不停车的电动汽车电池包更换装置的制作方法

1.本实用新型涉及电动汽车领域，特别是涉及一种不停车的电动汽车电池包更换装置。


背景技术：

2.随着世界各国都开始倡导绿色出行，新能源汽车越来越普及，已经逐步替代传统的燃油车。这种新能源汽车通过在汽车的底盘上设置电池包作为动力源，当电池包的电量耗尽时，需要对电池包进行充电。这种充电的模式使得电池包补能时间过长，给使用者带来了极大的不便。后续，出现了电池包的换电模式，将电量耗尽或损坏的电池包在换电站进行更换，相比于充电模式极大的节省了时间。
3.但是，采用这种换电模式需要驾驶者将电动汽车开进换电站，并将车辆停在指定的位置后，再将溃电电池包拆下后将满电电池包安装在电动汽车上，整个换电过程需要3至10分钟，对于驾驶员来说仍然耗时多且不方便。
4.现有技术提出了一种换电站及其换电方法，换电站包括至少一个停车位置、电池仓、第一换电设备和第二换电设备，电池仓至少存储有用于第一电动汽车的第一电池包和用于第二电动汽车的第二电池包，第一电池包通过第一锁止机构安装于第一电动汽车上，第二电池包通过第二锁止机构安装于第二电动汽车上；第一换电设备和第二换电设备用于往返于停车位置与电池仓从而对第一电动汽车或第二电动汽车进行电池包更换，其中，第一换电设备用于对第一锁止机构进行加解锁，第二换电设备用于对第二锁止机构进行加解锁。这种技术只能通过换电站对处于停驶状态的电动汽车进行电池包更换，并不能在车辆行驶的同时进行电池包的更换。
5.因此，设计一种结构简单、对处于行驶状态的电动汽车进行电池包更换的一种不停车的电动汽车电池包更换装置就很有必要。


技术实现要素：

6.为了克服上述问题，本实用新型提供了一种不停车的电动汽车电池包更换装置，换电站的钩料件通过钩锁卸料件，将处于行驶状态的电动汽车的电池包从固定支架拉出，并将新的电池包从固定支架的前端插入，完成了汽车处于行驶状态下的电池包更换，极大地提高了换电效率。
7.为实现上述的目的，本实用新型采用的技术方案是：
8.一种不停车的电动汽车电池包更换装置，包括电池包、低速行驶电池、以及分设于车体左右两侧的升降机构；所述升降机构的驱动端设置有固定支架，电池包滑动连接于所述固定支架的上端面，能够沿车身长度方向前后滑动；所述固定支架上设置有限位机构，所述限位机构用于限制电池包于所述固定支架上的位置；所述电池包的底端设置有卸料件，所述卸料件与设置于换电站的钩料件活动连接。
9.进一步的，所述固定支架呈l型结构设置，并包括水平部与竖直部，所述竖直部的
一端与所述升降机构的驱动端连接，另一端与所述水平部连接；所述竖直部的靠近电池包的一侧设置有若干导向板(121)，所述若干导向板(121)与所述水平部平行设置，以使所述若干导向板(121)与水平部之间形成滑槽。
10.进一步的，电池包的左右两侧对称设置有悬臂，所述悬臂容纳于所述滑槽内，并于所述滑槽内沿车身前后方向滑动。
11.进一步的，所述限位机构包括纵向限位轮、横向限位轮与尾端限位机构；所述纵向限位轮分别沿竖直方向设置于所述导向板(121)的下端面与所述水平部的上端面；所述横向限位轮沿水平方向设置于所述竖直部的靠近电池包的一侧，并位于两个所述纵向限位轮之间。
12.进一步的，所述尾端限位机构分别设置于位于车身尾端的所述导向板(121)的下端面与所述水平部的上端面；所述尾端限位机构包括固定于所述导向板(121)/水平部内的电磁弹簧组件、以及连接于所述电磁弹簧组件的驱动端的限位件，所述电磁弹簧组件用以驱动所述限位件上下运动。
13.进一步的，所述水平部的前端与位于车身首端的所述导向板(121)的前端对称设置有引导槽，所述引导槽倾斜设置。
14.进一步的，所述卸料件为转动连接于电池包底端的拉环；所述钩料件为固定于换电站的换电位处的拉钩。
15.进一步的，电池包的前侧或后侧沿竖直方向设置有电气接头与冷却回路接头；
16.所述电气接头与设置于车体上的电气母座活动卡接；
17.所述冷却回路接头与设置于车体上的冷却回路母座活动卡接；
18.所述冷却回路接头包括设置于电池包上的过渡箱、呈柱状结构设置的活动pin、以及设置于所述过渡箱内部的压缩弹簧，所述过渡箱的上端面上设置有容纳所述活动pin的通孔，所述活动pin的底部设置有密封盘，所述密封盘的底部与所述压缩弹簧连接。
19.进一步的，电池包通过若干紧固螺栓与车身连接，换电站的换电位处设置有若干拧紧装置，所述若干拧紧装置用于将所述若干紧固螺栓拧紧或旋松。
20.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
21.1.本实用新型的不停车的电动汽车电池包更换装置，通过在换电站的换点位处设置有拉钩以及可移动的拧紧装置，当汽车刚驶入换电位时，拧紧装置将紧固螺栓旋松，拉钩钩拉住拉环将电池包从固定支架上向后拉出；汽车继续向前行驶时，换电站处设置的换电装置将新电池包从固定支架的前端插入至预设位置，升降机构将电池包抬起至预设位置后，拧紧装置再将紧固螺栓固定。从而实现汽车在行驶状态下的电池包更换，无需人力操作，极大地降低了人工成本，并且大大提高了换电效率。
22.2.本实用新型的不停车的电动汽车电池包更换装置，通过在电动汽车上装载低速行驶电池，保证电动汽车在更换电池包时仍然能够继续行驶，并在电池包更换完成后，对低速行驶电池充电。
23.3.本实用新型的不停车的电动汽车电池包更换装置，通过在固定支架上设置限位机构，保证新电池包插入固定支架上时，能够运动至预设位置处，便于接下来电池包与车身的固定及接头组件的连接；限位机构的横向限位轮与纵向限位轮对电池包沿滑槽滑动时起到导向作用，保证电池包顺利的滑动到预设位置。
附图说明
24.图1是本实用新型的不停车的电动汽车电池包更换装置的汽车正常行驶时的结构示意图；
25.图2是本实用新型的不停车的电动汽车电池包更换装置的卸下电池包时的结构示意图；
26.图3是本实用新型的不停车的电动汽车电池包更换装置的更换新电池包时的结构示意图；
27.图4是本实用新型的不停车的电动汽车电池包更换装置的底部结构示意图；
28.图5是本实用新型的不停车的电动汽车电池包更换装置的结构示意图；
29.图6是本实用新型的不停车的电动汽车电池包更换装置的后视示意图；
30.图7是本实用新型的不停车的电动汽车电池包更换装置的固定支架的结构示意图；
31.图8是本实用新型的不停车的电动汽车电池包更换装置的尾端限位机构的结构示意图；
32.图9是本实用新型的不停车的电动汽车电池包更换装置的冷却回路的断路状态示意图；
33.图10是本实用新型的不停车的电动汽车电池包更换装置的冷却回路的通路状态示意图；
34.附图中各部件的标记如下：110、升降机构；120、固定支架；121、导向板(121)；122、纵向限位轮；123、横向限位轮；124、限位件；125、电磁弹簧组件；126、引导槽；130、电池包；131、悬臂；132、紧固螺栓；133、电气接头；134、冷却回路接头；1341、活动pin；1342、密封盘；1343、通孔；1344、过渡箱；1345、压缩弹簧；140、拉环；150、拉钩。
具体实施方式
35.下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本实用新型所保护的范围。
36.实施例1
37.如图1至3所示，一种不停车的电动汽车电池包更换装置，包括电池包130、低速行驶电池、以及分设于车体左右两侧的升降机构110。低速行驶电池用于在汽车更换电池包130时对汽车供电，保证汽车正常行驶。升降机构110的驱动端设置有固定支架120，电池包130滑动连接于固定支架120的上端面，能够沿车身长度方向前后滑动，便于电池包130被拉出或插入。固定支架120上设置有限位机构，限位机构用于限制电池包130于固定支架120上的位置，保证新的电池包130与车身的定位连接。电池包130的底端设置有卸料件，卸料件与设置于换电站的钩料件活动连接。如此设置，当汽车驶入换电站进行电池包130更换时，设置在换电站的钩料件通过钩锁卸料件，将处于行驶状态的电动汽车的电池包130从固定支架120拉出；汽车继续行驶时，换电装置将新的电池包130从固定支架120的前端插入，电池
包130在限位机构的作用下滑动至预设位置，并通过升降机构110驱动电池包130上升到预设高度，从而完成了汽车处于行驶状态下的电池包130更换，极大地提高了换电效率。
38.如图4至7所示，在一些实施例中，固定支架120呈l型结构设置，并包括水平部与竖直部，竖直部的一端与升降机构110的驱动端连接，另一端与水平部连接。特别的，水平部位于竖直部的靠近电池包130的一侧。此外，竖直部的靠近电池包130的一侧设置有若干导向板121，若干导向板121与水平部平行设置，以使若干导向板121与水平部之间形成滑槽。电池包130的左右两侧对称设置有悬臂131，悬臂131容纳于滑槽内，并于滑槽内沿车身前后方向滑动。如此设置，电池包130能够通过悬臂131在滑槽内滑动，当需要将电池包130拉出时，电池包130沿滑槽向后滑动；当将新电池包130插入固定支架120上，电池包130从滑槽的前端向后端滑动至预设位置。
39.如图6至7所示，在一些实施例中，限位机构包括纵向限位轮122、横向限位轮123与尾端限位机构。具体来讲，纵向限位轮122分别沿竖直方向设置于导向板121的下端面与水平部的上端面。横向限位轮123沿水平方向设置于竖直部的靠近电池包130的一侧，并位于两个纵向限位轮122之间。任意导向板121的两个纵向限位轮122与该导向板121下方的横向限位轮123沿同一竖直方向设置。如此设置，当新电池包130沿滑槽向后滑动时，纵向限位轮122与横向限位轮123对电池包130起到导向，并能限制电池包130的位置，将其限位在预设位置，从而保证电池包130能够顺利的插入固定支架120上，并运动至预设位置。
40.如图7至8所示，并参照图5，尾端限位机构分别设置于位于车身尾端的导向板121的下端面与水平部的上端面，能够阻止电池包130向后滑出滑槽。尾端限位机构包括固定于导向板121/水平部内的电磁弹簧组件125、以及连接于电磁弹簧组件125的驱动端的限位件124。电磁弹簧组件125用以驱动限位件124上下运动，并由车载控制系统控制通断电。如此设置，当需要将电池包130卸下时，车载控制系统控制电磁弹簧组件125通电，电磁弹簧组件125驱动限位件124收回，电池包130能够沿滑槽继续向后滑动，直至滑出滑槽；当电池包130滑出固定支架120后，车载控制系统控制电磁弹簧组件125断电，电磁弹簧组件125驱动限位件124伸出，以对新的电池包130起限位作用。
41.如图7所示，在另一些实施例中，水平部的前端与位于车身首端的导向板121的前端对称设置有引导槽126，引导槽126倾斜设置，便于引导电池包130的悬臂131滑动到滑槽内。
42.在一些实施例中，卸料件为转动连接于电池包130底端的拉环140(具体如图2至3所示)。特别的，拉环140呈半圆形的环状结构设置，并由车载控制系统控制其转动。钩料件为固定于换电站的换电位处的拉钩150。如此设置，当需要将电池包130卸下时，车载控制系统控制拉环140向下转动至呈竖直状态，拉钩150钩锁住拉环140，由于汽车处于行驶状态，拉钩150能限制电池包130不再随汽车向前运动，从而将电池包130拉出固定支架120。
43.在一些实施例中，具体如图5至6所示，电池包130的前侧或后侧沿竖直方向设置有电气接头133与冷却回路接头134，以实现电池包130与车身电连接，并通过冷却回路对电池包130进行循环冷却。
44.具体来讲，电气接头133与设置于车体上的电气母座活动卡接。冷却回路接头134与设置于车体上的冷却回路母座活动卡接。电气接头133与冷却回路接头134均由车载控制系统控制。
45.如图9至10所示，冷却回路接头134包括设置于电池包130上的过渡箱1344、呈柱状结构设置的活动pin1341、以及设置于过渡箱1344内部的压缩弹簧1345。特别的，过渡箱1344的上端面上设置有容纳活动pin1341的通孔1343，活动pin1341的底部设置有密封盘1342，密封盘1342的底部与压缩弹簧1345连接。如此设置，当电动汽车驶入换电站的换电位，车载控制系统控制电气接头133与电气母座断开连接；车载控制系统控制冷却回路接头134与冷却回路母座断开连接。活动pin1341由压缩弹簧1345的复位作用驱动而向上运动，密封盘1342将通孔1343密封，冷却回路断开。
46.在一些实施例中，电池包130通过若干紧固螺栓132与车身连接，换电站的换电位处设置有若干拧紧装置，若干拧紧装置用于将若干紧固螺栓132拧紧或旋松。特别的，若干拧紧装置由设置在换电位处的行走装置驱动，以与紧固螺栓132对位。
47.在采用本实用新型的装置时，具体操作包括以下步骤：
48.s1、电动汽车驶入换电站的换电位，车载控制系统控制电气接头133与电气母座断开连接；车载控制系统控制冷却回路接头134与冷却回路母座断开连接，活动pin1341由压缩弹簧1345驱动向上运动，密封盘1342将通孔1343密封，冷却回路断开；车载控制系统控制低速行驶电池对电动汽车供电，保证电动汽车低速行驶；
49.s2、若干拧紧装置分别对应运动至若干紧固螺栓132的下方，并将紧固螺栓132夹持后旋松；
50.s3、升降机构110驱动固定支架120向下运动，车载控制系统控制电磁弹簧组件125通电，电磁弹簧组件125驱动限位件124收回；同时，车载控制系统控制拉环140转动至呈竖直状态；
51.s4、拉钩150通过拉环140将随电动汽车运动的电池包130从固定支架120上拉出，当传感器检测到电池包130完全拉出后，车载控制系统控制电磁弹簧组件125断电，电磁弹簧组件125驱动限位件124伸出；
52.s5、电动汽车继续向前行驶，换电站内的换电装置将新电池包130从固定支架120的前端插入，新电池包130在限位机构的作用下停留至预设位置；
53.s6、升降机构110驱动固定支架120向上运动，新电池包130随固定支架120上升至预设高度；
54.s7、若干拧紧装置分别对应运动至若干紧固螺栓132的下方，并将紧固螺栓132夹持后拧紧，新电池包130与车体通过若干紧固螺栓132固定；
55.s8、电气接头133向上插入电气母座内；冷却回路接头134向上插入冷却回路母座内，活动pin1341受到冷却回路母座的挤压而向下运动，密封盘1342离开通孔1343位置处，冷却回路导通；
56.s9、新电池包130对电动汽车供电并对低速行驶电池充电。
57.在采用具体的实施方式时，通过拉环140、拉钩150、固定支架120、升降机构110、低速行驶电池、限位机构以及拧紧装置的紧密配合，实现了汽车在持续行驶时，自动完成电池包130的更换，整个过程耗时短，大大提高了换电效率，并极大地方便了驾驶员。
58.以上所述仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替
换；凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。