一种便于在车中后部更换动力电池的汽车配套结构的制作方法

本发明涉及汽车电池领域，尤其涉及一种便于在车中后部更换动力电池的汽车配套结构。

背景技术：

目前，电动汽车由于其环保节能的特点，正日益受市场青睐，传统汽车以汽油或者柴油作为动力能源，在加油站加油过程较短，相对方便，而电动汽车其充电时间长，如果在电池充电站等待电池充满电能再走，将耗费大量时间，且充电时，汽车长期间占用电池充电站，也会大大降低电池充电站的效率和利用率。

随着全球能源危机的不断加深、大气污染的日益恶劣，电动汽车作为新一代的交通工具，在节能减排及对传统石化能源的依赖方面具备传统汽车不可比拟的优势，但是，由于电动汽车的动力电池体积大、分量重，一般动力电池的重量达数十公斤，拆卸安装困难，搬运不灵活，因此，目前电动汽车的动力电池只能车载充电，充电很不方便，在此电动车日益普及之际，除了能车载充电以外，人们还希望电动汽车的动力电池能够拆卸更换。例如，在高速行驶时，当电动汽车的电量不足时，可以选择就近的电池更换站，快速的更换一个满电的电池，减少因排队等待以及充电的时间，而现有的电动汽车已不能满足人们的使用要求，电动汽车动力电池的装卸、搬运及充电困难问题，已经成为制约电动汽车普及应用的瓶颈问题。

申请号为cn201610125809.6的专利，公开了一种装有快速高效更换电池装置的电动汽车，包括有车体和更换电池装置，更换装置电池包括有支架、轴承座、转轴、放置板、蓄电池ⅰ、蓄电池ⅱ、电路接口、插座、旋转电机、滑轨、滑块、摇杆、连接杆、固定卡套和电路插头，电动汽车内座椅下端的车体内设有更换电池装置，更换电池装置内设有腔体。该专利达到了足以长时间支持电动汽车行驶、使用方便、操作简单的效果，避免了电动汽车的蓄电池电量不足，影响用户的正常工作。然而，汽车使用的动力电池不仅体积大，而且其重量比较的重，汽车在增加一块电池的同时，虽然可以提升汽车的续航能力，但是，却增加了汽车的载重，而且汽车的动力电池价格较高，不易普及。

申请号为cn201310656364.0的专利，公开了一种遥控液压汽车后背箱门自动开关装置，第一、第二液压油缸的缸体分别固设在汽车后背箱的左、右部底板上、活塞杆均固设在后背箱门上；第一、第二液压油缸均连接液压阀体总成，第一液压油缸的下腔回油、进油油管上分别设置回油、进油电磁阀、上腔回油、进油油管上分别设置回油、进油电磁阀；第二液压油缸的下腔回油、进油油管上分别设置回油、进油电磁阀、上腔回油、进油油管上分别设置回油、进油电磁阀；液压阀体总成连接液压油泵，液压油泵连接油箱，液压阀体总成和油箱之间设置单向阀；液压油泵、单向阀及所有电磁阀均连接中央控制模块，中央控制模块通过连接线束连接遥控接收装置，通过液压系统就可使后背箱门打开和关闭。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种便于在车中后部更换动力电池的汽车配套结构，本发明设计新颖、结构简单，使用方便，能够利用电池更换站进行电池的快速更换，减少车主因充电而浪费大量时间，使得电动汽车的续航里程大幅增加，大大提升了电动汽车的续航能力。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种便于在车中后部更换动力电池的汽车配套结构，包括车体以及设置在车体上的电池，所述车体的两侧对称设置有电池盖，所述电池盖分别与车体上的电池安装口和电池拆卸口连接，所述电池安装口和电池拆卸口之间设置有电池安装架，所述电池安装架上设置有驱动电池移动的驱动机构和固定电池的锁具，所述驱动机构和锁具与控制电路板连接，所述控制电路板与电池安装架上设置的信号接收器连接。

作为优选，所述驱动机构包括连接控制电路板的驱动电机以及与驱动电机连接的丝杆，所述丝杆的两侧设置有连接电池安装架的支架，所述电池安装架上设置有滑槽，所述滑槽与滑块连接，所述滑块通过丝杆螺母与丝杆连接，所述滑块上设置有连接电池的电磁锁，所述电磁锁与控制电路板连接。其中，电磁锁用于连接电池上设置的卡槽；采用此技术方案，由驱动电机带动连接的丝杆，使丝杆旋转带动丝杆螺母连接的滑块在电池安装架上移动，滑块移动带动电磁锁连接的电池一起移动。

作为优选，所述锁具设置为电磁锁，所述电磁锁的锁舌与电池上设置的锁槽连接。

作为优选，所述电池盖的一端通过旋转轴与车体连接，另一端通过锁扣与车体连接，所述车体或电池盖位于锁扣的一侧设置有信号发射器，所述信号发射器和锁扣与控制电路板连接。

作为优选，所述锁扣包括连接车体的底座以及滑动连接底座的锁杆和驱动锁杆在底座上滑动的第一驱动机构；所述锁杆设置有锁舌，所述锁舌与锁杆内设置的复位弹簧以及驱动锁舌内缩的第二驱动机构连接。采用此技术方案，第一驱动机构驱动锁杆以及锁杆上的锁舌内缩；第二驱动机构驱动锁杆中的锁舌内缩。

作为优选，所述第一驱动机构包括电磁铁、复位弹簧和驱动杆，所述驱动杆连接锁杆，所述锁杆通过复位弹簧与底座上设置的挡块连接，所述电磁铁设置于挡块，并与控制电路板和驱动杆连接。采用此技术方案，电磁铁通电带动驱动杆，使驱动杆连接的锁杆以及锁杆上的锁舌内缩与电池盖上的锁槽分离。

作为优选，所述第二驱动机构包括滑轮以及与滑轮连接的拉绳，所述拉绳的一端与锁舌连接，另一端与第一磁吸件连接，所述第一磁吸件用于连接机械手上设置的第二磁吸件，所述第一磁吸件和第二磁吸件其中一个设置为铁件，另一个设置为强磁铁或电磁铁。采用此技术方案，由机械手上的电磁铁通电产生强磁，吸附第一磁吸件，使第一磁吸件移动，带动连接的拉绳，使拉绳连接的锁舌内缩，与电池盖上的锁槽分离。

作为优选，所述电池安装架上设置有连接控制电路板的姿态调整装置，所述姿态调整装置包括设置在电池安装架上用于发送信号给机械手上的第一红外接收器的红外发光二极管，所述红外发光二极管至少设置有两个，且每个所述红外发光二极管所发出的信号调制码不同。采用此技术方案，能够控制机械手的准确安装电池的位置和朝向；当机械手上的其中一个方向上的红外接收器接收到电池安装架上的红外发光二极管发射的信号后，并调整机械手的方向，为了准确识别出电池安装架安装电池的位置，在机械手上设置有多个红外接收器，用于接收电池安装架上各个红外发光二极管发射的信号。

作为优选，所述信号发射器设置为红外发光二极管，所述红外发光二极管与机器手上设置的第二红外接收器连接；所述信号接收器设置为红外接收器，所述红外接收器与机械手上设置的红外发光二极管连接。采用此技术方案，信号发射器有助于机械手的准确定位，方便机械手上的第二磁吸件移动到第一磁吸件的位置；信号接收器根据接收到的红外发光二极管的信号，通过控制电路板控制驱动机构和/或锁具的开启或关闭。

作为优选，所述控制电路板包括电路板以及与电路板连接的微处理器和控制开关，所述微处理器通过控制电路板与电源、信号发射器、信号接收器、驱动机构、锁具、锁扣、姿态调整装置和控制开关连接。采用此技术方案，控制开关用于手动操作控制驱动机构、锁具和锁扣。

作为优选，所述电池安装架位于电池安装口的一侧设置有电池感应器，所述电池感应器与控制电路板连接。采用此技术方案，机械手在安装电池时，当电池移动到电池感应器时，其机械手停止继续安装，由电池安装架内的驱动机构带动电池继续安装。

作为优选，所述电池安装架内包裹有一层连接电池的橡胶垫。采用此技术方案，有助于抗冲击保护电池。

作为优选，所述电池盖位于锁扣的两侧设置有连接车体的电动液压驱动杆，所述电动液压驱动杆的一端与电池盖旋转连接，另一端与车体旋转连接。其中，电动液压驱动杆的控制开关通过控制电路板与锁扣的锁舌连接。采用此技术方案，当锁舌内缩时，驱动连接的控制开关，由控制开关通过控制电路板控制电动液压驱动杆的伸出或缩回，使电池盖打开或关闭。

作为优选，所述旋转轴还设置有扭簧。采用此技术方案，锁扣打开后，电池盖在扭簧的作用下自动开启。

本发明的有益效果是：

1、本发明设计新颖、结构简单，使用方便，能够利用电池更换站进行电池的快速更换，减少车主因充电而浪费大量时间，使得电动汽车的续航里程大幅增加，大大提升了电动汽车的续航能力；

2、本发明设置的电池盖以及电池安装架上的驱动机构和锁具不仅可以由车主通过控制开关打开，而且可以由电池更换站上的机械手直接打开，有助于提升电池更换站的无人操作；

3、通过在电池安装架中设置的多个红外发光二极管和在机械手上多个方向上设置的红外接收器，能够使机械手准确的移动在指定的安装或拆卸位置；使机械手的操作更加准确、快捷的拆卸、安装，提升机械手的工作效率，有助于电池更换站的电池更换，减少工人操作，实现无人操作更换电池。

4、本发明设置的驱动机构不仅可以用来取出车体中的电池，而且可以用来安装电池。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明涉及的汽车示意图；

图2是本发明涉及的结构示意图；

图3是本发明涉及的局部剖面结构示意图；

图4是本发明涉及的锁扣结构示意图；

图5是本发明涉及的电池驱离车体示意图；

图6是本发明涉及的电池安装车体示意图；

图7是本发明涉及的电池进入车体示意图。

图中标号说明：1、车体，2、电池，3、电池盖，4、电池安装架，5、驱动机构，6、锁具，7、信号接收器，8、锁扣，9、信号发射器，10、姿态调整装置，11、橡胶垫，12、电动液压驱动杆，13、扭簧，14、电池感应器，501、驱动电机，502、丝杆，503、支架，504、滑块，505、电磁锁，801、底座，802、锁杆，803、锁舌，804、复位弹簧，805、电磁铁，806、复位弹簧，807、驱动杆，808、挡块，809、滑轮，810、拉绳，811、第一磁吸件。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的描述：

参照图1～图7所示，一种便于在车中后部更换动力电池的汽车配套结构，包括车体1以及设置在车体1上的电池2，所述车体1的两侧对称设置有电池盖3，所述电池盖3分别与车体1上的电池安装口和电池拆卸口连接，所述电池安装口和电池拆卸口之间设置有电池安装架4，所述电池安装架4上设置有驱动电池2移动的驱动机构5和固定电池2的锁具6，所述驱动机构5和锁具6与控制电路板连接，所述控制电路板与电池安装架4上设置的信号接收器7连接。

作为优选，所述驱动机构5包括连接控制电路板的驱动电机501以及与驱动电机501连接的丝杆502，所述丝杆502的两侧设置有连接电池安装架4的支架503，所述电池安装架4上设置有滑槽，所述滑槽与滑块504连接，所述滑块504通过丝杆螺母与丝杆502连接，所述滑块504上设置有连接电池2的电磁锁505，所述电磁锁505与控制电路板连接。其中，电磁锁505用于连接电池2上设置的卡槽；采用此技术方案，由驱动电机501带动连接的丝杆502，使丝杆502旋转带动丝杆螺母连接的滑块504在电池安装架4上移动，滑块504移动带动电磁锁505连接的电池2一起移动。

作为优选，所述锁具6设置为电磁锁，所述电磁锁的锁舌与电池2上设置的锁槽连接。

作为优选，所述电池盖3的一端通过旋转轴与车体1连接，另一端通过锁扣8与车体1连接，所述车体1或电池盖3位于锁扣8的一侧设置有信号发射器9，所述信号发射器9和锁扣8与控制电路板连接。

作为优选，所述锁扣8包括连接车体1的底座801以及滑动连接底座801的锁杆802和驱动锁杆802在底座801上滑动的第一驱动机构；所述锁杆802设置有锁舌803，所述锁舌803与锁杆802内设置的复位弹簧804以及驱动锁舌803内缩的第二驱动机构连接。采用此技术方案，第一驱动机构驱动锁杆802以及锁杆802上的锁舌803内缩；第二驱动机构驱动锁杆802中的锁舌803内缩。

作为优选，所述第一驱动机构包括电磁铁805、复位弹簧806和驱动杆807，所述驱动杆807连接锁杆802，所述锁杆802通过复位弹簧806与底座801上设置的挡块808连接，所述电磁铁805设置于挡块808，并与控制电路板和驱动杆807连接。采用此技术方案，电磁铁805通电带动驱动杆807，使驱动杆807连接的锁杆802以及锁杆802上的锁舌803内缩与电池盖3上的锁槽分离。

作为优选，所述第二驱动机构包括滑轮809以及与滑轮809连接的拉绳810，所述拉绳810的一端与锁舌803连接，另一端与第一磁吸件811连接，所述第一磁吸件811用于连接机械手上设置的第二磁吸件，所述第一磁吸件811和第二磁吸件其中一个设置为铁件，另一个设置为强磁铁或电磁铁。采用此技术方案，由机械手上的电磁铁通电产生强磁，吸附第一磁吸件811，使第一磁吸件811移动，带动连接的拉绳810，使拉绳810连接的锁舌803内缩，与电池盖3上的锁槽分离。

作为优选，所述电池安装架4上设置有连接控制电路板的姿态调整装置10，所述姿态调整装置10包括设置在电池安装架4上用于发送信号给机械手上的第一红外接收器的红外发光二极管，所述红外发光二极管至少设置有两个，且每个所述红外发光二极管所发出的信号调制码不同。采用此技术方案，能够控制机械手的准确安装电池2的位置和朝向；当机械手上的其中一个方向上的红外接收器接收到电池安装架4上的红外发光二极管发射的信号后，并调整机械手的方向，为了准确识别出电池安装架4安装电池的位置，在机械手上设置有多个红外接收器，用于接收电池安装架4上各个红外发光二极管发射的信号。

作为优选，所述信号发射器9设置为红外发光二极管，所述红外发光二极管与机器手上设置的第二红外接收器连接；所述信号接收器7设置为红外接收器，所述红外接收器与机械手上设置的红外发光二极管连接。采用此技术方案，信号发射器9有助于机械手的准确定位，方便机械手上的第二磁吸件移动到第一磁吸件811的位置；信号接收器7根据接收到的红外发光二极管的信号，通过控制电路板控制驱动机构5和/或锁具6的开启或关闭。

作为优选，所述控制电路板包括电路板以及与电路板连接的微处理器和控制开关，所述微处理器通过控制电路板与电源、信号发射器9、信号接收器7、驱动机构5、锁具6、锁扣8、姿态调整装置10和控制开关连接。采用此技术方案，控制开关用于手动操作控制驱动机构5、锁具6和锁扣8。

作为优选，所述电池安装架4位于电池安装口的一侧设置有电池感应器14，所述电池感应器14与控制电路板连接。采用此技术方案，机械手在安装电池时，当电池移动到电池感应器14时，其机械手停止继续安装，由电池安装架4内的驱动机构5带动电池2继续安装。

作为优选，所述电池安装架4内包裹有一层连接电池2的橡胶垫11。采用此技术方案，有助于抗冲击保护电池2。

作为优选，所述电池盖3位于锁扣8的两侧设置有连接车体1的电动液压驱动杆12，所述电动液压驱动杆12的一端与电池盖3旋转连接，另一端与车体1旋转连接。其中，电动液压驱动杆12的控制开关通过控制电路板与锁扣8的锁舌803连接。采用此技术方案，当锁舌803内缩时，驱动连接的控制开关，由控制开关通过控制电路板控制电动液压驱动杆12的伸出或缩回，使电池盖3打开或关闭。

作为优选，所述旋转轴还设置有扭簧13。采用此技术方案，锁扣8打开后，电池盖3在扭簧13的作用下自动开启。

具体实施例：

实际使用时，将电动汽车停放在电池更换站的指定更换位置，由电池更换站上的机械手打开车体上电池盖；然后，由电池安装架上的驱动机构将里面缺少电能的电池驱向电池拆卸口，如图5所示；同时，机械手将满电的电池插入到电池安装口，如图6所示；然后，由电池安装架上的驱动机构将插入在电池安装口的电池驱动到电池安装架的内部，如图7所示。

机械手上的第二红外接收器感应车体上的红外发光二极管的位置，并调整机械手上的电磁铁移动到第一磁吸件的正面，然后，使电磁铁通电产生强磁，吸附第一磁吸件，使第一磁吸件连接的锁舌内缩与电池盖上的锁槽分离，电池盖在驱动杆或弹簧的作用下自动打开；红外接收器接收机械手上的红外信号时，然后根据内部设置的控制程序发送信号指令給驱动机构和锁具，锁具接收到信号指令时通电与电池分离，驱动机构接收到信号时驱动电池安装架内的电池往车体的电池拆卸口一侧移动，如图5所示；机械手上的第一红外接收器感应到电池安装架上的姿态调整装置，并调整其机械手的位置，将机械手上的电池移动到电池安装口，并插入到电池安装架的安装口，如图6所示，由电池安装架内的驱动机构将插入到安装口的电池移动到电池安装架的内部，如图7所示，从而实现了电池更换站的快速更换电池。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。