CN112373349B - 一种便于电动汽车底盘电池快速更换的机构及其更换方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种便于电动汽车底盘电池快速更换的机构，包括：电动汽车底盘中的电池腔，设置于底盘下方的升降井，以及与升降井相连接的电池基站；电池腔分为静态段、形变段以及动态段，静态段和动态段的电池腔均通过锁止装置固定设置有第一动力电池和第二动力电池，静态段和动态段的电池腔上设置有一滚动导向装置，滚动导向装置分别与第一动力电池和第二动力电池底部相匹配；动态段电池腔底部的底盘能够下拉拆卸；升降井内设置有若干托台，托台通过导轨滑动连接电池基站，若干托台依次移载第一动力电池和第二动力电池至电池基站。通过一种改进式电池腔结构，依次将动力电池取出并将新电池推入电池腔内，极大提高了更换电池的效率。

Description

一种便于电动汽车底盘电池快速更换的机构及其更换方法
技术领域
本发明涉及电动汽车底盘电池技术领域，尤其涉及一种便于电动汽车底盘电池快速更换的机构。
背景技术
目前限制电动汽车发展的主要因素有：电动汽车的续航问题、车载电池的充电问题。电动汽车的续航不够并且电动汽车充电时间较长，影响到电动汽车的连续运行。目前的解决办法是更换电池，通过更换电动汽车电池来增加汽车的续航能力；但现有更换电池一般通过人工更换，操作速度慢，效率低，难以达到电动汽车电池快速更换要求，也影响汽车的连续运行。
目前已知的配套的电池更换装卸装置，如公开号为CN101284524A 的发明专利于2008 年10 月15 日公开了一种电动车动力电池组快速更换系统，该系统包括快卸机构和移送机构，所述快卸机构包括一个真空吸盘或电磁吸盘，此快卸机构能将电池箱推进或拉出电动车车身，所述的移送机构采用三坐标平动加旋转的工作模式，能将从车上卸下的亏电电池移送到充电架，或将充好电的电池送往电动车。使用该系统能方便快速完成电池的装卸和运送，但该系统的结构设计使其适用于电池从车身侧面装卸的电动车辆，如大客车，而对于结构紧凑，需从车底装卸电池的小型电动车辆，该系统不太适用。
为了解决以上问题，需要研究一种能够快速更换电池的电池腔结构，并配备自动化的电池基站更换机构，通过依次将动力电池取出并将新电池推入电池腔内，配合滚动导向装置，具备快速换电池包的功能，实现可自动化的电池更换，极大提高了更换电池的效率。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提供一种便于电动汽车底盘电池快速更换的机构。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为： 一种便于电动汽车底盘电池快速更换的机构，包括：电动汽车底盘中的电池腔，设置于底盘下方的升降井，以及与所述升降井相连接的电池基站；
所述电池腔分为静态段、形变段以及动态段，所述静态段和动态段的电池腔均通过锁止装置固定设置有第一动力电池和第二动力电池，所述静态段和动态段的电池腔上设置有一滚动导向装置，所述滚动导向装置分别与所述第一动力电池和第二动力电池底部相匹配；所述动态段电池腔底部的底盘能够下拉拆卸；
所述升降井内设置有若干托台，所述托台通过升降机和校准机构实现高度的调整，所述托台通过导轨滑动连接电池基站，若干所述托台依次移载所述第一动力电池和所述第二动力电池至所述电池基站。
本发明一个较佳实施例中，所述形变段电池腔为塑胶通道，所述形变段电池腔的内径大于所述静态段和所述动态段。
本发明一个较佳实施例中，所述锁止装置包括锁扣和锁机构，锁扣位于所述第一动力电池和所述第二动力电池上，锁机构位于所述电池腔上，锁扣和锁机构相互啮合。
本发明一个较佳实施例中，所述形变段和所述动态段的电池腔均设置有一倾斜度。
本发明一个较佳实施例中，所述动态段电池腔内设置有一伸缩推板。
本发明一个较佳实施例中，所述电池基站上还设置有一移载装置，所述移载装置夹持所述电池基站内的第一新电池包，对准所述静态段电池腔的开口并依次推入所述动态段电池腔内。
本发明一个较佳实施例中，所述移载装置上设置有剪刀型升降装置、横向调整装置、推块，所述剪刀型升降装置调整所述移载装置纵向高度，所述横向调整装置调整所述移载装置横向位置，所述推块推动所述第一新电池包和所述第二新电池包至所述静态段电池腔内。
本发明一个较佳实施例中，所述第一新电池包和所述第二新电池包的导线采用集成接口在车身内部插接。
本发明一个较佳实施例中，所述电池腔的内壁设置有缓冲层，所述缓冲层为弹簧或者弹性材料。
本发明还提供了一种便于电动汽车底盘电池快速更换的机构的更换方法，包括以下步骤：
S1、将汽车倒进电池更换站并停放在升降井上方的标准线内；打开第一动力电池和第二动力电池的锁止机构和电池腔的开口；
S2、打开动态段电池腔底部的底盘，动态段电池腔的推板推出第二动力电池，将动态段电池腔底部的底盘复原，第一新电池包推至静态段电池腔，第一新电池包通过形变段将第二动力电池推至动态段电池腔；
S3、继续打开动态段电池腔底部的底盘，推板推出第二动力电池，将动态段电池腔底部的底盘复原，第二新电池包推至静态段电池腔，第二新电池包将第一新电池包推至动态段电池腔；
S4、静态段和动态段的新电池包通过锁止机构进行固定。
本发明一个较佳实施例中，待若干托台依次承接第一动力电池和第二动力电池后，通过导轨移动至电池基站内。
本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：
（1）本发明提供了一种改进式电池腔结构，电池腔结构分为静态段、形变段以及动态段，依次将动力电池取出并将新电池推入电池腔内，配合滚动导向装置，具备快速换电池包的功能，实现可自动化的电池更换，极大提高了更换电池的效率。
（2）本发明中汽车倒开进升降井上方的标准线内，形变段以及动态段倾斜一定的角度，造成了本发明电池腔和底盘为前低后高的结构，利于电池包倾斜推出，这种结构还有利于增加汽车的通过性和减小风阻。
（3）本发明剪刀型升降装置调整移载装置纵向高度，横向调整装置调整移载装置横向位置，推块推动第一新电池包和所述第二新电池包至静态段电池腔内，载纵向高度和横向上精确定位静态段电池腔的开口处，移载装置改变高度，还能移载动力电池挪至电池基站内。
（4）本发明通过锁止装置的自动打开和关闭实现对电池包的拆卸和固定，实现自动化的电池固定安装。
（5）本发明升降井内设置的若干托台，托台通过升降机和校准机构实现高度的调整，托台通过导轨滑动连接电池基站，托台对准电池腔的开口并精确承接第一动力电池和第二动力电池至基站回收，实现动力电池的循环利用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；
图1是本发明的优选实施例的立体结构图；
图2是本发明的优选实施例的电池腔的立体结构图；
图3是本发明的优选实施例的升降井以及托台的立体结构图；
图4是本发明的优选实施例的移载装置的立体结构图；
图中：100、电池腔；110、缓冲层；120、静态段；130、形变段；140、动态段；150、滚动导向装置；
200、升降井；210、标准线；220、托台；230、升降机；240、校准机构；250、导轨；
300、电池基站；310、移载装置；320、剪刀型升降装置；330、横向调整装置；340、推块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。此外，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或隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
如图1所示，一种便于电动汽车底盘电池快速更换的机构，包括：电动汽车底盘中的电池腔100，设置于底盘下方的升降井200，以及与升降井200相连接的电池基站300；电池基站300分为两列存储架，一列存储架设置设置有新电池包，一列存储架用于存储亏电的动力电池，亏电的动力电池待充电后移载至新电池包的存储架上，实现循环式充换电。
如图2所示，电池腔100分为静态段120、形变段130以及动态段140；静态段120靠近于汽车的尾部，静态段120水平于地面，形变段130和动态段140的电池腔100均设置有一倾斜度，造成了本发明电池腔100和底盘为前低后高的结构，利于电池包倾斜推出，这种结构还有利于增加汽车的通过性和减小风阻；形变段130为塑胶通道，形变段130的内径大于静态段120和动态段140，塑胶通道富有一定弹性，利于电池包倾斜推动。
静态段120和动态段140的电池腔100均通过锁止装置固定设置有第一动力电池和第二动力电池，静态段120和动态段140的电池腔100上设置有一滚动导向装置150，滚动导向装置150分别与第一动力电池和第二动力电池底部相匹配；本发明滚动导向装置150可以为若干凹槽，配合的第一动力电池和第二动力电池底部设置有凸槽，使得推动的摩擦力变为滑动摩擦力，有利于电池包的推动。动态段140电池腔100底部的底盘能够下拉拆卸。动态段140电池腔100内设置有一伸缩推板，伸缩推板设置于动态段140的电池腔100内壁，当动态段140电池腔100底部的底盘下拉时，伸缩推板伸出，提供一个推力给动态段140电池腔100的电池包，便于电池包滑至托台220上，当动态段140电池腔100底部的底盘恢复时，伸缩推板复原。
本发明电池腔100的内壁设置有缓冲层110，缓冲层110为弹簧或者弹性材料。
如图3所示，升降井200内设置有若干托台220，托台220通过升降机230和校准机构240实现高度的调整，托台220通过导轨250滑动连接电池基站300，托台220通过导轨250滑动连接电池基站300，托台220对准电池腔100的开口并精确承接第一动力电池和第二动力电池至基站回收，实现动力电池的循环利用。
如图4所示，电池基站300上还设置有一移载装置310，移载装置310夹持电池基站300内的第一新电池包，对准静态段120电池腔100的开口并依次推入动态段140电池腔100内。
移载装置310上设置有剪刀型升降装置320、横向调整装置330、推块340，剪刀型升降装置320调整移载装置310纵向高度，横向调整装置330调整移载装置310横向位置，推块340推动第一新电池包和第二新电池包至静态段120电池腔100内。载纵向高度和横向上精确定位静态段120电池腔100的开口处，移载装置310改变高度，还能移载动力电池挪至电池基站300内。此外，移载装置310上推块340部位还可以设置有若干吸盘，吸盘连接抽吸泵，以固定电池包，防止脱落。
需要说明的是，电池基站300上的存储架设置有旋转辊，能够将存储的电池包移动至移载装置310上，而移载装置310上的推块340和旋转辊的配合也能实现亏电的动力电池包移载至存储架的动作。
本发明中第一新电池包和第二新电池包的导线采用集成接口在车身内部插接。
本发明中锁止装置（附图中未示出）包括锁扣和锁机构，锁扣位于第一动力电池和第二动力电池上，锁机构位于电池腔100上，锁扣和锁机构相互啮合。本发明通过锁止装置的自动打开和关闭实现对电池包的拆卸和固定，实现自动化的电池固定安装，以实现电池和车身的固定，减少汽车行驶过程中电池的横向或纵向的移动。
本发明提供了一种改进式电池腔100结构，电池腔100结构分为静态段120、形变段130以及动态段140，依次将动力电池取出并将新电池推入电池腔100内，配合滚动导向装置150，具备快速换电池包的功能，实现可自动化的电池更换，极大提高了更换电池的效率。
本发明提供的便于电动汽车底盘电池快速更换的机构的更换方法为：将汽车倒进电池更换站并停放在升降井200上方的标准线210内；打开第一动力电池和第二动力电池的锁止机构和电池腔100的开口；打开动态段140电池腔100底部的底盘，动态段140电池腔100的推板推出第二动力电池，将动态段140电池腔100底部的底盘复原，第一新电池包推至静态段120电池腔100，第一新电池包通过形变段130将第二动力电池推至动态段140电池腔100；继续打开动态段140电池腔100底部的底盘，推板推出第二动力电池，将动态段140电池腔100底部的底盘复原，第二新电池包推至静态段120电池腔100，第二新电池包将第一新电池包推至动态段140电池腔100；静态段120和动态段140的新电池包通过锁止机构进行固定。待若干托台220依次承接第一动力电池和第二动力电池后，通过导轨250移动至电池基站300内。
以上依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定技术性范围。

Claims (9)

1.一种便于电动汽车底盘电池快速更换的机构的更换方法，所述快速更换的机构包括：电动汽车底盘中的电池腔，设置于底盘下方的升降井，以及与所述升降井相连接的电池基站，其特征在于，
所述电池腔分为静态段、形变段以及动态段，所述静态段和动态段的电池腔均通过锁止装置固定设置有第一动力电池和第二动力电池，所述静态段和动态段的电池腔上设置有一滚动导向装置，所述滚动导向装置分别与所述第一动力电池和第二动力电池底部相匹配；所述动态段电池腔底部的底盘能够下拉拆卸；
所述升降井内设置有若干托台，所述托台通过升降机和校准机构实现高度的调整，所述托台通过导轨滑动连接电池基站，若干所述托台依次移载所述第一动力电池和所述第二动力电池至所述电池基站；
所述快速更换的机构的更换方法，包括以下步骤：
S1、将汽车倒进电池更换站并停放在升降井上方的标准线内；打开第一动力电池和第二动力电池的锁止机构和电池腔的开口；
S2、打开动态段电池腔底部的底盘，动态段电池腔的推板推出第二动力电池，将动态段电池腔底部的底盘复原，第一新电池包推至静态段电池腔，第一新电池包通过形变段将第二动力电池推至动态段电池腔；
S3、继续打开动态段电池腔底部的底盘，推板推出第二动力电池，将动态段电池腔底部的底盘复原，第二新电池包推至静态段电池腔，第二新电池包将第一新电池包推至动态段电池腔；
S4、静态段和动态段的新电池包通过锁止机构进行固定。
2.根据权利要求1所述的一种便于电动汽车底盘电池快速更换的机构的更换方法，其特征在于：所述形变段电池腔为塑胶通道，所述形变段电池腔的内径大于所述静态段和所述动态段。
3.根据权利要求1所述的一种便于电动汽车底盘电池快速更换的机构的更换方法，其特征在于：所述锁止装置包括锁扣和锁机构，锁扣位于所述第一动力电池和所述第二动力电池上，锁机构位于所述电池腔上，锁扣和锁机构相互啮合。
4.根据权利要求1所述的一种便于电动汽车底盘电池快速更换的机构的更换方法，其特征在于：所述形变段和所述动态段的电池腔均设置有一倾斜度。
5.根据权利要求1所述的一种便于电动汽车底盘电池快速更换的机构的更换方法，其特征在于：所述动态段电池腔内设置有一伸缩推板。
6.根据权利要求1所述的一种便于电动汽车底盘电池快速更换的机构的更换方法，其特征在于：所述电池基站上还设置有一移载装置，所述移载装置夹持所述电池基站内的第一新电池包和第二新电池包，对准所述静态段电池腔的开口并依次推入所述静态段电池腔内。
7.根据权利要求6所述的一种便于电动汽车底盘电池快速更换的机构的更换方法，其特征在于：所述移载装置上设置有剪刀型升降装置、横向调整装置、推块，所述剪刀型升降装置调整所述移载装置纵向高度，所述横向调整装置调整所述移载装置横向位置，所述推块推动所述第一新电池包和所述第二新电池包至所述静态段电池腔内。
8.根据权利要求1所述的一种便于电动汽车底盘电池快速更换的机构的更换方法，其特征在于：所述电池腔的内壁设置有缓冲层，所述缓冲层为弹簧或者弹性材料。
9.根据权利要求1所述的一种便于电动汽车底盘电池快速更换的机构的更换方法，其特征在于：待若干托台依次承接第一动力电池和第二动力电池后，通过导轨移动至电池基站内。
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