CN105691178A - 电动汽车电池更换系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电动汽车电池更换系统，包括车载装置、输送装置和更换装置；车载装置包括电池仓、升降柱和第一导入导出部，电池仓设置在车身底部；升降柱用于控制第一导入导出部上升/下降；电池仓底部设置有电池进口；第一电池导入导出部安装在电池进口内；输送装置包括输送部和输送电机，输送电机带动输送部运动；更换装置包括至少两个充电电池仓和轮动电机，轮动电机带动所述至少两个充电电池仓转动；充电电池仓底部上设置有第二导入导出部；输送部两侧分别设有第一连接部、第二连接部，两个导入导出部通过两个连接部与输送部连接。本发明还公开了一种电动汽车电池更换方法。利用本发明可对电动汽车电池进行自动更换，提高电池的装卸效率。
Description
技术领域
[0001 ]本发明涉及电动汽车技术领域，具体涉及一种电动汽车电池更换系统及方法。
背景技术
[0002]目前，电动汽车的电池电量不足时，需要到充电粧等场所进行充电，充电时间较长。而且，电动汽车的电池一般安装在车体的内部，很难对电池直接进行更换。即使能够进行更换，电池的拆装工序繁琐，不能及时满足客户的需求。
发明内容
[0003]有鉴于此，本发明提出一种电动汽车电池更换系统及方法，可对电动汽车电池进行自动更换，提高电池的装卸效率。
[0004]本发明提供了一种电动汽车电池更换系统，其中，包括车载装置、输送装置和更换装置;其中，车载装置包括用于容纳电池的电池仓、升降柱和第一导入导出部，电池仓设置在车身底部;升降柱一端与电池仓固定连接，另一端与电池导入导出部固定连接;升降柱用于控制第一导入导出部上升/下降；电池仓底部设置有电池进口；第一电池导入导出部安装在电池进口内；输送装置包括用于输送电池的输送部和输送电机，输送电机带动输送部运动；更换装置包括至少两个用来容纳电池并可给电池进行充电的充电电池仓和轮动电机，轮动电机带动所述至少两个充电电池仓转动;其中，充电电池仓底部上设置有第二导入导出部;输送部的一侧设置有用于带动第一导入导出部运动的第一连接部，第一导入导出部通过第一连接部与输送部连接;输送部的另一侧设置有用于带动第二导入导出部运动的第二连接部，第二导入导出部通过第二连接部与输送部连接。
[0005]优选地，第一导入导出部、第二导入导出部与输送部均采用滚轮组，滚轮组包括框架和多个滚轮，多个滚轮安装在框架上。
[0006] 优选地，电池仓还包括用于盖设电池仓的电池仓盖，框架安装在电池仓盖上。
[0007]优选地，升降柱采用液压柱，液压柱的数量为四根，四根液压柱分别安装在框架或电池仓盖四个边角上。
[0008]优选地，车身上设置有用于与液压栗连接的液压柱快速接口，液压柱快速接口与液压柱通过液压管连接。
[0009]优选地，车载装置还包括用于锁止电池仓盖的锁止部，电池仓盖上设置有凹槽，锁止部与凹槽配合。
[0010]优选地，充电电池仓上设置有用于固定电池的电池锁止部，其中，电池锁止部包括弹簧、弹簧座和锁止部本体，弹簧座固定在充电电池仓的底部的内壁上，锁止部本体为板状，锁止部本体中部具有芯轴，芯轴安装在充电电池仓底部的内壁上;弹簧一端与弹簧座固定连接，另一端与锁止部本体头部固定连接，头部的上部设置有用于锁止电池的第一凸起。
[0011]优选地，更换装置还包括用于放置充电电池仓的底座，底座上设置有第二凸起，第二凸起的位置与锁止部本体尾部的位置适配。
[0012]优选地，车载装置还包括电池更换信号模块，更换装置还包括导航指引器，电池更换模块与导航指引器电连接；电池更换信号模块向导航指引器发送更换电池信号；导航指引器根据接收到的信号发送指令给电池更换模块，以指引车辆停靠在预定位置。
[0013]本发明还提供了 一种电动汽车电池更换方法，其中，包括以下步骤:S110，当待充电的电动汽车行驶到预定位置时，升降柱将待充电电池从电池仓导出；S120，将输送部与第一导入导出部、第二导入导出部连接，将待充电电池输送到第一充电电池仓进行充电；S130，移走第一充电电池仓，并将装有充满电的电池的第二充电电池仓移动到第一充电电池仓的位置，将第二导入导出部连接输送部，将充满电的电池移动到第一导入导出部；S140，升降柱将充满电的电池导入电池仓。
[0014]本发明提供的电动汽车电池更换系统及方法通过设置车载装置、输送装置和更换装置;工作时，升降柱将第一导入导出部降下，连接输送部、第一导入导出部、第二导入导出部，将待充电电池输送到充电电池仓，再将满电的电池原路返回，并通过升降柱对电池进行自动更换，可提高电池的更换效率，降低电池拆卸的劳动强度;对待充电电池统一充电，可实时监控电池的性能，便于维护和更换。
附图说明
[0015]图1是本发明实施例的电动汽车电池更换系统的电池仓打开状态结构示意图。
[0016]图2是本发明实施例的电动汽车电池更换系统的输送装置与更换装置的安装结构示意图。
[0017]图3是本发明实施例的电动汽车电池更换系统的充电电池仓与第二导入导出部的连接示意图。
[0018]图4是本发明实施例的电动汽车电池更换系统的电池的结构示意图。
[0019]图5是本发明实施例的电动汽车电池更换系统的电池锁止部的结构示意图。
[0020]图6是本发明实施例的电动汽车电池更换方法的流程图。
[0021]图7是本发明实施例的电动汽车电池更换系统的工作示意图。
具体实施方式
[0022]以下结合附图以及具体实施例，对本发明的技术方案进行详细描述。
[0023]图1示出了电池仓11打开状态的结构示意图，图2示出了输送装置2与更换装置3的安装结构示意图，图3示出了充电电池仓与第二导入导出部的连接示意图，图4示出了电池的结构示意图。电池更换系统包括车载装置1、输送装置2和更换装置3。
[0024]其中，车载装置I包括用于容纳电池的电池仓11、升降柱12和第一导入导出部13，电池仓11设置在车身底部;升降柱12—端部与电池仓11固定连接，另一端部与电池导入导出部13固定连接。升降柱12控制第一导入导出部13升降，以实现电池的装卸。电池仓11底部设置有电池进口；第一电池导入导出部13呈板状，其安装在电池进口内。第一电池导入导出部13承载电池。
[0025] 输送装置2包括用于输送电池的输送部21和输送电机22，输送电机22带动输送部21运动。
[0026]更换装置3包括至少两个用来容纳电池并给电池进行充电的充电电池仓31和轮动电机32，轮动电机32带动至少两个充电电池仓31转动，充电电池仓31底部上设置有第二导入导出部33，第二导入导出部33也呈板状。
[0027]输送部的一侧设置有用于带动第一导入导出部运动的第一连接部，第一导入导出部通过第一连接部与输送部连接;输送部的另一侧设置有用于带动第二导入导出部运动的第二连接部，第二导入导出部通过第二连接部与输送部连接。
[0028] 工作时，第一导入导出部13、第二导入导出部33分别通过第一连接部、第二连接部安装在输送部21的两侧，输送电机22带动第一导入导出部13、第二导入导出部33与输送部21运动。
[0029] 进一步地，电池仓11还包括电池仓盖14，电池仓盖14盖设在电池进口上，第一导入导出部13安装在电池仓盖14上，电池仓盖14与电池仓11通过升降柱12连接。在本实施例中，第一导入导出部13采用滚轮组。第二导入导出部33与输送部21也均采用滚轮组。第二导入导出部33的框架安装在充电电池仓的底部内壁上。滚轮组包括框架和多个滚轮，多个滚轮通过轮轴安装在框架内壁上，每个滚轮可绕各自的轮轴滚动。在本实施例中，框架呈长方形。框架安装在电池仓盖14上。框架的形状也可采用其他形状，与电池进口适配即可，例如正方形。
[0030]在本发明的实施例中，第一连接部、第二连接部均采用星型快速接头23(如星型齿轮)，星型快速接头设置在输送部的框架的两侧。以框架为长方形为例，第一连接部、第二连接部可以设置在框架相邻的两侧，也可以是相对的两侧。优选地，第一连接部、第二连接部分别设置在框架相对的两侧上。第一导入导出部13、第二导入导出部33的框架上均具有用于与星型快速接头23配合的快速接口 18。输送部21分别与第一导入导出部13、第二导入导出部33通过星型快速接头23与快速接口配合连接。输送部21与第一导入导出部13、第二导入导出部33也可采用其他连接方式，如齿轮联动等。
[0031]进一步地，车载装置还包括用于锁止电池仓盖14的锁止部15(如图7所示)，对应地，电池仓盖14上设置用于与锁止部15配合的凹槽，锁止部15与凹槽配合，以将电池仓11与电池仓盖14锁止。在本实施例中，锁止部15采用机械锁头，机械锁头通过电磁阀控制。机械锁头的数量与凹槽的数量相等，可以根据具体要求进行设置，如8个。
[0032]在本发明的实施例中，升降柱12采用液压柱。电池仓为长方体，电池仓盖为长方形。液压柱的数量为四根，四根液压柱分别设置在滚轮组的框架的四个边角上。四根液压柱也可以分别安装在电池仓盖的四个边角连接。采用液压栗35为液压柱提供动力。液压柱可以提供较大的支撑力，而且成本较低。
[0033]进一步地，车身上设置有液压柱快速接口 16(如图7所示)，液压柱快速接口 16与液压柱通过液压管连接。液压栗35上设置有液压柱快速接头34。使用时，液压柱快速接头34插入液压柱快速接口 16，将液压柱与液压栗35连接，液压栗控制液压柱上升/下降。升降柱12还可采用其他形式，如电动伸缩杆、液压缸等。液压柱快速接口 16处还设置有锁死结构，用于将液压柱快速接头34与液压柱快速接口 16锁死。
[0034]在本发明实施例中，轮动电机32通过轮动带卡子分别与至少两个充电电池仓31连接;轮动电机32带动充电电池仓32进行转动，实现电池更换。轮动电机32还安装有减速器36，以控制充电电池仓31。输送电机22上也安装有减速器36，用来控制输送部21、第一导入导出部13、第二导入导出部33的转动。
[0035]进一步地，车载装置I还包括电池更换信号模块，更换装置3包括导航指引器37，电池更换模块与导航指引器37电连接；电池更换信号模块向导航指引器37发送更换电池信号，导航指引器37根据接收到的信号发送指令给电池更换模块，以指引车辆停靠在预定位置。
[0036]进一步地，如图5所示，充电电池仓上设置有用于固定电池的电池锁止部38，电池锁止部38位于充电电池仓电池进口的底部上。电池锁止部38包括弹簧42、弹簧座41、锁止部本体43，弹簧座41固定在充电电池仓31的底部的内壁上。锁止部本体43为板状，锁止部本体43中部具有芯轴44，芯轴44安装在充电电池仓底部的内壁上。锁止部主体43远离充电电池仓内部的一侧为头部，靠近充电电池仓内部的一侧为尾部，头部和尾部分别位于芯轴的两侦U。弹簧42—端与弹簧座41固定连接，另一端与锁止部本体43头部的底部固定连接。头部的上部设置有用于锁止电池的第一凸起45，该第一凸起45可以为长方体或者正方体等其他形状。在本实施例中，锁止部本体43的头部为矩形，尾部为梯形。锁止部本体43的形状也可根据实际情况采用其他形状，如椭圆形。
[0037] 进一步地，更换装置3还包括用于放置充电电池仓31的底座，底座与充电电池仓的接触面为平面，平面上设置有第二凸起，第二凸起呈笋状，第二凸起的位置与锁止部本体尾部的位置适配。底座的形状不做具体限定。
[0038] 进一步地，电池仓11设置有用于与电池的电极连接的第一电极接触器17，充电电池仓31上也设置有用于与电池的电池连接的第二电极接触器39。在本实施例中，第一电极接触器17设置在电池仓顶部，电池通过第一电极接触器为电动汽车提供动力。第二电极接触器39设置在充电电池仓顶部的内壁上，通过第二电极接触器39为电池充电。
[0039] 进一步地，更换装置3还包括变压器，变压器用于提高电池的充电电压，减小电池的充电时间。
[0040]本发明还提供了一种电动汽车电池更换方法，如图6所示，包括以下步骤:
[0041] S110，当待充电的电动汽车行驶到预定位置时，升降柱将待充电电池从电池仓导出；
[0042] S120，将输送部与第一导入导出部、第二导入导出部连接，将待充电电池输送到第一充电电池仓进行充电；
[0043] S130，移走第一充电电池仓，并将装有充满电的电池的第二充电电池仓移动到第一充电电池仓的位置，将第二导入导出部连接输送部，将充满电的电池移动到第一导入导出部；
[0044] S140，升降柱将充满电的电池导入电池仓。
[0045]电动汽车电池更换系统的工作过程如下:
[0046]如图7所示，当待充电的电动汽车进入电池更换站时，通过电池更换信号模块发出更换电池信号，电池更换站的导航指引器37发出指引指令，指引电动汽车驶入指定的电池更换位置。进入指定位置后，车主通过电磁阀控制机械锁头解锁，并打开液压快速接口的门盖按钮。工作人员将液压柱快速接头34插入液压柱快速接口，并锁死。液压栗35工作，升降柱下降，将整个车身抬起，直至电池脱离电池仓，液压栗35停止工作。将输送部21通过第一连接部、第二连接部分别与第一导入导出部13、第二导入导出部33连接。输送电机工作，电池从第一导入导出部13、输送部输21送到第二导入导出部33，到达充电电池仓内，输送电机停止工作。然后轮动电机工作，将待充电的电池移走，电池锁止部38的凸起在弹簧弹力的作用下将该电池锁死，防止电池晃动，并且充电电池仓对该电池进行充电。并将装有满电电池的充电电池仓输送过来。电池锁止部38通过底座上的第二凸起解锁，将该装有满电电池的充电电池仓的第二导入导出部通过第二连接部与输送部连接。输送电机反转，将满电的电池输送到第一导入导出部，输送电机停止工作，断开第一导入导出部与输送部的连接。液压栗35工作，升降柱上升，带动第一导入导出部及电池上升，直至电池安装到电池仓内，机械锁头自动锁止，将液压柱快速接头34拔出，液压栗35停止工作，电池更换完毕。
[0047]本发明提供的电动汽车电池更换系统及方法通过设置车载装置、输送装置和更换装置;工作时，升降柱将第一导入导出部降下，连接输送部、第一导入导出部、第二导入导出部，将待充电电池输送到充电电池仓，再将满电的电池原路返回，并通过升降柱对电池进行自动跟换，可提高电池的更换效率，降低电池更换成本和工人的劳动强度;可对待充电电池进行统一充电，可实时监控电池的性能，便于维护和更换，节约充电成本。
[0048]本发明提供的电动汽车电池更换系统及方法还具有以下优点:
[0049]①可省去电动汽车的充电环节，节约了时间，提高了电动汽车的使用频率；
[0050]②对电池进行统一充电，可减少充电粧的安装数量，节约生产成本；
[0051 ]③对电池进行统一充电，有利于掌握电池的性能，可使电动汽车更好地运行；
[0052]④还有利于电池及时地维护和更新，提高电池的续航能力，减少事故的发生，提高电动汽车的安全系数；
[0053]⑤一次对多个电池进行充电，提高了充电设备的利用率，降低了充电成本；
[0054]⑥可对工作状态不好的电池及时进行更换和回收，有利于废旧电池的统一管理，减少对环境的污染；
[0055]⑦有利于电动汽车的推广。
[0056]以上，结合具体实施例对本发明的技术方案进行了详细介绍，所描述的具体实施例用于帮助理解本发明的思想。本领域技术人员在本发明具体实施例的基础上做出的推导和变型也属于本发明保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电动汽车电池更换系统，其特征在于，包括车载装置、输送装置和更换装置;其中， 车载装置包括用于容纳电池的电池仓、升降柱和第一导入导出部，电池仓设置在车身底部;升降柱一端与电池仓固定连接，另一端与电池导入导出部固定连接;升降柱用于控制第一导入导出部上升/下降；电池仓底部设置有电池进口；第一电池导入导出部安装在电池进口内； 输送装置包括用于输送电池的输送部和输送电机，输送电机带动输送部运动； 更换装置包括至少两个用来容纳电池并可给电池进行充电的充电电池仓和轮动电机，轮动电机带动所述至少两个充电电池仓转动;其中，充电电池仓底部上设置有第二导入导出部; 输送部的一侧设置有用于带动第一导入导出部运动的第一连接部，第一导入导出部通过第一连接部与输送部连接;输送部的另一侧设置有用于带动第二导入导出部运动的第二连接部，第二导入导出部通过第二连接部与输送部连接。
2.如权利要求1所述的电动汽车电池更换系统，其特征在于，第一导入导出部、第二导入导出部与输送部均采用滚轮组，滚轮组包括框架和多个滚轮，多个滚轮安装在框架上。
3.如权利要求2所述的电动汽车电池更换系统，其特征在于，电池仓还包括用于盖设电池仓的电池仓盖，框架安装在电池仓盖上。
4.如权利要求3所述的电动汽车电池更换系统，其特征在于，升降柱采用液压柱，液压柱的数量为四根，四根液压柱分别安装在框架或电池仓盖四个边角上。
5.如权利要求4所述的电动汽车电池更换系统，其特征在于，车身上设置有用于与液压栗连接的液压柱快速接口，液压柱快速接口与液压柱通过液压管连接。
6.如权利要求3所述的电动汽车电池更换系统，其特征在于，车载装置还包括用于锁止电池仓盖的锁止部，电池仓盖上设置有凹槽，锁止部与凹槽配合。
7.如权利要求1所述的电动汽车电池更换系统，其特征在于，充电电池仓上设置有用于固定电池的电池锁止部，其中，电池锁止部包括弹簧、弹簧座和锁止部本体，弹簧座固定在充电电池仓的底部的内壁上，锁止部本体为板状，锁止部本体中部具有芯轴，芯轴安装在充电电池仓底部的内壁上;弹簧一端与弹簧座固定连接，另一端与锁止部本体头部固定连接，头部的上部设置有用于锁止电池的第一凸起。
8.如权利要求7所述的电动汽车电池更换系统，其特征在于，更换装置还包括用于放置充电电池仓的底座，底座上设置有第二凸起，第二凸起的位置与锁止部本体尾部的位置适配。
9.如权利要求1所述的电动汽车电池更换系统，其特征在于，车载装置还包括电池更换信号模块，更换装置还包括导航指引器，电池更换模块与导航指引器电连接;电池更换信号模块向导航指引器发送更换电池信号；导航指引器根据接收到的信号发送指令给电池更换模块，以指引车辆停靠在预定位置。
10.—种电动汽车电池更换方法，其特征在于，包括以下步骤: S110，当待充电的电动汽车行驶到预定位置时，升降柱将待充电电池从电池仓导出； S120，将输送部与第一导入导出部、第二导入导出部连接，将待充电电池输送到第一充电电池仓进行充电； S130，移走第一充电电池仓，并将装有充满电的电池的第二充电电池仓移动到第一充电电池仓的位置，将第二导入导出部连接输送部，将充满电的电池移动到第一导入导出部；S140，升降柱将充满电的电池导入电池仓。
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