CN221585099U - 具有v2g功能的换电重卡电池箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电池箱技术领域，具体为具有V2G功能的换电重卡电池箱，包括电池箱体以及用于固定电池箱体位置的固定底座，电池箱体内部的底部设有设备仓，设备仓内设有电池管理系统和双向逆变器，电池箱体的底部设有与电池管理系统电性连接的通信插头，电池箱体的底部设有与双向逆变器电性连接的电力插头。该具有V2G功能的换电重卡电池箱，当电池箱在换电站中，电力插头和电力插座连接后，可以连接双向逆变器和外部电网，通过电力接口和双向逆变器，实现电池箱与电网的双向互动，即在电网需求电能时，将电池箱中的电能反馈到电网中，实现售电收益；在电网供应电能时，将电网中的电能储存到电池箱中，实现低价充电，从而实现V2G功能。

Description

具有V2G功能的换电重卡电池箱

技术领域

本实用新型涉及电池箱技术领域，具体为具有V2G功能的换电重卡电池箱。

背景技术

随着新能源汽车的发展，电动重卡作为重要的物流运输工具，也逐渐受到关注。电动重卡的优势在于节能减排、降低运营成本、提高运输效率等。然而，电动重卡也面临着一些挑战，如续航里程不足、充电时间长、充电设施不完善等。为了解决这些问题，一种可行的方案是采用换电模式，即通过专用的换电站，将电动重卡的电池箱快速更换为充满电的电池箱，从而实现短时间内恢复续航能力，提高运输效率。

换电模式的核心是电池箱的设计，电池箱需要具备以下特点：一是容量大，能够满足电动重卡的高功率和长续航的需求；二是结构简单，能够方便快捷地安装和拆卸；三是安全可靠，能够防止电池箱在运输过程中的损坏和泄漏。

目前，已有一些关于电动重卡换电电池箱的专利公开，如公开号为CN216300837U的专利公开的一种用于重卡换电的电池箱无动力锁付装置，该专利主要涉及电池箱的固定结构、锁付装置、连接器等，以实现电池箱的快速更换。然而，这些专利都没有考虑电池箱的另一种潜在功能，即V2G功能。

V2G（Vehicle-to-grid）即车辆到电网，是指电动汽车与电网进行双向互动的技术，电动汽车不仅可以从电网充电，还可以将车载电池中的电能反馈到电网中，从而实现电动汽车的分布式移动储能单元功能。V2G技术的优势在于：一是可以提高电网的稳定性和灵活性，通过电动汽车的充放电，实现电网的峰谷平衡、频率调节、电压控制等；二是可以提高电动汽车的经济性和环境性，通过电动汽车的售电，实现电动汽车的运营收益，同时促进可再生能源的消纳和二氧化碳的减排。

目前，V2G技术已经在国内外得到了广泛的研究和应用，如公开号为CN218071027U的专利公开的一种基于V2G的储能装置，该专利可以实现车载电池与电网的连接，电网可以在用电低峰时对电池充电，V2G服务可以使车载电池在电网用电高峰时持续稳定地给电网供电，从而降低电网供电压力。然而，目前换电重卡电池箱只能在换电站内进行充电，不能根据电网在用电低峰和高峰时进行适应性充放电，鉴于此，我们提出具有V2G功能的换电重卡电池箱。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供具有V2G功能的换电重卡电池箱，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

具有V2G功能的换电重卡电池箱，包括电池箱体以及用于固定电池箱体位置的固定底座，固定底座固定安装在重卡的车架上或换电站的充电室内，所述电池箱体内设有多个电池仓，每个电池仓内均设有电池单元，每个电池单元可以是一种或多种可充放电的电化学储能器件，如锂离子电池。电池箱的容量和电压可以根据电动重卡的需求进行设计，一般在100-500kWh和50-200kV之间，所述电池箱体内部的底部设有设备仓，所述设备仓内设有电池管理系统和双向逆变器，所述电池箱体的底部设有与电池管理系统电性连接的通信插头，所述电池箱体的底部设有与双向逆变器电性连接的电力插头；

电池管理系统是用于监测和控制电池单元的工作状态的，包括电压、电流、温度、容量、健康度等。电池管理系统可以采用单片机、微控制器、可编程逻辑控制器等控制器件，通过传感器、开关、继电器等检测和控制元件，实现对电池单元的实时监测和控制；

双向逆变器是用于将电池单元输出的直流电转换为交流电，或将外部输入的交流电转换为直流电，以实现电池单元的充放电的。双向逆变器可以采用全桥逆变器、半桥逆变器、推挽逆变器、谐振逆变器等逆变器电路，其功率和电压可以根据电池单元和电网的参数进行设计，一般在50-200kW和220V或380V之间；

所述电池箱体的底部且靠近前后两侧左右两端的位置均设有连接块，所述连接块的侧面开设有插孔，所述电池箱体底部的边缘处设有框形底板，所述固定底座的顶部设有与通信插头相适配的通信插座，所述固定底座的顶部设有与电力插头相适配的电力插座；

通信插头和通信插座连接后，可以连接电池管理系统和外部控制系统，以实现电池箱的信息交换和指令接收的；

电力插头和电力插座连接后，可以连接双向逆变器和外部电网，以实现电池箱与电网的双向互动的，其电压可以根据电网的电压进行设计，一般为220V或380V；当电池箱在换电站中，根据电网的需求和信号，通过电力接口和双向逆变器，实现电池箱与电网的双向互动，即在电网需求电能时，将电池箱中的电能反馈到电网中，实现售电收益；在电网供应电能时，将电网中的电能储存到电池箱中，实现低价充电，从而实现V2G功能；

所述固定底座的顶部且靠近前后两侧的位置均设有锁定组件，所述锁定组件包括固定连接于固定底座顶部的固定底板，所述固定底板的顶部设有双向电动伸缩杆，当固定底座安装在重卡车架上时，双向电动伸缩杆由重卡电力供应系统供电，当固定底座安装在换电站的充电室内时，双向电动伸缩杆由换电站电力供应系统供电，所述双向电动伸缩杆的两个活动杆的端部均设有插杆，四个所述插杆分别插接于四个插孔内，通过双向电动伸缩杆带动插杆左右移动，当插杆插入插孔内时，可以将连接块的位置固定，从而使电池箱体固定在固定底座上，当需要对电池箱体进行更换时，双向电动伸缩杆的活动杆收缩，使插杆从插孔内移出，解除对电池箱体的固定，从而使电池箱体可以快速拆装，便于电池箱体的更换。

优选的，所述框形底板的底部与固定底座顶部的边缘处相贴合，所述固定底座的顶部且靠近前后两侧左右两端的位置均设有第一内置定位凸块，四个所述第一内置定位凸块的外侧均与框形底板的内壁相贴合，对框形底板的前后两侧起到定位的作用。

优选的，所述固定底座的顶部且靠近左右两侧的位置均设有第二内置定位凸块，两个所述第二内置定位凸块的外侧均与框形底板的内壁相贴合，对框形底板的左右两侧起到定位的作用，从而使框形底板的位置固定，使通信接口和电力接口可以成功对接。

优选的，所述固定底座外侧的顶部设有框形侧板，所述框形侧板顶部的前后两侧且靠近左右两端的位置均设有第一外置定位凸块，四个所述第一外置定位凸块的内侧均与框形底板的外壁相贴合，对框形底板的前后两侧起到进一步定位的作用。

优选的，所述框形侧板顶部的左右两侧均设有第二外置定位凸块，两个所述第二外置定位凸块的内侧均与框形底板的外壁相贴合，对框形底板的左右两侧起到进一步定位的作用。

优选的，所述固定底座底部的四个边角处均设有安装板，所述安装板上开设有供螺栓穿过的安装孔，有效确保框形底板与固定底座安装后的稳定性，从而确保电池箱体的稳定性。

优选的，所述固定底板的顶部且靠近左右两端的位置均设有固定块，两个所述固定块的顶部均设有圆形固定管，所述插杆滑动连接于圆形固定管内，对插杆起到辅助定位的作用，有利于插杆左右移动，同时对双向电动伸缩杆的活动杆起到保护作用，有效避免双向电动伸缩杆的活动杆弯折。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、该具有V2G功能的换电重卡电池箱，当电池箱在换电站中，电力插头和电力插座连接后，可以连接双向逆变器和外部电网，以实现电池箱与电网的双向互动的，根据电网的需求和信号，通过电力接口和双向逆变器，实现电池箱与电网的双向互动，即在电网需求电能时，将电池箱中的电能反馈到电网中，实现售电收益；在电网供应电能时，将电网中的电能储存到电池箱中，实现低价充电，从而实现V2G功能。

2、该具有V2G功能的换电重卡电池箱，通过双向电动伸缩杆带动插杆左右移动，当插杆插入插孔内时，可以将连接块的位置固定，从而使电池箱体固定在固定底座上，当需要对电池箱体进行更换时，双向电动伸缩杆的活动杆收缩，使插杆从插孔内移出，解除对电池箱体的固定，从而使电池箱体可以快速拆装，便于电池箱体的更换。

3、该具有V2G功能的换电重卡电池箱，在第一内置定位凸块、第二内置定位凸块、框形侧板、第一外置定位凸块和第二外置定位凸块的作用下，可以确保框形底板与固定底座安装后的稳定性，从而确保电池箱体的稳定性。

4、该具有V2G功能的换电重卡电池箱，插杆滑动连接于圆形固定管内，对插杆起到辅助定位的作用，有利于插杆左右移动，同时对双向电动伸缩杆的活动杆起到保护作用，有效避免双向电动伸缩杆的活动杆弯折。

附图说明

图1为本实用新型的整体第一视角结构示意图；

图2为本实用新型的整体第二视角结构示意图；

图3为本实用新型的整体分解结构示意图；

图4为本实用新型的部分结构示意图之一；

图5为本实用新型中的电池箱体的剖面结构示意图；

图6为本实用新型的部分结构示意图之二；

图7为本实用新型的部分结构示意图之三；

图8为本实用新型中的锁定组件结构示意图。

图中：1、电池箱体；10、电池仓；11、设备仓；12、连接块；120、插孔；13、框形底板；2、固定底座；20、第一内置定位凸块；21、第二内置定位凸块；22、框形侧板；23、第一外置定位凸块；24、第二外置定位凸块；25、安装板；3、锁定组件；30、固定底板；31、双向电动伸缩杆；32、插杆；33、固定块；34、圆形固定管；4、电池管理系统；5、通信插头；6、双向逆变器；7、电力插头；8、通信插座；9、电力插座。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、 “右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“ 顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

请参阅图1-图8，本实用新型提供一种技术方案：

具有V2G功能的换电重卡电池箱，包括电池箱体1以及用于固定电池箱体1位置的固定底座2，固定底座2固定安装在重卡的车架上或换电站的充电室内，电池箱体1内设有多个电池仓10，每个电池仓10内均设有电池单元，每个电池单元可以是一种或多种可充放电的电化学储能器件，如锂离子电池。电池箱的容量和电压可以根据电动重卡的需求进行设计，一般在100-500kWh和50-200kV之间，电池箱体1内部的底部设有设备仓11，设备仓11内设有电池管理系统4和双向逆变器6，电池箱体1的底部设有与电池管理系统4电性连接的通信插头5，电池箱体1的底部设有与双向逆变器6电性连接的电力插头7；

电池管理系统4是用于监测和控制电池单元的工作状态的，包括电压、电流、温度、容量、健康度等。电池管理系统4可以采用单片机、微控制器、可编程逻辑控制器等控制器件，通过传感器、开关、继电器等检测和控制元件，实现对电池单元的实时监测和控制；

双向逆变器6是用于将电池单元输出的直流电转换为交流电，或将外部输入的交流电转换为直流电，以实现电池单元的充放电的。双向逆变器6可以采用全桥逆变器、半桥逆变器、推挽逆变器、谐振逆变器等逆变器电路，其功率和电压可以根据电池单元和电网的参数进行设计，一般在50-200kW和220V或380V之间；

电池箱体1的底部且靠近前后两侧左右两端的位置均设有连接块12，连接块12的侧面开设有插孔120，电池箱体1底部的边缘处设有框形底板13，固定底座2的顶部设有与通信插头5相适配的通信插座8，固定底座2的顶部设有与电力插头7相适配的电力插座9；当固定底座2安装在重卡车架上时，通信插座8与重卡控制系统连接，电力插座9与重卡供电系统连接，为重卡提供电能，当固定底座2安装在换电站的充电室内时，通信插座8与换电站控制系统连接，电力插座9与换电站供电系统连接；

通信插头5和通信插座8连接后，可以连接电池管理系统4和外部控制系统，以实现电池箱的信息交换和指令接收的；

电力插头7和电力插座9连接后，可以连接双向逆变器6和外部电网，以实现电池箱与电网的双向互动的，其电压可以根据电网的电压进行设计，一般为220V或380V；当电池箱在换电站中，根据电网的需求和信号，通过电力接口和双向逆变器6，实现电池箱与电网的双向互动，即在电网需求电能时，将电池箱中的电能反馈到电网中，实现售电收益；在电网供应电能时，将电网中的电能储存到电池箱中，实现低价充电，从而实现V2G功能；

固定底座2的顶部且靠近前后两侧的位置均设有锁定组件3，锁定组件3包括固定连接于固定底座2顶部的固定底板30，固定底板30的顶部设有双向电动伸缩杆31，当固定底座2安装在重卡车架上时，双向电动伸缩杆31由重卡电力供应系统供电，当固定底座2安装在换电站的充电室内时，双向电动伸缩杆31由换电站电力供应系统供电，双向电动伸缩杆31的两个活动杆的端部均设有插杆32，四个插杆32分别插接于四个插孔120内，通过双向电动伸缩杆31带动插杆32左右移动，当插杆32插入插孔120内时，可以将连接块12的位置固定，从而使电池箱体1固定在固定底座2上，当需要对电池箱体1进行更换时，双向电动伸缩杆31的活动杆收缩，使插杆32从插孔120内移出，解除对电池箱体1的固定，从而使电池箱体1可以快速拆装，便于电池箱体1的更换。

本实施例中，框形底板13的底部与固定底座2顶部的边缘处相贴合，固定底座2的顶部且靠近前后两侧左右两端的位置均设有第一内置定位凸块20，连接块12的底部与固定底座2的顶部相贴合，四个第一内置定位凸块20的外侧均与框形底板13的内壁相贴合，对框形底板13的前后两侧起到定位的作用。

具体的，固定底座2的顶部且靠近左右两侧的位置均设有第二内置定位凸块21，两个第二内置定位凸块21的外侧均与框形底板13的内壁相贴合，对框形底板13的左右两侧起到定位的作用，从而使框形底板13的位置固定，使通信接口和电力接口可以成功对接；

第一内置定位凸块20和第二内置定位凸块21外侧的上半部分均为斜切面结构，有利于框形底板13与固定底座2顺利对接。

进一步的，固定底座2外侧的顶部设有框形侧板22，框形侧板22顶部的前后两侧且靠近左右两端的位置均设有第一外置定位凸块23，四个第一外置定位凸块23的内侧均与框形底板13的外壁相贴合，对框形底板13的前后两侧起到进一步定位的作用。

进一步的，框形侧板22顶部的左右两侧均设有第二外置定位凸块24，两个第二外置定位凸块24的内侧均与框形底板13的外壁相贴合，对框形底板13的左右两侧起到进一步定位的作用；

第一外置定位凸块23和第二外置定位凸块24内侧的上半部分均为斜切面结构，有利于框形底板13与固定底座2顺利对接。

进一步的，固定底座2底部的四个边角处均设有安装板25，安装板25上开设有供螺栓穿过的安装孔，有效确保框形底板13与固定底座2安装后的稳定性，从而确保电池箱体1的稳定性。

进一步的，固定底板30的顶部且靠近左右两端的位置均设有固定块33，两个固定块33的顶部均设有圆形固定管34，插杆32滑动连接于圆形固定管34内，对插杆32起到辅助定位的作用，有利于插杆32左右移动，同时对双向电动伸缩杆31的活动杆起到保护作用，有效避免双向电动伸缩杆31的活动杆弯折。

本实施例的具有V2G功能的换电重卡电池箱在使用时，当电动重卡需要换电时，电动重卡驶入换电站，换电站的换电机械臂与电池箱体1顶部相适配的连接结构对接，同时，车架上固定底座2中的两个双向电动伸缩杆31的活动杆收缩，使插杆32从插孔120内移出，解除对电池箱体1的固定，然后换电站的换电机械臂将电池箱体1从车架上拆卸下来，同时将充满电的电池箱体1从换电站内取出并安装到车架上的固定底座2上，在第一内置定位凸块20、第二内置定位凸块21、第一外置定位凸块23和第二外置定位凸块24的作用下，使框形底板13稳稳地的向下移动，从而使通信插头5和通信插座8对接，电力插头7和电力插座9对接，进而完成换电过程；

当电池箱体1在换电站中，根据电网的需求和信号，通过电力接口和双向逆变器6，实现电池箱与电网的双向互动，即在电网需求电能时，将电池箱中的电能反馈到电网中，实现售电收益；在电网供应电能时，将电网中的电能储存到电池箱中，实现低价充电。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本实用新型的优选例，并不用来限制本实用新型，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.具有V2G功能的换电重卡电池箱，包括电池箱体（1）以及用于固定电池箱体（1）位置的固定底座（2），其特征在于：所述电池箱体（1）内设有多个电池仓（10），所述电池箱体（1）内部的底部设有设备仓（11），所述设备仓（11）内设有电池管理系统（4）和双向逆变器（6），所述电池箱体（1）的底部设有与电池管理系统（4）电性连接的通信插头（5），所述电池箱体（1）的底部设有与双向逆变器（6）电性连接的电力插头（7），所述电池箱体（1）的底部且靠近前后两侧左右两端的位置均设有连接块（12），所述连接块（12）的侧面开设有插孔（120），所述电池箱体（1）底部的边缘处设有框形底板（13），所述固定底座（2）的顶部设有与通信插头（5）相适配的通信插座（8），所述固定底座（2）的顶部设有与电力插头（7）相适配的电力插座（9），所述固定底座（2）的顶部且靠近前后两侧的位置均设有锁定组件（3），所述锁定组件（3）包括固定连接于固定底座（2）顶部的固定底板（30），所述固定底板（30）的顶部设有双向电动伸缩杆（31），所述双向电动伸缩杆（31）的两个活动杆的端部均设有插杆（32），四个所述插杆（32）分别插接于四个插孔（120）内。

2.根据权利要求1所述的具有V2G功能的换电重卡电池箱，其特征在于：所述框形底板（13）的底部与固定底座（2）顶部的边缘处相贴合，所述连接块（12）的底部与固定底座（2）的顶部相贴合。

3.根据权利要求1所述的具有V2G功能的换电重卡电池箱，其特征在于：所述固定底座（2）的顶部且靠近前后两侧左右两端的位置均设有第一内置定位凸块（20），四个所述第一内置定位凸块（20）的外侧均与框形底板（13）的内壁相贴合。

4.根据权利要求3所述的具有V2G功能的换电重卡电池箱，其特征在于：所述固定底座（2）的顶部且靠近左右两侧的位置均设有第二内置定位凸块（21），两个所述第二内置定位凸块（21）的外侧均与框形底板（13）的内壁相贴合。

5.根据权利要求4所述的具有V2G功能的换电重卡电池箱，其特征在于：所述第一内置定位凸块（20）和第二内置定位凸块（21）外侧的上半部分均为斜切面结构。

6.根据权利要求1所述的具有V2G功能的换电重卡电池箱，其特征在于：所述固定底座（2）外侧的顶部设有框形侧板（22），所述框形侧板（22）顶部的前后两侧且靠近左右两端的位置均设有第一外置定位凸块（23），四个所述第一外置定位凸块（23）的内侧均与框形底板（13）的外壁相贴合。

7.根据权利要求6所述的具有V2G功能的换电重卡电池箱，其特征在于：所述框形侧板（22）顶部的左右两侧均设有第二外置定位凸块（24），两个所述第二外置定位凸块（24）的内侧均与框形底板（13）的外壁相贴合。

8.根据权利要求7所述的具有V2G功能的换电重卡电池箱，其特征在于：所述第一外置定位凸块（23）和第二外置定位凸块（24）内侧的上半部分均为斜切面结构。

9.根据权利要求1所述的具有V2G功能的换电重卡电池箱，其特征在于：所述固定底座（2）底部的四个边角处均设有安装板（25），所述安装板（25）上开设有供螺栓穿过的安装孔。

10.根据权利要求1所述的具有V2G功能的换电重卡电池箱，其特征在于：所述固定底板（30）的顶部且靠近左右两端的位置均设有固定块（33），两个所述固定块（33）的顶部均设有圆形固定管（34），所述插杆（32）滑动连接于圆形固定管（34）内。