CN105489809A - 一种可快速更换电池的电动汽车电池箱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可快速更换电池的电动汽车电池箱，主要解决了现有电动车电池更换维护不便等问题。该可快速更换电池的电动汽车电池箱包括电池箱体，所述电池箱体划分有至少两个可独立工作和/或组合工作的电池单元，所述电池单元内划分有若干个电池模块空间，所述电池模块空间内安装有单个电池模块，所述电池模块与电源控制开关连接。本发明结构简单、实现方便。

Description

一种可快速更换电池的电动汽车电池箱

技术领域

本发明涉及一种电池设备，尤其是涉及一种可快速更换电池的电动汽车电池箱。

背景技术

近年来，随着环境问题愈来愈受到社会重视，采用清洁能源的电动车发展迅猛。电池作为电动车的供能部件，其性能是影响电动车性能的重要指标之一。现有技术中，电动车的电池一般是与车体采用一体化设计，其更换十分麻烦；另一方面，目前的电动车电池基本都是采用统一充放电，并没有考虑到多级分区、分段工作，工作的实现方式不科学。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种结构简单、实现方便的可快速更换电池的电动汽车电池箱。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种可快速更换电池的电动汽车电池箱，包括电池箱体，所述电池箱体划分有至少两个可独立工作和/或组合工作的电池单元，所述电池单元内划分有若干个电池模块空间，所述电池模块空间内安装有单个电池模块，所述电池模块与电源控制开关连接。

进一步的，所述的电池单元中至少有一个电池单元内的电池模块从上至下安装。

进一步的，所述电池单元中至少有一个电池单元与另一个电池单元滑动连接。

进一步的，所述电池单元共三个：第一电池单元、第二电池单元和第三电池单元；

进一步的，所述第一电池单元包括第一箱体，滑动连接于所述第一箱体内并可抽拉/推进的第一电池模块安装板，以及第一电极触板；所述第一电池模块安装板上划分有若干个电池模块空间；

进一步的，所述第二电池单元包括第二箱体，所述第二箱体的一端面上设有第二电极触板，与所述第二电极触板对应的另一端面设有电池支撑模型架；

进一步的，所述第三电池单元包括第三箱体，所述第三箱体的上端设置有开口并在开口处设置有可翻转的电池箱上盖，与所述电池箱上盖对应的底部为第三电极触板。

进一步的，所述第二箱体上部位于所述第一箱体上方，所述第二箱体下部位于所述第一箱体后方；所述第二电极触板位于所述第二箱体靠近所述第一箱体的一端面且转动连接于所述第二箱体上，所述第二电极触板可相对于所述第二箱体向内翻转，其翻转时可抽拉出所述第一电池模块安装板，未翻转时，所述第二电极触板作为所述第一箱体的电池盖板。

进一步的，所述第三箱体与所述第一箱体或第二箱体滑动连接，所述第三箱体内的电池模块从上至下安装，所述电池箱上盖上设置有若干与所述电池模块形状匹配的卡槽。

进一步的，所述第三箱体的两侧与所述第一箱体或第二箱体的两侧滑动连接，其上端面覆盖所述第二箱体的上端面。

进一步的，所述电池支撑模型架呈网格状，且其网格与电池模块匹配。

在另一种实施方案中，所述电池单元共两个：电池单元I和电池单元II，所述电池单元I和电池单元II滑动连接；

进一步的，所述电池单元I包括箱体I、电极触板I、电池支撑板和电池挡板，所述箱体I侧部开口，所述电池支撑板和电池挡板与所述箱体I的开口侧转动连接并可相对于所述箱体I向外翻转，所述电池支撑板和电池挡板盖上后，所述电池支撑板位于所述电池挡板的内侧；

进一步的，所述电池单元II包括箱体II、所述箱体II的上端设置有开口并在开口处设置有可翻转的箱体上盖，与所述箱体上盖对应的底部设有电极触板II。

进一步的，所述电池单元II通过带锁滑轨滑动连接于所述电池单元I上。

进一步的，所述电池单元II内的电池模块从上至下安装，所述箱体上盖上设置有若干与所述电池模块形状匹配的卡槽。

进一步的，所述电极触板I为所述箱体I相对于开口所处端面的一端面；所述电极触板II为所述箱体II相对于开口所处端面的一端面。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明将两个以上可单独工作或/和组合工作的电池单元有机地结合为整体构成一个完整的电池箱，每个电池单元均划分若干电池模块空间，每个电池模块空间单独安装对应的电池模块，一方面，独立的电池单元结构设计，实现了电池箱的多级分段式工作，另一方面，结合整个箱体的结构设计，实现了电池的快速更换，有效地解决了现有技术存在的问题。

附图说明

图1为本发明-实施例1的立体结构示意图。

图2为本发明-实施例1的侧视图。

图3为本发明-实施例1中电池箱上盖时的结构示意图。

图4为本发明-实施例1中第一电池单元和第二电池单元的局部示意图一。

图5为本发明-实施例1中第一电池单元和第二电池单元的局部示意图二。

图6为本发明-实施例2的结构示意图一。

图7为本发明-实施例2中电池单元I的结构示意图。

图8为本发明-实施例2的结构示意图二。

图9为本发明-实施例2中电池单元I采用纵向安装电池模块的局部示意图。

其中，附图标记所对应的名称：1-第一电池单元，2-第二电池单元，3-第三电池单元，4-电源线出孔，5-滑轨；

11-第一箱体，12-第一电池模块安装板，21-第二箱体，22-第二电极触板，23-电池支撑模型架，31-第三箱体，32-电池箱上盖，33-第三电极触板。

6-电池单元I，7-电池单元II，8-滑轨，61-箱体I，62-电极触板I，63-电池支撑板，64-电池挡板，71-箱体II，72-箱体上盖，73-电极触板II。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。

实施例1

如图1-5所示，本实施例提供了一种可快速更换电池的电动汽车电池箱，本实施例中以三个电池单元为基础对本发明申请进行说明（应当说明的是，在同一个发明构思下，本领域技术人员还可根据本发明申请的原理对电池单元的数量或连接方式进行更改或优化），具体如下：

可快速更换电池的电动汽车电池箱由三个电池单元组合构成，为了方便描述，分别取名为：第一电池单元、第二电池单元和第三电池单元。三个电池单元间可以独立供电，也可以相互组合进行供电，实现电池箱的多级分段式供电。每个电池单元内布置有电极（正负电极片）以及对应的电极布线，电源出线位于电池箱的右边（汽车电脑板通常位于车辆副驾驶座前方，则主线选择右边排线）。电源出线位置的设置原则：由汽车电脑位置决定，尽量缩短和方便汽车布线。

电池箱的设计还应当包括以下几点：

（1）防水：电池箱的电极与电池箱距离必须达到安全距离。

（2）防尘：电池箱表层可用防火绝缘布覆盖。

（3）绝缘：箱体可采用喷绝缘漆技术或者采用绝缘板阻隔，也可采用绝缘材料将电池箱包裹起来。

（4）电池箱边框设计防腐蚀涂层。

（5）顶盖平面度，振动变形和密封，并具有一定的减振减疲劳。

通风散热：电池出风口与进风口连接器的安装必须在箱体适当位置，一般高于箱体一半以上位置（散热器电源线与箱体线路相互独立，避免意外情况发生时同样可以进行工作）并且箱内含有温控传感器。

下面分别对三个电池单元进行详细介绍：

一、第一电池单元

第一电池单元以第一箱体为主要承载部件，第一箱体为偏平的长方体结构，电源出现的开孔则设置在第一箱体的侧部。第一箱体内设置有一个可抽拉/推进（滑动）的第一电池模块安装板，具体的连接方式是在第一箱体内部的两侧安装轨道，在第一电池模块安装板安装配套的滑轨，通过滑轨实现第一电池模块安装板与第一箱体之间的相对滑动。第一电池模块安装板上通过若干隔板划分有电池模块空间，用于安装电池模块，每个电池模块空间对应一个电池模块，与此同时，在第一箱体内还应当安装有与电池模块对应的第一电极触板。电极触板主要由与电池模块的正负极对应的正负电极片构成，每个模块空间的正负电极分别串联或并联或串并联或分为若干组串并联或直接连接到电源控制开关。第一箱体的一端开口，以便于第一电池模块安装板的抽拉，该端口的封闭由第二电池单元中的第二箱体的一端面或其一部分来实现。

二、第二电池单元

第二电池单元以第二箱体为主要承载部件，第二箱体的截面呈“L”形，其倒扣在第一箱体上，具体的说，第二箱体上部位于第一箱体上方，第二箱体下部位于第一箱体后方，第一箱体与第二箱体下部的一部分对应。第二箱体与第一箱体可实现一体化设计，也可进行组装。第二箱体靠近第一箱体的第一端面上设置有与其内安装的电池模块匹配的第二电极触板，进一步的，将第二电极触板设计为翻转式结构，即第二电极触板可相对于第二箱体向内翻转，其翻转时可抽拉出第一电池模块安装板，未翻转时，第二电极触板作为第一箱体的电池盖板。第二箱体内应当具有电极布线，本领域技术人员可以根据第二箱体的形状及电池模块的安装来进行布线，在此不作赘述。

第二箱体相对于第二电极触板的一端面为开口，开口处设置有电池支撑模型架，电池支撑模型架呈网格状，且其网格与电池模块匹配，进一步的，电池支撑模型架也设计为可翻转式，其可相对于第二箱体向外翻转，其盖上时（未翻转）可作为第二电池单元内的电池模块的盖板，用于锁死固定电池模块，翻开时，可用于第二电池单元内电池模块的更换，第二箱体内部空间作为电池模块的安装空间，其空间划分主要根据电池支撑模型架的网格状分布对应。需要说明的是，第一电池单元内的电池模块的更换，需同时翻开第二电极触板和电池支撑模型架。在此基础上，还可设置封闭式盖板，来封闭第二箱体后端面（相对于第一箱体的端面）的开口，同时，封闭式盖板也设计为可翻转式结构，其可防止电池松动，封闭时与箱体上部锁死。其中，第二电极触板可设计为第二箱体的整个端面，也可设计为第二箱体端面的一部分，但应当与第一电池单元中第一箱体的开口位置对应。

三、第三电池单元

第三电池单元以第三箱体为主要承载部件，第三箱体的形状类似于倒置的“凹”形，第三箱体与第一箱体之前滑动连接，同时，其上端面覆盖第二箱体的上端面。第三箱体与第一箱体之间的滑动连接实现方式如下：在第一箱体的左右两侧安装轨道，在第三箱体内侧的两侧安装滑轨，通过滑轨与轨道的配合实现第三箱体相对于第一箱体的滑动连接，当然，第三箱体也可实现与第二箱体之间的滑动连接，可根据实际需要进行选择。第三箱体内应当具有电极布线，本领域技术人员可以根据第三箱体的形状及电池模块的安装来进行布线，在此不作赘述。

第三箱体的上端设置有开口并在开口处设置有可翻转的电池箱上盖，与电池箱上盖对应的底部为第三电极触板。第三箱体内电池箱上盖和第三电极触板之间的空间即为电池模块空间，电池箱上盖上设置有若干与电池模块形状匹配的卡槽，使得电池模块安装后，可通过卡槽卡紧固定，避免松动。进一步的，为了提高卡固效果，卡槽内部可采用一些有效的压紧措施，例如：每个对应的电池模块上盖采用合理弹性强度的弹簧进行压紧；电池箱上盖为可翻转活动型，盖上后可带扣机械锁和电磁锁或电控锁死，盖上包含电池（电池模块）形状方便锁死。电池模块空间的划分根据电池箱上盖上的卡槽的分布进行确定，同时，第三箱体的电池箱上盖也是整个电池箱的上盖，打开电池箱上盖，可将电池模块直接安装在第三箱体内，实现电池模块的从上至下安装，该设计不仅方便安装，而且后期的维护更换也非常简单。

由上可知，三个电池单元有机地结合为一个整体，安装、维护更换方便。其中，第一电池单元和第二电池单元的电池模块的安装或更换从电池箱的侧面（后端面）进行，第三电池单元的电池模块的安装或更换从电池箱的顶部进行。

实施例2

如图6-9所示，本实施例与实施例1的不同点在于，电池单元为两个：电池单元I和电池单元II，电池单元I和电池单元II滑动连接；具体的，电池单元II扣在电池单元I上，其内部的两侧通过带锁滑轨滑动连接于电池单元I的外部两侧，由此可实现电池单元I和电池单元II之间的相对滑动（抽拉），基于带锁滑轨的结构，抽出后可直接锁死。

电池单元I包括箱体I、电极触板I、电池支撑板和电池挡板，箱体I侧部开口，电池支撑板和电池挡板与箱体I的开口侧转动连接并可相对于箱体I向外翻转，电池支撑板和电池挡板盖上后，电池支撑板位于电池挡板的内侧；其中，电池支撑板的形状为网格状，其与电池模块匹配，其结构形状与实施例1中的电池支撑模型架相同，在此分别取名，是为了方便区分。电池单元I内的电池模块安装有两种方式：横向安装、纵向安装，具体大小可根据车辆空间和电池大小进行相应调整，由一层可变为两层或多层方式放入，同时，还可设置隔板用于隔开相邻电池模块，隔板优选具有通风散热功能的隔板。

电池单元II包括箱体II、箱体II的上端设置有开口并在开口处设置有可翻转的箱体上盖，与箱体上盖对应的底部设有电极触板II。电池单元II内的电池模块从上至下安装，箱体上盖上设置有若干与电池模块形状匹配的卡槽。使用时，可将电池单元I固定在车的后备箱，其容积、大小可根据后备箱的尺寸进行调节。

电池单元I和电池单元II的电极排线，可为金属排线或者线路连接，电源出线位置则采用与实施例1相同原则的设置方式，在此不作赘述。

两个电极触板：电极触板I和电极触板II可以单独设置，也可以将二者设置为箱体对应的一个面，即电极触板I为箱体I上相对于开口所处端面的一端面；电极触板II为箱体II上相对于开口所处端面的一端面。

采用本发明所公开的电池箱，可替代现有充电桩，将电动车的续电由传统的充电式转换为换电式，其具有非常高的实用价值和社会效益：充分解决城市占地区域较多的问题；避免充电过程的时间损耗；有利于楼层高或者无固定停车位用户对电动车进行续电；电池统一管理控制，节约消费者时间，便于电池回收利用；可根据消费者航程决定汽车电量储备，日常使用上可适量减轻车辆重量；电池电量续用无限，可整体提高车辆使用年限，不用担忧电池能量的过度损耗问题；相对大功率充电桩，本发明生产成本及使用成本均较低。

按照上述实施例，便可很好地实现本发明。值得说明的是，基于上述设计原理的前提下，为解决同样的技术问题，即使在本发明所公开的结构基础上做出的一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案的实质仍然与本发明一样，故其也应当在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种可快速更换电池的电动汽车电池箱，其特征在于，包括电池箱体，所述电池箱体划分有至少两个可独立工作和/或组合工作的电池单元，所述电池单元内划分有若干个电池模块空间，所述电池模块空间内安装有单个电池模块，所述电池模块与电源控制开关连接；所述的电池单元中至少有一个电池单元内的电池模块从上至下安装；所述电池单元中至少有一个电池单元与另一个电池单元滑动连接。

2.根据权利要求1所述的可快速更换电池的电动汽车电池箱，其特征在于，所述电池单元共三个：第一电池单元（1）、第二电池单元（2）和第三电池单元（3）；

所述第一电池单元（1）包括第一箱体（11），滑动连接于所述第一箱体（11）内并可抽拉/推进的第一电池模块安装板（12），以及第一电极触板；所述第一电池模块安装板（12）上划分有若干个电池模块空间；

所述第二电池单元（2）包括第二箱体（21），所述第二箱体（21）的一端面上设有第二电极触板（22），与所述第二电极触板（22）对应的另一端面设有电池支撑模型架（23）；

所述第三电池单元（3）包括第三箱体（31），所述第三箱体（31）的上端设置有开口并在开口处设置有可翻转的电池箱上盖（32），与所述电池箱上盖（32）对应的底部为第三电极触板（33）。

3.根据权利要求2所述的可快速更换电池的电动汽车电池箱，其特征在于，所述第二箱体（21）上部位于所述第一箱体（11）上方，所述第二箱体（21）下部位于所述第一箱体（11）后方；所述第二电极触板（22）位于所述第二箱体（21）靠近所述第一箱体（11）的一端面且转动连接于所述第二箱体（21）上，所述第二电极触板（22）可相对于所述第二箱体（21）向内翻转，其翻转时可抽拉出所述第一电池模块安装板（12），未翻转时，所述第二电极触板（22）作为所述第一箱体（11）的电池盖板。

4.根据权利要求3所述的可快速更换电池的电动汽车电池箱，其特征在于，所述第三箱体（31）与所述第一箱体（11）或第二箱体（21）滑动连接，所述第三箱体（31）内的电池模块从上至下安装，所述电池箱上盖（32）上设置有若干与所述电池模块形状匹配的卡槽。

5.根据权利要求4所述的可快速更换电池的电动汽车电池箱，其特征在于，所述第三箱体（31）的两侧与所述第一箱体（11）或第二箱体（21）的两侧滑动连接，其上端面覆盖所述第二箱体（21）的上端面。

6.根据权利要求3所述的可快速更换电池的电动汽车电池箱，其特征在于，所述电池支撑模型架（23）呈网格状，且其网格与电池模块匹配。

7.根据权利要求1所述的可快速更换电池的电动汽车电池箱，其特征在于，所述电池单元共两个：电池单元I（6）和电池单元II（7），所述电池单元I（6）和电池单元II（7）滑动连接；

所述电池单元I（6）包括箱体I（61）、电极触板I（62）、电池支撑板（63）和电池挡板（64），所述箱体I（61）侧部开口，所述电池支撑板（63）和电池挡板（64）与所述箱体I（61）的开口侧转动连接并可相对于所述箱体I（61）向外翻转，所述电池支撑板（63）和电池挡板（64）盖上后，所述电池支撑板（63）位于所述电池挡板（64）的内侧；

所述电池单元II（7）包括箱体II（71）、所述箱体II（71）的上端设置有开口并在开口处设置有可翻转的箱体上盖（72），与所述箱体上盖（72）对应的底部设有电极触板II（73）。

8.根据权利要求7所述的可快速更换电池的电动汽车电池箱，其特征在于，所述电池单元II（7）通过带锁滑轨滑动连接于所述电池单元I（6）上。

9.根据权利要求7所述的可快速更换电池的电动汽车电池箱，其特征在于，所述电池单元II（7）内的电池模块从上至下安装，所述箱体上盖（72）上设置有若干与所述电池模块形状匹配的卡槽。

10.根据权利要求7所述的可快速更换电池的电动汽车电池箱，其特征在于，所述电极触板I（62）为所述箱体I（61）上相对于开口所处端面的一端面；所述电极触板II（73）为所述箱体II（71）上相对于开口所处端面的一端面。