CN204102953U - 电动汽车换电式电池箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电动汽车充换电领域，尤指一种用于电动车辆的电动汽车换电式电池箱，包括电池以及容置电池的电池框，所述电池框设有若干与各块电池的正负极耳相对应电性连接的接线柱，电池框还设有若干可将各块电池通过接线柱依次串联连接的电池串接块以及可驱动该电池串接块运动的驱动装置。本实用新型的目的在于提供一种电动汽车换电式电池箱，该电池箱在纯电动汽车进站换电时操作简便、快捷；补充电时不需要电池管理系统，可简便、快捷的实现每个电池的单独充电，并将每块电池充满，均衡效率高。

Description

电动汽车换电式电池箱

技术领域

本实用新型涉及电动汽车充换电领域，尤指一种用于电动车辆的电动汽车换电式电池箱。

背景技术

电动车辆以储能电池为动力源，是涉及到机械、电子、电力、微机控制等多学科的高科技产品。它属于“零排放”汽车，是取代燃油汽车最理想、最有希望的绿色交通工具。纯电动汽车按电能补充方式分为充电式纯电动汽车和换电式纯电动汽车。充电式纯电动汽车又有快充和慢充两种方式，由于这两种方式都是将电池串接在一起，由充电管理系统控制恒流、恒压充电模式来进行电池均恒，这就需要专门的充电管理系统，由于电池始终是串联充电，无论采取什么方案的充电管理系统，都无法作到对电能较低的电池单独补充电，电池均恒、维护效果差强人意。换电式纯电动汽车无需停车长时间等待补充电能，换下来的电池箱补充电的模式和前述慢充一样，现有技术没法作到用小功率充电机对每块电池单独充电。

由于电池个体的差异以及使用状态的不同等原因，电池在使用过程中相互之间呈现差异性，当把多个电池串联起来整体充电时，由于单个电池的容量不一致，每个电池的充放电时间也不一样，充电时有些电池处于过充状态，有些还未充满，长期使用，会加剧电池的个体差异，缩短电池的使用寿命。

发明内容

针对以上技术问题，本实用新型的目的在于提供一种电动汽车换电式电池箱，该电池箱在纯电动汽车进站换电时操作简便、快捷；补充电时不需要电池管理系统，可简便、快捷的实现每个电池的单独充电，并将每块电池充满，均衡效率高。

为达到以上目的，本实用新型电动汽车换电式电池箱主要采用以下技术方案：

一种电动汽车换电式电池箱，包括电池以及容置电池的电池框，所述电池框设有若干与各块电池的正负极耳相对应电性连接的接线柱，电池框还设有若干可将各块电池通过接线柱依次串联连接的电池串接块以及可驱动该电池串接块运动的驱动装置；当所述电动汽车换电式电池箱为电动车辆供电时，驱动装置驱使电池串接块与接线柱电性连接，各个电池串联供电；当所述电动汽车换电式电池箱处于充电状态时，驱动装置驱使电池串接块与接线柱分离，各个电池之间无连接，各个电池分别单独充电。

优选的，所述电池框设有串接线路活动板和底座，串接线路活动板与电池串接块固定连接，底座与电池框固定连接。

优选的，所述驱动装置为气缸或液压缸，所述气缸或液压缸的基座和活塞杆分别与串接线路活动板和底座固定连接。

另一优选的，所述驱动装置为电机，电机轴的前端设有螺纹，电机的基座与串接线路活动板固定连接，电机轴与底座螺纹连接。

优选的，所述串接线路活动板与底座通过导柱滑动连接。

优选的，所述串接线路活动板与电池串接块之间设有弹簧。

优选的，所述电池框设有支撑板，接线柱穿过支撑板并与支撑板固定连接。

优选的，所述每个电池串接块设有两个可与对应接线柱电性连接的凸起。

优选的，所述接线柱套设有卡环，卡环设有至少四个可容置线缆穿过的容置孔。

优选的，所述电池框外侧设有挂钩，挂钩之间设有加强筋。

下面简述本实用新型电动汽车换电式电池箱的工作原理：

电池框内安装有多块电池，电池框还设有若干与各块电池的正负极耳相对应电性连接的接线柱，各个接线柱分别与每块电池的正负极耳一一对应，各个电池之间此时相互独立，各个接线柱分别带有与相连接电池的正负极耳相同的极性，电动汽车换电式电池箱在给电动车辆供电时，驱动装置驱动电池串接块运动，其中一块电池串接块将两块电池具有正负极性的接线柱电性连接，使两块电池串联连接，多块电池串接块通过该种方式分别将电池框内的各块电池依次串联连接，使电池框内的多块电池串联成一个整体给电动车辆供电；

当电动汽车换电式电池箱处于充电状态时，驱动装置驱动电池串接块与接线柱脱离，电动汽车换电式电池箱内各块电池的正负极耳此时仅与接线柱连接，各个电池变为相互独立的个体，各个单块电池此时分别通过接线柱与充电机相连进行充电。

本实用新型电动汽车换电式电池箱的有益效果为：通过驱动装置驱动电池串接块的运动对电池箱内各个电池的连接状态进行切换控制，使各个电池在不拆卸的状态下即可实现独立充电，其操作简单，使用方便；将多块电池串联成整体充电改为单个电池独立充电，使每块电池在充电时都可以达到电池的最大容量，使各块电池在串联使用时都处于最佳的工作状态；各块电池独立进行充电时，可以直接采用电池的额定电压进行恒压充电，无需充电管理系统来切换恒流、恒压充电模式，充电速度快, 且有效避免了将多块电池串联成整体充电时某些电池过充或充不饱的情况，提高了电池的使用寿命。

附图说明

图1 是本实用新型电动汽车换电式电池箱实施例1 的结构示意图。

图2 是本实用新型电动汽车换电式电池箱实施例1 的内部结构示意图。

图3 是实施例1 的气缸驱动电池串接块与接线柱闭合和断开的立体结构示意图。

图4 是实施例1 的气缸驱动电池串接块与接线柱闭合和断开的结构示意图。

图5 是实施例1 的气缸驱动电池串接块与接线柱闭合和断开的俯视图。

图6 是实施例2 的电机驱动电池串接块与接线柱闭合和断开的结构示意图。

具体实施方式

实施例1。

如图1~5 所示，一种电动汽车换电式电池箱，包括电池2 以及容置电池2 的电池框1，电池框1 内安装有多块电池2，所述电池框1 设有若干与各块电池2 的正负极耳相对应电性连接的接线柱6，各个接线柱6 分别与每块电池2 的正负极耳一一对应，各个电池2 之间此时相互独立，各个接线柱6 分别带有与相连接电池2 的正负极耳相同的极性，电池框1还设有若干可将各块电池2 的具有正负极性接线柱6 依次串联连接的电池串接块8 以及可驱动该电池串接块8 运动的驱动装置，电动汽车换电式电池箱在给电动车辆供电时，驱动装置驱动电池串接块8 运动，其中一块电池串接块8 将两块电池2 具有正负极性的接线柱6 电性连接，使两块电池2 串联连接，多块电池串接块8 通过该种方式分别将电池框1 内的各块电池2 依次串联连接，使电池框1 内的多块电池2 串联成一个整体给电动车辆供电；当电动汽车换电式电池箱处于充电状态时，驱动装置驱动电池串接块8 与接线柱6 脱离，电动汽车换电式电池箱内各块电池2 的正负极耳此时仅与接线柱6 连接，各个电池2 变为相互独立的个体，各个电池2 之间无连接，各个单块电池2 此时分别通过接线柱6 与充电机相连进行充电。通过驱动装置驱动电池串接块8 的运动对电池箱内各个电池2 的连接状态进行切换控制，使各个电池2 在不拆卸的状态下即可实现独立充电，其操作简单，使用方便；将多块电池2 串联成整体充电改为单个电池2 独立充电，使每块电池2 在充电时都可以达到电池2 的最大容量，使各块电池2 在串联使用时都处于最佳的工作状态；各块电池2 独立进行充电时，可以直接采用电池2 的额定电压进行恒压充电，无需充电管理系统来切换恒流、恒压充电模式，充电速度快, 且有效避免了将多块电池2 串联成整体充电时某些电池过充或充不饱的情况，提高了电池的使用寿命。

所述电池框1 设有串接线路活动板4 和底座3，串接线路活动板4 与电池串接块8 固定连接，底座3 与电池框1 固定连接，具体的，将多块电池串接块8 固接于串接线路活动板4，驱动装置驱动串接线路活动板4 来回运动，多块电池串接块8 随串接线路活动板4一起运动，通过设置的串接线路活动板4，驱动装置可对多块电池串接块8 进行整体同步控制，提高了其控制精度，操作简便。

所述驱动装置为气缸7，气缸7 的基座72 和活塞杆71 分别与串接线路活动板4 和底座3 固定连接。具体的，底座3 与电池框1 固定连接，气缸7 的基座72 固定于串接线路活动板4，气缸7 的活塞杆71 与底座3 固定连接，气缸7 工作时，气缸7 的活塞杆71 会给底座3 施加一个力，底座3 会给气缸7 施加一个大小相等的反作用力，该反作用力推动气缸7和串接线路活动板4 一起来回运动，电池串接块8 随串接线路活动板4 一起来回运动，从而实现电池串接块8 与接线柱6 之间的闭合和断开，串接线路活动板4 上安装有若干电池串接块8，通过气缸7 即可实现电池串接块8 与接线柱6 之间的闭合和断开，其结构简单，控制方便；同时，气缸7 倒装于串接线路活动板4 并与串接线路活动板4 一起运动，其布局合理，有效避免了气缸7 的活塞杆71 与串接线路活动板4 上的电池串接块8 的干涉。其中驱动装置还可以为液压缸，通过设置的液压缸也可以达到与气缸7 相同的作用效果，在此不再赘述。

所述串接线路活动板4 与底座3 通过导柱10 滑动连接，具体的，底座3 固定安装有导柱10，导柱10 的自由端插入串接线路活动板4 并与之滑动配合，气缸7 推动串接线路活动板4 沿导柱10 来回运动，提高了串接线路活动板4 上电池串接块8 与接线柱6 的配合精度，增强了电池串接块8 与接线柱6 的电性连接稳定性。

所述串接线路活动板4 与电池串接块8 之间设有弹簧81，具体的，气缸7 推动电池串接块8 与接线柱6 电性连接时，弹簧81 会给电池串接块8 施加一个力，使电池串接块8 紧紧的贴合于接线柱6，提高了电池串接块8 与接线柱6 之间的电性连接稳定性。

所述电池框1 设有支撑板5，接线柱6 穿过支撑板5 并与支撑板5 固定连接，具体的，将接线柱6 固定安装于支撑板5，并使接线柱6 的位置与电池串接块8 的位置相对应，对接线柱6 的位置进行准确定位，气缸7 推动电池串接块8 与接线柱6 电性连接时，可以使电池串接块8 与接线柱6 准确连接，提高电池串接块8 与接线柱6 的电连接稳定性。

所述每个电池串接块8 设有两个可与对应接线柱6 电性连接的凸起82，通过设置的凸起82 与接线柱6 电性连接，可以有效减小电池串接块8 的体积，节省材料，从而降低成本。

所述接线柱6 套设有卡环11，卡环11 设有四个可容置线缆穿过的容置孔12，由于连接接线柱6 的线缆较粗，将一根线缆分成四根分别连接在接线柱6 的卡环11 上，分成小股的线缆易折弯，机械连接性能好，提高了线缆与接线柱6 的连接稳定性。其中卡环11 还可设有五个、六个、七个或以上的容置孔12，都可以达到与四个容置孔12 相同的技术效果，在此不再赘述。

所述电池框1 外侧设有挂钩9，具体的，机械手可以通过挂钩9 对本实用新型电动汽车换电式电池箱进行搬运和移动，电动车辆也可通过该挂钩9 对本电动汽车换电式电池箱进行定位，防止电动汽车换电式电池箱在电动汽车内的晃动，提高了电动汽车换电式电池箱的安全使用性能。

所述挂钩9 内侧设有斜面定位结构，具体的，机械手和电动车辆都设有与该斜面定位结构相适应的结构，使机械手在对该挂钩9 进行抓取时可以精准定位，也使电动车辆对挂钩9 的定位更为稳定。

所述挂钩9 之间设有加强筋91，通过设置的加强筋91 增大挂钩9 的强度，提高挂钩9 的安全使用性能。

实施例2。

本实施例所述的技术方案与实施例1 基本相同，其与实施例1 的主要区别在于：如图6 所示，所述驱动装置为电机13，电机轴14 的前端设有螺纹，电机13 的基座与串接线路活动板4 固定连接，电机轴14 与底座3 螺纹连接。具体的，所述电机13 设有PLC 控制器，该PLC 控制器可输出信号控制电机13 的正反转，当该电动汽车换电式电池箱在给电动车辆供电时，PLC 控制器输出信号控制电机13 的电机轴14 正转，电机轴14 与底座3 螺纹连接，电机13 的基座逐渐远离底座3，直到串接线路活动板4 上的电池串接块8 与接柱6 相闭合，电池串接块8 通过接线柱6 将电池框1 内的多块电池2 依次串联连接，电池框1 内的多块电池2 串联成整体给电动车辆供电；当该电动汽车换电式电池箱处于充电状态时，PLC 控制器输出信号控制电机13 的电机轴14 反转，电机轴14 与底座3 螺纹连接，电机13 的基座逐渐靠近底座3，直到串接线路活动板4 上的电池串接块8 与接线柱6 断开，此时电池框1 内的各块电池2 相互之间独立，各块电池2 通过接线柱6 分别与充电机13 连接进行充电。通过电机13 即可实现电池串接块8 与接线柱6 之间的闭合和断开，其结构简单，控制方便；同时，电机13 倒装于串接线路活动板4 并与串接线路活动板4 一起运动，其布局合理，有效避免了电机轴14 与串接线路活动板4 上的电池串接块8 的干涉。

本实施例的主要技术方案与实施例一相同，在本实施例中未解释的特征，采用实施例一中的解释，在此不再赘述。

以上所述实施方式，只是本实用新型的较佳实施方式，并非来限制本实用新型实施范围，故凡依本实用新型申请专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括在本实用新型专利申请范围内。

Claims (10)

1. 一种电动汽车换电式电池箱，包括电池以及容置电池的电池框，其特征在于，所述电池框设有若干与各块电池的正负极耳相对应电性连接的接线柱，电池框还设有若干可将各块电池通过接线柱依次串联连接的电池串接块以及可驱动该电池串接块运动的驱动装置；

当所述电动汽车换电式电池箱为电动车辆供电时，驱动装置驱使电池串接块与接线柱电性连接，各个电池串联供电；

当所述电动汽车换电式电池箱处于充电状态时，驱动装置驱使电池串接块与接线柱分离，各个电池之间无连接，各个电池分别单独充电。

2. 如权利要求1 所述的电动汽车换电式电池箱，其特征在于，所述电池框设有串接线路活动板和底座，串接线路活动板与电池串接块固定连接，底座与电池框固定连接。

3. 如权利要求2 所述的电动汽车换电式电池箱，其特征在于，所述驱动装置为气缸或液压缸，所述气缸或液压缸的基座和活塞杆分别与串接线路活动板和底座固定连接。

4. 如权利要求2 所述的电动汽车换电式电池箱，其特征在于，所述驱动装置为电机，电机轴的前端设有螺纹，电机的基座与串接线路活动板固定连接，电机轴与底座螺纹连接。

5. 如权利要求3 或4 所述的任意一种电动汽车换电式电池箱，其特征在于，所述串接线路活动板与底座通过导柱滑动连接。

6. 如权利要求2 所述的电动汽车换电式电池箱，其特征在于，所述串接线路活动板与电池串接块之间设有弹簧。

7. 如权利要求1 所述的电动汽车换电式电池箱，其特征在于，所述电池框设有支撑板，接线柱穿过支撑板并与支撑板固定连接。

8. 如权利要求1 所述的电动汽车换电式电池箱，其特征在于，所述每个电池串接块设有两个可与对应接线柱电性连接的凸起。

9. 如权利要求1 所述的电动汽车换电式电池箱，其特征在于，所述接线柱套设有卡环，卡环设有至少四个可容置线缆穿过的容置孔。

10. 如权利要求1 所述的电动汽车换电式电池箱，其特征在于，所述电池框外侧设有挂钩，挂钩之间设有加强筋。