CN114211974B - 一种快速置换式储能模块及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于模块置换技术领域，特别涉及一种快速置换式储能模块，包括储能安装组件、接头组件、翻转组件、推送组件和限位组件；所述接头组件包括安装板和导电单元；所述安装板的顶端一侧固定连接有第一壳体，且所述第一壳体的顶端设置有第一导线，所述安装板的顶端另一侧固定连接有第二壳体，且所述第二壳体的顶端设置有第二导线。通过正反转电机转动的过程中达到带动从动齿轮的同步转动，安装板绕从动齿轮为中心转动的同时，使第二导向销在限位槽和弧形槽内滑动调节，达到安装板的翻转作用，方便置换过程中蓄电池组的推送效果。

Description

一种快速置换式储能模块及其控制方法

技术领域

本发明属于模块置换技术领域，特别涉及一种快速置换式储能模块及其控制方法。

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、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，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。

新能源汽车包括四大类型混合动力电动汽车(HEV)、纯电动汽车(BEV，包括太阳能汽车)、燃料电池电动汽车(FCEV)、其他新能源(如超级电容器、飞轮等高效储能器)汽车等。新能源汽车通常采用蓄电池进行储能蓄电处理。

现有的新能源汽车蓄电池储能结构是通过串联的方式进行连接，容易造成蓄电池的老化，需要定期进行置换处理，在针对蓄电池的拆卸往往是人工借助工具，对接头处紧固螺栓拆卸的方式进行的，往往费时费力，影响了储能模块的置换效率，为了解决上述的问题，需要一种快速置换式储能模块及其控制方法。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种快速置换式储能模块，包括储能安装组件、接头组件、翻转组件、推送组件和限位组件；

所述翻转组件包括第三壳体，所述第三壳体的内壁底端固定连接有第一伸缩杆，所述第一伸缩杆的输出端传动连接有正反转电机，所述正反转电机的输出端传动连接有主动齿轮，所述第一伸缩杆的输出端一侧传动连接有联动杆，且所述联动杆的端部固定连接有托板；

所述储能安装组件的内壁底端滚动连接有若干组蓄电池组，所述储能安装组件的内壁两侧转动连接有接头组件，且所述接头组件与蓄电池组的顶端接头处电性连接，所述第三壳体固定连接在储能安装组件的两侧外壁，两组所述主动齿轮均与接头组件啮合传动连接，所述推送组件与限位组件呈相互对称固定连接在储能安装组件的两侧，所述蓄电池组位于推送组件和限位组件之间；

所述推送组件与蓄电池组传动连接。

进一步的，一种快速置换式储能模块，其特征在于：包括储能安装组件、接头组件、翻转组件、推送组件和限位组件；

所述翻转组件包括第三壳体，所述第三壳体的内壁底端固定连接有第一伸缩杆，所述第一伸缩杆的输出端传动连接有正反转电机，所述正反转电机的输出端传动连接有主动齿轮，所述第一伸缩杆的输出端一侧传动连接有联动杆，且所述联动杆的端部固定连接有托板；

所述储能安装组件的内壁底端滚动连接有若干组蓄电池组，所述储能安装组件的内壁两侧转动连接有接头组件，且所述接头组件与蓄电池组的顶端接头处电性连接，所述第三壳体固定连接在储能安装组件的两侧外壁，两组所述主动齿轮均与接头组件啮合传动连接，所述推送组件与限位组件呈相互对称固定连接在储能安装组件的两侧，所述蓄电池组位于推送组件和限位组件之间；

所述推送组件与蓄电池组传动连接。

进一步的，所述接头组件包括安装板和导电单元；

所述安装板的顶端一侧固定连接有第一壳体，且所述第一壳体的顶端设置有第一导线，所述安装板的顶端另一侧固定连接有第二壳体，且所述第二壳体的顶端设置有第二导线。

进一步的，所述第一壳体的两侧外壁均固定连接有第一导向销，且所述第一导向销的端部固定连接有从动齿轮，所述第二壳体的两侧外壁均固定连接有第二导向销；

所述从动齿轮与主动齿轮啮合传动连接，所述第二导向销滑动连接在储能安装组件的两侧壁，且所述第二导向销的端部卡接在托板内。

进一步的，所述导电单元包括导电板、弹簧和导电支柱，所述导电板的顶端固定连接有弹簧，所述导电板的底端固定连接有导电支柱。

进一步的，两组所述导电单元分别设置在第一壳体和第二壳体内，且两组所述导电单元内的弹簧分别固定连接在第一壳体以及第二壳体的内壁顶端。

进一步的，所述安装板的表面分别开设有第一插接孔和第二插接孔，所述第一壳体内的导电支柱延伸至第一插接孔内，所述第二壳体内的导电支柱延伸至第二插接孔内，所述第一插接孔与第二插接孔分别与蓄电池组的接头配合使用。

进一步的，所述推送组件包括第四壳体；

所述第四壳体的内壁设置有滑块，所述滑块上横向贯穿有导向杆，且导向杆的两端与第四壳体的内壁两侧固定连接，所述滑块的外壁固定连接有第二伸缩杆，且所述第二伸缩杆的输出端与蓄电池组配合使用，所述第二伸缩杆的顶端固定连接调节杆。

进一步的，所述第四壳体的顶端开设有空心滑腔，所述调节杆延伸至空心滑腔内，且所述调节杆的端部固定连接有调节块。

进一步的，所述第四壳体的两侧外壁均固定连接有第一防护板，且两个所述第一防护板均与第一限位板固定连接。

一种快速置换式储能的控制方法，包括以下步骤：

通过第一伸缩杆推动接头组件的上移，使接头组件与蓄电池组电性连接断开；

通过正反转电机带动主动齿轮转动，使接头组件绕主动齿轮为中心同步转动，接头组件与蓄电池组相互分离；

将调节推送组件的推送位置调节到靠近需要更换的蓄电池组的一侧；

通过推送组件的推送，使蓄电池组在储能安装组件上滚动，蓄电池组由限位组件移出；

将新的蓄电池由限位组件放入到储能安装组件内，使蓄电池与推送组件接触；

通过正反转电机带动主动齿轮反向转动，使接头组件以主动齿轮为中心转动复位；

通过第一伸缩杆带动接头组件的下落，使接头组件与蓄电池组电性接通；

再关闭限位组件对蓄电池组进行定位。

本发明的有益效果是：

1、通过第一伸缩杆向上推动的过程中，使从动齿轮与从动齿轮接触，而托板与第二导向销接触，保持了安装板在上移过程中的平衡作用，达到安装板底端导电支柱与蓄电池组快速电性分离的效果，提高置换效率；

2、通过正反转电机转动的过程中达到带动从动齿轮的同步转动，安装板绕从动齿轮为中心转动的同时，使第二导向销在限位槽和弧形槽内滑动调节，达到安装板的翻转作用，方便置换过程中蓄电池组的推送效果；

3、通过调节块的移动达到滑块以及第二伸缩杆横向调节的作用，使第二伸缩杆的输出端位于蓄电池组不同的位置，利用提板上移过程中达到置换腔的打开状态，用于蓄电池组由置换腔内向外推送的作用，方便对需要单独更换的蓄电池进行置换。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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示出了本发明实施例快速置换式储能模块的结构示意图；

图2示出了本发明实施例蓄电池组的结构示意图；

图3示出了本发明实施例储能安装组件的结构示意图；

图4示出了本发明实施例接头组件的结构示意图；

图5示出了本发明实施例接头组件的结构爆炸图；

图6示出了本发明实施例翻转组件的结构示意图；

图7示出了本发明实施例推送组件的结构爆炸图；

图8示出了本发明实施例限位组件的结构示意图。

图中：1、储能安装组件；11、安装座；12、导向辊；13、第一限位板；14、长圆孔；15、限位槽；16、弧形槽；2、蓄电池组；3、接头组件；31、安装板；32、第一壳体；33、第一导线；34、第二壳体；35、第二导线；36、第一导向销；37、从动齿轮；38、第二导向销；39、导电板；310、弹簧；311、导电支柱；312、第一插接孔；313、第二插接孔；4、翻转组件；41、第三壳体；42、第一伸缩杆；43、正反转电机；44、主动齿轮；45、联动杆；46、托板；5、推送组件；51、第四壳体；52、滑块；53、导向杆；54、第二伸缩杆；55、调节杆；56、空心滑腔；57、调节块；58、第一防护板；6、限位组件；61、防护盖板；62、置换腔；63、活动盖板；64、提板；65、第二防护板。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整地说明，显然，所描述的实施例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。

本发明实施例提出了一种快速置换式储能模块,包括储能安装组件1、接头组件3、翻转组件4、推送组件5和限位组件6；示例性的，如图1所示。

所述储能安装组件1的内壁底端设置有蓄电池组2，所述储能安装组件1的内壁两侧转动连接有接头组件3，且所述接头组件3与蓄电池组2的顶端接头处电性连接，所述翻转组件4固定连接在储能安装组件1的两侧外壁，且两组所述翻转组件4均与接头组件3传动连接，所述推送组件5与限位组件6呈相互对称固定连接在储能安装组件1的两侧，且所述蓄电池组2位于推送组件5和限位组件6之间。

进一步的，所述蓄电池组2由若干组尺寸和型号相等的蓄电池组成，且若干组所述蓄电池以矩形阵列的形式设置在储能安装组件1之间；若干组所述蓄电池的正极端呈同一水平设置,且若干组所述蓄电池的负极端呈同一水平设置，如图2所示。

具体的，所述翻转组件4驱动接头组件3翻转的过程中使其与蓄电池组2进行电性连接的分离作用；

所述限位组件6的打开后，形成便于蓄电池组2进出的开口槽，并调节推送组件5使其推送端移动至需要置换蓄电池的位置，再利用推送组件5将需要单独更换的蓄电池由限位组件6的开口槽内分离出，达到置换蓄电池的作用。

所述储能安装组件1包括安装座11和第一限位板13；示例性的，如图3所示。所述安装座11的顶端转动连接有五组导向辊12，五组所述导向辊12呈相互等间距的形式平铺在安装座11上，所述第一限位板13分别固定连接在安装座11的顶端两侧，两组所述第一限位板13的表面均开设有长圆孔14和限位槽15，两组所述第一限位板13的顶端均开设有弧形槽16，且两组弧形槽16均与限位槽15相互连通。

进一步的，所述弧形槽16以长圆孔14的顶部为中心圆设置，且所述弧形槽16的弧度设置在靠近长圆孔14的一侧。

进一步的，所述安装座11包括横板和竖板，且所述安装座11为一个横板与两个竖板拼接而成的匚字形结构，所述导向辊12的直径小于安装座11上竖板的高度。

进一步的，所述蓄电池组2卡接在两组所述第一限位板13之间，且所述蓄电池组2的底端与导向辊12滚动连接。

具体的，所述安装座11用于蓄电池组2定位安装的作用，而导向辊12用于蓄电池组2便于置换的作用。

所述长圆孔14用于接头组件3的一端转动连接在其内部的作用，所述限位槽15以及弧形槽16的配合使用用于接头组件3在转动的过程中，使接头组件3的另一端在弧形槽16内滑动调节的作用。

所述接头组件3包括安装板31和导电单元；示例性的，如图4和图5所示。

所述安装板31的顶端一侧固定连接有第一壳体32，且所述第一壳体32的顶端设置有第一导线33，所述安装板31的顶端另一侧固定连接有第二壳体34，且所述第二壳体34的顶端设置有第二导线35；所述第一壳体32的两侧外壁均固定连接有第一导向销36，且所述第一导向销36的端部固定连接有从动齿轮37，所述第二壳体34的两侧外壁均固定连接有第二导向销38。

进一步的，两组所述第一导向销36均延伸至长圆孔14内。

进一步的，两组所述第二导向销38均延伸至限位槽15内。

所述导电单元包括导电板39、弹簧310和导电支柱311，所述导电板39的顶端固定连接有弹簧310，所述导电板39的底端固定连接有导电支柱311，两组所述导电单元分别设置在第一壳体32和第二壳体34内，且两组所述导电单元内的弹簧310分别固定连接在第一壳体32以及第二壳体34的内壁顶端。

进一步的，所述导电板39、导电支柱311、第一导线33和第二导线35均为电性连接。

所述安装板31的表面分别开设有第一插接孔312和第二插接孔313，所述第一壳体32内的导电支柱311延伸至第一插接孔312内，所述第二壳体34内的导电支柱311延伸至第二插接孔313内。

具体的，所述从动齿轮37转动的同时，达到安装板31绕第一导向销36转动的作用；所述安装板31下落的同时，达到第一插接孔312以及第二插接孔313下落套接在蓄电池组2的正负极接头的作用，并利用导电板39和导电支柱311的配合使用，达到第一导线33和第二导线35分别与蓄电池组2电性连接的作用。达到安装板31底端导电支柱311与蓄电池组2快速电性分离的效果，提高置换效率。

所述翻转组件4包括第三壳体41；示例性的，如图6所示。所述第三壳体41的内壁底端固定连接有第一伸缩杆42，所述第一伸缩杆42的输出端传动连接有正反转电机43，所述正反转电机43的输出端传动连接有主动齿轮44，所述第一伸缩杆42的输出端一侧传动连接有联动杆45，且所述联动杆45的端部固定连接有托板46。

进一步的，所述主动齿轮44啮合连接在从动齿轮37的底端。

进一步的，所述托板46为弧形结构且与第二导向销38的底端接触。

具体的，所述第一伸缩杆42向上推动的过程中，达到从动齿轮37向上推动从动齿轮37，而托板46向上推动第二导向销38的作用，保持安装板31的上移过程中的平衡作用；

所述正反转电机43转动的过程中达到带动从动齿轮37的同步转动，安装板31绕从动齿轮37为中心转动的同时，使第二导向销38在限位槽15和弧形槽16内滑动调节，达到安装板31的翻转作用。

所述推送组件5包括第四壳体51；示例性的，如图7所示。所述第四壳体51的内壁设置有滑块52，所述滑块52上横向贯穿有导向杆53，且导向杆53的两端与第四壳体51的内壁两侧固定连接，所述滑块52的外壁固定连接有第二伸缩杆54，所述第二伸缩杆54的顶端固定连接调节杆55；所述第四壳体51的顶端开设有空心滑腔56，所述调节杆55延伸至空心滑腔56内，且所述调节杆55的端部固定连接有调节块57。

进一步的，所述第四壳体51的两侧外壁均固定连接有第一防护板58，且两个所述第一防护板58均与第一限位板13固定连接。

具体的，所述调节块57的移动达到滑块52以及第二伸缩杆54横向调节的作用，使第二伸缩杆54的输出端位于蓄电池组2不同的位置。

所述限位组件6包括防护盖板61；示例性的，如图8所示。所述防护盖板61的表面开设有置换腔62，所述防护盖板61的顶端插接有活动盖板63，且所述活动盖板63的底端延伸至置换腔62的内壁底端，所述活动盖板63的顶端固定连接有提板64。

进一步的，所述防护盖板61的一侧外壁固定连接有两组第二防护板65，且两组所述第二防护板65的端部均与第一限位板13固定连接。

具体的，所述提板64上移过程中达到置换腔62的打开状态，用于蓄电池组2由置换腔62内向外推送的作用，方便对需要单独更换的蓄电池进行置换。

在上述一种快速置换式储能模块的基础上，本发明实施例还提供一种快速置换式储能模块的控制方法，包括以下步骤：

通过第一伸缩杆42推动接头组件3的上移，使接头组件3与蓄电池组2电性连接断开；

通过正反转电机43带动主动齿轮44转动，使接头组件3绕主动齿轮44为中心同步转动，接头组件3与蓄电池组2相互分离；

将调节推送组件5的推送位置调节到靠近需要更换的蓄电池组2的一侧；

通过推送组件5的推送，使蓄电池组2在储能安装组件1上滚动，蓄电池组2由限位组件6移出；

将新的蓄电池由限位组件6放入到储能安装组件1内，使蓄电池与推送组件5接触；

通过正反转电机43带动主动齿轮44反向转动，使接头组件3以主动齿轮44为中心转动复位；

通过第一伸缩杆42带动接头组件3的下落，使接头组件3与蓄电池组2电性接通；

再关闭限位组件对蓄电池组2进行定位。

具体的，通过第一伸缩杆42向上推动的过程中，达到从动齿轮37与从动齿轮37接触，而托板46与第二导向销38接触，保持安装板31的上移过程中的平衡作用；正反转电机43转动的过程中达到带动从动齿轮37的同步转动，安装板31绕从动齿轮37为中心转动的同时，使第二导向销38在限位槽15和弧形槽16内滑动调节，达到安装板31的翻转作用；通过调节块57的移动达到滑块52以及第二伸缩杆54横向调节的作用，使第二伸缩杆54的输出端位于蓄电池组2不同的位置；通过提板64上移过程中达到置换腔62的打开状态，用于蓄电池组2由置换腔62内向外推送的作用。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种快速置换式储能模块，其特征在于：包括储能安装组件（1）、接头组件（3）、翻转组件（4）、推送组件（5）和限位组件（6）；

所述储能安装组件（1）包括安装座（11）和第一限位板（13）；

所述翻转组件（4）包括第三壳体（41），所述第三壳体（41）的内壁底端固定连接有第一伸缩杆（42），所述第一伸缩杆（42）的输出端传动连接有正反转电机（43），所述正反转电机（43）的输出端传动连接有主动齿轮（44），所述第一伸缩杆（42）的输出端一侧传动连接有联动杆（45），且所述联动杆（45）的端部固定连接有托板（46）；

所述储能安装组件（1）的内壁底端滚动连接有若干组蓄电池组（2），所述储能安装组件（1）的内壁两侧转动连接有接头组件（3），且所述接头组件（3）与蓄电池组（2）的顶端接头处电性连接，所述第三壳体（41）固定连接在储能安装组件（1）的两侧外壁，两组所述主动齿轮（44）均与接头组件（3）啮合传动连接，所述推送组件（5）与限位组件（6）呈相互对称固定连接在储能安装组件（1）的两侧，所述蓄电池组（2）位于推送组件（5）和限位组件（6）之间；

所述推送组件（5）与蓄电池组（2）传动连接；

所述接头组件（3）包括安装板（31）和导电单元；所述安装板（31）的顶端一侧固定连接有第一壳体（32），且所述第一壳体（32）的顶端设置有第一导线（33），所述安装板（31）的顶端另一侧固定连接有第二壳体（34），且所述第二壳体（34）的顶端设置有第二导线（35）；两组所述导电单元分别设置在第一壳体（32）和第二壳体（34）内；

所述第一壳体（32）的两侧外壁均固定连接有第一导向销（36），且所述第一导向销（36）的端部固定连接有从动齿轮（37），所述第二壳体（34）的两侧外壁均固定连接有第二导向销（38）；

所述从动齿轮（37）与主动齿轮（44）啮合传动连接，所述第二导向销（38）滑动连接在储能安装组件（1）的两侧壁，且所述第二导向销（38）的端部卡接在托板（46）内；

所述推送组件（5）包括第四壳体（51）；所述第四壳体（51）的两侧外壁均固定连接有第一防护板（58），且两个所述第一防护板（58）均与第一限位板（13）固定连接；

所述第一限位板（13）分别固定连接在安装座（11）的顶端两侧，两组所述第一限位板（13）的表面均开设有长圆孔（14）和限位槽（15），两组所述第一限位板（13）的顶端均开设有弧形槽（16），且两组弧形槽（16）均与限位槽（15）相互连通；

两组所述第一导向销（36）均延伸至长圆孔（14）内；

两组所述第二导向销（38）均延伸至限位槽（15）内；

所述蓄电池组（2）卡接在两组所述第一限位板（13）之间。

2.根据权利要求1所述的一种快速置换式储能模块，其特征在于：所述导电单元包括导电板（39）、弹簧（310）和导电支柱（311），所述导电板（39）的顶端固定连接有弹簧（310），所述导电板（39）的底端固定连接有导电支柱（311）。

3.根据权利要求2所述的一种快速置换式储能模块，其特征在于：两组所述导电单元内的弹簧（310）分别固定连接在第一壳体（32）以及第二壳体（34）的内壁顶端。

4.根据权利要求1所述的一种快速置换式储能模块，其特征在于：所述安装板（31）的表面分别开设有第一插接孔（312）和第二插接孔（313），所述第一壳体（32）内的导电支柱（311）延伸至第一插接孔（312）内，所述第二壳体（34）内的导电支柱（311）延伸至第二插接孔（313）内，所述第一插接孔（312）与第二插接孔（313）分别与蓄电池组（2）的接头配合使用。

5.根据权利要求1所述的一种快速置换式储能模块，其特征在于：

所述第四壳体（51）的内壁设置有滑块（52），所述滑块（52）上横向贯穿有导向杆（53），且导向杆（53）的两端与第四壳体（51）的内壁两侧固定连接，所述滑块（52）的外壁固定连接有第二伸缩杆（54），且所述第二伸缩杆（54）的输出端与蓄电池组（2）配合使用，所述第二伸缩杆（54）的顶端固定连接调节杆（55）。

6.根据权利要求5所述的一种快速置换式储能模块，其特征在于：所述第四壳体（51）的顶端开设有空心滑腔（56），所述调节杆（55）延伸至空心滑腔（56）内，且所述调节杆（55）的端部固定连接有调节块（57）。

7.一种快速置换式储能的控制方法，利用如权利要求1-6任一项所述的一种快速置换式储能模块实施，其特征在于，包括以下步骤：

通过第一伸缩杆推动接头组件的上移，使接头组件与蓄电池组电性连接断开；

通过正反转电机带动主动齿轮转动，使接头组件绕主动齿轮为中心同步转动，接头组件与蓄电池组相互分离；

将调节推送组件的推送位置调节到靠近需要更换的蓄电池组的一侧；

通过推送组件的推送，使蓄电池组在储能安装组件上滚动，蓄电池组由限位组件移出；

将新的蓄电池由限位组件放入到储能安装组件内，使蓄电池与推送组件接触；

通过正反转电机带动主动齿轮反向转动，使接头组件以主动齿轮为中心转动复位；

通过第一伸缩杆带动接头组件的下落，使接头组件与蓄电池组电性接通；

再关闭限位组件对蓄电池组进行定位。

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