CN108454587B - 一种电动汽车换电系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电动汽车换电系统，包括牵引车、换电箱、换电车以及电池。换电箱为方形箱体，换电箱安装在牵引车上，换电箱的一端靠近牵引车的车头安装。换电箱的两侧并列设有多个电池仓。换电箱远离牵引车车头的一端设有悬挂组件以及升降装置。这样的电动汽车换电系统，不仅拥有极高的机动性，同时不存在电池箱重量和体积过大而更换不便的问题，可以方便快捷地完成电池的更换工作，生产成本相对充电站而言十分低廉。

Description

一种电动汽车换电系统

技术领域

本发明涉及电动汽车换充电领域，尤其是一种电动汽车换电系统。

背景技术

电动汽车以储能电池为动力源，是涉及到机械、电子、微机控制等多学科的高科技产品，它属于“零排放”汽车，是取代燃油汽车最理想的绿色交通工具。随着电动汽车使用范围的不断扩大，电动汽车技术正快速发展，电动汽车及其部件的各种技术正日益成熟和完善。纯电动汽车按电能补充方式分为充电式纯电动汽车和换电式纯电动汽车。充电式纯电动汽车又有快充和慢充两种方式，不管是哪种充电方式，都需要较长的时间才能完成对汽车电池的充电。而换电式纯电动汽车无需停车长时间等待补充电能，特别适合作为出租车等需要长时间连续工作的车辆。现实中，不管是充电式纯电动汽车，还是换电式纯电动汽车，都需要在特定的充电站或换电站进行电能补充。而充电站或换电站的造价较高且机动性差，如果达不到一定的分布密度将严重影响电动汽车的充电和换电。因此需要一种更好的解决方案以解决这个问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种电动汽车换电系统，不仅拥有极高的机动性，同时不存在电池箱重量和体积过大而更换不便的问题，可以方便快捷地完成电池的更换工作，生产成本相对充电站而言十分低廉。

为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案如下：

一种电动汽车换电系统，包括牵引车、换电箱、换电车以及电池。换电箱为方形箱体，换电箱安装在牵引车上，换电箱的一端靠近牵引车的车头安装。换电箱的两侧并列设有多个电池仓，任意一个电池仓内竖直方向上设有至少两层电池支撑装置，电池水平放置在电池支撑装置上，电池与电池之间、电池与电池仓底部的竖直方向上间隔有叉齿容腔。换电箱远离牵引车车头的一端设有悬挂组件以及升降装置，换电车与悬挂组件可拆卸连接，升降装置包括动力源以及提拉组件，提拉组件的动力输入端与动力源连接，提拉组件的动力输出端与换电车可拆卸连接。换电车包括驱动总成、机架组件、提升组件以及叉齿组件，提升组件安装在机架组件上，驱动总成的动力输出端与提升组件的动力输入端相连，叉齿组件与提升组件的动力输出端相连。

这样的电动车换电系统，装有电池的换电箱安装在牵引车上，同时换电车通过悬挂装置挂装在换电箱上。当出现电动汽车需要更换电池时，牵引车可以迅速赶往现场。当牵引车到达现场后升降装置将换电车放下，操作人员驾驶换电车将电动汽车上的电池与电池箱内的电池进行更换，即可轻松顺利地完成电池的更换。这样就可以随时随地对电动汽车进行换电操作，方便快捷而成本低廉。

进一步的，换电箱的中部设有两排限位挡板，电池的一端与限位挡板顶靠，限位挡板上设有快插接口，换电箱远离牵引车车头的一端设有外接插口，快插接口与外接插口电性连接，两排限位挡板之间形成检修仓，换电箱靠近牵引车车头的一端设有检修门。

将电池仓设置在换电箱的两侧，不仅提高了电池的装载量，同时也便于换电车对电池的装卸，而两侧电池仓中部空间正好可以作为充电元器件的容腔，在靠近牵引车车头的一端设置检修门后，可以方便维修工对充电元器件进行检修。

进一步的，电池支撑装置包括支撑梁以及至少两个支撑轮组件，支撑梁是空心方管，支撑梁的两端与换电箱固定连接，支撑轮组件包括支撑轴以及轴径相同的支撑轮，支撑轴的一端与支撑梁的侧面固定连接，支撑轮安装在支撑轴上并能绕自身轴线自由转动，支撑轮的轴心在同一水平线上。

采用这样的结构，换电车在搬取电池和放置电池时，电池箱体在支撑轮上滚动，减少了电池的磨损以及阻力。

进一步的，电池支撑装置还包括导向轮组件，导向轮组件包括导向轴以及导向轮，导向轴的一端与支撑梁的顶面固定连接，导向轮安装在导向轴上并能绕自身轴线自由转动，导向轮的柱面突出支撑梁的侧面。

导向轮组件的设置有效避免在放置电池时电池可能产生的倾斜，而导致放置困难的问题，降低换电车操作人员的操作难度，提高换电效率。

进一步的，动力源为升降电机，提拉组件包括绞盘组件、提拉件以及升降架组件，升降电机与绞盘组件固定安装在换电箱上，绞盘组件与升降电机传动连接，提拉件的一端与绞盘组件固定连接，提拉件的另一端与升降架组件固定连接，升降架组件与换电箱之间还设有导向组件。这样的升降装置结构简单而稳定。

进一步的，悬挂组件包括至少一根悬挂梁以及至少一对挂钩，升降架组件包括升降架，悬挂梁水平固定安装在升降架上，换电车的的机架组件包括抬升机架，挂钩设置在抬升机架的两侧，挂钩可挂扣在悬挂梁上。

进一步的，悬挂组件包括两根悬挂梁以及两对挂钩，两根悬挂梁分别设置在升降架竖直方向的两端，两对挂钩分别设置在抬升机架的顶部以及中部，两对挂钩分别挂扣在两根悬挂梁上。

采用双悬挂梁和双挂钩的结构，换电车的抬升机架可以与升降架形成可靠的连接，在牵引车行驶过程中换电车不会发生晃动，改善抬升机架以及升降架的受力情况，提高了强度。

进一步的，悬挂组件还包括防脱装置，防脱装置包括档杆，档杆的一端与换电箱铰接，档杆的另一端与换电箱可锁接连接，档杆与换电箱锁接时，换电车的抬升机架与档杆靠近或顶靠且所述抬升机架位于档杆与换电箱之间。

防脱装置的设置，避免牵引车在行驶过程中路过颠簸路段时换电车从升降架上脱落，进一步提高了换电系统地稳定性和可靠性。

进一步的，换电箱远离牵引车车头的一端中部设有内凹的缺口，悬挂组件安装在缺口中。

采用这样的结构，换电车可以悬挂在换电箱内侧，减小了换电车对换电箱的作用力力臂，有效改善了换电箱的受力情况，同时也减小了整个换电系统的空间尺寸，降低了牵引车在移动过程中的风险。

进一步的，换电箱的顶部还设有吊钩，所述吊钩设置在顶部的角落处。吊钩的设置便于吊机对换电箱整体进行吊装。

综上所述，这样的电动汽车换电系统，不仅拥有极高的机动性，同时不存在电池箱重量和体积过大而更换不便的问题，可以方便快捷地完成电池的更换工作，生产成本相对充电站而言十分低廉。

附图说明

图1是本实施例电动汽车换电系统的结构示意图；

图2是本实施例电动汽车换电系统换电车挂装在换电箱上时的结构示意图；

图3是本实施例电动汽车换电系统换电车挂装在换电箱上时另一个角度的结构示意图；

图4是图3中A的局部放大图；

图5是本实施例电动汽车换电系统换电车与悬挂组件以及升降装置连接的结构示意图；

图6是本实施例例电动汽车换电系统换电车与悬挂组件以及升降装置连接的另一个角度的结构示意图；

图7是图3中B的局部放大图；

其中，牵引车-1，换电箱-2，电池仓-21，限位挡板-22，快插接口-23，外接插口-24，检修仓-25，检修门-26，吊钩-27，换电车-3，驱动总成-31，机架组件-32，抬升机架-321，提升组件-33，叉齿组件-34，电池支撑装置-4，支撑梁-41，支撑轮组件-42，导向轮组件-43，升降装置-5，升降电机-51，绞盘组件-52，升降架组件-53，升降架-531，悬挂组件-6，悬挂梁-61，挂钩-62，档杆-63。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，一种电动汽车换电系统，包括牵引车1、换电箱2、换电车3以及电池。换电箱2为方形箱体，换电箱2安装在牵引车1上，换电箱2的一端靠近牵引车1的车头安装。换电箱2的两侧并列设有多个电池仓21，任意一个电池仓21内竖直方向上设有至少两层电池支撑装置4，电池水平放置在电池支撑装置4上，电池与电池之间、电池与电池仓底部的竖直方向上间隔有叉齿容腔。叉齿容腔供叉齿组件34伸入。

如图1、图2以及图3所示，换电箱2的中部设有两排限位挡板22，电池的一端与限位挡板22顶靠，限位挡板22上设有快插接口23，换电箱2远离牵引车1车头的一端设有外接插口24，快插接口23与外接插口24电性连接，两排限位挡板22之间形成检修仓25，换电箱2靠近牵引车1车头的一端设有检修门26。

将电池仓21设置在换电箱2的两侧，不仅提高了电池的装载量，同时也便于换电车3对电池的装卸，而两侧电池仓21中部空间正好可以作为充电元器件的容腔，在靠近牵引车1车头的一端设置检修门26后，可以方便维修工对充电元器件进行检修。

具体的，如图4所示，电池支撑装置4包括支撑梁41以及至少两个支撑轮组件42，支撑梁4是空心方管，支撑梁4的两端与换电箱2固定连接，支撑轮组件42包括支撑轴以及轴径相同的支撑轮，支撑轴的一端与支撑梁41的侧面固定连接，支撑轮安装在支撑轴上并能绕自身轴线自由转动，支撑轮的轴心在同一水平线上。

采用这样的结构，换电车3在搬取电池和放置电池时，电池在支撑轮上滚动，减少了电池箱体的磨损以及阻力。

进一步的，电池支撑装置4还包括导向轮组件43，导向轮组件43包括导向轴以及导向轮，导向轴的一端与支撑梁的顶面固定连接，导向轮安装在导向轴上并能绕自身轴线自由转动，导向轮的柱面突出支撑梁的侧面。

导向轮组件43的设置有效避免在放置电池时电池可能产生的倾斜，而导致放置困难的问题，降低换电车3操作人员的操作难度，提高换电效率。

换电箱2远离牵引车1车头的一端设有悬挂组件6以及升降装置5，换电车3与悬挂组件6可拆卸连接，升降装置5包括动力源以及提拉组件，提拉组件的动力输入端与动力源连接，提拉组件的动力输出端与换电车3可拆卸连接。换电车3包括驱动总成31、机架组件32、提升组件33以及叉齿组件34，提升组件33安装在机架组件32上，驱动总成31的动力输出端与提升组件33的动力输入端相连，叉齿组件34与提升组件33的动力输出端相连，如图5所示。

这样的电动车换电系统，装有电池的换电箱2安装在牵引车1上，同时换电车3通过悬挂装置挂装在换电箱2上。当出现电动汽车需要更换电池时，牵引车1可以迅速赶往现场。当牵引车1到达现场后升降装置将换电车3放下，操作人员驾驶换电车3将电动汽车上的电池与电池箱2内的电池进行更换，即可轻松顺利地完成电池的更换。这样就可以随时随地对电动汽车进行换电操作，方便快捷而成本低廉。

如图5所示，本实施例中，动力源为升降电机51，提拉组件包括绞盘组件52、提拉件以及升降架组件53，升降电机51与绞盘组件52固定安装在换电箱2上，绞盘组件52与升降电机51传动连接，提拉件的一端与绞盘组52件固定连接，提拉件的另一端与升降架组件53固定连接，升降架组件53与换电箱2之间还设有导向组件。这样的升降装置5结构简单而稳定。

进一步的，悬挂组件6包括至少一根悬挂梁61以及至少一对挂钩62，升降架组件53包括升降架531，悬挂梁61水平固定安装在升降架531上，换电车3的的机架组件32包括抬升机架321，挂钩62设置在抬升机架321的两侧，挂钩62可挂扣在悬挂梁62上。

本实施例中，如图6所示，悬挂组件6包括两根悬挂梁61以及两对挂钩62，两根悬挂梁61分别设置在升降架531竖直方向的两端，两对挂钩62分别设置在抬升机架321的顶部以及中部，两对挂钩63分别挂扣在两根悬挂梁61上。

采用双悬挂梁61和双挂钩62的结构，换电车3的抬升机架321可以与升降架531形成可靠的连接，在牵引车1行驶过程中换电车3不会发生晃动，改善抬升机架321以及升降架531的受力情况，提高了强度。

另外，如图7所示，悬挂组件6还包括防脱装置，防脱装置包括档杆63，档杆63的一端与换电箱2铰接，档杆63的另一端与换电箱2可锁接连接，档杆63与换电箱2锁接时，换电车3的抬升机架321与档杆63靠近或顶靠且所述抬升机架321位于档杆63与换电箱2之间。

防脱装置的设置，避免牵引车1在行驶过程中路过颠簸路段时换电车3从升降架531上脱落，进一步提高了换电系统地稳定性和可靠性。

如图1和图3所示，特别的，换电箱2远离牵引车1车头的一端中部设有内凹的缺口，悬挂组件6安装在缺口中。

采用这样的结构，换电车3可以悬挂在换电箱2内侧，减小了换电车3对换电箱2的作用力力臂，有效改善了换电箱2的受力情况，同时也减小了整个换电系统的空间尺寸，降低了牵引车1在移动过程中的风险。

最后，换电箱2的顶部还设有吊钩27，所述吊钩27设置在顶部的角落处。吊钩27的设置便于吊机对换电箱2整体进行吊装。

综上所述，这样的电动汽车换电系统，不仅拥有极高的机动性，同时不存在电池箱重量和体积过大而更换不便的问题，可以方便快捷地完成电池的更换工作，生产成本相对充电站而言十分低廉。

总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种电动汽车换电系统，其特征在于：包括牵引车、换电箱、换电车以及电池；

所述换电箱为方形箱体，所述换电箱安装在牵引车上，所述换电箱的一端靠近牵引车的车头安装；所述换电箱的两侧并列设有多个电池仓，任意一个所述电池仓内竖直方向上设有至少两层电池支撑装置，所述电池水平放置在电池支撑装置上，所述电池与电池之间、电池与电池仓底部的竖直方向上间隔有叉齿容腔；所述换电箱远离牵引车车头的一端设有悬挂组件以及升降装置，所述换电车与悬挂组件可拆卸连接，所述升降装置包括动力源以及提拉组件，所述提拉组件的动力输入端与动力源连接，所述提拉组件的动力输出端与换电车可拆卸连接；

所述换电车包括驱动总成、机架组件、提升组件以及叉齿组件，所述提升组件安装在机架组件上，所述驱动总成的动力输出端与提升组件的动力输入端相连，所述叉齿组件与提升组件的动力输出端相连；所述换电箱的中部设有两排限位挡板，所述电池的一端与限位挡板顶靠，所述限位挡板上设有快插接口，所述换电箱远离牵引车车头的一端设有外接插口，所述快插接口与外接插口电性连接，所述两排限位挡板之间形成检修仓，所述换电箱靠近牵引车车头的一端设有检修门；所述电池支撑装置包括支撑梁以及至少两个支撑轮组件，所述支撑梁是空心方管，所述支撑梁的两端与换电箱固定连接，所述支撑轮组件包括支撑轴以及轴径相同的支撑轮，所述支撑轴的一端与支撑梁的侧面固定连接，所述支撑轮安装在支撑轴上并能绕自身轴线自由转动，所述支撑轮的轴心在同一水平线上；所述电池支撑装置还包括导向轮组件，所述导向轮组件包括导向轴以及导向轮，所述导向轴的一端与支撑梁的顶面固定连接，所述导向轮安装在导向轴上并能绕自身轴线自由转动，所述导向轮的柱面突出支撑梁的侧面；所述动力源为升降电机，所述提拉组件包括绞盘组件、提拉件以及升降架组件，所述升降电机与绞盘组件固定安装在换电箱上，所述绞盘组件与升降电机传动连接，所述提拉件的一端与绞盘组件固定连接，所述提拉件的另一端与升降架组件固定连接，所述升降架组件与换电箱之间还设有导向组件；所述悬挂组件包括至少一根悬挂梁以及至少一对挂钩，所述升降架组件包括升降架，所述悬挂梁水平固定安装在升降架上，所述换电车的的机架组件包括抬升机架，所述挂钩设置在抬升机架的两侧，所述挂钩可挂扣在悬挂梁上；所述悬挂组件包括两根悬挂梁以及两对挂钩，所述两根悬挂梁分别设置在升降架竖直方向的两端，所述两对挂钩分别设置在抬升机架的顶部以及中部，所述两对挂钩分别挂扣在两根悬挂梁上；所述悬挂组件还包括防脱装置，所述防脱装置包括档杆，所述档杆的一端与换电箱铰接，所述档杆的另一端与换电箱可锁接连接，所述档杆与换电箱锁接时，所述换电车的抬升机架与档杆靠近或顶靠且所述抬升机架位于档杆与换电箱之间。

2.按照权利要求1所述的电动汽车换电系统，其特征在于：所述换电箱远离牵引车车头的一端中部设有内凹的缺口，所述悬挂组件安装在缺口中。

3.按照权利要求2所述的电动汽车换电系统，其特征在于：所述换电箱的顶部还设有吊钩，所述吊钩设置在顶部的角落处。