CN103241111A - 一种车底侧向连动换电池的电动车及其取换电池的装置 - Google Patents

一种车底侧向连动换电池的电动车及其取换电池的装置 Download PDF

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Abstract

一种车底侧向连动换电池的电动车及其取换电池的装置，本发明在底盘采用机械连接有电池箱（1）；该电池箱（1）为矩形体，电池箱（1）两端的开口端设置在底盘腹部的两个侧面，在开口端设有能启闭的盖板（5）。本发明的有益效果为：1、造价低廉；2、更换电池速度非常快：本发明与背景技术中第二种更换电池的方案相比，卸下电池和安装电池时同时进行，是一种连动的换电池方式，因此至少可以节约一半的更换时间；3、定位准确、更换方便：由于设置了定位销、定位孔和定位轨、定位槽的组合机构，可以保证在更换电池时定位的准确性。4、本发明可以同时给多辆电动车在同一时间、同一场地更换电池。

Description

一种车底侧向连动换电池的电动车及其取换电池的装置
技术领域
本发明属于换电池系统结构技术领域，尤其属于一种电动车换电池系统结构技术领域。
背景技术
        现有的电动车中电池的置换方式一般为两种：1、将电池分别设置在头部和尾部。2、将电池整体设置在汽车的底盘上。这两种电池的设置方法均有一定的优点和缺点：如，第一种方式的优点是可以保证车辆前后的重量平衡，车辆不会因前重后轻或后重前轻而不好运行。但是这种方式的缺点是在联接电池时，车辆的内部联接复杂，且会产生很多的电线，电线容易发生故障，甚至很容易发生漏电伤人事件；这种方式在更换电池时不容易置换。第二种方式的优点是将车辆的重心降低了，车辆在行驶的过程中稳定性好，但是这种电池在更换时，必须将车辆行驶到一条更换电池的轨道系统上，由轨道系统上的定位系统固定住车辆，将设置在底盘上的电池连同底盘一同取下，将取下来的底盘上的电池连同底盘一起更换。这个过程的缺点有，更换非常耗时，且定位时比较难。另外换电池专用设备制造成本非常高，在德国有一套类似的汽车电池更换定位系统，其造价高达300万美元；且电池更换后密封不严，容易进水、进尘。
       另外，上述两种电池的更换系统目前在中国尚未流行，现以充电桩为主，市民在购买了电动车后，一般都是白天使用，晚上将车停在小区充电，且充电时间长达8-10个小时。这就大大降低了电动车的利用效率，严重影响了电动车的发展。
发明内容
       本发明正是为了解决上述问题，而发明了一种造价低、更换电池时间短、结构简单、容易普及的电动车车底侧向连动换电池装置。
       本发明采用如下技术方案实现。
一种车底侧向连动换电池的电动车及其取换电池的装置，本发明在底盘采用机械连接有电池箱；该电池箱为矩形体，电池箱两端的开口端设置在底盘腹部的两个侧面，在开口端设有能启闭的盖板。
本发明盖板通过铰式连接和锁紧装置与电池箱连接；在电池箱的内壁底部设置有容纳滚轮A的定位轨；在电池箱两侧壁下端分别设置有定位孔A和定位孔B；在电池箱两侧设有电池箱线端A和电池箱线端B。
本发明在电池箱内装有电池块的电池包；电池包底部设有滚轮B，在电池包端面设置有挂锁机构; 在电池包两侧设有电池包线端A和电池包线端B。
本发明在电池包底部设置有与定位轨相对应的定位槽。
本发明电池包的挂锁机构分别设置为带上位置锁环和带下位置锁环的两种结构。
一种连动侧向取换电动车电池的装置，包括装卸电池包平台和移动机构；该装卸电池包平台包括上台面和下台面，在上、下台面之间的中间位置设有调高机构，在上、下台面之间的角边上对称设有升降定位装置，在下台面底部设有移动轮。
本发明装卸电池包平台分别设置为装电池平台和卸电池平台；其中装电池平台包括上台面A、下台面A、调高机构A；上台面A与下台面A通过升降定位装置A连接；调高机构A分别与上台面A、下台面A连接；下台面A底部设置有移动轮A；上台面A上设置有与定位孔A相对应的定位销A；
所述的卸电池平台包括上台面B、下台面B、调高机构B；上台面B与下台面B通过升降定位装置B连接；调高机构B分别与上台面B、下台面B连接；下台面B底部设置有移动轮B；上台面B上设置有与定位孔B相对应的定位销B；设置有推拉机构，推拉机构的一端与电机连接，推拉机构另一端与电池盒上的挂锁机构连接。
本发明在装卸电池包平台上设置有锁销，在电动车体上设置有与锁销相配合的锁扣；锁销通过弹簧和销轴与装卸电池包平台连接。
本发明调高机构设置为千斤顶，升降定位装置由上滑动杆插入下固定杆内滑动配合构成，并设有万向节。
本发明调高机构设置为液压油缸，液压油缸与液压泵连接。
本发明升降定位装置包括三根丝杆插入带内螺纹的下固定杆作为电动升降杆，三根电动升降杆呈等腰三角型排布，电动升降杆上固定的齿轮分别与控制电机上的传动齿轮连接；上台面与丝杆通过万向球头接触连接。
本发明在下台面底部设置有轨道，下台面上设置有装卸电池包平台滑行的电机。
本发明推拉机构为挂钩，挂钩另一端与电动车上的挂扣连接。
本发明推拉机构设置为齿轮传动，即在装卸电池包平台上设置有齿轮，电池包底部还设置有与齿轮配合的齿条，齿轮与电动机连接。
本发明推拉机构设置为液压传动，即在装卸电池包平台上设置有液压装置，该液压装置包括液压泵、推进杆。
本发明推拉机构设置为涡杆传动，即在装卸电池包平台上设置有涡杆B；在涡杆B上设置有涡轮，该涡轮推动电池包；涡杆B与涡杆控制电机连接。
本发明的有益效果为：1、造价低廉；2、更换电池速度非常快：本发明与背景技术中第二种更换电池的方案相比，卸下电池和安装电池时同时进行，是一种连动的换电池方式，因此至少可以节约一半的更换时间；3、定位准确、更换方便：由于设置了定位销、定位孔和定位轨、定位槽的组合机构，可以保证在更换电池时定位的准确性。4、本发明可以同时给多辆电动车在同一时间、同一场地更换电池。
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步解释。
附图说明
图1为本发明在安装电池时的结构示意图；
图2为本发明电动车上的结构示意图；
图3为图1的后视图；
图4为送电池平台结构示意图；
图5为取电池平台结构示意图；
图6为送电池平台另一种结构示意图；
图7为送电池平台另一种结构示意图；
图8为送电池平台另一种结构示意图；
图9为图1中单个电池包右视结构示意图；
图10为牵引式新旧电池在安装时的连接结构示意图；
图11为锁销和锁扣连接结构示意图。
图中标号为：电池箱（1）、电池箱线端A(1.1)、电池箱线端B(1.2)、电池包（2）、电池包线端A(2.1)、电池包线端B(2.2)、装电池平台（3）、上台面A（3.1）、下台面A（3.2）、移动轮A（3.3）、定位销A（3.4）、升降定位装置A（3.5）、卸电池平台（4）、上台面B（4.1）、下台面B（4.2）、移动轮B（4.3）、定位销B（4.4）、升降定位装置B（4.5）、上滑动杆（4.5.1）、下固定杆（4.5.2）、万向节（4.5.3）、盖板（5）、锁紧装置（6）、定位轨（7）、定位孔A（8.1）、定位孔B（8.2）、滚轮A（9）、滚轮B（9.1）、挂锁机构（10）、调高机构A（11）、调高机构B（12）、定位槽（13）、推拉机构（14）、电机（15）、齿轮（16）、齿条（17）、电动机（18）、液压泵（19）、推进杆（20）、挂钩（21）、插销（22）、锁销（23）、销轴(23.1)、锁扣（24）、弹簧（25）、电动升降杆（26）、控制电机（27）、轨道（28）、装卸电池包平台滑行的电机（29）、涡杆B（30）、涡轮（31）、涡杆控制电机（32）、丝杆（33）、万向球头（33.1）。
具体实施方式
一种车底侧向连动换电池的电动车及其取换电池的装置，在底盘采用机械连接有电池箱1；该电池箱1为矩形体，电池箱1两端的开口端设置在底盘腹部的两个侧面，在开口端设有能启闭的盖板5。
本发明盖板5通过铰式连接和锁紧装置6与电池箱1连接；在电池箱1的内壁底部设置有容纳滚轮A9的定位轨7；在电池箱1两侧壁下端分别设置有定位孔A8.1和定位孔B8.2；在电池箱1两侧设有电池箱线端A1.1和电池箱线端B1.2。
本发明在电池箱1内装有电池块的电池包2；电池包2底部设有滚轮B9.1，在电池包2端面设置有挂锁机构10; 在电池包2两侧设有电池包线端A2.1和电池包线端B2.2。
本发明在电池包2底部设置有与定位轨7相对应的定位槽13。
本发明电池包2的挂锁机构10分别设置为带上位置锁环和带下位置锁环的两种结构。
一种连动侧向取换电动车电池的装置，包括装卸电池包平台和移动机构；该装卸电池包平台包括上台面和下台面，在上、下台面之间的中间位置设有调高机构，在上、下台面之间的角边上对称设有升降定位装置，在下台面底部设有移动轮。
本发明装卸电池包平台分别设置为装电池平台3和卸电池平台4；其中装电池平台3包括上台面A3.1、下台面A3.2、调高机构A11；上台面A3.1与下台面A3.2通过升降定位装置A3.5连接；调高机构A11分别与上台面A3.1、下台面A3.2连接；下台面A3.2底部设置有移动轮A3.3；上台面A3.1上设置有与定位孔A8.1相对应的定位销A3.4；
所述的卸电池平台4包括上台面B4.1、下台面B4.2、调高机构B12；上台面B4.1与下台面B4.2通过升降定位装置B4.5连接；调高机构B12分别与上台面B4.1、下台面B4.2连接；下台面B4.2底部设置有移动轮B4.3；上台面B4.1上设置有与定位孔B8.2相对应的定位销B4.4；设置有推拉机构14，推拉机构14的一端与电机15连接，推拉机构14另一端与电池盒2上的挂锁机构10连接。
本发明在装卸电池包平台上设置有锁销23，在电动车体上设置有与锁销23相配合的锁扣24；锁销23通过弹簧25和销轴23.1与装卸电池包平台连接。
本发明调高机构设置为千斤顶，升降定位装置由上滑动杆4.5.1插入下固定杆4.5.2内滑动配合构成，并设有万向节4.5.3。
本发明调高机构设置为液压油缸，液压油缸与液压泵连接。
本发明升降定位装置包括三根丝杆33插入带内螺纹的下固定杆4.5.2作为电动升降杆26，三根电动升降杆26呈等腰三角型排布，电动升降杆26上固定的齿轮分别与控制电机27上的传动齿轮连接；上台面3与丝杆33通过万向球头33.1接触连接。
本发明在下台面底部设置有轨道28，下台面上设置有装卸电池包平台滑行的电机29。
本发明推拉机构14为挂钩21，挂钩21另一端与电动车上的挂扣连接。
本发明推拉机构设置为齿轮传动，即在装卸电池包平台上设置有齿轮16，电池包2底部还设置有与齿轮配合的齿条17，齿轮与电动机18连接。
本发明推拉机构设置为液压传动，即在装卸电池包平台上设置有液压装置，该液压装置包括液压泵19、推进杆20。
本发明推拉机构设置为涡杆传动，即在装卸电池包平台上设置有涡杆B30；在涡杆B30上设置有涡轮31，该涡轮31推动电池包2；涡杆B30与涡杆控制电机32连接。
送电池平台3和取电池平台4上可以设置有扶手。
下面就一个实施方式对本发明的工作流程进行说明，本发明的工作流程非以下一种可能的方式。
首先将电动车熄火停稳，将装电池平台3停靠在电动车一侧，卸电池平台4停靠在电动车另一侧，启动调高机构A11和调高机构B12，分别使上台面A3.1和上台面B4.1的高度与电池箱1的高度一致。
将装电池平台3紧靠电动车一侧，为避免装电池平台3对电动车表面造成划伤，可在二者之间增加一些橡胶垫。
将定位销A3.4对准插入定位孔A8.1内，定位销B4.4对准插入定位孔B8.2内。
然后将插销22插在挂锁机构10内，使新电池包和电动车上的旧电池包连接。然后使用推拉机构14钩住电动车上旧电池包上的挂锁机构10，开动电机15，旧电池向一侧移动，随即带着新电池包也向一侧连动，最后新电池包移动到电动车的电池箱1已确定的位置内，旧电池移动到卸电池平台4上，取下插销22，完成一次换电池包工作。
上述换电池包采用的是牵引的方式将电池包从电动车的电池箱1内拉出。也可以使用图6、图7、图8的结构，使用新电池推出旧电池的方式，将电池包推出。在使用推的过程时，装电池平台3会受到一个反向的作用力，从而使装电池平台3会移动偏离电动车，这时就要使用挂钩21，将其挂扣在电动车上即可。

Claims (16)

1.一种车底侧向连动换电池的电动车，其特征在于，在底盘采用机械连接有电池箱（1）；该电池箱（1）为矩形体，电池箱（1）两端的开口端设置在底盘腹部的两个侧面，在开口端设有能启闭的盖板（5）。
2.根据权利要求1所述的一种车底侧向连动换电池的电动车，其特征在于，盖板（5）通过铰式连接和锁紧装置（6）与电池箱（1）连接；在电池箱（1）的内壁底部设置有容纳滚轮A（9）的定位轨（7）；在电池箱（1）两侧壁下端分别设置有定位孔A（8.1）和定位孔B（8.2）；在电池箱(1)两侧设有电池箱线端A(1.1)和电池箱线端B(1.2)。
3.根据权利要求1所述的一种车底侧向连动换电池的电动车，其特征在于，在电池箱（1）内装有电池块的电池包（2）；电池包（2）底部设有滚轮B（9.1），在电池包（2）端面设置有挂锁机构（10）; 在电池包（2）两侧设有电池包线端A(2.1)和电池包线端B(2.2)。
4.根据权利要求3所述的一种车底侧向连动换电池的电动车，其特征在于，在电池包（2）底部设置有与定位轨（7）相对应的定位槽（13）。
5.根据权利要求3所述的一种车底侧向连动换电池的电动车，其特征是，电池包（2）的挂锁机构（10）分别设置为带上位置锁环和带下位置锁环的两种结构。
6.一种连动侧向取换电动车电池的装置，其特征在于，包括装卸电池包平台和移动机构；该装卸电池包平台包括上台面和下台面，在上、下台面之间的中间位置设有调高机构，在上、下台面之间的角边上对称设有升降定位装置，在下台面底部设有移动轮。
7.根据权利要求6所述的一种连动侧向取换电动车电池的装置，其特征在于，装卸电池包平台分别设置为装电池平台（3）和卸电池平台（4）；其中装电池平台（3）包括上台面A（3.1）、下台面A（3.2）、调高机构A（11）；上台面A（3.1）与下台面A（3.2）通过升降定位装置A（3.5）连接；调高机构A（11）分别与上台面A（3.1）、下台面A（3.2）连接；下台面A（3.2）底部设置有移动轮A（3.3）；上台面A（3.1）上设置有与定位孔A（8.1）相对应的定位销A（3.4）；
所述的卸电池平台（4）包括上台面B（4.1）、下台面B（4.2）、调高机构B（12）；上台面B（4.1）与下台面B（4.2）通过升降定位装置B（4.5）连接；调高机构B（12）分别与上台面B（4.1）、下台面B（4.2）连接；下台面B（4.2）底部设置有移动轮B（4.3）；上台面B（4.1）上设置有与定位孔B（8.2）相对应的定位销B（4.4）；设置有推拉机构（14），推拉机构（14）的一端与电机（15）连接，推拉机构（14）另一端与电池盒（2）上的挂锁机构（10）连接。
8.根据权利要求6所述的一种取连动换电动车电池的装置，其特征在于，在装卸电池包平台上设置有锁销（23），在电动车体上设置有与锁销（23）相配合的锁扣（24）；锁销（23）通过弹簧（25）和销轴(23.1)与装卸电池包平台连接。
9.根据权利要求6或7所述的一种连动侧向取换电动车电池的装置，其特征是，调高机构设置为千斤顶，升降定位装置由上滑动杆（4.5.1）插入下固定杆（4.5.2）内滑动配合构成，并设有万向节（4.5.3）。
10.根据权利要求6或7所述的一种连动侧向取换电动车电池的装置，其特征是，调高机构设置为液压油缸，液压油缸与液压泵连接。
11.根据权利要求6所述的一种连动侧向取换电动车电池的装置，其特征是，升降定位装置包括三根丝杆（33）插入带内螺纹的下固定杆（4.5.2）作为电动升降杆（26），三根电动升降杆（26）呈等腰三角型排布，电动升降杆（26）上固定的齿轮分别与控制电机（27）上的传动齿轮连接；上台面（3）与丝杆（33）通过万向球头（33.1）接触连接。
12.根据权利要求6所述的一种连动侧向取换电动车电池的装置，其特征是，在下台面底部设置有轨道（28），下台面上设置有装卸电池包平台滑行的电机（29）。
13.根据权利要求7所述的一种连动侧向取换电动车电池的装置，其特征是，推拉机构（14）为挂钩（21），挂钩（21）另一端与电动车上的挂扣连接。
14.根据权利要求7所述的一种连动侧向取换电动车电池的装置，其特征是，推拉机构设置为齿轮传动，即在装卸电池包平台上设置有齿轮（16），电池包（2）底部还设置有与齿轮配合的齿条（17），齿轮与电动机（18）连接。
15.根据权利要求7所述的一种连动侧向取换电动车电池的装置，其特征是，推拉机构设置为液压传动，即在装卸电池包平台上设置有液压装置，该液压装置包括液压泵（19）、推进杆（20）。
16.根据权利要求7所述的一种连动侧向取换电动车电池的装置，其特征是，推拉机构设置为涡杆传动，即在装卸电池包平台上设置有涡杆B（30）；在涡杆B（30）上设置有涡轮（31），该涡轮（31）推动电池包（2）；涡杆B（30）与涡杆控制电机（32）连接。
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