CN114435179A - 一种新能源汽车流动换电车及换电池方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于新能源汽车技术领域，尤其为一种新能源汽车流动换电车及换电池方法，包括换电车本体，所述换电车本体的尾部安装有可折叠收纳的攀爬架，所述换电车本体的顶部安装有更换电动车电池包的容纳箱，所述容纳箱内安装有用于堆叠汽车电池包的两个电池容纳组件，所述电池容纳组件的下方设有用于转移电池包以及装卸电池包的换电组件。本发明能够对一些断电在半路上的电动车进行换电池包，整体的机动性较强，适用于一些应急救援的环境；能够对因亏电而完全无法行驶的电动车进行换电池包的操作，实际使用的通用性更强；能够对更多的电动车进行换电池包操作，机动性也较高；能够在一些恶劣环境下对电动车更换电池包，安全性更高。

Description

一种新能源汽车流动换电车及换电池方法

技术领域

本发明涉及新能源汽车技术领域，尤其涉及一种新能源汽车流动换电车及换电池方法。

背景技术

电动车的动力来源为车上的电池模组，当电池模组内电量耗尽时，必须经过充电才能继续行驶，目前，电动车大部份通过固定设置的充电站或充电桩对电池模组进行充电，且充电时间较长，限制了电动车的发展。另外，电动车也可采用更换电池模组的方式来补充动力来源，即将电量快耗尽的电池模组从电动车上卸下，并将另一个已完成充电的电池模组换到电动车上。由于大多数电池模组安装于汽车的车身上，现有的更换电池模组的方式多需要将车辆行驶至特定的换电平台上，再利用更换电池设备来更换电池，此种换电平台需采用固定的场地且更换电池设备较为复杂，另外对电动车的定位精度要求较高，占地空间大，作业繁琐。

因此，我们提出了一种新能源汽车流动换电车及换电池方法用于解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种新能源汽车流动换电车及换电池方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种新能源汽车流动换电车，包括换电车本体，述换电车本体的尾部安装有可折叠收纳的攀爬架，所述换电车本体的顶部安装有更换电动车电池包的容纳箱，所述容纳箱内安装有用于堆叠汽车电池包的电池容纳组件，所述电池容纳组件的下方设有用于转移电池包以及装卸电池包的换电组件。

优选的，所述容纳箱包括连接在一起且相互连通的电池仓和换电仓，所述换电组件和电池容纳组件均位于电池仓内并与电池仓的底部内壁固定连接在一起，所述电池容纳组件位于换电组件的上方，所述换电仓的顶部内壁开设有用于电池通行的换电口。

优选的，所述换电口内滑动安装有可收展的防护板，所述防护板与换电组件之间固定安装有拉索。

优选的，所述容纳箱的两侧内壁上均安装可对电池进行搬移的机械臂，所述机械臂的输出轴上固定安装有防滑爪，所述攀爬架包括与换电车本体底盘固定连接在一起的安装座，所述安装座上转动安装有两个铰接架，两个铰接架上转动安装有同一个攀爬板，所述安装座和两个铰接架之间均铰接有液压缸一，所述安装座和攀爬板之间铰接有对称分布的两个液压缸二。

优选的，所述电池容纳组件包括收纳汽车电池包的电池框，所述电池框的数量至少为两个，电池包在相邻两个电池框之间沿“冂”形路径转移，相邻两个电池框之间转动安装有多个线性分布的导辊，所述电池框的两侧均固定安装有安装架，所述安装架的底部与容纳箱的底部内壁固定连接在一起，所述换电组件位于电池框的下方，且位于两个安装架之间，所述安装架上滑动安装有滑块，所述滑块的底部固定安装有夹取电池包的伸缩设备二，所述安装架的顶部固定安装有伸缩设备一，所述伸缩设备一的输出杆和滑块固定连接在一起。

优选的，所述伸缩设备二的输出杆上固定安装有夹块，所述夹块的底部滑动安装有托载板，所述托载板与夹块弹性连接在一起。

优选的，所述安装架的一侧固定安装有立杆，所述立杆上滑动套设有与滑块固定连接在一起的识别相机一。

优选的，所述换电组件包括与容纳箱底部内壁固定连接在一起的直线滑台，所述直线滑台的滑台上固定安装有升降设备，所述升降设备的顶部固定安装有用于拆装电池包以及托载电池包的换电结构，所述换电结构包括与升降设备顶部固定连接在一起的承载板，所述承载板的顶部固定安装有托载电池包的多个托载块、装卸电池包上紧固件的多个位置可自动调整的机械手以及识别电池包上紧固件位置的多个识别相机二。

优选的，所述容纳箱的外侧安装有充电枪，所述电池框的一侧安装有导电排，所述导电排上安装有与电池包进行电性连接的接线柱，相邻两个电池框上的导电排电性连接在一起，所述容纳箱的外侧安装有充电接口，所述电池框上的导电排通过导线与充电接口电性连接在一起。

一种新能源汽车流动换电池方法，应用于上述任意一项所述的一种新能源汽车流动换电车，包括以下步骤：

S1，通过放下攀爬架，使容纳箱和地面之间形成可供电动车攀爬的斜坡，之后直接将亏电的电动车行驶至换电仓上；

S2,使换电组件移动至电动车电池包的下方，并将亏电的电池包取下，之后将亏电的电池包放置进其中一个电池容纳组件内；

S3，通过换电组件取下另一个电池容纳组件内满电的电池包，并将满电的电池包安装在电动车上，之后再通过攀爬架将电动车转移至路面上即可。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明能够对一些断电在半路上的电动车进行换电池包，整体的机动性较强，适用于一些应急救援的环境；

2、本发明能够对因亏电而完全无法行驶的电动车进行应急供能，使其能够短暂的行驶至换电车上进行换电池包处理，实际使用的通用性更强；

3、本发明能可携带更多的满电电池包，能够对更多的电动车进行换电池包操作，无需返程重新装载满电电池包，同时机动性也较高；

4、本发明能够在一些恶劣环境下对电动车更换电池包，不易被雨雪溅落到电池包的充电端口上，避免短路的情况出现，安全性更高。

附图说明

图1为本发明提出的一种新能源汽车流动换电车的整体结构示意图其一；

图2为本发明提出的一种新能源汽车流动换电车的整体结构示意图其二；

图3为本发明提出的一种新能源汽车流动换电车中的部分侧剖图；

图4为图3中的部分放大侧剖图；

图5为本发明提出的一种新能源汽车流动换电车中两个电池容纳组件的结构示意图；

图6为本发明提出的一种新能源汽车流动换电车中伸缩设备而结构示意图；

图7为本发明提出的一种新能源汽车流动换电车中换电组件的结构示意图；

图8为本发明提出的一种新能源汽车流动换电车中攀爬架的结构示意图；

图9为本发明中一种新能源汽车流动换电池方法中电池包的更换顺序图。

图中：1、换电车本体；2、容纳箱；201、电池仓；202、换电仓；21、换电口；22、防护板；23、拉索；3、攀爬架；31、安装座；32、攀爬板；33、铰接架；34、液压缸一；35、液压缸二；4、电池容纳组件；41、电池框；42、安装架；43、滑块；44、伸缩设备一；45、伸缩设备二；451、夹块；452、托载板；46、立杆；47、识别相机一；48、导辊；49、导电排；5、换电组件；51、直线滑台；52、升降设备；53、换电结构；531、承载板；532、托载块；533、机械手；534、识别相机二；6、机械臂；61、防滑爪；7、充电枪。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参考图1至图9，本实施例中提出了一种新能源汽车流动换电车，包括换电车本体1，述换电车本体1的尾部安装有可折叠收纳的攀爬架3，换电车本体1的顶部安装有更换电动车电池包的容纳箱2，容纳箱2内安装有用于堆叠汽车电池包的电池容纳组件4，电池容纳组件4的下方设有用于转移电池包以及装卸电池包的换电组件5。

容纳箱2包括连接在一起且相互连通的电池仓201和换电仓202，换电组件5和电池容纳组件4均位于电池仓201内并与电池仓201的底部内壁固定连接在一起，电池容纳组件4位于换电组件5的上方，换电仓202的顶部内壁开设有用于电池通行的换电口21。

换电口21内滑动安装有可收展的防护板22，防护板22与换电组件5之间固定安装有拉索23。

进一步的，防护板22包括但不仅限于折叠式和收卷式，不工作时，防护板22能够覆盖住能够换电口21，从而避免雨水、灰尘以及飞石通过换电口21落进容纳箱2内，确保换电组件5和两个电池容纳组件4工作环境的清洁以及安全，在换电时，移动的换电组件5能够抵住防护板22的一侧并随着换电组件5的进一步移动则能够将防护板22折叠/收卷在一起，使得换电口21能够暴露出来，方便电池包的通行，而随着换电组件5进入到容纳箱2内并落在两个电池容纳组件4的下方时，则能够通过拉索23拉动防护板22，身原先折叠/收卷在一起的防护板22重新展开并封盖住换电口21，而开启两个箱门24能够将亏电的电池包从容纳箱2内取出，同时也能够将满电的电池包装至容纳箱2内对应的电池容纳组件4内。

容纳箱2的两侧内壁上均安装可对电池进行搬移的机械臂6，机械臂6的输出轴上固定安装有防滑爪61，攀爬架3包括与换电车本体1底盘固定连接在一起的安装座31，安装座31上转动安装有两个铰接架33，两个铰接架33上转动安装有同一个攀爬板32，安装座31和两个铰接架33之间均铰接有液压缸一34，安装座31和攀爬板32之间铰接有对称分布的两个液压缸二35。

进一步的，初始状态下，可以在两个电池框41内收纳进比可容纳电池包总数量少一块的满电电池包，此时其中一个电池框41还可以放置进一块电池包，之后则可以通过换电组件5将首次换下来的亏电电池包从下至上收纳进少了一个电池包的电池框41内，随后再将另一个电池框41内最下方的满电电池包通过换电组件5安装进待更换电池包的电动车内，之后盛有满电电池包的电池框41的上方还可容纳一块电池包，之后将最下方装有电池包电池框41最上方的一块电池包通过两个机械臂6的夹持移动至相邻电池框41内，由此两个电池框41内的蓄电池将呈闭环的输送，确保两个电池框41能够容纳更多的电池包，从而可以对更多的电动车更换电池包。

电池容纳组件4包括收纳汽车电池包的电池框41，电池框41的数量至少为两个，电池包在相邻两个电池框41之间沿“冂”形路径转移，相邻两个电池框41之间转动安装有多个线性分布的导辊48，电池框41的两侧均固定安装有安装架42，安装架42的底部与容纳箱2的底部内壁固定连接在一起，换电组件5位于电池框41的下方，且位于两个安装架42之间，安装架42上滑动安装有滑块43，滑块43的底部固定安装有夹取电池包的伸缩设备二45，安装架42的顶部固定安装有伸缩设备一44，伸缩设备一44的输出杆和滑块43固定连接在一起。

进一步的，电池框41内能够容纳多个堆叠在一起的电池包，通过两个伸缩设备二45固定住最下方的电池包，而通过控制伸缩设备一44的长度，不仅能够调整电池框41内能够容纳的电池包数量，同时也使得最下方的电池包与安装架42底部之间的间距，在将亏电的电池包塞进电池框41内时，先使亏电的电池包处在堆叠电池包的下方，之后松快两个伸缩设备二45使得电池框41内的电池包均同步缓慢落在亏电电池包的顶部，之后两个伸缩设备二45下移并夹住最下方的亏电电池包，之后两个伸缩设备二45上移并能够将所有的亏电电池包均容纳近对应的电池框41内，在取下堆叠在一起的满电电池包的最底部一块时，先使两个伸缩设备二45下移并使得最下方的电池包落在换电结构53上，之后两个伸缩设备二45上移并夹住倒数第二块的电池包，通过两个伸缩设备二45上移使所有不使用的电池包都能处在相应的电池框41内，当两个机械臂6夹住亏电电池在两个电池框41内转运时，导辊48能够对电池包的底部起到托载效果，提高转运电池包的安全性。

伸缩设备二45的输出杆上固定安装有夹块451，夹块451的底部滑动安装有托载板452，托载板452与夹块451弹性连接在一起。

进一步的，通过两个伸缩设备二45夹住并托载电池包时，通过控制伸长的伸缩设备二45推动夹块451贴在倒数第二层的电池包的边缘，因此通过两侧的伸缩设备二45便能够紧紧的夹持住电池包，随着最下方的电池包与倒数第二层的电池包分离，夹块451下方的托载板452将弹出并落在电池包的下方，从而能够对电池包起到一个托载的效果，同时两侧的伸缩设备二45配合，而能够紧紧的固定住电池包。

安装架42的一侧固定安装有立杆46，立杆46上滑动套设有与滑块43固定连接在一起的识别相机一47。

进一步的，通过与滑块43同步运动的识别相机一47，使得识别相机一47能够清晰的识别到位于电池容纳组件4内堆叠在一起的电池包位置，确保伸缩设备二45能够准确的托载起最下方的电池包，不会挂坏损伤电池包。

换电组件5包括与容纳箱2底部内壁固定连接在一起的直线滑台51，直线滑台51的滑台上固定安装有升降设备52，升降设备52的顶部固定安装有用于拆装电池包以及托载电池包的换电结构53，换电结构53包括与升降设备52顶部固定连接在一起的承载板531，承载板531的顶部固定安装有托载电池包的多个托载块532、装卸电池包上紧固件的多个位置可自动调整的机械手533以及识别电池包上紧固件位置的多个识别相机二534。

进一步的，在转移电池包时，在将亏电的电池包从电动车上取下时，多个识别相机二534首先清晰的识别连接电池包与的电动车的紧固件的位置，之后多个机械手533移动至各个紧固件的下方并松开紧固件，没有了紧固件的连接，亏电的电池包将落在多个托载块532上的上方，换电结构53取下亏电的电池包并托载起亏电的电池包，之后调低升降设备52的高度，并通过直线滑台51带动升降设备52上的亏电电池包移动至堆叠有亏电电池包的电池容纳组件4下方，之后调高升降设备52的高度，从而能够将亏电的电池包堆叠进相应的电池容纳组件4内，随后升降设备52缩短至最低高度，之后直线滑台51带着升降设备52移动至堆叠有满电电池包的电池容纳组件4内，之后调高升降设备52的高度并使换电结构53与最下方的满电电池包贴合在一起，之后相应的电池容纳组件4松开最下方的满电电池包并使其落在换电结构53上，之后调低升降设备52的高度，使其运行起来更加平稳，随后通过直线滑台51带动升降设备52移动至电动车的底盘下方，随后调高升降设备52的高度，将满电的电池包塞进电动车的电池安装仓内，随后通过换电结构53将满电的电池包紧固在电动车的电池安装仓内即可。

容纳箱2的外侧安装有充电枪7，电池框41的一侧安装有导电排49，导电排49上安装有与电池包进行电性连接的接线柱，相邻两个电池框41上的导电排49电性连接在一起，容纳箱2的外侧安装有充电接口，电池框41上的导电排49通过导线与充电接口电性连接在一起。

进一步的，通过设置充电枪7能够对一些因亏电而无法行驶趴窝的电动车进行供能，确保其能够主动的行驶上容纳箱2上进行换电池包操作，当亏电的电池包处在电池框41当中，电池包的极柱将与电池框41一侧的导电排49接触，从而使得多个亏电的电池包可以并联在一起，从而通过其他亏电的电池包对首次更换下来的亏电电池包进行供能，因此可以将所有亏电电池包内残余的电力收纳起来，使得首次更换下来的电池包能够充入一部分的电，不仅节省了电力的浪费，同时也能够对蓄有电力的电池包进行应急使用，且通过充电接口与导电排49的配合，能够对位于电池框41内的多块亏电电池包同时进行充电供能。

一种新能源汽车流动换电池方法，应用于上述任意一项的一种新能源汽车流动换电车，包括以下步骤：

S1，通过放下攀爬架3，使容纳箱2和地面之间形成可供电动车攀爬的斜坡，之后直接将亏电的电动车行驶至换电仓202上；

S2,使换电组件5移动至电动车电池包的下方，并将亏电的电池包取下，之后将亏电的电池包放置进其中一个电池容纳组件4内；

S3，通过换电组件5取下另一个电池容纳组件4内满电的电池包，并将满电的电池包安装在电动车上，之后再通过攀爬架3将电动车转移至路面上即可。

本实施例中，伸缩设备一44、伸缩设备二45包括但不仅限于气动伸缩杆、液压伸缩杆以及电动伸缩杆，升降设备52包括但不限于剪式升降台以及气动/液压升降台。

以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种新能源汽车流动换电车，包括换电车本体（1），其特征在于，所述换电车本体（1）的尾部安装有可折叠收纳的攀爬架（3），所述换电车本体（1）的顶部安装有更换电动车电池包的容纳箱（2），所述容纳箱（2）内安装有用于堆叠汽车电池包的电池容纳组件（4），所述电池容纳组件（4）的下方设有用于转移电池包以及装卸电池包的换电组件（5）。

2.根据权利要求1所述的一种新能源汽车流动换电车，其特征在于，所述容纳箱（2）包括连接在一起且相互连通的电池仓（201）和换电仓（202），所述换电组件（5）和电池容纳组件（4）均位于电池仓（201）内并与电池仓（201）的底部内壁固定连接在一起，所述电池容纳组件（4）位于换电组件（5）的上方，所述换电仓（202）的顶部内壁开设有用于电池通行的换电口（21）。

3.根据权利要求2所述的一种新能源汽车流动换电车，其特征在于，所述换电口（21）内滑动安装有可收展的防护板（22），所述防护板（22）与换电组件（5）之间固定安装有拉索（23）。

4.根据权利要求2所述的一种新能源汽车流动换电车，其特征在于，所述容纳箱（2）的两侧内壁上均安装可对电池进行搬移的机械臂（6），所述机械臂（6）的输出轴上固定安装有防滑爪（61），所述攀爬架（3）包括与换电车本体（1）底盘固定连接在一起的安装座（31），所述安装座（31）上转动安装有两个铰接架（33），两个铰接架（33）上转动安装有同一个攀爬板（32），所述安装座（31）和两个铰接架（33）之间均铰接有液压缸一（34），所述安装座（31）和攀爬板（32）之间铰接有对称分布的两个液压缸二（35）。

5.根据权利要求2所述的一种新能源汽车流动换电车，其特征在于，所述电池容纳组件（4）包括收纳汽车电池包的电池框（41），电池包在电池框（41）之间沿“冂”形路径转移，相邻两个电池框（41）之间转动安装有多个线性分布的导辊（48），所述电池框（41）的两侧均固定安装有安装架（42），所述安装架（42）的底部与容纳箱（2）的底部内壁固定连接在一起，所述换电组件（5）位于电池框（41）的下方，且位于两个安装架（42）之间，所述安装架（42）上滑动安装有滑块（43），所述滑块（43）的底部固定安装有夹取电池包的伸缩设备二（45），所述安装架（42）的顶部固定安装有伸缩设备一（44），所述伸缩设备一（44）的输出杆和滑块（43）固定连接在一起。

6.根据权利要求5所述的一种新能源汽车流动换电车，其特征在于，所述伸缩设备二（45）的输出杆上固定安装有夹块（451），所述夹块（451）的底部滑动安装有托载板（452），所述托载板（452）与夹块（451）弹性连接在一起。

7.根据权利要求5所述的一种新能源汽车流动换电车，其特征在于，所述安装架（42）的一侧固定安装有立杆（46），所述立杆（46）上滑动套设有与滑块（43）固定连接在一起的识别相机一（47）。

8.根据权利要求5所述的一种新能源汽车流动换电车，其特征在于，所述换电组件（5）包括与容纳箱（2）底部内壁固定连接在一起的直线滑台（51），所述直线滑台（51）的滑台上固定安装有升降设备（52），所述升降设备（52）的顶部固定安装有用于拆装电池包以及托载电池包的换电结构（53），所述换电结构（53）包括与升降设备（52）顶部固定连接在一起的承载板（531），所述承载板（531）的顶部固定安装有托载电池包的多个托载块（532）、装卸电池包上紧固件的多个位置可自动调整的机械手（533）以及识别电池包上紧固件位置的多个识别相机二（534）。

9.根据权利要求8所述的一种新能源汽车流动换电车，其特征在于，所述容纳箱（2）的外侧安装有充电枪（7），所述电池框（41）的一侧安装有导电排（49），所述导电排（49）上安装有与电池包进行电性连接的接线柱，相邻两个电池框（41）上的导电排（49）电性连接在一起，所述容纳箱（2）的外侧安装有充电接口，所述电池框（41）上的导电排（49）通过导线与充电接口电性连接在一起。

10.一种新能源汽车流动换电池方法，应用于权利要求1-9中任意一项所述的一种新能源汽车流动换电车，其特征在于，包括以下步骤：

S1，通过放下攀爬架（3），使容纳箱（2）和地面之间形成可供电动车攀爬的斜坡，之后直接将亏电的电动车行驶至换电仓（202）上；

S2,使换电组件（5）移动至电动车电池包的下方，并将亏电的电池包取下，之后将亏电的电池包放置进其中一个电池容纳组件（4）内；

S3，通过换电组件（5）取下另一个电池容纳组件（4）内满电的电池包，并将满电的电池包安装在电动车上，之后再通过攀爬架（3）将电动车转移至路面上即可。

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