一种换电装置、汽车以及换电系统的制作方法

1.本实用新型涉及汽车技术领域，尤其涉及一种换电装置、汽车以及换电系统。

背景技术：

2.卡车是汽车行业污染排放最为严重的细分市场，当然也是商用车领域碳排放量最高的车型。为加快绿低碳产业经济的发展，特别强调需要加强新能源汽车充换电站建设，实际上就是要求把加大卡车行业换电站的建设作为今后加速新能源商用车发展的重点要务。目前现有电动物流卡车换电，受限于卡车动力电池体积庞大、重量沉，需要借助叉车等工程机械进行电池包的拆卸和转运，换电场所较大，运营成本较高。
3.本背景技术所公开的上述信息仅仅用于增加对本技术背景技术的理解，因此，其可能包括不构成本领域普通技术人员已知的现有技术。

技术实现要素：

4.针对背景技术中指出的问题，本实用新型提出一种换电装置、汽车以及换电系统，动力电池通过可拆卸移动的电池仓安装在汽车内，同时可移动电池仓作为动力电池的转运载体，无需借助叉车等工程机械辅助即可实现动力电池的转运，便于动力电池的更换、及与换电柜之间的换电交互。
5.为实现上述实用新型目的，本实用新型采用下述技术方案予以实现：
6.本实用新型提供一种换电装置，包括：
7.电池模块，其包括电池仓，所述电池仓内设有充电电池，所述充电电池可以进/出所述电池仓；
8.壳体，其底部敞口，所述壳体内设有用于放置所述电池模块的放置腔，所述电池模块经所述壳体的底部敞口进出所述放置腔；
9.吊装部，其设于所述放置腔内，所述吊装部用于吊装所述电池模块，以使所述电池模块向上运动进入所述放置腔、向下运动脱离所述放置腔；
10.锁止部，其设于所述放置腔内，所述锁止部用于将所述电池模块限位于所述放置腔内。
11.在一些实施例中，所述电池仓的内腔底部设有多个并排设置的辊筒，所述电池仓内设有辊筒驱动电机，所述辊筒驱动电机与所述辊筒之间设置传送链条；
12.所述充电电池放置于所述辊筒上，所述辊筒驱动所述充电电池进/出所述电池仓。
13.在一些实施例中，所述电池仓的一端设有供所述充电电池进出的开口，所述开口处设有可以开闭的门体。
14.在一些实施例中，所述电池仓内设有蓄电部。
15.在一些实施例中，所述电池仓的底部设有轮子，所述电池仓的顶部设有把手部。
16.在一些实施例中，所述吊装部包括第一驱动部，所述第一驱动部的动力输出端连接第一转轴，所述第一转轴上设有滚轮，所述滚轮上缠绕绳子，所述绳子上设置挂钩；
17.所述电池仓的顶部设有吊环，所述挂钩与所述吊环可拆卸挂接。
18.在一些实施例中，所述锁止部具有两个，两个所述锁止部相对布置，所述锁止部包括第二驱动部，所述第二驱动部的动力输出端连接第二转轴，所述第二转轴上设有锁止块，所述锁止块随所述第二转轴同步转动；
19.相对设置的所述锁止块朝相互靠近的方向转动时，将所述电池模块限位于所述放置腔内；
20.相对设置的所述锁止块朝相互远离的方向转动时，解除对所述电池模块的限位。
21.本实用新型还提供了一种汽车，包括车体，所述车体的底部设有如上所述的换电装置，所述壳体固定设于所述车体的底部。
22.本实用新型还提供了一种换电系统，包括：
23.使用充电电池的汽车；
24.电池仓，其用于盛装所述充电电池，所述充电电池可以进/出所述电池仓；
25.壳体，其设于所述汽车的车体底部，所述壳体的底部敞口，所述壳体内设有用于放置所述电池仓的放置腔，所述电池仓经所述壳体的底部敞口进出所述放置腔；
26.换电柜，用于接收移动至所述换电柜处的所述电池仓内的亏电电池、以及将满电电池更换至所述电池仓内。
27.在一些实施例中，所述壳体的放置腔内设有吊装部和锁止部；
28.所述吊装部用于吊装所述电池仓，以使所述电池仓向上运动进入所述放置腔、向下运动脱离所述放置腔；
29.所述锁止部用于将所述电池仓限位于所述放置腔内。
30.与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：
31.本技术所公开的汽车及换电装置中，电池仓作为充电电池的安装载体，充当了充电电池与汽车、充电电池与换电柜之间的中转件。
32.需要更换充电电池时，电池仓与充电电池所构成的电池模块作为一个整体单元，从汽车上拆卸下来、并移动至换电柜处进行换电，以及将载有满电电池的电池模块再重新安装至汽车内。
33.充电电池通过可拆卸其可移动的电池仓安装在汽车内，同时可移动电池仓作为充电电池的转运载体，无需借助叉车等工程机械辅助即可实现充电电池的转运，便于充电电池的更换、及与换电柜之间的换电交互。
34.结合附图阅读本实用新型的具体实施方式后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
35.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
36.图1为根据实施例的换电装置与汽车的结构示意图；
37.图2为根据实施例的换电装置的结构示意图；
38.图3为根据实施例的电池模块与换电柜的结构示意图；
39.图4为根据实施例的电池模块的结构示意图；
40.图5为根据实施例的电池模块内部电池驱动结构和门体驱动结构的示意图；
41.图6为根据实施例的吊装部和锁止部的结构示意图；
42.图7为图6所示结构电动插销插入锁止块上的结构示意图；
43.图8为根据实施例的壳体的结构示意图；
44.附图标记：
45.10-车头；
46.20-车体；
47.100-壳体，110-让位缺口，120-电动插销；
48.200-吊装部，210-第一驱动部，220-第一转轴，230-滚轮，240-绳子，250-挂钩；
49.300-锁止部，310-第二驱动部，320-第二转轴，330-锁止块，331-竖向部，332-横向部，333-插孔；
50.400-电池模块，410-电池仓，411-吊环，412-轮子，413-第一开口，414-门体，415-电缸，420-辊筒，421-辊筒驱动电机，422-传送链条，430-感应器，440-电源连接器，450-蓄电部，461-第一把手，462-第二把手；
51.500-换电柜，510-第二开口，520-止位插销。
具体实施方式
52.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
53.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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技术和简化描述，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技术的限制。
54.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地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
55.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
56.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第
一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
57.下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本实用新型提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
58.本实施例公开一种换电装置，应用于卡车、货车等汽车上，实现汽车上充电电池的更换。
59.图1以卡车为例，卡车包括车头10和车体20，换电装置设于车体20的底部，从车体20的底部实现充电电池的更换。
60.参照图2和图6，换电装置主要包括电池模块400、壳体100、吊装部200、以及锁止部300等组成。
61.电池模块400的结构参照图4，电池模块400包括电池仓410，电池仓410用于放置充电电池（未图示）。充电电池可以进/出电池仓410，以便进行充电电池的更换。
62.参照图2，壳体100的外部轮廓呈矩形结构，壳体100固定设于车体20的底部，壳体100内设有用于放置电池模块400的放置腔，壳体100的底部敞口，也即放置腔底部敞口，电池模块400经壳体100的底部敞口进出放置腔。
63.吊装部200和锁止部300都设于壳体100上、位于放置腔内，也就是说壳体100、吊装部200、以及锁止部300与汽车是一体的，作为一个整体进行运营，而电池模块400是独立、可更换的，电池模块400与汽车可以作为两个相互独立的运营单元。
64.吊装部200用于吊装电池模块400，具体为吊装电池仓410，以使电池模块400向上运动进入放置腔、向下运动脱离放置腔。也即，需要装入电池模块400时，吊装部200使位于壳体100底部的电池模块400向上运动，以进入放置腔；需要拆卸电池模块400时，吊装部200使位于放置腔内的电池模块400向下运动，以脱离放置腔。
65.锁止部300用于将电池模块400限位于放置腔内，实现电池模块400在放置腔内的可靠放置，避免电池模块400在使用过程中的脱落，提高电池模块400在放置腔内的安装可靠性。
66.本实施例中电池仓410作为充电电池的安装载体，充当了充电电池与汽车、充电电池与换电柜500之间的中转件。
67.充电电池通过电池仓410安装至壳体内，进而实现充电电池在汽车上的安装。
68.需要更换充电电池时，电池仓410与充电电池所构成的电池模块400作为一个整体单元，从汽车上拆卸下来、并移动至换电柜500处进行换电，以及将载有满电电池的电池模块400再重新安装至汽车内。
69.本实施例的充电电池通过可拆卸其可移动的电池仓410安装在汽车内，同时可移动电池仓410作为充电电池的转运载体，无需借助叉车等工程机械辅助即可实现充电电池的转运，便于充电电池的更换、及与换电柜之间的换电交互。
70.吊装部200和锁止部300的设计，实现电池模块400拆装的便捷性，一个人即可实现电池模块400的拆装，便于使用。
71.汽车需要拆卸亏电电池时，首先锁止部300解除对电池模块400（具体为电池仓410）的锁止限位，然后吊装部200启动，使电池模块400向下运动，待电池模块400向下运动出放置腔后，人工解除吊装部200与电池仓410之间的连接，然后将电池模块400移动至换电柜500处，将电池仓410内的亏电电池送入换电柜500内进行充电，并将换电柜500内的满电电池移至电池仓410内。
72.安装满电电池时，先将载有满电电池的电池仓410放置到放置腔的底部，人工将吊装部200与电池仓410连接，然后吊装部200启动，使电池模块400向上运动，进入放置腔内，然后锁止部300启动以将电池模块400限位于放置腔内，完成电池模块400的安装。
73.参照图4，电池仓410上设有电源连接器440，壳体100的内壁上设有用于与电源连接器440进行电性连接的接口（未图示）。
74.参照图5，电池仓410内设有用于检测充电电池位置的感应器430。
75.在一些实施例中，参照图4和图5，其中图5将电池仓410的外侧壁进行了隐藏处理，电池仓410的内腔底部设有多个并排设置的辊筒420，电池仓410内设有辊筒驱动电机421，辊筒驱动电机421与辊筒420之间设置传送链条422。
76.充电电池放置于辊筒420上，辊筒驱动电机421启动，通过传送链条422驱动辊筒420转动，辊筒420进而驱动充电电池进/出电池仓410。
77.在一些实施例中，电池仓410的一端设有供充电电池进出的开口，记为第一开口413，第一开口413处设有可以开闭的门体414。门体414打开，以允许充电电池进/出电池仓410。门体414的开启和关闭可以通过电缸415进行驱动。
78.在一些实施例中，电池仓410内设有蓄电部450，用于为辊筒驱动电机421、电缸415、以及电池仓410上设置的其他电器件提供电力。
79.在一些实施例中，电池仓410的底部设有具有驻刹的轮子412，便于电池模块400的整体移动。
80.电池仓410的顶部设有把手部，通过手持把手部便于进行电池模块400的移动。
81.把手部包括第一把手461和第二把手462。
82.第一把手461为设于电池仓410侧部的一个小把手，参照图1，在汽车底部对电池模块400进行移动时，手持第一把手461，便于将电池模块400推入/推出汽车底部。
83.第二把手462为设于电池仓410顶部的一个大把手，将电池模块400在汽车和换电柜500之间转运时，手持较大的第二把手462，推着电池模块400前进即可。
84.在一些实施例中，参照图6，吊装部200包括第一驱动部210，第一驱动部210可以为电机，第一驱动部210的动力输出端连接第一转轴220，第一转轴220上设有滚轮230，滚轮230上缠绕绳子240，绳子240上设置挂钩250。参照图4，电池仓410的顶部设有吊环410，挂钩250与吊环410可拆卸挂接。
85.人工将挂钩250与吊环410连接，第一驱动部210带动第一转轴220转动，第一转轴220带动滚轮230同步转动，进而实现绳子240的收紧或放松，绳子240收紧时带动电池模块400向上运动，绳子240放松时带动电池模块400向下运动。
86.第一驱动部210固定设于壳体100上，实现吊装部200在壳体100上的固定安装。
87.第一转轴220的自由端部与壳体100的内壁之间可以设置转动连接结构，提高第一转轴220的转动稳定性和整个吊装部200的结构可靠性。
88.吊装部200整体位于放置腔的顶部，为底部电池模块400的放置提供足够的空间。
89.在一些实施例中，第一转轴220上沿其轴向间隔设有两个滚轮230，动力电池400的顶部对应设有两个吊环410，提高电池模块400的吊装可靠性，使电池模块400能够平稳的上下运动，若使用单个挂钩与吊环，容易引起电池模块400上下运动时发生偏斜。
90.在一些实施例中（未图示），吊装部200也可以为伸缩杆结构，伸缩杆设于壳体100的顶壁上，伸缩杆可以上下伸缩，伸缩杆的底部设置挂钩，电池模块400的顶部对应设置吊环。伸缩杆向上收缩带动电池模块400向上运动，伸缩杆向下伸长带动电池模块400向下运动。
91.在一些实施例中，参照图6，锁止部300具有两个，两个锁止部300相对布置，两个锁止部300对电池模块400的相对两侧进行限位，提高电池模块400的限位可靠性。
92.锁止部300包括第二驱动部310，第二驱动部310可以为电机，第二驱动部310的动力输出端连接第二转轴320，第二转轴320上设有锁止块330，锁止块330随第二转轴320同步转动。
93.相对设置的锁止块330朝相互靠近的方向转动时，可以将电池模块400（具体为电池仓410）夹紧，以将电池模块400限位于放置腔内。
94.相对设置的锁止块330朝相互远离的方向转动时，解除对电池模块400（具体为电池仓410）的限位。
95.通过锁止块330的正反向转动，即可实现电池仓410的限位锁止和限位解除，结构简单可靠。
96.第二驱动部310固定设于壳体100的侧壁上，实现锁止部300在壳体100上的固定安装。
97.第二转轴320的自由端部与壳体100的内壁之间可以设置转动连接结构，提高第二转轴320的转动稳定性和整个锁止部300的结构可靠性。
98.在一些实施例中，锁止块330为l型结构，包括竖向部331和横向部332，竖向部331与第二转轴320固定连接，横向部332用于承接电池模块400。
99.也即，电池模块400进入放置腔之前，相对布置的锁止块330处于相互远离状态，锁止块330向外侧摆开，为电池模块400的向上运动让位，待电池模块400向上运动到位后，相对布置的锁止块330再朝相互靠近的方向转动，此时横向部332正好转动至电池模块400的下方，实现对电池模块400的承接作用，与此同时，侧部的竖向部331对电池模块400的侧部也起到止挡限位作用。
100.在一些实施例中，第二转轴320上沿其轴向设有两个锁止块330，提高电池模块400的承接和限位的可靠性。
101.在一些实施例中，壳体100上设有电动插销120，锁止块330上设有插孔333。锁止块330在对电池仓410进行限位状态下，电动插销120插入插孔333内，对锁止块330进行止位，避免锁止块330在电池模块400的重力作用下发生反向转动而使电池模块400脱落，进一步提高电池模块400的安装可靠性。
102.在一些实施例中，参照图2，壳体100的侧壁上设有让位缺口110，让位缺口110用于
为锁止块330的转动让位，避免锁止块330转动时与壳体100内壁产生干涉。
103.参照图8，电动插销120设于让位缺口110的侧壁上，电动插销120与锁止块330的侧壁配合。
104.在一些实施例中（未图示），锁止部300可以为设于壳体100侧壁上的可伸缩插杆结构。当电池模块400向上运动至放置腔内到位后，可伸缩插杆向外伸出、与电池仓侧壁上的插孔配合，以实现电池仓410的限位固定。需要拆卸电池模块400时，可伸缩插杆从电池仓410上收缩回来即可。
105.本实施例还公开一种换电系统，包括：
106.使用充电电池的汽车；
107.电池仓410，其用于盛装充电电池，充电电池可以进/出电池仓410；
108.壳体100，其设于汽车的车体20底部，壳体100的底部敞口，壳体100内设有用于放置电池仓410的放置腔，电池仓410经壳体100的底部敞口进出放置腔；
109.换电柜500，用于接收移动至换电柜500处的电池仓410内的亏电电池、以及将满电电池更换至电池仓410内。
110.在一些实施例中，换电柜500上设有供充电电池进出的第二开口510，参照图3，第一开口413与第二开口510正对，以便充电电池在换电柜500和电池仓410之间转运。
111.在一些实施例中，参照图3，第二开口510处设有止挡插销520，止挡插销520与开启状态下的门体414配合，实现电池仓410内换电柜500处的止位，保证整个换电过程的稳定性。
112.在一些实施例中，电池模块400上设置有充电按钮（未图示），比如将充电按钮设于电池仓410或第二把手462等位置。电池模块400运动到位后，触发充电按钮，电池仓410内部的辊筒420开始运动，将内部的亏电电池移出。
113.换电过程具体如下：
114.将电池模块400从汽车底部拆卸下来；
115.将电池模块400移动至换电柜500的第二开口520处；
116.电池仓410的门体414打开，第一开口413与第二开口510正对，门体414与止挡插销520固定；
117.触发充电按钮，亏电电池从电池仓410内移出、并进入换电柜500内进行充电；
118.换电柜500内的满电电池移入电池仓410内；
119.门体414关闭；
120.将电池模块400重新移动至汽车处，将电池模块400安装至汽车底部的壳体100内即可。
121.在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
122.以上仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

技术特征：

1.一种换电装置，其特征在于，包括：电池模块，其包括电池仓，所述电池仓内设有充电电池，所述充电电池可以进/出所述电池仓；壳体，其底部敞口，所述壳体内设有用于放置所述电池模块的放置腔，所述电池模块经所述壳体的底部敞口进出所述放置腔；吊装部，其设于所述放置腔内，所述吊装部用于吊装所述电池模块，以使所述电池模块向上运动进入所述放置腔、向下运动脱离所述放置腔；锁止部，其设于所述放置腔内，所述锁止部用于将所述电池模块限位于所述放置腔内。2.根据权利要求1所述的换电装置，其特征在于，所述电池仓的内腔底部设有多个并排设置的辊筒，所述电池仓内设有辊筒驱动电机，所述辊筒驱动电机与所述辊筒之间设置传送链条；所述充电电池放置于所述辊筒上，所述辊筒驱动所述充电电池进/出所述电池仓。3.根据权利要求1所述的换电装置，其特征在于，所述电池仓的一端设有供所述充电电池进出的开口，所述开口处设有可以开闭的门体。4.根据权利要求1所述的换电装置，其特征在于，所述电池仓内设有蓄电部。5.根据权利要求1所述的换电装置，其特征在于，所述电池仓的底部设有轮子，所述电池仓的顶部设有把手部。6.根据权利要求1至5中任一项所述的换电装置，其特征在于，所述吊装部包括第一驱动部，所述第一驱动部的动力输出端连接第一转轴，所述第一转轴上设有滚轮，所述滚轮上缠绕绳子，所述绳子上设置挂钩；所述电池仓的顶部设有吊环，所述挂钩与所述吊环可拆卸挂接。7.根据权利要求1至5中任一项所述的换电装置，其特征在于，所述锁止部具有两个，两个所述锁止部相对布置，所述锁止部包括第二驱动部，所述第二驱动部的动力输出端连接第二转轴，所述第二转轴上设有锁止块，所述锁止块随所述第二转轴同步转动；相对设置的所述锁止块朝相互靠近的方向转动时，将所述电池模块限位于所述放置腔内；相对设置的所述锁止块朝相互远离的方向转动时，解除对所述电池模块的限位。8.一种汽车，包括车体，其特征在于，所述车体的底部设有如权利要求1至7中任一项所述的换电装置，所述壳体固定设于所述车体的底部。9.一种换电系统，其特征在于，包括：使用充电电池的汽车；电池仓，其用于盛装所述充电电池，所述充电电池可以进/出所述电池仓；壳体，其设于所述汽车的车体底部，所述壳体的底部敞口，所述壳体内设有用于放置所述电池仓的放置腔，所述电池仓经所述壳体的底部敞口进出所述放置腔；换电柜，用于接收移动至所述换电柜处的所述电池仓内的亏电电池、以及将满电电池更换至所述电池仓内。
10.根据权利要求9所述的换电系统，其特征在于，所述壳体的放置腔内设有吊装部和锁止部；所述吊装部用于吊装所述电池仓，以使所述电池仓向上运动进入所述放置腔、向下运动脱离所述放置腔；所述锁止部用于将所述电池仓限位于所述放置腔内。

技术总结

本实用新型公开了一种换电装置、汽车以及换电系统，换电装置包括电池模块、壳体、吊装部以及锁止部；电池模块包括电池仓，电池仓内设有充电电池，充电电池可以进/出所述电池仓；壳体的底部敞口，壳体内设有用于放置电池模块的放置腔，电池模块经壳体的底部敞口进出放置腔；吊装部设于放置腔内，用于吊装电池模块，以使电池模块向上运动进入放置腔、向下运动脱离放置腔；锁止部设于放置腔内，用于将电池模块限位于放置腔内。充电电池通过可拆卸移动的电池仓安装在汽车内，同时可移动电池仓作为充电电池的转运载体，无需借助叉车等工程机械辅助即可实现充电电池的转运，便于充电电池的更换、及与换电柜之间的换电交互。及与换电柜之间的换电交互。及与换电柜之间的换电交互。