CN202213569U - 电动车换电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种电动车换电装置，所述电动车换电装置包括换电单元，所述换电单元包括：支架；一端与支架连接的倾斜滑杆；可前后左右移动的电池包平台，所述电池包平台可沿倾斜滑杆上下滑动；设于所述支架底部的主轴，所述主轴上设有可沿主轴移动的移动块，所述移动块通过连杆与所述电池包平台连接。本实用新型所公开的电动车换电装置，可实现为各式电动车快速安全换电，应用广泛。

Description

电动车换电装置

技术领域

本实用新型涉及一种可实现电动车快速换电的换电装置。

背景技术

电动车以电力作为能源，是绿色交通工具。具体地，电动车装上电池，该电池为电动车提供动力能源。由于电动车电池内存储的电能是一定的，因此，在不充电的情况下电动车可行驶的路程是有限。为了使电动车可以行驶更长的距离，目前也有一些设置在公路边专门为电动车提供充电的充电站。该充电站类似于普通汽车的加油站，当电动车的电池消耗完或即将消耗完时，电动车可以在充电站内对电池进行充电；当电池充满电后，电动车可以继续行驶。

但是，当电动车在充电站内对电池充电时，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。也有人选择更换电池箱，但是目前的换电设施较为庞大，电池的装卸较困难，需要花费较大的人力物力，操作起来非常不便。

发明内容

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种可实现电动车快速换电的换电装置。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：一种电动车换电装置，包括用于换电的换电单元，所述换电单元包括：支架；与支架连接的倾斜滑杆；与所述倾斜滑杆可活动连接的电池包平台，所述电池包平台包括：与所述倾斜滑杆可活动连接、可沿所述倾斜滑杆滑动的滑动架，以及设于所述滑动架上并可在所述滑动架上前后左右移动的活动平台，所述活动平台上设有可防止电池包随意滑动的固定装置；设于所述支架底部的主轴，所述主轴上设有可沿所述主轴移动的移动块，所述移动块通过连杆与所述电池包平台连接。

所述换电单元在使用时设于地面下，所述支架与倾斜滑杆连接、并构成整个换电单元的外架，通过所述电池包平台的活动平台上的固定装置将电池包固定在活动平台上。换电时，主轴上的移动块沿主轴开始移动，移动块的移动通过连杆带动电池包平台沿倾斜滑杆向上滑动，当电池包平台滑动到预设的位置（所述预设位置与电动车的换电槽高度一致）时，将电池包平台的滑动架固定，使其不再沿所述倾斜滑杆继续向上滑动；而由于电池包平台的活动平台可在所述滑动架上前后左右移动，因此当电池包平台的滑动架固定不动时，电池包平台的活动平台可继续在水平方向前后左右移动。所述活动平台上固定的电池包与换电槽处于同一水平高度，此时，所述活动平台沿所述电池包的滑动架继续向前移动靠近所述电动车的换电槽，在所述活动平台向前移动的过程中，通过调整所述活动平台的左右移动，使得固定在活动平台上的电池包与换电槽的端口对准。即所述活动平台在向前移动的同时左右移动，使得所述活动平台上固定的电池包在向所述换电槽靠近的同时对准换电槽的端口。电池包的一端固定在所述活动平台的固定装置处，电池包的另一端凸出在所述活动平台外，因此当电池包与换电槽的端口对准以后，随着所述活动平台的向前移动，凸出在所述活动平台外的电池包的一端将先到达换电槽的端口位置，并从换电槽的端口进入到换电槽中。当凸出在所述活动平台外的电池包部分完全进入到换电槽中时，所述活动平台停止向前移动，此时，将所述活动平台上的固定装置松开，电池包处于可活动状态，通过对电池包施加一个向换电槽方向的推力，推动未进入换电槽中的电池包部分完全进入到换电槽中，新的电池包推动换电槽中原有的旧电池包不断向后滑动，直至滑出电动车的换电槽，实现换电。

作为上述技术方案的改进，所述电池包平台的活动平台包括：设于所述滑动架上、并可沿所述滑动架前后滑动的下平台；设于所述下平台上、并可沿所述下平台左右滑动的上平台；所述上平台上设有可防止电池包随意滑动的固定装置。所述电池包平台的活动平台包括下平台和上平台，下平台实现在所述滑动架上的前后移动，用于换电时，当滑动架固定在所述倾斜滑杆时，下平台带动所述活动平台上的电池包继续向前移动靠近电动车的换电槽；上平台实现在所述活动平台的左右移动，用于调整所述上平台上固定在所述固定装置处的电池包对准换电槽的端口。实践中，只要能实现固定在所述活动平台上的电池包可前后移动，靠近或远离换电槽的端口，并可左右移动，对准换电槽的端口即可。

作为上述技术方案的改进，所述滑动架上固定有滑杆，所述下平台的下面固定有与所述滑杆相配合滑动的滑块；所述下平台的上面固定有相互平行的滑杆和丝杆，所述上平台的下面固定有与所述滑杆相配合的滑块、与所述丝杆相配合的丝杆滚珠，所述丝杆的端口处连接有用于驱动所述丝杆旋转的电机。实践中，所述下平台上面固定的丝杆也可用直线电机代替，只要可实现驱动所述上平台沿所述下平台左右移动即可。所述滑动架上的滑杆与水平线平行，所述下平台通过下方固定的与所述滑动架上滑杆相配合滑动的滑块实现在所述滑动架上的前后滑动；所述下平台上面固定的滑杆和丝杆与所述滑动架上固定的滑杆垂直，上平台可通过下面固定的滑块和滚珠丝杆或直线电机的作用实现在下平台上的左右移动。

作为上述技术方案的改进，所述上平台上设有可感应电动车换电槽端口位置、并调整上平台左右移动的磁感装置，所述磁感装置感应出换电槽的端口位置后，调整上平台左右移动，使上平台上的电池包与换电槽的端口对应。

作为上述技术方案的改进，所述上平台上用于防止电池包随意滑动的固定装置为至少一个电磁铁。所述电磁铁在通电的情况下，可将上平台上的电池包一端牢牢吸住，防止电池包的随意滑动；当需要将固定装置松开时，断开所述电磁铁的电源，电磁铁对所述电池包的固定消失，电池包处于可活动状态，控制方便，可根据电池包的大小及需要设计一个、两个或多个电磁铁。

作为上述技术方案的改进，所述上平台上设有用于推动电池包进入换电槽中的气缸。所述气缸与固定在所述固定装置的电池包位置对应，所述气缸用于推动电池包更进一步进入到换电槽中。换电时，当凸出在所述活动平台外的电池包部分完全进入到换电槽中时，还有一部分电池包未进入到换电槽中，此时，在所述上平台固定装置的后面设置有气缸，启动气缸，所述气缸的气动杆将推动未进入到换电槽中的电池包部分更进一步进入到换电槽中，换电更加便捷。

作为上述技术方案的改进，所述倾斜滑杆的预设的位置固定有电磁铁。当电池包平台向上滑动到所述预设位置时，通过所述电磁铁的吸合作用，将电池包平台的滑动架固定在倾斜滑杆上；换电完成后，断开电磁铁的电源，所述电池包平台在自身重力的作用及丝杆的作用下，沿所述倾斜滑杆下滑。

作为上述技术方案的改进，所述上平台上设有可使上平台向左或向右旋转90°的旋转装置。实践中，所述旋转装置可采用大扭矩力矩旋转电机，通过此种电机可使上平台向左或向右旋转90°，同样可对换电系统左右电动车辆的换电槽实现换电。

作为上述技术方案的改进，所述主轴外表面设有螺纹，所述主轴的端口处连接有用于驱动所述主轴旋转的电机，所述移动块上设有与所述主轴外表面相配合的螺纹，所述移动块分别通过第一连杆、第二连杆与所述电池包平台的下平台、滑动架连接。与所述主轴连接的电机可正反转，可带动所述主轴顺时针或逆时针旋转，从而实现所述移动块在所述主轴上的左右移动。所述移动块分别通过第一连杆、第二连杆与所述电池包平台的下平台、滑动架连接，当所述电池包平台沿倾斜滑杆向上滑动到预设的位置时，可将连接滑动架的第二连杆与所述移动块脱离，通过倾斜滑杆上固定的电磁铁的吸合，将滑动架固定在倾斜滑杆上；而连接下平台的第一连杆仍然与所述移动块连接，因此，所述移动块可继续带动所述下平台向前移动。

作为上述技术方案的改进，所述第一连杆和第二连杆均为倒置的“凹”字形结构，所述第一连杆、第二连杆的上端分别与所述电池包平台的下平台、滑动架连接，所述第一连杆、第二连杆下端的凹槽部分与所述移动块活动连接，所述第一连杆、第二连杆可沿所述移动块上下移动，所述移动块下方的第一连杆的长度大于第二连杆的长度。当移动块带动电池包平台向上滑动时，所述第一连杆、第一连杆的凹槽部分逐渐向上移动，由于移动块下方第一连杆的长度大于第二连杆的长度，因此第二连杆带动滑动架到达预设的位置时，第二连杆将先从移动块中脱离，滑动架在所述倾斜滑杆上固定的电磁铁的吸合作用下，固定在所述倾斜滑杆上，移动块的继续移动将不再带动与第二连杆连接的滑动架向上移动。而第一连杆还未从所述移动块脱离，移动块的移动将继续带动与所述第一连杆连接的下平台向前移动。此种设计使得第二连杆可自动从移动块中脱离，结构设计巧妙。所述第一连杆、第二连杆的长度以及二者之间的长度差，可根据需要设定。

作为上述技术方案的改进，所述电动车换电装置包括两个换电单元，分别在电动车的车头和车尾设有一个为电动车提供新电池包换电或承接电动车中被换下的电池包的换电单元。所述换电单元设有两个，分别设于电动车的车头和车尾，其中一个换电单元用于为电动车提供新的电池包换电，另一个换电单元用于承接电动车中被换下的电池包。

电动车的换电槽是放置电池包、为整个电动车提供电能的装置，所述换电槽安装在电动车底盘上，并可作为电动车底盘的主梁。所述换电槽中设有滑动装置，换电槽中的电池包可通过滑动装置在换电槽中滑动。电动车行驶过程中，所述电池包通过电子锁固定在换电槽中，防止电动车行驶过程中电池包随意滑动，当需要换电时，电子锁处于打开状态，新的电池包从换电槽的端口进入，推动换电槽中原有的电池包向外滑动，至新的电池包完全进入换电槽，旧的电池包完全从换电槽中滑出，实现换电。换电结束后，用电子锁重新将新的电池包固定在换电槽中。

所述电池包即为多块电池置于同一箱体中，为方便电池的安装及更换设计的，每个电池包中可包括不同数量的电池，每种电动车可根据需要装有一个或多个电池包，形式灵活。

本实用新型所述电动车换电装置，可实现电动车快速换电，而且所述换电单元设于地面下，电动车换电过程安全便捷。

附图说明

图1为本实用新型一种实施例的换电单元的结构示意图。

图2为图1中电池包平台的结构示意图。

图3为图2中上平台的结构示意图。

图4为图1中第一连杆和第二连杆的结构示意图。

图5为本实用新型一种实施例的换电过程示意图。

具体实施方式

为更好的说明本实用新型的目的、技术方案和优点，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。

一种电动车换电系统，如附图1所示，包括换电单元，所述换电单元包括：设于地平面下的支架10；设于支架10内的倾斜滑杆20；设于倾斜滑杆20上并可沿倾斜滑杆20上下滑动的电池包平台；所述电池包平台包括可沿倾斜滑杆20上下滑动的滑动架32、设于滑动架32上并可沿滑动架32前后滑动的下平台34、设于所述下平台34上并可沿下平台34左右滑动的上平台36；设于支架10底部、其上设有螺纹的主轴40，所述主轴40上设有可沿主轴40左右移动的移动块42，所述移动块42通过连杆（44、46）与所述电池包平台连接。

较佳地，如附图2所示，所述电池包平台的滑动架32通过与所述倾斜滑杆20相配合的滑块（图中未画出）与所述倾斜滑杆20连接，从而实现所述滑动架32在所述倾斜滑杆20上的上下滑动；所述滑动架32的上面固定有滑杆31，所述下平台34的下面固定有与所述滑动架32的滑杆31相配合的滑块39，从而实现下平台34在滑动架32上的前后滑动；所述下平台34上方设有滑杆33和丝杆35，所述上平台36的下方设有与所述下平台34上的滑杆33相配合的滑块（图中未画出）、与所述丝杆35相配合的丝杆滚珠（图中未画出），所述下平台34上的丝杆35端口处连接有电机（图中未画出），所述电机带动下平台34上的丝杆35旋转，丝杆35的旋转带动上平台36下方的丝杆滚珠向左或右移动，进而带动上平台36下方的滑块沿下平台34的滑杆33滑动，上平台36通过滑块及丝杆滚珠的移动实现在下平台34上的左右移动。更佳地，如附图2和3所示，所述上平台36上设有电磁铁37，所述电磁铁37可将电池包60的一端固定在上平台36上，防止上平台36上下左右移动的时候，电池包60随意滑动。

较佳地，所述倾斜滑杆的预设的位置固定有电磁铁（图中未画出）。当电池包平台向上滑动到所述预设位置时，通过所述电磁铁的吸合作用，将电池包平台的滑动架固定在倾斜滑杆上；换电完成后，断开电磁铁的电源，所述电池包平台在自身重力的作用及丝杆的作用下，沿所述倾斜滑杆下滑。

较佳地，所述上平台上设有可使上平台向左或向右旋转90°的旋转装置，所述上平台在所述旋转装置的作用下向左或向右旋转90°，与对换电单元前方电动车辆的换电槽的换电过程类似，同样可对换电单元左右电动车辆的换电槽实现换电。实践中，所述旋转装置可采用大扭矩力矩旋转电机。

较佳地，如附图2和3所示，所述上平台36上设有气缸38，所述气缸38与电池包60的固定端位置对应，电池包60的一端通过电磁铁37固定在上平台36上，电池包60的另一端凸出在上平台36外部。更佳地，所述上平台36上设有可感应换电槽端口位置的磁感装置（图中未画出），所述磁感装置感应出换电槽的端口位置，并驱使上平台36左右移动，直至电池包60对准换电槽的端口。当电池包平台的滑动架32向上滑动到到预设的位置时，利用磁感装置感应出换电槽的端口位置，通过上平台36的左右移动，使上平台36上的电池包60对准电动车换电槽的端口，下平台34带动上平台36继续向前运动，凸出在上平台外的电池包部分进入电动车的换电槽中，所述换电槽中设有滑动装置，电池包60可通过滑动装置滑动进入换电槽中，至凸出在上平台外的电池包部分全部进入到换电槽中，此时，断开电磁铁37的电源，电磁铁37将松开电池包，使得电池包60处于可活动状态。同时，启动气缸38，气缸38的气动杆对未进入到换电槽中的电池包部分施加一个向换电槽方向的推力，推动未进入到换电槽中的电池包部分更进一步进入换电槽。

较佳地，如附图1和4所示，所述移动块42通过第一连杆44与所述电池包平台的下平台34连接，所述移动块42通过第二连杆46与所述电池包平台的滑动架32连接，所述第一连杆44与第二连杆46均为倒置的“凹”字形结构，所述第一连杆44、第二连杆46的上端分别与所述电池包平台的下平台34、滑动架32连接，所述第一连杆44、第二连杆46下端的凹槽部分与所述移动块42活动连接，所述第一连杆44、第二连杆46可沿所述移动块42上下移动，所述第一连杆44在所述移动块42下方的长度大于所述第二连杆46在所述移动块42下方的长度。

所述倾斜滑杆20与支架10连接之间的倾斜角度可根据实际情况和需要选择不同的大小。

如附图5所示，所述换电单元在电动车换电槽的首尾方向各设置一个，其中一个换电单元为电动车提供新的电池换电，另一个换电单元用于承接从换电槽中被换下的旧电池。

换电时，如附图5所示，两个换电单元同步运行，即两个换电单元的电池包平台同时向上或向下滑动。同时启动两个换电单元中连接在主轴40端口处的电机50，电机50的输出端带动主轴40旋转，主轴40上的移动块42向左移动，移动块42通过第一连杆44、第二连杆46带动电池包平台向上滑动。因为电池包平台的下平台34和滑动架32分别通过第一连杆44、第二连杆46与所述移动块42连接，所以移动块42带动电池包平台的滑动架32和下平台34同步向上滑动，由于上平台36在下平台34上只可左右滑动不可前后滑动，所以下平台34带动上平台36与其同步向上滑动。随着电池包平台整体向上滑动，第一连杆44、第二连杆46的凹槽部分逐渐向上移动，直至所述电池包平台的滑动架32沿倾斜滑杆20滑动到预设的位置，第二连杆46的凹槽从移动块42中完全脱离，通过倾斜滑杆20上固定的电磁铁（图中未画出）的吸合，所述滑动架32固定在所述倾斜滑杆20上，移动块42的继续移动，将不再带动所述电池包平台的滑动架32向上滑动，此时通过电子锁将所述电池包平台的滑动架32固定在预设的位置。由于第一连杆44长度较长，当第二连杆46完全从移动块42上脱离时，第一连杆44还未完全从所述移动块42上脱离，此时移动块42的继续移动将带动所述下平台34沿所述滑动架32上的滑杆31向前移动，直至到达电动车的换电槽62端口。在所述下平台34向前移动到所述电动车的换电槽62位置时，上平台36通过磁感装置感应所述电动车换电槽62端口的位置，并自动在所述下平台34上左右移动，调整上平台36上的电池包60的位置与所述电动车的换电槽62端口位置对应。所述下平台34带动上平台36向前运动到电动车换电槽62的位置同时，上平台36上的电池包60自动调整到与电动车换电槽62的位置对应，此时，凸出在上平台外的电池包部分从换电槽62的端口进入到所述换电槽62中。断开上平台36上电磁铁37的电源，所述电磁铁37将电池包60松开，同时启动上平台36上的气缸38，所述气缸38的气动杆推动电池包60更进一步进入到电动车的换电槽62中。此时，可能会有少部分电池包未完全进入到电动车的换电槽62中，电动车的换电槽62具有自动调整功能，可自动调整使电池包完全进入到所述电动车的换电槽中。换电槽62中原有的电池包在新的电池包60推动下，从换电槽中完全滑出，此时，附图5中左边换电单元的电池包平台接住被换下的电池包，并通过上平台36上的的电磁铁37将电池包的一端固定。换电结束后，松开用于固定滑动架32的电子锁，同时启动两个换电单元与主轴连接的电机50，使主轴40向相反的方向旋转，移动块42向右移动，移动块42通过第一连杆44、第二连杆46驱动电池包平台沿倾斜滑杆20向下滑动，直至电池包平台滑动到倾斜滑杆20的底部。

本实用新型所述电动车换电装置中所采用的丝杆连接，也可用直线电机代替，不再需要使用旋转电机带动传动装置，而且结构及控制更加简单，实现零传动。本实用新型可根据电动车的型号或需要选择不同的电池包，换电单元的长度及倾斜滑杆的倾斜角度可根据需要选择不同的大小。本实用新型的换电单元设于地面下，换电时更加安全，在电动车的车头和车尾各设一个换电单元，其中一个为电动车提供充满电的新电池包，另一个用于承接电动车中电能已被用完的旧电池包，新电池的进入与旧电池的取出为同一过程，换电过程快速便捷。本实用新型的换电系统可适用于不同的电动车，可实现电动车快速安全换电，使用方式灵活，应用广泛。

最后应当说明，以上只是本实用新型的优选实施例，当然不能以此来限定本实用新型的保护范围，因此，以本实用新型所公开内容所做的等同变形，仍属于本实用新型所保护的范围。

Claims (9)

1.一种电动车换电装置，包括用于换电的换电单元，其特征在于，所述换电单元包括：

支架；

与支架连接的倾斜滑杆；

与所述倾斜滑杆可活动连接的电池包平台，所述电池包平台包括：与所述倾斜滑杆可活动连接、可沿所述倾斜滑杆滑动的滑动架，以及设于所述滑动架上并可在所述滑动架上前后左右移动的活动平台，所述活动平台上设有可防止电池包随意滑动的固定装置；

设于所述支架底部的主轴，所述主轴上设有可沿所述主轴移动的移动块，所述移动块通过连杆与所述电池包平台连接。

2.如权利要求1所述的电动车换电装置，其特征在于，所述电池包平台的活动平台包括：

设于所述滑动架上、并可沿所述滑动架前后滑动的下平台；

设于所述下平台上、并可沿所述下平台左右滑动的上平台；

所述上平台上设有可防止电池包随意滑动的固定装置。

3.如权利要求2所述的电动车换电装置，其特征在于所述滑动架上固定有滑杆，所述下平台的下面固定有与所述滑杆相配合滑动的滑块；所述下平台的上面固定有相互平行的滑杆和丝杆，所述上平台的下面固定有与所述滑杆相配合的滑块、与所述丝杆相配合的丝杆滚珠，所述丝杆的端口处连接有用于驱动所述丝杆旋转的电机。

4.如权利要求2或3所述的电动车换电装置，其特征在于所述上平台上设有可感应电动车换电槽端口位置、并调整上平台左右移动的磁感装置。

5.如权利要求2或3所述的电动车换电装置，其特征在于所述上平台上用于防止电池包随意滑动的固定装置为至少一个电磁铁。

6.如权利要求2或3所述的电动车换电装置，其特征在于，所述上平台上设有用于推动电池包进入换电槽中的气缸。

7.如权利要求2所述的电动车换电装置，其特征在于，所述主轴外表面设有螺纹，所述主轴的端口处连接有用于驱动所述主轴旋转的电机，所述移动块上设有与所述主轴外表面相配合的螺纹，所述移动块分别通过第一连杆、第二连杆与所述电池包平台的下平台、滑动架连接。

8.如权利要求7所述的电动车换电装置，其特征在于所述第一连杆和第二连杆均为倒置的“凹”字形结构，所述第一连杆、第二连杆的上端分别与所述电池包平台的下平台、滑动架连接，所述第一连杆、第二连杆下端的凹槽部分与所述移动块活动连接，所述第一连杆、第二连杆可沿所述移动块上下移动，所述移动块下方的第一连杆的长度大于第二连杆的长度。

9.如权利要求1所述的电动车换电装置，其特征在于所述电动车换电装置包括两个换电单元，分别在电动车的车头和车尾设有一个为电动车提供新的电池包换电或承接电动车中被换下的电池包的换电单元。

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