一种车载动力电池梯次利用的换电装置及其用电控制方法与流程

本发明涉及电池梯次换电装置领域，尤其涉及一种车载动力电池梯次利用的换电装置及其用电控制方法。

背景技术：

1、随着新能源汽车推广规模的不断扩大，退役动力电池的梯次利用已被提上议事日程，退役电池的再利用对社会、环境以及电池的开发都有重要的意义，在经济方面，能够降低动力电池系统在整车上的使用成本；在环境方面，减少了由于废电池产生的有害物质的处理问题，促进电池材料的再利用，避免因为电池弃用而引发的电池有害物质污染环境的问题；在社会方面，使用退役电池可以更好的促进新能源产业的发展，促进锂电池朝向无害化发展，并能减少锂电池的生产节省生产锂电池消耗的资源；现有的相关技术中，一般会在退役电池中筛选保有初始容量70％～80％的剩余容量的电池，将这些电池从原有的结构中进行拆解，根据电芯的容量、内阻等对电池进行分类，划分不同等级，并采用重新组装的方式装配成含有新的电路结构的电池组进行使用，在对车载电池进行重新利用时，由于新的电池仓为大量废旧电池重新组成，在对大量电池进行固定时，往往会选择进行单独固定，使得当使用一段时间后，出现需要对损坏或不合格电池进行更换时，操作较为繁琐，不利于实际使用，同时当有电池损坏时往往需要对大部分电池进行排查，找出问题电池，耗时较长，且工作量较大。

2、动力电池的使用年限通常为5-7年，其性能随着使用次数的增加而衰减，当动力电池性能下降到原来80％时，将不能达到电动汽车的使用标准，进入梯次利用阶段。预计未来几年动力电池规模化退役潮即将到来，动力电池的重新梯次利用对节约资源，保护环境具有重要意义。

3、电动车是外卖、快递行业的必备交通工具，传统电动车的充电模式为电源直接充电，这种充电方式不仅充电速度慢而且还容易出现安全事故。电动车换电柜的出现使得人们的出行、工作更加方便快捷。

4、此外，“分时电价”鼓励企业使用谷电，然而目前大多数换电柜的使用方式是直接利用市电为放入换电柜的缺电电池进行充电，如何错峰利用谷电为回收的动力电池充电，在用电高峰时利用动力电池放电为缺电电池充电，达到合理使用电力资源，节省电费成本、提高利润是电动车换电柜行业关注的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决背景技术中存在的缺点，而提出的一种车载动力电池梯次换电装置。

2、为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：

3、一种车载动力电池梯次换电装置，包括梯次电池仓，所述梯次电池仓包括壳体，所述壳体前端固定连接有控制面板，所述控制面板前部两侧均开设有多个接电口，所述壳体顶部固定了具有盖板，所述壳体内部通过固定机构连接有均匀分布的车载电池，所述车载电池顶部均设置有监测器，两侧所述监测器均通过连接器相连接，前后侧所述监测器均通过连接结构相连接，所述车载电池前后侧下部均开设有固定口，所述固定口内侧下部均开设有均匀分布的定位槽，所述车载电池顶端后部两侧均固定连接有电极柱，所述壳体内前部固定连接有固定仓。

4、优选的，所述固定机构包括转轴，所述转轴均设置在壳体内两侧下部，所述转轴分别贯穿固定板两端，所述固定板底部均固定连接有凸块，所述凸块均卡合在固定口内部，所述凸块底部均固定连接有均匀分布的定位块，所述定位块均卡合在定位槽内部，所述转轴外周均设置有多个螺纹段，所述转轴均通过螺纹段与固定板螺纹连接，相邻侧所述螺纹段均旋向相反，所述转轴均与步进电机后部驱动端固定连接，所述步进电机均固定连接在固定仓内部两侧。

5、优选的，所述连接结构包括连接条，所述连接条均设置在壳体内两侧上部，所述连接条相靠近的一侧均开设有插口，所述插口内上下部均设置有均匀分布的接电弹片，所述连接条前后部均贯穿有限位杆，所述限位杆均固定连接在壳体内前后侧上部，所述连接条底端前后部均固定连接有推板，所述推板相靠近的一侧均固定连接有电动推杆。

6、优选的，所述监测器包括防护壳，所述防护壳底部两侧均固定连接有接口，所述接口均套设在电极柱外周，所述防护壳两端均固定连接有导电片，所述防护壳顶端中部均固定连接有显示屏，所述防护壳顶端中部两侧均固定连接有多个监测探头，最外侧所述导电片均卡合在插口内侧。

7、优选的，所述连接器包括夹板，所述夹板均设置在导电片相近处上下部，所述夹板内部均固定连接有导电铜板，所述导电铜板相靠近的一端两侧均固定连接有接电片，所述接电片均贯穿夹板一端，所述夹板中部均贯穿有导向块，所述导向块均与夹板滑动连接，所述导向块顶部均固定连接有限位块，所述导向块内下部均开设有空腔，所述空腔内部均滑动连接有斜压块，所述斜压块中部均贯穿有螺纹杆，所述螺纹杆与斜压块均螺纹连接，所述空腔两侧中部均贯穿有开口，所述斜压块两端均固定连接有连接板。

8、优选的，所述监测探头均通过电极柱与车载电池电性连接，所述监测探头均与显示屏电性连接，所述监测探头均与控制面板电性连接。

9、优选的，所述控制面板与步进电机均电性连接，所述控制面板与电动推杆均电性连接。

10、优选的，所述电动推杆另一端均固定连接有固定块，所述固定块一端均与壳体内壁固定连接。

11、优选的，所述连接板顶部均固定连接有压板，所述压板顶部均紧贴下侧所述夹板底部。

12、优选的，所述螺纹杆均与导向块转动连接，所述螺纹杆前端均贯穿导向块前部，所述螺纹杆前部均固定连接有旋钮。

13、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

14、1、人们能够将接口卡到车载电池上的电极柱外周，通过监测器上的监测探头能够对车载电池进行监测，通过显示屏能够将监测出的该车载电池的监测结果通过显示屏显示出来，在实际使用时，当出现电池损坏后，人们能够通过显示屏快速的找到问题电池，并进行更换，有利于电池维护检修工作。

15、2、人们能够通过连接器与监测器将每排车载电池进行串联形成电池组，在串联时，将相邻的导电片卡到上下侧的夹板之间，之后人们能够拧动旋钮，通过旋钮能够带动螺纹杆进行转动，通过螺纹杆能够带动斜压块在空腔内部进行前后移动，当斜压块向后侧移动时，通过斜压块上的切面能够与空腔内顶部的斜面相抵，而斜压块通过压板抵住下侧夹板保持不动，使得导向块整体会被带动向下，通过限位块能够对上侧夹板进行限位，使得上下侧的夹板能够将两侧的导电片夹紧，通过接电片与导电铜板能够实现两侧导电片的导电，使得两侧的车载电池能够形成一个整体，从而完成对同排车载电池之间的串联，形成一个电池组，使得人们在更换电池时能够进行一组同时更换，避免需要单独更换所产生的麻烦，同时能够有效减少工作人员更换电池时的工作强度，有利于实际使用。

16、3、人们能够通过连接结构将前后侧的电池组之间进行连接，在连接时，人们能够通过控制面板启动电动推杆，通过电动推杆能够利用推板带动连接条进行移动，通过电动推杆的同步收缩能够带动连接条向最外侧的导电片靠近，通过限位杆的导向能够使插口准确的卡到两侧的导电片上，通过插口内部的接电弹片能够实现对前后侧不同电池组之间的连接固定，实现电池组之间的串联，实现梯次电池仓的整体供电与蓄电，有利于实际使用，同时更换电池组时只需通过控制面板控制电动推杆伸长，操作简单，方便快捷。

17、4、通过固定机构能够实现对车载电池的完全固定，使得车载电池能够被稳定的固定在壳体内部，当出现车载电池损坏，需要更换时，只需通过控制面板控制步进电机开始工作，通过步进电机能够带动转轴进行转动，通过转轴上的螺纹段能够带动相邻的固定板进行同步分离与靠近，当步进电机正转时，固定板会开始同步靠近，使得凸块底部的固定板与定位块会脱离固定口与定位槽，从而能够解除对车载电池的限位，方便人们将损坏的车载电池取出，操作快捷，有利于维修工作。