CN202089041U - 电动汽车底部推进式的移动换电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种利用移动换电车和送电车对电动汽车移动换电的装置，属于电动汽车快速更换车载动力电源电池系统装置的技术领域。包括用于停放电动汽车的至少一个换电车位，至少一个换电车，至少一个送电车和主控制系统；所述的换电车架于浅地沟内的道轨上，其上设有固定的与地面高度一致的垫车板和利用升降装置整体升降的换电车移动平台；电池包通过换电车和送电车之间的移动进行换电操作。采用本技术方案可对电动汽车实时快速的更换车载电池包，具有方便，灵活，成本低且效率高的优点。

Description

电动汽车底部推进式的移动换电装置

技术领域

本发明涉及一种电动汽车底部推进式的移动换电装置，为利用移动换电车和送电车对电动汽车移动换电的装置，属于电动汽车快速更换车载动力电源电池系统装置的技术领域，具体说属于利用移动换电车和送电车给电动汽车，特别是电动轿车快速更换车载动力电源电池的装置及移动换电车结构的技术领域。

背景技术

自国家鼓励发展电动汽车以来，各地建设电动汽车充电站、充电桩逐渐形成高潮，业内人士估计，建一个充电站，征地、建站、设施、配电等，大约要投资300-500万。还需形成网络，才能满足电动汽车大量发展的需要。

电动汽车进站充电，少则一二小时，多则七八小时，车主长时间停车会带来诸多不便，同时也大大地增加了成本的投入。试举例：一个充电位约能为3辆车充电，一个充电站，如有10个充电位，能解决30辆车充电，其电费收入极为有限。一个城市如拥有10万辆电动汽车，简单推算需要3400多个充电站，工程和投资都非常之大。

因此，采用“快速更换电池取代向车装电池充电”的方式迫在眉睫，由此改变长时间停站充电方式，能有助于推动电动汽车发展并大大地节约成本。但在目前电动汽车电池品质、车装位置、用电需求、供电模式等都缺少国家标准化的情况下，大量投入建设“换电站”等大型永久性基础建设等网络工程，条件尚不俱备。

发明内容

本发明提供了一种利用移动换电车和送电车设置移动换电服务点对电动汽车采用底部推进式的移动换电装置，以实现对电动汽车的实时快速更换电池且无须增加充电站的目的。

为达到所述的目的本发明的技术方案是：

一种电动汽车底部推进式的移动换电装置，包括用于停放电动汽车的至少一个换电车位，至少一个换电车，至少一个送电车和主控制系统；

所述的换电车位内设置可移动的至少一个换电车，该换电车位的两侧设置可移动的至少一对送电车；该换电车位于一对送电车之间；该主控制系统通过无线网络或有线网络分别与设置在该换电车位，换电车和送电车上的控制装置A，控制装置B和控制装置C电性连接；

所述的换电车位整体为从地面纵向下挖形成凹槽的浅地沟结构；该浅地沟内表面镶嵌由金属或塑料材料制成的内衬，底面沿纵向铺设有两条相互平行的道轨；该浅地沟四周的地面对应设置可分别定位并固定电动汽车四个轮子的四个定位装置；该定位装置前设置提示灯柱，该提示灯柱上端设置有可显示不同颜色的至少一个显示装置；所述的浅地沟内衬周边及底面按不同角度安装有供监控、调整电动汽车进入换电车位动态状况的摄像装置，该摄像装置通过有线网络或无线网络与所述控制装置A电性连接；

所述的换电车上设置有换电车基础平台，该换电车基础平台为中空的箱式刚性结构，底部固定连接有换电车滑轮，该换电车滑轮架于浅地沟内的道轨上；该换电车基础平台上表面上设有换电车移动平台，该换电车移动平台上连接有可使之从该换电车基础平台表面整体垂直升降的升降装置；

所述的换电车移动平台台平面安装有至少一个平行于道轨且由电机驱动的换电车滚轮轴，形成该换电车滚轮轴通过控制装置B的指令可顺、逆时针方向旋转，使置于该换电车移动平台台面上的电池包沿与道轨交叉方向成左、右横向移动的结构；

所述的换电车基础平台一侧一体延伸设有固定的与地面高度一致的垫车板；该垫车板为平板状结构，随所述的换电车基础平台整体移动，形成当垫车板移动至外侧一对定位装置连线位置时可使电动汽车一侧车轮借助该垫车板跨过所述的浅地沟而分别进入该定位装置的结构。

该送电车为可整体移动的电动平台车体结构，顶面设置有送电车平台；所述的送电车平台台平面安装有至少一个平行于道轨且由电机驱动的送电车滚轮轴，形成该送电车滚轮轴通过控制装置C的指令可顺、逆时针方向旋转，使置于该送电车平台台面上的电池包沿与道轨交叉方向成左、右横向移动的结构。

该浅地沟结构为深20厘米，宽120厘米，长200厘米。

该换电车基础平台上装有供工人操作换电之用的含电池、动力系统和监控系统及显示屏的控制装置B。

该换电车移动平台台面上装有六根换电车滚轮轴；该送电车平台台面上装有六根送电车滚轮轴。

该主控制系统，控制装置A，控制装置B和控制装置C为内部设置有CPU微处理器的微电脑控制装置。

该升降装置为液压升降装置或电动升降装置。

该垫车板宽18-20厘米，长100-120厘米，厚5-10厘米。

采用本发明的技术方案由于采用“移动换电车”以移动方式给电动汽车换电，可对电动汽车实时快速的更换车栽电池包，方便，灵活，成本低且效率高，具有不征地或少征地、不建站或少建站、投资少、不进行大量永久性工程建设的优势，对电动汽车的电池实际上提出了一种可采用改买为租的方式，降低了电动汽车的整车成本；客户车辆不在站内长时间停车充电，“移动换电车”的“电池包”集中总站充电、“低谷用电”，像燃油车加油站加油一样方便，几分钟为客户车辆进行快速换电，即刻继续上路。快速换电模式移动服务，方便灵活，当前与长远发展兼顾，加快电动汽车生产和进入市场，促进实施节能减排计划。

附图说明

图1为本发明电动汽车初始进入换电位置时的状态示意图；

图2为本发明电动汽车进入换电操作时的状态示意图；

图3为本发明换电车与送电车初始位置示意图；

图4为本发明换电车卸下空电池包移动时与送电车相对位置示意图。

图中标号说明

10、电动汽车

11、浅地沟

12、道轨

13、定位装置

14、提示灯柱

15、地面

20、换电车

21、换电车基础平台

22、换电车移动平台

23、换电车滑轮

24、升降装置

25、换电车滚轮轴

26、垫车板

30、送电车

31、送电车平台

32、送电车滚轮轴

40、电池包。

具体实施方式

下面结合附图对本发明详细描述如下：

如图1-图4所示，一种电动汽车底部推进式的移动换电装置，包括用于停放电动汽车10的至少一个换电车位，至少一个换电车，至少一个送电车和主控制系统；例如为一个换电车位，设置于该换电车位内的一个换电车和两个送电车(其两个送电车位于该换电车位两侧，同时也位于设置在该换电车位内的一个换电车的两侧(如图3和图4)；该主控制系统通过无线网络或有线网络分别与设置在该换电车位，换电车和送电车上的控制装置A，控制装置B和控制装置C电性连接；该主控制系统，控制装置A，控制装置B和控制装置C为内部设置有CPU微处理器的微电脑控制装置。

如图1和图3、图4所示，所述的换电车位内设置可移动的至少一个(例如一个)换电车20，该换电车位的两侧设置可移动的至少一对(例如一对)送电车30；该换电车20位于一对送电车30之间；

如图1所示，所述的换电车位整体为从地面15纵向下挖形成凹槽的浅地沟11结构，例如该浅地沟11结构可为深20厘米，宽120厘米，长200厘米的凹槽结构；凹槽的上平面外观结构形状为矩形，凹槽的截面形状为矩形；该浅地沟11内表面镶嵌由金属或塑料材料制成的内衬，底面沿纵向(即凹槽上平面矩形的长边方向)铺设有两条相互平行的道轨12(图3)；该浅地沟11四周的地面对应设置可分别定位并固定电动汽车四个轮子的四个定位装置13；如图3或图4所示，该四个定位装置13的设置为在该浅地沟11的一侧(即凹槽上平面矩形的一侧短边方向或凹槽的左侧边)外两端的地面分别设置一个与该浅地沟11成对称的定位装置13，然后延凹槽长边方向的地面各按电动汽车前后车轮的间距分别设置定位装置13，这样的设置可使电动汽车进入换电车位时能从该浅地沟11(凹槽上平面矩形一侧长边方向)一侧向另一侧跨越该浅地沟11时一侧的车轮(左前轮)通过地面，另一侧的车轮(右前轮)通过换电车20的垫车板26安全地进入各自的定位装置13。

该定位装置13前设置提示灯柱14(例如在左前轮的定位装置前，图3或图4)，该提示灯柱14上端设置有可显示不同颜色的至少一个显示装置(可按上中下设置红，黄和绿三种不同的指示灯，分别表示换电的停止，准备和结束三种状态)；所述的浅地沟11内衬周边及底面按不同角度安装有供监控、调整电动汽车进入换电车位动态状况的摄像装置，该摄像装置通过有线网络或无线网络与所述控制装置A电性连接；

所述的换电车20上设置有换电车基础平台21，该换电车基础平台21为中空的箱式刚性结构，底部固定连接有换电车滑轮23，该换电车滑轮23架于浅地沟11内的道轨12上；该换电车基础平台21上表面上设有换电车移动平台22，该换电车移动平台22上连接有可使之从该换电车基础平台21表面整体垂直升降的升降装置24(升降装置24可为液压升降装置或电动升降装置)，换电车移动平台22上放置换下的空电池包或待换电的满电池包，该电池包可随换电车移动平台22上下移动以满足换电时须先卸下空(旧)电池包并移出和移进换上满(新)电池包的需要(图1和图2)；

所述的换电车移动平台22台平面安装有至少一个平行于道轨12且由电机驱动的换电车滚轮轴25(最佳为6个/根换电车滚轮轴25)，形成该换电车滚轮轴25通过控制装置B的指令可顺、逆时针方向旋转，使置于该换电车移动平台22台面上的电池包40沿与道轨12交叉方向成左、右横向移动的结构；如图3和图4所示，设置换电车滚轮轴25的作用为方便换电操作；首先将换下的空电池包40从电动汽车车底随换电车基础平台21通过道轨12移出至事先等待的两个送电车之间，接下来将空电池包通过升降装置24、换电车滚轮轴25和送电车滚轮轴32移至空的送电车上(南面位置)，另一个送电车上事先携带的新电池包(北面位置)同样通过送电车滚轮轴32和换电车滚轮轴25移至换电车上，最后新电池包随换电车基础平台21通过道轨12移至电动汽车底下，对准车装电池包部位，然后借助升降装置24和控制装置B，使电池包先上升到安装位，再继续升高撞击车上自锁装置将电池包挂牢并锁定，完成对新电池包进行换电操作后换电车移动平台回落到原位，完成整个的换电过程。

如图3所示为平时等待电动汽车来换电时的换电车位及换电车，送电车的位置示意图；空换电车(不携带电池包的)置于(将来)车底的位置，携带新电池包40(电池包40四周卡紧，如图3)的送电车(北端)和空送电车(南端)等待在浅地沟11的两侧，恰好在换电车将携带换下的空电池包移出来的位置上。

所述的换电车基础平台21一侧一体延伸设有固定的与地面高度一致的垫车板26；该垫车板26为平板状结构(例如宽18-20厘米，长100-120厘米，厚5-10厘米的平板状垫车板26)，随所述的换电车基础平台21整体移动，形成当垫车板26移动至外侧一对定位装置13连线位置时(垫车板26的中心线与一对定位装置13中心线重合)可使电动汽车一侧车轮借助该垫车板26跨过所述的浅地沟11而分别进入该定位装置13的结构(垫车板26起桥的作用)。该换电车基础平台21上装有供工人操作换电之用的含电池、动力系统和监控系统及显示屏的控制装置B。

该送电车30为可整体移动的电动平台车体结构(下安装有轮子)，可通过主控制装置和安装在其上的控制装置C控制其移动)，送电车30顶面设置有送电车平台31；所述的送电车平台31台平面安装有至少一个平行于道轨12且由电机驱动的送电车滚轮轴32(例如可设置六根/个送电车滚轮轴)，形成该送电车滚轮轴32通过控制装置C的指令可顺、逆时针方向旋转，使置于该送电车平台31台面上的电池包40沿与道轨12交叉方向成左、右横向移动的结构。

本技术方案适用于纯电驱动的小轿车、出租车、警用车、专用车、面包车、旅行车以及轻型运输车等(简称电动轿车)，其特点是动力电池托装于车底，必须经由车底自动操作更换“电池包”的车辆。

本系统为电动轿车从车底推进换电方式，可设置于电动汽车换电网站、移动换电车服务网点及约定为电动汽车换电服务的公共场点，为电动轿车换电。

一、系统装置的组成

系统装置的每个换电车位由浅地沟、换电车、送电车、提示灯柱和智能监控系统等组成。每个换电网站、移动换电车服务网点可以设多个换电车位。

(一)浅地沟

浅地沟结构：

1.浅地沟，为从地面下挖的纵向浅沟，深约20公分，宽约1.2来，长约2米左右，也可以在一侧开口；

2.浅地沟嵌入大约相同尺寸的金属或塑材内衬；

3.内衬底面安装有两条垂直方向道轨，换电车底滑轮依托于道轨之上，由电驱动纵向滑动进出车底；

4.浅地沟内衬周边及底面按不同角度安装有摄象系统，供监控、调整电动轿车进入换电车位的动态状况。

(二)换电车

换电车结构：

1.换电车主体为基础平台，基础平台底部有纵向移动滑轮，架于浅地沟道轨上，由电驱动滑轮进出于外来换电车辆底部；

2.基础平台上设有含液压或电动系统相连的、可垂直升降的移动平台，供托装及升降“电池包”之用；

3.移动平台台面，装有六根由电机驱动，可顺、逆时针方向旋转的“滚轮轴”，供左、右横向移动换电车上的电池包之用；

4.基础平台靠后设有固定的与地面高度一致的“垫车板”，横向板端对准地面，“垫车板”随基础平台纵向移动进出车底；

5.基础平台上装有含电池、动力系统和监控系统及显示屏的控制操作柜，供工人操作换电之用。

(三)送电车

送电车结构：

1.送电车为电动平台车体，可由工人操作行驶；

2.车体台面装有六根由电机驱动，可顺、逆时针方向旋转的“滚轮轴”，供左、右横向移动“电池包”之用；

3.车体平台上装有含电池、动力系统、监控系统的控制操作柜，供工人操作行驶和送电之用。

(四)提示灯柱

提示灯柱结构：

1.立式灯柱；

2.灯柱上端装有红、黄、绿三色灯罩；

3.三色灯罩分别显示“停车换电”“正在换电”“换电结束”；

4.由换电车按程序遥控变换三色灯罩及显示文字内容。

二.使用本技术方案对电动轿车底部推进方式换电的操作过程

(一)换电前

1.提示灯位显示“停车换电”；

2.换电车准确停在准备换电车辆位置的底部，其“垫车板”对接于外来换电车辆前轮通过的位置；

3.两辆送电车(其中一辆装有充好电的电池包)停放在换电车靠后两侧等待；

4外来换电车辆通过“垫车板”，驶达换电车位按限定位置停稳；

5.外来换电车辆侧面对准换电车位(含换电工人)；

6.司机操作拔出电源连接板，打开车底电池包护罩及车内安装的安全锁定系统；

7.控制柜显示屏上显示换电车移动平台已对准车载“电池包”。

(二)换电操作

①换电车从车底卸下用完电的电池包

(1)提示灯位显示“正在换电”；

(2)检查换电车是否对准车装电池包底部；

(3)换电工人操作换电车上升降系统将移动平台顶向车装“电池包”底部；

(4)移动平台接触到“电池包”底后，继续向上稍顶“电池包”；

(5)“电池包”向上触动车装锁定装置后，从锁定状况解脱，落到移动平台上；

(6)移动平台装有卸下的“电池包”，向下回落到原来位置(高度)；

(7)换电工人操作换电车，拉上卸下的“电池包”，退出车底回到原位；

②拉出的电池包移往送电车

(1)送电车平行方向停在换电车左(右)侧等候；

(2)换电工人操作换电车移动平台升高系统对准送电车，启动滚轮轴将拉出的电池包移向左侧送电车上；

(3)送电工人纵向拉走装有“贫电电池包”的送电车。

③换电车装上新电池包

(1)装有新“电池包”的送电车平行方向停在换电车右(左)侧；

(2)送电车工人操作送电车滚轮轴将新“电池包”移向换电车；

(3)换电工人操作换电车滚轮轴将新“电池包”调整到正确位置；

④换电车向前进入车底

(1)换电工人操作装上新“电池包”的换电车进入车底；

(2)换电车到位对准车装“电池包”底部位置。

⑤托装“电池包”。

(1)换电工人启动升降系统推动移动平台和“电池包”上升顶向安装“电池包”的位置；

(2)对准后继续推电池包向上触动锁定装置“电池包”被自动锁定；

(3)移动平台脱离“电池包”向下回落到原来位置。

⑥本次换电操作完成后，换电车停在原位，等待下一次外来换电车辆进入时继续换电操作。

(三)换电结束

1.提示灯位显示“换电结束”；

2.司机安好电源插板，固定好“电池包”护罩及车内安装的“电池包”安全锁定系统；

3.提示灯位显示“换电结束”请“离开车位”；

4，换电车、送电车重新各就各位，等待下次换电操作。

三.智能监控(主控制装置)

1.视像、监控、声控提示等设施集中于控制柜；

2.换电过程中显示屏显示换电操作动态及标称数据；

3.记录车辆进点换电起止时间；

4.检测、记录换好新“电池包”后电能参数；

5.提示车辆换电正常无误。

四.主要内容

1.浅地沟取代车体升高或建设换电系统大地坑；

2换电车上设有固定“垫车板”，保证外来换电车辆通过，又加大换电车进出车底高度；

3.换电车上设置液压或电动升降电池包系统；

4.换电车完成换电操作后停在原位等待下一次换电，节省停车换电操作时间；

5.换电车送“电池包”进出车底；

6.从送电车向换电车自动取、送“电池包”；。

7.“电池包”与车载撞触自锁系统；

8.创新内容及动作构件都集中在换电车上，为系统技术含量较高的换电车。

Claims (8)

1.一种电动汽车底部推进式的移动换电装置，其特征在于，包括用于停放电动汽车的至少一个换电车位，至少一个换电车，至少一个送电车和主控制系统；

所述的换电车位内设置可移动的至少一个换电车(20)，该换电车位的两侧设置可移动的至少一对送电车(30)；该换电车(20)位于一对送电车(30)之间；该主控制系统通过无线网络或有线网络分别与设置在该换电车位，换电车和送电车上的控制装置A，控制装置B和控制装置C电性连接；

所述的换电车位整体为从地面纵向下挖形成凹槽的浅地沟(11)结构；该浅地沟(11)内表面镶嵌由金属或塑料材料制成的内衬，底面沿纵向铺设有两条相互平行的道轨(12)；该浅地沟(11)四周的地面对应设置可分别定位并固定电动汽车四个轮子的四个定位装置(13)；该定位装置(13)前设置提示灯柱(14)，该提示灯柱(14)上端设置有可显示不同颜色的至少一个显示装置；所述的浅地沟(11)内衬周边及底面按不同角度安装有供监控、调整电动汽车进入换电车位动态状况的摄像装置，该摄像装置通过有线网络或无线网络与所述控制装置A电性连接；

所述的换电车(20)上设置有换电车基础平台(21)，该换电车基础平台(21)为中空的箱式刚性结构，底部固定连接有换电车滑轮(23)，该换电车滑轮(23)架于浅地沟(11)内的道轨(12)上；该换电车基础平台(21)上表面上设有换电车移动平台(22)，该换电车移动平台(22)上连接有可使之从该换电车基础平台(21)表面整体垂直升降的升降装置(24)；

所述的换电车移动平台(22)台平面安装有至少一个平行于道轨(12)且由电机驱动的换电车滚轮轴(25)，形成该换电车滚轮轴(25)通过控制装置B的指令可顺、逆时针方向旋转，使置于该换电车移动平台(22)台面上的电池包(40)沿与道轨(12)交叉方向成左、右横向移动的结构；

所述的换电车基础平台(21)一侧一体延伸设有固定的与地面高度一致的垫车板(26)；该垫车板(26)为平板状结构，随所述的换电车基础平台(21)整体移动，形成当垫车板(26)移动至外侧一对定位装置(13)连线位置时可使电动汽车一侧车轮借助该垫车板(26)跨过所述的浅地沟(11)而分别进入该定位装置(13)的结构。

2.如权利要求1所述的电动汽车底部推进式的移动换电装置，其特征在于该送电车(30)为可整体移动的电动平台车体结构，顶面设置有送电车平台(31)；所述的送电车平台(31)台平面安装有至少一个平行于道轨(12)且由电机驱动的送电车滚轮轴(32)，形成该送电车滚轮轴(32)通过控制装置C的指令可顺、逆时针方向旋转，使置于该送电车平台(31)台面上的电池包(40)沿与道轨(12)交叉方向成左、右横向移动的结构。

3.如权利要求1所述的电动汽车底部推进式的移动换电装置，其特征在于该浅地沟(11)结构为深20厘米，宽120厘米，长200厘米。

4.如权利要求1所述的电动汽车底部推进式的移动换电装置，其特征在于该换电车基础平台(21)上装有供工人操作换电之用的含电池、动力系统和监控系统及显示屏的控制装置B。

5.如权利要求1所述的电动汽车底部推进式的移动换电装置，其特征在于该换电车移动平台(22)台面上装有六根换电车滚轮轴(25)；该送电车平台(31)台面上装有六根送电车滚轮轴(32)。

6.如权利要求1或2或4所述的任一电动汽车底部推进式的移动换电装置，其特征在于该主控制系统，控制装置A，控制装置B和控制装置C为内部设置有CPU微处理器的微电脑控制装置。

7.如权利要求1所述的电动汽车底部推进式的移动换电装置，其特征在于该升降装置(24)为液压升降装置或电动升降装置。

8.如权利要求1所述的电动汽车底部推进式的移动换电装置，其特征在于该垫车板(26)宽18-20厘米，长100-120厘米，厚5-10厘米。

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