[发明专利]用于电动汽车的车载移动式自动充换电站及电池快换方法

说明书

技术领域

本发明涉及电动汽车领域，特别是涉及一种电动汽车的车载移动式自动充换电站及电池快换方法。

背景技术

电动汽车具有运行经济、清洁环保等优点，但由于受电池容量的限制，导致行驶里程较短，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应用。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，可到换电站迅速更换一个充满电的电池，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。同时，采用更换电池的方法，可实现电动汽车的“车-电分离”，用户购买不带电池的“裸车”，电池充电、维护由专业运营商运营，降低用户购车成本，使用方便，利于电动汽车的产业化发展和市场应用。

为了实现电动汽车电池自动更换，需要将电动汽车的电池设计成可拆卸、互换的标准电池箱，并将其安装在车体易于装卸的位置；由于电动汽车的电池体积和质量较大，需要采用专用的换电装置才能完成电池箱更换；需要设置电池箱存储装置，并及时对更换下来的电池箱进行充电，用于下一次更换。

现有技术采用建设固定式充/换电站方案，将电池储存、充电、换电三方面工作集中在一个固定式充/换电站内完成。建设固定式充/换电站涉及城市建设规划、土地审批、环境评价、道路、电力供应等多方面影响因素，立项、审批程序复杂；建设固定式充/换电站需新建厂房、安装设备，建设周期时间长(一般长达数月)；建设固定式充/换电站需要较大的占地面积，新建数千平方米的厂房，建设投资极大(多达数千万元人民币)、难以在城市干道上大量建设；同时，电动汽车需要开到固定充/换电站更换电池，既浪费能源，又缩短了电动汽车有效续驶里程，并且极不方便。由于固定式充/换电站方案占地面积和投资大、布设不便，难以在城市普及，极大地影响了电动汽车推广应用。因此，急需提出一种结构紧凑、机动灵活、自动快捷、投资小、使用方便的电动汽车电池的自动更换方案。

发明内容

本发明的主要目的在于：针对换电式电动汽车电池更换网络不足，又难以在城市大量建设固定式充/换电站的现状，提供一种用于电动汽车的车载移动式自动充换电站系统，可以满足电动汽车电池箱的自动快换要求。本发明具有系统完善、结构紧凑、机动灵活、投资小、建设周期短的特点，可以充分满足电动汽车电池的自动更换需求。

本发明用于电动汽车的车载移动式自动充换电站予以实现的技术方案是：包括牵引车头和半挂车，所述半挂车是一后部开门、无动力的箱式封闭低平板拖车，所述半挂车由所述牵引车头牵引移动；在所述半挂车上设置有电池箱储存架、车体导向轨道、电池箱、自动换电装置、自动充电系统、电量自动计量系统和自动化控制系统，由此组成一电池储存、充电和自动更换三位一体的移动式自动充换电站；所述电池箱储存架是由一个两列多层多行框架构成的具有多个货格的立体电池箱储存架，所述电池箱储存架中的两列货格之间设有电池箱的运输巷道；所述电池箱位于电动汽车车体下部的电池仓内，所述电池箱与所述电池仓之间的连接采用90°快开式锁紧螺栓连接部件连接，所述电池仓下部设有组合电气插头，所述电池箱上部设有与所述组合电气插头相互配合的组合电气插座；所述电池箱在储存和运输过程中是放置在一托架上；所述自动换电装置包括换电升降台，所述换电升降台的上方设有移载机，所述换电升降台的下方设有移行机构；所述移行机构的下方设置有两条X向轨道，所述移载机由两条Y向的伸缩叉构成；所述换电升降台的顶部设有多个与所述90°快开式锁紧螺栓连接部件配合的解锁/锁紧套筒组件；通过移行机构、换电升降台、移载机的联动使所述电池箱在X、Y、Z三维方向上运动，从而实现从所述电池箱储存架上自动存取电池箱、在存取工位与换电工位之间自动运输电池箱、将电池箱自动地从汽车车体下部的电池仓中进行装卸和更换；所述自动充电系统包括充电机和自动插电机构，所述自动插电机构设置在所述储存架上且位于所储存的电池箱的正上方；所述自动充电系统外接市政交流电源即可实现向电池箱进行充电；所述电量自动计量系统用于实现自动检测电池箱的剩余电量和充电电量；所述自动化控制系统用于实现电池箱的存取、接送、换电、充电和计量的自动控制。

本发明用于电动汽车的车载移动式自动充换电站，其中，所述电池仓的侧面设有多个吊耳，所述吊耳为一水平板，所述水平板上设有中心孔，所述中心孔向两侧开有沿X方向的矩形条孔，所述吊耳通过垂直筋板固定在所述电池仓的侧壁上。