JPWO2011010651A1 - 電気自動車のバッテリ交換システム、電気自動車、バッテリ装置及びバッテリ交換用台 - Google Patents
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Abstract
Description
まず、本発明の電気自動車のバッテリ交換システムの一実施形態の構成について、図1を参照して説明する。
図1は、本発明の電気自動車のバッテリ交換システムの一実施形態を示す構成図である。
次に、電気自動車のバッテリ交換システム1に用いられる電気自動車2について、図2〜図4を参照して説明する。
図2は、電気自動車2の平面図である。図3は、電気自動車2の正面図である。図4は、電気自動車2の側面図である。
次に、電気自動車2のバッテリ搭載部15について、図5及び図6を参照して説明する。
図5Aは、バッテリ搭載部15の平面図であり、図5Bは、図5AのA−A線に沿う断面図である。図6は、図5AのB−B線(B´−B´線)に沿う断面図である。
次に、バッテリ装置3A,3Bについて、図7〜図9を参照して説明する。
図7Aは、バッテリ装置3A,3Bの平面図であり、図7Bは、バッテリ装置3A,3Bの側面図である。図8は、図7AのC−C線に沿う断面図である。図9は、図7AのD−D線に沿う断面図である。
次に、第1の出力端子部51A及び第2の出力端子部51Bの接続動作について、図10を参照して説明する。
図10Aは、第1の出力端子部51Aが端子接続部31に接続した状態を側方から見た断面図であり、図10Bは、図10AのE−E線に沿う断面図である。
次に、バッテリ交換用台4について、図11を参照して説明する。
図11Aは、バッテリ交換用台4の平面図であり、図11Bは、バッテリ交換用台の側面図である。
次に、挿入側支持部材及び取り出し側支持部材について、図12を参照して詳しく説明する。
図12Aは、挿入側支持部材62Aを側方から見た断面図であり、図12Bは、図12AのF−F線に沿う断面図である。
次に、挿入側支持部材及び取り出し側支持部材の回動動作について、図13を参照して説明する。
図13は、挿入側支持部材62Aがベース部材61に収納された状態を側方から見た断面図である。
次に、電気自動車のバッテリ交換システム1におけるバッテリ装置3A,3Bの交換動作について、図14を参照して説明する。
図14(a)〜図14(c)は、電気自動車のバッテリ交換システム1におけるバッテリ装置3A,3Bの交換動作を示す説明図である。
ここで、電力の供給源の切り替えについて説明する。第1のバッテリ装置3Aがバッテリ搭載部15の開口部15bから押し出されると、まず、第1のバッテリ装置3Aの第2の出力端子部51Bが、第2の端子接続部32から外れる。この状態では、第1のバッテリ装置3Aの第1の出力端子部51Aが第2の端子接続部32に接続されているため、電気自動車2に電力が供給されている。
本発明は、前述しかつ図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施の形態では、バッテリ装置3A(3B)の両端部がバッテリ搭載部15の開口部15a,15bから突出するようにしたが、本発明に係るバッテリ装置としては、全体がバッテリ搭載部に収納される大きさに設定することもできる。
次に、バッテリ装置の第2の実施の形態について、図15及び図16を参照して説明する。
図15は、バッテリ装置の第2の実施の形態の斜視図である。図16は、バッテリ装置の第2の実施の形態に係るロック用凹部を示す説明図である。
図17は、バッテリ装置の第2の実施の形態に係る出力側コネクタの斜視図である。
次に、電気自動車におけるバッテリ搭載部の第2の実施の形態について、図18を参照して説明する。
図18は、バッテリ搭載部の第2の実施の形態を示す斜視図である。
次に、ロック部材101について、図19〜図22を参照して説明する。
図19は、ロック部材101のロックカム114がバッテリ装置73のロック用凹部86から外れた状態を示す説明図である。図20Aは、図19のG−G線に沿う断面図、図20Bは、図19のH−H線に沿う断面図である。図21は、ロック部材101のロックカム114がバッテリ装置73のロック用凹部86に挿入された状態を示す説明図である。図22Aは、図21のI−I線に沿う断面図、図22Bは、図21のJ−J線に沿う断面図である。
図20A及び図20Bに示すように、バッテリ搭載部75の非ロック状態において、ロックカム114の半径が小さい側の端部114dは、バッテリ搭載部75のカム用貫通孔75gに挿入されている。この端部114dは、カム用貫通孔75gを貫通してはない。そのため、ロックカム114の端部114dは、バッテリ搭載部75の内側に突出することはなく、バッテリ装置73はバッテリ搭載部75内を移動可能になっている。
次に、入力側コネクタ102について、図23〜図25を参照して説明する。
図23は、入力側コネクタ102の斜視図である。図24は、入力側コネクタ102の正面図、図25は、入力側コネクタ102の背面図である。
次に、駆動連結体122について、図26〜図28を参照して説明する。
図26は、入力側コネクタ102の分解斜視図である。図27は、図24のK−K線に沿う断面図、図28は、図24のL−L線に沿う断面図である。
下部片153は、枠部151の下辺に連続して後方へ突出する板状に形成されている。この下部片153の左右方向の両端部には、後部材133の後述するフランジ162との干渉を避けるための開口部153aが設けられている。
右側部片155は、枠部151の右辺に連続して後方へ突出する板状に形成されている。この右側部片155の上下方向の両端部には、後部材133の後述するフランジ162との干渉を避けるための開口部155aが設けられている。
次に、アクチュエータ123について説明する。
アクチュエータ123は、支持台124を介して外装体121の下板部121bに固定されている。このアクチュエータ123は、外装体121の軸方向に移動するロッド137と、このロッド137の先端部に設けられた挟持部138と、ロッド137を移動させる駆動部139を備えている。
第1の挟持片138aは、ロッド137の先端に当接され、第2の挟持片138bは、後部材133の接続部163を介して第1の挟持片に対向される。これら2つの挟持片138a,138bには、スペーサ138cを貫通させる貫通孔が設けられている。この貫通孔は、接続部163に設けた貫通孔167の直径よりも小さくなっている。また、2つの挟持片138a,138bの接続部163に接触する面は、摩擦抵抗が小さくなるように表面加工が施されている。
次に、駆動連結体122の結合状態について、図28を参照して説明する。
図28に示すように、駆動連結体122の前部材131と後部材133は、中部材132と摺動面プレート135,136を挟んでおり、スペーサ147の筒孔を通る固定ねじ146により締結されている。
次に、バッテリ装置73に設けた出力側コネクタ87とバッテリ搭載部75に設けた入力側コネクタ102との接続について、図29を参照して説明する。
図29Aは、出力側コネクタ87に入力側コネクタ102を接近させた状態の断面図である。図29Bは、出力側コネクタ87に入力側コネクタ102を接続した状態の断面図である。
バッテリ搭載部75にバッテリ装置73が搭載されると、まず、ロック部材101のモータ111が駆動し、ロックカム114がバッテリ装置73のロック用凹部86に挿入される。これにより、バッテリ搭載部75に対するバッテリ装置73のロックが完了する。
なお、アクチュエータ123を駆動するための電源は、電気自動車に設けられた予備電源(不図示)を用いればよい。
Claims (15)
- 車体の前後方向に対向する2つの開口部が設けられたバッテリ搭載部を有する電気自動車と、
前記バッテリ搭載部に搭載された第1のバッテリ装置と、
前記バッテリ搭載部の一方の開口部から挿入されることにより、前記バッテリ搭載部の他方の開口部から前記第1のバッテリ装置を押し出して前記バッテリ搭載部に搭載される第2のバッテリ装置と、
前記第2のバッテリ装置を支持する挿入側支持部材と、前記挿入側支持部材に支持された前記第2のバッテリ装置に向けて前記電気自動車を走行させることにより、前記第1のバッテリ装置が前記第2のバッテリ装置に当接し、前記第2のバッテリ装置によって前記バッテリ搭載部から押し出された前記第1のバッテリ装置を支持する取り出し側支持部材とを有するバッテリ交換用台と、
を備える電気自動車のバッテリ交換システム。 - 前記第1のバッテリ装置が前記第2のバッテリ装置に当接するように、前記電気自動車の走行を案内するガイド部を備える請求項1記載の電気自動車のバッテリ交換システム。
- 前記バッテリ搭載部は、前記第1のバッテリ装置又は前記第2のバッテリ装置との間に生じる摩擦抵抗を軽減させる摺動補助部材を有する請求項1又は2記載の電気自動車のバッテリ交換システム。
- 前記バッテリ交換用台は、
ベース部材と、
前記ベース部材に回動可能に設けられ、前記ベース部材の上方に立ち上がった状態で前記第2のバッテリ装置を前記ベース部材の上面から離隔させて支持する前記挿入側支持部材と、
前記ベース部材に回動可能に設けられ、前記ベース部材の上方に立ち上がった状態で前記第1のバッテリ装置を前記ベース部材の上面から離隔させて支持する前記取り出し側支持部材と、
前記挿入側支持部材及び前記取り出し側支持部材をそれぞれ立ち上がる方向に付勢する付勢部材と、
前記第2のバッテリ装置の移動を規制するストッパと、
を有する請求項1〜3の何れかに記載の電気自動車のバッテリ交換システム。 - 前記バッテリ交換用台は、前記ベース部材を前記電気自動車の車幅方向に移動させる移動機構を有する請求項4に記載の電気自動車のバッテリ交換システム。
- 前記第1のバッテリ装置及び前記第2のバッテリ装置は、
柱状に形成され、内部にバッテリモジュールを収容したバッテリ本体と、
前記バッテリ本体の長手方向の一端に設けられた前側クッション部材と、
前記バッテリ本体の長手方向の他端に設けられた後側クッション部材と、
前記バッテリモジュールと電気的に接続される出力端子部と、
を有する請求項1〜5の何れかに記載の電気自動車のバッテリ交換システム。 - 前記前側クッション部材及び前記後側クッション部材は、先端が細くなるようなテーパ状に形成されている請求項6記載の電気自動車のバッテリ交換システム。
- 前記バッテリ本体、前記前側クッション部材又は前記後側クッション部材の少なくとも1つには、前記挿入側支持部材又は前記取り出し側支持部材が係合する係合溝が形成されている請求項6又は7記載の電気自動車のバッテリ交換システム。
- 前記電気自動車は、
前記バッテリ搭載部に搭載された第1のバッテリ装置又は前記第2のバッテリ装置の移動を規制するロック部と、
前記バッテリ搭載部に設けられ、前記第1のバッテリ装置又は前記第2のバッテリ装置の前記出力端子部が接続される端子接続部と、
前記第1のバッテリ装置又は前記第2のバッテリ装置から前記端子接続部を介して供給される電力を用いて車輪を駆動させるモータと、
を有する請求項6〜8の何れかに記載の電気自動車のバッテリ交換システム。 - 前記ロック部は、中心から外縁までの距離が連続的に大きくなるように形成され、中心から外縁までの距離が長い部分が前記バッテリ搭載部を貫通するロックカムと、前記ロックカムを回転させる駆動部を有し、
前記第1のバッテリ装置及び前記第2のバッテリ装置は、前記バッテリ本体、前記前側クッション部材又は前記後側クッション部材の何れかに前記ロックカムの中心から外縁までの距離が長い部分が挿入されるロック用凹部を有する請求項9記載の電気自動車のバッテリ交換システム。 - 前記電気自動車の前記端子接続部は、入力端子を有する駆動連結体と、前記駆動連結体を前記入力端子の接続方向へ移動させるアクチュエータを有し、
前記第1のバッテリ装置及び前記第2のバッテリ装置の前記出力端子部は、前記駆動連結体を案内するガイド部を有し、
前記駆動連結体は、前記入力端子が設けられた入力端子保持部材と、前記入力端子の接続方向に移動し、前記入力端子保持部材を前記接続方向と直交する方向及び前記入力端子保持部材の軸心を中心とした回転方向に変位可能に支持する支持部材とを備える請求項9又は10に記載の電気自動車のバッテリ交換システム。 - 前記駆動連結体は、前記入力端子保持部材である前部材と、前記支持部材である中部材と、前記前部材と共に前記中部材を挟み込む後部材とからなり、
前記前部材と前記中部材との間及び前記中部材と前記後部材との間には、摩擦抵抗を減少させるプレートが介在される請求項11記載の電気自動車のバッテリ交換システム。 - 車体の前後方向に対向する2つの開口部を有し、前記2つの開口部からバッテリ装置が挿脱されるバッテリ搭載部と、
前記バッテリ搭載部に搭載されたバッテリ装置の移動を規制するロック部と、
前記バッテリ搭載部に設けられ、前記バッテリ装置の出力端子部が接続される端子接続部と、
前記バッテリ装置から前記端子接続部を介して供給される電力を用いて車輪を駆動させるモータと、
を備える電気自動車。 - 柱状に形成され、内部にバッテリモジュールを収容したバッテリ本体と、
前記バッテリ本体の長手方向の一端に設けられた前側クッション部材と、
前記バッテリ本体の長手方向の他端に設けられた後側クッション部材と、
前記バッテリ本体に設けられ、前記バッテリモジュールと電気自動車に設けられた端子接続部とを電気的に接続する出力端子部と、
を備えるバッテリ装置。 - 電気自動車のバッテリ搭載部に搭載された第1のバッテリ装置と、前記第1のバッテリ装置を前記バッテリ搭載部から押し出すことにより前記バッテリ搭載部に搭載される第2のバッテリ装置との交換に用いられるバッテリ交換用台であって、
前記第2のバッテリ装置を支持する挿入側支持部材と、
前記挿入側支持部材に支持された前記第2のバッテリ装置に向けて前記電気自動車を走行させることで前記第1のバッテリ装置が前記第2のバッテリ装置に当接し、前記第2のバッテリ装置によって前記バッテリ搭載部から押し出された前記第1のバッテリ装置を支持する取り出し側支持部材と、
を備えるバッテリ交換用台。
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