一种汽车换电装置及电动汽车的制作方法

本发明涉及电动汽车电池更换技术领域，尤其涉及一种汽车换电装置及电动汽车。

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。

随着电动汽车进入市场，续航里程成为阻碍其发展的瓶颈，相比传动汽车利用加油续航，动力电车包快换成为解决电动车续航里程不足的发展趋势之一。

目前电池包换电主要分为侧方换电和底部换电等方式，汽车换电装置分为半固定螺栓紧固方式，棘轮卡扣方式及连杆滑块方式等多种实现方式；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。

目前，市场上的电动汽车快速换电系统大多数存在机构复杂、锁止可靠性差、换电效率低等问题，商业应用难度高。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，针对以上问题点，本发明公开的汽车换电装置，采用底部换电的限位锁夹紧固方式，利用弹簧预紧、支臂限位及斜面承载等原理实现电池包的更换，换电效率高，且能够安全可靠快捷的进行电池包更换。

为了达到上述发明目的，本发明提供了一种汽车换电装置，包括基座、第一滑块、第二滑块和倒“u”型架，所述基座上设有轴向通孔，以及沿所述通孔对称设的第一轨道和第二轨道，所述第一轨道和所述第二轨道均与所述通孔连通；

所述第一滑块位于所述第一轨道内，所述第一滑块能在所述第一轨道内向靠近或远离所述通孔的方向运动；

所述第二滑块位于所述第二轨道内，所述第二滑块能在所述第二轨道内向靠近或远离所述通孔的方向运动；

所述倒“u”型架的一个支臂位于所述第一滑块上的第一通孔内，另一支臂位于所述第二滑块上的第二通孔内，所述倒“u”型架能上下运动。

进一步地，还包括第一回位弹性件和第二回位弹性件，所述第一回位弹性件的一端与所述第一滑块连接，另一端与所述第一轨道远离所述通孔一端的内壁固定连接，所述第一回位弹性件用于推动所述第一滑块向靠近所述通孔的方向运动；

所述第二回位弹性件的一端与所述第二滑块连接，另一端与所述第二轨道远离所述通孔一端的内壁固定连接，所述第二回位固定件用于推动所述第二滑块向靠近所述通孔的方向运动。

优选地，所述第一回位弹性件和所述第二回位弹性件均为回位弹簧。

进一步地，还包括第一固定板和第二固定板，所述第一固定板位于所述基座的顶部，第二固定板位于所述基座底部，所述第一固定板、所述基座和所述第二固定板通过螺栓固定连接，所述第一固定板和所述第二固定板上均设有与所述基座上的所述通孔相连通开孔。

更进一步地，所述第一固定板上设有两个轴销孔，所述倒“u”型架的一个支臂穿过一个所述轴销孔进入所述第一滑块上的第一通孔内，另一支臂穿过另一所述轴销孔进入所述第二滑块上的第二通孔内。

优选地，所述倒“u”型架上的支臂通过锁止弹簧与轴销孔连接，所述锁止弹簧用于固定所述倒“u”型架的支臂。

本发明公开一种电动汽车，包括汽车换电装置、换电支架梁和电池包框架，所述汽车换电装置为上述所述汽车换电装置，所述汽车换电装置的基座与所述换电支架梁固定连接，所述汽车换电装置上的所述第一滑块和所述第二滑块用于固定电池包框架。

进一步地，所述汽车换电装置上的第一滑块和第二滑块通过插销固定所述电池包框架，所述插销与所述电池包框架固定连接。

更进一步地，所述插销上设有插销卡槽，所述第一滑块和所述第二滑块上设有与所述插销卡槽配合的配合部，所述配合部与所述插销卡槽紧密配合。

进一步地，所述汽车换电装置的第一固定板、第二固定板和基座共同通过螺栓与所述换电支架梁固定连接，所述换电支架梁与所述第一固定板之间的设有螺栓套筒，所述螺栓套筒设置在所述螺栓上。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

1、本发明公开的汽车换电装置，采用底部换电的限位锁夹紧固方式，利用弹簧预紧、支臂限位及斜面承载等原理实现电池包的更换，换电效率高，且能够安全可靠快捷的进行电池包更换；

2、本发明公开的汽车换电装置，能够在短时间内完成电池包卸载，电池包安装，电池包固定的换电过程，并保证在车辆行驶过程中的安全性和耐久性，以及频繁换电动作下的精准性和可靠性；

3、本发明公开的汽车换电装置，结构简单、受力合理、更换方便且安全可靠。

附图说明

为了更清楚地说明本发明所述的汽车换电装置及电动汽车，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为汽车换电装置的爆炸图；

图2为汽车换电装置的剖面结构示意图；

图3为汽车换电装置电池包安装夹紧的原理图组合；

其中，图中附图标记对应为：1-基座，101-第一轨道，102-第二轨道，103-通孔，2-插销，201-插销孔，202-插销卡槽，3-第一滑块，301-第一通孔，4-第二滑块，401-第二通孔，5-倒“u”型架，501-支臂，6-第一回位弹性件，7-第二回位弹性件，8-第一固定板，801-轴销孔，802-开孔，9-第二固定板，10-锁止弹簧，11-换电支架梁，12-电池包框架，13-螺栓，14-螺栓套筒，15-推杆。

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和图2所示：一种汽车换电装置，包括基座1、第一滑块3、第二滑块4和倒“u”型架5，所述基座1上设有轴向通孔103，以及沿所述通孔103对称设的第一轨道101和第二轨道102，所述第一轨道101和所述第二轨道102均与所述通孔103连通；

所述第一滑块3位于所述第一轨道101内，所述第一滑块3能在所述第一轨道101内向靠近或远离所述通孔103的方向运动；

所述第二滑块4位于所述第二轨道102内，所述第二滑块4能在所述第二轨道102内向靠近或远离所述通孔103的方向运动；

所述倒“u”型架5的一个支臂501位于所述第一滑块3上的第一通孔301内，另一支臂501位于所述第二滑块4上的第二通孔401内，所述倒“u”型架5能上下运动；本发明采用底部换电的限位锁夹紧固方式，利用弹簧预紧、支臂限位及斜面承载等原理实现电池包的更换，换电效率高，且能够安全可靠快捷的进行电池包更换。

具体的，还包括第一回位弹性件6和第二回位弹性件7，所述第一回位弹性件6的一端与所述第一滑块3连接，另一端与所述第一轨道101远离所述通孔103一端的内壁固定连接，所述第一回位弹性件6用于推动所述第一滑块3向靠近所述通孔103的方向运动；

所述第二回位弹性件7的一端与所述第二滑块4连接，另一端与所述第二轨道102远离所述通孔103一端的内壁固定连接，所述第二回位固定件用于推动所述第二滑块4向靠近所述通孔103的方向运动。

具体的，还包括第一固定板8和第二固定板9，所述第一固定板8位于所述基座1的顶部，第二固定板9位于所述基座1底部，所述第一固定板8、所述基座1和所述第二固定板9通过螺栓13固定连接，所述第一固定板8和所述第二固定板9上均设有与所述基座1上的所述通孔103相连通开孔802。

进一步地，螺栓13贯穿所述第一固定板8、基座1和第二固定板9，使第一固定板8、基座1和第二固定板9连接在一起。具体的，所述第一固定板8上设有两个轴销孔801，所述倒“u”型架5的一个支臂501穿过一个所述轴销孔801进入所述第一滑块3上的第一通孔301内，另一支臂501穿过另一所述轴销孔801进入所述第二滑块4上的第二通孔401内。

实施例2：为实施例1的优选实施例

如图1和图2所示:一种汽车换电装置，如图1和图2所示：一种汽车换电装置，包括基座1、第一滑块3、第二滑块4和倒“u”型架5，所述基座1上设有轴向通孔103，以及沿所述通孔103对称设的第一轨道101和第二轨道102，所述第一轨道101和所述第二轨道102均与所述通孔103连通；

所述第一滑块3位于所述第一轨道101内，所述第一滑块3能在所述第一轨道101内向靠近或远离所述通孔103的方向运动；

所述第二滑块4位于所述第二轨道102内，所述第二滑块4能在所述第二轨道102内向靠近或远离所述通孔103的方向运动；

所述倒“u”型架5的一个支臂501位于所述第一滑块3上的第一通孔301内，另一支臂501位于所述第二滑块4上的第二通孔401内，所述倒“u”型架5能上下运动；本发明采用底部换电的限位锁夹紧固方式，利用弹簧预紧、支臂限位及斜面承载等原理实现电池包的更换，换电效率高，且能够安全可靠快捷的进行电池包更换。

具体的，还包括第一回位弹性件6和第二回位弹性件7，所述第一回位弹性件6的一端与所述第一滑块3连接，另一端与所述第一轨道101远离所述通孔103一端的内壁固定连接，所述第一回位弹性件6用于推动所述第一滑块3向靠近所述通孔103的方向运动；

所述第二回位弹性件7的一端与所述第二滑块4连接，另一端与所述第二轨道102远离所述通孔103一端的内壁固定连接，所述第二回位固定件用于推动所述第二滑块4向靠近所述通孔103的方向运动。

优选地，所述第一回位弹性件6和所述第二回位弹性件7均为回位弹簧。

更进一步地，第一回位弹性件6和第二回位弹性件7还可为其他的弹性较好的装置，如弹性橡胶柱等。

具体的，还包括第一固定板8和第二固定板9，所述第一固定板8位于所述基座1的顶部，第二固定板9位于所述基座1底部，所述第一固定板8、所述基座1和所述第二固定板9通过螺栓13固定连接，所述第一固定板8和所述第二固定板9上均设有与所述基座1上的所述通孔103相连通开孔802。

优选地，第一固定板8和第二固定板9上的开孔802与基座1上的通孔103的形状大小相同。

进一步地，螺栓13贯穿所述第一固定板8、基座1和第二固定板9，使第一固定板8、基座1和第二固定板9连接在一起。

优选地，第一轨道101和第二轨道102可上下贯通基座1，使第一滑块3和第二滑块4的上表面与第一固定板8接触或靠近第一固定板8，使第一滑块3和第二滑块4的下表面与第二固定板9接触。

另外，第一轨道101和第二轨道102在基座1内，基座1上靠近倒“u”型架5的顶面设有支臂孔，支臂孔用于倒“u”型架5上的支臂501穿过基座1进入第一滑块3上的第一通孔301内和第二滑块4上的第二通孔401内。

具体的，所述第一固定板8上设有两个轴销孔801，所述倒“u”型架5的一个支臂501穿过一个所述轴销孔801进入所述第一滑块3上的第一通孔301内，另一支臂501穿过另一所述轴销孔801进入所述第二滑块4上的第二通孔401内。

优选地，所述倒“u”型架5上的支臂501通过锁止弹簧10与轴销孔801连接，所述锁止弹簧10用于固定所述倒“u”型架5的支臂501。

进一步优选地，锁止弹簧10的一端与轴销孔801的内壁固定连接，另一端与支臂501连接，支臂501在轴销孔801内上下运动。

与实施例1的不同之处在于：

优选地，所述第一回位弹性件6和所述第二回位弹性件7均为回位弹簧。

更进一步地，第一回位弹性件6和第二回位弹性件7还可为其他的弹性较好的装置，如弹性橡胶柱等。

优选地，第一固定板8和第二固定板9上的开孔802与基座1上的通孔103的形状大小相同。

优选地，第一轨道101和第二轨道102可上下贯通基座1，使第一滑块3和第二滑块4的上表面与第一固定板8接触或靠近第一固定板8，使第一滑块3和第二滑块4的下表面与第二固定板9接触。

另外，第一轨道101和第二轨道102在基座1内，基座1上靠近倒“u”型架5的顶面设有支臂孔，支臂孔用于倒“u”型架5上的支臂501穿过基座1进入第一滑块3上的第一通孔301内和第二滑块4上的第二通孔401内。

优选地，所述倒“u”型架5上的支臂501通过锁止弹簧10与轴销孔801连接，所述锁止弹簧10用于固定所述倒“u”型架5的支臂501。

进一步优选地，锁止弹簧10的一端与轴销孔801的内壁固定连接，另一端与支臂501连接，支臂501在轴销孔801内上下运动。

实施例3：

如图1至图3所示，一种电动汽车，包括汽车换电装置、换电支架梁11和电池包框架12，所述汽车换电装置为实施例1或2所述汽车换电装置，所述汽车换电装置的基座1与所述换电支架梁11固定连接，所述汽车换电装置上的所述第一滑块3和所述第二滑块4用于固定电池包框架12。

优选地，所述汽车换电装置上的第一滑块3和第二滑块4通过插销2固定所述电池包框架12，所述插销2与所述电池包框架12固定连接。

实施例4：为实施例3的优选实施例

如图1至图3所示，一种电动汽车，包括汽车换电装置、换电支架梁11和电池包框架12，所述汽车换电装置为实施例1或2所述汽车换电装置，所述汽车换电装置的基座1与所述换电支架梁11固定连接，所述汽车换电装置上的所述第一滑块3和所述第二滑块4用于固定电池包框架12。

优选地，所述汽车换电装置上的第一滑块3和第二滑块4通过插销2固定所述电池包框架12，所述插销2与所述电池包框架12固定连接。

进一步地，所述插销2上设有插销卡槽202，所述第一滑块3和所述第二滑块4上设有与所述插销卡槽202配合的配合部，所述配合部与所述插销卡槽202紧密配合。

更进一步地，插销2上设有插销孔201，插销孔201用于推杆15穿过插销2将倒“u”型架5顶起。

具体的，所述汽车换电装置的第一固定板8、第二固定板9和基座1共同通过螺栓13与所述换电支架梁11固定连接，所述换电支架梁11与所述第一固定板8之间的设有螺栓套筒14，所述螺栓套筒14设置在所述螺栓13上；具有一定的缓冲作用。

该汽车换电装置的工作原理，包括电池包卸载原理和电池包安装原理；

电池包卸载原理：推杆5穿过插销2上插销孔201，将倒“u”型架5向上推动，进一步带动倒“u”型架5上的两个支臂501向上运动，使支臂501离开第一滑块3上的第一通孔301和第二滑块4上的第二通孔401，电池包框架12上在重力的作用下向下运动，同时带动插销2推动第一滑块3和第二滑块4向远离插销2上的插销卡槽202的方向运动，并脱离第二固定板9上的开孔801、基座1上的通孔103和第一固定板8上的开孔801，完成电池卸载过程；

电池包安装原理：电池包框架12经抬升机构上升，带动插销2沿第二固定板9的开孔801、基座1上的通孔103和第一固定板8上的开孔801向上运动，并推动第一滑块3沿第一轨道101向远离通孔103的方向运动、推动第二滑块4沿第二轨道102向远离通孔103的方向运动；当上升至设定位置后，第一回位弹性件6推动第一滑块3沿第一轨道101复位，第二回位弹性件7推动第二滑块4沿第二轨道102复位，卡入插销2的插销卡槽202中，完成电池锁止过程；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；这种设计能够在短时间内完成电池包卸载，电池包安装，电池包固定的换电过程，并保证在车辆行驶过程中的安全性和耐久性，以及频繁换电动作下的精准性和可靠性。

本发明公开的汽车换电装置，采用底部换电的限位锁夹紧固方式，利用弹簧预紧、支臂限位及斜面承载等原理实现电池包的更换，换电效率高，且能够安全可靠快捷的进行电池包更换；能够在短时间内完成电池包卸载，电池包安装，电池包固定的换电过程，并保证在车辆行驶过程中的安全性和耐久性，以及频繁换电动作下的精准性和可靠性；结构简单、受力合理、更换方便且安全可靠。

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。