CN106274840B - 一种电动车中置电池箱结构用的移动式快速置换系统 - Google Patents

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Abstract

一种电动车中置电池箱结构用的移动式快速置换系统，属于电动汽车配套技术领域，包括车内电池箱的定位校准总成、移动置换驱动平台、互换电池箱的动态支撑总成以及配套控制电路，所述定位校准总成设置在移动置换驱动平台之上，定位校准总成中包括电池箱轨道平面的校准平台，校准平台与校准驱动机构配套形成联动机构、并借助动态支撑总成的配合形成自动对位的换电系统。通过对电动车换电方式进行改进以及结构的合理设计，使电动车内电池箱实现快速调整和对准、快速拆卸和换装，其具有结构简单、易于操作、换装速度快的特点。

Description

一种电动车中置电池箱结构用的移动式快速置换系统
技术领域
本发明属于电动汽车配套技术领域，涉及电动汽车更换电池箱的换电技术，具体是指一种电动车中置电池箱结构用的移动式快速置换系统。
背景技术
当今社会，能源日益短缺、环境污染严重、全球气候变化潜在影响巨大，电力来源多元化、零排放的电动车成为未来汽车的发展方向。电动车受电池容量的限制，续航里程较低，限制了电动汽车的推广。因此，提高电池容量就成了解决电动车续航里程较低的问题的必要技术手段。但随之带来了电池体积和重量加大、电池充电时间延长、电动车更换电池过程困难等问题，因此就出现了专用换充电装置。
目前国家制定的有关政策规定电池更换时间应控制在3分钟以内，与燃油汽车加油时间相近。要满足国家有关政策规定采用更换电池箱的方法，就要面临沉重电池箱的拆卸、安装及搬运等问题。由于电池箱是由多个动力电池串联而成，其轻者数百公斤、重者数千公斤，非一般人力可以搬运，这就为电池箱的更换带来了很大的问题。要解决这个问题，一方面需要从电池安装结构入手，将电池箱设计成易拆卸的结构，使电池箱成为可随时更换的独立部件；同时另一方面，要解决车载电池箱从车体中取出后的快速搬运、充满电电池箱的快速补充、以及电池箱与车体的准确对接等问题。因此怎样解决纯电动车的电池箱快速装卸工作，是目前的重点研发任务。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种电动车中置电池箱结构用的移动式快速置换系统，通过对电动车换电方式进行改进以及结构的合理设计，使电动车内电池箱实现快速调整和对准、快速拆卸和换装，其具有结构简单、易于操作、换装速度快的特点。
本发明采用的技术方案是：一种电动车中置电池箱结构用的移动式快速置换系统，包括车内电池箱的定位校准总成、移动置换驱动平台、互换电池箱的动态支撑总成以及配套控制电路，所述定位校准总成设置在移动置换驱动平台之上，定位校准总成中包括电池箱轨道平面的校准平台，校准平台与校准驱动机构配套形成联动机构、并借助动态支撑总成的配合形成自动对位的换电系统。
进一步地，所述移动置换驱动平台中包括两道平行导轨，借助两道平行导轨和设置在移动置换驱动平台内的驱动结构、形成定位校准总成水平移动自由度。
进一步地，所述校准平台借助转轴、弧形滑轨、和弧形滑轨配套的滚动轮限制定位在移动置换驱动平台上并具有水平旋转自由度。
进一步地，所述校准平台上端面设置一个有锥形导引端的水平基准凸台面。
进一步地，所述水平基准凸台面上端面设有橡胶软垫。
进一步地，所述校准驱动机构包括设置在校准平台上并与纯电动车车轮相匹配的四个凹槽以及借助伸缩油缸设置在凹槽内具有垂直向位移自由度的车轮支撑板。
进一步地，所述校准平台前端设有用于阻拦纯电动车的阻拦板，所述阻拦板借助配套驱动机构具有垂直向位移自由度。
进一步地，所述动态支撑总成分为旧电池箱动态支撑装置和新电池箱动态支撑装置均为均匀排列在导轨中间位置的伸缩支撑油缸组，每组中的伸缩支撑油缸设置3-5个，在每组外侧的伸缩支撑油缸上设有用于电池箱阻拦定位的定位板。
进一步地，所述电池箱借助电池仓设置在电动车底盘中轴线上，所述电池仓呈贯通结构、前端为喇叭口结构。
进一步地，所述移动式快速置换系统中还包括电动车导引台。
采用本发明产生的有益效果：（1）通过对电动车换电方式进行改进以及结构的合理设计，使电动车内电池箱实现快速调整和对准、快速拆卸和换装，其具有结构简单、易于操作、换装速度快的特点；（2）本发明可以实现电动车移动的过程中实现电池箱的快速拆卸和更换，而且操作简单，自动化程度高且能够最大限度节省操作时间和人力。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是定位校准总成、移动置换驱动平台和动态支撑总成之间位置关系图；
图3是定位校准总成的结构示意图；
图4是校准平台的俯视图；
图5是新电池箱动态支撑装置的结构示意图；
附图中：1是定位校准总成，11是校准平台，12是转轴，13是弧形滑轨，14是滚动轮，15是水平基准凸台面，151是橡胶软垫，16是凹槽，17是伸缩油缸，18是车轮支撑板，2是移动置换驱动平台，21是平行导轨，3是动态支撑总成，31是旧电池箱动态支撑装置，32是新电池箱动态支撑装置，33是伸缩支撑油缸，34是定位板，4是电动车导引台，5是阻拦板，51是驱动机构，6是电池仓，7是电池箱。
具体实施方式
参看附图1-5，一种电动车中置电池箱结构用的移动式快速置换系统，包括车内电池箱的定位校准总成1、移动置换驱动平台2、互换电池箱的动态支撑总成3以及配套控制电路，所述定位校准总成1设置在移动置换驱动平台2之上，定位校准总成1中包括电池箱轨道平面的校准平台11，校准平台11与校准驱动机构配套形成联动机构、并借助动态支撑总成3的配合形成自动对位的换电系统。
所述移动置换驱动平台2中包括两道平行导轨21，借助两道平行导轨21和设置在移动置换驱动平台2内的驱动结构、形成定位校准总成1水平移动自由度。
所述校准平台11借助转轴12、弧形滑轨13、和弧形滑轨13配套的滚动轮14限制定位在移动置换驱动平台2上并具有水平旋转自由度。
所述校准平台11上端面设置一个有锥形导引端的水平基准凸台面15。
所述水平基准凸台面15上端面设有橡胶软垫151。橡胶软垫151上设置有电动车导引对准中轴线A。
所述校准驱动机构包括设置在校准平台11上并与纯电动车车轮相匹配的四个凹槽16以及借助伸缩油缸17设置在凹槽16内具有垂直向位移自由度的车轮支撑板18。
所述校准平台11前端设有用于阻拦纯电动车的阻拦板5，所述阻拦板5借助配套驱动机构51具有垂直向位移自由度。
所述动态支撑总成3分为旧电池箱动态支撑装置31和新电池箱动态支撑装置32均为均匀排列在导轨21中间位置的伸缩支撑油缸33组，每组中的伸缩支撑油缸33设置3-5个，在每组外侧的伸缩支撑油缸33上设有用于电池箱阻拦定位的定位板34。在电池箱底部设置有与伸缩支撑油缸33的神缩杆匹配的定位槽。
所述电池箱借助电池仓6设置在电动车底盘中轴线上，所述电池仓6呈贯通结构、前端为喇叭口结构。
所述移动式快速置换系统中还包括电动车导引台4。
在具体实施时，驾驶电动车从左侧的电动车导引台4驶上校准平台11，借助水平基准凸台面15的导引和阻拦板5的阻拦，使电动车的四个车轮正好停驻在车轮支撑板18上，同时使电动车内电池箱的纵向中轴线与在橡胶软垫151上设置的电动车导引对准中轴线A粗略重合，然后伸缩油缸17向下伸缩，使电动车的底盘底面与橡胶软垫151相接触并使车轮悬空完成电动车的水平调平动作，这时电动车内旧的电池箱7与设置在新电池箱动态支撑装置32上新的电池箱7处在同一水平面内；再借助两道平行导轨21和设置在移动置换驱动平台2内的驱动结构，使移动置换驱动平台2承载着电动车向前移动，当设置在新电池箱动态支撑装置32上新的电池箱7接触到电池仓6前端时，由于电池仓6前端为喇叭口结构的导引作用和转轴12、弧形滑轨13、滚动轮14组成的转动结构，使电动车内旧的电池箱7与设置在新电池箱动态支撑装置32上新的电池箱7完成精确对准动作；移动置换驱动平台2承载着电动车继续向前移动，设置在新电池箱动态支撑装置32上新的电池箱7，新的电池箱7顶着旧的电池箱7进入电池仓6内、直到完全进入电池仓6内完成互换电池箱7动作，在这过程中，新电池箱动态支撑装置32中伸缩支撑油缸33由内向外依次向下收缩的同时旧电池箱动态支撑装置31中伸缩支撑油缸33由外向内依次同步向上伸缩，借助设置在旧电池箱动态支撑装置31上的定位板34使旧的电池箱7支撑定位在旧电池箱动态支撑装置31上；上述过程完成后，伸缩油缸17向上伸缩，使电动车的底盘底面与橡胶软垫151脱离，在电池仓6内定位固定新的电池箱7，再接通电源，驾驶电动车从右侧的电动车导引台4驶出换电区域。

Claims (9)

1.一种电动车中置电池箱结构用的移动式快速置换系统，包括车内电池箱的定位校准总成（1）、移动置换驱动平台（2）、互换电池箱的动态支撑总成（3）以及配套控制电路，其特征在于：所述定位校准总成（1）设置在移动置换驱动平台（2）之上，定位校准总成（1）中包括电池箱轨道平面的校准平台（11），校准平台（11）与校准驱动机构配套形成联动机构、并借助动态支撑总成（3）的配合形成自动对位的换电系统；所述校准平台（11）借助转轴（12）、弧形滑轨（13）、和弧形滑轨（13）配套的滚动轮（14）限制定位在移动置换驱动平台（2）上并具有水平旋转自由度。
2.根据权利要求1所述的电动车中置电池箱结构用的移动式快速置换系统，其特征在于：所述移动置换驱动平台（2）中包括两道平行导轨（21），借助两道平行导轨（21）和设置在移动置换驱动平台（2）内的驱动结构、形成定位校准总成（1）水平移动自由度。
3.根据权利要求1所述的电动车中置电池箱结构用的移动式快速置换系统，其特征在于：所述校准平台（11）上端面设置一个有锥形导引端的水平基准凸台面（15）。
4.根据权利要求3述的电动车中置电池箱结构用的移动式快速置换系统，其特征在于：所述水平基准凸台面（15）上端面设有橡胶软垫（151）。
5.根据权利要求1所述的电动车中置电池箱结构用的移动式快速置换系统，其特征在于：所述校准驱动机构包括设置在校准平台（11）上并与纯电动车车轮相匹配的四个凹槽（16）以及借助伸缩油缸（17）设置在凹槽（16）内具有垂直向位移自由度的车轮支撑板（18）。
6.根据权利要求1所述的电动车中置电池箱结构用的移动式快速置换系统，其特征在于：所述校准平台（11）前端设有用于阻拦纯电动车的阻拦板（5），所述阻拦板（5）借助配套驱动机构（51）具有垂直向位移自由度。
7.根据权利要求1所述的电动车中置电池箱结构用的移动式快速置换系统，其特征在于：所述动态支撑总成（3）分为旧电池箱动态支撑装置（31）和新电池箱动态支撑装置（32）、均为均匀排列在两道平行导轨（21）中间位置的伸缩支撑油缸（33）组，每组中的伸缩支撑油缸（33）设置3-5个，在每组外侧的伸缩支撑油缸（33）上设有用于电池箱阻拦定位的定位板（34）。
8.根据权利要求1所述的电动车中置电池箱结构用的移动式快速置换系统，其特征在于：所述电池箱借助电池仓（6）设置在电动车底盘中轴线上，所述电池仓（6）呈贯通结构、前端为喇叭口结构。
9.根据权利要求1所述的电动车中置电池箱结构用的移动式快速置换系统，其特征在于：所述移动式快速置换系统中还包括电动车导引台（4）。
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