CN109131256A - 一种新能源汽车的电池更换系统及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新能源汽车的电池更换系统，包括旋转更换系统、支架浮动系统以及底盘更换系统，所述底盘更换系统与旋转更换系统之间设有速度传感器、压力传感器以及重力感应陀螺仪，还公开了其使用方法。本发明的一种新能源汽车的电池更换系统及其使用方法，通过旋转更换系统、支架浮动系统以及底盘更换系统的协调作用，辅以速度传感器、压力传感器以及重力感应陀螺仪对各个系统进行精密调节，使得新能源汽车可以在行驶中完成电池更换，大大提高了换装电池的效率。

Description

一种新能源汽车的电池更换系统及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种更换系统，具体涉及一种池更换系统及其使用方法。

背景技术

新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源或使用常规的车用燃料和采用新型车载动力装置，综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，作为一种绿色交通工具，从环保和能源利用的角度，电动自行车未来有一个很大的发展潜力，然而目前电动自行车由于电池电量有限、行驶距离不长、用户自己充电不方便等制约因素，电动自行车还没有被广泛的接受，还不能充分发挥其代步功能，其市场潜力还有待开发，基于现有技术中存在的上述问题，急需一种节能环保、存取方便、容量大、智能化的换电池系统，不需要用户自己对电池进行充电，而是可以在设置有该电池更换系统的任何地点自助租赁或者购买使用充满电的电池，为用户提供智能换电池服务，操作方便快捷，便于电动车用户及时补充新的电池，有利于电动车市场的开发和城市交通环境的改善；

例如，CN103358870B的一种新能源汽车及其电池锁紧装置，该装置与现有技术中采用螺栓固定电池相比，该锁紧装置仅需一次操作即可实现电池整体的夹紧或放松，大大简化了电池的拆装过程，有效减少了更换电池的时间，但该装置只是强调电池紧定方式拆卸方便，并不能对电池起到防护作用，且在实际操作中由于电池重量较大，在打开锁紧装置后，并不能有效的取出电池进行更换，不方便使用者的使用，现提出一种方便新能源汽车更换电池组的防护装置来解决上述问题。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种新能源汽车的电池更换系统及其使用方法，方便使用。

技术方案：本发明所述的一种新能源汽车的电池更换系统，包括旋转更换系统、支架浮动系统以及底盘更换系统，所述底盘更换系统与旋转更换系统之间设有速度传感器、压力传感器以及重力感应陀螺仪。

所述旋转更换系统包括安装平板，所述安装平板上设有直线交叉滚子滑轨，所述直线交叉滚子滑轨上设有步进电动机，所述步进电动机的输出轴设有电池支撑转盘，所述电池支撑转盘上可拆卸的安装有第一电池容纳槽，所述第一电池容纳槽包括平行设置的第一上半圆板、第二下半圆板，所述第一上半圆板与第二下半圆板之间边缘处设有用于密封的围板，所述电池的导电极设于第一上半圆板上表面，所述步进电动机与安装平板端部之间设有电动伸缩杆，所述围板外周设有条状的强力磁体，所述直线交叉滚子滑轨与步进电动机之间设有重力感应陀螺仪。

所述第二下半圆板内设有若干第一盲孔，所述第一盲孔内壁为正六边形状，所述第一盲孔内设有第一固定螺母，所述第一盲孔端部设有防止第一固定螺母脱离的限位环，所述第一固定螺母外壁与第一盲孔内壁间隙配合，所述第一固定螺母与第一盲孔底部之间设有复位弹簧，所述电池支撑转盘内设有第一气动杆，所述第一气动杆的输出轴设有微型电动机，所述微型电动机的输出轴连接有第一固定螺栓，所述第一固定螺栓可与第一固定螺母螺纹连接。

所述安装平板下部设有用于感应电池支撑转盘移动速度，以及汽车通过速度的速度传感器。

所述支架浮动系统包括供汽车行驶的导向板，所述导向板上对称的设有两排垂直浮动连接器，所述垂直浮动连接器连接有水平浮动连接器，所述水平浮动连接器连接于旋转更换系统。

所述垂直浮动连接器包括转动座，所述转动座底部设于导向板上表面，所述转动座顶部设有安装筒，所述安装筒内设有直线阻尼器，所述安装筒外壁连接于第一连接臂一端，所述第一连接臂另一端铰接于第二连接臂一端，所述直线阻尼器铰接于第三连接臂一端，所述第三连接臂另一端铰接于第二连接臂中部，所述第二连接臂另一端连接于旋转更换系统。

所述第二连接臂、第三连接臂均为C型弯臂，所述转动座通过旋转阻尼器连接于导向板。

所述水平浮动连接器包括连接于第二连接臂的第一弹簧板，所述第一弹簧板设有销轴，所述销轴设有第一导向滚轮，所述第一导向滚轮可滚动的设于滑动环内，所述滑动环还滚动的设有第二导向滚轮，所述第二导向滚轮通过销轴连接于第二弹簧板，所述第二弹簧板连接于旋转更换系统的安装平板边缘。

底盘更换系统包括设于汽车底盘的第二电池容纳槽，所述第二电池容纳槽包括平行设置的第三上半圆板、第四下半圆板，所述第三上半圆板与第四下半圆板之间边缘处设有用于密封的围板，第三上半圆板内设有若干第二盲孔，所述第二盲孔内壁为正六边形状，所述第二盲孔内设有第二固定螺母，所述第二盲孔端部设有防止第二固定螺母脱离的限位环，所述第二固定螺母外壁与第二盲孔内壁间隙配合，所述第二固定螺母与第二盲孔底部之间设有复位弹簧，所述汽车底盘设有第二气动杆，所述第二气动杆的输出轴设有微型电动机，所述微型电动机的输出轴连接有第二固定螺栓，所述第二固定螺栓可与第二固定螺母螺纹连接，所述围板外周设有条状的强力磁体。

一种新能源汽车的电池更换系统的使用方法，包括以下步骤：

步骤1：行驶的新能源汽车缓慢低速通过供汽车行驶的导向板，底盘更换系统的强力磁体与旋转更换系统的强力磁体相吸引；

步骤2：压力传感器感应到第一电池容纳槽、第二电池容纳槽结合后，各个微型电动机快速启动，使得固定螺栓脱离固定螺母，延时启动步进电动机，电池支撑转盘带动第一电池容纳槽、第二电池容纳槽旋转180°；

步骤3：电池支撑转盘自转的同时，沿直线交叉滚子滑轨向前移动，在汽车驶来至此过程中，垂直浮动连接器和水平浮动连接器不断调整旋转更换系统位置，以适应汽车非标准的行驶路线，速度传感器将采取的数据发送至驾驶员，帮助其判断旋转更换系统运动状态，便于驾驶员调解车速；

步骤4：重力感应陀螺仪感应旋转更换系统上的满电电池是否旋转到位，旋转到位后微型电动机快速启动，使得固定螺栓螺纹连接于固定螺母，汽车换装电池完成并继续行驶，电动伸缩杆带动步进电动机归位重复步骤1。

有益效果：本发明的一种新能源汽车的电池更换系统及其使用方法，通过旋转更换系统、支架浮动系统以及底盘更换系统的协调作用，辅以速度传感器、压力传感器以及重力感应陀螺仪对各个系统进行精密调节，使得新能源汽车可以在行驶中完成电池更换，大大提高了换装电池的效率。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明图1中A部分的局部示意图；

图3为本发明旋转更换系统的俯视图；

图4为本发明底盘更换系统的仰视图；

图5为本发明旋转更换系统的正视图。

具体实施方式

下面对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。

如图1至图5所示，本发明的一种新能源汽车的电池更换系统，包括旋转更换系统、支架浮动系统以及底盘更换系统，底盘更换系统与旋转更换系统之间设有速度传感器、压力传感器以及重力感应陀螺仪。

旋转更换系统包括安装平板1，安装平板1上设有直线交叉滚子滑轨2，直线交叉滚子滑轨2上设有步进电动机3，步进电动机3的输出轴设有电池支撑转盘4，电池支撑转盘4上可拆卸的安装有第一电池容纳槽，第一电池容纳槽包括平行设置的第一上半圆板5、第二下半圆板6，第一上半圆板5与第二下半圆板6之间边缘处设有用于密封的围板7，电池的导电极设于第一上半圆板5上表面，步进电动机3与安装平板1端部之间设有电动伸缩杆8，围板7外周设有条状的强力磁体9，直线交叉滚子滑轨2与步进电动机3之间设有重力感应陀螺仪。

第二下半圆板6内设有若干第一盲孔10，第一盲孔10内壁为正六边形状，第一盲孔10内设有第一固定螺母11，第一盲孔10端部设有防止第一固定螺母11脱离的限位环，第一固定螺母11外壁与第一盲孔10内壁间隙配合，第一固定螺母11与第一盲孔10底部之间设有复位弹簧，电池支撑转盘4内设有第一气动杆12，第一气动杆12的输出轴设有微型电动机13，微型电动机13的输出轴连接有第一固定螺栓，第一固定螺栓可与第一固定螺母11螺纹连接。

安装平板1下部设有用于感应电池支撑转盘4移动速度，以及汽车通过速度的速度传感器。

支架浮动系统包括供汽车行驶的导向板14，导向板14上对称的设有两排垂直浮动连接器，垂直浮动连接器连接有水平浮动连接器，水平浮动连接器连接于旋转更换系统。

垂直浮动连接器包括转动座15，转动座15底部设于导向板14上表面，转动座15顶部设有安装筒16，安装筒16内设有直线阻尼器17，安装筒16外壁连接于第一连接臂18一端，第一连接臂18另一端铰接于第二连接臂19一端，直线阻尼器17铰接于第三连接臂20一端，第三连接臂20另一端铰接于第二连接臂19中部，第二连接臂19另一端连接于旋转更换系统。

第二连接臂19、第三连接臂20均为C型弯臂，转动座15通过旋转阻尼器连接于导向板14。

水平浮动连接器包括连接于第二连接臂19的第一弹簧板21，第一弹簧板21设有销轴，销轴设有第一导向滚轮22，第一导向滚轮22可滚动的设于滑动环23内，滑动环23还滚动的设有第二导向滚轮24，第二导向滚轮24通过销轴连接于第二弹簧板25，第二弹簧板25连接于旋转更换系统的安装平板1边缘。

底盘更换系统包括设于汽车底盘的第二电池容纳槽，第二电池容纳槽包括平行设置的第三上半圆板26、第四下半圆板27，第三上半圆板26与第四下半圆板27之间边缘处设有用于密封的围板7，第三上半圆板26内设有若干第二盲孔28，第二盲孔28内壁为正六边形状，第二盲孔28内设有第二固定螺母29，第二盲孔28端部设有防止第二固定螺母29脱离的限位环，第二固定螺母29外壁与第二盲孔28内壁间隙配合，第二固定螺母29与第二盲孔28底部之间设有复位弹簧，汽车底盘设有第二气动杆30，第二气动杆30的输出轴设有微型电动机31，微型电动机31的输出轴连接有第二固定螺栓，第二固定螺栓可与第二固定螺母29螺纹连接，围板7外周设有条状的强力磁体9。

一种新能源汽车的电池更换系统的使用方法，包括以下步骤：

步骤1：行驶的新能源汽车缓慢低速通过供汽车行驶的导向板14，底盘更换系统的强力磁体与旋转更换系统的强力磁体相吸引；

步骤2：压力传感器感应到第一电池容纳槽、第二电池容纳槽结合后，各个微型电动机快速启动，使得固定螺栓脱离固定螺母，延时启动步进电动机3，电池支撑转盘4带动第一电池容纳槽、第二电池容纳槽旋转180°；

步骤3：电池支撑转盘4自转的同时，沿直线交叉滚子滑轨2向前移动，在汽车驶来至此过程中，垂直浮动连接器和水平浮动连接器不断调整旋转更换系统位置，以适应汽车非标准的行驶路线，速度传感器将采取的数据发送至驾驶员，帮助其判断旋转更换系统运动状态，便于驾驶员调解车速；

步骤4：重力感应陀螺仪感应旋转更换系统上的满电电池是否旋转到位，旋转到位后微型电动机快速启动，使得固定螺栓螺纹连接于固定螺母，汽车换装电池完成并继续行驶，电动伸缩杆8带动步进电动机3归位重复步骤1。

如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。

Claims (10)

1.一种新能源汽车的电池更换系统，其特征在于：包括旋转更换系统、支架浮动系统以及底盘更换系统，所述底盘更换系统与旋转更换系统之间设有速度传感器、压力传感器以及重力感应陀螺仪。

2.根据权利要求1所述的新能源汽车的电池更换系统，其特征在于：所述旋转更换系统包括安装平板，所述安装平板上设有直线交叉滚子滑轨，所述直线交叉滚子滑轨上设有步进电动机，所述步进电动机的输出轴设有电池支撑转盘，所述电池支撑转盘上可拆卸的安装有第一电池容纳槽，所述第一电池容纳槽包括平行设置的第一上半圆板、第二下半圆板，所述第一上半圆板与第二下半圆板之间边缘处设有用于密封的围板，所述电池的导电极设于第一上半圆板上表面，所述步进电动机与安装平板端部之间设有电动伸缩杆，所述围板外周设有条状的强力磁体，所述直线交叉滚子滑轨与步进电动机之间设有重力感应陀螺仪。

3.根据权利要求2所述的新能源汽车的电池更换系统，其特征在于：所述第二下半圆板内设有若干第一盲孔，所述第一盲孔内壁为正六边形状，所述第一盲孔内设有第一固定螺母，所述第一盲孔端部设有防止第一固定螺母脱离的限位环，所述第一固定螺母外壁与第一盲孔内壁间隙配合，所述第一固定螺母与第一盲孔底部之间设有复位弹簧，所述电池支撑转盘内设有第一气动杆，所述第一气动杆的输出轴设有微型电动机，所述微型电动机的输出轴连接有第一固定螺栓，所述第一固定螺栓可与第一固定螺母螺纹连接。

4.根据权利要求3所述的新能源汽车的电池更换系统，其特征在于：所述安装平板下部设有用于感应电池支撑转盘移动速度，以及汽车通过速度的速度传感器。

5.根据权利要求1所述的新能源汽车的电池更换系统，其特征在于：所述支架浮动系统包括供汽车行驶的导向板，所述导向板上对称的设有两排垂直浮动连接器，所述垂直浮动连接器连接有水平浮动连接器，所述水平浮动连接器连接于旋转更换系统。

6.根据权利要求5所述的新能源汽车的电池更换系统，其特征在于：所述垂直浮动连接器包括转动座，所述转动座底部设于导向板上表面，所述转动座顶部设有安装筒，所述安装筒内设有直线阻尼器，所述安装筒外壁连接于第一连接臂一端，所述第一连接臂另一端铰接于第二连接臂一端，所述直线阻尼器铰接于第三连接臂一端，所述第三连接臂另一端铰接于第二连接臂中部，所述第二连接臂另一端连接于旋转更换系统。

7.根据权利要求6所述的新能源汽车的电池更换系统，其特征在于：所述第二连接臂、第三连接臂均为C型弯臂，所述转动座通过旋转阻尼器连接于导向板。

8.根据权利要求5所述的新能源汽车的电池更换系统，其特征在于：所述水平浮动连接器包括连接于第二连接臂的第一弹簧板，所述第一弹簧板设有销轴，所述销轴设有第一导向滚轮，所述第一导向滚轮可滚动的设于滑动环内，所述滑动环还滚动的设有第二导向滚轮，所述第二导向滚轮通过销轴连接于第二弹簧板，所述第二弹簧板连接于旋转更换系统的安装平板边缘。

9.根据权利要求1所述的新能源汽车的电池更换系统，其特征在于：底盘更换系统包括设于汽车底盘的第二电池容纳槽，所述第二电池容纳槽包括平行设置的第三上半圆板、第四下半圆板，所述第三上半圆板与第四下半圆板之间边缘处设有用于密封的围板，第三上半圆板内设有若干第二盲孔，所述第二盲孔内壁为正六边形状，所述第二盲孔内设有第二固定螺母，所述第二盲孔端部设有防止第二固定螺母脱离的限位环，所述第二固定螺母外壁与第二盲孔内壁间隙配合，所述第二固定螺母与第二盲孔底部之间设有复位弹簧，所述汽车底盘设有第二气动杆，所述第二气动杆的输出轴设有微型电动机，所述微型电动机的输出轴连接有第二固定螺栓，所述第二固定螺栓可与第二固定螺母螺纹连接，所述围板外周设有条状的强力磁体。

10.一种新能源汽车的电池更换系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：行驶的新能源汽车缓慢低速通过供汽车行驶的导向板，底盘更换系统的强力磁体与旋转更换系统的强力磁体相吸引；

步骤2：压力传感器感应到第一电池容纳槽、第二电池容纳槽结合后，各个微型电动机快速启动，使得固定螺栓脱离固定螺母，延时启动步进电动机，电池支撑转盘带动第一电池容纳槽、第二电池容纳槽旋转180°；

步骤3：电池支撑转盘自转的同时，沿直线交叉滚子滑轨向前移动，在汽车驶来至此过程中，垂直浮动连接器和水平浮动连接器不断调整旋转更换系统位置，以适应汽车非标准的行驶路线，速度传感器将采取的数据发送至驾驶员，帮助其判断旋转更换系统运动状态，便于驾驶员调解车速；

步骤4：重力感应陀螺仪感应旋转更换系统上的满电电池是否旋转到位，旋转到位后微型电动机快速启动，使得固定螺栓螺纹连接于固定螺母，汽车换装电池完成并继续行驶，电动伸缩杆带动步进电动机归位重复步骤1。