一种电动汽车自助租车和充换电系统技术领域：
本实用新型属于电动公共交通技术领域，具体涉及一种电动汽车自助租车和充换电系统。
背景技术：
目前市场上租车还是以燃油汽车人工服务为主，车辆露天停放；由于社会迅速的发展，汽车以进入普及阶段，使交通严重堵塞，私家车辆的使用率低，大部分时间都是闲置停放，占用了大量的停车场地，汽车的利用率太低也是巨大的浪费，无论是大街还是小巷到处都是横七竖八停放的车辆，使交通状况更是雪上加霜，并且严重的影响人们活动空间及燃油污染空气质量；电动车补充能源的方式以充电方式为主，用户必须浪费大量充电等待时间，而换电池方式是半人工半机械化，需要占用大量空间，电池之间也不能兼容，无法统一标准；现在自动充换电是采用智能机械臂钩推装卸电池，还是需要人员来看护辅助，经常出现识别困难、误动作、死机等情况，换电池效率很低，单纯充换电经营无利益可图换电网点少，远远满足不了高速度大效率的自助电动租车系统在一分钟内完成换电的需要；现有技术中没有一款通过自动控制系统自动定位传送车辆提前准备电池组短近距离上下传送更换电池的方案。
实用新型内容：
为解决现有技术存在的问题，本实用新型采用如下技术方案：一种电动汽车自助租车和充换电系统，该系统包括立体车库、自动充换电系统和用于租赁的电动汽车；
所述立体车库内设置有升降井，在升降井内设置有电动汽车升降机；所述电动汽车升降机的升降平台上和停车位均设置有导向传送带，导向传送带用于移动电动汽车；所述立体车库下部设置有自动充换电系统；
所述自动充换电系统包括设置在地面上的导向传送通道、设置在导向传送通道下的电池储备充电传送装置和放置在电池储备充电传送装置上的多组充换电池组；所述导向传送通道由多段导向传送带串联组成，并且设置有充换电池组取放口，所述充换电池组取放口贯穿地面和导向传送通道。
所述导向传送带包括导向传送带架体、第一传感控制器、第一传送带、滑轮、导航杆、齿轮条、齿条槽和齿轮；所述导向传送带架体上设置有两条槽口，两条槽口内均设置有滑道，滑道上设置有滑轮，滑轮上设置有第一传送带，滑轮滑动的方向与第一传送带的传送方向相垂直；所述两条槽口之间的导向传送带架体上平行设置有两个齿条槽，每个齿条槽的两端分别连接两条槽口，每个齿条槽内均设置有齿轮条，两个齿轮条之间设置有与齿轮条啮合的齿轮；所述齿轮条的一端延伸到第一传送带的上方并与导航杆的一端相连接，导航杆的另一端 与导向传送带架体相连接，所述齿轮、导航杆和齿轮条形成以齿轮为中心的动作同步、方向相反的链体组；所述导向传送带架体上设置有第一传感控制器，第一传感控制器用于检测相邻导向传送带的电动汽车传送状态。
所述的电池储备充电传送装置包括架体、第二传送带、升降机、充电器、第二传感控制器和读写器；所述架体内部设置有升降机，升降机与充换电池组取放口位置相对应，架体上和升降机的平台上均设置有多个第二传送带，多个第二传送带串联连接；所述第二传送带上设置有多个充电器；所述升降机的平台上还设置有第二传感控制器和用于读取充换电池组电量的读写器。
所述充换电池组包括电子标签、电量计量器、电子锁、电磁线圈、充放电控制器、电池组和电池组壳体；所述电池组设置在电池组壳体内，电池组壳体能够放置在电动汽车的电池仓内，并通过电子锁锁紧；所述充放电控制器和电量计量器均设置在电池组上，电子标签和电磁线圈均设置在电池组的底部，电子锁的机械部分在电池组壳体对称两端分别设置有一套，在电子锁的机械锁钩上设置电触点，并通过导线连接到电池组及电池组的充放电控制器，充放电控制器连接电磁线圈和电量计量器，电量计量器连接电子标签和电子锁的开锁控制机构；所述电子标签连接驱动开锁机构。
所述立体车库还设置有自动租车控制系统，该系统包括设置在立体车库外地面上的车库操控显示器、设置在立体车库的车库门上的第一读卡器和设置在车库门上的站测单元；所述站测单元包括与第一读卡器连接的第一身份识别器、用于读取电动汽车车载单元的远程读写器、抓拍监控器和无线智能通信终端；所述第一读卡器、身份识别器、远程读写器、抓拍监控器和车库操控显示器均连接至无线智能通信终端。
所述电动汽车内设置有车载单元，所述车载单元包括第二读卡器、远程电子标签、行驶里程电量计价器、第二身份识别器、电量传感器、碰撞传感器、行车记录仪及无线移动智能通信终端；所述第二读卡器同时连接远程电子标签、车门锁、第二身份识别器、行驶里程电量计价器和无线移动智能通信终端；第二身份识别器连接电动汽车的电源控制开关；电量传感器连接行驶里程电量计价器；行车记录仪连接无线移动智能通信终端。
所述立体车库的上部设置有停机坪，在停机坪下设置机库，在机库内设置有飞机升降机台，在所述升降机下部的周围设置有排水槽。
本实用新型的有益效果：
本实用新型提出一种电动汽车自助租车和充换电系统，由车库来存放车辆减少对环境影响，使市容整洁交通更畅通；发展公共用车来提高车辆的使用率，也减少大量的车辆露天停放对环境的破坏，自助租车能够给人们出行提供更方便的使用车辆，也大幅度的减少了自驾 车出行费用，更为保护环境做出更好的贡献；由于采用了导向通道自动将车辆在传送过程定位，使更换电池速度快；由于在传送带上设置充电器、升降机并组成循环链，由升降机上下传送电池组，在传送循环链上储备充换电池组有效的提高传送速度减少占地空间，提高工作效率，使整个过程全自动化减少了人工操作过程，也提高了车辆存放密度极限减少占用空间。
附图说明：
图1为本实用新型一种实施例带停机坪的电动汽车自助租车和充换电系统的结构示意图；
图2为图1的剖面图；
图3为本实用新型一种实施例的三层立体车库的结构示意图；
图4为本实用新型一种实施例的自动充换电系统的结构示意图；
图5为本实用新型一种实施例的自动充换电系统的正视图；
图6为本实用新型一种实施例的导向传送通道的结构示意图；
图7为本实用新型一种实施例的导向传送带的结构示意图；
图8为本实用新型一种实施例的导向传送带架体的结构示意图；
图9为本实用新型一种实施例的导向传送带的齿轮部分的放大图；
图10为本实用新型一种实施例的充换电池组的结构示意图；
图11为本实用新型一种实施例的电池组壳体的结构示意图；
图12为本实用新型一种实施例的车载单元的结构框图；
图13为本实用新型一种实施例的自助租车网络系统的结构框图；
其中：1为立体车库，1-1为停机坪，1-2为机库，1-3为飞机升降机，1-4为升降机平台，1-5为排水槽；1-6为升降井，1-7为电动汽车升降机，1-8为客梯，2为导向传送带，2-1为导向传送带架体，2-2为第一传送带，2-3为滑轮，2-4为滑道，2-5为导航杆，2-6为齿轮条，2-7为齿条槽，2-8为齿轮，2-9为弹簧，2-10为活连接件，2-11为第一传感控制器，3为自动充换电系统，3-1为导向传送通道，3-2为电池储备充电传送装置，3-2-1为架体，3-2-2为第二传送带，3-2-3为升降机，3-2-4为电磁充电器，3-2-5为第二传感控制器，3-2-6为读写器，3-3为充换电池组，3-3-1为电子标签，3-3-2为电量计量器，3-3-3为电子锁，3-3-4为电磁线圈，3-3-5为充放电控制器，3-3-6为电池组，3-3-7为电池组壳体，3-3-8为电池仓，3-4为充换电池组取放口，4为站测单元，5为车库操控显示器，6为第一读卡器。
具体实施方式：
下面结合附图对本实用新型一种实施例做进一步说明。
本实施例中，一种电动汽车自助租车和充换电系统，该系统包括立体车库、自动充换电 系统和用于租赁的电动汽车；
本实施例中，带有停机坪的电动汽车自助租车和充换电系统的结构图如图1和图2所示；所述立体车库1的上部设置有停机坪1-1，在停机坪1-1下设置有机库1-2，停机坪1-1和机库1-2之间设置有楼梯，在机库1-2内设置有飞机升降机1-3，将所述飞机升降机1-3的升降机平台1-4作为飞机起落区，升降机平台1-4下部的周围设置有排水槽1-5；
本实施例中，不带停机坪的三层立体车库的结构图如图3所示；
本实施例中，所述立体车库1内设置有升降井1-6，在升降井1-6内设置有电动汽车升降机1-7和客梯1-8；所述电动汽车升降机1-7的升降平台上和停车位均设置有导向传送带2，导向传送带2用于移动电动汽车；所述立体车库1的车辆存放出入通道设置有自动充换电系统3：
本实施例中，所述自动充换电系统3的结构示意图如图4和图5所示，包括设置在地面上的导向传送通道3-1、设置在地面下的电池储备充电传送装置3-2和放置在电池储备充电传送装置上的多组充换电池组3-3；
本实施例中，如图6所示，所述导向传送通道3-1由多段导向传送带2串联组成，并设置有两个贯穿导向传送带和地面的漏斗形充换电池组取放口3-4；
本实施例中，如图7所示，所述导向传送带2包括导向传送带架体2-1、第一传送带2-2、滑轮2-3、导航杆2-5、齿轮条2-6、齿条槽2-7、齿轮2-8和弹簧2-9；所述导向传送带架体2-1的结构图如图8所示，导向传送带架体2-1的上表面设置有两条槽口，两条槽口相互平行，槽口宽度大于100mm，即大于车轮宽度，深度大于200mm(即大于滑道、滑轮、传送带和导航杆叠加的总高度)，导向传送带架体2-1的横切面为山字形或E字形；在两条槽口中均设置有滑道2-4，滑道2-4上设置有滑轮2-3，滑轮2-3上设置有同步运转、可同轴转动的第一传送带2-2，滑轮2-3带动第一传送带2-2滑动的方向与第一传送带2-2的传送方向相垂直，即与车辆行驶方向相垂直；在导向传送带架体2-1与第一传送带2-2之间设置有与滑道2-4平行的回位弹簧；所述两条槽口之间的导向传送带架体2-1上平行设置有两个齿条槽2-7，两个齿条槽2-7均垂直连接于两条槽口的边线；两个齿条槽2-7的内部分别通过弹簧2-9设置有齿轮条2-6，两个齿轮条2-6之间设置有与齿轮条2-6啮合的齿轮2-8；所述齿轮条2-6的一端延伸悬浮到第一传送带2-2的上方并与导航杆2-5的一端相连接，导航杆2-5的另一端通过活连接件2-10与导向传送带架体2-1相连接；所述齿轮2-8两侧的导航杆2-5和齿轮条2-6形成以齿轮2-8为中心的动作同步、方向相反的链体组；所述导向传送带架体2-1上设置有第一传感控制器2-11，第一传感控制器2-11用于检测相邻导向传送带的电动汽车传送状态；
本实施例中，相邻的导向传送带2串联连接时，导向传送带架体2-1首尾相连，两个导向 传送带2的导航杆2-5首尾相连，同时第一传感控制器2-11相连接，用于传递运行状态和电动汽车位置的控制信号；
本实施例中，所述导向传送通道3-1进出口处的槽口为燕尾型坡口，方便车辆进出；
本实施例中，所述的电池储备充电传送装置3-2包括多层架体3-2-1、第二传送带3-2-2、升降机3-2-3、电磁充电器3-2-4、第二传感控制器3-2-5和读写器3-2-6；
本实施例中，根据实际需求，在所述架体3-2-1的两端或架体3-2-1内部设置升降机3-2-3，升降机3-2-3与充换电池组取放口3-4位置相对应，每层架体3-2-1上和升降机3-2-3的平台上均设置有多个第二传送带3-2-2，多个第二传送带3-2-2串联连接，第二传送带3-2-2上设置有多个用于为充换电池组3-3充电的电磁充电器3-2-4，相邻的电磁充电器3-2-4之间的距离与充换电池组底部长度相等；在第二传送带3-2-2上和升降机3-2-3的平台上均设置有传感控制器3-2-5，第二传送带3-2-2的第二传感控制器3-2-5用于控制运行，并与电磁充电器3-2-4进行相互切换工作状态，升降机3-2-3的平台上的传感控制器3-2-5用于控制升降机运行；所述升降机3-2-3的平台上还设置有用于读取充换电池组3-3电量的读写器3-2-6；
本实施例中，在每个导向传送带2上均设置有电磁充电器3-2-4，能够为每个停放的电动汽车充电；
本实施例中，如图10和图11所示，所述充换电池组3-3包括电子标签3-3-1、电量计量器3-3-2、与电池仓3-3-8配合的电子锁3-3-3、电磁线圈3-3-4、充放电控制器3-3-5、电池组3-3-6和电池组壳体3-3-7；所述电池组3-3-6设置在电池组壳体3-3-7内，电池组壳体3-3-7能够放置在电动汽车的电池仓3-3-8内，并通过电子锁3-3-3锁紧，所述电池组壳体3-3-7和电池仓3-3-8的形状均为梯形，实现精准自动更换充换电池组3-3；所述充放电控制器3-3-5和电量计量器3-3-2均设置在电池组3-3-6上，电子标签3-3-1和电磁线圈3-3-4均设置在电池组3-3-6的底部，所述电子锁3-3-3的机械部分，即电池组3-3-6的正负极触头对分为两套，分别由绝缘材料绝缘隔绝安装在电池组壳体3-3-7对称两端，在机械锁钩上设置电触点，并通过导线连接到电池组3-3-6及电池组3-3-6的充放电控制器3-3-5；所述电子锁3-3-3的开锁控制机构连接电量计量器3-3-2，电量计量器3-3-2连接电子标签3-3-1，用于控制开锁；所述充放电控制器3-3-5连接电磁线圈3-3-4和电量计量器3-3-2，电量计量器3-3-2连接电子标签3-3-1，用于充放电电量数据记录传送；所述电子标签3-3-1连接驱动开锁机构，用于存储或输出控制信号驱动电子锁机构；
本实施例中，所述立体车库1还设置有自动租车控制系统，该系统包括设置在立体车库1外地面上或车库门旁的车库操控显示器5、设置在立体车库1的车库门上的用于读取租车人注册信息的第一读卡器6和设置在车库门上的站测单元4；所述站测单元4包括与第一读卡 器连接的第一身份识别器、用于读取电动汽车车载单元的远程读写器、抓拍监控器和无线智能通信终端；所述第一读卡器、身份识别器、远程读写器、抓拍监控器和车库操控显示屏均连接至无线智能通信终端；
本实施例中，如图12所示，所述电动汽车内设置有车载单元，所述车载单元包括第二读卡器、远程电子标签、行驶里程电量计价器、第二身份识别器、电量传感器、碰撞传感器、行车记录仪及无线移动智能通信终端；所述第二读卡器同时连接远程电子标签、车门锁、第二身份识别器、行驶里程电量计价器和无线移动智能通信终端；第二身份识别器连接电动汽车的电源控制开关；电量传感器连接行驶里程电量计价器；行车记录仪连接无线移动智能通信终端；
本实施例中，采用立体车库控制器控制车库操控显示器、升降机升降、车库门开关、车位空位信息、存入车辆信息、自助租车和充换电；车库控制器连接第一传感控制器和第二传感控制器；
本实施例中，如图13所示，采用现有的网络技术与本系统结合成自助租车网络系统，使需要租车的人通过网络能够查询到附近的租车系统，系统中车辆类型和剩余数量等信息；
本实施例中，采用所述的电动汽车自助租车和充换电系统进行的租车方法，具体为：用户租车时，识别用户身份后，通过立体车库的汽车升降机将汽车从立体车库内移动到导向传送通道上；通过导向传送通道将电动汽车运出立体车库门，由用户开走；用户归还电动汽车后，导向传送通道将电动汽车运行至自动充换电系统上方，通过自动充换电系统更换充满电的电池；通过升降机将汽车运回立体车库；
本实施例中，通过第一读卡器和身份识别器对租车用户身份进行验证和记录，用户选择租借的车辆后，被选择的车辆通过远程电子标签修改车载单元的各项信息；
本实施例中，用户通过车库操控显示器进行识别身份和租借电动汽车操作，车库操控显示器将租车指令发送给车库控制器将车库门打开，并将电动汽车从停车位传送到到导向传送带，电动汽车停放在导向传送带上时，车辆左右轮胎夹持着导航杆、齿轮条和齿轮组成的链体组，导航杆连接齿轮条在弹簧的反作用力下推动轮胎使第一传送带左右滑行，在齿轮反向联动齿轮条和导航杆的作用下使轮胎夹持受力相同，车辆保持在固定的位置上前行，相邻的导向传送带的第一传感控制器相互连接检测运行状态，当检测到前段导向传送带上有车辆时，此段导向传送带停止传送，当检测到后端导向传送带上有车辆时，启动此导向传送带运转；
本实施例中，电动汽车开出车库时，由抓拍监控器拍录车辆图像作为记录存储在自助租车网络系统中，方便其他租车用户进行查看剩余车辆和车型；
本实施例中，通过第一读卡器、站测单元和车载单元进行无线通信，获得和更改车载单 元的各项信息；
本实施例中，采用所述的电动汽车自助租车和充换电系统进行的电动汽车充换电方法为：当电动汽车在导向传送通道通过时，通过读写器读取充换电池组的电量，通过电子标签连接电量计量器传送电量信息，若电量不满，当电动汽车到达充换电池组取放口时，读写器与电子标签对第一传感控制器发出控制信号使导向传送带停止运行，打开电子锁，将充换电池组在充换电池组取放口处落到电池储备充电传送装置上，采用电磁充电器进行充电，同时电池储备充电传送装置运行，将另一个充满电的充换电池组通过升降机上升推进电池仓，并触动电子锁锁紧；最后升降机下降复位，电动汽车通过导向传送通道继续进行运送；
本实施例中，立体车库控制器采用型号为PM-7360MP的智能立体车库读卡取车控制器；导航杆采用圆形杆或滚轴杆；充电器采用电磁充电器，所述电磁充电器由安全控制电路控制，其工作频率与电磁线圈相匹配；第一传感控制器和第二传感控制器均采用限位开关器、电磁传感器或光电传感器；读写器采用RFID读写器；电子标签采用型号为ZCQ07-W7的RFID有源电子标签；远程读写器采用型号为SOLID-399X的RFID远距离读写器；充放电控制器采用型号为KTF1230的充放电控制器；第一读卡器和第二读卡器均采用IC_01通用型读卡器；
本实施例中，所述的第二读卡器与远程电子标签还可以采用车载电子标签，在车载电子标签读卡芯片上加装驱动模块，用于控制车门锁及控制启动车辆的电源开关。