CN111251936A - 换电站和换电方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种换电站和换电方法。换电站包括：操作平台；所述操作平台上的升降机构，所述升降机构能够举升使车辆升高或下降；电池装卸平台，所述电池装卸平台能够在车辆升高时移动至所述车辆底部来拆卸或安装车辆底部的动力电池；以及电池解锁机构，所述电池解锁机构能够作用于车辆底部或动力电池底部的第一联接装置和第二联接装置的滑动件，使得所述滑动件沿水平方向从第一位置移动至第二位置，所述滑动件在所述第一位置上时与匹配联接端配合并电联接，所述滑动件在所述第二位置上时与所述匹配联接端分离，以释放所述动力电池。根据本发明的实施例的换电站和换电方法能够为电动汽车提供便捷的动力电池更换。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车领域，更具体地，本发明涉及一种快速换电的换电站和换电方法。
背景技术
对于目前的电动车辆而言，续航里程是继续解决的问题，通过电池的快速更换以及时补充能量是解决方案之一。在电池快换的设计中，通常有上下垂直更换和前后水平更换两种。前后水平更换无法支撑电池后部有换电的接头。上下垂直更换一般要求垂直方向需要有足够的空间布置电池端的接头和车身端的接头。在有些情况下，车辆后部受地板的要求，不能提供很充足的空间给换电接头。
发明内容
本发明的目的在于解决或至少缓解现有技术中所存在的问题。
一方面，提供了一种用于一种换电站，包括：
操作平台；
所述操作平台上的升降机构，所述升降机构能够使车辆升高或下降；
电池装卸平台，所述电池装卸平台能够在车辆升高时移动至所述车辆底部来拆卸或安装动力电池；以及
电池解锁机构，所述电池解锁机构能够作用于车辆底部或动力电池底部的第一联接装置和第二联接装置的滑动件，使得所述滑动件沿水平方向从第一位置移动至第二位置，所述滑动件在所述第一位置上时与匹配联接端配合并电联接，所述滑动件在所述第二位置上时与所述匹配联接端分离，以释放所述动力电池。
可选地，在所述的换电站中，所述电池解锁机构包括第一操作臂和第二操作臂，所述第一操作臂和所述第二操作臂用于与所述第一联接装置和第二联接装置的滑动件接合，并且所述第一操作臂和所述第二操作臂能够执行水平位移以带动所述第一联接装置和第二联接装置的滑动件从所述第一位置移动至所述第二位置。
可选地，在所述的换电站中，所述第一操作臂和第二操作臂能够升降以从所述第一联接装置和第二联接装置的滑动件的底部配合入所述第一联接装置和第二联接装置的滑动件底部的接口中。
可选地，在所述的换电站中，所述第一操作臂和所述第二操作臂从所述操作平台或所述升降机构延伸出。
可选地，在所述的换电站中，所述升降机构包括位于所述电池装卸平台前侧的第一升降臂以及位于所述电池装卸平台后侧的第二升降臂，所述第一操作臂位于所述第一升降臂和所述电池装卸平台之间，所述第二操作臂位于所述第二升降臂和所述电池操作平台之间。
另一方面，提供了一种换电方法，所述换电方法包括：
使车辆上升；
使车辆底部或动力电池底部的第一联接装置和第二联接装置的滑动件沿水平方向从第一位置移动至第二位置，在所述第二位置上，所述第一联接装置和第二联接装置的滑动件与匹配联接端分离，以释放所述动力电池；以及
拆卸并承接动力电池。
可选地，所述方法还包括：
更换并重新安装新动力电池；
使车辆底部或动力电池底部的第一联接装置和第二联接装置的滑动件沿水平方向从第二位置移动至第一位置，在所述第一位置上，所述第一联接装置和第二联接装置的滑动件分别与匹配联接端配合并电联接；以及
使车辆下降。
可选地，所述电池解锁机构包括第一操作臂和第二操作臂，所述方法还包括：
使第一操作臂和第二操作臂升起以从所述第一联接装置和第二联接装置的滑动件的底部配合入所述第一联接装置和第二联接装置的滑动件底部的接口中，从而与第一联接装置和第二联接装置的滑动件接合。
可选地，所述方法还包括：使所述第一操作臂和所述第二操作臂执行水平位移以带动所述第一联接装置和第二联接装置的滑动件从所述第一位置移动至所述第二位置。
可选地，所述方法还包括利用传感器感测所述第一联接装置和第二联接装置的滑动件是否与所述匹配联接端配合就位并电联接。
根据本发明的实施例的换电站和换电方法能够为电动汽车提供便捷的动力电池更换。
附图说明
参照附图，本发明的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在对本发明的保护范围组成限制。此外，图中类似的数字用以表示类似的部件，其中：
图1示出了根据本发明的实施例的电动汽车换电时的示意图；
图2示出了根据本发明的实施例的联接装置配合时的正侧立体图；
图3示出了根据本发明的实施例的联接装置配合时的截面图；
图4示出了根据本发明的实施例的联接装置配合时的背侧立体图；
图5示出了根据本发明的实施例的联接装置分离时的立体图；
图6示出了根据本发明的实施例的联接装置分离时的截面图；
图7示出了根据本发明的实施例的联接装置的透视图；以及
图8至图10示出了为根据本发明的实施例的电动汽车更换动力电池的过程示意图。
具体实施方式
容易理解，根据本发明的技术方案，在不变更本发明实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或者视为对本发明技术方案的限定或限制。
在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。
首先参考图1至图7来介绍根据本发明的用于电动汽车的动力电池的联接装置。根据本发明的动力电池的联接装置实现了动力电池前后两端的水平方向插拔，节省了车辆内部垂直位置空间，能够在高度方向不增加空间的基础上，实现前后端双快换接头，电池更换容易，且解决了换电接头垂直方向空间受限的问题。本发明主要依靠一种电池的联接装置61实现，包括：联接装置主体610；联接装置主体610中的滑槽611；以及滑槽611中的滑动件71，滑动件71可沿水平方向在图2至图4所示的第一位置和图5和图6所示第二位置之间移动，滑动件71在第一位置上时与匹配联接端81配合并电联接，滑动件71在第二位置上时与匹配联接端81分离。
在一些实施例中，如图3和图7中清楚地示出，滑动件71背侧可设置有弹性构件613以趋于将滑动件71推向所述第一位置。在一些实施例中，如图所示，弹性构件613可由多组卷簧组成。在一些实施例中，滑动件71包括本体711，本体711前侧具有端子712，滑动件71的本体711背侧具有导线和/或管路614，滑动件71背侧的导线可与其前侧的端子712电联接以便从动力电池8获取电力，管路则可为用于将冷却液体提供至动力电池8，以便对动力电池8降温。
在一些实施例中，联接装置61可包括电磁致动装置来促使滑动件71从所述第一位置移动至所述第二位置，具体而言，联接装置主体610在滑动件71的周围可布置有线圈，而滑动件71中可布置有永磁体，在联接装置主体610中的线圈通电时将吸引滑动件71克服弹性构件613的阻力从图3所示的第一位置移动至如5所示的第二位置。
在一些实施例中，联接装置61可借助于外力来促使滑动件71移动，具体而言，联接装置主体610的滑槽611的底壁中可具有引导槽612，滑动件71的本体本体711的底部具有配合入引导槽的滑块713。滑块713在引导槽612中移动一方面可起到引导滑动件71在第一位置和第二位置之间移动的作用。另一方面，在一些实施例中，滑块713底部具有接口714，如方形槽或其他适合类型的接口，以接收外力来促使滑动件71从所述第一位置移动至所述第二位置。
在一些实施例中，联接装置61包括探测滑动件71是否与匹配联接端81配合完成的传感器，如接近触感器或压力传感器可设置在滑动件71和匹配联接端81之间来测试两者是否连接就位，或可采用电流传感器感测测试电流等，来测试滑动件71是否与匹配联接端81电联接。联接装置主体的滑槽611中还可包括限位件，如从联接装置主体的滑槽611前端的挡块，以避免滑动件71从滑槽中滑出。
应当理解，尽管本发明的具体实施例中，联接装置61均安装在车辆前端和后端的底部，在备选实施例中，联接装置也可设置在动力电池8的前端和后端的底部，或者，备选地，联接装置之一可设置在车辆底部而另一个联接装置则可设置在动力电池底部。
应当理解，尽管本发明的具体实施例中，联接装置的滑动件均沿车辆的X方向(即前后方向)水平移动，但在备选实施例中，联接装置的滑动件也可沿其他水平方向在第一位置和第二位置之间移动。
另一方面，本发明还提供了一种电动汽车1，包括：动力电池8，动力电池8位于车辆底部的电池仓中；以及用于将所述动力电池的两端81,82电联接至车辆的第一联接装置71和第二联接装置72，第一联接装置71和第二联接装置72采用根据本发明各个实施例所述的联接装置。
接着参考图1以及图8至图10来详细介绍根据本发明的实施例的换电站和换电方法。换电站包括：操作平台2；所述操作平台2上的升降机构31,32，所述升降机构31,32能够使车辆升高或下降；电池装卸平台51，电池装卸平台51能够在车辆升高时移动至车辆底部来拆卸或安装车辆底部的动力电池8；以及电池解锁机构，电池解锁机构能够作用于车辆底部或动力电池底部的第一联接装置61和第二联接装置62的滑动件71,72，使得滑动件71.72沿水平方向从如图1所示的第一位置移动至如图9所示的第二位置，滑动件71,72在第一位置上时与匹配联接端81,82配合并电联接，滑动件71,72在所述第二位置上时与匹配联接端81,82分离，以释放所述动力电池8。对于升降机构31,32而言，其可为任何形式的升降机构，例如剪刀叉式升降机构，其具有紧凑的结构以及较大的举升高度。对于电池装卸平台51而言，其也可设置有升降机构52，以便于其升降，备选地，电池装卸平台51也可通过平移来移动至车辆1底部进行拆卸或安装电池操作。如所知的，电池装卸平台51可通过拧紧或松开将动力电池连接至车辆的螺栓来安装或拆卸动力电池8。应当理解，在图示的实施例中，第一联接装置61和第二联接装置62位于车辆1的底部，而匹配联接端81,82位于动力电池8的两端，在备选实施例中，第一联接装置61和第二联接装置62可位于动力电池8底部而匹配联接端81,82可位于车辆1的电池仓的两端。
在一些实施例中，电池解锁机构包括第一操作臂41和第二操作臂42，第一操作臂41和第二操作臂42用于与第一联接装置61和第二联接装置62的滑动件71,72接合，并且第一操作臂41和第二操作臂42能够执行水平位移以带动第一联接装置61和第二联接装置62的滑动件71,72从第一位置移动至所述第二位置，从而释放动力电池8。在一些实施例中，第一操作臂41和第二操作臂42能够升降以从第一联接装置61和第二联接装置62的滑动件71,72的底部配合入第一联接装置61和第二联接装置62的滑动件71,72底部的接口中。如图所示，第一操作臂41和第二操作臂42从操作平台2延伸出。在备选实施例中，第一操作臂41和第二操作臂42也可从对应的升降机构31,32延伸出。在一些实施例中，升降机构包括位于电池装卸平台51前侧的第一升降臂31以及位于电池装卸平台51后侧的第二升降臂32，第一操作臂41位于所述第一升降臂31和电池装卸平台51之间，第二操作臂42位于第二升降臂32和电池操作平台51之间。在一些实施例中，第一操作臂41可从第一升降机构31延伸出，第二操作臂42可从第二升降机构32延伸出。
另一方面，提供了一种换电方法，所述换电方法包括：如图8所示，S1.如通过利用第一升降臂31和第二升降臂32来使车辆1上升；如图9所示，S2.如通过操作电池解锁机构，使车辆底部或动力电池底部的第一联接装置61和第二联接装置62的滑动件71,72沿水平方向从第一位置移动至第二位置，在所述第二位置上，第一联接装置和第二联接装置的滑动件71,72与匹配联接端81,82分离，以释放所述动力电池8；以及如通过操作电池装卸平台51移动至操作位置来拆卸并承接动力电池8。应当理解，动力电池8通过螺栓固定至车辆1底部，而电池装卸平台51上设置有螺栓解锁机构以便松开螺栓，使动力电池8与车辆分离。应当理解，上述步骤S2和S3可同时进行，也可先执行步骤S2再执行步骤S3或者反之，因此，应当理解，本发明的方法并未限定各步骤的执行顺序，各步骤可按照本领域技术人员能够理解的合乎逻辑的任何步骤执行。
进一步地，所述方法还包括：如图10所示，S4.如通过操作电池装卸平台51来更换并重新安装新动力电池；S5.如通过操作电池解锁机构41,42，来使车辆底部或动力电池底部的第一联接装置61和第二联接装置62的滑动件71,72沿水平方向从第二位置移动至第一位置，在第一位置上，第一联接装置61和第二联接装置62的滑动件71,72分别与匹配联接端81,82配合并电联接；以及使车辆下降。车辆在完成电池更换后可正常驶离换电站。在一些实施例中，电池解锁机构包括第一操作臂41和第二操作臂42，所述方法还包括：使第一操作臂41和第二操作臂42升起以从第一联接装置61和第二联接装置62的滑动件71,72的底部配合入第一联接装置61和第二联接装置62的滑动件71,72底部的接口中，从而与第一联接装置61和第二联接装置62的滑动件71,72接合。在一些实施例中，所述方法还包括：使第一操作臂41和第二操作臂42执行水平位移以带动第一联接装置61和第二联接装置62的滑动件71,72从所述第一位置移动至所述第二位置。在一些实施例中，所述方法还包括利用传感器感测第一联接装置61和第二联接装置62的滑动件71,72是否与匹配联接端81,82配合就位并电联接。传感器可包括接近传感器，压力传感器或电流传感器等。
根据本发明的实施例的换电站和换电方法能够为具有水平双快充接头的电动汽车提供便捷的动力电池更换。
以上所描述的具体实施例仅为了更清楚地描述本发明的原理，其中清楚地示出或描述了各个部件而使本发明的原理更容易理解。在不脱离本发明的范围的情况下，本领域的技术人员可容易地对本发明进行各种修改或变化。故应当理解的是，这些修改或者变化均应包含在本发明的专利保护范围之内。
Claims (10)
1.一种换电站，其特征在于，包括：
操作平台；
所述操作平台上的升降机构，所述升降机构能够使车辆升高或下降；
电池装卸平台，所述电池装卸平台能够在车辆升高时移动至所述车辆底部来拆卸或安装动力电池；以及
电池解锁机构，所述电池解锁机构能够作用于车辆底部或动力电池底部的第一联接装置和第二联接装置的滑动件，使得所述滑动件沿水平方向从第一位置移动至第二位置，所述滑动件在所述第一位置上时与匹配联接端配合并电联接，所述滑动件在所述第二位置上时与所述匹配联接端分离，以释放所述动力电池。
2.根据权利要求1所述的换电站，其特征在于，所述电池解锁机构包括第一操作臂和第二操作臂，所述第一操作臂和所述第二操作臂用于与所述第一联接装置和第二联接装置的滑动件接合，并且所述第一操作臂和所述第二操作臂能够执行水平位移以带动所述第一联接装置和第二联接装置的滑动件从所述第一位置移动至所述第二位置。
3.根据权利要求2所述的换电站，其特征在于，所述第一操作臂和第二操作臂能够升降以从所述第一联接装置和第二联接装置的滑动件的底部配合入所述第一联接装置和第二联接装置的滑动件底部的接口中。
4.根据权利要求2所述的换电站，其特征在于，所述第一操作臂和所述第二操作臂从所述操作平台或所述升降机构延伸出。
5.根据权利要求2所述的换电站，其特征在于，所述升降机构包括位于所述电池装卸平台前侧的第一升降臂以及位于所述电池装卸平台后侧的第二升降臂，所述第一操作臂位于所述第一升降臂和所述电池装卸平台之间，所述第二操作臂位于所述第二升降臂和所述电池操作平台之间。
6.一种换电方法，其特征在于，所述换电方法包括：
使车辆上升；
使车辆底部或动力电池底部的第一联接装置和第二联接装置的滑动件沿水平方向从第一位置移动至第二位置，在所述第二位置上，所述第一联接装置和第二联接装置的滑动件与匹配联接端分离，以释放所述动力电池；以及
拆卸并承接动力电池。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
更换并重新安装新动力电池；
使车辆底部或动力电池底部的第一联接装置和第二联接装置的滑动件沿水平方向从第二位置移动至第一位置，在所述第一位置上，所述第一联接装置和第二联接装置的滑动件分别与匹配联接端配合并电联接；以及
使车辆下降。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述电池解锁机构包括第一操作臂和第二操作臂，所述方法还包括：
使第一操作臂和第二操作臂升起以从所述第一联接装置和第二联接装置的滑动件的底部配合入所述第一联接装置和第二联接装置的滑动件底部的接口中，从而与第一联接装置和第二联接装置的滑动件接合。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：使所述第一操作臂和所述第二操作臂执行水平位移以带动所述第一联接装置和第二联接装置的滑动件从所述第一位置移动至所述第二位置。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括利用传感器感测所述第一联接装置和第二联接装置的滑动件是否与所述匹配联接端配合就位并电联接。
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