CN107379946B - 换电式电动汽车 - Google Patents

Abstract

一种换电式电动汽车，包括车厢，及设于所述车厢的底部的驱动桥，所述车厢的前部设有操纵显示装置，所述车厢的顶部设有可整体更换动力包，所述车厢的顶部还固定设有机电附件及无线电能传输接收器，所述可整体更换动力包包括驱动电机、电机控制器、蓄电装置、整车控制装置以及无线电能传输发射器；所述驱动电机与所述驱动桥之间通过一贯穿所述车厢的传动轴连接。本发明的换电式电动汽车，驱动电机、电机控制器、蓄电装置以及整车控制装置安设在可整体更换动力包内，且可整体更换动力包安设在车厢的顶部，因此不惧积水；采用整体更换方式，缩短了换电时间；采用无线电能传输方式，取消了高压电连接器，消除了电性接触安全性和可靠性问题。

Description

换电式电动汽车

技术领域

本发明主要涉及电动汽车技术领域，特别涉及一种换电式电动汽车。

背景技术

随着社会的发展，汽车越来越普及，由此造成的能源紧张和环境污染的问题日益严重。目前，能有效缓解能源紧张、环境污染的最有效途径就是大力发展新能源汽车，因此，电力来源多元化、零排放的电动汽车成为未来汽车的发展方向。但是，现有的电池技术还不能保证电动汽车的续驶里程满足使用要求，因此出现了换电式电动汽车。

现有技术中，换电式电动汽车的驱动电机以及蓄电池等动力装置都安装在车厢的底部，然而近年来，气候变化带来了特大降雨量，城市内涝也变非常严重，车辆只能涉水前行，而这容易损坏车辆的零部件。对于用电的换电式电动汽车，雨天的影响更为严重，会导致昂贵的电池等部件的损毁甚至引起漏电等安全事故。而且，动力电池包是分成小包进行更换，换电时间较长，而且高压电连接器易于因多次插拔而磨损，从而导致电性接触的安全性和可靠性问题。

发明内容

本发明提供一种换电式电动汽车，以克服现有技术的上述缺陷。

一种换电式电动汽车，包括车厢，及设于所述车厢的底部的驱动桥，所述车厢的前部设有操纵显示装置，所述车厢的顶部设有可整体更换动力包，所述车厢的顶部还固定设有机电附件及无线电能传输接收器，所述可整体更换动力包包括驱动电机、电机控制器、蓄电装置、整车控制装置以及无线电能传输发射器；所述驱动电机与所述驱动桥之间通过一贯穿所述车厢的传动轴连接；所述无线电能传输发射器和所述无线电能传输接收器相对而设，所述无线电能传输发射器和所述无线电能传输接收器之间的间隔不大于1cm。

与现有的技术相比，本发明中所述换电式电动汽车的优点在于：由于所述驱动电机、所述电机控制器、所述蓄电装置以及所述整车控制装置均安设在所述可整体更换动力包内，且可整体更换动力包安设在所述车厢的顶部，因此不惧积水，即使在内涝严重的城市里也可以如常行驶；采用整体更换方式，缩短了换电时间；采用无线电能传输方式，取消了高压电连接器，消除了电性接触的安全性和可靠性问题。

在上述换电式电动汽车中，所述无线电能传输发射器和所述无线电能传输接收器之间以电磁感应方式或磁场共振方式工作。

在上述换电式电动汽车中，所述机电附件还包括电动助力转向油泵和电动空气压缩机。

在上述换电式电动汽车中，所述机电附件还包括直流转换器和铅酸蓄电池，所述铅酸蓄电池用于给安设在所述车厢上的电子电器设备供电，所述直流转换器用于将无线电能传输接收器提供的高压直流电转换成24V直流电给所述铅酸蓄电池充电。

在上述换电式电动汽车中，所述机电附件的外部设有整流罩。

在上述换电式电动汽车中，所述操纵显示装置和所述整车控制装置中均设有无线信号收发装置，所述无线信号收发装置用于将所述操纵显示装置中的操纵信号发送给所述整车控制装置，且将所述整车控制装置发来的可整体更换动力包的状态信号发送给所述操纵显示装置。

在上述换电式电动汽车中，所述可整体更换动力包中还设有电动空调和冷却装置。

在上述换电式电动汽车中，所述传动轴的上端通过一万向节与所述驱动电机连接，所述传动轴的下端通过另一万向节与所述驱动桥连接。

在上述换电式电动汽车中，所述车厢的内部还固定有撑杆，所述撑杆的上端与所述车厢的顶部连接，所述撑杆的下端与所述车厢的底部连接；所述撑杆为中空结构，所述传动轴设于所述撑杆中。

附图说明

图1为本发明一实施例中换电式电动汽车的系统示意图。

主要零部件符号说明：

车厢	1	驱动桥	2
				传动轴	3	操纵显示装置	4
可整体更换动力包	5	无线信号收发装置	6
				撑杆	7	机电附件	8
驱动电机	51	电机控制器	52
				蓄电装置	53	整车控制装置	54
冷却装置	55	电动空调	56
				电动助力转向油泵	81	电动空气压缩机	82
直流转换器	83	铅酸蓄电池	84
				整流罩	85	无线电能传输接收器	91
无线电能传输发射器	92

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，为本发明一实施例中的换电式电动汽车，所述换电式电动汽车，包括车厢1，及设于所述车厢1的底部的驱动桥2，所述车厢1的前部设有操纵显示装置4，所述车厢1的顶部设有可整体更换动力包5，所述车厢1的顶部还固定设有机电附件8及无线电能传输接收器91，所述可整体更换动力包5包括驱动电机51、电机控制器52、蓄电装置53、整车控制装置54以及无线电能传输发射器92；所述驱动电机51与所述驱动桥2之间通过一贯穿所述车厢1的传动轴3连接。

在上述换电式电动汽车中，由于所述驱动电机4、所述电机控制器5、所述蓄电装置53以及所述整车控制装置54均安设在所述可整体更换动力包5内，且所述可整体更换动力包5安设在所述车厢1的顶部，因此不惧积水，即使在内涝严重的城市里也可以如常行驶；采用整体更换方式，缩短了换电时间；采用无线电能传输方式，取消了高压电连接器，消除了电性接触的安全性和可靠性问题。

在本实施例中，由于转向系统、制动系统、车灯等均固定安装在所述车厢1上，是不可拆卸的，故需要所述机电附件8提供所需的高压油液、压缩空气和24V电能，而产生这些介质的能量均来自于所述蓄电装置53，而所述蓄电装置53是可更换的，而且考虑到高压电连接器插拔的不安全性，因此采用了无线传输方式来实现所述蓄电装置53的电能向所述机电附件8传输。

当所述可整体更换动力包5安装到所述车厢1的顶部时，所述无线电能传输发射器92和无线电能传输接收器91相对而设，且两者之间的间隔不大于1cm。所述无线电能传输发射器92和无线电能传输接收器91之间的距离越短，传输效率也越高，而且这种非接触式的电能传输方式，取消了高压电连接器，因此提高了安全性。

在本实施例中，所述无线电能传输发射器92和所述无线电能传输接收器91可以电磁感应方式工作，也可以磁场共振方式工作。这两种方式均利用所述无线电能传输发射器92的线圈产生的交变磁场将电能耦合到所述无线电能传输接收器91的接收线圈，从而实现对负载的无线电能传输。其中，电磁感应方式技术发展较成熟，传输功率较大，在较短距离内传输效率高，但随着距离的增加传输效率迅速变小。磁场共振方式是通过发射接收线圈的磁共振方式实现高效非辐射能量传输，传输距离比电磁感应方式更远。其他类型的近距离电能无线传输方式也是可以的，并不以此为限制。

此外，这里的所述无线电能传输发射器92里包括了把直流电转换成交流电的DC/AC电路，所述无线电能传输接收器91包括了把交流电转换成直流电的AC/DC电路。

在本实施例中，所述机电附件8包括：电动助力转向油泵81，所述电动助力转向油泵81安设在所述车厢1的顶部。所述电动助力转向油泵81向转向系统提供高压油液，并不限于安装在所述车厢1的顶部，其他位置较高之处也是可以的，并不以此为限制。

在本实施例中，所述机电附件8还包括：电动空气压缩机82，所述电动空气压缩机82安设在所述车厢1的顶部。所述电动空气压缩机82向制动系统、门泵、空气悬架等提供压缩空气，并不限于安装在所述车厢1的顶部，其他位置较高之处也是可以的，并不以此为限制。

在本实施例中，所述机电附件8还包括直流转换器83和铅酸蓄电池84，所述铅酸蓄电池84给安设在所述车厢1上的低压电子电器设备供电，所述直流转换器83用于将所述无线电能传输接收器91提供的高压直流电转换成24V直流电给所述铅酸蓄电池84充电。

在本实施例中，所述机电附件8外还设有整流罩85。所述整流罩85，不仅用于改善空气动力学特性，而且可以进一步提高安设在其内的所述电动助力转向油泵81、所述电动空气压缩机82以及所述直流转换器83等的防雨防尘能力。此外，在所述整流罩85的合适部位可以设置合适的进气口和排气口，以对安设在其内的部件进行冷却，但并不以此为限制。

在本实施例中，在所述操纵显示装置4和所述整车控制装置54中均设有无线信号收发装置6，以便将所述操纵显示装置4的驾驶员操纵信号发送到所述整车控制装置54，且将所述整车控制装置54发来的所述可整体更换动力包5的状态信号显示在所述操纵显示装置4上。

在本实施例中，由于所述驱动电机51、所述电机控制器52、所述蓄电装置53和所述整车控制装置54均安设在所述可整体更换动力包5内，因此所述可整体更换动力包5与所述车厢1之间只有机械接口，即可以快速松开或固定的机械装置，再加上在所述整车控制装置54与所述操纵显示装置4之间通过无线方式传递的信号，因此取消了高压电力接口和低压电子接口，大大提高了高压电安全性。

在本实施例中，所述整车控制装置54接受所述操纵显示装置4发来的信号主要包括加速踏板位置信号、制动踏板位置信号和驻车信号，然后据此设置所述驱动电机51的输出；所述操纵显示装置4接受所述整车控制装置54发来的所述可整体更换动力包5的状态信号主要包括电量信号、允许启车信号和故障信号等，但并不以此为限制。

在更换好新的所述可整体更换动力包5后，通过所述无线信号收发装置6建立所述操纵显示装置4与所述整车控制装置54之间的信息联系后，当允许启车信号在所述操纵显示装置4上点亮时，驾驶员就可以驾车车辆行驶，但并不以此为限制。

在本实施例中，所述可整体更换动力包5还包括冷却装置55。所述冷却装置55采用水冷方式对所述驱动电机51、所述电机控制器52及所述蓄电装置53中的至少一件进行冷却时，将所述冷却装置55也设置在所述可整体更换动力包5的内部，如此可缩短冷却管道的长度，但并不以此为限制。

在本实施例中，所述可整体更换动力包5还包括电动空调56。所述电动空调56安设在所述可整体更换动力包5的内部，由所述蓄电装置53供电，因此两者之间的连接电缆长度较短，但并不以此为限制。

在本实施例中，所述车厢1的内部还设置有撑杆7，所述撑杆7的上端支撑所述车厢1的顶部，所述撑杆7的下端支撑在所述车厢1的底部上，所述传动轴3容纳于所述撑杆7的内部。所述撑杆7为空心轴，其内部容纳所述传动轴3，由于所述传动轴3的长度较长，在所述撑杆7内部也可以设置传动轴支撑点，但并不以此为限制。

在本实施例中，所述传动轴3基本竖直布置。所述传动轴3也可以倾斜布置，其与所述驱动电机4连接的一段可以是不可伸缩的，也可以添加一万向节，其与所述驱动桥2连接的另一端可以是可伸缩的，因为所述驱动桥2会上下跳动，也可以添加一万向节，以满足所述驱动桥2跳动所带来的其输入端轴线空间变化的需求，但并不以此为限制。

在本实施例中，所述驱动桥2的输入端基本竖直向上布置。所述传动轴3基本竖直布置，当所述驱动桥2的输入端也基本竖直向上布置，可以使得所述传动轴3不必再通过中间轴进行方向转换，结构最简单，传动效率最高，但并不以此为限制。

此外，所述驱动桥2的输入端可以布置在桥身中间，也可以布置在桥身一端，并不以此为限制。

所述蓄电装置53，可以是由锂离子电池构成的动力电池包，还可以是由超级电容、燃料电池等各种类型的储能元件构成的电源装置，并不以此为限制。

综上，本发明所述换电式电动汽车中，由于所述驱动电机4、所述电机控制器5、所述蓄电装置6以及所述整车控制装置54均安设在所述可整体更换动力包5内，且所述可整体更换动力包5安设在所述车厢1的顶部，因此不惧积水，即使在内涝严重的城市里也可以如常行驶；采用整体更换方式，缩短了换电时间；采用无线电能传输方式，取消了高压电连接器，消除了电性接触的安全性和可靠性问题。

以上所述实施例仅表达了本发明的某种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (3)

1.一种换电式电动汽车，其特征在于，包括车厢，及设于所述车厢的底部的驱动桥，所述车厢的前部设有操纵显示装置，所述车厢的顶部设有可整体更换动力包，所述车厢的顶部还固定设有机电附件及无线电能传输接收器，所述可整体更换动力包与所述车厢之间设置有机械接口；所述可整体更换动力包包括驱动电机、电机控制器、蓄电装置、整车控制装置以及无线电能传输发射器；所述驱动电机与所述驱动桥之间通过一贯穿所述车厢的传动轴连接；所述无线电能传输发射器和所述无线电能传输接收器相对而设，所述无线电能传输发射器和所述无线电能传输接收器之间的间隔不大于1cm；

所述机电附件包括电动助力转向油泵和电动空气压缩机；

所述机电附件还包括直流转换器和铅酸蓄电池，所述铅酸蓄电池用于给安设在所述车厢上的电子电器设备供电，所述直流转换器用于将所述无线电能传输接收器提供的高压直流电转换成24V直流电给所述铅酸蓄电池充电；

所述机电附件的外部设有整流罩；

所述操纵显示装置和所述整车控制装置中均设有无线信号收发装置，所述无线信号收发装置用于将所述操纵显示装置中的操纵信号发送给所述整车控制装置，且将所述整车控制装置发来的可整体更换动力包的状态信号发送给所述操纵显示装置；

所述传动轴的上端通过一万向节与所述驱动电机连接，所述传动轴的下端通过另一万向节与所述驱动桥连接；

所述可整体更换动力包中还设有电动空调和冷却装置。

2.根据权利要求1所述的换电式电动汽车，其特征在于，所述无线电能传输发射器和所述无线电能传输接收器之间以电磁感应方式或磁场共振方式工作。

3.根据权利要求1所述的换电式电动汽车，其特征在于，所述车厢的内部还固定有撑杆，所述撑杆的上端与所述车厢的顶部连接，所述撑杆的下端与所述车厢的底部连接；所述撑杆为中空结构，所述传动轴设于所述撑杆中。

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