電動汽車換電式電池箱的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及電動汽車充換電領域，尤指一種用于電動車輛的電動汽車換電式電池箱，包括電池以及容置電池的電池框，所述電池框設有若干與各塊電池的正負極耳相對應電性連接的接線柱，電池框還設有若干可將各塊電池通過接線柱依次串聯連接的電池串接塊以及可驅動該電池串接塊運動的驅動裝置。本實用新型的目的在于提供一種電動汽車換電式電池箱，該電池箱在純電動汽車進站換電時操作簡便、快捷；補充電時不需要電池管理系統，可簡便、快捷的實現每個電池的單獨充電，并將每塊電池充滿，均衡效率高。
【專利說明】
電動汽車換電式電池箱
【技術領域】
[0001 ] 本實用新型涉及電動汽車充換電領域，尤指一種用于電動車輛的電動汽車換電式電池箱。
【背景技術】
[0002]電動車輛以儲能電池為動力源，是涉及到機械、電子、電力、微機控制等多學科的高科技產品。它屬于“零排放”汽車，是取代燃油汽車最理想、最有希望的綠色交通工具。純電動汽車按電能補充方式分為充電式純電動汽車和換電式純電動汽車。充電式純電動汽車又有快充和慢充兩種方式，由于這兩種方式都是將電池串接在一起，由充電管理系統控制恒流、恒壓充電模式來進行電池均恒，這就需要專門的充電管理系統，由于電池始終是串聯充電，無論采取什么方案的充電管理系統，都無法作到對電能較低的電池單獨補充電，電池均恒、維護效果差強人意。換電式純電動汽車無需停車長時間等待補充電能，換下來的電池箱補充電的模式和前述慢充一樣，現有技術沒法作到用小功率充電機對每塊電池單獨充電。
[0003]由于電池個體的差異以及使用狀態的不同等原因，電池在使用過程中相互之間呈現差異性，當把多個電池串聯起來整體充電時，由于單個電池的容量不一致，每個電池的充放電時間也不一樣，充電時有些電池處于過充狀態，有些還未充滿，長期使用，會加劇電池的個體差異，縮短電池的使用壽命。
【發明內容】
[0004]針對以上技術問題，本實用新型的目的在于提供一種電動汽車換電式電池箱，該電池箱在純電動汽車進站換電時操作簡便、快捷；補充電時不需要電池管理系統，可簡便、快捷的實現每個電池的單獨充電，并將每塊電池充滿，均衡效率高。
[0005]為達到以上目的，本實用新型電動汽車換電式電池箱主要采用以下技術方案:
[0006]—種電動汽車換電式電池箱,包括電池以及容置電池的電池框,所述電池框設有若干與各塊電池的正負極耳相對應電性連接的接線柱，電池框還設有若干可將各塊電池通過接線柱依次串聯連接的電池串接塊以及可驅動該電池串接塊運動的驅動裝置；當所述電動汽車換電式電池箱為電動車輛供電時，驅動裝置驅使電池串接塊與接線柱電性連接，各個電池串聯供電；當所述電動汽車換電式電池箱處于充電狀態時，驅動裝置驅使電池串接塊與接線柱分離，各個電池之間無連接，各個電池分別單獨充電。
[0007]優選的，所述電池框設有串接線路活動板和底座，串接線路活動板與電池串接塊固定連接，底座與電池框固定連接。
[0008]優選的，所述驅動裝置為氣缸或液壓缸，所述氣缸或液壓缸的基座和活塞桿分別與串接線路活動板和底座固定連接。
[0009]另一優選的，所述驅動裝置為電機，電機軸的前端設有螺紋，電機的基座與串接線路活動板固定連接，電機軸與底座螺紋連接。
[0010]優選的，所述串接線路活動板與底座通過導柱滑動連接。
[0011]優選的，所述串接線路活動板與電池串接塊之間設有彈簧。
[0012]優選的，所述電池框設有支撐板，接線柱穿過支撐板并與支撐板固定連接。
[0013]優選的，所述每個電池串接塊設有兩個可與對應接線柱電性連接的凸起。
[0014]優選的，所述接線柱套設有卡環，卡環設有至少四個可容置線纜穿過的容置孔。
[0015]優選的，所述電池框外側設有掛鉤，掛鉤之間設有加強筋。
[0016]下面簡述本實用新型電動汽車換電式電池箱的工作原理:
[0017]電池框內安裝有多塊電池，電池框還設有若干與各塊電池的正負極耳相對應電性連接的接線柱，各個接線柱分別與每塊電池的正負極耳--對應，各個電池之間此時相互獨立，各個接線柱分別帶有與相連接電池的正負極耳相同的極性，電動汽車換電式電池箱在給電動車輛供電時，驅動裝置驅動電池串接塊運動，其中一塊電池串接塊將兩塊電池具有正負極性的接線柱電性連接，使兩塊電池串聯連接，多塊電池串接塊通過該種方式分別將電池框內的各塊電池依次串聯連接，使電池框內的多塊電池串聯成一個整體給電動車輛供電；
[0018]當電動汽車換電式電池箱處于充電狀態時，驅動裝置驅動電池串接塊與接線柱脫離，電動汽車換電式電池箱內各塊電池的正負極耳此時僅與接線柱連接，各個電池變為相互獨立的個體,各個單塊電池此時分別通過接線柱與充電機相連進行充電。
[0019]本實用新型電動汽車換電式電池箱的有益效果為:通過驅動裝置驅動電池串接塊的運動對電池箱內各個電池的連接狀態進行切換控制，使各個電池在不拆卸的狀態下即可實現獨立充電，其操作簡單，使用方便；將多塊電池串聯成整體充電改為單個電池獨立充電，使每塊電池在充電時都可以達到電池的最大容量，使各塊電池在串聯使用時都處于最佳的工作狀態；各塊電池獨立進行充電時，可以直接采用電池的額定電壓進行恒壓充電，無需充電管理系統來切換恒流、恒壓充電模式，充電速度快，且有效避免了將多塊電池串聯成整體充電時某些電池過充或充不飽的情況，提高了電池的使用壽命。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1是本實用新型電動汽車換電式電池箱實施例1的結構示意圖。
[0021]圖2是本實用新型電動汽車換電式電池箱實施例1的內部結構示意圖。
[0022]圖3是實施例1的氣缸驅動電池串接塊與接線柱閉合和斷開的立體結構示意圖。
[0023]圖4是實施例1的氣缸驅動電池串接塊與接線柱閉合和斷開的結構示意圖。
[0024]圖5是實施例1的氣缸驅動電池串接塊與接線柱閉合和斷開的俯視圖。
[0025]圖6是實施例2的電機驅動電池串接塊與接線柱閉合和斷開的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0026]實施例1。
[0027]如圖廣5所示，一種電動汽車換電式電池箱，包括電池2以及容置電池2的電池框1，電池框I內安裝有多塊電池2，所述電池框I設有若干與各塊電池2的正負極耳相對應電性連接的接線柱6，各個接線柱6分別與每塊電池2的正負極耳--對應，各個電池2之間此時相互獨立，各個接線柱6分別帶有與相連接電池2的正負極耳相同的極性，電池框I還設有若干可將各塊電池2的具有正負極性接線柱6依次串聯連接的電池串接塊8以及可驅動該電池串接塊8運動的驅動裝置，電動汽車換電式電池箱在給電動車輛供電時，驅動裝置驅動電池串接塊8運動，其中一塊電池串接塊8將兩塊電池2具有正負極性的接線柱6電性連接，使兩塊電池2串聯連接，多塊電池串接塊8通過該種方式分別將電池框I內的各塊電池2依次串聯連接，使電池框I內的多塊電池2串聯成一個整體給電動車輛供電；當電動汽車換電式電池箱處于充電狀態時，驅動裝置驅動電池串接塊8與接線柱6脫離，電動汽車換電式電池箱內各塊電池2的正負極耳此時僅與接線柱6連接，各個電池2變為相互獨立的個體，各個電池2之間無連接，各個單塊電池2此時分別通過接線柱6與充電機相連進行充電。通過驅動裝置驅動電池串接塊8的運動對電池箱內各個電池2的連接狀態進行切換控制，使各個電池2在不拆卸的狀態下即可實現獨立充電，其操作簡單，使用方便；將多塊電池2串聯成整體充電改為單個電池2獨立充電，使每塊電池2在充電時都可以達到電池2的最大容量，使各塊電池2在串聯使用時都處于最佳的工作狀態；各塊電池2獨立進行充電時，可以直接采用電池2的額定電壓進行恒壓充電，無需充電管理系統來切換恒流、恒壓充電模式，充電速度快，且有效避免了將多塊電池2串聯成整體充電時某些電池過充或充不飽的情況，提高了電池的使用壽命。
[0028]所述電池框I設有串接線路活動板4和底座3，串接線路活動板4與電池串接塊8固定連接，底座3與電池框I固定連接，具體的，將多塊電池串接塊8固接于串接線路活動板4,驅動裝置驅動串接線路活動板4來回運動,多塊電池串接塊8隨串接線路活動板4 一起運動，通過設置的串接線路活動板4，驅動裝置可對多塊電池串接塊8進行整體同步控制，提高了其控制精度，操作簡便。
[0029]所述驅動裝置為氣缸7，氣缸7的基座72和活塞桿71分別與串接線路活動板4和底座3固定連接。具體的，底座3與電池框I固定連接，氣缸7的基座72固定于串接線路活動板4，氣缸7的活塞桿71與底座3固定連接，氣缸7工作時，氣缸7的活塞桿71會給底座3施加一個力,底座3會給氣缸7施加一個大小相等的反作用力，該反作用力推動氣缸7和串接線路活動板4 一起來回運動，電池串接塊8隨串接線路活動板4 一起來回運動，從而實現電池串接塊8與接線柱6之間的閉合和斷開，串接線路活動板4上安裝有若干電池串接塊8，通過氣缸7即可實現電池串接塊8與接線柱6之間的閉合和斷開，其結構簡單，控制方便；同時，氣缸7倒裝于串接線路活動板4并與串接線路活動板4 一起運動，其布局合理，有效避免了氣缸7的活塞桿71與串接線路活動板4上的電池串接塊8的干涉。其中驅動裝置還可以為液壓缸，通過設置的液壓缸也可以達到與氣缸7相同的作用效果，在此不再贅述。
[0030]所述串接線路活動板4與底座3通過導柱10滑動連接，具體的，底座3固定安裝有導柱10，導柱10的自由端插入串接線路活動板4并與之滑動配合，氣缸7推動串接線路活動板4沿導柱10來回運動，提高了串接線路活動板4上電池串接塊8與接線柱6的配合精度，增強了電池串接塊8與接線柱6的電性連接穩定性。
[0031]所述串接線路活動板4與電池串接塊8之間設有彈簧81，具體的，氣缸7推動電池串接塊8與接線柱6電性連接時，彈簧81會給電池串接塊8施加一個力，使電池串接塊8緊緊的貼合于接線柱6，提高了電池串接塊8與接線柱6之間的電性連接穩定性。
[0032]所述電池框I設有支撐板5，接線柱6穿過支撐板5并與支撐板5固定連接，具體的，將接線柱6固定安裝于支撐板5，并使接線柱6的位置與電池串接塊8的位置相對應，對接線柱6的位置進行準確定位，氣缸7推動電池串接塊8與接線柱6電性連接時，可以使電池串接塊8與接線柱6準確連接，提高電池串接塊8與接線柱6的電連接穩定性。
[0033]所述每個電池串接塊8設有兩個可與對應接線柱6電性連接的凸起82，通過設置的凸起82與接線柱6電性連接，可以有效減小電池串接塊8的體積，節省材料，從而降低成本。
[0034]所述接線柱6套設有卡環11，卡環11設有四個可容置線纜穿過的容置孔12，由于連接接線柱6的線纜較粗，將一根線纜分成四根分別連接在接線柱6的卡環11上，分成小股的線纜易折彎，機械連接性能好，提高了線纜與接線柱6的連接穩定性。其中卡環
11還可設有五個、六個、七個或以上的容置孔12，都可以達到與四個容置孔12相同的技術效果，在此不再贅述。
[0035]所述電池框I外側設有掛鉤9，具體的，機械手可以通過掛鉤9對本實用新型電動汽車換電式電池箱進行搬運和移動，電動車輛也可通過該掛鉤9對本電動汽車換電式電池箱進行定位，防止電動汽車換電式電池箱在電動汽車內的晃動，提高了電動汽車換電式電池箱的安全使用性能。
[0036]所述掛鉤9內側設有斜面定位結構，具體的，機械手和電動車輛都設有與該斜面定位結構相適應的結構，使機械手在對該掛鉤9進行抓取時可以精準定位，也使電動車輛對掛鉤9的定位更為穩定。
[0037]所述掛鉤9之間設有加強筋91，通過設置的加強筋91增大掛鉤9的強度，提高掛鉤9的安全使用性能。
[0038]實施例2。
[0039]本實施例所述的技術方案與實施例1基本相同，其與實施例1的主要區別在于:如圖6所示，所述驅動裝置為電機13，電機軸14的前端設有螺紋，電機13的基座與串接線路活動板4固定連接，電機軸14與底座3螺紋連接。具體的，所述電機13設有PLC控制器，該PLC控制器可輸出信號控制電機13的正反轉，當該電動汽車換電式電池箱在給電動車輛供電時，PLC控制器輸出信號控制電機13的電機軸14正轉，電機軸14與底座3螺紋連接，電機13的基座逐漸遠離底座3，直到串接線路活動板4上的電池串接塊8與接柱6相閉合，電池串接塊8通過接線柱6將電池框I內的多塊電池2依次串聯連接，電池框I內的多塊電池2串聯成整體給電動車輛供電；當該電動汽車換電式電池箱處于充電狀態時，PLC控制器輸出信號控制電機13的電機軸14反轉，電機軸14與底座3螺紋連接，電機13的基座逐漸靠近底座3，直到串接線路活動板4上的電池串接塊8與接線柱6斷開，此時電池框I內的各塊電池2相互之間獨立，各塊電池2通過接線柱6分別與充電機13連接進行充電。通過電機13即可實現電池串接塊8與接線柱6之間的閉合和斷開，其結構簡單，控制方便；同時，電機13倒裝于串接線路活動板4并與串接線路活動板4一起運動，其布局合理，有效避免了電機軸14與串接線路活動板4上的電池串接塊8的干涉。
[0040]本實施例的主要技術方案與實施例一相同，在本實施例中未解釋的特征，采用實施例一中的解釋，在此不再贅述。
[0041]以上所述實施方式，只是本實用新型的較佳實施方式，并非來限制本實用新型實施范圍，故凡依本實用新型申請專利范圍所述的構造、特征及原理所做的等效變化或修飾，均應包括在本實用新型專利申請范圍內。
【權利要求】
1.一種電動汽車換電式電池箱，包括電池以及容置電池的電池框，其特征在于，所述電池框設有若干與各塊電池的正負極耳相對應電性連接的接線柱，電池框還設有若干可將各塊電池通過接線柱依次串聯連接的電池串接塊以及可驅動該電池串接塊運動的驅動裝置； 當所述電動汽車換電式電池箱為電動車輛供電時，驅動裝置驅使電池串接塊與接線柱電性連接，各個電池串聯供電； 當所述電動汽車換電式電池箱處于充電狀態時，驅動裝置驅使電池串接塊與接線柱分離，各個電池之間無連接，各個電池分別單獨充電。
2.如權利要求1所述的電動汽車換電式電池箱，其特征在于，所述電池框設有串接線路活動板和底座，串接線路活動板與電池串接塊固定連接，底座與電池框固定連接。
3.如權利要求2所述的電動汽車換電式電池箱，其特征在于，所述驅動裝置為氣缸或液壓缸，所述氣缸或液壓缸的基座和活塞桿分別與串接線路活動板和底座固定連接。
4.如權利要求2所述的電動汽車換電式電池箱，其特征在于，所述驅動裝置為電機，電機軸的前端設有螺紋，電機的基座與串接線路活動板固定連接，電機軸與底座螺紋連接。
5.如權利要求3或4所述的任意一種電動汽車換電式電池箱，其特征在于，所述串接線路活動板與底座通過導柱滑動連接。
6.如權利要求2所述的電動汽車換電式電池箱，其特征在于，所述串接線路活動板與電池串接塊之間設有彈簧。
7.如權利要求1所述的電動汽車換電式電池箱，其特征在于，所述電池框設有支撐板，接線柱穿過支撐板并與支撐板固定連接。
8.如權利要求1所述的電動汽車換電式電池箱，其特征在于，所述每個電池串接塊設有兩個可與對應接線柱電性連接的凸起。
9.如權利要求1所述的電動汽車換電式電池箱，其特征在于，所述接線柱套設有卡環，卡環設有至少四個可容置線纜穿過的容置孔。
10.如權利要求1所述的電動汽車換電式電池箱，其特征在于，所述電池框外側設有掛鉤，掛鉤之間設有加強筋。
【文檔編號】H01M2/26GK204102953SQ201420448293
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年8月11日 優先權日:2014年8月11日
【發明者】申國印, 牛留輝 申請人:河南超微電動汽車有限公司