CN110143123A - 一种电动汽车动力电池框升降装置及升降方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车技术领域，且公开了一种电动汽车动力电池框升降装置及升降方法，包括升降框，所述升降框的下端连接有升降机构，所述升降框的底部内壁通过减震机构固定连接有电池框，所述电池框内安装有电池本体，所述电池本体的上端外壁对称固定连接有两个固定板，所述电池框的外壁固定连接有与固定板对应的固定块，所述固定板和固定块之间通过限位机构连接。该电动汽车动力电池框升降装置，具备能够快速方便的调整电池框的相对高度，便于更换电池且不会导致汽车底盘变高的优点。

Description

一种电动汽车动力电池框升降装置及升降方法

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，具体为一种电动汽车动力电池框升降装置及升降方法。

背景技术

新能源汽车包括纯电动汽车、增程式电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动汽车、氢发动机汽车、其他新能源汽车等，蓄电池单位重量储存的能量太少，还因电动车的电池较贵，又没形成经济规模，故购买价格较贵，电动汽车还可以充分利用晚间用电低谷时富余的电力充电，使发电设备日夜都能充分利用，大大提高其经济效益。有关研究表明，同样的原油经过粗炼，送至电厂发电，经充入电池，再由电池驱动汽车，其能量利用效率比经过精炼变为汽油，再经汽油机驱动汽车高，因此有利于节约能源和减少二氧化碳的排量。

目前，市面上的电动汽车上的两个动力电池装于电动汽车的底盘上，且对称的设置在电动汽车的两侧，在需要更换动力电池的时候，动力电池两侧的安装框架旋转，从而可以拆卸和安装动力电池，但是这种快换方式为了能方便取出更换动力电池会要求电动汽车底盘变高，不利于整个汽车的改进，不便于使用。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种电动汽车动力电池框升降装置，具备能够快速方便的调整电池框的相对高度，便于更换电池且不会导致汽车底盘变高的优点，解决了快换方式为了能方便取出更换动力电池会要求电动汽车底盘变高，不利于整个汽车的改进，不便于使用的问题。

技术方案：一种电动汽车动力电池框升降装置，包括升降框，所述升降框的下端连接有升降机构，所述升降框的底部内壁通过减震机构固定连接有电池框，所述电池框内安装有电池本体，所述电池本体的上端外壁对称固定连接有两个固定板，所述电池框的外壁固定连接有与固定板对应的固定块，所述固定板和固定块之间通过限位机构连接；

所述升降机构包括支撑盒，所述支撑盒左右相对一侧内壁通过滚珠轴承前后对称转动连接有两根转杆，所述转杆的杆壁固定套接有两个主动斜齿轮，所述转杆的右端外壁固定套接有从动齿轮，所述支撑盒的右侧外壁固定连接有驱动电机，所述驱动电机的输出轴贯穿伸入支撑盒内且固定连接有与两个从动齿轮啮合的主动齿轮，所述支撑盒的上端对称固定连接四个与支撑盒连通的支撑筒，所述支撑筒内通过滚珠轴承转动连接有螺杆，所述螺杆的下端固定连接有与主动斜齿轮啮合的从动斜齿轮，所述升降框的下端开设有与螺杆匹配连接的螺槽。

优选的，所述减震机构包括减震盒，所述减震盒内滑动连接有减震板，所述减震板的下端通过多个缓冲机构与减震盒的底部内壁连接，所述减震板的上端均匀固定连接有多个支撑块，多个所述支撑块的上端贯穿减震盒的上端且均固定连接在电池框的下端，所述减震板的上端和减震盒的顶部内壁之间还固定连接有多个减震橡胶圈，所述减震盒的上端与电池框的下端之间均匀固定连接有多个减震弹簧。

优选的，所述缓冲机构包括两根铰接在减震板下端且呈八字形分布的缓冲杆，两根所述缓冲杆之间固定连接有同一个复位弹簧，所述缓冲杆的下端转动连接有缓冲滑块，所述减震盒的底部内壁开设有与缓冲滑块匹配连接的缓冲滑槽。

优选的，所述限位机构包括开设在固定板侧壁的凹槽，所述凹槽的槽底固定连接有推力弹簧，所述推力弹簧远离凹槽的一端固定连接有滑动连接在凹槽内的限位杆，所述固定块的侧壁开设有与限位杆对应的限位孔，所述固定板的表面还开设有与凹槽对应的复位槽，所述限位杆位于凹槽内的一端固定连接有连接杆，所述连接杆远离限位杆的一端贯穿伸入复位槽内且固定连接有T形拉杆。

优选的，所述支撑盒的下端外壁对称固定连接有两个安装板，所述安装板的表面均匀开设有多个安装螺孔且安装螺孔内螺纹连接有安装螺栓。

优选的，所述支撑盒的上端对称固定连接有两根导向杆，所述升降框的外壁固定连接有活动套设于导向杆外的导向环。

优选的，所述减震板的侧壁均匀固定连接有多个限位滑块，所述减震盒的内壁开设有与限位滑块匹配连接的限位滑槽。

优选的，所述限位杆位于凹槽内的一端杆壁对称固定连接有两个定位滑块，所述凹槽的内壁开设有与定位滑块匹配连接的定位滑槽。

优选的，所述升降装置中的驱动电机电连电源管理系统控制芯片，所述电源管理系统包括：内设在电池框底部的温度检测板，以及设置在电池框内侧围的散热装置；所述散热装置包括：对称安装在电池框两侧的散热风机和开设在电池内部的循环风道，所述循环风道中安装有螺旋盘管，所述螺旋盘管的外侧设有活性炭吸附层。

升降工作步骤如下：

S1、控制芯片通过信号采集电路监控电池本体的电池使用情况，对电池本体的内部及电池参数进行监控和检测，同时控制芯片通过温度检测板对电池本体的外壳温度进行检测，并将检测信息显示在仪表盘上，供驾驶人员清楚的了解；

S2、当信号采集电路检测到蓄电池放电或充电出现异常时，控制芯片输出低电平，触发连接电池本体的开关停止电池本体充电或放电工作；

S3、控制芯片通过控制电路控制驱动电机启动，驱动电机带动主动齿轮转动，利用主动齿轮与从动齿轮的啮合作用带动两根转杆转动，进而带动主动斜齿轮转动，利用主动斜齿轮与从动斜齿轮的啮合作用带动螺杆转动，再通过螺杆与升降框的螺纹连接作用即可实现对升降框和电池框高度的调整，便于对电池的维护更换；

S4、当温度检测板检测到电池本体的温度高于正常预设值时，控制芯片控制冷却装置开启，对电池本体进行降温，方便维修人员更换。

有益效果：本发明提供了一种电动汽车动力电池框升降装置及升降方法，具备以下优点：

1、该电动汽车动力电池框升降装置，通过设有的升降机构，在需要对电池进行维护更换时，启动驱动电机，驱动电机带动主动齿轮转动，利用主动齿轮与从动齿轮的啮合作用带动两根转杆转动，进而带动主动斜齿轮转动，利用主动斜齿轮与从动斜齿轮的啮合作用带动螺杆转动，再通过螺杆与升降框的螺纹连接作用即可实现对升降框和电池框高度的调整，便于对电池的维护更换，且不需提高底盘的高度，便于使用。

2、该电动汽车动力电池框升降装置，通过设有的减震机构，电池本体在汽车移动时产生的震动时电池框首先挤压减震弹簧，利用减震弹簧形变产生的回弹力对电池本体进行第一级缓冲减震，电池框再通过支撑块挤压减震板，减震板拉扯减震橡胶圈，利用减震橡胶圈形变产生的回弹力对电池本体进行第二级缓冲减震，减震板再挤压缓冲机构，两根缓冲杆利用缓冲滑块在缓冲滑槽内的滑动做相互背离的运动，进而拉伸复位弹簧，利用复位弹簧形变产生的回弹力对电池本体进行第三级缓冲减震，能够对电池本体进行多级缓冲减震，提高了电池本体的使用安全性。

3、该电动汽车动力电池框升降装置，通过设有的限位机构，再将电池本体放置在电池框内时，固定板移动至固定块处，限位杆的下侧斜面受力挤压自动缩回凹槽内，当限位杆移动至限位孔处时，推力弹簧推动限位杆，将限位杆推出凹槽外并使限位杆与限位孔卡合即可实现对电池本体的稳固固定，在需要取出电池本体时，拉动T形拉杆，利用连接杆将限位杆拉出限位孔外即可解除对电池本体的相对限位锁定，能够实现对电池本体的快速拆装，便于更换使用。

4、该电动汽车动力电池框升降装置，通过设有的散热装置，通过温度检测板和电源管理系统能够对电池本体内外侧的温度进行实时检测，当检测到电池本体温度过高时散热风机开启，能电池框内的空气进行散热，交换的空气经过循环风道中的螺旋盘管进行再次降温，能够在夏天或冬天使电池本体在电池框中保持稳定的恒温；同时在拆卸过程中能够对高温的电池本体进行降温方便维修人员取出。

附图说明

图1为本发明提出的一种电动汽车动力电池框升降装置结构示意图。

图2为本发明提出的一种电动汽车动力电池框升降装置图1中A部的局部结构放大图。

图3为本发明提出的一种电动汽车动力电池框升降装置图1中B部的局部结构放大图。

图4为本发明提出的一种电动汽车动力电池框升降装置的主动齿轮和从动齿轮连接的俯视图。

图5为本发明提出的一种电动汽车动力电池框升降装置电池框内冷却装置和循环风道的结构示意图。

图6为本发明提出的一种电动汽车动力电池框升降装置控制芯片的工作原理图。

附图标记为：升降框1、升降机构2、支撑盒21、转杆22、主动斜齿轮23、从动齿轮24、驱动电机25、主动齿轮26、支撑筒27、螺杆28、从动斜齿轮29、螺槽210、减震机构3、减震盒31、减震板32、支撑块33、减震橡胶圈34、减震弹簧35、缓冲杆36、复位弹簧37、缓冲滑块38、缓冲滑槽39、电池框4、电池本体5、固定板6、固定块7、限位机构8、凹槽81、推力弹簧82、限位杆83、限位孔84、复位槽85、连接杆86、T形拉杆87、安装板9、导向杆10、导向环11、散热风机12、循环风道13、螺旋盘管14。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

请参阅图1-4，一种电动汽车动力电池框升降装置，包括升降框1，升降框1的下端连接有升降机构2，升降框1的底部内壁通过减震机构3固定连接有电池框4，电池框4内安装有电池本体5，电池本体5的上端外壁对称固定连接有两个固定板6，电池框4的外壁固定连接有与固定板6对应的固定块7，固定板6和固定块7之间通过限位机构8连接；

升降机构2包括支撑盒21，支撑盒21左右相对一侧内壁通过滚珠轴承前后对称转动连接有两根转杆22，转杆22的杆壁固定套接有两个主动斜齿轮23，转杆22的右端外壁固定套接有从动齿轮24，支撑盒21的右侧外壁固定连接有驱动电机25，驱动电机25的输出轴贯穿伸入支撑盒21内且固定连接有与两个从动齿轮24啮合的主动齿轮26，支撑盒21的上端对称固定连接四个与支撑盒21连通的支撑筒27，支撑筒27内通过滚珠轴承转动连接有螺杆28，螺杆28的下端固定连接有与主动斜齿轮23啮合的从动斜齿轮29，升降框1的下端开设有与螺杆28匹配连接的螺槽210。

减震机构3包括减震盒31，减震盒31内滑动连接有减震板32，减震板32的下端通过多个缓冲机构与减震盒31的底部内壁连接，减震板32的上端均匀固定连接有多个支撑块33，多个支撑块33的上端贯穿减震盒31的上端且均固定连接在电池框4的下端，减震板32的上端和减震盒31的顶部内壁之间还固定连接有多个减震橡胶圈34，减震盒31的上端与电池框4的下端之间均匀固定连接有多个减震弹簧35。

缓冲机构包括两根铰接在减震板32下端且呈八字形分布的缓冲杆36，两根缓冲杆36之间固定连接有同一个复位弹簧37，缓冲杆36的下端转动连接有缓冲滑块38，减震盒31的底部内壁开设有与缓冲滑块38匹配连接的缓冲滑槽39。

限位机构8包括开设在固定板6侧壁的凹槽81，凹槽81的槽底固定连接有推力弹簧82，推力弹簧82远离凹槽81的一端固定连接有滑动连接在凹槽81内的限位杆83，固定块7的侧壁开设有与限位杆83对应的限位孔84，固定板6的表面还开设有与凹槽81对应的复位槽85，限位杆83位于凹槽81内的一端固定连接有连接杆86，连接杆86远离限位杆83的一端贯穿伸入复位槽85内且固定连接有T形拉杆87。

支撑盒21的下端外壁对称固定连接有两个安装板9，安装板9的表面均匀开设有多个安装螺孔且安装螺孔内螺纹连接有安装螺栓。

支撑盒21的上端对称固定连接有两根导向杆10，升降框1的外壁固定连接有活动套设于导向杆10外的导向环11。

减震板32的侧壁均匀固定连接有多个限位滑块，减震盒31的内壁开设有与限位滑块匹配连接的限位滑槽。

限位杆83位于凹槽81内的一端杆壁对称固定连接有两个定位滑块，凹槽81的内壁开设有与定位滑块匹配连接的定位滑槽。

综上所述，该电动汽车动力电池框升降装置，使用时，通过设有的升降机构2，在需要对电池进行维护更换时，启动驱动电机25，驱动电机25带动主动齿轮26转动，利用主动齿轮26与从动齿轮24的啮合作用带动两根转杆22转动，进而带动主动斜齿轮23转动，利用主动斜齿轮23与从动斜齿轮29的啮合作用带动螺杆28转动，再通过螺杆28与升降框1的螺纹连接作用即可实现对升降框1和电池框1高度的调整，便于对电池的维护更换，且不需提高底盘的高度，便于使用，通过设有的减震机构3，电池本体5在汽车移动时产生的震动时电池框首4先挤压减震弹簧35，利用减震弹簧35形变产生的回弹力对电池本体5进行第一级缓冲减震，电池框4再通过支撑块33挤压减震板32，减震板32拉扯减震橡胶圈34，利用减震橡胶圈34形变产生的回弹力对电池本体5进行第二级缓冲减震，减震板32再挤压缓冲机构，两根缓冲杆36利用缓冲滑块38在缓冲滑槽39内的滑动做相互背离的运动，进而拉伸复位弹簧37，利用复位弹簧37形变产生的回弹力对电池本体5进行第三级缓冲减震，能够对电池本体5进行多级缓冲减震，提高了电池本体5的使用安全性，通过设有的限位机构8，再将电池本体5放置在电池框4内时，固定板6移动至固定块7处，限位杆83的下侧斜面受力挤压自动缩回凹槽81内，当限位杆83移动至限位孔84处时，推力弹簧82推动限位杆83，将限位杆83推出凹槽81外并使限位杆83与限位孔84卡合即可实现对电池本体5的稳固固定，在需要取出电池本体5时，拉动T形拉杆87，利用连接杆86将限位杆83拉出限位孔84外即可解除对电池本体5的相对限位锁定，能够实现对电池本体5的快速拆装，便于更换使用。

实施例二

请参阅图5-图6，一种电动汽车动力电池框升降装置及升降方法，设置在电源管理系统中，电源管理系统控制芯片通过电路连接控制升降装置中的驱动电机25。

电源管理系统还包括：内设在电池框4底部的温度检测板，以及设置在电池框4内侧围的散热装置；散热装置包括：对称安装在电池框4两侧的散热风机12和开设在电池内部的循环风道13，散热装置引进的能够对电池框4内外的空气进行交换，将电池本体5中的高温空气通过散热风机12导出电池框4，同时引进的外部空气先进入循环风道13，循环风道13中安装有螺旋盘管14，螺旋盘管14内部设有恒定温度的水，空气经过螺旋盘管14后能够对电池本体5进行降温或保温，另外螺旋盘管14的外侧设有活性炭吸附层，电池本体5的接线柱上在长时间使用过程中会产生一定的氧化粉末，该氧化粉末为硫酸铜类，对铁制产品具有一定的腐蚀性，在汽车行驶过程中电池框4会产生振动或者在拆卸的过程中难免会使该粉末掉落至电池框4内，在散热过程中，该粉末随着散热风机12导进的空气进入活性炭吸附层，避免对电池框4内部的腐蚀。

综上所述，控制芯片通过信号采集电路监控电池本体5的电池使用情况，对电池本体5的内部及电池参数进行监控和检测，同时控制芯片通过温度检测板对电池本体5的外壳温度进行检测，并将检测信息显示在仪表盘上，供驾驶人员清楚的了解；当信号采集电路检测到蓄电池放电或充电出现异常时，控制芯片输出低电平，触发连接电池本体5的开关停止电池本体5充电或放电工作；控制芯片通过控制电路控制驱动电机25启动，驱动电机25带动主动齿轮26转动，利用主动齿轮26与从动齿轮24的啮合作用带动两根转杆22转动，进而带动主动斜齿轮23转动，利用主动斜齿轮23与从动斜齿轮29的啮合作用带动螺杆28转动，再通过螺杆28与升降框1的螺纹连接作用即可实现对升降框1和电池框4高度的调整，便于对电池的维护更换；当温度检测板检测到电池本体5的温度高于正常预设值时，控制芯片控制冷却装置开启，对电池本体5进行降温，方便维修人员更换。

实施例三

还包括套接在减震橡胶圈内的导热管，该导热管与螺旋盘管14连通，形成温控之路。在温度较高，高于预定温度时，例如夏天时，通过温控装置对橡胶圈进行降温，同时吸收电池周围的热量，防止橡胶圈温度过高氧化失效。在温度较低时，低于预定温度时，通过温控装置对橡胶圈进行保温，防止橡胶圈遇冷变脆，失去减震效果。

需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种电动汽车动力电池框升降装置，包括升降框，其特征在于：所述升降框的下端连接有升降机构，所述升降框的底部内壁通过减震机构固定连接有电池框，所述电池框内安装有电池本体，所述电池本体的上端外壁对称固定连接有两个固定板，所述电池框的外壁固定连接有与固定板对应的固定块，所述固定板和固定块之间通过限位机构连接；

所述升降机构包括支撑盒，所述支撑盒左右相对一侧内壁通过滚珠轴承前后对称转动连接有两根转杆，所述转杆的杆壁固定套接有两个主动斜齿轮，所述转杆的右端外壁固定套接有从动齿轮，所述支撑盒的右侧外壁固定连接有驱动电机，所述驱动电机的输出轴贯穿伸入支撑盒内且固定连接有与两个从动齿轮啮合的主动齿轮，所述支撑盒的上端对称固定连接四个与支撑盒连通的支撑筒，所述支撑筒内通过滚珠轴承转动连接有螺杆，所述螺杆的下端固定连接有与主动斜齿轮啮合的从动斜齿轮，所述升降框的下端开设有与螺杆匹配连接的螺槽。

2.根据权利要求1所述的一种电动汽车动力电池框升降装置，其特征在于：所述减震机构包括减震盒，所述减震盒内滑动连接有减震板，所述减震板的下端通过多个缓冲机构与减震盒的底部内壁连接，所述减震板的上端均匀固定连接有多个支撑块，多个所述支撑块的上端贯穿减震盒的上端且均固定连接在电池框的下端，所述减震板的上端和减震盒的顶部内壁之间还固定连接有多个减震橡胶圈，所述减震盒的上端与电池框的下端之间均匀固定连接有多个减震弹簧。

3.根据权利要求2所述的一种电动汽车动力电池框升降装置，其特征在于：所述缓冲机构包括两根铰接在减震板下端且呈八字形分布的缓冲杆，两根所述缓冲杆之间固定连接有同一个复位弹簧，所述缓冲杆的下端转动连接有缓冲滑块，所述减震盒的底部内壁开设有与缓冲滑块匹配连接的缓冲滑槽。

4.根据权利要求1所述的一种电动汽车动力电池框升降装置，其特征在于：所述限位机构包括开设在固定板侧壁的凹槽，所述凹槽的槽底固定连接有推力弹簧，所述推力弹簧远离凹槽的一端固定连接有滑动连接在凹槽内的限位杆，所述固定块的侧壁开设有与限位杆对应的限位孔，所述固定板的表面还开设有与凹槽对应的复位槽，所述限位杆位于凹槽内的一端固定连接有连接杆，所述连接杆远离限位杆的一端贯穿伸入复位槽内且固定连接有T形拉杆。

5.根据权利要求1所述的一种电动汽车动力电池框升降装置，其特征在于：所述支撑盒的下端外壁对称固定连接有两个安装板，所述安装板的表面均匀开设有多个安装螺孔且安装螺孔内螺纹连接有安装螺栓。

6.根据权利要求1所述的一种电动汽车动力电池框升降装置，其特征在于：所述支撑盒的上端对称固定连接有两根导向杆，所述升降框的外壁固定连接有活动套设于导向杆外的导向环。

7.根据权利要求2所述的一种电动汽车动力电池框升降装置，其特征在于：所述减震板的侧壁均匀固定连接有多个限位滑块，所述减震盒的内壁开设有与限位滑块匹配连接的限位滑槽。

8.根据权利要求4所述的一种电动汽车动力电池框升降装置，其特征在于：所述限位杆位于凹槽内的一端杆壁对称固定连接有两个定位滑块，所述凹槽的内壁开设有与定位滑块匹配连接的定位滑槽。

9.根据权利要求1所述的一种电动汽车动力电池框升降装置，其特征在于：所述升降装置中的驱动电机电连电源管理系统控制芯片，所述电源管理系统包括：内设在电池框底部的温度检测板，以及设置在电池框内侧围的散热装置；所述散热装置包括：对称安装在电池框两侧的散热风机和开设在电池内部的循环风道，所述循环风道中安装有螺旋盘管，所述螺旋盘管的外侧设有活性炭吸附层。

10.一种电动汽车动力电池框升降装置的升降方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1、控制芯片通过信号采集电路监控电池本体的电池使用情况，对电池本体的内部及电池参数进行监控和检测，同时控制芯片通过温度检测板对电池本体的外壳温度进行检测，并将检测信息显示在仪表盘上，供驾驶人员清楚的了解；

S2、当信号采集电路检测到蓄电池放电或充电出现异常时，控制芯片输出低电平，触发连接电池本体的开关停止电池本体充电或放电工作；

S3、控制芯片通过控制电路控制驱动电机启动，驱动电机带动主动齿轮转动，利用主动齿轮与从动齿轮的啮合作用带动两根转杆转动，进而带动主动斜齿轮转动，利用主动斜齿轮与从动斜齿轮的啮合作用带动螺杆转动，再通过螺杆与升降框的螺纹连接作用即可实现对升降框和电池框高度的调整，便于对电池的维护更换；

S4、当温度检测板检测到电池本体的温度高于正常预设值时，控制芯片控制冷却装置开启，对电池本体进行降温，方便维修人员更换。