專利名稱：電動車輛快速補充電能的方法及其供電裝置的制作方法
技術領域：
本發明屬于交通運輸領域，涉及電動車輛的能量供應，具體為一種電動車輛快速 補充電能的方法及其相應的供電裝置。
背景技術：
隨著科技的進步和經濟的發展，人們的生產生活空間在不斷擴大，各種車輛已經 成為人們出行所不可或缺的交通工具。過去，車輛的動力能源主要來自石油產品和各種燃 氣，但是，隨著油氣資源的日趨減少以及噪聲污染、大氣污染、全球氣候變暖等問題日益嚴 重，開發和利用環保的替代能源、減少C02排放成為人們的共識。在這種背景下，電能作為 一種環保、高效、可靠的能源在車輛的動力供應中得到了廣泛的應用，各種電動自行車、電 動汽車、電動公交車、有軌電車等電動車輛成為未來交通運輸車輛發展的一種趨勢。以充電 電池為動力的純電動車輛普遍存在一個問題，普通車用電池充電時間需要數小時，無法象 各種油汽燃料一樣在加油站快速地完成能量補充，因此極大地限制了電動車輛的普及。為 了解決上述問題，申請號為200810006771.6的專利提出了一種快速更換大型蓄電池組的 方法和裝置，這些方法一般采用所謂的高壓電池組或全壓電池組作為更換單元，為了更換 方便，電池的重量和體積都很大，由于不同型號、不同品牌的電動車輛外形各異，其內部空 間差異較大，采用尺寸較大的大型高壓蓄電池在客觀上使電池的規格型號難以標準化，無 法用有限幾種型號的電池適用于市場上大部分車型，而尺寸形狀各異的蓄電池組也增加了 建設類似加油站的電能補充機構的難度，使各種電動車輛通過更換蓄電池來實現快速補充 電能也變得十分困難，因此也進一步制約了電動車輛的普及。目前，相關技術的研究還停留 在如何將這些大型蓄電池快速地充電，但目前即使快充也需要約10-20分鐘，這就需要大 量的場地，以便同時給很多車輛充電，顯然無法適應大范圍建設類似加油站的電能補充機 構、進而推動電動車輛普及的需要。此外，由于采用高電壓大容量的蓄電池，在保存、使用等 各各環節，也都提出了較高的安全防護要求，這也在一定程度上增加了運營成本。有配套電 弓電網提供電能的城市有線電車，由于架設電網線路不僅占用大量城市空間，而且還帶來 影響市容、增加維護成本等諸多問題，所以其應用前景更不容樂觀。
發明內容
本發明的目的在于克服上述缺陷，提供一種可以適用于市場上各種電動車電池組 充電電池快速更換，且無需外設配套電弓電網就可以實現電動車輛快速補充電能的方法。本發明電動車輛快速補充電能的方法是這樣實現的，在電動車輛上設置可充電電 池組，在換電站里設置電池更換裝置、充電庫和電池庫，可充電電池組由電池箱和標準化的 標準電池單元組成，標準電池單元的型號、大小和形狀能夠適用于市場上絕大多數電動車 形狀各異的電池箱，其區別僅在于不同車型的電動車輛電池箱所使用的標準電池單元型號 不同、或/和數量不同、或/和電池排列不同、或/和電池單元之間的串并聯連接方式不同， 電池箱內設有至少一個容納標準電池單元的電池腔室，電池腔室內沿電池裝入方向設有導軌，電池腔室內沿電池裝入方向設有多個容納標準電池單元的工位，標準電池單元工作時 位于電池箱內，并且能夠沿導軌在電池箱中順暢地裝入和退出，標準電池單元的電極位于 裝入方向的側面，標準電池單元到位后電池電極與電極觸軌接觸，電極觸軌之間通過固定 的串并聯電路連接，一旦充足電的標準電池單元全部到位，電池組即達到所需的電池組額 定電壓和電池組容量，將上述可充電電池組預先裝配在電動車輛上，電動車輛需要補充電 能時，駛入換電站付費將電池箱內的乏電標準電池單元更換成充好電的標準電池單元。通 常情況下，本發明電動車輛快速補充電能的方法包括如下步驟1)電動車輛駛入換電站中的換電工位，司機根據所需標準電池單元的型號和數量 訂購要更換的標準電池單元，并將電池箱切換到換電狀態，解除對電池箱內標準電池單元 的定位鎖定；2)按照訂購電池量，利用電池更換裝置將電動車輛電池箱內需要更換的乏電標準 電池單元替換為充足電的標準電池單元；3)電池更換裝置同步顯示裝入的標準電池單元型號、數量和價格；4)電池箱內乏電標準電池單元更換完畢后，移走電池更換裝置，重新將電池組內 標準電池單元鎖定，電動車輛電能補充完畢；5)標準電池單元進入電池箱全部到位后即與電極觸軌正確接觸并通過電極觸軌 之間固定設置的串并聯線路組合達到所需的電池組額定電壓和電池組容量；6)期間司機按照預訂的電池更換數量繳費，或按照最終顯示的實際更換電池數量 繳費；7)將更換下來的乏電標準電池單元送入充電庫充電，將充好電的足電標準電池單 元送入電池庫備用。應用本發明電動車輛快速補充電能的方法時，利用電池更換裝置將電動車輛電池 箱內需要更換的乏電標準電池單元替換為充好電的足電標準電池單元，這一過程根據電池 箱的結構不同，可以具體采用如下方式操作完成(1)電池箱中電池腔室的一端設置標準 電池單元的入口，另一端設置標準電池單元的出口，解除對電池箱內標準電池單元的定位 鎖定后，將電池更換裝置的裝填口與電動車輛的電池腔室入口對接，啟動電池更換裝置，按 照所訂購標準電池單元的型號和數量，自電池腔室入口逐一將充滿電的標準電池單元送 入，同時該電池腔室內的乏電標準電池單元逐粒自電池腔室出口退出，對于設置了多個電 池腔室的電池箱，為提高換電效率，多個電池腔室中的標準電池單元可以同時裝入、同時退 出；( 電池箱中同一電池腔室僅設置一個供標準電池單元進入及退出共用的出入口，解 除對電池箱內標準電池單元的定位鎖定后，將電池更換裝置回收口與電池箱的電池腔室出 入口對接，先將電池箱內的標準電池單元逐粒自電池箱腔室出入口退出，再將電池更換裝 置的裝填口與電池腔室出入口對接，按照所訂購標準電池單元的型號和數量，自電池腔室 出入口逐一將充滿電的標準電池單元送入，同理，電池箱設置多個電池腔室時，多個電池腔 室中的標準電池單元可以同時退出、同時裝入。基于本發明的方法，可以應用現有鉛酸蓄電池、或鉛酸膠體電池、或金屬氫化物/ 鎳電池、或鋰離子電池、或鐵氧鋰電池等各種電池為電動車輛提供能量，因此，所述標準電 池單元可以是上述任意一種可充電的電池基本單元，本發明中，電池基本單元是指不可再 繼續拆分的獨立電池個體，為了便于制作和組合擺放，優選的，電池基本單元的形狀為圓柱
6形或長方形，當然也可以是其他形狀。除利用標準化的現有充電電池作為標準電池單元直接使用外，為保證使用過程中 標準電池單元的電極與電極觸軌始終保持有效接觸，本發明的第二個目的在于提供另一種 適用于本發明電動車輛快速補充電能的方法的標準電池單元，其包括一個電池基本單元， 電池基本單元的電極設有彈性伸縮結構，彈性伸縮結構由金屬彈簧或彈性材料構成，所述 彈性材料包括橡膠材料或者彈性聚氨酯材料等。另外，除了直接以電池基本單元的形式進行應用外，為了提高工作效率，便于更換 和使用，本發明的第三個目的在于提供又一種適用于本發明電動車輛快速補充電能的方法 的標準電池單元，標準電池單元由多個電池基本單元串聯或/和并聯組成，并放置于一個 在應用過程中不再拆解的標準外殼之中，在標準外殼上設置電極。為了便于與外部接電線 路連接，所述標準電池單元的電極也可以設有彈性伸縮結構，所述彈性伸縮結構由金屬彈 簧或彈性材料構成，所述彈性材料包括橡膠材料或者彈性聚氨酯材料等。標準外殼的形狀 也優先設置為圓柱形或長方形，此外，所述應用過程是指電池正常的使用壽命周期內。利用 設置標準外殼的技術方案更換電池更加方便快捷，可以使電池的電壓、容量以及重量尺寸 更為適中，與全壓大電池相比更容易布置于復雜形狀的電池箱，因此可以更充分地利用電 動車輛的可用空間；與電池基本單元相比，有利于進一步縮短電動車輛電能補充的時間。本 發明標準電池單元的電極位于標準電池單元裝入方向的側面。標準電池單元的電極除設置于同一端面外，還可以將標準電池單元的正負電極分 別設置于標準電池單元的兩端，并且使正負電極分別凸出標準電池單元的相應端面，這樣 更有利于標準電池單元與外部輸電路的有效連接。此外，為了防止外部沖擊造成意外損壞， 還可以在本發明標準電池單元的棱角或突出部位設置彈性緩沖墊層。另外，為了適用于本 發明電動車輛快速補充電能的方法，可以在本發明標準電池單元上對應電池箱導軌的位置 設置耐磨墊層，這樣可以減輕導軌對于標準電池單元的直接磨損，防止標準電池在反復裝 卸過程中因過度磨損而損壞，從而提高產品的使用壽命。本發明的第四個目的在于提供一種適用于本發明電動車輛快速補充電能的方法 及各種標準電池單元的電池箱，包括電池箱體，電池箱體內設有至少一個可以容納多個標 準電池單元的電池腔室，電池腔室內在沿電池裝入方向設有導軌，電池腔室內在沿電池裝 入方向設有多個標準電池單元工位，電池箱內設有電池定位機構，在電池腔室內電池裝入 方向的側面設有直接與標準電池單元電極接觸的電極觸軌，電極觸軌由陽極觸軌和陰極觸 軌組成，至少一個陽極觸軌和至少一個陰極觸軌上帶有用于與外部電路相連的輸出端口， 或者是連接著用于與外部電路相連的輸出端口。所述的輸出端口可以是接線座、插頭或電 線等多種形式。陽極觸軌或/和陰極觸軌設置多個時，根據需要，彼此之間通過固定的串聯 或/和并聯電路連接。特別要指出的是，本文中所述的串并聯電路，即是指串聯電路、并聯 電路或串聯和并聯組合電路中的任一種。需要說明的是，本發明電池箱中既可以直接應用現有各種電池作為標準電池單 元，又可以應用本發明目的二和目的三中所述的標準電池單元，因此，若無特別說明，本文 中所述的標準電池單元是現有電池構成的標準電池單元及本發明目的二和目的三中所述 的標準電池單元的統稱。為了表述方便，在本發明以下的行文中，有時也直接以電池來統稱 現有電池構成的標準電池單元及本發明目的二和目的三中所述的標準電池單元。
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根據實際需要，可以在本發明電池箱中每個電池腔室的一端設置標準電池單元的 入口，另一端設置標準電池單元的出口 ；也可以在電池箱中同一電池腔室僅設置一個電池 裝入和退出共用的出入口。另外，為了防止使用過程中電池意外脫出，以及水或其他異物進 入，在電池腔室的入口、出口或出入口處設置有可開啟的保護蓋。保護蓋與電池箱體之間可 以利用緊固件連接，也可以利用卡口結構、鉸鏈結構、鎖扣結構或者螺紋結構進行連接。為 了防止水或異物進入電池腔室，造成短路或斷路等故障，必要時，還可以在保護蓋與電池 箱體之間設置密封元件或密封結構，所述密封元件包括密封套、密封墊、密封圈或密封條等 等，密封結構包括卡口結構等等。本發明電池箱的電極觸軌設置在電池裝入方向的側面，與電池電極對應的部位。 標準電池單元裝入到位后電池電極即與電極觸軌正確接觸，電極觸軌的串聯或/和并聯是 預設固定的，虛位以待電池單元，一旦電池正確到位，即組合達到所需的電池組電壓和電池 組容量。本發明電池箱中電極觸軌的設置形式多樣，例如，可以采用每個電池腔室內至少一 條電極觸軌由在與電池電極的接觸方向具有彎曲彈性的良導體制成、并通過比良導體材料 更軟的彈性材料與電池箱體聯接的技術方案，必要時還可以在電極觸軌與電池箱體之間增 設絕緣材料層；也可以采用每個電池腔室內至少一條電極觸軌由剛性較大的良導體制成、 在電極觸軌與電池箱體之間設置彈性元件的技術方案，必要時也可以在電極觸軌與電池箱 體之間增設絕緣材料層；還可以采用電極觸軌能夠相對電池的電極移動或轉動的技術方 案，即電極觸軌非固定設置，可以根據需要與電池電極保持接觸或分離。根據電動車輛的 車型及載荷不同，可以通過控制電池箱中設置電池的數量或是電池間的串并聯及其組合方 式，來獲得適宜的電壓及電能總容量。為實現這一目的，電池箱中的陽極觸片和陰極觸片可 以對應的分段設置，利用電極觸片段與段之間不同連接方式，可以實現各電池之間的串聯 或/和并聯設置。這樣，通過分段設置陽極觸片和陰極觸片可以構成多個子電池組，通過子 電池組間的串聯或/和并聯的組合關系，又可以獲得適宜的電壓及電能總容量。本發明電池箱的導軌為滑動導軌或滾動導軌，比較典型的滾動導軌由轉輥構成、 或由轉輥及導向傳動帶構成，當然也可以是其他形式滾動導軌；滑動導軌形式也非常多樣， 可以為固定在電池腔室內的導向條，也可以是電池箱體自身側壁上設置的導向凹凸結構 等。只要可以順利實現對電池的限位及導向作用，都可以實現同樣的功能。為防止車輛行 駛過程中因道路顛簸對電池造成的沖擊，進而產生脫離電弧或造成電池損壞，在導軌與電 池箱體之間還可以設置彈性緩沖減振墊層，所述彈性緩沖減振墊層由橡膠材料、彈性發泡 材料或彈性聚氨酯材料等彈性材料制成。這種技術方案可以在不影響減振性能的同時，避 免在本發明標準電池單元的棱角或突出部位設置彈性緩沖墊層時，對電池散熱帶來的不利 影響。為了便于電池裝入或退出電池箱，本發明電池箱還設有電池的裝卸驅動機構。所 述裝卸驅動機構可以由控制系統、驅動電機、減速裝置和傳動裝置組成，傳動裝置為皮帶傳 動、或鏈輪傳動、或齒輪齒條傳動、或渦輪蝸桿傳動、或滾珠螺桿傳動；裝卸驅動機構也可以 由控制系統、控制閥及氣缸或液壓缸組成。為了便于電池在電池箱中的定位，并防止電池箱內的電池在使用過程中發生意外 竄動或移位，本發明電池箱中設置了電池定位機構，所述電池定位機構為可伸入及退出電 池腔室的活動擋塊，可以隨時控制活動擋塊做出伸入或退出電池腔室的動作來實現或解除對電池腔室內標準電池單元的定位鎖定。這樣，與導軌等其他結構配合，就可以實現對電池 箱內電池位置的限定。另外，為了防止標準電池單元裝入時陽極和陰極顛倒造成的不良影響，在電池箱 中的電池腔室內還可以設置標準電池單元電極的自動辯別防錯裝置。所述自動辨別防錯裝 置的形式多種多樣，可以是針對不同尺寸電極設置的電池箱體不同尺寸腔室結構；也可以 是電池腔室內固定設置的與標準電池單元上凹槽相配合的凸起或銷釘等結構；還可以是設 置在電池腔室入口或出入口的、帶有針對電極特定形狀開孔的擋板。電池箱內或電池箱周圍設有冷卻散熱系統，以保證在使用過程中，電池箱內電池 所產生的熱量能夠及時散出，避免因高溫對電池、電池箱及其他設備造成損壞。所述的冷卻 散熱系統可以是氣冷通道，氣冷通道設有進氣端口和出氣端口，進氣端口上設置可更換或 可清洗的過濾網，在電池周圍設置通風子道，通風子道通過氣冷通道與外部空氣相連通，氣 冷通道上可以設置風機強制通風，或氣冷通道進氣端口設有以車輛行駛氣動壓力作為通風 動力的動壓集氣端口 ；冷卻散熱系統也可以是循環散熱管路，散熱管路由吸熱部、散熱部、 循環連接管、動力循環泵組成，循環散熱管路內裝有冷卻介質，吸熱部置于電池周圍或與電 池外壁相接觸，散熱部與外部流通空氣相接觸，或與散熱外殼相接觸；冷卻散熱系統還可以 是重力式熱管，重力式熱管由蒸發部、冷凝部、上升管、下降管組成，蒸發部或冷凝部至少之 一由多根連通的排管組成，排管內裝有低沸點工質，蒸發部與電池緊密接觸、或通過良導熱 材料與電池相接觸、或置于電池周圍，冷凝部位于蒸發部上方，通過上升管和下降管與蒸發 部相連通，冷凝部位于外部流通空氣中或與散熱外殼相接觸，所述散熱外殼包括與外部流 通空氣相接觸的至少部分電池箱體外殼或至少部分電動車外殼。在本發明電池箱內裝入本發明可充電的標準電池單元，即構成適用于本發明電動 車輛快速補充電能的方法的可充電電池組。由于使用的標準化電池基本單元尺寸較小，適 用性強，將這種可充電電池組應用于各種電動自行車、電動汽車、電動公交車、有軌電車等 電動車輛上以后，便于實現廣泛建設類似加油站的電能補充機構，再按照本發明電動車輛 快速補充電能的方法，就可以實現為電動車輛快速補充電能，為電動車輛的普及提供良好 的條件。當然，也可以利用現有加油站添置相應設施提供為電動車輛更換電池、補充電能的 服務，同時加油站對換下電池進行隨時充電，以備循環使用；同理，對于有弓網(有線)的城 市電車，可以根據車輛耗電實際情況，停靠指定站點進行電池替換、補充電能作業，徹底省 去弓網。這樣就可以徹底解決目前電動車輛電能補充時間過長，難以大范圍普及的社會難 題。為了滿足自行充電的需求，在電池箱上設置慢充接口及相應的變電裝置，這樣可 以利用諸如停放在停車場等閑置時間對電動車輛進行充電，優先利用峰谷電，另外也可以 利用風電或光伏發電進行充電。也可在電池箱上設置快充接口以及相應的快充變電裝置， 以便在沒有備有可更換電池的充電站進行快充。本發明電動車輛快速補充電能的方法，利用標準化的小型電池基本單元構成的標 準電池單元提供電能，通過快速裝卸電動車輛電池箱中設置的標準電池單元，來實現電動 車輛快速地電能補充。根據電動車型的不同將標準電池單元規范化后，可以利用現有加油 站或車輛固定停靠站點對電動車輛進行電池更換，補充電能，使電動車輛的電能補充和目 前汽車加油一樣方便快捷。替換下的電池在加油站或車輛停靠站點重新充電，以備循環使用。當然也可以另外廣泛建設類似加油站的電能補充機構來實現這一目的。應用本發明電 動車輛快速補充電能的方法，就可以徹底解決目前電動車輛電能補充時間過長，司機不愿 等待且占地面積大，難以大范圍普及的社會難題，有利于迅速推動電動車輛的應用，同時可 以實現節能、減排、降噪的環保目的。本發明標準電池單元使用方便，性能可靠，特別適用于 本發明電動車輛快速補充電能的方法。本發明中采用的標準電池單元尺寸小、重量較輕、操 作方便，適用性強，可以適應于市場上絕大部分車型，總表面積大，且易于散熱；本發明中標 準電池單元成功實現了在電動車輛中對中低電壓電池的應用，在充電、使用過程中更加安 全；而本發明電池箱，結構簡單，工作可靠，可以方便地進行電池更換，設有散熱裝置，安全 可靠，適用于各種電動車輛，應用前景十分廣泛。將本發明標準電池單元裝入本發明電池箱 構成的可充電電池組裝備于電動車輛后，可以根據需要實現對電池箱內標準電池單元的快 速替換，使電能補充更加方便快捷。綜上，本發明電動車輛快速補充電能的方法及相關供 電裝置，適用于電動自行車、電動汽車、電動公交運輸車、有軌電車、有線電車等各種電動車 輛，以及雙模電動車或電動船舶等電動驅動交通工具，具有廣闊的市場，其經濟效益和社會 效益十分巨大，是一項具有重大應用價值的、利國利民的好技術。
圖1為本發明標準電池單元的結構示意圖之一。圖2為圖1的左視圖。圖3為本發明標準電池單元的結構示意圖之二。圖4為圖3的左視圖。圖5為本發明標準電池單元的結構示意圖之三。圖6為圖5的左視圖。圖7為本發明標準電池單元的結構示意圖之四。圖8為圖7的左視圖。圖9為本發明標準電池單元的結構示意圖之五。圖10為圖9的左視圖。圖11為本發明標準電池單元的結構示意圖之六。圖12為本發明標準電池單元的結構示意圖之七。圖13為本發明標準電池單元的結構示意圖之八。圖14為圖13的左視圖。圖15為本發明標準電池單元的結構示意圖之九。圖16為圖15的左視圖。圖17為圖15所示本發明標準電池單元的外形示意圖二。圖18為圖15所示本發明標準電池單元的外形示意圖三。圖19為本發明電池箱的結構示意圖之一。圖20為圖19的A-A剖視圖。圖21為圖20所示本發明電池箱的應用示意圖。圖22為圖21的B-B剖視圖。圖23為本發明電池箱的結構示意圖之二。
圖M為本發明電池箱的結構示意圖之三。圖25為本發明電池箱的結構示意圖之四。圖沈為圖25所示電池箱中電極觸軌的連接原理圖。圖27為圖25的C-C剖視圖。圖28為圖25所示本發明電池箱的應用示意圖。圖四為圖^WE向示意圖。圖30為本發明電池箱的結構示意圖之五。圖31為圖30的F向示意圖。圖32為圖30所示本發明電池箱的應用示意圖。圖33為圖25及圖30所示本發明電池箱的應用示意圖。圖34為本發明電池箱的結構示意圖之六。圖35為圖34的K向示意圖。圖36為圖34所示電池箱中電極觸軌的結構示意圖。圖37為圖34中標準電池單元與電極觸軌之間的電路接線示意圖。圖38為圖34所示本發明電池箱的應用示意圖。圖39為圖34所示電池箱中電極的自動辨別防錯裝置。圖40為本發明電池箱的結構示意圖之七。圖41為本發明標準電池單元的結構示意圖。圖42為圖41的左視圖。圖43為本發明電池箱的結構示意圖之八。圖44為圖43的俯視圖。圖45為圖43所示本發明電池箱的應用示意圖。圖46為本發明電池箱的結構示意圖之九。圖47為本發明電池箱的結構示意圖之十。
具體實施例方式實施例一如圖1、圖2所示本發明標準電池單元，包括一個電池基本單元87，電池基本單元 87的陽極設有彈性伸縮結構17，彈性伸縮結構17由金屬良導體材料制成的彈簧構成，為防 止異物落入彈簧17內，在彈簧17的前端還設有金屬良導體材料制成的電極帽16，電極帽 與陽極可以實現相對滑動，但由于有彈簧17的連接，電極帽始終與陽極保持良好的連通狀 態。本例中電池基本單元的陰極采用常規的平底結構。本例中的電池基本單元87可以是鉛酸蓄電池、或鉛酸膠體電池、或金屬氫化物/ 鎳電池、或鋰離子電池、或鐵氧鋰電池等各種電池中的任一種，并且是不可再繼續拆分的獨 立電池個體。由于在電極處設置了彈性伸縮結構，在使用過程中電極可以自動調整伸縮量，從 而與相連電路的連接端口始終保持有效接觸，其工作性能更加穩定可靠。本例中以圓柱形的電池基本單元87為例進行說明，在實際應用中，也可以采用長 方形的電池基本單元或其他形狀的電池基本單元，也都在本發明的保護范圍內。這一點若 無特別說明，適用于本發明所有的標準電池單元，在下面的實施例中不再反復敘述。
實施例二如圖3、圖4所示本發明標準電池單元，與實施例一的不同之處在于，電池基本單 元87的兩端分別設置凸出其相應端面的電極，其陽極和陰極分別設有彈性伸縮結構17和 19，本例中彈性伸縮結構17和19均由彈性橡膠材料制成。其中，彈性伸縮結構17上設有 金屬良導體材料制成的電極帽16，電極帽16通過導線觀與電池基本單元87的陽極相連； 彈性伸縮結構19上設有金屬良導體材料制成的電極帽18，電極帽18通過導線四與電池基 本單元87的陰極相連。電極帽與電極間應注意連接強度，以避免電極帽意外脫落帶來不良 影響。本例中僅以長方形的電池基本單元87為例進行說明，電極帽16的橫截面輪廓形 狀為圓形，同樣，電極帽18的橫截面輪廓形狀也為圓形，由于是簡單的常規形狀，在此僅以 文字進行說明，不再別附圖示。此外，為了便于區別陰極和陽極，電極帽16的尺寸設置的大 于電極帽18。需要說明的是，在實際應用中，也可以將電極帽的外形設置成方形、三角形等其他 形狀，而且，區分電極帽16和電極帽18也可以通過顏色、尺寸和形狀等其他特征來實現，其 中尺寸不同最容易實現自動化識別，可以強制防止裝錯電極方向。另外，彈性伸縮結構除了 由已經提到的金屬彈簧及橡膠材料構成外，也可以采用彈性聚氨酯等材料，也都可以實現 同樣的效果。實施例三如圖5、圖6所示本發明標準電池單元，與實施例二的區別在于，本例中以圓柱形 的電池基本單元87為例進行說明，彈性伸縮結構17和19均由金屬彈簧構成，電極帽16和 電極帽18的橫截面輪廓形狀設置為方形。此外，為了防止標準電池在反復裝卸過程中因過 度磨損而損壞，電池基本單元87上還設有耐磨墊層15，本例中，所述耐磨墊層15由耐磨耐 熱的工程塑料制成。由于本例所述的標準電池單元中包含了耐磨墊層15，可以對標準電池單元本身形 成有效的保護，減輕使用過程中對標準電池單元外殼的磨損，因此，可以大大提高產品的使 用壽命。需要指出的是，為了便于標準電池單元散熱，優選的，耐磨墊層僅在標準電池單元 使用過程中與外部結構發生接觸的部位適當地進行局部設置。當然，對于散熱性極好的材 料制成的耐磨墊層，也不排除除電極位置外，在標準電池單元表面全部設置的可能，但從散 熱和節約成本的角度綜合考慮，以適當地局部設置為宜。除提到的工程塑料外，也可以利用 發泡材料或聚氨酯等材料制作耐磨墊層，可同時具有緩沖減振功能。實施例四本發明的技術方案除適用于陽極和陰極分別設置于電池基本單元87的兩端外， 還適用于陽極和陰極位于電池基本單元87的同一端的情況。如圖7、圖8所示本發明標準 電池單元，與實施例三的區別在于，本例中電池基本單元87的外形為長方形，且其陽極和 陰極位于同一個端面上。為了便于區分陽極和陰極，與陽極相連的電極帽16設置成紅色， 與陰極相連的電極帽18設置成綠色，需要指出的是，以上顏色未在附圖中具體表示，僅在 此以文字進行說明。另外，為了防止外部沖擊造成意外損壞，本發明標準電池單元上還設置 彈性緩沖墊層80。出于散熱的考慮，本例中，彈性緩沖墊層80仍然采用局部設置的技術方案，彈性緩沖墊層80由橡膠材料制成。由于設置了彈性緩沖墊層，標準電池單元抵抗意外損壞的能力大大加強，因此有 利于提高產品的使用壽命。而且，彈性緩沖墊層也是設置在與外部結構接觸的標準電池單 元表面，因此也可以對標準電池單元形成有效保護，避免其產生過度磨損，因此，彈性緩沖 墊層也可以同時起到耐磨墊層的作用。除橡膠材料外，彈性緩沖墊層還可以由彈性聚氨酯或彈性發泡材料等材料制成。雖然可以通過顏色區分電極，但為了便于設備自動識別電池電極與糾錯，優選的， 將陽極電極帽和陰極電極帽設置成不同形狀或不同尺寸。實施例五如圖9、圖10所示本發明標準電池單元，與實施例一的區別在于，標準電池單元由 四個圓柱形的電池基本單元87兩兩串聯后再通過導線82并聯組成，并放置于一個在應用 過程中不再拆解的標準外殼58之中，在標準外殼58上設置電極，所述電極包括陽極81和 良導體金屬板構成的陰極83，陽極81通過導線82與電池基本單元87組成的電池組相連。 所述應用過程是指標準電池單元正常的使用壽命周期內，本例中標準外殼58由絕緣的工 程塑料材料制成。為了便于散熱，標準外殼58上設有多個用于與外部連通的通孔62。通過 電池基本單元與標準外殼之間的空隙以及通孔62，就可以提供電池基本單元發散其工作時 產生熱量的通道。為了便于解釋本例的技術原理，僅以標準外殼內設置四個電池基本單元為例進行 說明，在實際應用中，根據需要，也可以適當增加或減少電池基本單元的數量。此外，基于本 例的技術原理，標準外殼內的電池基本單元間的連接關系，也不局限于本例中所述的兩兩 串聯后再通過導線并聯，可以根據實際需要設置成各種串聯、或并聯、或串聯與并聯組合的 連接方式，基本原理是利用電池基本單元之間的串聯來擴充標準電池單元的額定電壓，利 用電池基本單元之間的并聯來擴充標準電池單元的容量。另外，利用連接過程中不僅可以 利用導線進行連接，還可以使用良導體的金屬片、金屬條等材料進行連接，也都可以實現同 樣的效果。實施例六如圖9和圖11所示標準電池單元，與實施例五的區別在于，標準外殼58內設置八 個電池基本單元87，所述電池基本單元采用四個一組分兩列平行布置于標準外殼58，兩 組電池基本單元最終通過導線82并聯后與陽極81相連，其具體連接線路由于屬常規技術， 十分簡單，在此不再專門
。基于本例所述的技術原理，結合實施例五所述的技術原理可知，本發明標準電池 單元可以根據實際需要設置標準外殼內電池基本單元的數量及其排列形式，都在本發明的 保護范圍內。實施例七如圖12所示標準電池單元，與實施例五的區別在于，標準電池單元的陽極設有彈 性伸縮結構17，彈性伸縮結構17由金屬良導體材料制成的彈簧構成，為防止異物落入彈簧 內，在彈簧的前端還設有金屬良導體材料制成的電極帽16。另外要指出的是，由于金屬彈簧具有良好的導電性能，直接利用彈簧連接電極帽 16與標準電池單元的陽極81，不再另設導線。
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當然，本例所述類型的標準電池單元電極的彈性伸縮結構也可以由橡膠材料或彈 性聚氨酯材料制成。實施例八如圖13和圖14所示標準電池單元，與實施例七的區別在于，采用外形為長方形的 電池基本單元87，電池基本單元87上設置彈性聚氨酯材料制成的彈性緩沖墊層80。此外， 標準電池單元陽極處電極帽16通過導線84與電池基本單元87的陽極相連，標準電池單元 陰極處也設置凸出于標準外殼58端面的電極，電極上設置良導體金屬彈簧19構成的彈性 伸縮結構和電極帽18，電極帽18通過導線85與電池基本單元87的陰極相連。這種結構的標準電池單元由于內部電池基本單元上設置了彈性緩沖墊層，所以抵 抗外部沖擊的能力更強，又由于其陽極和陰極均設置了彈性伸縮結構，因此性能更加穩定 可靠。實施例九如圖15和圖16所示標準電池單元，與實施例八的區別在于，標準電池單元的陽極 和陰極設置在標準外殼的同一端，標準外殼58內的四個電池基本單元87通過彼此電極之 間的連接以及導線86的連接構成一個由四個電池基本單元串聯而成的電池組，電池組的 陽極和陰極分別通過導線84和導線85與陽極電極帽16和陰極電極帽18相連。此外，標 準外殼58的表面還設置有工程塑料制成的耐磨墊層15。為了區分標準電池單元的陽極和 陰極，陽極電極帽16和陰極電極帽18的橫截面輪廓分別設置成圓形和方形。由于本例所述類型的標準電池單元設置有耐磨墊層，因此更耐磨損，使用壽命更 長。基于本例所述原理，采用不同形式的電池基本單元，最終本發明標準電池單元的具體形 式可以多種多樣，例如，根據選用的電池基本單元的形狀及擺放不同，所獲得的本發明標準 電池單元的形狀也可以如圖17或圖18所示，也都在本發明的保護范圍之內。實施例十如圖19、圖20所示本發明電池箱，包括由絕緣的工程塑料制成的電池箱體1，電池 箱體ι內設有一個可以容納多個標準電池單元7的電池腔室101，電池腔室101內在沿標準 電池單元7裝入方向設有導軌8，所述導軌8為滑動導軌，是電池箱體自身結構中包含的導 向凹凸結構，在電池腔室內電池裝入方向的側面還設有直接與標準電池單元電極接觸的電 極觸軌，電極觸軌由陽極觸軌2和陰極觸軌4組成，陽極觸軌2上帶有用于與外部電路相連 的輸出端口 3，陰極觸軌4上連接著用于與外部電路相連的輸出端口 6，利用輸出端口 3和 輸出端口 6與外部動力裝置的電路相連，就可以實現為電動車輛的運行供電。陽極觸軌2 由在與標準電池單元電極的接觸方向具有彎曲彈性的良導體材料制成，本例中采用的是銅 條，并通過比銅材更軟的耐熱橡膠墊100與電池箱體1聯接，陰級觸軌4采用剛性較大的良 導體材料制成，本例中仍然采用銅條，為了保證與標準電池單元之間的有效接觸，在陰級觸 軌4與電池箱體1之間還設有彈性元件5，本例中彈性元件5為金屬螺旋彈簧。電池腔室 101的兩端分別設置入口和出口，其中入口和出口處分別設置保護蓋9a和％，為防止水、異 物或灰塵等進入電池腔室造成線路意外短路或者斷路，在電池箱體1上設置密封元件90， 本例中，密封元件90為橡膠密封墊。此外，為了便于標準電池單元的順利裝入，如圖20所 示，陰級觸軌4在入口處局部設置成彎曲段，呈喇叭口狀。電池箱內設有電池定位機構，本 例中電池定位機構為保護蓋9a和9b上設置的凸起部分，即伸入電池腔室內的擋塊102和
14擋塊103，裝電池時，先將電池出口的保護蓋9b和限位塊103就位，然后在電池腔室內裝入 規定數量的電池后，利用緊固件(未具體示出)將保護蓋9a與電池箱體連接成一體，此時， 擋塊102對電池腔室內的電池形成有效定位，本實施例中電極并聯連接，因此標準電池單 元到位后電池電極與電極觸軌接觸，電池即形成并聯，所構成的電池組即達到所需的電池 組額定電壓和電池組容量。下面以現有電池基本單元作為標準電池單元7應用于本發明電池箱進行說明，本 例中，電池箱內設置的標準電池單元7具體為圓柱形鋰電池。應用于電動自行車時，如圖 21、圖22所示，將本例所述的電池箱及標準電池單元7共同構成的可充電電池組預置在電 動自行車10的支架11內，支架11由輕質金屬型材13構成，其中標準電池單元7設置在電 池箱的電池腔室內，入口設置在車座12下方，保護蓋9a與車座12設置成一體，松開電池箱 體與保護蓋間的緊固件，掀開車座12即可同時打開保護蓋9a。當電動自行車10需要補充 電能時，駛入換電站付費將電池箱內的乏電標準電池單元更換成充好電的標準電池單元， 具體方法如下1)電動自行車駛入換電站中的換電工位，司機根據所需標準電池單元的型號和數 量訂購要更換的標準電池單元，打開保護蓋9a和％，將電池箱切換到換電狀態，同時解除 了對電池箱內標準電池單元7的定位鎖定；2)將電池更換裝置(未具體示出)的裝填口與電動車輛的電池箱入口對接，啟動 電池更換裝置，按照所訂購標準電池單元的型號和數量，自電池箱入口逐一將充滿電的標 準電池單元送入，同時電池箱電池腔室內的乏電標準電池單元逐粒自電池箱出口退出，并 由專門的容器收集；3)電池更換裝置同步顯示裝入的標準電池單元型號、數量和價格；4)電池箱內乏電標準電池單元更換完畢后，移走電池更換裝置，重新固定保護蓋 9a和％，將電池組內標準電池單元鎖定，電動車輛電能補充完畢；5)標準電池單元進入電池箱并經過鎖定定位后即與電極觸軌正確接觸并通過電 極觸軌組合達到所需的電池組額定電壓和電池組容量；6)期間司機按照預訂的電池更換數量繳費，或按照最終顯示的實際更換電池數量 繳費；7)將更換下來的乏電標準電池單元送入充電庫充電，將充好電的足電標準電池單 元送入電池庫備用。由于電動自行車的額定工作電壓較低，所用標準電池單元的數量較少，重量較輕， 因此也可以人工更換電池。可以象裝彈匣那樣逐粒將充好電的標準電池單元從電池箱入口 裝入，同時電池箱內原有的乏電標準電池單元從出口退出；也可以先將電池全部退出，然后 再裝入，均十分方便快捷。實施例i^一如圖23所示本發明電池箱，與實施例十的區別在于，導軌8為固定設置在電池腔 室內的導向條，為了防止電動車輛運行過程中因顛簸造成接觸不良或電池標準單元意外損 壞等問題，導軌8與電池箱體之間還設置有彈性聚氨酯材料制成的彈性緩沖減振墊層14。 此外，為了防止電池7 (即標準電池單元)在反復充電裝卸過程中與導軌8接觸過多而發生 過度磨損造成損壞，在標準電池單元上對應導軌8的位置設有耐磨墊層15，本例中耐磨墊層15由四氟乙烯材料構成。另外，標準電池單元7的電極設有彈性伸縮結構，本例中彈性 伸縮結構由彈簧17構成，出于防止異物落入卡住彈簧的考慮，在彈簧頂端增設金屬良導體 材料制成的電極帽16，由于電池電極上設置了彈性伸縮結構可以保證電極與陽極觸軌的有 效接觸，而陰極觸軌與電池箱體之間也設置了彈性元件，因此這種結構的電池箱可以保證 電極與電極觸軌始終保持良好接觸，性能更加可靠。本例所述的標準電池單元由于設置了耐磨墊層15，因此使用壽命更長。而本例所 述的電池箱中由于在導軌與電池箱體之間設置有彈性緩沖減振墊層14，所以其抗振性能大 大提高，性能更加穩定可靠，使用壽命也更長。實施例十二如圖M所示，與實施例十一的區別在于，直接在標準電池單元7上設置彈性橡膠 材料制成彈性緩沖墊層80，這樣本例所示的電池箱中可以不必在導軌8與電池箱體1之間 再另外設置彈性緩沖減振墊層，直接將導軌8與電池箱體1固定在一起即可。利用這樣結構的本發明標準電池，可以節約電池腔室內的空間，使電池箱的整體 尺寸更緊湊，進而提高電動車輛的空間利用率。值得一提的是，彈性緩沖墊層80也可以防 止標準電池單元7與導軌之間發生過度磨損，因此彈性緩沖墊層80還同時具有耐磨墊層 的作用。實施例十三如圖25、圖沈和圖27所示本發明電池箱及標準電池單元，與實施例i^一的區別在 于，電池箱內設置兩個非直線的電池腔室101，兩個電池腔室中的標準電池單元構成的子電 池組最終通過導線20并聯在一起，由于并聯線路為常規技術，十分簡單，本例中沒有具體 表示出如何通過兩根導線20將兩個電池腔室并聯的。導軌8采用絕緣且表面光滑的電木 材料制成，下設橡膠材料制成的彈性緩沖減振墊層14，可以減輕對標準電池單元7的磨損， 因此標準電池單元7上不再設置耐磨墊層，這種結構可以克服在電池上設置耐磨墊層對電 池散熱帶來的不利影響，為了便于電池箱內的電池散熱，電池箱體上設置多個與外部連通 的通氣孔22。另外，標準電池單元7對應陰級觸軌4的電極也設置彈性伸縮結構，所述彈性 伸縮結構包括彈簧19，在彈簧19頂端增設金屬良導體材料制成的電極帽18。標準電池單 元7的正負兩極分別位于標準電池單元的兩端，且電極凸出標準電池單元的相應端面。為 了區別電池的陰陽兩極，防止發生錯誤使用，電極帽18和電極帽16除了尺寸大小的區別 外，形狀也不同，本例中，電極帽16為圓柱體，電極帽18為正方體。陽極觸軌2和陰極觸軌 4分別連接著用于與外部電路相連的輸出端口 3和輸出端口 6，本例中輸出端口 3和輸出端 口 6均為導線。電池箱內還設有冷卻散熱系統，以保證在使用過程中，電池箱內電池所產生 的熱量能夠及時散出，所述的冷卻散熱系統為循環散熱管路，散熱管路由吸熱部23、散熱部 26、循環連接管M及動力循環泵25組成，循環散熱管路內裝有冷卻介質，動力循環泵25為 冷卻介質的循環提供動力，吸熱部23置于電池箱體內電池7的周圍，冷卻介質運行至吸熱 部時會帶走電池箱內的熱量為電池降溫，散熱部26與外部流通空氣相接觸，吸熱后的冷卻 介質運行至散熱部時將熱量釋放到空氣中，冷卻后的冷卻介質經循環連接管重新流回至吸 熱部，開始下一次的循環。電池腔室101的入口和出口分別設置有保護蓋9a和％，保護蓋 9a和9b與電池箱體之間利用卡口相連。為防止異物進入，在保護蓋與電池箱體之間還設置 有密封結構90，本例中，密封結構90為保護蓋上設置橡塑材料的卡口結構，其與電池箱體的卡口部分扣合后，可以形成自密封。在入口和出口處還分別設置有電池定位裝置，在本例 中，電池定位裝置為可以插入或拔出電池腔室的活動擋塊21。特別要說明的是，本發明電 池箱中應用的標準電池單元為中低壓電池，因此每個電池腔室101中的標準電池單元7之 間均為串聯設置，以適當增大系統額定電壓。為實現這一目的，如圖26所示，本例中電極觸 軌為局部小段設置，為保證標準電池單元的順利裝入，陽極觸軌小段之間通過絕緣材料段 91連成一體，同樣陰極觸軌小段之間也分別用絕緣材料段91連成一體，而陽極觸軌小段與 陰極觸軌小段之間利用導線依次串連，如圖所示，陽極觸軌小段2. 1與陰極觸軌小段4. 2之 間、陽極觸軌小段2. 2與陰極觸軌小段4. 3之間……直至陽極觸軌小段2. η與陰極觸軌小 段4. (η+1)之間分別通過導線92相連，并在電極觸軌端部的陽極觸軌小段2. (η+1)和陰極 觸軌小段4. 1上分別設置輸出端口 3和輸出端口 6，這樣裝入標準電池單元后，相鄰標準電 池單元之間即可形成依次串聯關系，進而構成一整個串聯供電電池組。應用于電動轎車時，如圖觀和圖四所示，將本例所述的電池箱及標準電池單元裝 配在一起構成可充電電池組預置于電動轎車27上D處，利用輸出端口 3和輸出端口 6與小 汽車驅動裝置電路連接，為小汽車提供動力。當電動轎車27需要補充電能時，駛入換電站 付費將電池箱內的乏電標準電池單元更換成充好電的標準電池單元，具體方法如下1)電動轎車駛入換電站中的換電工位，司機根據所需標準電池單元的型號和數量 訂購要更換的標準電池單元，打開保護蓋9a和％，將電池箱切換到換電狀態，同時拔出活 動擋塊21解除了對電池箱內標準電池單元7的定位鎖定；2)將電池更換裝置(未具體示出)的裝填口與電動車輛的電池箱入口對接，啟動 電池更換裝置，按照所訂購標準電池單元的型號和數量，自電池箱入口逐一將充滿電的標 準電池單元送入，同時電池箱電池腔室內的乏電標準電池單元逐粒自電池箱出口退出，并 由專門的裝置收集起來；3)電池更換裝置同步顯示裝入的標準電池單元型號、數量和價格；4)電池箱內乏電標準電池單元更換完畢后，移走電池更換裝置，重新固定保護蓋 9a和％，插入活動擋塊21，將電池組內標準電池單元鎖定，電動車輛電能補充完畢；5)標準電池單元進入電池箱并經過鎖定定位后即與電極觸軌正確接觸并通過電 極觸軌組合達到所需的電池組額定電壓和電池組容量；6)期間司機按照預訂的電池更換數量繳費，或按照最終顯示的實際更換電池數量 繳費；7)將更換下來的乏電標準電池單元送入充電庫充電，將充好電的足電標準電池單 元送入電池庫備用。需要指出的是，本例中以設置兩套循環散熱管路為例進行說明，在實際應用中根 據需要也可以僅設置一套，另外，管路的設置也可以采取其他結構，只要能實現為電池散熱 的效果即可。除設置在電池周圍外，冷卻散熱系統也可以設置在電池腔室內，直接與電池外 壁接觸，從而提高散熱效率。散熱部除了如本例中所述與外部流通空氣相接觸外，也可以與 電動車輛的散熱外殼相接觸，所述散熱外殼可以是用于散熱的車體外殼部分或電池箱外殼 部分。根據本例所述的技術原理，為達到所需工作電壓及容量，按照實際情況，可以調整 單個電池腔室的尺寸及容納標準電池單元的數量，也可以調整電池腔室的串聯或并聯關系，還可以調整電池腔室的數量。例如，按本例所述連接方式，若采用電壓為3. 3V、容量為 60A-h的標準電池單元(本例中為鐵氧鋰電池)，當n+1 = 100時，則電池箱的總電壓為每 個腔室的串聯總電壓330V、總容量為兩個腔室的容量之和120A · h。若采用每個電池腔室 內設置50個標準電池單元，則可以設置四個電池腔室，兩兩串聯，然后再并聯，也可以實現 總電壓為330V、總容量為120A · h。據此原理，在同樣的總電壓和總容量要求下，可以根據 電動汽車內的可用空間分布和標準電池單元的大小，優化電池腔室及電池箱形狀、尺寸、數 量和分布，對電動汽車的整體優化設計帶來很大方便。實施例十四如圖30和圖31所示本發明電池箱及標準電池單元7，與實施例十三的區別在于， 電池腔室設置成“U”字形，電池腔室外側仍采用電木材料的導軌8，此外，電池腔室中部還 設置有由可旋轉的轉輥33及導向傳動帶32構成的滾動導軌。標準電池單元7的陰陽電極 分別設有彈性聚氨酯材料構成的彈性伸縮結構17和19，彈性伸縮結構17和19中設置有導 線觀和四使陰陽電級分別與電極帽16和電極帽18相連。陽極觸軌2和陰極觸軌4上分 別帶有用于與外部電路連接的輸出端口 3和6，在此，輸出端口 3和6均為標準接線座。在 電池腔室的出口和入口處設置保護蓋9，保護蓋9 一端與電池箱體1鉸接，另一端可以與電 池箱體通過卡口牢固相連。保護蓋上還設有密封元件90，扣好保護蓋后，可以實現對電池腔 室的密封，本例中，密封元件為彈性聚氨酯密封條。保護蓋上設置的凸起構成可伸入或退出 電池腔室的活動擋塊104。扣好保護蓋9，則同時活動擋塊會自動實現對電池的定位。此外， 為了防止標準電池單元7在裝入時陽極和陰極裝反而造成的意外，在電池腔室內還固定設 置有針對電極的自動辯別防錯裝置206，本例中，自動辯別防錯裝置206是與標準電池單元 7殼體上設置的凹槽相互配合的銷釘。電池箱體上設置用于散熱的通孔22。另外，圍繞電池周圍的電池箱體1表面設置 有冷卻散熱管路，本例中冷卻散熱系統是重力式熱管，重力式熱管由蒸發部、冷凝部35、上 升管30、下降管31組成，蒸發部由多根連通的蒸發部排管34組成，圍繞在電池周圍的電池 箱體表面，排管34內裝有低沸點工質，冷凝部35位于蒸發部上方，同樣由多根連通的排管 組成，并通過上升管30和下降管31與蒸發部相連通，冷凝部35位于外部流通空氣中。為了 便于維修，上升管30和下降管31中分別設有控制閥門36，在上升管的最高處設置用于添加 低沸點工質的開口，并在開口處設置控制閥門。蒸發部吸收電池工作散發的熱量后，蒸發部 排管34內的低沸點工質被加熱變成氣態，沿上升管30進入冷凝部35中，冷凝部向空氣中 散熱后，低沸點工質重新轉化成液態，并沿下降管31回流至蒸發部，開始下一次熱循環，經 過這樣反復的熱循環過和程，從而達到使電池箱內電池工作時產生的熱量能夠及時散出， 避免因高溫對電池、電池箱及其他設備造成損壞。整個散熱過程不額外消耗能源，節能環 保，經濟性好，由于熱管導熱效率高，電池工作過程中溫度較低，有利于延長其使用壽命。需要說明的是，本例中電池腔室內的標準電池單元之間仍是彼此串聯設置，其串 聯接線的原理與實施例十三中所述的原理相同，在此不再另
。應用于電動轎車時，如圖32所示，將本例所述的電池箱及標準電池單元裝配在一 起構成可充電電池組按圖示方向預置于電動轎車27上G處，利用輸出端口 3和輸出端口 6與小汽車驅動裝置電路連接，為小汽車提供動力。為提高電池箱容量，在電動轎車上同 時設置兩組上述電池箱及標準電池單元一起構成可充電電池組，兩者間并聯設置。以每個電池腔室中設置92個電壓為3. 6V、容量為60A · h的標準電池單元(鋰離子電池)為例， 電池箱內的標準電池單元串聯后的電壓為331V，兩個電池腔室并聯后電池箱的總容量為 120A · h，則全部電池組的儲能總量達到39. 7千瓦時，以目前電動車輛百公里耗電能15千 瓦時的水平估算，充一次電大約可以維持電動車輛行駛265公里。當電動轎車27需要補充電能時，駛入換電站付費將電池箱內的乏電標準電池單 元更換成充好電的標準電池單元，其過程與實施例十三中所述補充電能過程除解除及恢復 對電池箱內標準電池單元7的定位鎖定操作不同外，其余過程基本相同。除本例所述的技術方案外，蒸發部也可以直接與電池外壁緊密接觸、或通過良導 熱材料與其相接觸，也都可以起來很好的散熱效果。另外，冷凝部除位于外部流通空氣中 外，也可以與電動車輛的散熱外殼相接觸。特別要指出的是，由于冷卻散熱系統中采用的重 力式熱管是以低沸點工質自身的重力作為動力實現循環的，因此，在使用時，應保證冷凝部 的位置高于蒸發部。實施例十五如圖33所示，與實施例十三及實施例十四的不同之處在于，可以同時在電動轎車 27的不同部位上設置超過一個可充電電池組。本例中電動轎車的D處設置有圖25和圖27 所示本發明電池箱和標準電池單元組成的可充電電池組，電動轎車的G處設置有圖30和圖 31所示本發明電池箱和標準電池單元組成的可充電電池組。此外，G處設置的可充電電池 組除了采用重力式熱管構成的冷卻散熱系統對電池實施散熱外，本例中冷卻散熱系統還包 括電動轎車前端設置的氣冷通道37，氣冷通道設有進氣端口和出氣端口，進氣端口上設置 可更換或可清洗的過濾網38，電池箱體上設置的通孔22以及電池之間的間隙在電池周圍 構成通風子道，通風子道通過氣冷通道與外部新鮮空氣相連通，氣冷通道進氣端口設有以 車輛行駛氣動壓力作為通風動力的動壓集氣端口。這樣電動車輛行駛時，外部新鮮空氣就 會沿氣冷通道及通風子道直達電池處，在空氣流通過程中自然帶走電池產生的熱量，達到 為電池降溫的作用。當然，也可以在氣冷通道上設置風機進行強制通風。本例以電動轎車上設置兩個可充電電池組進行說明，實際應用中，也可以根據車 體空間及實際需要設置更多可充電電池組，另外所采用的可充電電池組可以不同，也可以 相同。實施例十六如圖34、圖35、圖36和圖37所示本發明電池箱，與實施例十的區別在于，其包含 兩個電池腔室，在每個電池腔室僅設置一個電池裝入和退出共用的出入口，在每個電池腔 室的出入口處設置可以伸入或退出電池腔室的活動擋塊21，所述活動擋塊21—端與電池 箱體1鉸接，另一端可以通過鎖具48與電池箱體固定相連。此外，兩個電池腔室共用一個 保護蓋9，保護蓋9的一端與電池箱體1鉸接，另一端可以通過緊固件(未具體示出)與電 池箱體固定相連。保護蓋與電池箱體間設置密封條90。另外，每個電池腔室內均設置轉 輥構成的滾動導軌。其中出入口端的兩根轉輥做為主動轉輥39，經鏈輪45和鏈輪46及鏈 條95由電機44直接驅動，其余轉輥均為從動轉輥40。另外，與兩根主動轉輥39位于同 側的從動轉輥40還分別通過鏈輪94、鏈輪9 和鏈條97構成的傳動鏈以及鏈輪96、鏈輪 96a和鏈條97構成的傳動鏈，與主動轉輥實現同步運轉。驅動電機44、控制系統43、減速裝 置42及傳動裝置共同組成電池裝卸驅動機構，本例中，傳動裝置包括主動轉輥及從動轉輥
19上設置的鏈輪45、鏈輪46、鏈輪94、鏈輪96、鏈輪94a、鏈輪96a、鏈條95、鏈條97以及鏈條 98。利用電機帶動主動轉輥及其同側的從動轉輥轉動，標準電池單元7裝入過程中又帶動 另一側的從動轉輥轉動，進而實現標準電池單元7順利裝入電池腔室。本例所述電池箱還 包含冷卻散熱系統，所述的冷卻散熱系統為循環散熱管路，循環散熱管路由吸熱部23、散熱 部沈、循環連接管M及動力循環泵25組成，循環散熱管路內裝有冷卻介質，動力循環泵25 為冷卻介質的循環提供動力，吸熱部23管路置于電池7的下方電池箱體內，冷卻介質運行 至吸熱部時會帶走電池箱內的熱量為電池降溫，散熱部26與外部流通空氣相接觸，吸熱后 的冷卻介質運行至散熱部時將熱量釋放到空氣中，冷卻后的冷卻介質經循環連接管重新流 回至吸熱部，開始下一次的循環。再有，為了防止轉輥與電池接觸過程中因擠壓對電池造成 損害，在包括主動轉輥39和從動轉輥40的所有轉輥表面設置彈性橡膠制成的保護層41，保 護層同時也可以起到緩沖減振的作用。為了減少標準電池單元裝入及退出時的磨擦阻力， 在電池腔室內還固定設置有四氟乙烯板制成的、連續的滑動導軌200。此外，為了防止標準 電池單元7在裝入時陽極和陰極裝反而造成的意外，在電池腔室內還固定設置有針對電極 的自動辯別防錯裝置206，本例中，自動辯別防錯裝置206是針對不同尺寸電極設置的電池 箱體的不同尺寸腔室結構，由于陰極所處的腔室尺寸略大于陰極電極帽18，但小于陽極電 極帽16的尺寸，因此一旦標準電池單元的電極裝反，則標準電池單元無法正常進入電池腔 室。如圖37所示，本例以每個電池腔室中設置4枚電極位于同側的長方形標準電池單 元7為例說明如何將同一腔室內的標準電池單元串聯再將兩個電池腔室中串聯后的電池 組并聯。使用如圖36所示的電極觸軌，由絕緣電木125中嵌置銅片制成，在電木125上方 還設有橡膠彈性層115，這樣電極觸軌在電池箱內保持連續設置，且由于設置了橡膠彈性層 115，可以適應電池電極高度的小范圍差異。需要指出的是，圖示電極觸軌用于與標準電池 單元的陽極123接觸即為陽極觸軌2，其中的銅片即為陽極觸軌小段116 ；用于與標準電池 單元的陰極IM接觸即為陰極觸軌4，其中的銅片即為陰極觸軌小段117。另外要說明的是， 圖37中為方便描述，將電極觸軌中未設銅片段劃“X”線進行示意，這樣，利用交錯在陽極 觸軌小段116和陰極觸軌小段117之間設置的導線118即可實現將電池腔室中的標準電池 單元(1)、標準電池單元O)、標準電池單元C3)和標準電池單元串聯在一起構成電池 組一，同樣另一個電池腔室內的標準電池單元(5)、標準電池單元(6)、標準電池單元(7)和 標準電池單元(8)串聯在一起構成電池組二，再利用導線119和導線120將兩個電池腔室 中的電池組一和電池組二并聯起來，最后通過導線121與陽極輸出端口 3相連，再通過導線 122與陰極輸出端口 6相連。當然，根據這種技術原理，在實際應用中，可以根據需要增減標 準電池單元的數量，同時使用電池腔室的尺寸和容量適宜的電池箱，另外，也可以采用不 同的陽極觸軌和陰極觸軌分段設置方法以及串聯或并聯電路形式，以滿足不同的需求。需要說明的是，圖37中用方框加圓圈表示標準電池單元的陽極，以區別圓圈代表 的陰極，僅為說明方便，并不表示實際電極形狀。下面以標準電池單元7為長方形鉛酸電池為例進行具體應用說明。應用于電動客 車時，如圖38所示，將三組本例所述的電池箱及標準電池單元7裝配在一起構成可充電電 池組后預置于電動客車上L處，利用輸出端口 3和輸出端口 6與電動汽車驅動裝置電路連 接，為電動客車提供動力，鑒于本發明應用的都是中低壓現有電池，因此為滿足電動客車的較大額定工作電壓，三組可充電電池組彼此串聯設置，由于串聯電路原理十分簡單，在此不 做具體圖示說明。當電動客車49需要補充電能時，駛入換電站付費將電池箱內的乏電標準 電池單元更換成充好電的標準電池單元，具體方法如下1)電動客車駛入換電站中的換電工位，司機根據所需標準電池單元的型號和數量 訂購要更換的標準電池單元，打開保護蓋9，將電池箱切換到換電狀態，同時打開鎖具48， 轉動活動擋塊21解除了對電池箱內標準電池單元7的定位鎖定；2)將電池更換裝置回收口與電動車輛的電池箱出入口對接，先將電池箱內的標 準電池單元逐粒自電池箱出入口退出，再將電池更換裝置的裝填口與電池箱出入口對接， 按照所訂購標準電池單元的型號和數量，自電池箱出入口逐一將充滿電的標準電池單元送 入，由于設置了兩個電池腔室，為提高效率，兩個電池腔室中的標準電池單元同時退出、同 時裝入；3)電池更換裝置同步顯示裝入的標準電池單元型號、數量和價格；4)電池箱內乏電標準電池單元更換完畢后，移走電池更換裝置，利用鎖具48將活 動擋塊21與電池箱體固定，將電池組內標準電池單元鎖定，重新固定保護蓋9，電動車輛電 能補充完畢；5)標準電池單元進入電池箱并經過鎖定定位后即與電極觸軌正確接觸并通過電 極觸軌組合達到所需的電池組額定電壓和電池組容量；6)期間司機按照預訂的電池更換數量繳費，或按照最終顯示的實際更換電池數量 繳費；7)將更換下來的乏電標準電池單元送入充電庫充電，將充好電的足電標準電池單 元送入電池庫備用。需要說明的是，裝卸驅動機構中，傳動裝置除了采用鏈輪傳動外，還可以采用皮帶 傳動、或齒輪齒條傳動、或渦輪蝸桿傳動、或滾珠螺桿傳動，也都能實現同樣的效果。另外，基于本發明所述的針對電極的自動辯別防錯原理，也可以在電池腔室入口 處設置如圖39所示的擋板207作為電極的自動辯別防錯裝置，擋板207上設置有略大于 標準電池單元輪廓尺寸的通孔208，由于標準電池單元陽極尺寸較大，無法從陰極對應側通 過，因此只有按正確方向進入時才能裝入電池腔室。實施例十七如圖40所示本發明電池箱，與實施例十六的不同之處在于，電池驅動機構由控制 系統51、控制閥53、氣缸50、進氣管M及回氣管52共同組成。打開保護蓋9和活動擋塊 21，解除對電池的鎖定后，利用控制系統驅動氣缸50，使活塞55帶動推板56前伸即可實現 將電池7從電池腔室內退出。此外，為了便于標準電池單元7在電池腔室內的移動，在電池 腔室對應標準電池單元側面的電池箱體上還設置有導軌126，在此導軌1 為光滑的工程 塑料板構成的滑動導向。本例以氣缸進行說明，根據本例所述技術原理，也可以利用液壓缸等裝置實現電 池的退出。此外，根據氣缸或其他驅動裝置的位置不同，除將電池推出電池腔室外，還可以 將電池拉出電池腔室，也可以實現同樣的效果。由于本例所述的電池驅動機構不占用電池 箱內部空間，因此可以使電池箱的結構更緊湊，占用空間也更小。除此之外，由于直線電機利用越來越普遍、價格逐漸降低，直線電機應當是各種方式中最理想的一種驅動方式之一。其由直線電機、直線導軌、控制系統和推板56組成，節省 空間，動作快捷，控制方便。實施例十八如圖41和圖42所示本發明標準電池單元57，標準電池單元57包含多個長方體的 電池基本單元87，電池基本單元經導線61串聯在一起，并放置于一個在應用過程中不再拆 解的標準外殼58之中，標準外殼58也為長方體，在標準外殼58上設置帶有彈性伸縮結構 的電極，其中，陽極的彈性伸縮結構包括彈簧17和電極帽16，陰極的彈性伸縮結構包括彈 簧19和電極帽18，陽極和陰極分別通過導線60和59與兩側的電池基本單元87相連，從 而構成所述標準電池單元57。為了便于散熱，標準外殼58上設置了多個通孔62。此外，為 了防止使用過程中電池基本單元受到意外沖擊而損壞，在電池基本單元87上設有彈性緩 沖墊層80，本例中所述彈性緩沖墊層80采用橡膠材料制成，除緩沖減振外還起到耐磨的作 用，另外，由于在電池基本單元87上設置了彈性緩沖墊層80，電池基本單元87彼此之間會 形成一定間隙，這些間隙與通孔62 —起構成許多與外部連通的通道，從而更利于標準電池 單元57散熱。如圖43和圖44所示本例所述電池箱，電池箱體1是由輕質鋁型材拼接而成框架 結構，電池箱體1內設有三個可以容納多個標準電池單元57的電池腔室101，電池腔室之 間通過導線63并聯在一起，電池腔室周圍電池箱體1的輪廓在沿電池57裝入方向構成導 軌8，所述導軌8為滑動導軌，在電池腔室內電池裝入方向的側面還設有直接與標準電池單 元57電極接觸的電極觸軌，電極觸軌由陽極觸軌2和陰極觸軌4組成，陽極觸軌和陰極觸 軌仍采用圖36所述的結構。陽極觸軌2上帶有用于與外部電路相連的輸出端口 3，陰極觸 軌4上連接著用于與外部電路相連的輸出端口 6，本例中，輸出端口 3和輸出端口 6均為標 準電源接頭，利用輸出端口 3和輸出端口 6與外部動力裝置相連，就可以實現為電動車輛 的運行供電。在電池箱體上還設置有擺桿機構控制的活動擋塊64，活動擋塊64設置在電池 腔室的出入口端，可以通過電池箱體1上設置的通孔66伸入至池池腔室101內。為了便于 散熱，電池箱體1上留有與外部空間連通的通孔65，此外，本例所述電池箱還包含冷卻散熱 系統，所述的冷卻散熱系統為循環散熱管路，循環散熱管路由吸熱部23、散熱部沈、循環連 接管M及動力循環泵25組成，循環散熱管路內裝有冷卻介質，動力循環泵25為冷卻介質 的循環提供動力，吸熱部23置于電池7周圍鋁型材所包含的空腔中，冷卻介質運行至吸熱 部時會帶走電池箱內的熱量為電池降溫，散熱部26與外部流通空氣相接觸，吸熱后的冷卻 介質運行至散熱部時將熱量釋放到空氣中，冷卻后的冷卻介質經循環連接管重新流回至吸 熱部，開始下一次的循環。下面以現有額定電壓為3. 3V、額定容量為60A · h的鐵氧鋰電池作為電池基本單 元87構成標準電池單元57為例進行說明。當前的電動轎車的額定工作電壓一股為300V 左右，其每100公里耗電量約為15度。將圖41所示，將5個額定電壓為3. 3V、額定容量為 60A -h的鐵氧鋰電池串聯并置入標準外殼58中構成標準電池單元57，單個標準電池單元電 壓為16. 5V，容量為60A *h。將該標準電池單元57置入圖43所示的電池箱中，每個電池腔 室中設置20個，并利用預置導線將上述20個標準電池單元57串聯在一起。由于在實施例 十六中已經詳細描述了如何將電池腔室中的多個標準電池單元串聯在一起，以及如何將不 同電池腔室中的串聯電池組并聯在一起，因此本例中不再專門
。按上述方式每個
22電池腔室中的標準電池單元串聯后的電壓為330V，三個電池腔室并聯后總容量為180A-h, 則本例所述電池箱和標準電池單元構成的可充電電池組的總能量可達59. 4度，按目前電 動轎車每100公里耗電量約為15度估算，該電池組電能可以維持電動轎車行駛約400公 里。應用于電動轎車27時，如圖45所示，將上述可充電電池組預置于電動轎車上M處。當 電動轎車27需要補充電能時，駛入換電站付費將電池箱內的乏電標準電池單元更換成充 好電的標準電池單元，其具體過程與實施例十六中所述補充電能過程除解除及恢復對電池 箱內標準電池單元57的定位鎖定操作不同外，其余過程基本相同，在本例中采用擺桿機構 控制的活動擋塊，解除或恢復對標準電池單元的定位鎖定是通過旋轉擺桿110來實現的。本例所述的這類標準電池單元電壓較低，采用這種標準電池單元與采用現有技術 中的大型蓄電池相比，安全性更高，例如本例中標準電池單元57的額定電壓僅為16. 5V，大 大低于人體安全電壓36V的標準，因此應用本發明標準電池單元可以有效保障使用過程中 的人身安全，大大降低了觸電的風險。另外，與全壓大電池相比更容易布置于復雜形狀的電 池箱，因此可以更充分地利用電動車輛的可用空間；與電池基本單元相比，有利于進一步縮 短電動車輛電能補充的時間(電池更換時間)。需要指出的是，本例中以標準電池單元中設置5塊串聯的電池基本單元進行說 明，在實際應用中，根據要達到的工作電壓不同，或充電電池組容量不同，或使用的電池性 能不同，構成標準電池單元的電池基本單元的數量及連接形式也可以有所差異。例如基本 電池之間除串聯外，還可以是并聯，或是串聯和并聯共用。另外，本例以電池箱設置三個 并聯的電池腔室進行說明，在實際應用中根據實際需要也可以設置少于三個或多于三個電 池腔室，且電池腔室內的標準電池單元使用量及電池腔室之間的連接方式也都可以有所差 異。而且，電池腔室也可以分開放置在電動車輛的不同位置。實施例十九如圖46所示電池箱，與實施例十八的區別在于，陽極觸軌2中與輸出端口 3相連 的一段陽極觸軌小段116與氣缸68相連。補充電能時，轉動擺桿使活動擋塊退出電池腔室 時，氣缸同步運動，使與輸出端口 3相連的一段陽極觸軌小段116遠離標準電池單元57的 電極。這樣整個電池箱的供電電路被截斷，可以防止補充電能過程中意外觸電事故的發生， 更加安全可靠。電能補充完畢后，轉動擺桿使活動擋塊進入電池腔室重新鎖定標準電池單 元時，氣缸同步動作使與輸出端口 3相連的一段陽極觸軌小段116與標準電池單元57的電 極恢復接觸。需要指出的是，氣缸的動力由另一常備充電蓄電池(圖中未具體示出)供給。當然除了采用電極觸軌可以相對電池電極移動的技術方案外，也可以采用電極觸 軌相對于電池電極轉動的技術方案，只要可以實現使整個電池箱內供電電路中斷的目的， 都可以實現同樣的效果。而具體實施的裝置除應用氣缸外，也可以采用其它電動、液壓或機 械裝置，在此不一一累述。實施例二十如圖47所示電池箱，與實施例一的區別在于，電極觸軌僅設置一根，位于電池腔 室中標準電池裝入方向的側面，電極觸軌由間隔設置的金屬良導體材料段205和絕緣體材 料段201組成，并保持連續。電極觸軌與電池箱體1之間設置彈性元件，彈性元件具體為彈 性聚氨酯墊100。作為一種特例，本實施例所述電池箱的電極觸軌中，金屬良導體段205兼 有陽極觸軌和陰極觸軌功能。如圖47，當電池腔室內設置電極位于同側的長方形標準電池
23單元7時，電池到位后，通過金屬良導體段205即可以實現將所有標準電池單元串聯在一 起。電極觸軌兩端設置的金屬良導體段205除與標準電池單元的電極相連外，還分別與陽 極輸出端口 3和陰極輸出端口 6相連，從而構成整個電池組供電線路。為了便于說明，圖47 中用叉線區分標準電池單元的陽極203和陰極204。這種結構的電池箱，省去了導線連接，大大簡化了電池箱內部結構，占用空間更 小，實用性更強。
權利要求
1.一種電動車輛快速補充電能的方法，在電動車輛上設置可充電電池組，在換電站里 設置電池更換裝置、充電庫和電池庫，其特征在于可充電電池組由電池箱和標準化的標準 電池單元組成，電池箱內設有至少一個容納標準電池單元的電池腔室，電池腔室內設有容 納多個標準電池單元工位，沿標準電池單元裝入方向設有導軌，標準電池單元工作時位于 電池箱內，并且能夠沿導軌在電池箱中順暢地裝入和退出，電池的電極位于裝入方向的側 面，標準電池單元到位后電池電極與電極觸軌接觸，電極觸軌之間通過固定的串并聯電路 連接，一旦標準電池單元全部到位，電池組即達到所需的電池組額定電壓和電池組容量，將 上述可充電電池組預先裝配在電動車輛上，電動車輛需要補充電能時，駛入換電站付費將 電池箱內的乏電標準電池單元更換成充好電的標準電池單元即可。
2.根據權利要求1所述的電動車輛快速補充電能的方法，其特征在于包括如下步驟1)電動車輛駛入換電站中的換電工位，司機根據所需標準電池單元的型號和數量訂購 要更換的標準電池單元，并將電池箱切換到換電狀態，解除對電池箱內標準電池單元的定 位鎖定；2)按照訂購電池量，利用電池更換裝置將電動車輛電池箱內需要更換的乏電標準電池 單元替換為充足電的標準電池單元；3)電池更換裝置同步顯示裝入的標準電池單元型號、數量和價格；4)電池箱內乏電標準電池單元更換完畢后，移走電池更換裝置，重新將電池組內標準 電池單元鎖定，電動車輛電能補充完畢；5)標準電池單元進入電池箱全部到位后即與電極觸軌正確接觸并通過電極觸軌之間 固定設置的串并聯線路組合達到所需的電池組額定電壓和電池組容量；6)期間司機按照預訂的電池更換數量繳費，或按照最終顯示的實際更換電池數量繳費；7)將更換下來的乏電標準電池單元送入充電庫充電，將充好電的足電標準電池單元送 入電池庫備用。
3.根據權利要求1所述的電動車輛快速補充電能的方法，其特征在于電池箱中電池腔 室的一端設置標準電池單元的入口，另一端設置標準電池單元的出口，解除對電池箱內標 準電池單元的定位鎖定后，將電池更換裝置的裝填口與電動車輛的電池腔室入口對接，啟 動電池更換裝置，按照所訂購標準電池單元的型號和數量，自電池腔室入口逐一將足電的 標準電池單元送入，同時該電池腔室內的乏電標準電池單元逐粒自電池腔室出口退出，對 于多個電池腔室，標準電池單元可以同時裝入、同時退出。
4.根據權利要求1所述的電動車輛快速補充電能的方法，其特征在于電池箱中同一電 池腔室僅設置一個標準電池單元進入及退出共用的出入口，解除對電池箱內標準電池單元 的定位鎖定后，將電池更換裝置回收口與電池箱的電池腔室出入口對接，先將電池腔室內 的標準電池單元逐粒自電池腔室出入口退出，再將電池更換裝置的裝填口與電池腔室出入 口對接，按照所訂購標準電池單元的型號和數量，自電池腔室出入口逐一將充足電的標準 電池單元送入，電池箱設置多個電池腔室時，標準電池單元可以同時退出、同時裝入。
5.一種標準電池單元，其特征在于標準電池單元由多個電池基本單元串聯或/和并聯 組成，并放置于一個在應用過程中不再拆解的標準外殼之中，在標準外殼上設置電極。
6.一種標準電池單元，其特征在于包括一個電池基本單元，電池基本單元的電極設有彈性伸縮結構，彈性伸縮結構由金屬彈簧或彈性材料構成。
7.根據權利要求5所述的標準電池單元，其特征在于標準電池單元的電極設有彈性伸 縮結構，彈性伸縮結構由金屬彈簧或彈性材料構成。
8.根據權利要求6所述的標準電池單元，其特征在于標準電池單元的棱角或突出部位 設置彈性緩沖墊層。
9.根據權利要求6所述的標準電池單元，其特征在于標準電池單元上設有耐磨墊層。
10.根據權利要求6所述的標準電池單元，其特征在于標準電池單元的正負電極分別 位于標準電池單元的兩端，且電極凸出于標準電池單元的相應端面。
11.一種電池箱，包括電池箱體，其特征在于電池箱體內設有至少一個可以容納多個標 準電池單元的電池腔室，電池腔室內在沿電池裝入方向設有導軌，電池箱內設有電池定位 機構，在電池腔室內電池裝入方向的側面設有直接與標準電池單元電極接觸的電極觸軌， 電極觸軌由陽極觸軌和陰極觸軌組成，至少一個陽極觸軌和至少一個陰極觸軌上帶有用于 與外部電路相連的輸出端口，或者連接用于與外部電路相連的輸出端口。
12.根據權利要求11所述的電池箱，其特征在于陽極觸軌或/和陰極觸軌設置多個，彼 此之間通過固定的串聯或/和并聯電路連接。
13.根據權利要求11所述的電池箱，其特征在于電池箱中每個電池腔室的兩端分別設 有電池的入口和出口。
14.根據權利要求11所述的電池箱，其特征在于電池箱中同一電池腔室僅設置一個電 池裝入和退出共用的出入口。
15.根據權利要求13或14所述的電池箱，其特征在于在電池腔室的入口、出口或出入 口處設置可開啟的保護蓋，保護蓋與電池箱體之間設置密封元件或密封結構。
16.根據權利要求11所述的電池箱，其特征在于電極觸軌設置在電池裝入方向的側 面，與電池電極對應的部位。
17.根據權利要求16所述的電池箱，其特征在于每個電池腔室內至少一條電極觸軌由 在與電池電極的接觸方向具有彎曲彈性的良導體制成，并通過更軟的彈性材料與電池箱體 聯接。
18.根據權利要求16所述的電池箱，其特征在于每個電池腔室內至少一條電極觸軌由 剛性較大的良導體制成，在電極觸軌與電池箱體之間設置彈性元件。
19.根據權利要求16所述的電池箱，其特征在于電極觸軌相對電池的電極可移動或轉動。
20.根據權利要求11所述的電池箱，其特征在于導軌為滑動導軌或滾動導軌。
21.根據權利要求20所述的電池箱，其特征在于滾動導軌由轉輥構成，或由轉輥及導 向傳動帶構成。
22.根據權利要求20所述的電池箱，其特征在于導軌為固定在電池腔室內的導向條， 或電池箱體自身側壁上設置的導向凹凸結構。
23.根據權利要求20所述的電池箱，其特征在于導軌與電池箱體之間設置彈性緩沖減振墊層。
24.根據權利要求20所述的電池箱，其特征在于電池箱設有電池裝卸驅動機構。
25.根據權利要求M所述的電池箱，其特征在于裝卸驅動機構由控制系統、驅動電機、減速裝置和傳動裝置組成，傳動裝置為皮帶傳動、或鏈輪傳動、或齒輪齒條傳動、或渦輪蝸 桿傳動、或滾珠螺桿傳動。
26.根據權利要求M所述的電池箱，其特征在于電池裝卸驅動機構由控制系統、控制 閥及氣缸或液壓缸組成。
27.根據權利要求11所述的電池箱，其特征在于電池定位機構為可伸入和退出電池腔 室的可控制活動擋塊。
28.根據權利要求11所述的電池箱，其特征在于電池箱內或電池箱周圍設有冷卻散熱 系統。
29.根據權利要求觀所述的電池箱，其特征在于冷卻散熱系統為氣冷通道，氣冷通道 設有進氣端口和出氣端口，進氣端口上設置可更換或可清洗的過濾網，在電池周圍設置通 風子道，通風子道通過氣冷通道與外部新鮮空氣相連通，氣冷通道上設有風機強制通風，或 氣冷通道進氣端口設有以車輛行駛氣動壓力作為通風動力的動壓集氣端口。
30.根據權利要求觀所述的電池箱，其特征在于冷卻散熱系統為循環散熱管路，散熱 管路由吸熱部、散熱部、循環連接管、動力循環泵組成，循環散熱管路內裝有冷卻介質，吸熱 部置于電池周圍或與電池外壁相接觸，散熱部與外部流通空氣相接觸，或與散熱外殼相接 觸。
31.根據權利要求觀所述的電池箱，其特征在于冷卻散熱系統為重力式熱管，重力式 熱管由蒸發部、冷凝部、上升管、下降管組成，蒸發部或冷凝部至少之一由多根連通的排管 組成，排管內裝有低沸點工質，蒸發部與電池緊密接觸、或通過良導熱材料與電池相接觸、 或置于電池周圍，冷凝部位于蒸發部上方，通過上升管和下降管與蒸發部相連通，冷凝部位 于外部流通空氣中或與散熱外殼相接觸，所述散熱外殼包括與外部流通空氣相接觸的至少 部分電池箱體外殼或至少部分電動車外殼。
32.根據權利要求11所述電池箱，其特征在于電池腔室內設置標準電池單元電極的自 動辯別防錯裝置。
全文摘要
本發明涉及電動車輛快速補充電能的方法及其相應的供電裝置。其是在電動車輛上設置可充電電池組，在換電站里設置電池更換裝置、充電庫和電池庫，可充電電池組由電池箱和標準化的標準電池單元組成，電池腔室內設有容納多個標準電池單元工位，沿標準電池單元裝入方向設有導軌，標準電池單元工作時位于電池箱內，并且能夠沿導軌在電池箱中順暢地裝入和退出，標準電池單元到位后電池電極與電極觸軌接觸，電極觸軌之間通過固定的串并聯電路連接，將上述可充電電池組裝配在電動車輛上，需要補充電能時，駛入換電站將電池箱內的乏電標準電池單元更換成充好電的標準電池單元即可。本發明使用方便，性能可靠，特別適用于電動車輛快速補充電能，具有廣闊的推廣應用前景。
文檔編號H01M10/00GK102082309SQ20091031056
公開日2011年6月1日 申請日期2009年11月27日 優先權日2009年11月27日
發明者孔祥斐, 尹學軍, 尹柏婷 申請人:尹學軍