CN111017253A - 一种换电*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及电动飞机技术领域，特别涉及一种换电***，包括：换电车，所述换电车具有支撑框架，所述支撑框架上设有第一滑轨，所述第一滑轨用于转移电池包；所述换电车上设有驱动电机，所述驱动电机用于驱动所述电池包在所述第一滑轨上移动。本申请实施例所述的换电***，第一滑轨可以减小电池包与换电车之间的接触摩擦力，驱动电机用于推拉电池包，节省人力，降低人工劳动强度。换电***结构简单，重量轻便，操作容易，通过本***可快速对电动飞机对电池包进行更换，增加电动飞机的续航里程。

Description

一种换电***

技术领域

本发明涉及电动飞机技术领域，特别涉及一种换电***。

背景技术

近年来，电动飞机技术发展迅速。电动飞机具有结构简单、操作使用简便、维修性好、使用成本低、经济性好等特点，在运输、巡逻、旅游、救护等多个领域应用广泛。电动飞机采用动力电池包及电机***代替内燃机动力，它工作时不会产生的废气，不排放尾气污染，而且电动飞机的噪声和振动水平非常低，乘坐舒适性号，是名副其实的环境友好型飞机。但电动飞机采用电池包作为动力，电池包重量较重，飞行距离较短，限制了电动飞机的应用。如何对现有的电动飞机进行改进，延长其续航时间，是目前电动飞机研发的重点。

CN201720853327.2号公开了一种系留式电动载人直升机，包括：直升机和地面供电***，直升机包括机电推进***，电推进***固定于机身的顶部，电推进***用于驱动旋翼和尾桨旋转，地面供电***包括固定于地面的系缆绞盘和一端与系缆绞盘连接的系留电缆，系留电缆的另一端与电推进***连接，用于为电推进***供电。

上述方案虽然能延长电动飞机的续航里程，但是并没有从根本上解决上述问题。由于其直接采用电缆与电动飞机连接，限制了电动飞机的飞行空间以及使用环境，且操作极其不便。仍需提出新的方案来增加电动飞机的航程。

发明内容

本发明要解决的技术问题是现有电动飞机续航里程短的问题。

为解决上述技术问题，本申请实施例公开了一种换电***，包括：换电车，

所述换电车具有支撑框架，所述支撑框架上设有第一滑轨，所述第一滑轨用于转移电池包；

所述换电车上设有驱动电机，所述驱动电机用于驱动所述电池包在所述第一滑轨上移动。

进一步的，所述换电车上还设有机械臂，所述机械臂的一端与所述驱动电机连接；所述机械臂的另一端上设有电池包连接结构。

进一步的，所述第一滑轨上设有滑移槽。

进一步的，所述换电车上还设有电池包定位件。

进一步的，所述换电***还包括待换电装置；

所述待换电装置具有电池仓，所述电池仓的底部设有第二滑轨，所述第二滑轨与所述第一滑轨结构相同，所述第二滑轨能够与所述第一滑轨对接。

进一步的，所述电池仓内设有电池包，所述电池包包括依次相接的第一侧边、第二侧边和第三侧边，所述第一侧边与所述第三侧边相对设置。

进一步的，所述第一侧边和所述第三侧边上设有滑轮，所述滑轮与所述第二滑轨配合。

进一步的，所述第二侧边上设置有机械臂连接结构，所述机械臂连接结构用于连接所述机械臂。

进一步的，所述第二滑轨上设有电池包安装接头，所述第一侧边与所述第三侧边分别与所述第二滑轨连接。

进一步的，所述电池仓包括侧板，所述侧板为碳纤维侧板，所述电池仓侧板由碳纤维单向带通过真空袋压工艺成型。

采用上述技术方案，本申请实施例所述的换电***具有如下有益效果：

本申请实施例所述的换电***，第一滑轨可以减小电池包与换电车之间的接触摩擦力，驱动电机用于推拉电池包，节省人力，降低人工劳动强度。换电***结构简单，重量轻便，操作容易，通过本***可快速对电动飞机对电池包进行更换，增加电动飞机的续航里程。本***体积小，无须占用很大空间，可广泛适用于多种场所。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请一个实施例的换电***结构示意图；

图2为本申请一个实施例的换电车结构示意图；

图3为本申请一个实施例的电池包结构示意图；

图4为本申请一个实施例的电池包局部结构示意图；

图5为本申请一个实施例的电池仓结构示意图；

图6为本申请一个实施例的第二滑轨结构示意图；

以下对附图作补充说明：

1-换电车；101-支撑框架；102-第一滑轨；103-驱动电机；104-机械臂；105-电池包连接结构；2-电池包；201-第一侧边；202-第二侧边；203-滑轮；204-机械臂连接结构；205-安装孔；3-电池仓；301-侧板；302-第二滑轨；303-安装接头。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本申请至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含的包括一个或者更多个该特征。而且，术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

电动飞机的电池包充电时间较长，慢充需要小时，而快充又降低电池包寿命，间接推动使用成本增加，进一步限制了电动飞机的应用。采用换电方式可以快速的补充飞机电池包能量。

如图1和图2所示，本申请实施例公开了一种换电***，包括：换电车1，换电车1具有支撑框架101，支撑框架101上设有第一滑轨102，第一滑轨102用于转移电池包2；换电车1上设有驱动电机103，驱动电机103用于驱动电池包2在第一滑轨102上移动。

本申请实施例所述的换电***，第一滑轨102可以减小电池包2与换电车1之间的接触摩擦力，驱动电机103用于推拉电池包2，节省人力，降低人工劳动强度。换电***结构简单，重量轻便，操作容易，通过本***可快速对电动飞机对电池包2进行更换，增加电动飞机的续航里程。本***体积小，无须占用很大空间，可广泛适用于多种场所。

本申请实施例中，换电车1为框架结构，用于承载电池包2，底部可设置滚轮便于换电车1移动。换电车1上设有第一滑轨102以及驱动电机103。第一滑轨102用于减小电池包2与换电车1之间的接触摩擦力，同时起到导向的作用。第一滑轨102固定在换电车1的框架上，可选的，第一滑轨102为平行的双轨结构。在一些实施例中，第一滑轨102也可以与换电车1的承重梁一体设置。驱动电机103用于推拉电池包2，驱动电机103作为拆卸、安装电池包2的动力，由于电池包2重量较重，人工无法快速更换，因此设置驱动电机103完成电池包2的快速更换，同时节省人力。

如图2所示，换电车1上还设有机械臂104，机械臂104的一端与驱动电机103连接；机械臂104的另一端上设有电池包连接结构105。

本申请实施例中，驱动电机103通过机械臂104推拉电池包2，完成电池包2的装卸过程。机械臂104的一端连接到驱动电机103上，另一端设有电池包连接结构105用于与电池包2连接。可选的，电池包连接结构105为挂钩、连接销、连接孔等。当从机体上拆卸电池包2时，把电池包2从机身拖拽到第一滑轨102上，完成电池包2的拆卸。当安装电池包2时，推动充满能量的电池包2从第一滑轨102滚动到机身，完成电池包2的安装。

第一滑轨102上设有滑移槽。

本申请实施例中，第一滑轨102用于减小电池包2与换电车1之间的接触摩擦力，同时起到导向的作用。因此第一滑轨102可设置为类似于火车轨结构，优选的，第一滑轨102设置为凹槽结构，凹槽作为滑移槽一方面可用来限位电池包2，防止其从换电***上滑落，另一方面可减小电池包2沿滑移槽轴向的摩擦力。

换电车1上还设有电池包2定位件。

本申请实施例中，换电***上设有与机身配合的电池包2定位件，定位件用于对电池包2进行定位。可选的，定位件为定位销或定位孔。在飞机降落后，换电***迅速的移动到机体附近，通过定位，迅速使第一滑轨102与电池包2底面位置对应，提高换电效率，保证飞机迅速起飞。

如图1所示，换电***还包括待换电装置；待换电装置具有电池仓3，电池仓3的底部设有第二滑轨302，第二滑轨302与第一滑轨102结构相同，第二滑轨302能够与第一滑轨102对接。

本申请实施例中，待换电装置包括电池仓3，电池仓3的底部设有第二滑轨302，第二滑轨302与第一滑轨102的规格一致。在换电时，通过定位，使第一滑轨102与第二滑轨302截面对正，电池包2能够在第二滑轨302和第一滑轨102之间来回滑动。可选的，第一滑轨102的对接端设置为凸起，第二滑轨302的连接端设置为凹槽，通过凸起与凹槽的配合，换电***与机身电池仓3完成定位对正。电池仓3上设有电池包2安装结构，用于安装固定电池包2。

如图3所示，电池仓3内设有电池包2，电池包2包括依次相接的第一侧边201、第二侧边202和第三侧边，第一侧边201与第三侧边相对设置。

本申请实施例中，电池包2是电动飞机的动力来源，为飞机的起飞、巡航、降落等提供动力。电池包2包括依次相连的第一侧边201、第二侧边202和第三侧边，第一侧边201与第三侧边相对设置，电池包2安装在电池仓3内。

如图3和图4所示，第一侧边201和第三侧边上设有滑轮203，滑轮203与第二滑轨302配合。

本申请实施例中，为了方便电池包2的更换，提高换电效率，在电池包2上设置滑轮203，减小电池包2移动时与换电***之间的摩擦力。电池包2结构上布置有滑轮203，可以在第二滑轨302滑移槽内滑动。在电池包2固定在电池仓3中时，滑轮203卡在第二滑轨302内，第二滑轨302可以承担一部分电池包2的重力以及飞机升降过程中的冲击力，使电池包2固定更牢固。可选的，滑轮203设置在电池包2两个对应的侧边上，每个侧边可设置一个至多个滑轮203，优选的，每个侧边设置两个滑轮203。在一些实施例中，滑轮203还可以设置在电池包2的底部。滑轮203可以在第一滑轨102上快速的滚动，降低电池包2拆换时的摩擦力；而且，通过滑轮203与第一滑轨102配合，可以使电池包2限位在换电***上，防止其从换电***上滑落。

如图3所示，第二侧边202上设置有机械臂连接结构204，机械臂连接结构204用于连接机械臂104。

本申请实施例中，因为电池包2的重量较重，人力拖动时比较费力。如图所示，为了方便电池包2的快速更换，在电池包2上设置机械臂连接结构204，机械臂连接结构204与机械臂104连接配合，方便电池包2的拖拽。可选的，机械臂连接结构204为挂钩、连接销、连接孔等。在一些实施例中，机械臂连接结构204还可以设置在电池包2的底部、顶部、侧边等位置。

如图5和图6所示，第二滑轨302上设有电池包2安装接头303，第一侧边201与第三侧边分别与第二滑轨302连接。

本申请实施例中，安装接头303设置在第二滑轨302上，电池包2上设置有安装孔205，安装孔205用于固定电池包2。第一侧边201和第三侧边卡在第二滑轨302上，通过螺栓穿过安装孔205及安装接头303将电池包2固定。可选的，电池包2的上设置若干安装孔205，电池包2通过安装孔205，用螺栓安装到电动飞机上。

本申请实施例中，第二滑轨302作为电池包2换电时安装、拆卸主要部件，为电池包2滑轮203提供滑动轨道，需要较好的耐磨性；同时电池包2也安装固定在第二滑轨302上，需要第二滑轨302承受电池包2在各种极限工况下的载荷，强度要求较高。可选的，第二滑轨302材料为铝合金，并经过适当的热处理，例如，零件壁厚mm，材料为铝合金7475，热处理状态为T7511。第二滑轨302通过可螺栓或铆钉等锚固在机身框上，满足电池包2的安装、拆卸要求。

如图5所示，电池仓3包括侧板301，侧板301为碳纤维侧板301，电池仓3侧板301由碳纤维单向带通过真空袋压工艺成型。

电池仓3包括侧板301，侧板301为碳纤维侧板301，电池仓3侧板301由碳纤维单向带通过真空袋压工艺成型。

本申请实施例中，电池仓3的侧板301在机载电池***中提供整个***的安装与支撑，同时作为飞机的主承力结构，承受飞机在飞行中的各种工况。可选的，侧板301采用碳纤维材质。在一些实施例中，为了降低机体结构重量，侧板301采用面密度为5-克的碳纤维单向带，通过真空袋压工艺制造，单层厚度.5mm-.5mm。碳纤维单向带铺层方向为45//-45//-45/9/45//45/-45S。此外，为避免与第二滑轨302的电化学腐蚀，在侧板301与第二滑轨302的连接的区域，采用绝缘材料将侧板301与第二滑轨302隔离，可选的，采用玻璃布进行隔离。

电动飞机降落后，打开机身换电舱门，同时把两套换电***上推到舱门附近，一套换电***载有充满电能的电池包2，一套换电***未载电池包2。将未载电池包2的换电***通过定位件定位，使第一滑轨102与第二滑轨302截面对正。拆除电池仓3上固定电池包2的结构，把连接电池包2安装结构和电池包2上的安装孔205的螺栓拆除，同时拆除电池包2上的电缆管路等。将机械臂104上的电池包连接结构105和电池包2上的机械臂连接结构204连接起来，启动驱动电机103，拖动电池包2往机身外运动，电池包2滑轮203通过在第二滑轨302上的滑移槽内滚动，滚入第一滑轨102上。至此，完成电动飞机电池仓3中无能量电池包2的拆卸。

把另外一套载有充满电能电池包2的换电***推到机身换电舱门处，通过定位件定位，使第一滑轨102与第二滑轨302截面对正。将机械臂104上的电池包连接结构105和电池包2上的机械臂连接结构204连接起来，启动驱动电机103使机械臂104运动，通过滑轮203在第一滑轨102和第二滑轨302上的滑移槽内滚动，把充满电能电池包2推入机身电池仓3，解除电池包连接结构105和机械臂连接结构204之间的连接。用螺栓将电池包2上的安装孔205和第二滑轨302上的安装接头303连接固定，插上电池包2上的电缆管路等，检查连接质量，关闭换电舱门。至此，整个换电过程完成。

在整个换电过程中，电动飞机降落.5分钟，打开换电舱门.5分钟，拆解电池包21电缆管路及螺栓.5分钟，地面换电***定位及拖出电池包21过程1分钟，另一套地面换电***定位及推入电池包21过程1分钟，电池包21安装及检查4分钟，关闭舱门.5分钟，电动飞机起飞.5分钟，因此整个换电过程小于15分钟。

电动飞机具有结构简单、操作使用简便、维修性号、使用成本低、经济性好的特点。电动飞机的安全性比较高，不会发生***和燃料泄漏的危险。在设计上电动飞机也有很多优势：总体布局灵活，可采用最佳布局和创新布局，可设计出具有超常性能的飞机，满足特殊用途需要。采用换电方式可以快速的补充飞机电池包2能量，使飞机在保持纯电优势的情况下，完成较长里程的运营，提高运营时间，避免混动***中尾气排放和燃油使用成本，降低了飞机使用成本，从而创造更大的利润。

以上所述仅为本申请的较佳实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种换电***，其特征在于，包括：换电车(1)，

所述换电车(1)具有支撑框架(101)，所述支撑框架(101)上设有第一滑轨(102)，所述第一滑轨(102)用于转移电池包(2)；

所述换电车(1)上设有驱动电机(103)，所述驱动电机(103)用于驱动所述电池包(2)在所述第一滑轨(102)上移动。

2.根据权利要求1所述的换电***，其特征在于，所述换电车(1)上还设有机械臂(104)，所述机械臂(104)的一端与所述驱动电机(103)连接；所述机械臂(104)的另一端上设有电池包连接结构(105)。

3.根据权利要求2所述的换电***，其特征在于，所述第一滑轨(102)上设有滑移槽。

4.根据权利要求1或所述的换电***，其特征在于，所述换电车(1)上还设有电池包(2)定位件。

5.根据权利要求1所述的换电***，其特征在于，所述换电***还包括待换电装置；

所述待换电装置具有电池仓(3)，所述电池仓(3)的底部设有第二滑轨(302)，所述第二滑轨(302)与所述第一滑轨(102)结构相同，所述第二滑轨(302)能够与所述第一滑轨(102)对接。

6.根据权利要求5所述的换电***，其特征在于，所述电池仓(3)内设有电池包(2)，所述电池包(2)包括依次相接的第一侧边(201)、第二侧边(202)和第三侧边，所述第一侧边(201)与所述第三侧边相对设置。

7.根据权利要求6所述的换电***，其特征在于，所述第一侧边(201)和所述第三侧边上设有滑轮(203)，所述滑轮(203)与所述第二滑轨(302)配合。

8.根据权利要求7所述的换电***，其特征在于，所述第二侧边(202)上设置有机械臂连接结构(204)，所述机械臂连接结构(204)用于连接所述机械臂(104)。

9.根据权利要求8所述的换电***，其特征在于，所述第二滑轨(302)上设有电池包(2)安装接头(303)，所述第一侧边(201)与所述第三侧边分别与所述第二滑轨(302)连接。

10.根据权利要求5所述的换电***，其特征在于，所述电池仓(3)包括侧板(301)，所述侧板(301)为碳纤维侧板(301)，所述电池仓(3)侧板(301)由碳纤维单向带通过真空袋压工艺成型。

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