CN110001374A - 一种电动汽车电池快换装置、电动汽车及快换方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动汽车电池快换装置，包括固定板、第一滑块和第二滑块，固定板上设有穿孔、第一轨道和与第一轨道连通的第二轨道；第一滑块设置在第一轨道内，第一滑块能在第一轨道内滑动，第二滑块设置在第二轨道内，第二滑块能在第二轨道内滑动；第一滑块和第二滑块通过连杆连接，第一滑块与第二滑块联动运动；穿孔用于与车身纵梁配合块连接；还公开了一种电动汽车；还公开一种电动汽车电池快换方法；本发明采用纯机械运动机构，利用滑块运动实现机构的固定、锁止，锁止效果好；与车身采用过盈配合，方便维修，且快换装置的动力部分位于换电托盘上，车身连接设备简单，整体轻量化效果好；安装操作简单、快速，拆卸方便，牢固性更高成本低。

Description

一种电动汽车电池快换装置、电动汽车及快换方法

技术领域

本发明涉及电动汽车电池更换技术领域，尤其涉及一种电动汽车电池快换装置、电动汽车及快换方法。

背景技术

近年来，面对传统能源日益供需失衡、全球气候日益变暖的严峻形势，各国纷纷加大对新能源和新能源技术开发与应用的力度。电动汽车作为一种新能源交通工具，具有噪声低、能源利用率高、无移动废气排放等特点，成为我国重点支持的战略性新兴产业之一。能源供给模式是电动车产业链中的重要环节，直接决定了该产业的发展命脉。电动汽车能源供给方式主要是快充和慢充两种方式。快充是将直流电直接存储到电池内，这种充电方式对电池的要求非常高，直流电的功率很大，长时间或者频繁快充会导致电池组温度升高，电池衰减会快一些。慢充是通过车载充电机把交流电转换成直流电，再储存到电池内，时间上会慢很多，两种方式都有各自的缺点。

2011年，国家电网提出了“换电为主、插充为辅、集中充电、统一配送”的商业模式，成为行业的重点发展方向。在“换电为主”的商业模式下，各相关行业提出了不同形式的换电模式，其核心仍然是换电站和可拆卸电池包。可拆卸机构其可靠稳定性相对较低，电池包与汽车的连接方式为了满足快速换电、拆装便利性的功能，这对车辆的稳定性、可靠性、安全性有很大的影响。目前主流换电类型为侧抽换电和底盘换电。两者相比，底盘换电成本更低，各项性能更好。难点在于底盘换电对连接机构的要求很高，要具有快换锁止功能。现有快换机构的锁止装置主要分为电子电器类和纯机械类。纯机械类装置成本更低、连接更加可靠，为行业主流应用方案。

目前，市场上的电动汽车快速换电系统主要有利用电机驱动锁止，机械运动锁止，但大多数存在机构复杂、锁止可靠性差、无隙锁止无法实现等问题，商业应用难度高。

发明内容

为了解决上述技术问题，针对以上问题点，本发明公开的电动汽车电池快换装置，采用纯机械运动机构，利用滑块运动实现机构的固定、锁止，锁止效果好，更换成本低且省时省力；公开的电动汽车电池快换方法，安装操作简单、快速，拆卸方便，牢固性更高，成本更低。

为了达到上述发明目的，本发明提供了一种电动汽车电池快换装置，包括固定板、第一滑块和第二滑块，所述固定板上设有穿孔、第一轨道和与所述第一轨道连通的第二轨道；

所述第一滑块设置在所述第一轨道内，所述第一滑块能在所述第一轨道内滑动，所述第二滑块设置在所述第二轨道内，所述第二滑块能在所述第二轨道内滑动；

所述第一滑块和所述第二滑块通过连杆连接，所述第一滑块与所述第二滑块联动运动；

所述穿孔用于与车身纵梁配合块连接。

进一步地，所述第二滑块上远离所述第一滑块一侧设有开槽，所述开槽内设有弹性件和斜锲块，所述弹性件一端与所述开槽的槽底固定连接，另一端与所述斜锲块连接，所述弹性件和所述斜锲块能在所述开槽内滑动；

所述第二滑块靠近所述第一滑块的一端设有斜切面。

更进一步地，所述固定板上设有与所述第二轨道连通的导槽，所述导槽的槽口与所述斜锲块靠近所述槽口的一端卡接；

所述斜锲块位于所述导槽内的部分能在所述导槽内滑动。

优选地，所述弹性件为弹簧，所述斜锲块根据所述弹性件的弹力及重力进入所述导槽内，锁死快换装置。

优选地，所述连杆设有两个，所述连杆的两端分别位于所述第一滑块与所述第二滑块的同侧面，另一所述连杆的两端位于所述第一滑块与所述第二滑块相对的侧面，所述连杆与所述第一滑块和所述第二滑块均为螺栓连接。

进一步地，还包括设置在所述第二轨道内的限位块，所述限位块设置在第二滑块远离所述第一滑块的一端，所述限位块用于对所述第二滑块运动进程进行限位。

本发明公开一种电动汽车，包括电动汽车快换装置、电池框、底盘和车身纵梁配合块，所述电动汽车快换装置为上述所述电动汽车快换装置，所述电池框上设有圆柱销，所述电动汽车快换装置通过所述圆柱销对所述电池框进行固定，所述底盘上设有与所述电动汽车快换装置上的固定板配合的配合部，所述固定板的与所述配合部过盈配合连接；所述车身纵梁配合块穿过所述固定板的穿孔，与所述穿孔内壁过盈配合，所述车身纵梁配合块用于对所述固定板限位。

进一步地，所述电动汽车快换装置上的所述第一轨道的开口向下，所述第二轨道的开口朝向所述第一轨道，所述第一滑块在所述第一轨道内上下滑动，所述第二滑块在所述第二轨道内左右滑动。

本发明提供了一种电动汽车电池快换方法，包括以下步骤：

S1:采用空的电池托盘装置移动到底盘下电池快换装置的位置，将电池托盘装置上升托起设置在电池快换装置上的电池包，电池托盘装置的顶杆上升顶起斜锲块，打开电池快换装置的锁死机构，电池包取出；

S2：装有新的电池包的电池托盘装置移动到底盘下电池快换装置的位置，将电池托盘装置上升托起新的电池包，电池框上的圆柱销顶起第一滑块，到达运动极限位置，此时斜锲块在弹性件的作用下进入导槽，机构锁死；

S3：电池托盘装置向下移动，换电池的工作完成。

进一步地，步骤S1中将锁死机构打开后，还包括将电池托盘装置向下移动，电池框上的圆柱销推动第二滑块移动，电池包落入电池托盘装置内，电池顶杆向下移动，电池包取出。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

1、本发明公开的电动汽车电池快换装置，采用纯机械运动机构，利用滑块运动实现机构的固定、锁止，锁止效果好，更换成本低且省时省力；

2、本发明公开的电动汽车电池快换装置，设置的连杆、第一滑块和第二滑块实现电池框上的圆柱销的固定，设置的斜锲块实现快换装置的锁止；

3、本发明公开的电动汽车，将电动汽车电池快换装置与车身采用过盈配合，简单可靠，方便维修，且快换装置的动力部分位于换电托盘上，车身连接设备简单，整体轻量化效果好；

4、本发明公开的电动汽车，电池框采用突出的圆柱销与电动汽车电池快换装置实现固定，结构简单、连接准确可靠且成本低；

5、本发明公开的电动汽车电池快换方法，安装操作简单、快速，拆卸方便，牢固性更高，成本更低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明所述的电动汽车电池快换装置、电动汽车及快换方法，下面将对实施例所需要的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1为电动汽车电池快换装置的结构示意图；

其中，图中附图标记对应为：1-固定板，2-第一滑块，3-第二滑块，4-连杆，5-穿孔，6-第一轨道，7-第二轨道，8-开槽，9-弹性件，10-斜锲块，11-导槽，12-限位块，13-圆柱销。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

实施例1：

如图1所示：一种电动汽车电池快换装置，包括固定板1、第一滑块2和第二滑块3，所述固定板1上设有穿孔5、第一轨道6和与所述第一轨道6连通的第二轨道7；

所述第一滑块2设置在所述第一轨道6内，所述第一滑块2能在所述第一轨道6内滑动，所述第二滑块3设置在所述第二轨道7内，所述第二滑块3能在所述第二轨道7内滑动；

所述第一滑块2和所述第二滑块3通过连杆4连接，所述第一滑块2与所述第二滑块3联动运动；

所述穿孔5用于与车身纵梁配合块连接；本发明采用纯机械运动机构，利用滑块运动实现机构的固定、锁止，锁止效果好，更换成本低且省时省力。

具体的，所述第二滑块3上远离所述第一滑块2一侧设有开槽8，所述开槽8内设有弹性件9和斜锲块10，所述弹性件9一端与所述开槽8的槽底固定连接，另一端与所述斜锲块10连接，所述弹性件9和所述斜锲块10能在所述开槽8内滑动；所述第二滑块3靠近所述第一滑块2的一端设有斜切面；本发明设置的连杆4、第一滑块2和第二滑块3实现电池框上的圆柱销13的固定，设置的斜锲块10实现快换装置的锁止。

更为具体的，所述固定板1上设有与所述第二轨道7连通的导槽11，所述导槽11的槽口与所述斜锲块10靠近所述槽口的一端卡接；

所述斜锲块10位于所述导槽11内的部分能在所述导槽11内滑动。

具体的，所述连杆4设有两个，所述连杆4的两端分别位于所述第一滑块2与所述第二滑块3的同侧面，另一所述连杆4的两端位于所述第一滑块2与所述第二滑块3相对的侧面，所述连杆4与所述第一滑块2和所述第二滑块3均为螺栓连接。

进一步地，第一滑块2上的螺栓贯穿第一滑块2，两个连杆4的一端分别套设在螺栓的两端上，再通过螺母将连杆4与第一滑块2固定在一起；第二滑块3上的螺栓贯穿第二滑块3，两个连杆4的另一端分别套设在第二滑块3上螺栓的两端，再通过螺母将连杆4与第二滑块3固定在一起，所述连杆4的相对于与第一滑块2和第二滑块3连接的螺栓可转动。

具体的，还包括设置在所述第二轨道7内的限位块12，所述限位块12设置在第二滑块3远离所述第一滑块2的一端，所述限位块12用于对所述第二滑块3运动进程进行限位。

实施例2：为实施例1的优选实施例

如图1所示:一种电动汽车电池快换装置，包括固定板1、第一滑块2和第二滑块3，所述固定板1上设有穿孔5、第一轨道6和与所述第一轨道6连通的第二轨道7；

所述第一滑块2设置在所述第一轨道6内，所述第一滑块2能在所述第一轨道6内滑动，所述第二滑块3设置在所述第二轨道7内，所述第二滑块3能在所述第二轨道7内滑动；

所述第一滑块2和所述第二滑块3通过连杆4连接，所述第一滑块2与所述第二滑块3联动运动；

所述穿孔5用于与车身纵梁配合块连接；本发明采用纯机械运动机构，利用滑块运动实现机构的固定、锁止，锁止效果好，更换成本低且省时省力。

具体的，固定板1包括连成一体的第一固定板和第二固定板，所述第一固定板上设有开孔、第一凹槽和与所述第一凹槽连通的第二凹槽；

所述第二固定板与所述第一固定板结构相同，所述第二固定板上的开口与所述第一固定板上的开口重合设置并形成穿孔5，所述穿孔5用于与车身纵梁配合块连接；

所述第一固定板上的所述第一凹槽与所述第二固定板上的所述第一凹槽重合设置并形成第一轨道6，所述第一滑块用于在所述第一轨道6内滑动；

所述第一固定板上所述第二凹槽与所述第二固定板上的第二凹槽重合设置并形成第二轨道7，所述第二滑块用于在所述第二轨道7内滑动；这种设计的固定板1为空心结构，不仅整体质量轻，且不影响锁紧效果。

具体的，所述第二滑块3上远离所述第一滑块2一侧设有开槽8，所述开槽8内设有弹性件9和斜锲块10，所述弹性件9一端与所述开槽8的槽底固定连接，另一端与所述斜锲块10连接，所述弹性件9和所述斜锲块10能在所述开槽8内滑动；所述第二滑块3靠近所述第一滑块2的一端设有斜切面；本发明设置的连杆4、第一滑块2和第二滑块3实现电池框上的圆柱销13的固定，设置的斜锲块10实现快换装置的锁止。

优选地，所述弹性件9为弹簧，所述斜锲块10根据所述弹性件9的弹力及重力进入所述导槽11内，锁死快换装置。

更为具体的，所述固定板1上设有与所述第二轨道7连通的导槽11，所述导槽11的槽口与所述斜锲块10靠近所述槽口的一端卡接；

所述斜锲块10位于所述导槽11内的部分能在所述导槽11内滑动。

具体的，所述连杆4设有两个，所述连杆4的两端分别位于所述第一滑块2与所述第二滑块3的同侧面，另一所述连杆4的两端位于所述第一滑块2与所述第二滑块3相对的侧面，所述连杆4与所述第一滑块2和所述第二滑块3均为螺栓连接。

进一步地，第一滑块2上的螺栓贯穿第一滑块2，两个连杆4的一端分别套设在螺栓的两端上，再通过螺母将连杆4与第一滑块2固定在一起；第二滑块3上的螺栓贯穿第二滑块3，两个连杆4的另一端分别套设在第二滑块3上螺栓的两端，再通过螺母将连杆4与第二滑块3固定在一起，所述连杆4的相对于与第一滑块2和第二滑块3连接的螺栓可转动。

具体的，还包括设置在所述第二轨道7内的限位块12，所述限位块12设置在第二滑块3远离所述第一滑块2的一端，所述限位块12用于对所述第二滑块3运动进程进行限位。

与实施例1的不同之处在于：

具体的，固定板1包括连成一体的第一固定板和第二固定板，所述第一固定板上设有开孔、第一凹槽和与所述第一凹槽连通的第二凹槽；

所述第二固定板与所述第一固定板结构相同，所述第二固定板上的开口与所述第一固定板上的开口重合设置并形成穿孔5，所述穿孔5用于与车身纵梁配合块连接；

所述第一固定板上的所述第一凹槽与所述第二固定板上的所述第一凹槽重合设置并形成第一轨道6，所述第一滑块用于在所述第一轨道6内滑动；

所述第一固定板上所述第二凹槽与所述第二固定板上的第二凹槽重合设置并形成第二轨道7，所述第二滑块用于在所述第二轨道7内滑动；这种设计的固定板1为空心结构，不仅整体质量轻，且不影响锁紧效果。

优选地，所述弹性件9为弹簧，所述斜锲块10根据所述弹性件9的弹力及重力进入所述导槽11内，锁死快换装置，所述第二轨道7上斜切面朝向上方。

实施例3：

如图1所示，一种电动汽车，包括电动汽车快换装置、电池框、底盘(图中未示出)和车身纵梁配合块(图中未示出)，所述电动汽车快换装置为实施例1或2所述电动汽车快换装置，所述电池框上设有圆柱销13，所述电动汽车快换装置通过所述圆柱销13对所述电池框进行固定，所述底盘上设有与所述电动汽车快换装置上的固定板1配合的配合部，所述固定板1的与所述配合部过盈配合连接；

所述车身纵梁配合块穿过所述固定板1的穿孔5，与所述穿孔(5)内壁过盈配合，所述车身纵梁配合块用于对所述固定板1限位；本发明将电动汽车快换装置与车身采用过盈配合，简单可靠，方便维修，且快换装置的动力部分位于换电托盘上，车身连接设备简单，整体轻量化效果好；电池框采用突出圆柱销13与电动汽车电池快换装置实现固定，结构简单、连接准确可靠且成本低。

具体的，所述电动汽车快换装置上的所述第一轨道6的开口向下，所述第二轨道7的开口朝向所述第一轨道6，所述第一滑块2在所述第一轨道6内上下滑动，所述第二滑块3在所述第二轨道7内左右滑动。

进一步地，所述第二滑块3靠近所述第一滑块2的一端的斜切面朝向上方。

实施例4：

一种电动汽车电池快换方法，包括以下步骤：

S1:车辆进入换电工位，换电台对车辆进行重新定位；

S2:采用空的电池托盘装置移动到底盘下电池快换装置的位置，将电池托盘装置上升托起设置在电池快换装置上的电池包，电池托盘装置的顶杆上升顶起斜锲块10，打开电池快换装置的锁死机构；

将电池托盘装置向下移动，电池框上的圆柱销13推动第二滑块3移动，电池包落入电池托盘装置内，电池顶杆向下移动，电池包取出；

S3：装有新的电池包的电池托盘装置移动到底盘下电池快换装置的位置，将电池托盘装置上升托起新的电池包，电池框上的圆柱销13顶起第一滑块2，到达运动极限位置，此时斜锲块10在弹性件9的作用下进入导槽11，机构锁死；

S4：电池托盘装置向下移动，换电池的工作完成。

另外，电池托盘装置可以是电池托盘，也可以是其他的用于将电池包托起的装置。

该电动汽车电池快换装置在使用时，第一滑块2通过连杆4与第二滑块3组成固定机构，对电池框上的圆柱销13进行固定；第二滑块3通过弹性件9和斜锲块10组成锁紧机构，对装置进行锁死，限位块12对第二滑块3的运动进程进行限位；

在装配时，车身纵梁配合块穿过固定板1上的穿孔5与穿孔5的内壁过盈配合，固定板1的顶部及四周侧壁均与车身的配合部过盈配合连接，这种设计简单可靠，维修方便，且成本低。

该电动汽车电池快换方法，解锁时，首先利用电池托盘装置上的顶杆将斜锲块10顶起，在重力的作用下，电池框上的圆柱销13推动第二滑块3沿第二轨道7向远离第一轨道6的方向运动，锁紧机构便打开；

锁紧时，电池框上的圆柱销13推动第一滑块2向上移动，从而带动连杆4沿第二轨道7向靠近第一轨道6的方向运动，运动到一定位置后，空间锁紧，第一滑块2、第二滑块3上的斜锲面一侧和第一导轨6形成的空间刚好锁死电池框上的圆柱销13，此时斜锲块10在弹簧的作用下进入导槽，锁死锁紧机构；这种方法安装操作简单、快速，拆卸方便，牢固性更高，成本更低。

本发明公开的电动汽车电池快换装置，采用纯机械运动机构，利用滑块运动实现机构的固定、锁止，锁止效果好，更换成本低且省时省力；设置的连杆、第一滑块和第二滑块实现电池框上的圆柱销的固定，设置的斜锲块实现快换装置的锁止；

本发明公开的电动汽车，将电动汽车电池快换装置与车身采用过盈配合，简单可靠，方便维修，且快换装置的动力部分位于换电托盘上，车身连接设备简单，整体轻量化效果好，电池框采用突出圆柱销实现固定，结构简单、连接准确可靠且成本低。

本发明公开的电动汽车电池快换方法，安装操作简单、快速，拆卸方便，牢固性更高，成本更低。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种电动汽车电池快换装置，其特征在于：包括固定板(1)、第一滑块(2)和第二滑块(3)，所述固定板(1)上设有穿孔(5)、第一轨道(6)和与所述第一轨道(6)连通的第二轨道(7)；

所述第一滑块(2)设置在所述第一轨道(6)内，所述第一滑块(2)能在所述第一轨道(6)内滑动，所述第二滑块(3)设置在所述第二轨道(7)内，所述第二滑块(3)能在所述第二轨道(7)内滑动；

所述第一滑块(2)和所述第二滑块(3)通过连杆(4)连接，所述第一滑块(2)与所述第二滑块(3)联动运动；

所述穿孔(5)用于与车身纵梁配合块连接。

2.根据权利要求1所述的电动汽车电池快换装置，其特征在于：所述第二滑块(3)上远离所述第一滑块(2)一侧设有开槽(8)，所述开槽(8)内设有弹性件(9)和斜锲块(10)，所述弹性件(9)一端与所述开槽(8)的槽底固定连接，另一端与所述斜锲块(10)连接，所述弹性件(9)和所述斜锲块(10)能在所述开槽(8)内滑动

所述第二滑块(3)靠近所述第一滑块(2)的一端设有斜切面。

3.根据权利要求2所述的电动汽车电池快换装置，其特征在于：所述固定板(1)上设有与所述第二轨道(7)连通的导槽(11)，所述导槽(11)的槽口与所述斜锲块(10)靠近所述槽口的一端卡接；

所述斜锲块(10)位于所述导槽(11)内的部分能在所述导槽(11)内滑动。

4.根据权利要求3所述的电动汽车电池快换装置，其特征在于：所述弹性件(9)为弹簧，所述斜锲块(10)根据所述弹性件(9)的弹力及重力进入所述导槽(11)内，锁死快换装置。

5.根据权利要求1所述的电动汽车电池快换装置，其特征在于：所述连杆(4)设有两个，所述连杆(4)的两端分别位于所述第一滑块(2)与所述第二滑块(3)的同侧面，另一所述连杆(4)的两端位于所述第一滑块(2)与所述第二滑块(3)相对的侧面，所述连杆(4)与所述第一滑块(2)和所述第二滑块(3)均为螺栓连接。

6.根据权利要求1所述的电动汽车电池快换装置，其特征在于：还包括设置在所述第二轨道(7)内的限位块(12)，所述限位块(12)设置在第二滑块(3)远离所述第一滑块(2)的一端，所述限位块(12)用于对所述第二滑块(3)运动进程进行限位。

7.一种电动汽车，包括电动汽车快换装置、电池框、底盘和车身纵梁配合块，所述电动汽车快换装置为权利要求1-6任意一项所述电动汽车快换装置，其特征在于：所述电池框上设有圆柱销(13)，所述电动汽车快换装置通过所述圆柱销(13)对所述电池框进行固定，所述底盘上设有与所述电动汽车快换装置上的固定板(1)配合的配合部，所述固定板(1)的与所述配合部过盈配合连接；

所述车身纵梁配合块穿过所述固定板(1)的穿孔(5)，与所述穿孔(5)内壁过盈配合，所述车身纵梁配合块用于对所述固定板(1)限位。

8.根据权利要求7所述的电动汽车，其特征在于：所述电动汽车快换装置上的所述第一轨道(6)的开口向下，所述第二轨道(7)的开口朝向所述第一轨道(6)，所述第一滑块(2)在所述第一轨道(6)内上下滑动，所述第二滑块(3)在所述第二轨道(7)内左右滑动。

9.一种电动汽车电池快换方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1:采用空的电池托盘装置移动到底盘下电池快换装置的位置，将电池托盘装置上升托起设置在电池快换装置上的电池包，电池托盘装置的顶杆上升顶起斜锲块(10)，打开电池快换装置的锁死机构，电池包取出；

S2：装有新的电池包的电池托盘装置移动到底盘下电池快换装置的位置，将电池托盘装置上升托起新的电池包，电池框上的圆柱销(13)顶起第一滑块(2)，到达运动极限位置，此时斜锲块(10)在弹性件(9)的作用下进入导槽(11)，机构锁死；

S3：电池托盘装置向下移动，换电池的工作完成。

10.根据权利要求9所述的电动汽车电池快换方法，其特征在于：步骤S1中将锁死机构打开后，还包括将电池托盘装置向下移动，电池框上的圆柱销(13)推动第二滑块(3)移动，电池包落入电池托盘装置内，电池顶杆向下移动，电池包取出。