[发明专利]一种电动汽车电池的自动快换系统及自动快换方法

说明书

技术领域

本发明涉及电动汽车电池的更换系统，特别是涉及一种电动汽车的电池自动快换系统及自动快换方法。

背景技术

电动汽车具有运行经济、清洁环保等优点，但由于受电池容量低的限制，行驶里程较短，同时，由于电池充电时间长、电池成本高、维护难度大，从而限制了电动汽车的推广。为了延长电动汽车的续驶里程，可采用更换电池的方法，当电池电量不足时，可到充电站迅速更换一个充满电的电池箱，电池更换时间控制在3分钟以内，与燃油车加油时间相近，从而既延长了续驶里程，又节省了时间。采用更换电池的方法，可实现电动汽车的“车-电分离”，电池及充电、维护由专业运营商运营，降低用户购车成本，推动电动汽车的产业化和市场应用。

由于电动汽车的电池箱体积和质量较大，电池箱的安装和拆卸也较为困难，如果电池箱的安装方式过于复杂，将难以实现电池自动更换，影响电动车的产业化和市场应用，因此急需提出一种电池箱的自动快速更换安装和拆卸的可靠方案。

目前，现有的电池快速更换方案虽然提出了一些构想，但是要实际应用还存在不少问题。例如：公开号为CN101559758，其公开日为2009年10月21日的中国专利公开了《一种电动汽车电池的快装快换系统以及快装快换方法》，其中，电池包安装在一安装板上，安装板上设置四个吊环，同时，在电动汽车的车体底部设有四个带驱动电机的锁钩和安装板吊耳连接。解锁时通过驱动电机张开锁钩，电池包和车体分离；锁紧时依靠举升上来的安装板上的吊环接触到锁钩的根部，引起锁钩绕其固定轴转动锁紧，实现电池箱和车体连接。上述技术方案的不足之处是：

(1)电池包放置在一块刚性的安装板上，安装板增大了电池包的重量，降低电动车行驶里程；

(2)需要在所有电动汽车车体上安装四个带驱动电机的锁钩，驱动电机需要外接电源和控制器，系统复杂，增加了电动汽车成本；

(3)锁紧时，依靠举升上来的安装板上的吊环接触到锁钩的根部，使锁钩绕其固定轴转动从而实现锁紧，这样的锁紧方式不可靠、很不安全；

(4)需将四个驱动电机的驱动线束汇总成一个线束插件，当需要拆卸电池包时将插件与电源连接，电池包安装好后将插件拔下，这样难以实现自动化作业。

综上，上述技术方案在车体上安装四个带驱动电机的锁钩，驱动电机工作时需要插、拔驱动线束，难以实现电动汽车电池的全自动快装快换；特别是，上述技术方案需要在所有电动汽车安装驱动电机和锁钩，这样增大了电动汽车成本，导致整个电动汽车换电系统成本高；同时，要求不同汽车生产厂生产的电动汽车均装设统一规格的驱动电机和锁钩是不现实的，难以推广使用，尤其难以在需换电的电动汽车种类多、数量大、换电频率较高的公共换电站使用。

发明内容

针对上述现有技术，本发明提供一种电动汽车的电池自动快换系统及自动快换方法，简便易行、切实可靠，能保证电池箱的自动快速更换与安装，满足车型多、换电频率高的公共换电站使用要求。

本发明电动汽车电池的自动快换系统予以实现的技术方案是：该系统包括设置在电动汽车车体下部的电池仓和电池箱，位于一工作台下方的升降台，所述电池仓的侧边设有多个吊耳；所述电池仓上设有电气插头；所述电池箱的侧边设有对个与上述电池仓吊耳配合的带拉绳的弹簧插销组件；所述电池箱上设有与上述电池仓插头配合的电气插座；所述电池箱放置在一托架上以便运输；所述升降台上设有机动辊道和多个与上述电池箱侧边的弹簧插销组件配合的解锁/锁紧杆；通过所述吊耳、弹簧插销组件、解锁/锁紧杆、升降台的相互配合实现将电池箱装入电池仓并连接，或使电池箱脱离电池仓；所述升降台、机动辊道及解锁/锁紧杆的运动为电气和/或液压、气动驱动。

利用本发明电动汽车电池的自动快换系统实现电池自动快换的方法是：包括快卸电池过程A和快装电池过程B，其中：

快卸电池过程A如下：

A-1、升降台位于换装电池工作台的正下方，将一欲换电池的电动汽车开到换装电池工作台上，并定位；

A-2、驱动升降台上升，将一个空的托架举升并托住车身下电池仓中的电池箱；

A-3、驱动解锁/锁紧杆上升，顶升弹簧插销组件拉绳，所述拉绳牵动插销向其尾部方向移动，当插销的头部退出吊耳时，使电池箱与电池仓脱离；

A-4、驱动升降台下降，升降台带着所述托架及电池箱下降，与此同时，所述解锁/锁紧杆下降，放松弹簧插销组件拉绳，插销在压力弹簧张力的作用下向其头部方向移动并回到自然位置；

A-5、升降台降到初始高度后，驱动升降台上的机动辊道将托架及电池箱送出升降台，通过输送机将其送至电池库充电，至此，完成了电池的快卸；

快装电池过程B如下：