CN111452605A - 车辆动力电池的快速换电装置 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种车辆动力电池的快速换电装置，包括：承托组件，用于承载动力电池，与车辆本体滑动连接；滑动机构，用于连接所述承托组件和车辆本体，以使所述承托组件能够在工作位置和换电位置之间滑动；锁止机构，设置于所述滑动机构上；所述锁止机构在锁止位置时能够阻止所述滑动机构产生滑动。本申请的换电装置通过滑动机构来转移动力电池的位置，非常省力；不更换电池的时候，通过锁止机构阻止滑动，保证工作时的稳定；本申请的换电装置结构设计合理，更换电池的过程中不需要拆卸螺栓，可直接快速地更换动力电池，保证车辆不间断运营，提高车辆的工作效率；能够应用于自动驾驶的无人车，有利于推动无人驾驶技术的应用。

Description

车辆动力电池的快速换电装置
技术领域
本申请涉及电池换电技术领域，具体涉及一种车辆动力电池的快速换电装置。
背景技术
随着石油资源的不断匮乏以及电动汽车技术的日益成熟和发展，电动汽车作为环保的新能源汽车受到了广泛关注。电池组作为电动汽车的主要能量存储单元和驱动车辆的动力单元，是电动汽车的关键部件，电池组的工作状态的好与坏也将直接影响电动汽车的性能。
在电动汽车发展过程中，仍然存在着一些亟待解决的技术难题，这些障碍制约了电动汽车的大规模推广，而充电问题就是其中一个显著障碍。无人驾驶车辆由于耗电量大，导致动力电池电量消耗快；如果在整车上充电，需要的时间较长且车辆必须处于闲置状态而无法运营。
为了节省充电停留时间，一些电动汽车采用可拆卸的车载蓄电池。也就是说，电动汽车即将没电的时候在换电站将电量不足的旧蓄电池拆下，然后换上充满电量的新蓄电池，没电的蓄电池在换电站内进行充电然后供给其他电动汽车使用。这样一来，每辆电动汽车恢复电力只需要花费更换蓄电池的时间，而不需要充电等待时间，从而提高效率。
相关技术中，在电动汽车与可更换的电池包之间，一般设有用于紧固电动汽车与电池包的换电装置；且大多采用螺栓拧紧机构将换电装置紧固在汽车上。在对采用这种结构的电池包进行换电时，换电操作比较复杂，换电过程比较费时。
发明内容
为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本申请提供一种车辆动力电池的快速换电装置装置。
根据本申请实施例的第一方面，提供一种车辆动力电池的快速换电装置包括：
承托组件，用于承载动力电池，与车辆本体滑动连接；
滑动机构，用于连接所述承托组件和车辆本体，以使所述承托组件能够在工作位置和换电位置之间滑动；
锁止机构，设置于所述滑动机构上；所述锁止机构在锁止位置时能够阻止所述滑动机构产生滑动。
进一步地，所述滑动机构为直线导轨，包括滑动连接的第一导轨和第二导轨；
所述第一导轨与所述承托组件固定连接，所述第二导轨与车辆本体固定连接。
进一步地，所述第一导轨设置在所述第二导轨上方，二者之间设置有用于支撑滑动的滚轮；
所述承托组件固定设置于所述第一导轨的上端面；所述第二导轨的下端面固定设置于车辆本体上。
进一步地，所述直线导轨的数量为两条；两条所述直线导轨平行设置，分别安装于所述承托组件的两侧。
进一步地，所述锁止机构设置在所述第一导轨上；所述锁止机构在锁止位置时能够与所述第二导轨相卡合。
进一步地，所述锁止机构包括连杆本体；所述连杆本体枢接于所述第一导轨；
所述连杆本体的一端设置有卡合齿；所述第二导轨上设置有与所述卡合齿相配合的锁止卡槽。
进一步地，该装置还包括手柄，所述手柄的一端枢接于所述第一导轨；
所述手柄与所述连杆本体连接，所述手柄能够带动所述连杆本体在锁止位置和解锁位置之间运动。
进一步地，所述手柄和所述连杆本体枢接于所述第一导轨的同一位置；所述连杆本体的另一端与所述手柄固定连接。
根据本申请实施例的第二方面，提供一种电池组，包括动力电池，所述动力电池设置于如上任意一种实施例所述的快速换电装置中。
根据本申请实施例的第三方面，提供一种车辆，包括动力电池，还包括如上任意一种实施例所述的快速换电装置；所述动力电池通过所述快速换电装置固定设置在所述车辆上。
本申请的实施例提供的技术方案具备以下有益效果：
本申请的换电装置通过滑动机构来转移动力电池的位置，非常省力；不更换电池的时候，通过锁止机构阻止滑动，保证工作时的稳定；本申请的换电装置结构设计合理，更换电池的过程中不需要拆卸螺栓，可直接快速地更换动力电池，保证车辆不间断运营，提高车辆的工作效率；能够应用于自动驾驶的无人车，有利于推动无人驾驶技术的应用。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
图1是根据一示例性实施例示出的一种车辆动力电池的快速换电装置处于工作位置的结构示意图。
图2是根据一示例性实施例示出的一种锁止机构与滑动机构的组合结构示意图。
图3是根据一示例性实施例示出的一种车辆动力电池的快速换电装置处于换电位置的结构示意图之一。
图4是根据一示例性实施例示出的一种车辆动力电池的快速换电装置处于换电位置的结构示意图之二。
图中：1-承托组件；2-手柄；3-滑动机构；301-第一导轨；302-第二导轨；4-挡板；401-插销；402-橡胶块；5-动力电池；6-车架；7-旋转轴；8-锁止机构；801-卡合齿；802-固定部；9-锁止卡槽。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置的例子。
图1是根据一示例性实施例示出的一种车辆动力电池的快速换电装置结构示意图。该装置包括：
承托组件1，用于承载动力电池5，与车辆本体滑动连接；
滑动机构3，用于连接所述承托组件1和车辆本体，以使所述承托组件1能够在工作位置和换电位置之间滑动；
锁止机构8，设置于所述滑动机构3上；所述锁止机构8在锁止位置时能够阻止所述滑动机构3产生滑动。
本申请的换电装置通过滑动机构来转移动力电池的位置，非常省力；不更换电池的时候，通过锁止机构阻止滑动，保证工作时的稳定；本申请的换电装置结构设计合理，更换电池的过程中不需要拆卸螺栓，可直接快速地更换动力电池，保证车辆不间断运营，提高车辆的工作效率；能够应用于自动驾驶的无人车，有利于推动无人驾驶技术的应用。
下面结合具体的应用场景，对本申请的方案进行拓展说明。
参照图1，所述承托组件1包括底板和垂直于所述底板的侧壁；优选地，所述底板为矩形，所述底板的三条边上设置有首尾相连的三个所述侧壁。其中，所述底板上没有设置侧壁的一边为所述承托组件1的开放端。
由于动力电池5本身设置于车辆中，不需要考虑上下的移动，因此底板和侧壁形成的半包围结构类能够方便地容纳动力电池5；承托组件1的尺寸可以根据动力电池5的尺寸进行设计，恰好能够容纳动力电池5即可，如果空隙过大不利于动力电池5的稳定。
所述承托组件1的开放端还设置有挡板4，挡板4的一端与承托组件1的侧壁相铰接，另一端固定设置有插销401。承托组件1的三个方向均设置有侧壁，能限制动力电池5的移动，因此限位组件只需要设置在没有侧壁的开放端即可，避免动力电池5从开放端脱离。
挡板4上还设置有橡胶块402，橡胶块402在挡板4的内侧有也有凸起的部分(图中未示出)，用于缓冲动力电池5与挡板4之间的过盈量，起缓冲压紧作用。
一些实施例中，所述滑动机构3为直线导轨，包括滑动连接的第一导轨301和第二导轨302。所述第一导轨301与所述承托组件1固定连接，所述第二导轨302与车辆本体固定连接。
一些实施例中，所述第一导轨301设置在所述第二导轨302上方，二者之间设置有用于支撑滑动的滚轮。所述承托组件1固定设置于所述第一导轨301的上端面；所述第二导轨302的下端面固定设置于车辆本体上。
一些实施例中，所述直线导轨的数量为两条；两条所述直线导轨平行设置，分别安装于所述承托组件1的两侧。
参照图1，两条直线导轨分别设置在承托组件1底部的两条边缘，每条直线导轨都包括第一导轨301和第二导轨302。第一导轨301与承托组件1的底部固定连接，第二导轨302与车架6固定连接；第一导轨301和第二导轨302之间的相对滑动，能够使动力电池5与车架6之间产生相对位移。
如图2所示，一些实施例中，所述锁止机构8设置在所述第一导轨301上；所述锁止机构8在锁止位置时能够与所述第二导轨302相卡合。
需要说明的是，图2所示的视角与图1所示的视角是不同的，图1中第一导轨301和第二导轨302是平放的，图2中第一导轨301和第二导轨302是竖立起来的。结合图1和图2，锁止机构8是设置在第一导轨301的里侧的外侧壁上，所述里侧是第一导轨301朝向另一条直线滑轨的一侧。在图1所示的视角中，锁止机构8位于承托组件1下方，被承托组件1遮挡住。
一些实施例中，所述锁止机构8包括连杆本体；所述连杆本体枢接于所述第一导轨301。所述连杆本体的一端设置有卡合齿801；所述第二导轨302上设置有与所述卡合齿801相配合的锁止卡槽9。
参照图2，图中所示的是锁止机构8处于锁止位置的状态，连杆本体与第一导轨301平行。第一导轨301里侧的外侧壁上设置有旋转轴7，连杆本体枢接于该旋转轴7；第一导轨301里侧的外侧壁设置有与卡合齿801相对应的开孔，卡合齿801向开孔中延伸。第二导轨302的里侧设置有相应的锁止卡槽9；卡合齿801从开孔中穿过第一导的侧壁，与锁止卡槽9相卡合。
一些实施例中，该装置还包括手柄2，所述手柄2的一端枢接于所述第一导轨301。所述手柄2与所述连杆本体连接，所述手柄2能够带动所述连杆本体在锁止位置和解锁位置之间运动。
参照图1和图2，手柄2为“匚”字形，手柄2的两个端部分别与两个第一导轨301的里侧相连接，且连接结构相同。手柄2中间的部分与承托组件1的开放端平行，且手柄2中间的部分伸出到开放端的前方，方便拖动手柄2使第一导轨301进行滑动。
一些实施例中，所述手柄2和所述连杆本体枢接于所述第一导轨301的同一位置；所述连杆本体的另一端与所述手柄2固定连接。
参照图2，手柄2的端部同样枢接于旋转轴7，且连杆本体的一端设置有固定部802，固定部802形成一个卡槽，手柄2固定于卡槽中。
下面结合附图，对换电过程的操作步骤进行说明。
第一步，参照图1，在图中所示的状态下，向上抬手柄2。对应图2的视角，手柄2的右侧垂直于纸面向外，手柄2的左端部垂直于纸面向里；从而通过固定部802带动锁止机构8旋转，使卡合齿801垂直于纸面向里位移，离开锁止卡槽9；此时锁止机构8离开锁止位置，使导轨能够滑动。
第二步，保持上抬手柄2的同时向外拉手柄2，到达图3所示的位置。松开手柄2后，手柄2由于重力自然回落，锁止机构8自动回到锁止位置。
第三步，松开插销401，旋转电池挡板4，到达图4所示的位置。
第四步，更换动力电池5；紧固电池、插销401锁紧；上抬手柄2，同时往里推托盘；松开手柄2，导轨锁止，托盘与车架6紧固到位。电池更换完成。
根据本申请实施例的第二方面，提供一种电池组，包括动力电池，所述动力电池设置于如上任意一种实施例所述的快速换电装置中。
根据本申请实施例的第三方面，提供一种车辆，包括动力电池，还包括如上任意一种实施例所述的快速换电装置；所述动力电池通过所述快速换电装置固定设置在所述车辆上。
将快速换电装置应用于无人驾驶车辆，使动力电池可快速更换，省时省力。车辆电量低时，可直接快速更换动力电池，保证车辆可24小时无间断运营，提高车辆的工作效率。无人驾驶车辆的动力电池快速换电，保证运营车辆可24小时处于工作状态，提高运营效率。
电池托盘与导轨上平面螺栓紧固，导轨下平面与车架固定，导轨上、下平面中间有滚轮支撑滑动，且导轨上、下平面中间有锁止机构(静止状态下处于锁止状态，防止电池托盘滑动)。
无人驾驶车辆的动力电池装在车架内部；更换时，需上抬手柄并向后拉出电池托盘，解锁紧固装置，即可更换电池。
可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种车辆动力电池的快速换电装置，其特征在于，包括：
承托组件，用于承载动力电池，与车辆本体滑动连接；
滑动机构，用于连接所述承托组件和车辆本体，以使所述承托组件能够在工作位置和换电位置之间滑动；
锁止机构，设置于所述滑动机构上；所述锁止机构在锁止位置时能够阻止所述滑动机构产生滑动。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述滑动机构为直线导轨，包括滑动连接的第一导轨和第二导轨；
所述第一导轨与所述承托组件固定连接，所述第二导轨与车辆本体固定连接。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述第一导轨设置在所述第二导轨上方，二者之间设置有用于支撑滑动的滚轮；
所述承托组件固定设置于所述第一导轨的上端面；所述第二导轨的下端面固定设置于车辆本体上。
4.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于：所述直线导轨的数量为两条；两条所述直线导轨平行设置，分别安装于所述承托组件的两侧。
5.根据权利要求1-4任一项所述的装置，其特征在于：所述锁止机构设置在所述第一导轨上；所述锁止机构在锁止位置时能够与所述第二导轨相卡合。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：所述锁止机构包括连杆本体；所述连杆本体枢接于所述第一导轨；
所述连杆本体的一端设置有卡合齿；所述第二导轨上设置有与所述卡合齿相配合的锁止卡槽。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于：还包括手柄，所述手柄的一端枢接于所述第一导轨；
所述手柄与所述连杆本体连接，所述手柄能够带动所述连杆本体在锁止位置和解锁位置之间运动。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于：所述手柄和所述连杆本体枢接于所述第一导轨的同一位置；所述连杆本体的另一端与所述手柄固定连接。
9.一种电池组，包括动力电池，其特征在于：所述动力电池设置于如权利要求1-8任意一项所述的快速换电装置中。
10.一种车辆，包括动力电池，其特征在于：还包括如权利要求1-8任意一项所述的快速换电装置；所述动力电池通过所述快速换电装置固定设置在所述车辆上。
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