154.滑块连接板5344，固定连接于所述第二滑块5343；
155.推块5345，固定连接于所述滑块连接板5344；
156.第三驱动装置5346，固定连接于所述夹爪532，并通信连接于所述控制装置(未图示)，且输出端连接于所述滑块连接板5344；
157.所述第三驱动装置5346驱动滑块连接板5344运动，推块5345与滑块连接板5344固定连接，在所述第三驱动装置5346带动下，推块5345即可对电池包进行摆正。
158.所述电池包推拉机构55还包括：
159.第三导轨555，沿y轴方向固定连接于所述主体框架551；
160.第三滑块556，滑动连接于所述第三导轨555，并固定连接于所述第二支撑架5531；
161.限位件557，有两个，并固定连接于所述主体框架551，且位于所述钩爪机构553运动方向的两端；通过所述限位件557在两端对所述钩爪机构 553进行限位，避免钩爪机构553从所述主体框架551脱落，起到安全保护作用。
162.其中：
163.所述传动机构554包括：
164.同步带轮5541，有两个，其中一个所述同步带轮5541固定连接于所述第二驱动装置552的输出端；另一所述同步带轮5541转动连接于所述主体框架551；
165.同步带5542，套在两所述同步带轮5541上；
166.同步带夹板5543，固定连接于所述钩爪机构553，并将所述同步带5542 夹紧。
167.在具体一实施例中，所述第二驱动装置552采用电机，其输出轴和同步带轮5541通过键连接；另一同步带轮5541内嵌轴承，轴承的内圈嵌接一转轴，转轴固定于所述主体框架551，从而实现同步带轮5541和主体框架551 转动连接。
168.所述第二驱动装置552驱动和其输出端连接的所述同步带轮5541旋转，然后通过同步带5542带动另一所述同步带轮旋转5541。其中，同步带5542 运动，带动同步带夹板5543运动，进而带动钩爪机构553移动。
169.所述电池包保护模块包括过载保护组件和过压保护组件；
170.所述过载保护组件包括固定块5532、光轴5533、连接件5534、第一弹簧5535、第一感应片5536、及第二检测装置5537；
171.所述固定块5532设有一凹槽55321，并固定连接于所述第二支撑架 5531；
172.所述光轴5533固定连接于所述固定块5532，并穿过所述凹槽55321；
173.所述连接件5534滑动地套在所述光轴5533上，并位于所述凹槽55321 内，且固定连接于所述传动机构554；
174.所述第一弹簧5535套在所述光轴5533，一端抵住所述凹槽55321的内侧壁，另一端抵住所述连接件5534，且同一所述光轴5533位于所述连接件 5534的两端分别套设有所述第一弹簧5535；
175.所述第一感应片5536有两个，分别固定连接于所述连接件5534；
176.第二检测装置5537有两个，分别固定连接于所述第二支撑架5531，并通信连接于所述控制装置(未图示)，且用于检测所述第一感应片5536；在具体一实施例中，所述第二检测装置537可采用传感器，如光栅式传感器。
177.在具体实施中，通过第二驱动装置552来控制所述钩爪机构553的启、停及移动，当第二驱动装置552出现异常而失效时，则可能出现无法控制钩爪机构553的情况发生，以图20为例，如果钩爪机构553向左运动，此时钩爪机构553带动所述连接件5534向左运动，压缩左侧的第一弹簧5535，通过左侧的第一弹簧5535对连接件5534起到缓冲阻挡保护作用，进而实现对钩爪机构553的缓冲阻挡保护作用，避免发生硬碰撞而损坏设备；反之，则压缩右侧的第一弹簧5535，通过右侧的第一弹簧5535对钩爪机构553起到缓冲、限位阻挡的保护作用。
178.可预设好第一感应片5536和第二检测装置5537的位置，当第二检测装置5537未检测到第一感应片5536时，表明第二驱动装置552工作正常；反之，则表明第二驱动装置552出现异常而无法控制钩爪机构553，此时，通过第二检测装置5537反馈信号给控制装置(未图示)，控制装置(未图示) 控制第二驱动装置552停止工作，进一步地，还可设置报警装置，控制装置控制报警装置发出报警提示，提醒工作人员过来处理异常。
179.所述电池包定位模块包括两定位销5538；
180.每所述定位销5538包括顶端的锥形定位部55381、中部的限位部55382、及底部的光轴部55383；所述锥形定位部55381其锥形状，可在定位时起导向作用，使用时，插入电池包底端的定位孔内，进行定位配合。
181.所述限位部55382的外径大于所述光轴部55383的外径；
182.所述过压保护组件包括转接件5539、两个第二弹簧55310、连接板 55320、第二感应片55330、及第三检测装置55340；
183.所述连接板55320开设有两竖直阶梯穿孔553201；每所述竖直阶梯穿孔553201包括上方的大孔部和下方的小孔部；所述大孔部的直径＞所述第二弹簧55310的外径；所述光轴部55383的外径＜所述小孔部的直径大于＜所述第二弹簧55310的外径；所述连接板55320固定连接于所述第二支撑架 5531；
184.所述第二感应片55330固定连接于所述转接件5539；
185.所述第三检测装置55340固定连接于所述第二支撑架5531，并通信连接于所述控制装置(未图示)，用于检测所述第二感应片55330；
186.所述光轴部55383一一对应穿过所述竖直阶梯穿孔553201，后固定连接于所述转接件5539；
187.所述限位部55382位于所述大孔部内；
188.所述锥形定位部55381凸出所述连接板55320的顶端；
189.所述第二弹簧55310一一对应套在所述光轴部55383，并分别抵住所述限位部55382的底端和大孔部的底面。
190.正常工作过程中，电池包定位模块按照预定的轨迹运动，和电池包端部的定位孔进行定位，定位销5538的锥形定位部55381插入定位孔内，此时电池包在竖直方向不对定位销5538施加压力，只在定位孔的侧壁被定位销 38勾住限位。此时，第三检测装置55340未检测到第二感应片55330。
191.若发生异常导致定位不准确，如：定位销5538和电池包端部的定位孔未对齐、或定位销5538顶住电池包的其它面，则电池包会压住定位销5538，对定位销5538施加竖向压力，定位销5538向下运动，带动所述转接件5539 和所述第二感应片55330向下运动，并压缩第二弹簧55310，待第三检测装置55340检测到第二感应片55330时，第三检测装置55340反馈信号给控制装置，控制装置便立即停止设备动作，防止设备损坏电池包，从而起到防过压作用。
192.所述充电库6包括若干层充电仓61；
193.每层所述充电仓61包括：
194.固定框架611，设有一列无动力输送辊筒612，且位于所述无动力输送辊筒612的两侧上方对称设有第二导向轮组613；在具体实施中，所述堆垛机5将输送滚轮5322调节到和某一空的充电仓61的无动力输送辊筒612 等高，两者之间还可根据实际间隙的大小，可增设过渡滚轮620，起支撑过渡作用，避免间隙太大而磕坏电池包。
195.侧边定位机构614，包括定位驱动装置6141、侧边定位件6142及定位安装支架6143；所述定位安装支架6143固定连接于所述固定框架611的一侧；所述定位驱动装置6141固定连接于所述定位安装支架6143，并通信连接于所述控制装置(未图示)，且输出端连接于所述侧边定位件6142；如图10所示，在具体一实施例中，所述定位驱动装置6141采用气缸，侧边定位件6142采用销套；控制装置(未图示)控制所述定位驱动装置6141的活塞杆伸出，驱动侧边定位件6142伸出套在电池包200侧面的锁轴201上，并推动电池包200的侧面，作为定位基准，和另一边的侧边限位机构615 配合将电池包200摆正；
196.侧边限位机构615，包括限位驱动装置6151、侧边限位件6152及限位安装支架6153；所述限位安装支架6153固定连接于所述固定框架611的另一侧；所述限位驱动装置6151固定连接于所述限位安装支架6153，并通信连接于所述控制装置(未图示)，且输出端
连接于所述侧边限位件6152；其中，所述侧边限位件6152和侧边定位件6142沿x轴相向布置；如图9 所示，在具体一实施例中，所述限位驱动装置6151采用气缸，侧边限位件 6152也采用销套；控制装置(未图示)控制所述限位驱动装置6151的活塞杆伸出，驱动侧边限位件6152伸出套在电池包200另一侧面的锁轴201上，并推动电池包200的侧面，向侧边定位机构614运动，和侧边定位机构614 配合将电池包200摆正；
197.y轴末端限位件616，固定连接于所述固定框架611上；在末端对电池包200进行定位和限位；
198.接近开关617，固定连接于所述固定框架611上，并通信连接于所述控制装置(未图示)，用于检测电池包和y轴末端限位件616是否定位到位；
199.自动充电接头装置618，包括自动插头6181、插头驱动装置6182、第一插头支座6183及第二插头支座6184；所述第一插头支座6183活动动地连接于所述第二插头支座6184；所述插头驱动装置6182固定连接于所述第二插头支座6184，且输出端连接于所述第一插头支座6183，并通信连接于所述控制装置(未图示)；所述自动插头6181固定连接于所述第一插头支座6183，并电连接于所述控制装置(未图示)；在具体一实施例中，如图 11所示，插头驱动装置6182可采用气缸；自动插接插头时：控制装置(未图示)控制插头驱动装置6182的活塞杆缩回，驱动第一插头支座6183向下运动至预定的位置，从而带动自动插头6181插入电池包200的接口，后控制自动插头6181接通电源，对电池包200进行充电。充电完成，需拔插头时，控制插头驱动装置6182的活塞杆伸出，并控制自动插头6181断电即可。
200.第四检测装置619，通信连接于所述控制装置(未图示)，并固定于所述固定框架611，用于检测电池包是否超高或歪斜。起工作原理同第一检测装置5324。
201.在接近开关617检测到电池包200定位到位，且侧边定位机构614和侧边限位机构615将电池包200摆正，且第四检测装置619信号保持畅通，表明电池包200已停放到位，可进行自动插入插头进行充电。
202.所述满电中转平台7包括两个对称且相向布置的中转夹爪71；
203.每所述中转夹爪71包括：
204.固定支座711；
205.夹爪支座712，沿y轴活动地连接于所述固定支座711；
206.y轴驱动模块713，固定连接于所述固定支座711，并驱动所述夹爪支座712沿y轴运动；如图29所示，可采用气缸作为驱动装置，其活塞杆和夹爪支座712连接，并用沿y轴方向布置的导轨和滑块进行导向，保证运动精度；
207.第一夹爪714，包括第一连接块7141和第一支撑臂7142；所述第一连接块7141沿x轴活动连接于所述夹爪支座712；所述第一支撑臂7142沿x 轴方向开设有敞口的第一定位凹槽71421，并沿y轴连接于所述第一连接块 7141；
208.第二夹爪715，所述第二夹爪715包括第二连接块7151和第二支撑臂 7152；所述第二连接块7151沿x轴活动连接于所述夹爪支座712；所述第二支撑臂7152沿x轴方向开设有敞口的第二定位凹槽71521，并沿y轴连接于所述第二连接块7151；
209.x轴驱动装置716，固定连接于所述夹爪支座712，并通信连接于所述控制装置(未图示)，且驱动所述第一夹爪714和第二夹爪715沿x轴同步开合运动。如图29所示，可采用气缸作为驱动装置，其活塞杆和第一夹爪714连接；第一夹爪714和第二夹爪715的侧面分别固
定有一齿条，两个齿条之间设有一齿轮，齿轮转动连接于所述夹爪支座712；从而由气缸推动第一夹爪714进行运动，进而带动第二夹爪715进行同步运动。
210.在具体一实施例中，还包括辅助工装717，辅助工装717上设有插销孔 7171，和固定支座711上的插销718对应，实现可拆卸装配，便于安装两所述中转夹爪71时，保证两者的对称性，当安装完成后，可将辅助工装717 拆卸，避免工作时对电池包运输车1造成干涉。
211.具体一换电方法：
212.预设好工作程序，由控制装置(未图示)进行统一控制。
213.在新能源汽车预定的停放区域设置视觉拍照模块300，用于检测新能源汽车是否停放到预定的位置，其和控制装置(未图示)通信连接。并设置一报警装置(未图示)，和控制装置(未图示)通信连接。
214.步骤s11、控制装置接收到视觉拍照模块300反馈的新能源汽车已停放到预定区域的信号；
215.步骤s12、后控制电池包运输车1移动，经过智能导航接近新能源汽车的电池位置附近后，进一步精准地的定位对准电动汽车上的定位槽，然后举升机构向上将电池底部拖住，再通过解锁机构将电动汽车上锁紧的电池机构解锁，解锁后电池完成落在举升机构上，然后举升机构下降，从而将亏电电池包拆下，并由电池包运输车1载着电池包；
216.步骤s13、接着控制电池包运输车1按照预定的轨迹行驶，将亏电电池包先运输经过电池包上表面视觉拍照模块2，该过程还同时控制电池包上表面视觉拍照模块2检测亏电电池包上表面是否有损伤，若有损伤，则发出报警提示，并控制电池包运输车1停止工作，等待工作人员过来处理异常；若无损伤，则继续下一步骤；
217.步骤s14、控制升降驱动装置832的活塞杆向上伸出，带动升降门本体 82升起开门；
218.步骤s15、接着控制电池包运输车1继续将亏电电池包运输，先进入密闭房屋内，后运输经过清洗机构4；经过清洗机构4时，同步控制上清扫驱动装置43和下清扫驱动装置45工作，驱动上清扫刷42和下清扫刷44旋转，电池包200从两把刷子中间通过，从而将电池包200的上下表面进行清扫；同时控制和第二气管接头46连接的电磁阀将气路连通，压缩气体从第二气缸接头46吹出，吹扫电池包200的接口，进行清理；
219.步骤s16、接着控制装置控制电池包运输车1继续移动至亏电中转平台 9下方预定的位置；
220.步骤s17、控制装置控制电池包运输车1将亏电电池包举升至预定的高度，后控制y轴驱动模块713将所述中转夹爪71的y轴坐标调节至预定的位置；并控制x轴驱动装置716驱动第一夹爪714和第二夹爪715同步张开；此时第一定位凹槽71421和第二定位凹槽71521分别和电池包200的锁轴201一一对应，并位于锁轴201的下方；
221.步骤s18、控制装置控制电池包运输车1将亏电电池包下降，从而电池包200的锁轴201落入第一定位凹槽71421和第二定位凹槽71521，电池包 200放置到亏电中转平台9进行存放；而电池包200则和电池包运输车1脱离；此时，控制电池包运输车1移动到满电中转平台7进行接取满电电池包，接取动作和电池包放置到亏电中转平台9相似，先将电池包200抬升，电池包和中转夹爪71分离；后控制中转夹爪调节其x\y坐标，避让电池包200 和电池包运输车1，电池包运输车1将电池包运输经过升降门本体82，最后运输至新能源汽车底部，将
满电电池包装上，该过程和拆卸亏电电池包相似；完成后，完成后控制电池包运输车1从新能汽车下方退出，即可将新能源汽车开走；
222.和步骤s11同步进行步骤s21、控制堆垛机5从充电库6中取出满电电池包，并放置到满电中转平台7存放，具体为：
223.控制x轴移动机构52、z轴移动机构54移动，使得输送滚轮移动到充电库6的一个具有满电电池包的充电仓61的入口处；
224.接着控制第二驱动装置552工作，驱动钩爪机构553伸入到电池包的定位孔正下方预定的位置；
225.再控制z轴移动机构54工作，将所述夹爪532和钩爪机构553向上升起，使得定位销5538插入电池包的定位孔内，此时输送滚轮5322和该层充电仓61的无动力输送辊筒612等高；
226.再控制第二驱动装置552工作，驱动钩爪机构553拉动满电电池包从无动力输送辊筒612移动到输送滚轮5322上预定的位置，满电电池包由两夹爪532托住；该过程接近开关617感应不到满电电池包，反馈信号给控制装置，表面该层充电仓61已空；
227.此时，控制第一检测装置5324检测电池包是否超高或翘起歪斜，若信号不中断，则表示没有超高等现象，可进行下一步动作，否则，控制各个电气设备停止工作，并控制报警装置发出报警提示，等待工作人员处理异常；
228.再控制堆垛机5按预定轨迹移动至满电中转平台正上方，并控制满电中转平台7的中转夹爪71移动至预定的位置，使得满电电池包的锁轴201和第一定位凹槽71421、第二定位凹槽71521上下一一对应；
229.接着控制第一驱动装置533的活塞杆伸出，驱动两夹爪532同步张开，由钩爪机构553暂时勾住满电电池包；
230.最后控制z轴移动机构54工作，将夹爪532和钩爪机构553降下至预定的位置，使得满电电池包的锁轴201一一对应落入第一定位凹槽71421、第二定位凹槽71521内，并和满电电池包分离；
231.再控制x轴移动机构52和z轴移动机构54按照预定的轨迹移动，使得钩爪机构553从满电电池包底部退出，并退出满电中转平台7；
232.步骤s22、后控制堆垛机5继续移动将亏电电池包从亏电中转平台9取下，并移动经过电池包下表面视觉拍照模块3上方的预定位置；后控制电池包下表面视觉拍照模块3检测亏电电池包下表面是否有损伤；最后控制堆垛机5继续将亏电电池包放入充电库6中进行充电；具体为：
233.控制堆垛机5从满电中转平台7退出后，继续控制堆垛机5按预定轨迹移动至亏电中转平台9正上方；此时两夹爪532还处于打开状态；
234.再控制z轴移动机构54工作，将夹爪532和钩爪机构553降下至预定的位置，此时输送滚轮5322低于亏电电池包的底面；
235.接着控制第一驱动装置533的活塞杆缩回，驱动两夹爪532同步夹紧，此时亏电电池包的锁轴201和第一定位凹槽71421、第二定位凹槽71521上下一一对应，定位销5538和亏电电池包底部的定位孔对应；
236.最后控制z轴移动机构54工作，将夹爪532和钩爪机构553抬升，抬升过程，亏电电
池包的锁轴201一一对应落入第一定位凹槽71421、第二定位凹槽71521内，由钩爪机构553勾住电池包，并由两夹爪532的输送滚轮 5322托住亏电电池包，继续上升至预定位置；
237.此时，控制第一检测装置5324检测电池包是否超高或翘起歪斜，若信号不中断，则表示没有超高等现象，可进行下一步动作，否则，控制各个电气设备停止工作，并控制报警装置发出报警提示，等待工作人员处理异常；
238.再控制堆垛机5继续移动至电池包下表面视觉拍照模块3上方的预定位置；后控制电池包下表面视觉拍照模块3检测亏电电池包下表面是否有损伤；若无损伤则继续下一步，若有损伤，则控制堆垛机5停止工作，并控制报警装置发出报警提示，等待工作人员处理；
239.再控制x轴移动机构52、z轴移动机构54移动，使得输送滚轮移动到充电库6的一个空的充电仓61的入口处，此时输送滚轮5322和该层充电仓 61的无动力输送辊筒612等高；
240.接着控制第二驱动装置552工作，驱动钩爪机构553推动电池包在输送滚轮5322上滚动，最后将电池包推入充电仓61内，至电池包的后端抵住y 轴末端限位件616，并被所述接近开关617感应到，反馈信号给控制装置(未图示)，此时电池包的定位孔部位和钩爪机构553位于充电库6外；
241.控制装置(未图示)接收到所述接近开关617反馈的信号后，再控制z 轴移动机构54下降，定位销5538从定位孔退出，接着控制第二驱动装置 552工作，驱动钩爪机构553沿y轴退出，完成亏电电池包入库；
242.再控制侧边定位机构614和侧边限位机构615同步工作，活塞伸出，分别推动侧边定位件6142和侧边限位件6152伸出,套在电池包200两侧面的锁轴201上，将亏电电池包推正；
243.此时，控制第四检测装置619检测电池包是否超高或翘起歪斜，若信号不中断，则表示没有超高等现象，可进行下一步动作，否则，控制各个电气设备停止工作，并控制报警装置发出报警提示，等待工作人员处理异常；
244.再控制插头驱动装置6182的活塞杆向下缩回，带动自动插头6181插入亏电电池包的接口；同时控制侧边定位机构614和侧边限位机构615同步工作，活塞缩回复位，和锁轴201脱离；
245.最后控制自动插头6181接通电源，进行充电；
246.充电完成后，控制插头驱动装置6182的活塞杆向上伸出，将自动插头 6181拔出即可。
247.虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。