CN105083236B - 一种电动乘用车动力电池更换的控制系统 - Google Patents

Abstract

一种电动乘用车动力电池更换的控制系统，包括：车体连接锁紧装置、动力电池及换电举升平台的解锁机构，车体连接锁紧装置包括：支架组件和滑动块组件，支架组件将车体连接锁紧装置固定于车体上，支架组件包括可与动力电池侧面的定位柱接触的定块；滑动块组件包括弹性元件和与弹性元件连接的滑块；解锁机构包括解锁拨块，解锁拨块复位时为远离滑块方向运动，滑块在弹性元件的扩张力的驱动下运动，滑块和定块与定位柱卡在一起，完成车体连接锁紧装置与动力电池的接合；解锁拨块推动滑块运动，滑块压缩弹性元件达到预设行程后，完成车体连接锁紧装置与动力电池的分离。本发明解决确保安装在电动乘用车车体上的动力电池能够安全、方便快速更换的问题。

Description

一种电动乘用车动力电池更换的控制系统

技术领域

本发明涉及电动乘用车领域，具体涉及一种电动乘用车动力电池更换的控制系统。

背景技术

随着全球能源的紧缺，环境污染问题日趋严重，在环保以及清洁能源概念的大趋势下,由于电动乘用车对环境影响相对传统汽车较小，其发展前景十分广阔。电动乘用车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。其中动力电池是电动乘用车的核心，但对于动力电池的续航能力不足一直是困扰于电动乘用车发展的瓶颈所在。

现在出现了不需要对动力电池进行充电，而只对电动乘用车进行换装充满电力的动力电池的运营方式，这样减少了用户等待动力电池充电的时间，与传统汽车加油时间基本相同，无需改变用户使用汽车的习惯。

在这种模式下，其中动力电池安装在电动乘用车车体上，动力电池的尺寸比较大(长度和宽度一般为几米)而且重量都比较大(可达几百公斤)，由于电动乘用车的动力电池本身具有的特性，那么在对电动乘用车进行换装充满电力的动力电池的过程中既要需要满足方便快速更换的要求，还要满足安全的要求就会十分困难。

因此，如何提供一种新的结构的技术方案，确保安装在电动乘用车车体上的动力电池能够安全、方便快速更换，就成为了当前需要解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种电动乘用车动力电池更换的控制系统，以解决确保安装在电动乘用车车体上的动力电池能够安全、方便快速更换的问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种电动乘用车动力电池更换的控制系统，包括：车体连接锁紧装置、可与车体连接锁紧装置耦合的动力电池以及换电举升平台的解锁机构，其中，车体连接锁紧装置包括：支架组件和滑动块组件，支架组件将车体连接锁紧装置固定于车体上，支架组件包括可与动力电池侧面的定位柱接触的定块；滑动块组件包括弹性元件和与弹性元件连接的滑块；换电举升平台的解锁机构包括解锁拨块，解锁拨块复位时为远离滑块方向运动，滑块在弹性元件的扩张力的驱动下运动，滑块和定块与定位柱卡在一起，完成车体连接锁紧装置与动力电池的接合；解锁拨块推动滑块运动，滑块压缩弹性元件达到预设行程后，完成车体连接锁紧装置与动力电池的分离

进一步地，上述系统可包括：所述车体连接锁紧装置车体连接锁紧装置为通过对称两部分的结构进行设置，对称两部分的结构分别固定设置于汽车底盘的左右纵向大梁上；所述动力电池为板状立方体，板状立方体左右两侧部的端面上固定有动力电池的定位柱和楔形块，楔形块用于在动力电池进入车辆电池仓时进行方向引导，并确保动力电池在车辆电池仓内左右方向的初定位；定位柱为设置有环形槽的圆柱体，该环形槽与滑块和定块的形状相配合，使定位柱与滑块和定块卡在一起；板状立方体前侧部的端面上设置有一插头。

进一步地，上述系统可包括：所述支架组件还包括主支架、定位块、定位柱支架、解锁块支架、滚轮和滚轮架，其中，支架组件是车体连接锁紧装置与车辆连接的主框架，与电动乘用车底盘的纵向大梁连接；定位块、定块、定位柱支架、解锁块支架、滚轮和滚轮架是通过焊接方式固定在主支架上，滚轮设置在滚轮架中，定位块用于与动力电池上的楔形块配合完成动力电池在车辆底盘的左右方向的初定位，其中当动力电池被换电举升平台举升至车辆电池仓下部时，随着动力电池被举升，动力电池上楔形块和定位块先接触，并在各自倾斜结构的引导下，完成电池在电池仓左右方向上初定位；定位柱支架、解锁块支架、滚轮和滚轮架，用于与所述换电举升平台配合，完成车体连接锁紧装置与动力电池的分离和接合，其中所述解锁拨块是通过推动滚轮架中滚轮来推动滑块运动。

进一步地，上述系统可包括：所述滑动块组件包括多个滑块，还包括滑块连接梁、导向杆和导向杆支架，各滑块与滑块连接梁为一体式连接，在所述弹性元件的驱动力下一起动作；弹性元件固定在导向杆上，导向杆一端与对应滑块连接一起，另一端由导向杆支架支承，导向杆支架与所述支架组件连接在一起。

进一步地，上述系统可包括：所述滑块的结构为V形槽的设置结构，V形槽内设置有凸台结构，凸台结构用于与动力电池侧面的定位柱上的环形槽卡紧，确保动力电池在车辆底盘上左右方向的定位；其中，动力电池在进入车辆底部的电池仓内时，左右两侧在动力电池的侧面的楔形块的引导下，完成动力电池在电池仓内的左右方向初定位；动力电池进入电池仓后，换电举升平台上的解锁拨块复位，滑块在弹性元件的扩张力的驱动下运动，动力电池在定块和滑块夹紧时，滑块V形槽内的凸台结构与动力电池的定位柱上的环形槽卡紧，实现动力电池在车辆底盘的左右方向上精确定位。

进一步地，上述系统可包括：所述车体连接锁紧装置还包括插座组件，插座组件包括支撑支架、插座、插座支架、弹簧、橡胶块及连接用标准件，支撑支架通过螺栓与车辆底盘的左右纵向大梁固定连接，插座与插座支架固定连接在一起，插座支架通过螺栓、弹簧和橡胶块与支撑支架连接在一起，在弹簧的驱动力下，插座支架和插座被推向动力电池的插头，使动力电池的插头和插座紧密接合在一起。

进一步地，上述系统可包括：所述车体连接锁紧装置还包括插座组件，插座组件包括支撑支架、插座、插座支架、弹簧、橡胶块及连接用标准件，支撑支架通过螺栓与车辆底盘的左右纵向大梁固定连接，插座与插座支架固定连接在一起，插座支架通过螺栓、弹簧和橡胶块与支撑支架连接在一起，在弹簧的驱动力下，插座支架和插座被推向动力电池的插头，使动力电池的插头和插座紧密接合在一起。

进一步地，上述系统可包括：所述滑动块组件还包括接插件推动支架，接插件推动支架与最前端的滑块固定连接，当滑块被推动时，接插件推动支架推动车辆上插座组件中的插座移动，并与动力电池的插头进行分离和接合。

所述滑动块组件进一步包括维修专用支架，维修专用支架包括一装有螺栓的螺栓支架，维修专用支架与滑块固定连接在一起，螺栓支架与主支架固定连接在一起，维修专用支架用于车体连接锁紧装置失效时，通过人工进行螺栓调节，在螺栓的拉力下完成动力电池在车辆上的解锁动作；其中，当车体连接锁紧装置出现故障时，在动力电池下部由换电举升平台支撑在动力电池下部后，通过人工调整螺栓支架上螺栓，由螺栓顶着维修专用支架移动，推动滑块压缩弹性元件，使滑块与定块分开，以及插座和插头的分离动作，完成车体连接锁紧装置与动力电池的分离；由换电举升平台放下亏电的动力电池后，重新举升满电的动力电池至车辆下部电池仓内，调整螺栓使维修专用支架在弹性元件推动下复位，滑块与定块把动力电池的定位柱锁紧，以及插座和插头也在弹簧复位作用下紧密贴合在一起，完成车体连接锁紧装置与动力电池的接合。

进一步地，上述系统可包括：所述换电举升平台上的解锁机构还包括驱动电机、丝杠、螺帽和直线导轨，螺帽设置在解锁拨块上，螺帽与解锁拨块固定连接在一起不转动，当螺帽沿丝杠轴向移动，使解锁拨块沿丝杠轴线方向移动，其中丝杠轴线方向即直线导轨方向；驱动电机用于驱动丝杠转动，使安装有螺帽的解锁拨块动作；解锁拨块的中部上设置有标准滑块，该标准滑块与直线导轨衔接，使解锁拨块只沿着直线导轨进行移动；解锁拨块的上部与所述滚轮架中滚轮接触，来推动滑块运动。

进一步地，上述系统可包括：所述换电举升平台还包括定位套，该定位套的形状与车体连接锁紧装置上的定位柱的形状相配合，定位套用于在更换和安装动力电池的过程中，确保车体连接锁紧装置和换电举升平台接触的位置，该定位套内设置有位置传感器；其中，当电动乘用车在车辆定位平台上完成定位后，换电举升平台上升至车辆底部的动力电池下部后，换电举升平台上的定位套与车体连接锁紧装置上的定位柱配合在一起，换电举升平台继续上升，当触发位置传感器后，换电举升平台停止上升，接收到位置传感器触发信号后发指令给驱动电机，驱动电机驱动丝杠转动，使解锁拨块推动滑块压缩弹性元件，达到预设行程时动力电池从车辆上解锁，此时换电举升平台下降，下降到预设行程时，完成车体连接锁紧装置与动力电池的分离；电动乘用车在车辆定位平台上定位且亏电的动力电池被卸下后，穿梭车移动，将满电的动力电池与换电举升平台对正后，换电举升平台上升至车辆底部的电池仓下部后，换电举升平台上的定位套与车体连接锁紧装置上的定位柱配合在一起，换电举升平台继续上升，当触发位置传感器后，换电举升平台停止上升，接收到位置传感器触发信号后发指令给驱动电机，驱动电机驱动解锁拨块推动滑块压缩弹性元件，达到预设行程后换电举升平台继续上升，上升到预设行程时，动力电池完全进入车辆电池仓内，此时驱动电机执行复位操作，解锁拨块向远离滑块方向运动，滑块和支架组件上定块与动力电池上定位柱贴合在一起，完成车体连接锁紧装置与动力电池的接合。

与现有技术相比，应用本发明，无需在电动乘用车的车体上进行复杂的结构设置，仅仅通过在车体上加入一些结构件的设置，通过弹性元件的弹性驱动力就可以实现动力电池在车体上的装卸结构，将更多的机电控制结构设置在运营设备侧，这样有利于降低电动乘用车的生产成本，便于电动乘用车的大规模商业推广；同时动力电池由车体连接锁紧装置固定在电动乘用车底盘上，在换电举升平台的配合下，可在短时间内可靠完成动力电池更换；车体连接锁紧装置不仅能将动力电池牢固地固定在车上，而且能够保证乘车人的安全。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的电动乘用车动力电池更换的控制系统的结构示意图；

图2为本发明的车体连接锁紧装置的结构示意图；

图3为本发明的定块和滑块锁紧动力电池的示意图；

图4为本发明的动力电池的结构示意图；

图5为本发明的支架组件的结构示意图；

图6为本发明的滑动块组件的结构示意图；

图7为本发明的滑块的结构示意图；

图8为本发明的插座组件的结构示意图；

图9为本发明的维修专用支架的结构示意图；

图10为本发明的解锁机构的结构示意图；

图11为本发明的定位套D的结构放大示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明的一种电动乘用车动力电池更换的控制系统，包括：车体连接锁紧装置10、可与车体连接锁紧装置10耦合的动力电池20以及换电举升平台30(图1中未示出)的解锁机构40，其中，如图2所示，车体连接锁紧装置10包括：支架组件101和滑动块组件102，支架组件101用于将车体连接锁紧装置10固定于车体(图1中所示为车辆底盘50)上，支架组件101包括可与动力电池侧面的定位柱201接触的定块1011；滑动块组件102包括弹性元件1021和与弹性元件1021连接的滑块1022；(如图3所示，示出了在解锁拨块401的作用下，弹性元件1021推动滑块1022，使定块1011和滑块1022锁紧动力电池20的示意图，图3中T为滑块1022上凸台结构)换电举升平台30的解锁机构40包括解锁拨块401，解锁拨块401复位时为远离滑块1022方向运动，滑块1022在弹性元件1021的扩张力的驱动下运动，滑块1022和定块1011与定位柱201卡在一起，完成车体连接锁紧装置10与动力电池20的接合；解锁拨块401推动滑块1022运动，滑块1022压缩弹性元件1021达到预设行程后，完成车体连接锁紧装置10与动力电池20的分离。

动力电池由车体连接锁紧装置固定在电动乘用车底盘上，在换电举升平台的配合下，可在短时间内可靠完成动力电池更换。车体连接锁紧装置不仅能将动力电池牢固地固定在车上，而且能够保证乘车人的安全。

所述车体连接锁紧装置为通过对称两部分的结构进行设置；对称两部分的结构分别固定设置于汽车底盘的左右纵向大梁上；

如图4所示，所述动力电池20为板状立方体，板状立方体左右两侧部的端面上固定有动力电池的定位柱201和楔形块202，楔形块202用于在动力电池20进入车辆电池仓时进行方向引导，并确保动力电池20在车辆电池仓内左右方向的初定位；定位柱201为设置有环形槽的圆柱体，该环形槽与滑块和定块的形状相配合，使定位柱201与滑块1021和定块1011卡在一起；板状立方体前侧部的端面上设置有一插头203。

定位柱上的环形槽的结构，可以通过一体成型结构实现，也可以通过设置带沟槽的距离套实现。其中，由于定位柱是动力电池和车体连接锁紧装置连接的主要部件，在使用过程中会进行大量频繁的分离和接合动作；距离套可以在定位柱上转动。这样既可完成动力电池的左右方向定位，也可减少动力电池定位柱的磨损，延长了定位柱的使用寿命。

动力电池的外形结构组成包括电池主体、电池插头、楔形块和定位柱。电池主体是电池的主体结构，楔形块布置在电池左右两侧，在电池进入车辆电池仓时，起到方向引导作用，并保证电池在车辆电池仓内的左右方向的初定位。电池上定位柱与车辆的车体连接锁紧装置配合，使动力电池在车辆上可靠固定，为电动乘用车提供能源供给。电池插头与车体连接锁紧装置的插座组件上的插座接插配合，将动力电池的电力能源和电池信息，提供给电动乘用车，保证正常电动乘用车的正常行驶及车辆上人员的安全。

如图5所示，所述支架组件101还可包括主支架1012、定位块1013、定块1011、定位柱支架1015(其内的定位柱1018是和换电举升平台30的定位套配合)、解锁块支架1016、滚轮(图5中未示出)和滚轮架1017(支架组件101可以由主支架和定位块、定块、定位柱支架和定位柱等零件焊接在一起，形成焊件)，其中，支架组件是车体连接锁紧装置与车辆连接的主框架，与电动乘用车底盘的纵向大梁连接，通过支架焊件上的定块与动力电池侧面的定位柱接触(定位块焊接在支架组件上，位于车上电池仓内)，在滑动块组件的滑块配合下，将电池固定锁紧；定位块、定块、定位柱支架、解锁块支架、滚轮和滚轮架是通过焊接方式固定在主支架上，滚轮设置在滚轮架中，定位块用于与动力电池上的楔形块配合完成动力电池在车辆底盘的左右方向的初定位，其中当动力电池被换电举升平台举升至车辆电池仓下部时，随着动力电池被举升，动力电池上楔形块和定位块先接触，并在各自倾斜结构的引导下，完成电池在电池仓左右方向上初定位；定位柱支架、解锁块支架、滚轮和滚轮架，用于与所述换电举升平台配合，完成车体连接锁紧装置与动力电池的分离和接合，其中所述解锁拨块是通过推动滚轮架中滚轮来推动滑块运动。

其中，滚轮设置在滚轮架中，将解锁拨块推动滑块的滑动摩擦改变为滚动摩擦，降低了摩擦力，保护了部件，延长了设备的使用寿命。

如图6所示，所述滑动块组件102包括多个滑块1022，还可包括滑块连接梁1023、导向杆1024和导向杆支架1025，(滑动块组件102还可包括定位销1026，用于定位)，各滑块1022与滑块连接梁1023为一体式连接(各滑块与滑块连接梁通过螺栓等连接标准件连接成整体)，在所述弹性元件1021的驱动力下一起动作(即同时进行一个相同的动作)；弹性元件1021固定在导向杆1024上，导向杆1024一端与对应滑块1022连接一起(导向杆一端通过螺纹与对应滑块连接一起)，另一端由导向杆支架1025支承，导向杆支架1025与所述支架组件101连接在一起(导向杆支架通过螺钉和定位销等标准件与支架组件连接在一起)。其中一实施方式：滑块连接梁设置有槽，滑块卡在槽中可滑动，该槽里打有孔，孔内设置有只可在孔内滚动的滚珠，可以将滑块在槽里滑动时，将解锁拨块推动滑块的滑动摩擦改变为滚动摩擦，降低了摩擦力，保护了部件，延长了设备的使用寿命；另一实施方式，可以在滑块内设置滚珠与槽进行接触，同样可以将滑块在槽里滑动时，将解锁拨块推动滑块的滑动摩擦改变为滚动摩擦，降低了摩擦力，保护了部件，延长了设备的使用寿命。

滑动块组件的滑块在弹性元件的推动下，可完全消除定块和滑块与电池定位柱的间隙，保证电池在车辆的可靠固定。通过定块和滑块的配合锁紧，滑块上楔形结构在弹性元件推动下，实现电池在车辆前进方向前后定位和上下方向的定位。弹性元件(可以采用弹簧或弹性橡胶等具有弹性力的元件，弹簧可以采用碟形簧等弹簧结构，本发明对此不作任何限定)可以消除电池在车辆上的定位间隙，使电池和车辆成为一个整体结构，这需要弹性元件有足够的弹力保证电池不在车辆行驶或颠簸时没有松动。弹性元件在设计时需进行精确计算弹性驱动力，在电池可靠固定在车辆的同时，保证人在车辆上的安全。根据滑块运动方向，可确保车辆在剧烈撞击后，滑块时刻挂电池定位柱，保证电池不从车辆脱落。

本发明无需在电动乘用车的车体上进行复杂的结构设置，仅仅通过在车体上加入一些结构件的设置，通过弹性元件的弹性驱动力就可以实现动力电池在车体上的装卸结构，将更多的机电控制结构设置在运营设备侧，这样有利于降低电动乘用车的生产成本，便于电动乘用车的大规模商业推广。弹性元件可以确保动力电池在电池仓内的初始锁紧状态而不致使动力电池意外掉落而造成危险，因此能够极大地保证动力电池和车辆的安全。

如图7所示，所述滑块1022的结构为V形槽的设置结构，V形槽内设置有凸台结构T，凸台结构T用于与动力电池20侧面的定位柱201上的环形槽卡紧，确保动力电池在车辆底盘上左右方向的定位；其中，动力电池在进入车辆底部的电池仓内时，左右两侧在动力电池的侧面的楔形块的引导下，完成动力电池在电池仓内的左右方向初定位；动力电池进入电池仓后，换电举升平台上的解锁拨块复位，滑块在弹性元件的扩张力的驱动下运动，动力电池在定块和滑块夹紧时，滑块V形槽内的凸台结构与动力电池的定位柱上的环形槽卡紧，实现动力电池在车辆底盘的左右方向上精确可靠定位。

如图2所示，所述车体连接锁紧装置还包括插座组件103，如图8所示，插座组件103包括支撑支架1031、插座1032、插座支架1033、弹簧1034、橡胶块1035及连接用标准件，支撑支架1031通过螺栓与车辆底盘的左右纵向大梁固定连接，插座1032与插座支架1033固定连接在一起，插座支架1033通过螺栓、弹簧和橡胶块与支撑支架1031连接在一起，在弹簧1034的驱动力下，插座支架1033和插座1032被推向动力电池20的插头203，使动力电池的插头203和插座1032紧密接合在一起。

如图6所示，所述滑动块组件102还包括接插件推动支架1027，接插件推动支架1027与最前端的滑块1022固定连接，当滑块被推动时，接插件推动支架推动车辆上插座组件中的插座移动，并与动力电池的插头进行分离和接合。当车体连接锁紧装置解锁时，滑块压缩弹性元件移动，带动接插件推动支架推动插座支架，使插座与电池上插头分离。当车体连接锁紧装置锁紧时，弹性元件复位带动滑块在复位移动，接插件推动支架随着滑块复位，插座支架和插座在弹簧力作用下被推向电池插头，使插座与插头紧密贴合。由于动力电池重量较大，电动乘用车在启动和刹车时，在汽车的行驶方向上动力电池具有很大的惯性，容易与车体发生脱离，影响电动乘用车的使用，甚至导致车辆事故，具有很大的安全隐患。当动力电池安装在电动乘用车上以后通过插座与插头的紧密贴合，这样可以确保将动力电池牢牢固定在电动乘用车上，进一步防止动力电池在电动乘用车的使用中与车体脱离，提高了安全性。

如图9所示，所述滑动块组件102进一步包括维修专用支架1028，维修专用支架1028包括一装有螺栓10281的螺栓支架10282，维修专用支架1028与滑块1022固定连接在一起，螺栓支架10282与主支架固定连接在一起，维修专用支架用于车体连接锁紧装置失效时，通过人工进行螺栓调节，在螺栓的拉力下完成动力电池在车辆上的解锁动作；其中，当车体连接锁紧装置出现故障时，在动力电池下部由换电举升平台支撑在动力电池下部后，通过人工调整螺栓支架上螺栓，由螺栓顶着维修专用支架移动，推动滑块压缩弹性元件，使滑块与定块分开，以及插座和插头的分离动作，完成车体连接锁紧装置与动力电池的分离；由换电举升平台放下亏电的动力电池后，重新举升满电的动力电池至车辆下部电池仓内，调整螺栓使维修专用支架在弹性元件推动下复位，滑块与支架组件的定块把动力电池的定位柱锁紧，以及插座和插头也在弹簧复位作用下紧密贴合在一起，完成车体连接锁紧装置与动力电池的接合。

当车体连接锁紧装置出现故障，动力电池无法从车辆上解锁时，本发明提供维修方案进行动力电池的快速更换。维修专用支架与滑块焊接在一起，螺栓支架与主支架焊接在一起，当车体连接锁紧装置出现故障时，在动力电池下部由换电举升平台支承在电池下部后，通过扳手调整螺栓支架上螺栓，由螺栓顶维修专用支架移动，推动滑块压缩弹性元件，滑块与定块分开，完成电池解锁和插座和插头分离动作。由换电举升平台放下亏电电池后，重新举升满电电池至车辆下部电池仓内，调整螺栓使维修专用支架在弹性元件推动下复位，滑块与支架组件的定块把电池的定位柱锁紧后，插座和插头也复位在弹簧作用下紧密贴合在一起。车体连接锁紧装置出现故障时，很容易手动完成电池的解锁和锁紧，方便易行，提高了整个结构的可靠性和适用性。其中还可以通过对螺栓采用特制螺纹规格(自定义设计的螺纹规格)和螺栓转动特制扳手的配合，可实现动力电池的防盗功能。

如图10所示，所述换电举升平台30上的解锁机构40还可包括驱动电机402、丝杠404、螺帽405和直线导轨406(其中还示出了换电举升平台30的平台支架P，和电池支架C)，螺帽405设置在解锁拨块401上，螺帽405与解锁拨块401固定连接在一起不转动，当螺帽401沿丝杠404轴向移动，使解锁拨块401沿丝杠404轴线方向移动，其中丝杠轴线方向即直线导轨方向；驱动电机402用于驱动丝杠404转动，使安装有螺帽405的解锁拨块401动作；解锁拨块401的中部上设置有标准滑块407，该标准滑块407与直线导轨406衔接，使解锁拨块401只沿着直线导轨406进行移动；解锁拨块401的上部与所述滚轮架1017中滚轮接触，来推动滑块1022运动。

换电举升平台上的解锁机构包括伺服电机、减速器408、同步带409(链条)、带轮410(链轮)、螺帽、丝杠、丝杠支架411、标准滑块、直线导轨、解锁拨块等零部件组成。伺服电机的解锁程序控制下，驱动减速器带动带轮(链轮)转动，通过同步带(链条)带动连接在丝杠上的带轮(链轮)转动，带轮(链轮)转动带动丝杠转动，驱动安装有螺帽的解锁拨块动作，解锁拨块上安装有标准滑块，所以解锁拨块只能沿着直线导轨方向移动。

所述换电举升平台还可包括定位套D(定位套可以是一个或多个，具体与车体连接锁紧装置上的定位柱的数量和位置进行确定，只要可以在换电举升平台进行换电过程中对车体上车体连接锁紧装置定位即可)，该定位套D的形状与车体连接锁紧装置10上的定位柱Z的形状相配合，定位套用于在更换和安装动力电池的过程中，确保车体连接锁紧装置和换电举升平台接触的位置，该定位套内设置有位置传感器；图11是定位套D的结构放大示意图，其中从上至下分别为：弹簧档块D1、复位弹簧D2和位置传感器D3。其中，当电动乘用车在车辆定位平台上完成定位后，换电举升平台上升至车辆底部的动力电池下部后，换电举升平台上的定位套与车体连接锁紧装置上的定位柱配合在一起，换电举升平台继续上升，当触发位置传感器后，换电举升平台停止上升，接收到位置传感器触发信号后发指令给伺服电机，伺服电驱动丝杠转动，使解锁拨块推动滑块压缩弹性元件，达到预设行程时动力电池从车辆上解锁，此时换电举升平台下降，下降到预设行程时，完成车体连接锁紧装置与动力电池的分离；电动乘用车在车辆定位平台上定位且亏电的动力电池被卸下后，穿梭车移动，将满电的动力电池与换电举升平台对正后，换电举升平台上升至车辆底部的电池仓下部后，换电举升平台上的定位套与车体连接锁紧装置上的定位柱配合在一起，换电举升平台继续上升，当触发位置传感器后，换电举升平台停止上升，接收到位置传感器触发信号后发指令给伺服电机，伺服电机驱动解锁拨块推动滑块压缩弹性元件，达到预设行程后换电举升平台继续上升，上升到预设行程时，动力电池完全进入车辆电池仓内，此时伺服电机复位，解锁拨块向远离滑块方向运动，滑块和支架组件上定块与动力电池上定位柱贴合在一起，完成车体连接锁紧装置与动力电池的接合。

本发明的工作流程如下：换电车辆先在车辆定位平台上准确定位后，换电举升平台升至车辆动力电池下部，换电举升平台上的解锁机构动作，拔动对应滑动块的连接组件，压缩由碟形簧组成的弹性元件(当解锁拨块沿直线导轨推动滚轮运动时，滚轮带动滑块组件压缩弹性元件动作，达到一定行程时电池从车辆上解锁)，同时将车辆上的插座与电池上的插头脱开；随着换电举升平台的下降，亏电电池被取下。

当换电举升平台举升满电电池至车辆下部时，先由举升平台上的解锁机构动作，拔动对应滑块，压缩由碟形簧组成的弹性元件，车辆上的插座向前移动；举升平台载满电电池继续上升，进入车辆电池仓内，接触到滑块后停止上升，解锁机构复位(当解锁拨块沿直线导轨远离滚轮方向运动时，滚轮和滑块组件在压缩弹性元件驱动下运动，滑块和定块与电池定柱紧紧卡在一起)，此时将电池锁紧在车辆上，车辆上的插座向后移动，与电池上的插头贴合。

车辆上的亏电电池卸下和满电电池的安装，需车体连接锁紧装置的配合才能完成，车体连接锁紧装置的锁紧动作和解锁动作均是在换电举升平台的控制下完成的。

亏电电池从电动乘用车上卸下的流程：电动乘用车在车辆定位平台上完成定位后，换电举升平台上升至车辆底部电池下部后，举升平台上的定位套与车体连接锁紧装置上的定位柱配合在一起，举升平台继续上升，当触发位置传感器后，举升平台停止上升，PLC接收到位置传感器触发信号后发指令给伺服电机，伺服电机的解锁程序控制下，驱动减速器带动带轮(链轮)转动，通过其他传动元件后，解锁拨块推动滚轮运动，滚轮带动滑块组件压缩弹性元件，达到一定行程时电池从车辆上解锁，此时举升平台下降，下降到一定行程时，动力电池脱离车辆。此时伺服电机复位，解锁拨块脱离开滚轮时，滑块组件上滑块与支架组件上定块贴合在一起，举升平台继续下降，直至将动力电池放置在运输电池的穿梭车上，完成动力电池从电动车上卸下的过程。

满电电池安装到电动乘用车上的流程：电动乘用车在车辆定位平台上定位，且亏电电池被卸下后，穿梭车移动，将满电电池与换电举升平台对正后，换电举升平台上升至车辆底电池仓下部后，举升平台上的定位套与车体连接锁紧装置上的定位柱配合在一起，举升平台继续上升，当触发位置传感器后，举升平台停止上升，PLC接收到位置传感器触发信号后发指令给伺服电机，伺服电机的解锁程序控制下，驱动减速器带动带轮(链轮)转动，通过其他传动元件后，解锁拨块推动滚轮运动，滚轮带动滑块组件压缩弹性元件，达到一定行程后换电举升平台继续上升，上升到一定行程时，动力电池完全进入车辆电池仓内。此时伺服电机复位，解锁拨块脱离开滚轮时，滑块组件上滑块和支架组件上定块与电池上定位柱贴合在一起，锁紧装置将动力电池锁紧在车辆上。换电举升平台下降，直至降至穿梭车以下，此时完成动力电池在电动车上的安装过程。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

Claims (8)

1.一种电动乘用车动力电池更换的控制系统，其特征在于，

包括：车体连接锁紧装置、可与车体连接锁紧装置耦合的动力电池以及换电举升平台的解锁机构，其中，车体连接锁紧装置包括：支架组件和滑动块组件，支架组件将车体连接锁紧装置固定于车体上，支架组件包括可与动力电池侧面的定位柱接触的定块；滑动块组件包括弹性元件和与弹性元件连接的滑块；换电举升平台的解锁机构包括解锁拨块，解锁拨块复位时为远离滑块方向运动，滑块在弹性元件的扩张力的驱动下运动，滑块和定块与定位柱卡在一起，完成车体连接锁紧装置与动力电池的接合；解锁拨块推动滑块运动，滑块压缩弹性元件达到预设行程后，完成车体连接锁紧装置与动力电池的分离；所述车体连接锁紧装置车体连接锁紧装置为通过对称两部分的结构进行设置，对称两部分的结构分别固定设置于汽车底盘的左右纵向大梁上；

所述动力电池为板状立方体，板状立方体左右两侧部的端面上固定有动力电池的定位柱和楔形块，楔形块用于在动力电池进入车辆电池仓时进行方向引导，并确保动力电池在车辆电池仓内左右方向的初定位；定位柱为设置有环形槽的圆柱体，该环形槽与滑块和定块的形状相配合，使定位柱与滑块和定块卡在一起；板状立方体前侧部的端面上设置有一插头；

所述支架组件还包括主支架、定位块、定位柱支架、解锁块支架、滚轮和滚轮架，其中，支架组件是车体连接锁紧装置与车辆连接的主框架，与电动乘用车底盘的纵向大梁连接；定位块、定块、定位柱支架、解锁块支架、滚轮和滚轮架是通过焊接方式固定在主支架上，滚轮设置在滚轮架中，定位块用于与动力电池上的楔形块配合完成动力电池在车辆底盘的左右方向的初定位，其中当动力电池被换电举升平台举升至车辆电池仓下部时，随着动力电池被举升，动力电池上楔形块和定位块先接触，并在各自倾斜结构的引导下，完成电池在电池仓左右方向上初定位；定位柱支架、解锁块支架、滚轮和滚轮架，用于与所述换电举升平台配合，完成车体连接锁紧装置与动力电池的分离和接合，其中所述解锁拨块是通过推动滚轮架中滚轮来推动滑块运动。

2.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，

所述滑动块组件包括多个滑块，还包括滑块连接梁、导向杆和导向杆支架，各滑块与滑块连接梁为一体式连接，在所述弹性元件的驱动力下一起动作；弹性元件固定在导向杆上，导向杆一端与对应滑块连接一起，另一端由导向杆支架支承，导向杆支架与所述支架组件连接在一起。

3.如权利要求2所述的控制系统，其特征在于，

所述滑块的结构为V形槽的设置结构，V形槽内设置有凸台结构，凸台结构用于与动力电池侧面的定位柱上的环形槽卡紧，确保动力电池在车辆底盘上左右方向的定位；其中，动力电池在进入车辆底部的电池仓内时，左右两侧在动力电池的侧面的楔形块的引导下，完成动力电池在电池仓内的左右方向初定位；动力电池进入电池仓后，换电举升平台上的解锁拨块复位，滑块在弹性元件的扩张力的驱动下运动，动力电池在定块和滑块夹紧时，滑块V形槽内的凸台结构与动力电池的定位柱上的环形槽卡紧，实现动力电池在车辆底盘的左右方向上精确定位。

4.如权利要求3所述的控制系统，其特征在于，

所述车体连接锁紧装置还包括插座组件，插座组件包括支撑支架、插座、插座支架、弹簧、橡胶块及连接用标准件，支撑支架通过螺栓与车辆底盘的左右纵向大梁固定连接，插座与插座支架固定连接在一起，插座支架通过螺栓、弹簧和橡胶块与支撑支架连接在一起，在弹簧的驱动力下，插座支架和插座被推向动力电池的插头，使动力电池的插头和插座紧密接合在一起。

5.如权利要求4所述的控制系统，其特征在于，

所述滑动块组件还包括接插件推动支架，接插件推动支架与最前端的滑块固定连接，当滑块被推动时，接插件推动支架推动车辆上插座组件中的插座移动，并与动力电池的插头进行分离和接合。

6.如权利要求5所述的控制系统，其特征在于，

所述滑动块组件进一步包括维修专用支架，维修专用支架包括一装有螺栓的螺栓支架，维修专用支架与滑块固定连接在一起，螺栓支架与主支架固定连接在一起，维修专用支架用于车体连接锁紧装置失效时，通过人工进行螺栓调节，在螺栓的拉力下完成动力电池在车辆上的解锁动作；其中，当车体连接锁紧装置出现故障时，在动力电池下部由换电举升平台支撑在动力电池下部后，通过人工调整螺栓支架上螺栓，由螺栓顶着维修专用支架移动，推动滑块压缩弹性元件，使滑块与定块分开，以及插座和插头的分离动作，完成车体连接锁紧装置与动力电池的分离；由换电举升平台放下亏电的动力电池后，重新举升满电的动力电池至车辆下部电池仓内，调整螺栓使维修专用支架在弹性元件推动下复位，滑块与定块把动力电池的定位柱锁紧，以及插座和插头也在弹簧复位作用下紧密贴合在一起，完成车体连接锁紧装置与动力电池的接合。

7.如权利要求6所述的控制系统，其特征在于，

所述换电举升平台上的解锁机构还包括驱动电机、丝杠、螺帽和直线导轨，螺帽设置在解锁拨块上，螺帽与解锁拨块固定连接在一起不转动，当螺帽沿丝杠轴向移动，使解锁拨块沿丝杠轴线方向移动，其中丝杠轴线方向即直线导轨方向；驱动电机用于驱动丝杠转动，使安装有螺帽的解锁拨块动作；解锁拨块的中部上设置有标准滑块，该标准滑块与直线导轨衔接，使解锁拨块只沿着直线导轨进行移动；解锁拨块的上部与所述滚轮架中滚轮接触，来推动滑块运动。

8.如权利要求7所述的控制系统，其特征在于，

所述换电举升平台还包括定位套，该定位套的形状与车体连接锁紧装置上的定位柱的形状相配合，定位套用于在更换和安装动力电池的过程中，确保车体连接锁紧装置和换电举升平台接触的位置，该定位套内设置有位置传感器；其中，当电动乘用车在车辆定位平台上完成定位后，换电举升平台上升至车辆底部的动力电池下部后，换电举升平台上的定位套与车体连接锁紧装置上的定位柱配合在一起，换电举升平台继续上升，当触发位置传感器后，换电举升平台停止上升，接收到位置传感器触发信号后发指令给驱动电机，驱动电机驱动丝杠转动，使解锁拨块推动滑块压缩弹性元件，达到预设行程时动力电池从车辆上解锁，此时换电举升平台下降，下降到预设行程时，完成车体连接锁紧装置与动力电池的分离；电动乘用车在车辆定位平台上定位且亏电的动力电池被卸下后，穿梭车移动，将满电的动力电池与换电举升平台对正后，换电举升平台上升至车辆底部的电池仓下部后，换电举升平台上的定位套与车体连接锁紧装置上的定位柱配合在一起，换电举升平台继续上升，当触发位置传感器后，换电举升平台停止上升，接收到位置传感器触发信号后发指令给驱动电机，驱动电机驱动解锁拨块推动滑块压缩弹性元件，达到预设行程后换电举升平台继续上升，上升到预设行程时，动力电池完全进入车辆电池仓内，此时驱动电机执行复位操作，解锁拨块向远离滑块方向运动，滑块和支架组件上定块与动力电池上定位柱贴合在一起，完成车体连接锁紧装置与动力电池的接合。