CN104908720A - 一种电动汽车动力电池简易交换站 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动汽车动力电池简易交换站，包括停车平台、电池储存充电架、以及载运电池的手动推车，电池储存充电架设有若干层可独立充电的电池储存腔，电池储存腔内放置可移动的动力电池，在电池储存充电架的前后两侧分别设置一个升降架，在电池储存充电架顶部设有转向滑轮组，一绕设在转向滑轮组上的升降拉绳的两端分别与前后两侧的升降架相连接，当亏电电池放置到一个处于最下端位置的升降架时，电池储存腔内的满电电池则移动到另一个升降架上，两个升降架即可轻松地联动升降，从而实现电池的手动互换。本发明占地面积小，并且结构简单、前期投入少，适合在公司、写字楼以及住宅小区等处的停车场进行大面积的推广。

Description

一种电动汽车动力电池简易交换站

技术领域

本发明涉及电动汽车技术领域，具体涉及一种可快速更换电池的简易型电池交换站。

背景技术

汽车的大量普及，不仅消耗不可再生的石油资源，而且造成极为严重的空气污染，为此，用蓄电池驱动的电动汽车正日益受到广泛的青睐，但是，现有电动汽车受到一次充电行驶里程短、充电时间长等技术瓶颈的限制，在大众消费群体还难以普及。为此，人们推出了专门的电动汽车电池交换站，其工作方式类似现有的汽车加油站，电动汽车在行驶一定里程后无需直接充电，而是到储存有大量满电电池的电池交换站直接更换充好电的满电电池，然后即可继续行驶，而电池交换站则可将换下的亏电电池进行充电，以用于后续的更换。例如，一种在中国专利文献上公开的“电动车辆蓄电池更换工作站”，公开号为：CN1212933A，包括更换台及蓄电池转换器，更换台可供电动车辆迸出并定位，并能将电动车辆之蓄电池快速拆卸或安装于电动车辆的车架上，蓄电池转换架能将蓄电池远离更换台，同时更换另一蓄电池，载往更换台，并协同更换台将蓄电池安装于电动车辆的车架上。蓄电池转换架由运送带连接检测区，用以将拆下之蓄电池进行检测保养或淘汰，检测区又由运送带连接仓储区，用以将可用之蓄电池充电储存。然而，现有的此类电池交换站存在如下问题：整个交换站的占地面积大，装置复杂，因而其前期投入相当大，这样，一方面限制了交换站的普及，从而不利于电动汽车的普及。另一方面，由于目前较低的电动汽车普及率，使得大型交换站的利用率不会很高，从而导致其投入难以收回，进而限制了交换站的普及，特别是，受到场地和投资成本的限制，现有技术的电池交换站均难以在公司、写字楼以及住宅小区等处的停车场进行大面积的推广普及。因此，目前在国内主要还是一些出租车公司的出租车、公交公司的公交车有较大批量电动汽车的采用，出租车公司或公交公司通过自身建立的交换站为公司的电动出租车或电动公交车提供更换电池服务。而对于广大的上班一族，当白天开车到公司上班、或者晚上开车回到住宅小区时，却很难找到一个合适的充电或更换电池的场所，从而极大地限制了电动汽车的普及和推广。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有用于电动汽车的电池交换站所存在的占地面积大、前期投入高，难以大面积推广使用的问题，提供一种电动汽车动力电池简易交换站，其占地面积小，并且结构简单、前期投入少，适合在公司、写字楼以及住宅小区等处的停车场进行大面积的推广。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种电动汽车动力电池简易交换站，包括停车平台、固定在地面的框架式的电池储存充电架、以及用于运送动力电池的手动推车，所述电池储存充电架从下至上地设有若干层贯通电池储存充电架前后侧面的电池储存腔，每个电池储存腔都设有独立的充电器和相应的充电插头，电池储存腔的下侧面上设有底部带滚轮的可移动支承板，可移动支承板上放置有动力电池，在电池储存充电架的前后两侧分别设置一个可容置动力电池的升降架，所述升降架包括水平的承重底板、竖直地连接在承重底板左右两侧的伸缩杆、以及连接在两根伸缩杆上端之间的横杆，在电池储存充电架顶部设有转向滑轮组，一绕设在转向滑轮组上的升降拉绳的两端分别与电池储存充电架前后两侧的升降架上的横杆相连接，从而使两个升降架可联动升降，所述手动推车包括升降平台、以及放置在升降平台上底部带滚轮的可移动支承板，该升降平台和手动推车的把手相关联，当一个升降架的承重底板处于最下端位置从而和底部第一层的电池储存腔的下侧面齐平、并且两个升降架上的伸缩杆均处于收缩状态时，则另一个升降架的承重底板处于最上端位置从而和上部顶层的电池储存腔的下侧面齐平。

本发明的交换站主要适用于通过上下升降方式更换动力电池的电动汽车，此类电动汽车在车身的底部设置下部开口的电池仓，动力电池通过相应的锁止机构放置并固定在电池仓内。本发明中的停车平台用于需要更换电池车辆的定点停靠，通过相应的定位标记可确保车辆的定点停靠。需要更换动力电池时，先将手动推车推入车辆的底部，并使手动推车的升降平台对准车辆的动力电池位置。然后通过手动推车的把手抬升升降平台至动力电池位置，此时即可释放需要充电的亏电电池，使其落到升降平台的可移动支承板上。接着下降升降平台，并将手动推车从车辆底部拉出至电池储存充电架前侧升降架前，该升降架的承重底板处于最下端位置，而后侧的升降架则处于最上端位置。当手动推车的升降平台与前侧升降架的承重底板靠近并齐平时，即可推动亏电电池，使其通过具有滚轮的可移动支承板滚动到承重底板上。然后推动最上层电池储存腔内已充好电的满电电池，使其同样通过可移动支承板滚动到后侧升降架的承重底板上，此时前后两侧升降架上的动力电池处于平衡状态，因此，我们可轻松地手动抬升前侧的升降架，使支撑亏电电池的承重底板到达最上端位置，相应地，此时放置满电电池的后侧升降架则下降到最下端位置，这样，我们可将亏电电池推入最上层的电池储存腔对其进行充电，并将手动推车拉至另一侧从而靠近后侧的升降架，这样，即可将满电电池轻松地推到手动推车的升降平台上。最后可将手动推车再次推入车辆的底部，并通过手动推车的把手抬升升降平台，从而使满电电池进入车辆底部的电池仓内，以完成动力电池的更换。更换好动力电池的手动推车的承重底板上则留存有运载满电电池的可移动支承板，从而为下一次的更换做好准备。当我们需要将亏电电池与电池储存充电架上其它层的满电电池进行交换时，可相应地拉长伸缩杆，从而使后侧的升降架下降到合适的高度，以便其承重底板与放置满电电池的电池储存腔的下侧面齐平。由于电池储存充电架采用框架式结构，动力电池在电池储存充电架内呈上下垂直放置，因而其占地面积小，成本低，从而适合在公司、写字楼以及住宅小区等处的停车场进行大面积的推广。特别是，亏电电池的上升高度与满电电池的下降高度完全相同，因此，升降架在升降过程中只需克服极小的摩擦阻力，也就是说，整个更换电池过程操作人员可轻松地手动完成，从而可显著地简化交换站的整体结构，降低交换站的使用、维护成本，进而有利于其普及和推广。

作为优选，所述转向滑轮组包括分别设置在电池储存充电架顶部前后两侧的转向滑轮、以及竖直地转动连接在电池储存充电架顶部中间位置的阻尼筒，两个转向滑轮的轮轴水平设置并相互平行，所述升降拉绳在阻尼筒上卷绕一圈，卷绕在阻尼筒上的升降拉绳的两端分别绕过前后两侧的转向滑轮后与相同一侧升降架的横杆相连接。

由于动力电池的重量较大，而前后两侧的动力电池又处于平衡状态，因此，当我们手动升降升降架时容易出现升降速度过快、不平稳的现象，过快的升降速度会造成极大的冲击力，从而造成安全隐患。当前后两个升降架升降时，本发明的升降拉绳会带动阻尼筒做正反向的转动，这样，当我们将阻尼筒的质量设置的足够大时，阻尼筒较大的惯性即会对升降拉绳的移动速度突变产生一个较大的阻力，从而可有效地避免升降架的快速升降，有利于保持升降架的平稳升降。

作为优选，所述转向滑轮组包括分别设置在电池储存充电架顶部前后两侧的转向滑轮、以及阻尼筒，两个转向滑轮的轮轴水平设置并相互平行，在电池储存充电架顶部中间位置间隔地设有两个轴支架，两个轴支架之间转动连接有水平的花键轴，阻尼筒轴向可移动地连接在花键轴的中部，花键轴的一侧的轴支架上靠近阻尼筒一侧固定连接有齿圈，阻尼筒靠近齿圈的端面上螺纹连接有三个呈环形等间距布置的调节螺杆，调节螺杆的轴线与花键轴的轴线平行，调节螺杆外露于阻尼筒的端部设有与齿圈啮合的行星齿轮，所述升降拉绳包括第一拉绳和第二拉绳，第一拉绳的一端固定并卷绕在阻尼筒上，另一端绕过前侧的转向滑轮后与相同一侧升降架的横杆相连接，第二拉绳的一端固定并卷绕在阻尼筒上，另一端绕过后侧的转向滑轮后与相同一侧升降架的横杆相连接，第一、第二拉绳在阻尼筒上的卷绕方向相反。

和前述方案相类似地，阻尼筒可对升降拉绳的移动速度突变产生一个较大的阻力，从而有效地避免升降架的快速升降，有利于保持升降架的平稳升降。由于阻尼筒与花键轴构成轴向可移动的花键连接，因此，当花键轴与阻尼筒转动时，卷绕筒可沿着电机轴做轴向移动。与此同时，本方案中的升降拉绳包括第一拉绳和第二拉绳，第一、第二拉绳的一端分别固定并卷绕在阻尼筒上，这样，当我们向下拉动前侧的升降架时，第一拉绳即带动阻尼筒转动，此时第一拉绳逐步从阻尼筒上释放，相反地，第二拉绳则被卷绕到阻尼筒上，从而使后侧的升降架抬升。当阻尼筒转动时，阻尼筒端部的调节螺杆一起转动，由于调节螺杆端部的行星齿轮与固定在轴支架上的齿圈相啮合，因而此时的行星齿轮做自转，并带动调节螺杆自转，从而带动与其螺纹连接的阻尼筒在跟随花键轴公转的同时沿着花键轴做轴向移动，进而使第一拉绳在阻尼筒上的释放点以及第二拉绳在阻尼筒上的卷绕点保持不变，以确保第二拉绳可均匀地卷绕在阻尼筒表面，避免第二拉绳拉绳在卷绕筒表面卷绕时出现的不规则堆叠。与此同理，当我们向下拉动后侧的升降架时，则可使第二拉绳在阻尼筒上的释放点以及第一拉绳在阻尼筒上的卷绕点保持不变，从而确保第一拉绳可均匀地卷绕在阻尼筒表面。这样，可使得第一、第二拉绳的释放和卷绕速度完全一致，因而确保两侧升降架的同步平稳升降，避免因升降架的升降速度不一致而增加负载。

作为优选，所述花键轴上靠近齿圈一侧还固设有一个限位盘，限位盘上设有径向延伸至边缘的三个呈环形等间距布置的卡槽，调节螺杆的圆周面上设有环形凹槽，三个调节螺杆的环形凹槽分别可转动地卡位于限位盘的三个卡槽内。

这样，限位盘一方面可使调节螺杆在轴向上限位，避免调节螺杆轴向移动，同时对调节螺杆起到良好的支撑作用，有利于提高其刚性。由于卡槽的外端开口，因而便于调节螺杆卡位到卡槽内，方便其安装使用。

作为优选，所述伸缩杆包括若干从小到大地相互套接在一起套管，套管的尾端设有径向外凸的导向盘，套管的前端设有缩口，最小的套管的前端与承重底板相连接，最大的套管的尾端与横杆相连接，横杆的两端分别设有位于最大的套管内的转向轮，横杆下侧的中间位置设有一竖直向下的轮轴，轮轴上转动连接有绕线轮，伸缩管内最小的套管的尾端与一定距线相连接，定距线的另一端先向上依次穿过各套管，然后绕过转向轮，最后固定并卷绕在绕线轮上，两根伸缩管内的定距线在绕线轮上的卷绕方向一致，轮轴在靠近横杆一端还设有卷簧，卷簧的内端与轮轴相连接，卷簧的外端与绕线轮相连接，轮轴上还设有抵靠绕线轮下侧的限位凸肩，绕线轮下侧边缘设有端面齿盘，轮轴位于限位凸肩下侧部分呈扁势圆柱状，并且在该段轮轴上可轴向滑动地套设有锁止盘，锁止盘上表面的中间部位下凹，锁止盘上表面凸出的边缘设有与端面齿盘啮合的锁止端面齿，轮轴上还套设有上端抵靠限位凸肩、下端抵靠锁止盘的压簧，轮轴穿出锁止盘的下端螺纹连接有锁紧螺母。

本发明的伸缩杆在需要调节长度时，可先将亏电电池放置到电池储存充电架一侧的升降架上使其固定，此时即可调节另一侧处于高位状态的升降架的位置。我们可先旋松锁紧螺母，此时锁止盘在压簧的作用下向下移动与绕线轮的端面齿盘分离，这样，我们即可轻松地向下拉动处于高位的升降架，卷绕在绕线轮上的定距线逐步释放，卷簧则逐步拉紧，伸缩管原本相互套在一起的各套管逐步向外伸出。当升降架移动到位时，我们只需重新旋紧锁紧螺母，即可使锁止盘与绕线轮的端面齿盘重新啮合成一体，由于与锁止盘连接的轮轴为扁势圆柱，因而锁止盘不会围绕轮轴转动，从而可确保绕线轮的锁止，进而使伸缩杆的长度固定。当伸缩杆的长度缩短时，扭簧可驱动绕线轮反向转动，从而使定距线重新卷绕到绕线轮上。

作为优选，在升降架的承重底板两侧分别设有竖直的导向杆，导向杆在对应各电池储存腔的位置依次设有径向的限位销，导向杆上的限位销由上至下按相同方向围绕导向杆依次转过一个错位夹角，所述承重底板通过可转动地设置在两侧的导向套与两根导向杆构成滑动连接，导向套露出承重底板的下端设有一体的限位法兰盘，导向套的内侧壁上设有数量比导向杆上的限位销数量少一个、并且贯通限位法兰盘的轴向通槽，所述轴向通槽围绕导向套的轴线等间距分布，相邻轴向通槽之间所对应的圆心角与相邻两个限位销之间的错位夹角相同。

导向杆可使升降架平稳升降，而导向套上的限位法兰盘在遇到导向杆上的限位销时可使承重底板可靠地定位，从而方便在需要调整升降架高度时调节伸缩杆的长度。当我们转动限位法兰盘时，可使导向套内侧壁上的第一个轴向通槽对准导向杆最上端的限位销，这样承重底板即可向下移动至下一个电池储存腔位置，此时承重底板即可被第二个限位销定位。以此类推，通过转动限位法兰盘，我们可方便地使升降架定位在不同的电池储存腔位置。

作为优选，所述电池储存充电架上还设有可显示各电池储存腔内动力电池的充电状态的液晶显示屏。

液晶显示屏可显示各电池储存腔内正在充电的动力电池的充电状态，以便于在需要更换电池时能找到已充满电的满电电池。

因此，本发明具有如下有益效果：占地面积小，并且结构简单、前期投入少，适合在公司、写字楼以及住宅小区等处的停车场进行大面积的推广。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图。

图2是图1中处于第一层电池储存腔位置的承重底板的A向视图。

图3是升降架的局部结构示意图。

图4是转向滑轮组的一种结构示意图。

图5是转向滑轮组的另一种结构示意图。

图6是图5的转向滑轮组的局部俯视图。

图7是图6中A-A处的剖视图。

图中：1、电池储存充电架 11、电池储存腔 2、可移动支承板 3、升降架 31、承重底板 32、伸缩杆 321、套管 322、导向盘 323、缩口 33、横杆 34、导向杆 341、支承座 342、限位销 35、导向套 351、限位法兰盘 352、轴向通槽 4、转向滑轮组 41、转向滑轮 42、阻尼筒 43、轴支架 44、花键轴 45、齿圈 46、调节螺杆 47、行星齿轮 48、限位盘 481、卡槽 5、升降拉绳 51、第一拉绳 52、第二拉绳 6、转向轮 7、定距线 8、绕线轮 81、轮轴 811、限位凸肩 82、锁止盘 83、锁紧螺母 84、压簧 85、卷簧。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。

如图1所示，一种电动汽车动力电池简易交换站，主要适用于通过上下升降方式更换动力电池的电动汽车，此类电动汽车在车身的底部设置下部开口的电池仓，动力电池通过相应的锁止机构放置并固定在电池仓内。具体包括一个停车平台、固定在地面的框架式的电池储存充电架1、以及用于运送动力电池的手动推车（图中未示出）。停车平台上可设置相应的标记，以便于车辆的准确定点停靠。此外，停车平台在对应车轮的两侧可设置成坡道，从而在中间形成下凹，以有利于手动推车通过中间下凹区域进出车辆底部，以实现动力电池的上下垂直更换。手动推车包括一个水平的升降平台，在升降平台上放置一个底部带滚轮的可移动支承板，升降平台可采用现有的升降机构实现其升降，并且使升降平台和手动推车的把手相关联，从而可通过把手方便地控制升降平台的升降。具体地，我们可在升降平台的两侧分别设置一个菱形伸缩架，在两个菱形伸缩架对应的前后两侧的铰接点之间分别连接一根连杆，然后将一根升降螺杆依次螺纹连接在两根连杆的中间处，并且升降螺杆与两根连杆连接的螺纹旋向相反。这样，当我们转动升降螺杆时，即可使两根连杆相互靠近或者分开，从而使菱形伸缩架升高或降低，以实现升降平台的升降。当然，我们还需设置一个传动杆，传动杆一端通过万向节与升降螺杆相连接，另一端则与手动推车的把手相连接，这样，当我们转动把手时，即可使传动转动，进而通过万向节带动升降螺杆转动，以便使升降平台与把手相关联，方便升降平台的升降控制。

电池储存充电架用于存放动力电池，并对动力电池进行充电，因此可设置在停车平台的旁边，以方便动力电池的输送。电池储存充电架从下至上地设有若干层贯通电池储存充电架前后侧面的电池储存腔11，优选地，我们可设置4层电池储存腔，以方便电池储存腔内动力电池的取放。为了便于描述，我们将最底层的电池储存腔设定为第一层，以此类推，最上层的池储存腔设定为第四层。每个电池储存腔的下侧面上可设置一块底部带滚轮的可移动支承板2，可移动支承板上放置有动力电池，每个电池储存腔都需设置独立的充电器和相应的充电插头，以便于对每个动力电池进行独立的充电。需要说明的是，电池储存腔内的可移动支承板与手动推车的升降平台上的可移动支承板结构完全相同。

为了便于将亏电电池送入电池储存腔内充电，同时将电池储存腔内充好电的满电电池更换到车辆上，我们可在电池储存充电架的前后两侧分别设置一个可容置动力电池的升降架3。升降架包括一块水平的承重底板31、竖直地连接在承重底板左右两侧的伸缩杆32、以及连接在两根伸缩杆上端之间的横杆33，在电池储存充电架顶部则需设置转向滑轮组4，然后用绕设在转向滑轮组上的升降拉绳5的两端分别连接电池储存充电架前后两侧的升降架上的横杆。这样，当一侧的升降架下降时，另一侧升降架同步上升，从而使前后两个升降架可实现联动升降。当两个升降架上的伸缩杆均处于收缩状态时，如果一个升降架的承重底板处于最下端位置从而和底部第一层的电池储存腔的下侧面齐平，则另一个升降架的承重底板处于最上端位置从而和上部第四层的电池储存腔的下侧面齐平。

本发明的电动汽车动力电池简易交换站在用于动力电池更换时，首先让需要更换动力电池的车辆停靠在停车平台上，停靠车辆时，可根据停车平台上设置的标记使车辆准确地定点停靠，以有利于动力电池的更换。然后工作人员将手动推车从停车平台中间的下凹处推入车辆的底部，并使手动推车的升降平台对准车辆的动力电池位置。当然，我们还可以在手动推车的升降平台以及车辆底部用以放置并固定动力电池的电池仓上设置相应的传感器，从而使手动推车的升降平台能准确地定位在与车辆上需充电的亏电电池相对应的位置。接着，我们可按照前述的方法抬升升降平台直至升降平台上的可移动支承板与亏电电池相接触，此时，车辆的驾驶人员即可通过车辆的中央控制器释放亏电电池，使其落到升降平台的可移动支承板上。接着下降升降平台，并将手动推车从车辆底部拉出至电池储存充电架前侧的升降架前，并使该升降架的承重底板处于最下端位置，而后侧的升降架此时处于最上端位置。当手动推车的升降平台与前侧升降架的承重底板靠近并齐平时，即可推动亏电电池，使其通过具有滚轮的可移动支承板移动到承重底板上。然后向后推动最上端第四层电池储存腔内已充好电的满电电池，使其同样通过可移动支承板滚动到后侧升降架的承重底板上，此时前后两侧升降架上的动力电池处于平衡状态，因此，我们可轻松地手动抬升前侧的升降架，使支撑亏电电池的承重底板到达最上端的第四层电池储存腔位置，相应地，此时放置满电电池的后侧升降架则下降到最下端的第一层电池储存腔位置。这样，我们可将亏电电池推入最上层的电池储存腔对其进行充电，并将手动推车拉至后侧从而靠近后侧的升降架，这样，即可将满电电池轻松地转移到手动推车的升降平台上。最后再将手动推车推入车辆的底部，并通过手动推车的把手抬升升降平台，从而使满电电池进入车辆底部的电池仓内，以完成动力电池的更换。更换好动力电池的手动推车的承重底板上则留存有运载满电电池的可移动支承板，从而为下一次的更换做好准备。需要说明的是，电池仓可采用现有技术中通过垂直升降方式更换电池的电池仓结构，在此不做过多的描述。

当我们需要将亏电电池与电池储存充电架上其它层的满电电池进行交换时，可相应地拉长后侧升降架上的伸缩杆，从而使后侧的升降架下降到合适的高度，以便其承重底板与相应层的电池储存腔的下侧面齐平，而其余的更换过程则与前述方法完全相同。

另外，我们还可在电池储存腔的前后两侧开口处设置配有钥匙的安全门，以确保电池储存腔内的动力电池的安全，并且，还可做到专人专用。由于现有的交换站内的动力电池并非专人专用，也就是说，所有的动力电池均属于设置交换站的公司所有，车辆所有者只是租用交换站的动力电池，虽然该方式有利于实现电池在任何地方的快速更换，但同时对交换站的设立者提出了极高的要求，其需要具有庞大的网络。而本发明的交换站主要设置在住宅小区、公司的停车场，以便于车辆使用者的上下班之用，也就是说，车辆的驾驶人员可租用某一层的电池储存腔，从而可方便地实现动力电池的专人专用，这样，交换站的所有人只需极小的投资设立单个的交换站，并不需要建立庞大的网络，而动力电池则可由车辆所有人自备，并且交换站无需专人值守，从而有利于其普及推广。

进一步地，我们还可在升降架的承重底板两侧分别设置竖直的导向杆34，导向杆的上下两端分别设置支承座341，支承座固定连接在电池储存充电架的侧面，从而使承重底板可移动地连接在两根导向杆上，以有利于承重底板的平稳升降。当然，我们需要在承重底板的两侧分别设置与导向杆滑动连接的导向套35，从而使承重底板可在导向杆上顺滑地上下移动。此外，为了确保承重底板能可靠地定位在各层电池储存腔位置，我们还可在导向杆上对应各层电池储存腔的位置依次设置一个径向的限位销342，而导向套则在露出承重底板的下端设置一体的限位法兰盘351，并且在导向套的内侧壁上设置贯通限位法兰盘的轴向通槽352。这样，当我们转动限位法兰盘，使导向杆上与第四层的电池储存腔对应的第四个限位销与导向套的轴向通槽错位时，限位法兰盘即可定位在第四个限位销上，从而将承重底板定位在第四层电池储存腔位置。当我们转动限位法兰盘，使导向套的轴向通槽与导向杆上第四个限位销相对应时，即可下移承重底板至第三层电池储存腔位置，此时再转动限位法兰盘使其定位在第三个限位销上，即可使承重底板定位在第三层电池储存腔位置。以此类推，我们可方便地使承重底板定位在任意一层电池储存腔位置。

为了方便承重底板在导向杆上的移动，如图2所示，导向杆上的四个限位销可由上至下按顺时针方向围绕导向杆依次转过一个60度的错位夹角，与此相对应地，导向套内侧壁上的轴向通槽则需要设置三个，并且三个轴向通槽围绕导向套的轴线按顺时针方向间隔60度环形分布。这样，当我们转动限位法兰盘，使导向套的第三个轴向通槽与导向杆上最上面的第四个限位销相对应时，即可下移承重底板并使其定位在第三层电池储存腔位置；或者，我们可转动限位法兰盘，使导向套的第二个轴向通槽与导向杆上的第四个限位销相对应，此时的第三个轴向通槽则与导向杆上的第三个限位销相对应，导向杆上的第四个限位销首先从导向套的第二个轴向通槽内穿过，承重底板移动至第三层电池储存腔位置，此时导向杆上的第三个限位销从导向套的第三个轴向通槽内穿过，承重底板向下移动并定位在第二层电池储存腔位置。可以理解的是，如图2所示，当我们转动限位法兰盘，使导向套的第一个轴向通槽与导向杆上的第四个限位销相对应时，承重底板即可向下移动，此时第四个限位销首先从导向套的第一个轴向通槽内穿过，接着第三个限位销从导向套的第二个轴向通槽内穿过，最后第二个限位销从导向套的第三个轴向通槽内穿过，从而使导向套的限位法兰盘抵靠并定位在第一个限位销上，此时的承重底板定位在第一层电池储存腔位置。

在现有技术中，伸缩杆具有多种结构，例如，可伸缩的登山杖即为一种较为典型的伸缩杆结构。如图3所示，本发明的伸缩杆32包括若干从小到大地相互套接在一起套管321，套管的尾端设置径向外凸的导向盘322，套管的前端则设置缩口323，最小的套管的前端与承重底板相连接，最大的套管的尾端则与横杆相连接。这样，当较小的套管插接在较大的套管内时，较小套管的外侧壁与较大套管前端的缩口相适配，并形成滑动连接；较小套管的导向盘与较大套管的内侧壁相适配，并形成滑动连接，从而在两个套管之间形成前后两个滑动支撑点，有利于提高套管之间滑动连接的可靠性，同时可避免较小的套管从较大的套管内脱出。为了限定伸缩杆的长度，我们首先需要在横杆的两端分别设置一个位于最大的套管内的转向轮6，然后在横杆下侧的中间位置固定设置一竖直向下的轮轴81，在轮轴上转动连接一个绕线轮8，伸缩管内与承重底板相连接的最小的套管的尾端与一定距线7相连接，定距线的另一端先向上依次穿过各套管，然后绕过转向轮，最后固定并卷绕在绕线轮上，横杆两侧的两根伸缩管内的定距线在绕线轮上的卷绕方向一致。这样，当我们正向转动绕线轮时，即可将定距线卷绕在绕线轮上，从而使承重底板上升，伸缩杆的各套管则相互插接在一起；而反向转动绕线轮时，即可从绕线轮上释放定距线，从而使承重底板下降，伸缩杆的各套管则逐步向外伸出。此外，轮轴在位于绕线轮下侧处还需设置一个抵靠绕线轮下侧的圆盘形的限位凸肩811，并且在绕线轮下侧边缘设置端面齿盘，而轮轴位于限位凸肩下侧部分则需套设一个锁止盘82。锁止盘中心与轮轴适配的通孔为扁势圆孔，相应地，轮轴位于限位凸肩下侧部分应制成扁势圆柱状，从而使锁止盘与轮轴构成滑动连接，并且相互之间可传递扭矩。锁止盘上表面的中间部位下凹，锁止盘上表面凸出的边缘设置与端面齿盘啮合的锁止端面齿，轮轴穿出锁止盘的下端螺纹连接一个锁紧螺母83，轮轴上还需套设一个压簧84，压簧的上端抵靠限位凸肩，压簧的下端抵靠锁止盘。可以理解的是，我们需要在轮轴位于限位凸肩下侧的扁势圆柱的圆柱面部分设置外螺纹，以便于其和锁紧螺母螺纹连接。当我们旋紧锁紧螺母时，锁紧螺母即可克服压簧的弹力推动锁止盘向绕线轮的端面齿盘靠近，从而使锁止盘上的锁止端面齿与端面齿盘相啮合，绕线轮即与锁止盘连成一体，从而可避免绕线轮转动，伸缩杆的长度得以固定。当我们松开锁紧螺母时，压簧即可推动锁止盘向下移动，从而使锁止盘上的锁止端面齿与端面齿盘相分离，此时的绕线轮即可自由转动，从而使伸缩杆轻松地伸长到需要的长度。另外，我们还可在轮轴上靠近横杆一端设置一个卷簧85，卷簧的内端与轮轴相连接，卷簧的外端则与绕线轮相连接。这样，当我们需要缩短伸缩杆的长度而松开锁紧螺母时，一方面可受托承重底板使其上升，同时卷簧带动绕线轮转动将定距线重新卷绕到绕线轮上；当承重底板上升到位时，再次旋紧锁紧螺母，即可使承重底板定位在合适的高度。

在更换动力电池时，我们可先将亏电电池转移并放置到电池储存充电架一侧位于下端的升降架的承重底板上，此时即可调节另一侧升降架的位置。

如果此时需要下调该升降架到下部已经充好电的电池储存腔位置，只要松开锁紧螺母，压簧即可推动锁止盘向下移动，从而使绕线轮可自由转动，我们即可向下拉动该升降架的承重底板至合适的高度，承重底板两侧的伸缩杆则相应地伸长，然后旋紧锁紧螺母使承重底板定位即可。

反之，如果此时另一侧的升降架位于下端位置而需要上升至上层已经充好电的电池储存腔位置，只要松开锁紧螺母，压簧即可推动锁止盘向下移动，从而使绕线轮可自由转动，我们即可向上拉动该升降架的承重底板至合适的高度，承重底板两侧的伸缩杆则相应地缩短，卷簧带动绕线轮转动将伸缩杆内的定距线重新卷绕到绕线轮上，然后旋紧锁紧螺母使伸缩杆长度固定，即可使承重底板定位。

为了确保升降架在升降时的稳定性，如图4所示，本发明的转向滑轮组包括分别设置在电池储存充电架顶部前后两侧的转向滑轮41、以及竖直地转动连接在电池储存充电架顶部中间位置的阻尼筒42，两个转向滑轮的轮轴水平设置并相互平行，升降拉绳5先在阻尼筒上卷绕一圈，卷绕在阻尼筒上的升降拉绳的一端绕过前侧的转向滑轮后与前侧升降架的横杆相连接，卷绕在阻尼筒上的升降拉绳的另一端则绕过后侧的转向滑轮后与后侧升降架的横杆相连接。这样，当前后两个升降架上分别装载有亏电电池和满电电池并上下升降时，升降拉绳会带动阻尼筒转动，阻尼筒的惯性即会对升降拉绳的移动速度突变产生一个较大的阻力，从而可有效地避免升降架的快速升降，有利于保持升降架的平稳升降。可以理解的是，为了确保阻尼筒的作用，我们应使阻尼筒具有较大的质量和外径，以便其具有较大的惯性。

当然，本发明的转向滑轮组也可采用如图5所示的结构：转向滑轮组包括分别设置在电池储存充电架顶部前后两侧的转向滑轮41、以及阻尼筒42，两个转向滑轮的轮轴水平设置并相互平行，在电池储存充电架顶部中间位置间隔地设置两个轴支架43，在两个轴支架之间转动连接一根水平的花键轴44，花键轴与转向滑轮的轮轴平行布置，阻尼筒花键连接在花键轴的中部，从而使阻尼筒在花键轴上轴向可移动，并且相互之间可传递扭矩。如图6、图7所示，在花键轴一侧的轴支架上靠近阻尼筒一侧固定连接一个齿圈45，阻尼筒靠近齿圈的端面上螺纹连接三个调节螺杆46，三个调节螺杆与花键轴平行，并且围绕花键轴呈环形等间距布置，在调节螺杆外露于阻尼筒的端部固定连接与齿圈啮合的行星齿轮47。此外，升降拉绳则包括第一拉绳51和第二拉绳52，第一拉绳的一端固定并卷绕在阻尼筒上，另一端绕过前侧的转向滑轮后与前侧升降架的横杆相连接，第二拉绳的一端固定并卷绕在阻尼筒上，另一端绕过后侧的转向滑轮后与后侧升降架的横杆相连接，第一、第二拉绳在阻尼筒上的卷绕方向相反。这样，当我们需要更换动力电池时，可先将亏电电池放置在前侧升降架上，并将一个满电电池移动到后侧升降架上，然后向下拉动后侧的升降架，此时第二拉绳即带动阻尼筒转动，并逐步从阻尼筒上释放；卷绕方向相反的第一拉绳则被卷绕到阻尼筒上，从而使前侧的升降架抬升。当阻尼筒转动时，阻尼筒端部的调节螺杆一起转动，由于调节螺杆端部的行星齿轮与固定在轴支架上的齿圈相啮合，因而此时的行星齿轮做自转，并带动调节螺杆自转，进而带动与调节螺杆螺纹连接的阻尼筒在跟随花键轴公转的同时沿着花键轴做轴向移动，确保第一拉绳在阻尼筒上由左端向右端均匀卷绕。反之，当我们向下拉动前侧的升降架时，阻尼筒在反向转动的同时沿着花键轴按相反的方向移动，从而确保第二拉绳在阻尼筒上由右端向左端均匀卷绕。由于第一、第二拉绳在卷绕时可避免重叠卷绕，也就是说，其每一圈的卷绕长度是相等的，因此其卷绕速度不会出现突变；相应地，第一、第二拉绳在释放时每一圈的释放长度也是相等的，因此其释放的速度保持稳定，并且可确保卷绕长度和释放长度完全相同，从而使两个升降架的抬升高度和下降高度完全相同。需要说明的是，我们还可在花键轴上靠近齿圈一侧固设一个圆形的限位盘48，限位盘上设置三个沿径向延伸至边缘的卡槽481，三个卡槽在限位盘上呈环形等间距布置，调节螺杆在对应限位盘的圆周面上设置环形凹槽，三个调节螺杆分别通过环形凹槽可转动地卡位于限位盘的三个卡槽内。这样，限位盘使调节螺杆在轴向上限位，避免调节螺杆在转动时出现轴向移动，同时对调节螺杆起到良好的支撑作用，有利于提高其刚性。

最后，我们可在电池储存充电架上设置液晶显示屏，从而可显示各电池储存腔内动力电池的充电状态，以便于在需要更换电池时能找到已充满电的满电电池。

Claims (7)

1.一种电动汽车动力电池简易交换站，包括停车平台、固定在地面的框架式的电池储存充电架、以及用于运送动力电池的手动推车，其特征是，所述电池储存充电架从下至上地设有若干层贯通电池储存充电架前后侧面的电池储存腔，每个电池储存腔都设有独立的充电器和相应的充电插头，电池储存腔的下侧面上设有底部带滚轮的可移动支承板，可移动支承板上放置有动力电池，在电池储存充电架的前后两侧分别设置一个可容置动力电池的升降架，所述升降架包括水平的承重底板、竖直地连接在承重底板左右两侧的伸缩杆、以及连接在两根伸缩杆上端之间的横杆，在电池储存充电架顶部设有转向滑轮组，一绕设在转向滑轮组上的升降拉绳的两端分别与电池储存充电架前后两侧的升降架上的横杆相连接，从而使两个升降架可联动升降，所述手动推车包括升降平台、以及放置在升降平台上底部带滚轮的可移动支承板，该升降平台和手动推车的把手相关联，当一个升降架的承重底板处于最下端位置从而和底部第一层的电池储存腔的下侧面齐平、并且两个升降架上的伸缩杆均处于收缩状态时，则另一个升降架的承重底板处于最上端位置从而和上部顶层的电池储存腔的下侧面齐平。

2.根据权利要求1所述的一种电动汽车动力电池简易交换站，其特征是，所述转向滑轮组包括分别设置在电池储存充电架顶部前后两侧的转向滑轮、以及竖直地设置在电池储存充电架顶部中间位置的阻尼筒，两个转向滑轮的轮轴水平设置并相互平行，所述升降拉绳在阻尼筒上卷绕一圈，卷绕在阻尼筒上的升降拉绳的两端分别绕过前后两侧的转向滑轮后与相同一侧升降架的横杆相连接。

3.根据权利要求1所述的一种电动汽车动力电池简易交换站，其特征是，所述转向滑轮组包括分别设置在电池储存充电架顶部前后两侧的转向滑轮、以及阻尼筒，两个转向滑轮的轮轴水平设置并相互平行，在电池储存充电架顶部中间位置间隔地设有两个轴支架，两个轴支架之间转动连接有水平的花键轴，阻尼筒轴向可移动地连接在花键轴的中部，花键轴的一侧的轴支架上靠近阻尼筒一侧固定连接有齿圈，阻尼筒靠近齿圈的端面上螺纹连接有三个呈环形等间距布置的调节螺杆，调节螺杆的轴线与花键轴的轴线平行，调节螺杆外露于阻尼筒的端部设有与齿圈啮合的行星齿轮，所述升降拉绳包括第一拉绳和第二拉绳，第一拉绳的一端固定并卷绕在阻尼筒上，另一端绕过前侧的转向滑轮后与相同一侧升降架的横杆相连接，第二拉绳的一端固定并卷绕在阻尼筒上，另一端绕过后侧的转向滑轮后与相同一侧升降架的横杆相连接，第一、第二拉绳在阻尼筒上的卷绕方向相反。

4.根据权利要求3所述的一种电动汽车动力电池简易交换站，其特征是，所述花键轴上靠近齿圈一侧还固设有一个限位盘，限位盘上设有径向延伸至边缘的三个呈环形等间距布置的卡槽，调节螺杆的圆周面上设有环形凹槽，三个调节螺杆的环形凹槽分别可转动地卡位于限位盘的三个卡槽内。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种电动汽车动力电池简易交换站，其特征是，所述伸缩杆包括若干从小到大地相互套接在一起套管，套管的尾端设有径向外凸的导向盘，套管的前端设有缩口，最小的套管的前端与承重底板相连接，最大的套管的尾端与横杆相连接，横杆的两端分别设有位于最大的套管内的转向轮，横杆下侧的中间位置设有一竖直向下的轮轴，轮轴上转动连接有绕线轮，伸缩管内最小的套管的尾端与一定距线相连接，定距线的另一端先向上依次穿过各套管，然后绕过转向轮，最后固定并卷绕在绕线轮上，两根伸缩管内的定距线在绕线轮上的卷绕方向一致，轮轴在靠近横杆一端还设有卷簧，卷簧的内端与轮轴相连接，卷簧的外端与绕线轮相连接，轮轴上还设有抵靠绕线轮下侧的限位凸肩，绕线轮下侧边缘设有端面齿盘，轮轴位于限位凸肩下侧部分呈扁势圆柱状，并且在该段轮轴上可轴向滑动地套设有锁止盘，锁止盘上表面的中间部位下凹，锁止盘上表面凸出的边缘设有与端面齿盘啮合的锁止端面齿，轮轴上还套设有上端抵靠限位凸肩、下端抵靠锁止盘的压簧，轮轴穿出锁止盘的下端螺纹连接有锁紧螺母。

6.根据权利要求1或2或3或4所述的一种电动汽车动力电池简易交换站，其特征是，在升降架的承重底板两侧分别设有竖直的导向杆，导向杆在对应各电池储存腔的位置依次设有径向的限位销，导向杆上的限位销由上至下按相同方向围绕导向杆依次转过一个错位夹角，所述承重底板通过可转动地设置在两侧的导向套与两根导向杆构成滑动连接，导向套露出承重底板的下端设有一体的限位法兰盘，导向套的内侧壁上设有数量比导向杆上的限位销数量少一个、并且贯通限位法兰盘的轴向通槽，所述轴向通槽围绕导向套的轴线等间距分布，相邻轴向通槽之间所对应的圆心角与相邻两个限位销之间的错位夹角相同。

7.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的一种电动汽车动力电池简易交换站，其特征是，所述电池储存充电架上还设有可显示各电池储存腔内动力电池的充电状态的液晶显示屏。