CN202089042U - 一种电动汽车电池更换装置 - Google Patents

Abstract

一种电动汽车电池更换装置，包括机架、换电池机构、槽轮机构、钩取机构和停车平台，机架由连接板依次连接为方筒结构，方筒结构竖直安装在底座上，底座前部设置有第Ⅱ电机支架，方筒结构后部的连接板上安装有第Ⅲ电机支架；换电池机构通过主轴和轴承安装在机架的方筒结构内；槽轮机构由槽轮和曲柄组成，槽轮安装在主轴后伸出端上，曲柄与槽轮啮合，曲柄固定在第Ⅲ电机的轴上；钩取机构通过丝杠支座安装在机架上并贯穿前支撑板与后支撑板的方槽，后端伸入盖板和底座形成的空腔内，前端连接第Ⅱ电机支架；机架前端设置有停车平台。该装置提供多个待更换电池，可有效提高电池的更换效率，增加电动汽车的续航能力。

Description

一种电动汽车电池更换装置

技术领域

本实用新型属于电动汽车技术领域，特别涉及一种电动汽车电池更换装置。

背景技术

随着社会的进步与发展，传统能源越来越接近于枯竭，因此开发新型能源是势在必行的，包括核能、太阳能、可燃冰能等多种新型能源将是未来能源科技发展的趋势，也将成为未来汽车动力的来源。交通运输行业发展较快的是铁路运输的电气化发展，经过十一五计划的重点发展，目前，我国铁路电气化水平已经超过80%，电力技术在汽车上的发展却相对缓慢。随着电池技术的发展进步，研究者开发出了基于电能的新型汽车，以其节能特点备受关注，电动汽车将是未来汽车产业以及整个动力技术领域的重要发展趋势。

近几年，我国的重点城市已经开始逐步推广电动汽车，深圳市规划在2012年以前建成200个快速充电站，以促进和普及电动汽车的发展；2011年初国家发改委也宣布要在京津地区建设电动汽车充换电池服务网络，推广更换电池的电动汽车续电方式。现在电动汽车面临的一个很难突破的问题是：当车载电池电量耗尽时，快速充电站充满一辆汽车供电电池一般需要几十分钟，耗费时间较长，影响汽车的连续运行。

目前最好的解决办法是更换电池，通过自动更换电池来增加汽车的续航能力，业内尚无较为成熟的解决方案。

发明内容

针对目前电池动力汽车车载电池续航能力不足、电池充电时间长、电池大而笨重人工搬运、更换困难的问题，本实用新型提供一种可以自动更换电动汽车电池的装置，实现电动汽车乏电电池与满电电池间的相互更换，且更换后的电池能各自接通充电电极和工作电极。

       为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种电动汽车电池更换装置，包括机架、换电池机构、槽轮机构、钩取机构和停车平台，机架上部是由连接板依次连接成的方筒结构，方筒结构底部设有槽口且竖直安装在底座上，底座前部设置有第Ⅱ电机支架，方筒结构后部的连接板上安装有第Ⅲ电机支架，换电池机构通过主轴和轴承安装在机架的方筒结构内，槽轮机构由槽轮和曲柄组成，槽轮安装在主轴后伸出端上，曲柄与槽轮啮合，曲柄固定在第Ⅲ电机的轴上，钩取机构通过两端的丝杠支座安装在机架上并贯穿方筒结构底部的槽口，前端连接第Ⅱ电机支架，停车平台设置在机架的前端。

所述的换电池机构由主轴、支撑板、滚珠槽、滚珠、电池仓和导电弹簧片组成，两个支撑板为正多边形结构，两个支撑板互相平行安装在主轴的前、后部；电池仓为U形板结构，按轴对称的方式安装在两个支撑板的周边上，电池仓开口端两侧设有向内的折弯，折弯的腔体内设有滚珠槽和滚珠；电池仓的底部安装有导电弹簧片。

所述的钩取机构由第Ⅰ电机支架、第Ⅰ电机、第Ⅱ电机、钩取短轴和将第Ⅱ电机的旋转运动转换为钩取短轴的直线运动的转换装置组成，钩取短轴末端设有短钩，另一端连接第Ⅰ电机的轴，第Ⅰ电机安装在第Ⅰ电机支架上，第Ⅰ电机支架固定在转换装置上，第Ⅱ电机安装在机架的第Ⅱ电机支架上，第Ⅱ电机的轴通过联轴器与滚珠丝杠连接。

本实用新型的有益效果是：该电池更换装置设有多工位自动充电电池仓，为电动汽车提供多个待更换电池，提高电池的更换效率；可代替人力更换电动汽车大而笨重的电池，有助于解决电动汽车电池人工搬运、更换困难的问题；采用更换电池的方式，省去了电池充电等待时间，可增加电动汽车的续航能力，为未来电动汽车智能化创造了条件。

附图说明

图1是本实用新型实施例的整体结构示意图；

图2是本实用新型实施例的机架结构示意图；

图3是本实用新型实施例的换电池机构示意图；

图4是本实用新型实施例的钩取机构示意图；

图5是本实用新型实施例的停车平台结构示意图；

图6是本实用新型实施例的的钩取动作示意图；

图7是本实用新型实施例的电机驱动控制流程图；

图中：1前支撑板，2后支撑板，3左侧板，4右侧板，5盖板，6底座，7第Ⅲ电机支架，8第Ⅱ电机支架，9主轴，10支承板，11滚珠槽，12滚珠，13电池仓，14导电弹簧片，15滚珠丝杠，16丝母，17导杆，18丝杠支座，19防护盒，20第Ⅰ电机支架，21橡胶垫圈，22第Ⅰ电机，23钩取短轴，24联轴器，25第Ⅱ电机，26停车平台，26a侧壁，26b坡面，26c固定轨道，26d顶面，27第Ⅲ电机，28槽轮，29曲柄，30电池，31钩挂件。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

如图1、图2所示，电动汽车电池更换装置包括机架、换电池机构、槽轮机构、钩取机构和停车平台；机架由前支撑板1、后支撑板2、左侧板3、右侧板4、盖板5、底座6、第Ⅲ电机支架7和第Ⅱ电机支架8组成，前支撑板1与后支撑板2均为U形结构且底部开设有方槽，两支撑板的U形侧翼分别采用螺栓连接在左侧板3和右侧板4的两侧，连接后的结构呈方筒形并通过左侧板3与右侧板4底部的螺栓孔连接在U形底座6中部的侧翼上，第Ⅱ电机支架8安装在底座6前部，通过螺栓与底座6连接，第Ⅲ电机支架7安装在后支撑板2的偏右上部位，底座6后端安装有盖板；换电池机构通过其主轴9和轴承安装在前支撑板1和后撑板2形成的方筒形结构内；槽轮机构包括槽轮28和曲柄29，槽轮28安装在主轴9后伸出端上，曲柄29与槽轮28啮合，曲柄29固定在第Ⅲ电机27的轴上；钩取机构通过丝杠支座安装在机架上并贯穿前支撑板1与后支撑板2的方槽，机构后端伸入盖板和底座6形成的空腔内，前端连接第Ⅱ电机支架8；机架1前支撑板1的前端设置有停车平台，供电动汽车停靠更换电池。

如图3所示，所述的换电池机构由主轴9、支承板10、滚珠槽11、滚珠12、电池仓13和导电弹簧片14组成，两个支承板10为正六边形结构，两个支承板互相平行安装在主轴的前、后部；电池仓为U形板结构，按轴对称的方式连接在两个支撑板的周边上，电池仓开口端两侧设有折弯，折弯的腔体内安装有滚珠槽和滚珠；电池仓的底部安装有两个导电弹簧片。

所述的钩取机构由第Ⅰ电机支架、第Ⅰ电机、第Ⅱ电机、钩取短轴和将第Ⅱ电机的旋转运动转换为钩取短轴的直线运动的转换装置组成，转换装置可设置为齿轮齿条、杆结构、直线电机等形式，本实施例采用的转换装置为滚珠丝杠和丝母的结构形式，如图4所示，钩取机构由滚珠丝杠15、丝母16、导杆17、丝杠支座18、防护盒19、第Ⅰ电机支架20、第Ⅰ电机22、钩取短轴23和第Ⅱ电机25组成，滚珠丝杠15、丝母16、导杆17、丝杠支座18和防护盒19构成本钩取机构的转换装置，钩取短轴23末端设有L型短钩，另一端设有电机轴安装孔，第Ⅰ电机22的轴插入安装孔中并加设螺钉紧固；第Ⅰ电机22安装在第Ⅰ电机支架20上，防护盒19通过螺栓与第Ⅰ电机支架20连接；滚珠丝杠15两端设有丝杠支座18，滚珠丝杠15通过轴承安装在丝杠支座18上；滚珠丝杠15两侧设有与其平行布置的导杆17，导杆17一端通过具有导向功能的直线轴承与防护盒19连接并穿过防护盒19，尾部套装橡胶垫圈21，导杆17两端固定在丝杠支座18上；丝母16设置在防护盒19外侧并与滚珠丝杠15配合安装；第Ⅱ电机25安装在机架的第Ⅱ电机架8上，第Ⅱ电机25的轴通过联轴器24与滚珠丝杠15连接。

如图5所示，所述的停车平台26为锥台形结构，由侧壁26a、坡面26b、固定轨道26c和顶面26d组成，顶面26d保持水平，两个长条形的固定轨道26c平行安装在顶面上26d用于电动汽车停靠，两侧侧壁26a与顶面26d垂直，坡面26b与顶面26d成钝角并在固定轨道26c长度方向上对称设置。

如图6、图7所示，电池更换装置的工作过程：电动汽车停靠在停车平台26的固定轨道26c上时，一个空载的电池仓13的端口正对着电动汽车的车载电池仓进出口，在控制系统控制下，第Ⅱ电机25正转驱使滚珠丝杠15转动，带动丝母16及其关联的钩取短轴23的L型短钩线性运动至电动汽车电池30的钩挂件31的钩槽内；然后，第Ⅰ电机22正转90°，使钩取短轴23的L型短钩旋转为竖立状态，钩住钩挂件31的钩槽，再令第Ⅱ电机25反转，使钩取短轴23反向运动，直至电池30被钩入换电池机构的电池仓13内，电池30上的条形电极与电池仓13的导电弹簧片14也随之闭合导通；第Ⅱ电机25停止反转，第Ⅰ电机22反转90°后，第Ⅱ电机25继续反转使钩取短轴23恢复到初始位置；启动第Ⅲ电机27带动曲柄29转动一周，对应的槽轮28转动60°，使装有满电电池的电池仓对准电动汽车的车载电池仓，令第Ⅱ电机25再次正转使钩取短轴23将电池推向电动汽车的车载电池仓内，电动汽车供电系统同时自动导通，第Ⅱ电机25反转使钩取机构恢复到初始位置，至此，一次电池更换过程完成。

Claims (3)

1.一种电动汽车电池更换装置，其特征在于：包括机架、换电池机构、槽轮机构、钩取机构和停车平台，机架上部是由连接板依次连接成的方筒结构，方筒结构底部设有槽口且竖直安装在底座上，底座前部设置有第Ⅱ电机支架，方筒结构后部的连接板上安装有第Ⅲ电机支架，换电池机构通过主轴和轴承安装在机架的方筒结构内，槽轮机构由槽轮和曲柄组成，槽轮安装在主轴后伸出端上，曲柄与槽轮啮合，曲柄固定在第Ⅲ电机的轴上，钩取机构通过两端的丝杠支座安装在机架上并贯穿方筒结构底部的槽口，前端连接第Ⅱ电机支架，机架的前端设置有停车平台。

2.根据权利要求1所述的一种电动汽车电池更换装置，其特征在于所述的换电池机构由主轴、支撑板、滚珠槽、滚珠、电池仓和导电弹簧片组成，两个支撑板为正多边形结构，边数大于等于3，两个支撑板互相平行安装在主轴的前、后部；电池仓为U形板结构，按轴对称的方式安装在两个支撑板的周边上，电池仓开口端两侧设有向内的折弯，折弯的腔体内设有滚珠槽和滚珠；电池仓底部安装有导电弹簧片。

3.根据权利要求1所述的一种电动汽车电池更换装置，其特征在于所述的钩取机构由第Ⅰ电机支架、第Ⅰ电机、第Ⅱ电机、钩取短轴和将第Ⅱ电机的旋转运动转换为钩取短轴的直线运动的转换装置组成，钩取短轴末端设有短钩，另一端连接第Ⅰ电机的轴，第Ⅰ电机安装在第Ⅰ电机支架上，第Ⅰ电机支架固定在转换装置上，第Ⅱ电机安装在机架的第Ⅱ电机支架上，第Ⅱ电机的轴通过联轴器与滚珠丝杠连接。

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