CN105857048A - 一种用于电动汽车的通用化整体式电池更换系统 - Google Patents

一种用于电动汽车的通用化整体式电池更换系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及电动汽车动力电池更换设备技术领域，提供一种用于电动汽车的通用化整体式电池更换系统，包括电池箱体，以及设置在电动汽车底盘下的框形支架，以及连接电动汽车低压信号、高压电路的快换接插件，所述电池箱体两侧均设有一排圆柱形吊点，所述支架两侧设有与前述吊点相对应的固定机构，所述支架上还设有一锁止机构，所述锁止机构包括解锁连杆，所述连杆上均匀设置有一排可旋转锁舌与固定机构相连。本发明通过车辆底盘换电方式，实现对安装在车辆底部的电池换电。该换电系统具有机械结构简单、紧凑、可靠的特点，集成了快换接插件、固定机构、锁止机构等部件，可实现动力电池快速安装和拆卸，能兼容不同规格、不同型号的动力电池系统。

Description

一种用于电动汽车的通用化整体式电池更换系统
技术领域
本发明涉及电动汽车动力电池更换设备技术领域，尤其涉及一种用于电动汽车的整体式动力电池更换系统。
背景技术
电动汽车充电时间长、续驶里程短、使用不方便是影响电动汽车大规模商业化运营的主要因素，通常采用电池快充技术或电池快换技术，实现对电池电量的快速补充。
电池快充技术是指使用超过1C(C为电池容量)倍率对动力电池持续充电，电池快充时间通常在1小时以内，且电池快充受电池温度、电池单体电压影响较大，更为严重的是，大规模电池快充对电网造成巨大冲击，且快充过程中电池发热较大，电池加速老化，快充技术不仅增加了电池的使用成本，还将增加电池和电网的维护改造成本。
电池快换技术实现动力电池的快速更换，但由于换电系统对安装尺寸和定位要求较高，电池换电技术目前只适用于个别型号的电动公交车、电动卡车和乘用车，尚未实现通用化。
发明内容
本发明的目的就是针对以上技术问题，提供一种用于电动汽车的通用化整体式电池更换系统，通过车辆底盘换电方式，实现对安装在车辆底部的电池换电。该换电系统具有机械结构简单、紧凑、可靠的特点，集成了快换接插件、固定机构、锁止机构等部件，可实现动力电池快速安装和拆卸，能兼容不同规格、不同型号的动力电池系统。
本发明的技术问题主要通过下述技术方案得以解决：
一种用于电动汽车的通用化整体式电池更换系统，包括电池箱体，以及设置在电动汽车底盘下的框形支架，以及连接电动汽车低压信号、高压电路的快换接插件，所述快换接插件包括设置在支架上的接插件插头、设置在电池箱体上的接插件插座，所述接插件插头与接插件插座通过弹簧端子快速连接或断开，当电池安装到位后，高低压接插件弹簧端子与接插件插头、接插件插座紧密结合，实现电池高低压信号、高压电路与整车的低压信号、高压电路的联通。
具体的，所述电池箱体两侧均设有一排圆柱形吊点，所述支架两侧设有与前述吊点相对应的固定机构。所述固定机构设有吊点进出的纵向通道，纵向通道顶端一侧还设有横向通道，实现电池安装或拆卸必须经过两个连续的纵向通道和横向通道的位移，确保电池安装可靠。
具体的，所述支架上还设有一锁止机构，所述锁止机构包括解锁连杆，所述连杆上均匀设置有一排可旋转锁舌与固定机构相连，所述锁舌底部设有拉紧弹簧连接固定机构其纵向通道出入口的一侧，所述锁舌底部一侧还设有限位突起，所述固定机构上设有限位突起运行的活动沟槽。
具体的，所述固定机构上设有传感器，所述传感器为电池位置检测传感器，通过检测锁舌的位置来确定电池是否安装固定好，电池位置检测传感器检测电池上到位，电池锁止到位，并将信号传给整车控制器；快换接插件通过弹簧端子，实现低压信号、高压电路的快速连接或断开，快换接插件采用内嵌式密封圈，实现IP67以上的防护等级；电池位置检测传感器通过无线供电和发射方式，实现快换电池与快换设备的通讯。
具体的，所述纵向通道出入口较宽，往内逐渐变窄。
具体的，所述横向通道最终端底部设有终止凹槽。当电池安装时，吊点先沿着纵向通道向上运动，当运动到上方止点时，再沿横向通道运动，当运动到横向通道终点时，锁舌落下，吊点被固定在电池固定机构内终止凹槽处。
具体的，所述连杆下端设有与其垂直的顶杆。当顶杆被顶起时，解锁连杆带动锁舌运动，实现解锁。
电池安装的流程：电池沿纵向通道移动到快换支架的上锁止点(电池吊点沿纵向通道移动到终点，然后沿横向通道运动至终止凹槽，停止运动，锁止机构落锁，此时电池被固定在快换支架上。
电池拆卸的流程：顶杆向上推动，解锁连杆被顶起并向上移动后，电池固定机构内部锁止机构被打开，电池吊点先沿横向通道移动，再沿着纵向通道移动，电池被拆卸下来。
本发明的有益效果是：本发明通过集成在整体式快换支架上的快换接插件、电池固定机构、电池锁止机构，实现电池的快速定位、安装、机械锁止、拆卸等。
附图说明
图1是本发明的俯视图；
图2是本发明的左视图；
图3是本发明中拉紧弹簧张开时固定机构与锁舌的结构示意图；
图4是本发明中拉紧弹簧缩紧时固定机构与锁舌的结构示意图。
图中：1.支架；2.电池箱体；3.快换接插件；31.接插件插头；32.弹簧端子；33.接插件插座；4.固定机构；41.纵向通道；42.横向通道；43.活动沟槽；44.终止凹槽；5.传感器；6.锁止机构；61.连杆；62.顶杆；63.锁舌；64.拉紧弹簧；65.限位突起；7.吊点。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图1-4，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
一种用于电动汽车的通用化整体式电池更换系统，包括电池箱体2，以及设置在电动汽车底盘下的框形支架1，以及连接电动汽车低压信号、高压电路的快换接插件3，所述快换接插件3包括设置在支架1上的接插件插头31、设置在电池箱体2上的接插件插座33，所述接插件插头31与接插件插座33通过弹簧端子32快速连接或断开，当电池安装到位后，高低压接插件弹簧端子32与接插件插头31、接插件插座33紧密结合，实现电池高低压信号、高压电路与整车的低压信号、高压电路的联通。
所述电池箱体2两侧均设有一排圆柱形吊点7，所述支架1两侧设有与前述吊点7相对应的固定机构4。所述固定机构4设有吊点7进出的纵向通道41，纵向通道41顶端一侧还设有横向通道42，实现电池安装或拆卸必须经过两个连续的纵向通道41和横向通道42的位移，确保电池安装可靠。
所述支架1上还设有一锁止机构6，所述锁止机构6包括解锁连杆61，所述连杆61上均匀设置有一排可旋转锁舌63与固定机构4相连，所述锁舌4底部设有拉紧弹簧64连接固定机构4其纵向通道41出入口的一侧，所述锁舌4底部一侧还设有限位突起65，所述固定机构4上设有限位突起65运行的活动沟槽43。
所述固定机构4上设有传感器5，本实施例中该传感器5设在锁舌63活动部位，也可设在终止凹槽44位置。传感器5为电池位置检测传感器5，可通过检测锁舌63的位置来确定电池是否安装固定好。电池位置传感器5检测电池上到位，电池锁止到位，并将信号传给整车控制器；快换接插件3通过弹簧端子32，实现低压信号、高压电路的快速连接或断开，快换接插件3采用内嵌式密封圈，实现IP67以上的防护等级；位置传感器3通过无线供电和发射方式，实现快换电池与快换设备的通讯。
所述纵向通道41出入口较宽，往内逐渐变窄。所述横向通道42最终端底部设有终止凹槽44。当电池安装时，吊点7先沿着纵向通道41向上运动，当运动到上方止点时，再沿横向通道42运动，当运动到横向通道42终点时，锁舌63落下，吊点7被固定在电池固定机构4内终止凹槽44处。所述连杆61下端设有与其垂直的顶杆62。当顶杆62被顶起时，解锁连杆61带动锁舌63运动，实现解锁。
本实施例中，支架1四周设有十六个螺栓与汽车底盘固定，解锁连杆61为两根且两根之间还通过一横杆相连。
本实施例只是本发明示例的实施方式，对于本领域内的技术人员而言，在本发明公开了应用方法和原理的基础上，很容易做出各种类型的改进或变形，而不仅限于本发明上述具体实施方式所描述的结构，因此前面描述的方式只是优选方案，而并不具有限制性的意义，凡是依本发明所作的等效变化与修改，都在本发明权利要求书的范围保护范围内。

Claims (6)

1.一种用于电动汽车的通用化整体式电池更换系统，包括电池箱体，以及设置在电动汽车底盘下的框形支架，以及连接电动汽车低压信号、高压电路的快换接插件，所述快换接插件包括设置在支架上的接插件插头、设置在电池箱体上的接插件插座，所述接插件插头与接插件插座通过弹簧端子快速连接或断开，其特征在于：所述电池箱体两侧均设有一排圆柱形吊点，所述支架两侧设有与前述吊点相对应的固定机构，所述固定机构设有吊点进出的纵向通道，纵向通道顶端一侧还设有横向通道，电池安装或拆卸经过两个连续的纵向通道和横向通道的位移，所述支架上还设有一锁止机构，所述锁止机构包括解锁连杆，所述连杆上均匀设置有一排可旋转锁舌与固定机构相连，所述锁舌底部设有拉紧弹簧连接固定机构其纵向通道出入口的一侧，所述锁舌底部一侧还设有限位突起，所述固定机构上设有限位突起运行的活动沟槽。
2.根据权利要求1所述的用于电动汽车的通用化整体式电池更换系统，其特征在于：所述固定机构上设有传感器，所述传感器为电池位置检测传感器，通过检测锁舌的位置来确定电池是否安装固定好，电池位置检测传感器检测电池上到位，电池锁止到位，并将信号传给整车控制器；快换接插件通过弹簧端子，实现低压信号、高压电路的快速连接或断开，快换接插件采用内嵌式密封圈，实现IP67以上的防护等级；电池位置检测传感器通过无线供电和发射方式，实现快换电池与快换设备的通讯。
3.根据权利要求1所述的用于电动汽车的通用化整体式电池更换系统，其特征在于：所述纵向通道出入口较宽，往内逐渐变窄。
4.根据权利要求1所述的用于电动汽车的通用化整体式电池更换系统，其特征在于：所述横向通道最终端底部设有终止凹槽，当电池安装时，吊点先沿着纵向通道向上运动，当运动到上方止点时，再沿横向通道运动，当运动到横向通道终点时，锁舌落下，吊点被固定在电池固定机构内终止凹槽处。
5.根据权利要求1所述的用于电动汽车的通用化整体式电池更换系统，其特征在于：所述连杆下端设有与其垂直的顶杆。
6.根据权利要求1所述的用于电动汽车的通用化整体式电池更换系统，其特征在于：所述电池箱体安装时，电池箱体沿纵向通道移动到支架的上锁止点，电池吊点沿纵向通道移动到终点，然后沿横向通道运动至终止凹槽，停止运动，锁止机构落锁，此时电池箱体被固定在快换支架上；电池箱体拆卸时，顶杆向上推动，解锁连杆被顶起并向上移动后，电池固定机构内部锁止机构被打开，电池吊点先沿横向通道移动，再沿着纵向通道移动，电池被拆卸下来。
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