CN218257819U - 自动换电电池仓及电动汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种自动换电电池仓及电动汽车，包括电池仓本体、电池驱动机构及换电控制器，其特点是：电池仓本体内包括一个旋转式电池位和至少一个横向电池位，在电池仓本体外端的电池出入口与旋转式电池位之设置电池导入过渡仓或纵向电池仓位。电池仓本体两侧的升降驱动机构上设置横向电池位的壳体或旋转式电池位。在旋转式电池位上设置旋转机构和电池移动机构，换电控制器控制旋转机构转动将电池转动至横向或纵向放置，电池移动机构将电池导入或移出旋转式电池位。换电控制器控制横向电池位或旋转式电池位上升和下降。电动汽车包括上述自动换电电池仓。电池仓可以充分利用电动汽车底盘的横向空间，存放电池量较多，且换电方便，换电效率较高。

Description

自动换电电池仓及电动汽车

技术领域

本实用新型属于电动汽车制造技术领域，具体说是一种自动换电电池仓及电动汽车。

背景技术

随着石油资源的日益枯竭和环境保护意识的日益增强，新能源汽车越来越受到人们的青睐。电动汽车以电动机代替燃油机，通过蓄电池供电，由电机驱动而无需变速箱，具有节能环保、操纵和维修方便、运行可靠、噪音低等优点，目前，电动汽车以其节能环保的优势在近几年呈现出井喷式发展。传统新能源汽车因为动力电池固定在底盘不可快换，对外是按整车销售，由于目前动力电池成本较高，技术还不成熟，导致新能源汽车续航里程有限且价格较高，产品吸引力有限，与燃油车竞争时处于劣势。电动汽车因其对电池充电时间的短板促使了快换式电动汽车的出现，换电技术可以让车辆和动力电池分离，为厂商提供可以单独销售动力电池的可能性，相关企业根据这一独有特性，探索出“车电分离”的新模式，即动力电池与车辆分离，单独进行销售和租赁，而租用电池可以将一次性购买成本分摊到每月，极大地缓解消费者的资金压力。

中国专利（申请号：201921333776 .X）公开了一种电动汽车用自动输送电池仓，包括自动输送电池的换电电池仓体及控制系统，所述换电电池仓体设置在汽车底盘上，其特征在于，所述换电电池仓体包括相互贯通的前仓、后仓及旋转仓，所述旋转仓设置在所述前仓与后仓之间，在所述前仓的前端设置电池仓入口；在所述前仓和后仓的底部均设置电池输送装置，在旋转仓中设置电池托持装置、电池旋转装置及电池传送机构；所述电池输送装置、电池旋转装置及电池传送机构均与所述控制系统连接，由所述控制系统控制将所述电池由所述前仓送入旋转仓并使电池从纵向旋转为横向进入所述后仓。另外，可以提高电池仓对各种规格电动汽车的通用性。

上述专利技术可充分利用车内的底部空间，增加整车存放电池的数量，进而增加整车电量，提高整车续航能力，但是，在前仓内装上电池后，旋转仓上装载的电池受到前仓内的电池阻挡，旋转仓则无法转动，因此，旋转仓内的电池只能纵向放置，这样就不能充分利用电动汽车底盘的横向空间，存放电池量较少。

因此，如何设计开发一种自动换电电池仓及电动汽车，旋转仓及横向电池位内都能横向存放电池，可以充分利用电动汽车底盘的横向空间，存放电池量较多，且换电方便，换电效率较高，这是本领域亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型为解决现有技术存在的上述问题，提供一种自动换电电池仓及电动汽车，旋转仓及横向电池位内都能横向存放电池，可以充分利用电动汽车底盘的横向空间，存放电池量较多，且换电方便，换电效率较高。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种自动换电电池仓，包括电池仓本体及电池出入仓自动驱动装置，所述电池出入仓自动驱动装置包括电池驱动机构及换电控制器，其特征在于，所述电池仓本体内容纳的电池为长方体形，所述电池仓本体内包括一个旋转式电池位和至少一个横向电池位，所述旋转式电池位及所述横向电池位沿所述电池仓本体长度方向依次对接，所述电池仓本体的外端设置电池出入口，在所述电池出入口与所述旋转式电池位之间的所述电池仓本体内设置电池导入过渡仓或纵向电池仓位，所述电池仓本体两侧设置升降驱动机构，有一个所述横向电池位的壳体或所述旋转式电池位的壳体两侧设置在所述升降驱动机构上，所述旋转式电池位上设置旋转机构和电池移动机构，所述换电控制器控制所述旋转机构转动，用于将纵向放置的所述电池转动至横向放置，或者，将横向放置的所述电池转动至纵向放置，所述电池移动机构用于将电池导入或移出所述旋转式电池位，所述换电控制器控制所述升降驱动机构驱动其上的所述横向电池位或所述旋转式电池位上升和下降。

对上述技术方案的改进：所述电池仓本体最内端的所述横向电池位为固定式长方形腔体，所述电池两端分别设置连接器插头和连接器插座，所述固定式长方形腔体内侧设置电源链接器，所述电池通过连接器插头与对应的电源链接器插接，所述电池仓本体内的各节所述电池通过连接器插头和连接器插座首尾插接。

对上述技术方案的进一步改进：所述电池驱动机构包括设置在所述横向电池位底面以及所述电池导入过渡仓底面或纵向电池仓位底面上的辊筒及辊筒传动机构；所述换电控制器控制所述辊筒传动机构驱动所述辊筒转动，从而带动所述电池实现纵向移动。

对上述技术方案的进一步改进：所述电池出入口处设置电动仓门及仓门驱动机构，所述换电控制器控制所述仓门驱动机构驱动所述电动仓门打开或关闭。

对上述技术方案的进一步改进：所述升降驱动机构包括设置在所述电池仓本体两侧的两根立柱、两条滑轨、电机及传动机构，两根所述立柱上分别设置滑槽，两条所述滑槽内各嵌入一条所述滑轨，两条所述滑轨分别与所述升降式电池位两侧的壳体连接，有一电机通过传动机构驱动所述两条所述滑轨沿所述立柱上的滑槽移动，由所述换电控制器控制所述电机正转或反转，实现所述升降式电池位的上升或下降。

一种电动汽车，包括车头、底盘、底盘上设置电池仓及控制系统，其特征在于，所述电池仓为上述的电动汽车电池仓。

对上述技术方案的改进：所述换电控制器与所述控制系统连接，所述控制系统包括电源控制器，所述电源控制器与所述电源链接器连接。

本实用新型与现有技术相比的优点和积极效果是：

本实用新型在电池仓本体内包括一个旋转式电池位和至少一个横向电池位，其中，一个横向电池位或旋转式电池位可以升降，这样，电池仓内便于将换电柜纵向送入的电池，变为横向存放电池，这样，可以充分利用电动汽车底盘的横向空间，使电池仓容纳更多的电池，延长续航里程。且换电方便，换电效率较高。

附图说明

图1是本实用新型一种自动换电电池仓实施例1的立体图；

图2是本实用新型一种自动换电电池仓实施例1装满电池的示意图；

图3是本实用新型一种自动换电电池仓实施例2的立体图；

图4是本实用新型一种自动换电电池仓实施例2装满电池的示意图；

图5是本实用新型一种自动换电电池仓实施例3的立体图；

图6是本实用新型一种自动换电电池仓实施例3装满电池的示意图；

图7是本实用新型一种自动换电电池仓实施例4的立体图；

图8是本实用新型一种自动换电电池仓实施例4装满电池的示意图；

图9是本实用新型一种电动汽车控制系统的控制原理框图。

图中：1-电动仓门、2-仓门驱动机构、3-辊筒传动机构、4-升降驱动机构、5-辊筒、6-固定式横向电池位、7-升降式横向电池位、8-旋转式电池位、8.1-旋转机构、8.2-电池移动机构、9-电池导入过渡仓、10-电池、11-纵向电池仓位。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细描述：

参见图1、图2，本实用新型一种自动换电电池仓的实施例1，包括电池仓本体及电池出入仓自动驱动装置，所述电池出入仓自动驱动装置包括电池驱动机构及换电控制器，电池仓本体内容纳的电池10为长方体形，所述电池仓本体内包括1个电池导入过渡仓9、1个旋转式电池位8和2个横向电池位，3个横向电池位中，2个为固定式横向电池位6，并设置在所述电池仓本体最内端，有一个为升降式横向电池位7，所述固定式横向电池位6、升降式横向电池位7、旋转式电池位8及电池导入过渡仓9沿所述电池仓本体长度方向依次衔接。在电池仓本体的外端设置电池出入口，电池仓本体两侧设置升降驱动机构4，升降式横向电池位7的壳体两侧设置在升降驱动机构4上。在旋转式电池位8上设置旋转机构8.1和电池移动机构8.2，所述换电控制器控制旋转机构8转动，用于将纵向放置的电池10转动至横向放置，或者，将横向放置的电池10转动至纵向放置。电池移动机构8.2用于将电池10导入或移出旋转式电池位8。所述换电控制器控制所述升降驱动机构4驱动其上的升降式横向电池位7上升和下降。

进一步地，上述固定式横向电池位6为长方形腔体，在电池10的两端分别设置连接器插头和连接器插座，在固定式横向电池位6的长方形腔体内侧设置电源链接器，电池10通过连接器插头与对应的电源链接器插接，在电池仓本体内的各节电池10通过连接器插头和连接器插座首尾插接。

再进一步地，上述电池驱动机构包括设置在固定式横向电池位6、升降式横向电池位7底面及电池导入过渡仓9底面上的辊筒5及辊筒传动机构3，所述换电控制器控制辊筒传动机构3驱动辊筒5转动，从而带动电池10实现纵向移动，以便移出或导入电池仓本体。

又进一步地，在电池仓本体外端的电池出入口处设置电动仓门1及仓门驱动机构2，所述换电控制器控制仓门驱动机构2驱动电动仓门1打开或关闭。上述仓门驱动机构2为电磁伸缩杆，电磁伸缩杆前端与电动仓门1内侧面铰接。需要更换电池10时，所述换电控制器控制电磁伸缩杆伸出，将电动仓门1打开，电池10更换完毕后，换电控制器控制电磁伸缩杆缩回，将电动仓门1关闭。

具体而言：上述升降驱动机构4包括设置在所述电池仓本体两侧的两根立柱、两条滑轨、电机及传动机构，两根所述立柱上分别设置滑槽，两条所述滑槽内各嵌入一条所述滑轨，两条所述滑轨分别与升降式横向电池位7两侧的壳体连接。有一电机通过传动机构驱动所述两条所述滑轨沿所述立柱上的滑槽移动，由所述换电控制器控制所述电机正转或反转，实现升降式横向电池位7的上升或下降。

参见图1、图2，本实用新型一种自动换电电池仓实施例1的换电过程如下：

（1）换电控制器控制仓门驱动机构2打开电动仓门1，如图1所示；

（2）由换电控制器控制升降驱动机构4驱动升降式横向电池位7下降；

（3）由换电控制器控制旋转机构8.1转动，将旋转式电池位8上横向放置的电池10转动至纵向放置，再由电池移动机构8.2将电池10移动至电池导入过渡仓9；

（4）由换电控制器控制电池导入过渡仓9内的辊筒5带动的电池10

移出电池仓本体的电池出入口，再将电池10导入换电柜内的充电仓进行充电；

（5）再由换电控制器控制升降驱动机构4驱动升降式横向电池位7 上升至初始位置，然后，由换电控制器控制辊筒传动机构3驱动辊筒5转动，将升降式横向电池位7上的电池10纵向移动至旋转式电池位8，由换电控制器控制旋转机构8.1转动，将旋转式电池位8上横向放置的电池10转动至纵向放置，再由电池移动机构8.2将电池10移动至电池导入过渡仓9，由换电控制器控制电池导入过渡仓9内的辊筒5带动的电池10移出电池仓本体的电池出入口，再将电池10导入换电柜内的充电仓进行充电；

（6）由换电控制器控制辊筒传动机构3驱动辊筒5转动，先后将两个固定式横向电池位6上的两节电池10纵向移动至旋转式电池位8，由换电控制器控制旋转机构8.1转动，将旋转式电池位8上横向放置的电池10转动至纵向放置，再由电池移动机构8.2将电池10移动至电池导入过渡仓9，由换电控制器控制电池导入过渡仓9内的辊筒5带动的电池10移出电池仓本体的电池出入口，再将电池10导入换电柜内的充电仓进行充电；

（7）由换电控制器控制升降驱动机构4驱动升降式横向电池位7下降；

（8）由换电柜送出将第一节满电的电池10从出电池出入口纵向送进电池导入过渡仓9内的一端，由换电控制器控制电池导入过渡仓9内的辊筒5转动，带动电池10送入旋转式电池位8的一端，再由换电控制器控制电池移动机构8.2将电池10完全导入电池导入过渡仓9；

（9）由换电控制器控制旋转机构8.1转动，将旋转式电池位8上纵向放置的电池10转动至横向放置，然后，由换电控制器控制升降驱动机构4驱动升降式横向电池位7上升至初始位置；

（10）由换电控制器控制电池移动机构8.2将电池10移动至升降式横向电池位7的一端上，再控制辊筒传动机构3驱动辊筒5转动，将电池10纵向移动至最内端的固定式横向电池位6上；

（11）重复上述步骤（8）、步骤（9）和步骤（10），将第二节满电的电池10纵向移动至另一固定式横向电池位6上；

（12）由换电控制器控制升降驱动机构4驱动升降式横向电池位7下降，换电柜先后送出第三节满电的电池10从出电池出入口纵向送进电池导入过渡仓9内的一端，由换电控制器控制电池导入过渡仓9内的辊筒5转动，带动电池10送入旋转式电池位8的一端，再由换电控制器控制电池移动机构8.2将电池10完全导入旋转式电池位8，由换电控制器控制旋转机构8.1转动，将旋转式电池位8上纵向放置的电池10转动至横向放置，然后，由换电控制器控制升降驱动机构4驱动升降式横向电池位7上升至初始位置；由换电控制器控制电池移动机构8.2将电池10移动至升降式横向电池位7的一端上，再控制辊筒传动机构3驱动辊筒5转动，将电池10完全移动至升降式横向电池位7；

（13）由换电控制器控制升降驱动机构4驱动升降式横向电池位7下降，换电柜先后送出第四节满电的电池10从出电池出入口纵向送进电池导入过渡仓9内的一端，由换电控制器控制电池导入过渡仓9内的辊筒5转动，带动电池10送入旋转式电池位8的一端，再由换电控制器控制电池移动机构8.2将电池10完全导入旋转式电池位8，由换电控制器控制旋转机构8.1转动，将旋转式电池位8上纵向放置的电池10转动至横向放置，最后，由换电控制器控制升降驱动机构4驱动升降式横向电池位7上升至初始位置。

参见图3、图4，本实用新型一种自动换电电池仓的实施例2，包括电池仓本体及电池出入仓自动驱动装置，所述电池出入仓自动驱动装置包括电池驱动机构及换电控制器。电池仓本体内容纳的电池10为长方体形，电池仓本体内包括1个纵向电池仓位11、1个旋转式电池位8和2个横向电池位，2个横向电池位中，一个为固定式横向电池位6，设置所述电池仓本体最内端，另一个为升降式横向电池位7。固定式横向电池位6、升降式横向电池位7、旋转式电池位8及纵向电池仓位11沿所述电池仓本体长度方向依次衔接。在电池仓本体的外端设置电池出入口，电池仓本体两侧设置升降驱动机构4，升降式横向电池位7的壳体两侧设置在升降驱动机构4上。在旋转式电池位8上设置旋转机构8.1和电池移动机构8.2，所述换电控制器控制旋转机构8转动，用于将纵向放置的电池10转动至横向放置，或者，将横向放置的电池10转动至纵向放置。电池移动机构8.2用于将电池10导入或移出旋转式电池位8。所述换电控制器控制所述升降驱动机构4驱动其上的升降式横向电池位7上升和下降。

本实用新型一种自动换电电池仓的实施例2与实施例1的其他结构基本相同，故不再赘述。

本实用新型一种自动换电电池仓实施例2的换电过程与实施例1类似，可以参考实施例1，故不再赘述。

参见图5、图6，本实用新型一种自动换电电池仓的实施例3，实施例3与实施例1的不同之处在于，实施例3比实施例1少一个固定式横向电池位6，实施例3与实施例1的其他结构基本相同，故不再赘述。

本实用新型一种自动换电电池仓实施例3的换电过程与实施例1类似，可以参考实施例1，故不再赘述。

参见图7、图8，本实用新型一种自动换电电池仓的实施例4，实施例4在电池仓本体中只有1个纵向电池仓位11、1个旋转式电池位8和1个固定式横向电池位6，实施例4与实施例2的不同之处在于，比实施例2少了1个固定式横向电池位6和一个升降式横向电池位7，实施例4中升降驱动机构4与实施例2基本相同，但是，在升降驱动机构4设置的是旋转式电池位8的壳体，这与实施例2差别较大，实施例4的其他结构与实施例2基本相同，故不再赘述。

参见图1-图9，本实用新型一种电动汽车的实施例，包括车头、底盘、底盘上设置电池仓及控制系统，电池仓为上述实施例1、实施例2、实施例3或实施例4所述的电动汽车电池仓。

进一步地，上述换电控制器与所述控制系统连接，所述控制系统包括电源控制器，所述电源控制器与所述电源链接器连接。

当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种自动换电电池仓，包括电池仓本体及电池出入仓自动驱动装置，所述电池出入仓自动驱动装置包括电池驱动机构及换电控制器，其特征在于，所述电池仓本体内容纳的电池为长方体形，所述电池仓本体内包括一个旋转式电池位和至少一个横向电池位，所述旋转式电池位及所述横向电池位沿所述电池仓本体长度方向依次对接，所述电池仓本体的外端设置电池出入口，在所述电池出入口与所述旋转式电池位之间的所述电池仓本体内设置电池导入过渡仓或纵向电池仓位，所述电池仓本体两侧设置升降驱动机构，有一个所述横向电池位的壳体或所述旋转式电池位的壳体两侧设置在所述升降驱动机构上，所述旋转式电池位上设置旋转机构和电池移动机构，所述换电控制器控制所述旋转机构转动，用于将纵向放置的所述电池转动至横向放置，或者，将横向放置的所述电池转动至纵向放置，所述电池移动机构用于将电池导入或移出所述旋转式电池位，所述换电控制器控制所述升降驱动机构驱动其上的所述横向电池位或所述旋转式电池位上升和下降。

2.根据权利要求1所述的自动换电电池仓,其特征在于，所述电池仓本体最内端的所述横向电池位为固定式长方形腔体，所述电池两端分别设置连接器插头和连接器插座，所述固定式长方形腔体内侧设置电源链接器，所述电池通过连接器插头与对应的电源链接器插接，所述电池仓本体内的各节所述电池通过连接器插头和连接器插座首尾插接。

3.根据权利要求1或2所述的自动换电电池仓,其特征在于，所述电池驱动机构包括设置在所述横向电池位底面以及所述电池导入过渡仓底面或纵向电池仓位底面上的辊筒及辊筒传动机构；所述换电控制器控制所述辊筒传动机构驱动所述辊筒转动，从而带动所述电池实现纵向移动。

4.根据权利要求1或2所述的自动换电电池仓,其特征在于，所述电池出入口处设置电动仓门及仓门驱动机构，所述换电控制器控制所述仓门驱动机构驱动所述电动仓门打开或关闭。

5.根据权利要求3所述的自动换电电池仓,其特征在于，所述电池出入口处设置电动仓门及仓门驱动机构，所述换电控制器控制所述仓门驱动机构驱动所述电动仓门打开或关闭。

6.根据权利要求1或2所述的自动换电电池仓,其特征在于，所述升降驱动机构包括设置在所述电池仓本体两侧的两根立柱、两条滑轨、电机及传动机构，两根所述立柱上分别设置滑槽，两条所述滑槽内各嵌入一条所述滑轨，两条所述滑轨分别与升降式电池位两侧的壳体连接，有一电机通过传动机构驱动所述两条所述滑轨沿所述立柱上的滑槽移动，由所述换电控制器控制所述电机正转或反转，实现所述升降式电池位的上升或下降。

7.根据权利要求3所述的自动换电电池仓,其特征在于，所述升降驱动机构包括设置在所述电池仓本体两侧的两根立柱、两条滑轨、电机及传动机构，两根所述立柱上分别设置滑槽，两条所述滑槽内各嵌入一条所述滑轨，两条所述滑轨分别与升降式电池位两侧的壳体连接，有一电机通过传动机构驱动所述两条所述滑轨沿所述立柱上的滑槽移动，由所述换电控制器控制所述电机正转或反转，实现所述升降式电池位的上升或下降。

8.根据权利要求5所述的自动换电电池仓,其特征在于，所述升降驱动机构包括设置在所述电池仓本体两侧的两根立柱、两条滑轨、电机及传动机构，两根所述立柱上分别设置滑槽，两条所述滑槽内各嵌入一条所述滑轨，两条所述滑轨分别与升降式电池位两侧的壳体连接，有一电机通过传动机构驱动所述两条所述滑轨沿所述立柱上的滑槽移动，由所述换电控制器控制所述电机正转或反转，实现所述升降式电池位的上升或下降。

9.一种电动汽车，包括车头、底盘、底盘上设置电池仓及控制系统，其特征在于，所述电池仓为权利要求1-8任一项所述的电动汽车电池仓。

10.根据权利要求9所述的电动汽车,其特征在于，所述电池仓本体最内端的所述横向电池位为固定式长方形腔体，所述电池两端分别设置连接器插头和连接器插座，所述固定式长方形腔体内侧设置电源链接器，所述电池通过连接器插头与对应的电源链接器插接，所述电池仓本体内的各节所述电池通过连接器插头和连接器插座首尾插接；所述换电控制器与所述控制系统连接，所述控制系统包括电源控制器，所述电源控制器与所述电源链接器连接。

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