CN107054040B - 一种纯电动汽车电池快换结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电池更换结构。一种纯电动汽车电池快换结构，包括电池舱壳体，在电池舱壳体内设有电池容纳腔，在所述的电池容纳腔的一端为电池包进入口，在电池包入口处设有电池包锁止机构，在电池容纳腔的电池包进入口的两侧中至少一侧设有电池包导向定位机构，在电池容纳腔的底部设有电池包支撑机构，在电池容纳腔的另一端设有电池包紧固连接机构。本发明提供了一种结构简单，能实现电池快速更换安装，并迅速锁紧固定的一种纯电动汽车电池快换结构；解决了现有技术中存在的新能源电动车充电时间长，换电池不方便的技术问题。

Description

一种纯电动汽车电池快换结构

技术领域

本发明涉及一种电池更换结构，尤其涉及一种纯电动汽车的电池更换结构。

背景技术

新能源纯电动汽车有着节能、环保等诸多优点，近年来政府大力扶持新能源汽车尤其是电动汽车的发展，使电动汽车在短时间内有了长足快速发展。但纯电动汽车续航不足等问题严重制约着电动汽车的大范围普及，而当前电池快充技术依然不够成熟，无法适应大电流充电，因此充电时间依然偏长，且当前尚无法解决快充影响电池寿命的难题。对于这个问题，现有的专利文件中也存在一些解决方案，如中国专利：“大型电动汽车电池仓快速换电装置（CN103192804A）”，结构中包括带有行走轮的电池仓中间存放工作台以及配套的控制电路，工作台由滑动台面与固定台面组成，两个台面借助横向滑轨及横向驱动机构形成横向滑动配合结构，滑动台面的上端面设置两道平行纵向导轨、相对于两道平行纵向导轨配套设置的纵向直线驱动机构，行走轮借助可控升降支柱、万向节和可调节支撑杆组成的车架定位在固定台面下。虽然该结构实现了电池的搬运，但是对于电池的定位和快速更换安装还是没有好的解决方案。

发明内容

本发明提供了一种结构简单，能实现电池快速更换安装，并迅速锁紧固定的一种纯电动汽车电池快换结构；解决了现有技术中存在的新能源电动车充电时间长，换电池不方便的技术问题。

本发明同时还提供了一种实现电池包小型化，轻量化的纯电动车电池快换结构；解决现有技术中存在的纯电动车的电池体积大，搬运困难，更换不便的技术问题。

本发明的上述技术问题是通过下述技术方案解决的：一种纯电动汽车电池快换结构，包括电池舱壳体，在电池舱壳体内设有电池容纳腔，在所述的电池容纳腔的一端为电池包进入口，在电池包入口处设有电池包锁止机构，在电池容纳腔的电池包进入口的两侧中至少一侧设有电池包导向定位机构，在电池容纳腔的底部设有电池包支撑机构，在电池容纳腔的另一端设有电池包紧固连接机构。通过在电池容纳腔上布置电池包锁止机构、电池包导向定位机构、电池包支撑机构来实现对电池包X、Y、Z方向的定位和紧固，同时通过电池包导向定位机构可以实现让电池包快速的进出电池容纳腔，实现快速更换电池的目的。使用时，打开电池包进入口的电池包锁止机构，原电池沿电池包导向定位机构直接滑到电池架上，新电池从电池架滑入，通过电池容纳腔侧面的电池包导向定位机构快速滑入，然后通过另一端的电池包紧固连接结构，将电池包固定在电池容纳腔内。

作为优选，在电池容纳腔的两侧均设有电池包导向定位机构，所述的电池包导向定位机构包括位于电池容纳腔底部两侧的导向件和位于电池容纳腔两侧壁上的限位件。通过设置在电池容纳腔的两侧电池包导向定位机构，能使电池包更为平稳的滑入到电池容纳腔内，导向件将电池包顺利的导入到电池容纳腔内，省时省力，电池包两侧的限位件同时对电池包也进行同向的限位，保证电池包的安装固定的稳定性。

作为优选，所述的导向件包括位于电池容纳腔底部的支撑导向滚轮和位于电池容纳腔侧壁上的限位导向滚轮，支撑导向滚轮的滚轮轴与限位导向滚轮的滚轮轴相互垂直，支撑导向滚轮轴固定在电池容纳腔的侧壁上，在相互平行的支撑导向滚轮之间设有支撑凸起，支撑凸起固定在电池容纳腔的底面上，限位导向滚轮轴固定在电池容纳腔的侧壁上的限位件上。在电池包的侧壁上开设有与滚轮配合的凹槽，方便电池包与滚轮的配合滑动。用两组滚轮来实现导向，一组偏重于对电池包底部的支撑，并且在支撑的同时实现进给，另一组位于侧面的限位导向滚轮，在辅助限位的同时实现进给。采用滚轮结构，能有效减小摩擦力，减少滚动阻力和对电池舱壳体的破坏。两组滚轮相互垂直，形成一个直角形式的导向和限位，提高电池包的滑入速度，并且实现有效的支撑和限位。支撑导向滚轮之间的支撑凸起对电池包实现支撑，减少滚轮所受压力，提高电池包进入速度。

作为优选，所述的限位件为固定在电池容纳腔侧壁上相互平行的限位条，在下方的限位条上固定有导向件中的限位导向滚轮。结构简单，定位好。

作为优选，所述的电池包支撑机构包括位于电池容纳腔底部的弹性支撑件，所述的弹性支撑件形成弹性支撑面，弹性支撑面的弹性端靠近电池包紧固连接结构一侧。支撑件为一个三角形的弹片，在电池容纳腔的底部有两个，三角形弹片的倾斜方向是朝向电池包的入口方向，支撑件能分担电池包给两侧滑轮的压力。

作为优选，所述的电池包紧固连接机构包括电池连接插座和电池包紧固件，所述的电池连接插座安装在电池容纳腔的端面上，电池包紧固件包括相互配合的固定框和压紧框，其中固定框与电池容纳腔的端面固定，压紧框固定在电池包的端部。其中的电池连接插座为浮动结构，可以根据电池包安装的角度和位置进行调整，满足快速将电池包插接在电池连接插座上。

作为优选，所述的固定框和压紧框相接的面为楔形面，在固定框和压紧框之间设有弹性层。固定框和压紧框的骨架均以铝制角铁构成，在角铁外包裹有橡胶层作为弹性层，从而使得固定孔和压紧框在相互配合连接时能更好的将电池包压紧，给电池包在X、Y、Z方向形成一个定位紧固的压力。

作为优选，所述的电池包锁止机构包括固定在电池舱壳体上的顶盖和侧框，在侧框上铰接有挡板，挡板的内侧固定有限位块，挡板上固定有锁。挡板内壁有橡胶限位块，挡板的橡胶限位块与电池包相接，通过挡板上的橡胶限位块和另一端的固定框将电池包在进出方向上进行固定。

作为优选，所述的电池舱壳体上对称布置有两个电池容纳腔，两个电池容纳腔之间通过电池舱隔板分隔，两个电池容纳腔的开口分别位于电池舱壳体的两端。实现电池包的小型化，轻量化，并可以根据情况开发为多个电池包结构。

因此，本发明的一种纯电动汽车电池快换结构具备下述优点：结构简单，通过在电池容纳腔内设置的导向定位机构让电池包能快速的进入到电池容纳腔内，而电池包支撑结构的设计能有效帮助由电池容纳腔内拉出或者推入电池包，并且分担电池包给两侧导向定位机构的压力，同时电池包紧固连接机构能对电池包形成全方位的压力封锁，让电池包更稳定的固定在电池舱内。

附图说明

图1是本发明的一种纯电动汽车电池快换结构安装有电池包的示意图。

图2是图1内的电池舱壳体的立体图。

图3是图2的俯视图。

图4是图2内的电池包紧固件的分解示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：

如图1所示，一种纯电动汽车电池快换结构，包括长方体形状的电池舱壳体1，在电池舱壳体1在左右两端各形成一个电池容纳腔7，两个电池容纳腔7的电池包进入口相对设置，一个位于电池舱壳体的前端，一个位于电池舱壳体的后端。两个电池容纳腔7之间通过电池隔板8隔开。在两个电池容纳腔7之间安装有高压附件2及BMS检修口。高压附件2包括主控BMS、充电继电器、放电继电器、预充继电器、汇流片、主保险丝、预充电阻等构件。在每个电池容纳腔内均安装有一个电池包15。

如图2和3所示，在电池包入口处设有电池包锁止机构，电池包锁止机构包括固定在电池舱壳体上的顶盖3和侧框5，在侧框5上铰接有挡板17，挡板17上固定有锁4。

在电池容纳腔的电池包进入口的两侧各设有电池包导向定位机构，电池包导向定位机构包括位于电池容纳腔底部两侧的导向件和位于电池容纳腔两侧壁上的限位件。限位件为固定在电池容纳腔侧壁上相互平行的限位条11。导向件包括位于电池容纳腔底部的支撑导向滚轮13和位于电池容纳腔侧壁上的限位导向滚轮10，支撑导向滚轮13的滚轮轴与限位导向滚轮10的滚轮轴相互垂直，对电池包形成一个直角导向支撑。支撑导向滚轮轴固定在电池容纳腔的侧壁上，在相互平行的支撑导向滚轮之间设有支撑凸起12，支撑凸起12固定在电池容纳腔的底面上，限位导向滚轮轴固定在电池容纳腔的侧壁上的位于下方的限位条11上。在电池包的两个侧面上开设有L形凹槽用以与支撑限位导向滚轮配合，方便电池包的安装。

在电池容纳腔的底部设有电池包支撑机构，电池包支撑机构包括两个三角形的弹性片14，弹性片14位于电池容纳腔的底部，两个三角形弹性片14相互平行，三角形弹片的弹性端朝向电池隔板。弹性片提供支撑的同时分担电池包给两侧的限位导向滚轮的压力。

在电池容纳腔的端部位于电池隔板这一端设有电池包紧固连接机构，电池包紧固连接机构包括电池连接插座和电池包紧固件，电池连接插座安装在电池容纳腔的端面上，为一个快换接插件9，插孔采用特制冠簧、密绕线簧，多接触点保证产品高接触的可靠性，并具有抗冲击、振动性强、使用方便、负载大、高可靠性、高寿命优点；插座采用了游动结构，配合插合方向上的缓冲机构，可以消除汽车运行中所带来的颠簸、振动对电接触可靠性的影响；产品设计的导向机构，可以实现插座与插头的自适应盲插合，使用方便、快捷、可靠。电池包紧固件包括相互配合的固定框6和压紧框16，其中固定框6与电池容纳腔的端面的隔板固定，压紧框16固定在电池包15的端部。固定框6和压紧框16相接的面为楔形面，压紧框和固定框均以铝制角铁为骨架注橡胶制成，浇注的橡胶层为固定框与压紧框之间的弹性层，铝制角铁提前开有螺栓孔，并铆接有预埋螺母，方便固定，构成框体的连接条为楔形条，楔形条为三角结构，分别固定于电池包及电池舱隔板四边。固定框与压紧框配合时，固定框对压紧框产生内压紧力，形成电池包X向、Z向、Y向定位紧固作用（如图4所示）。

使用时，打开电池舱外侧的电池包锁止机构，原电池沿滚轮滑出直接滑到电池架（电池架安装有与电池舱滑轨对接的滑轨），新电池从电池架沿滚轮滑入直至与固定框压紧形成配合，此时接插件插头与插孔亦配合完成，即完成电池包的固定限位，关上电池舱外侧的电池包锁止机构并锁紧，即单侧电池更换完成。两侧电池快换结构及步骤一致。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳方案，并非对本发明做任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (7)

1.一种纯电动汽车电池快换结构，包括电池舱壳体，在电池舱壳体内设有电池容纳腔，其特征在于：在所述的电池容纳腔的一端为电池包进入口，在电池包入口处设有电池包锁止机构，在电池容纳腔的电池包进入口的两侧中至少一侧设有电池包导向定位机构，在电池容纳腔的底部设有电池包支撑机构，在电池容纳腔的另一端设有电池包紧固连接机构；在电池容纳腔的两侧均设有电池包导向定位机构，所述的电池包导向定位机构包括位于电池容纳腔底部两侧的导向件和位于电池容纳腔两侧壁上的限位件；所述的导向件包括位于电池容纳腔底部的支撑导向滚轮和位于电池容纳腔侧壁上的限位导向滚轮，支撑导向滚轮的滚轮轴与限位导向滚轮的滚轮轴相互垂直，支撑导向滚轮轴固定在电池容纳腔的侧壁上，在相互平行的支撑导向滚轮之间设有支撑凸起，支撑凸起固定在电池容纳腔的底面上，限位导向滚轮轴固定在电池容纳腔的侧壁上的限位件上。

2.根据权利要求1所述的一种纯电动汽车电池快换结构，其特征在于：所述的限位件为固定在电池容纳腔侧壁上相互平行的限位条，在下方的限位条上固定有导向件中的限位导向滚轮。

3.根据权利要求1或2所述的一种纯电动汽车电池快换结构，其特征在于：所述的电池包支撑机构包括位于电池容纳腔底部的弹性支撑件，所述的弹性支撑件形成弹性支撑面，弹性支撑面的弹性端靠近电池包紧固连接结构一侧。

4.根据权利要求1或2所述的一种纯电动汽车电池快换结构，其特征在于：所述的电池包紧固连接机构包括电池连接插座和电池包紧固件，所述的电池连接插座安装在电池容纳腔的端面上，电池包紧固件包括相互配合的固定框和压紧框，其中固定框与电池容纳腔的端面固定，压紧框固定在电池包的端部。

5.根据权利要求4所述的一种纯电动汽车电池快换结构，其特征在于：所述的固定框和压紧框相接的面为楔形面，在固定框和压紧框之间设有弹性层。

6.根据权利要求1或2所述的一种纯电动汽车电池快换结构，其特征在于：所述的电池包锁止机构包括固定在电池舱壳体上的顶盖和侧框，在侧框上铰接有挡板，挡板上固定有锁，挡板内壁有橡胶限位块，挡板的橡胶限位块与电池包相接，通过挡板上的橡胶限位块和另一端的固定框将电池包在进出方向上进行固定。

7.根据权利要求1或2所述的一种纯电动汽车电池快换结构，其特征在于：所述的电池舱壳体上对称布置有两个电池容纳腔，两个电池容纳腔之间通过电池舱隔板分隔，两个电池容纳腔的开口分别位于电池舱壳体的两端。