[发明专利]一种用于电动汽车动力电池的更换系统及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电动汽车的动力电池的更换系统，属于电动汽车领域。

背景技术

电动汽车作为清洁、环保型绿色车辆，受到世界各国政府以及汽车生产商的极大关注，以纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车为代表的电动汽车必将成为21世纪的重要交通工具。其中，以纯电动汽车经历了较长阶段的发展，技术日臻成熟，相关的技术检测标准体系已经完善，并在美、日、欧等国家和地区得到商业化的推广应用，特别是在市政特殊用车、固定线路的公交车、公务车队用车和私人用车领域。

目前多数电动汽车使用了动力电池，以方便设计、使用。动力电池为多块电池单体通过串联、并联或串并联的组合构成的成组电池，并包含以下一种或多种部件：安装固定电池的电池箱、相应的电池管理系统、其他辅助系统、部件。

电动汽车的充电方式一般为：依靠地面充电机或车载充电机在车辆停驶的情况下充电。作为车载停车充电方式的延伸，部分地区应用的双源无轨电车采用在线充电方式充电，即在车辆运行过程中，利用无轨电车弓网为车载蓄电池充电以备脱网时采用蓄电池电量行驶。停车充电方式车辆动力电池充电时间长、车辆利用率低、使用不方便。因此现在通常采用更换动力电池的方法为电动汽车提供源源不断的动力，即从电动汽车上取出用完的动力电池，然后把充好电的动力电池装入电动汽车。

目前，更换电动汽车的动力电池的方法是：汽车自然状态停放在指定的电池更换区域，使用自动设备从车辆的侧面取放动力电池。该方法的缺点是显而易见的。

电动汽车的车身由轮胎、减振弹簧、阻尼器等构成的悬架系统及其它相关部件支撑在地面上，车辆与地面之间是弹性连接。也就是说，动力电池安装在一个多点弹性支承的框架上，支点为汽车轮胎与地面的接触部位，支点到车身可视为一个复杂结构的弹性系统，车身视为不可变形的框架。

由于电动汽车自身结构所限，通常动力电池在电动汽车上呈多点不均匀分布。同时由于动力电池的重量较大，因此在更换动力电池的过程中车身的重心、质量会随之发生变化，即随着动力电池的移出，车身的重心、质量会产生变化，车身的重心、质量是个变量；同时车身重心和质量的变化又会引起动力电池与车身的承载面的相对位置的改变，即与车身产生了相对位移，因此在动力电池的更换过程中难以准确控制车身、动力电池和更换设备的位移量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于电动汽车动力电池的更换系统，使用该更换系统可以使电动汽车在更换动力电池过程中始终处于稳定的状态。

本发明所提供的电动汽车的动力电池的更换系统包括举升设备、更换设备和电池存放平台，其中：

所述举升设备为液压举升执行设备、电动举升执行设备或电液复合举升执行设备，用于将电动汽车固定支撑至轮胎离地的适当高度，以保证电动汽车的弹性部件悬空；所述举升设备设置有举升支点，所述举升支点为刚性部件，所述举升支点沿电动汽车中轴线两侧对称纵向布置，在举升时，所述举升支点直接支撑电动汽车的车身以保证更换电池过程中车身稳定；所述更换设备取下布置在电动汽车上的动力电池，将动力电池移动脱离车身，并存放于所述电池存放平台进行充电；所述电池存放平台为框架结构或多层框架结构，用于提供动力电池存放功能和动力电池充电功能。

优选地，所述举升设备能够在各方向移动。

优选地，所述举升支点包括四个，其中的两个举升支点布置在所述电动汽车的前桥后，另两个举升支点布置在所述电动汽车的后桥前。

优选地，所述举升支点能够水平调节。

优选地，所述举升支点可同步升高和降低。

优选地，所述举升支点能够保持同样的高度。

优选地，所述动力电池布置在所述电动汽车的前机器仓、乘员仓、后背仓、或侧面；进一步优选地，所述动力电池布置在电动汽车的前机器仓、乘员仓、后背仓和侧面中的至少两个位置上，且所述动力电池的数目至少为一个。

优选地，所述电动汽车举升固定后进行动力电池更换。

本发明的另一个目的是提供一种使用所述更换系统更换电动汽车用动力电池的方法，包括以下步骤：

(1)使用举升设备将电动汽车举升至适当高度，以保证电动汽车的弹性部件悬空；在举升时，举升支点直接支撑电动汽车的车身以保证更换电池过程中车身稳定；

(2)使用更换设备取下布置在电动汽车上的动力电池，将动力电池移动脱离车身，并存放于电池存放平台进行充电；

(3)使用更换设备从电池存放平台中取出充好电的动力电池，将充好电的动力电池装入电动汽车中。