CN102442279A

CN102442279A - 一种电动汽车电池交换充电装置

Info

Publication number: CN102442279A
Application number: CN2011101800091A
Authority: CN
Inventors: 黄璞; 潘巨林
Original assignee: Zhejiang Geely Holding Group Co Ltd; Zhejiang Haoqing Automobile Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Geely Holding Group Co Ltd; Zhejiang Haoqing Automobile Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2011-06-30
Filing date: 2011-06-30
Publication date: 2012-05-09
Anticipated expiration: 2031-06-30
Also published as: CN102442279B

Abstract

本发明公开了一种电动汽车电池交换充电装置，包括充电架、电池交换架和充电连接机构；电池交换架通过其侧面的回转轴孔和回转轴挂设在所述充电架上；电池设置在所述电池交换架上，通过所述充电连接机构与所述充电架作电连接；所述电池交换架下端设有开放的装载口，在顶部内设有一电池固定机构和充电连接机构；所述充电连接机构包括弹性顶入式接电座和导电环结构；所述弹性顶入式接电座包括插座本体、插座本体背端的滑销、固定在所述电池交换架顶部的滑套和套设在所述滑销上的压缩弹簧。使电池直接顶入，实现了电池固定和充电一步完成，提高了电池装载和充电效率，实现电池的快速自动化交换和充电。

Description

一种电动汽车电池交换充电装置

技术领域

本发明涉及一种电动汽车电池交换站，特别是涉及一种电动汽车电池交换充电装置，其包括充电架、电池交换架和充电连接机构；电池交换架通过其侧面的回转轴孔和回转轴挂设在所述充电架上；电池设置在所述电池交换架上，通过所述充电连接机构与所述充电架作电连接，实现电池的充电和交换。

背景技术

能源，在当今高速发展社会中成为一种趋之若鹜的珍宝。能源的消耗与经济发展的正比关系已经成为一条常识刻入每个人的潜意识。然而能源的消耗随着我国经济的爆发增长更显得特别珍稀。据国家预算，在未来10年内，我国的汽车增长速度已经超过引进原油的量。如若想保持汽车制造业增长的盈利点，就必须在能源上创新，以汽油为能源的驱动方式必须得到改革以适应未来市场的需求。

就目前世界的科学技术水平，电池是唯一能得到广泛使用而且适用性极强的驱动方式。国内外已经有不少成功的案例来证明电动车的切实可行。但电动车普及的技术瓶颈是充电时间。动辄十几个小时的充电时间，让电动车仅停留在城市上班族手中，而采用快速充电的方式对电池寿命有极大损害，并且电池废弃后对环境的影响也是巨大的。所以，采用电池交换的方式是保持正常充电时间的前提下的优选方案。现有电池交换技术中，交换电池被输送至升降式充电仓进行充电，该技术方案可参见专利号为US5449995的美国专利。该美国专利公开了一种电池充电站（BATTERY CHARGING STATION），在该技术方案中，电池放置在设置在一个上下回转的高塔上的吊篮中，可以一次对大量的电池进行充电。在该充电站技术方案中，电路通过吊篮上的一个空芯横杆与该吊篮回转路径上设置在分电器接触器实现对电池进行充电。但由于电池是放置在一个吊篮中进行充电，待充电池需通过输送装置横向送入吊篮，电池装载的效率较低；并且由于吊篮的晃动，对输送装置要求较高，增加了充电站的配置成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种电动汽车电池交换充电装置，其通过一种顶入式充电结构和回转导电结构，使待充电池从电池交换架的下端进入并顶入充电座，同时通过电池固定机构使待充电池卡接固定，实现电池的快速交换和充电。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种电动汽车电池交换充电装置，包括充电架、电池交换架和充电连接机构；电池交换架通过其侧面的回转轴孔和回转轴挂设在所述充电架上；电池设置在所述电池交换架上，通过所述充电连接机构与所述充电架作电连接；所述电池交换架下端设有开放的装载口，在顶部内设有一电池固定机构和充电连接机构；所述充电连接机构包括弹性顶入式接电座和导电环结构；所述弹性顶入式接电座包括插座本体、插座本体背端的滑销、固定在所述电池交换架顶部的滑套和套设在所述滑销上的压缩弹簧。使电池从电池交换架直接顶入，实现了电池固定和充电一步完成，提高了电池装载和充电效率，实现电池的快速自动化交换和充电。

作为本发明一种优选技术方案，所述导电环结构设置在所述电池交换架回转轴轴端，与所述充电架作活动电连接，包括绝缘环、设置在绝缘环外圆周上的导电环、压设在所述导电环上的碳刷和碳刷弹簧。使充电装置与充电架的活动电连接更加简单、可靠。

作为本发明一种优选的技术方案，所述插座本体端部呈锥台，中间设有定位孔，在定位孔的周边设有若干电插孔。具体地，所述插电孔为八个，呈正负间隔排列。以保证电池进行充电接电时的准确定位和电接触可靠性。

作为本发明一种优选技术方案，所述电池固定机构包括二个对称设置的卡板，所述电池交换架顶部下通过一前后对称设置的支板挂设有一固定支架；所述卡板枢接在所述固定支架的前后端上，所述卡板的卡头与电池侧面上的卡槽适配。使电池装载进行充电时同步完成对电池的固定，提高了电池装载效率。

作为本发明一种进一步的技术方案，所述支板上设有一通孔，在所述通孔中设有一连杆，在所述支板对称中间的固定支架上设有一电磁阀，所述连杆一端与所述电磁阀的活动件枢接，所述连杆的另一端与所述卡板的一个拉耳连接；在所述卡板与支板之间的连杆上套设有一回位弹簧。采用电磁阀和连杆的配合来推动卡板动作，实现电池卸载的自动化，从而提高了电池交换效率。

本发明的技术方案，突破了现有电动汽车电池交换站中普遍使用平行输送提升的电池装载交换方式，而采用顶入式装载和充电一步完成的全新模式，不仅更加容易实现电池交换充电的自动化，提高了电池交换充电的效率，并且，通过与回转式充电架配合，实现智能化电池提选和管理，对整个电池交换站的智能化提高了有力保证。

附图说明

图1为本发明在充电架上的使用状态示意图，图中电池固定在电池交换架中并与充电架作电连接进行充电和电池交换；

图2为本发明的结构示意图，图中电池已进入交换架并由电池固定机构固定；

图3为本发明中导电环结构的结构示意图；

图4为本发明中弹性顶入式接电座结构示意图；

图5为本发明中电池交换架的结构示意图；

图6为本发明中电池固定机构的结构示意图；

图7为本发明中卡板的结构示意图；

图8为电池的结构示意图；

图9为电池中电插头结构示意图；

其中，充电架1、回转轴101、电池交换架2、顶部201、前后壁202、侧壁203、导轮204、回转轴孔205、固定支架206、支板2061、卡板轴座2062、弹性顶入式接电座3、插座本体301、定位孔302、电插孔303、滑销304、滑套305、压缩弹簧306、电池固定机构4、卡板401、卡板销孔4011、卡板拉耳4012、挡头槽4013、卡板4014、卡头4015、电磁阀402、活动件4021、固定件4022、连杆403、回位弹簧404、导电环结构5、绝缘环501、导电环502、壳体503、碳刷504、碳刷压簧505、导线506、电池9、电池体901、电插头902、座孔9021、中央插头9022、周边插头9023、卡槽903。

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

具体实施方式

参见图1和图2，一种电动汽车电池交换充电装置，其通过与充电架1配合实现电池9的交换和充电。该电动汽车电池交换充电装置包括电池交换架2、包括弹性顶入式接电座3和导电环结构5的充电连接机构以及电池固定机构4。

参见图2和图5，电池交换架2为一个下端设有开放的装载口的笼式结构，设有顶部201、前后壁202、侧壁203。其中顶部201中间向上呈一穹顶拱起，穹顶内通过两对前后对称设置的支板2061在顶部201下挂设有一固定支架206，在固定支架206前后两端上设有卡板轴座2062。所述弹性顶入式接电座3和电池固定机构4均设置在该穹顶内。

参见图4，所述弹性顶入式接电座3用于与电池9的电连接，包括插座本体301、滑套305和压缩弹簧306。插座本体301下端呈锥台，底面上设有一个定位孔302和八个电插孔303。在插座本体301背面上设有向上延伸的滑销304。滑套305固定在电池交换架2穹顶顶面的中间，滑销304滑动连接在该滑套305中，并套设有压缩弹簧306。使插座本体301可弹性滑动。

导电环结构5用于与充电架1的电连接。导电环结构5设置在电池交换架2回转轴101的轴端，包括绝缘环501、导电环502、壳体503、碳刷504和碳刷压簧505。绝缘环501套设在回转轴上，其外圆周上设有两个环槽并分别设有导电环502，形成接电的固定端。由碳刷504、碳刷压簧505和壳体503组成的两个活动接电端分别通过碳刷504与导电环502接触，形成活动接电。碳刷504通过其上连接的导线506与弹性顶入式接电座3进行电连接。

参见图6和图7，所述电池固定机构4设置在固定支架206上，包括分别枢接在卡板轴座2062上的卡板401、分别设置在固定支架206两侧上的电磁阀402、四根连杆403和回位弹簧404。卡板401为一个大致呈直角弯折件，在水平部4011的两端设有拉耳4012，拉耳4012上设有挡头槽4013；在垂直部4014端部设有向内弯折的卡头4015。电磁阀402位于两个卡板401的中间，每个电磁阀402包括一个活动件4021和固定件4022。活动件4021通过一个芯杆与固定件4022作滑动连接。当电磁阀402上电后，活动件4021向下滑向固定件422。电磁阀402上的活动件4021分别与其中两根连杆403一端枢接，连杆403的另一端分别穿过支板上的通孔与卡板401上两侧端的拉耳4012连接，回位弹簧404为四个，分别套设在拉耳与支板之间的连杆403上。穿过拉耳4012的连杆头端通过一个挡头进行固定，挡头与拉耳4012上的挡头槽4013适配。

因此，电磁阀402的活动件4021作上下动作时，可通过连杆403拉动卡板401转动，使对称设置的两个卡板401作开合动作。

参见图8和图9，与本发明配套的电池9，包括电池体901和电插头902。在电池体901前后面上设有卡槽903与卡板401上的卡头4015适配。电池9上的电插头902包括一个座孔9021，在座孔9021中设有中央插头9022和八个周边插头9023，分别与弹性顶入式接电座3上的定位孔302和电插孔303适配，实现充电时的电连接。

本发明对电池进行交换充电时，待充电电池9经充电站的输送机构（图上未示）输送到充电架1的下部通道（图上未示），并与待装电池交换架2位置对应，并由提升装置（图上未示）向电池交换架2顶入，电池9通过设置在交换架前后壁202和交换架侧壁203上的导轮204引导，向电池交换架2上部滑动，并通过电池体901推动电池固定机构4位于电池交换架2前后壁处的卡板401向外转动张开，并压缩回位弹簧404。当电池9继续向上滑动到电池体901前后面上的卡槽903与卡板401上的卡头4015位置对准时，卡板401在回位弹簧404作用下回转，使卡头4015卡入卡槽903中，同时，电池9顶部电插头902中的中央插头9022和周边插头9023分别插入弹性顶入式接电座3上的定位孔302和电插孔303中，完成电池9的固定和充电的电连接。

上述实施例是为了更清楚地理解本发明，并不作为对本发明权利的一种限制，在不脱离本发明宗旨的前提下，可以有各种各样的变化，所有这些对所述领域技术人员显而易见的修改将包括在本权利要求的范围之内。

Claims

1.一种电动汽车电池交换充电装置，包括充电架、电池交换架和充电连接机构；电池交换架通过其侧面的回转轴孔和回转轴挂设在所述充电架上；电池设置在所述电池交换架上，通过所述充电连接机构与所述充电架作电连接；其特征在于：所述电池交换架下端设有开放的装载口，在顶部内设有一电池固定机构和充电连接机构；所述充电连接机构包括弹性顶入式接电座和导电环结构；所述弹性顶入式接电座包括插座本体、插座本体背端的滑销、固定在所述电池交换架顶部的滑套和套设在所述滑销上的压缩弹簧。

2.根据权利要求1所述的电动汽车电池交换充电装置，其特征在于：所述导电环结构设置在所述电池交换架回转轴轴端，与所述充电架作活动电连接，包括绝缘环、设置在绝缘环外圆周上的导电环、压设在所述导电环上的碳刷和碳刷弹簧。

3.根据权利要求1或2所述的电动汽车电池交换充电装置，其特征在于：所述插座本体端部呈锥台，中间设有定位孔，在定位孔的周边设有若干电插孔。

4.根据权利要求1或2所述的电动汽车电池交换充电装置，其特征在于：所述电池固定机构包括二个对称设置的卡板，所述电池交换架顶部下通过一前后对称设置的支板挂接有一固定支架；所述卡板枢接在所述固定支架的前后端上，所述卡板的卡头与电池侧面上的卡槽适配。

5.根据权利要求3所述的电动汽车电池交换充电装置，其特征在于：所述电池固定机构包括二个对称设置的卡板，所述电池交换架顶部下通过一前后对称设置的支板挂设有一固定支架；所述卡板枢接在所述固定支架的前后端上，所述卡板的卡头与电池侧面上的卡槽适配。

6.根据权利要求4所述的电动汽车电池交换充电装置，其特征在于：所述支板上设有一通孔，在所述通孔中设有一连杆，在所述支板对称中间的固定支架上设有一电磁阀，所述连杆一端与所述电磁阀的活动件枢接，所述连杆的另一端与所述卡板的一个拉耳连接；在所述卡板与支板之间的连杆上套设有一回位弹簧。

7.根据权利要求5所述的电动汽车电池交换充电装置，其特征在于：所述支板上设有一通孔，在所述通孔中设有一连杆，在所述支板对称中间的固定支架上设有一电磁阀，所述连杆一端与所述电磁阀的活动件枢接，所述连杆的另一端与所述卡板的一个拉耳连接；在所述卡板与支板之间的连杆上套设有一回位弹簧。

8.根据权利要求3所述的电动汽车电池交换充电装置，其特征在于：所述插电孔为八个，呈正负间隔排列。

9.根据权利要求5所述的电动汽车电池交换充电装置，其特征在于：所述插电孔为八个，呈正负间隔排列。

10.根据权利要求7所述的电动汽车电池交换充电装置，其特征在于：所述插电孔为八个，呈正负间隔排列。