一种新结构电动汽车充换电站的制作方法

1.本发明涉及充换电技术领域，具体为一种新结构电动汽车充换电站。


背景技术：

2.随着新能源汽车的普及，如何有效地为能量不足的汽车提供快速有效的能量补给成为车主和各大厂商非常关注的问题。以电动汽车为例，当前主流的电能补给方案包括电池更换方案，电池更换方案由于可以在很短的时间完成动力电池的更换且对动力电池的使用寿命没有明显的影响，因此是电能补给的主要发展方向之一；
3.电池更换通常在充换电站内完成，充换电站内通常都设置有用于停放待换电车辆的停车平台、用于动力电池充电和存储的电池架以及在停车平台与电池架之间往复移动的换电机器人。目前市场上已经出现了多种充换电站，但是这些充换电站仍不可避免地存在着换电操作时间较长，同时同一个充换电站不能同时对大中小型电动汽车的电池进行更换；从而导致通用性低的问题。


技术实现要素：

4.(一)要解决的技术问题
5.为了克服现有技术不足，现提出一种新结构电动汽车充换电站，为解决现有的充换电站仍存在着换电操作时间较长，同时同一个充换电站不能同时对大中小型电动汽车的电池进行更换；从而导致通用性低的问题。
6.(二)技术方案
7.本发明通过如下技术方案实现：本发明提出了一种新结构电动汽车充换电站，包括：车底电池安装架、电池弹夹、锁紧块、电池模块、电池充换电机构、拉伸机构；
8.所述车底电池安装架包括：安装腔、锁紧腔、第一通孔、插杆孔；
9.所述电池弹夹包括：第一导轨、插销孔、主管口；
10.所述锁紧块包括：空腔、第二通孔、第一电机、第一螺纹丝杠、第一螺纹套、插杆、第一齿轮、轴承孔、旋转杆、三角孔、第二齿轮；
11.所述电池模块包括：滑块、第一内腔、第一液压杆、插销、定位块、正极触头、负极触头；
12.所述电池充换电机构包括：底座、第二电机、第二螺纹丝杠、支撑架、电池仓、电池仓位、第二导轨、充电头、第二内腔、充电柜、升降架、停车平台、换电口；
13.所述拉伸机构包括：第三电机、第三螺纹丝杠、第二轴承、第二螺纹套、拉伸板、第二液压杆、拉伸头、光电传感器、接触式传感器。
14.作为本发明一种优选的，所述车底电池安装架固定安装在电动汽车车底底部；所述车底电池安装架内部设有安装腔；所述安装腔顶部设有锁紧腔；所述安装腔内部左右两侧均设有插杆孔；所述车底电池安装架顶部外壁与锁紧腔内部贯穿设有第一通孔。
15.作为本发明一种优选的，所述电池弹夹活动连接在安装腔内部；所述电池弹夹内
部左右内壁均设有第一导轨；两个所述第一导轨外壁内部均设有插销孔；所述电池弹夹顶部左右两侧均固定连接有主管口。
16.作为本发明一种优选的，所述锁紧块固定连接在电池弹夹上表面前后两侧，且锁紧块活动连接至锁紧腔内部；所述锁紧块内部均设有空腔和第二通孔，且所述空腔设置在第二通孔顶部，且所述第二通孔设有两个，均与锁紧块外部贯穿；所述空腔内部左侧设有第一电机；所述第一电机左侧输出端固定连接有第一螺纹丝杠；所述第一螺纹丝杠外壁活动连接有两个第一螺纹套；两个所述第一螺纹套底部均设有插杆，所述插杆通过第二通孔可移动至插杆孔内部；所述第一螺纹丝杠左侧外壁固定连接有第一齿轮；所述空腔内部左侧顶部设有轴承孔，且轴承孔与锁紧块外壁贯穿；所述轴承孔内部固定连接设有旋转杆，且旋转杆顶部延伸至锁紧块外部，且活动连接至第一通孔内部；所述旋转杆顶部内部设有三角孔；所述旋转杆底部设有第二齿轮，且第二齿轮与第一齿轮相互啮合。
17.作为本发明一种优选的，所述电池模块左右两端前后均设有滑块；所述滑块内部设有第一内腔；所述第一内腔内部设有第一液压杆；所述第一液压杆左侧设有插销；所述电池模块正面底部固定连接有定位块；所述电池模块前侧正面中间设有正极触头；所述电池模块后侧正面中间设有负极触头。
18.作为本发明一种优选的，所述电池充换电机构设有底座；所述底座右侧前后均有第二电机；所述底座顶部一侧设有两个所述第二螺纹丝杠，且第二螺纹丝杠右侧与第二电机左侧输出端固定连接，且第二螺纹丝杠左侧通过轴承固定连接在底座内部内壁上；两个所述第二螺纹丝杠顶部均活动连接有四组支撑架；所述支撑架顶部均设有六个所述电池仓；每个所述电池仓内部均设有四个所述电池仓位；所述电池仓位内部左右内壁句设有第二导轨；所述电池仓位内部后侧内壁设有充电头；所述电池仓位内部底部均设有第二内腔；所述电池仓后侧均设有三个所述充电柜，且电池仓两两一组均通过导线与充电柜连接；所述电池仓前侧均设有三个所述升降架；所述升降架正上方设有三个所述停车平台；所述停车平台内部底部均设有换电口，且换电口与升降架对应。
19.作为本发明一种优选的，所述拉伸机构设置在第二内腔内部；所述拉伸机构设有第三电机，且第三电机设置在第二内腔内部右侧；所述第三电机左侧输出端固定连接有第三螺纹丝杠；所述螺纹丝杠通过第二轴承固定连接在第二内腔内部左侧；所述第三螺纹丝杠外壁活动连接有第二螺纹套；所述第二第二螺纹套顶部设有拉伸板，且拉伸板活动连接至电池仓位内部；所述拉伸板左侧固定连接有两个所述第二液压杆；两个所述第二液压杆顶部均固定连接有拉伸头；所述拉伸头内部均设有光电传感器和接触式传感器。
20.有益效果
21.本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：
22.通过上述设置方式，使得充换电站电池模块容量大大增加，换电效率显著提高，能够完成电池模块的充电以及储存，且能够实现电动车辆内部电池模块的快速换装，解决了电动车辆的快速电力补充问题；同时电池弹夹可根据车辆大小设置不同大小的电池弹夹，从而可根据电池弹夹内部容量来对电池模块的数量进行放置；从而可对大中小型电动汽车的电池进行更换，实现电池弹夹的通用性；同时实现充换电站的通用性。
附图说明
23.图1是本发明整体主视图；
24.图2是本发明整体电池充换电机构的结构示意图；
25.图3是本发明整体图1的右视剖视结构示意图；
26.图4是本发明整体拉伸机构结构示意图；
27.图5是本发明整体车底电池安装架与电池弹夹和锁紧块组合安装结构示意图；
28.图6是本发明整体车底电池安装架与电池弹夹和锁紧块拆分结构示意图；
29.图7是本发明整体电池模块结构示意图；
30.图8是本发明整体图3的a处放大结构示意图；
31.图9是本发明整体图5的b处放大结构示意图；
32.图10是本发明整体图6的c处放大结构示意图；
33.图11是本发明整体图14的d处放大结构示意图；
34.图12是本发明整体电池弹夹结构示意图；
35.图13是本发明整体电池弹夹结构示意图；
36.图14是本发明整体电池弹夹结构示意图。
37.附图标记说明如下：
38.1、车底电池安装架；101、安装腔；102、锁紧腔；103、第一通孔；104、插杆孔；
39.2、电池弹夹；201、第一导轨；202、插销孔；203、主管口；
40.3、锁紧块；301、空腔；302、第二通孔；303、第一电机；304、第一螺纹丝杠；305、第一螺纹套；306、插杆；307、第一齿轮；308、轴承孔；309、旋转杆；310、三角孔；311、第二齿轮；
41.4、电池模块；401、滑块；402、第一内腔；403、第一液压杆；404、插销；405、定位块；406、正极触头；407、负极触头；
42.5、电池充换电机构；501、底座；502、第二电机；503、第二螺纹丝杠；504、支撑架；505、电池仓；506、电池仓位；507、第二导轨；508、充电头；509、第二内腔；510、充电柜；511、升降架；512、停车平台；513、换电位；
43.6、拉伸机构；601、第三电机；602、第三螺纹丝杠；603、第二轴承；604、第二螺纹套；607、拉伸板；606、第二液压杆；607、拉伸头；608、光电传感器；609、接触式传感器。
44.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
45.如图1
‑
图14所示，一种新结构电动汽车充换电站包括：车底电池安装架1、电池弹夹2、锁紧块3、电池模块4、电池充换电机构5、拉伸机构6；
46.车底电池安装架1包括：安装腔101、锁紧腔102、第一通孔103、插杆孔104；
47.电池弹夹2包括：第一导轨201、插销孔202、主管口203；
48.锁紧块3包括：空腔301、第二通孔302、第一电机303、第一螺纹丝杠304、第一螺纹套305、插杆306、第一齿轮307、轴承孔308、旋转杆309、三角孔310、第二齿轮311；
49.电池模块4包括：滑块401、第一内腔402、第一液压杆403、插销404、定位块405、正极触头406、负极触头407；
50.电池充换电机构5包括：底座501、第二电机502、第二螺纹丝杠503、支撑架504、电
池仓505、电池仓位506、第二导轨507、充电头508、第二内腔509、充电柜510、升降架511、停车平台512、换电口513；
51.拉伸机构6包括：第三电机601、第三螺纹丝杠602、第二轴承603、第二螺纹套604、拉伸板605、第二液压杆606、拉伸头607、光电传感器608、接触式传感器609。
52.如图5和图6所示，车底电池安装架1固定安装在电动汽车车底底部；车底电池安装架1内部设有安装腔101；安装腔101顶部设有锁紧腔102；安装腔101内部左右两侧均设有插杆孔104；车底电池安装架1顶部外壁与锁紧腔102内部贯穿设有第一通孔103。
53.如图12、图13和图12所示，电池弹夹2活动连接在安装腔101内部；电池弹夹2内部左右内壁均设有第一导轨201；两个第一导轨201外壁内部均设有插销孔202；电池弹夹2顶部左右两侧均固定连接有主管口203。
54.具体使用时，电池弹夹2可根据车辆大小设置不同大小的电池弹夹2，从而可根据电池弹夹2内部容量来对电池模块4的数量进行放置；从而可对大中小型电动汽车的电池模块4进行更换，实现电池弹夹2的通用性；
55.同时电池弹夹2可安装至车底电池安装架1上的安装腔101内部，锁紧块3安装至锁紧腔102内部，然后通过锁紧块3对电池弹夹2进行锁紧安装；
56.同时主管口203与电动汽车空调口连接，使空调冷气可流入主管口203内部。
57.如图5、图6、图9和图10所示，锁紧块3固定连接在电池弹夹2上表面前后两侧，且锁紧块3活动连接至锁紧腔102内部；锁紧块3内部均设有空腔301和第二通孔302，且空腔301设置在第二通孔302顶部，且第二通孔302设有两个，均与锁紧块3外部贯穿；空腔301内部左侧设有第一电机303；第一电机303左侧输出端303固定连接有第一螺纹丝杠304；第一螺纹丝杠304外壁活动连接有两个第一螺纹套305；两个所述第一螺纹套305底部均设有插杆306，插杆306通过第二通孔302可移动至插杆孔104内部；第一螺纹丝杠304左侧外壁固定连接有第一齿轮307；空腔301内部左侧顶部设有轴承孔308，且轴承孔308与锁紧块3外壁贯穿；轴承孔308内部固定连接设有旋转杆309，且旋转杆309顶部延伸至锁紧块3外部，且活动连接至第一通孔103内部；旋转杆309顶部内部设有三角孔310；旋转杆309底部设有第二齿轮311，且第二齿轮311与第一齿轮307相互啮合。
58.具体使用时：当要锁紧块3对电池弹夹2进行锁紧安装时，具体为以下步骤：启动第一电机303，使第一电机303带动第一螺纹丝杠304顺时针旋转，使两个所述第一螺纹套305反向向外滑动；同时两个所述第一螺纹套305同步带动插杆306反向向外滑动，使两个所述插杆306在第二通孔302内部向外移动，当插杆306全部移出至第二通孔302外部后，插杆306移动至插杆孔104内部，从而使插杆306锁紧至插杆孔104内部，从而对电池弹夹2进行锁紧安装在车底电池安装架1上的安装腔101内部；当要对电池弹夹2进行拆卸时，按以上步骤反之即可；
59.当锁紧块3发生断电故障时，导致第一电机303无法工作，使锁紧块3无法正常解锁，使电池弹夹2不能自动从安装腔101上拆卸下来；从而通过以下步骤可手动将电池弹夹2拆卸下来：通过外部特制与三角孔310内部匹配的钥匙，将钥匙插入第一通孔103内部，然后钥匙底部插入三角孔310内部，与三角孔310形成套接；然后逆时针旋转钥匙，使钥匙带动旋转杆309在轴承孔308内圈内部旋转，使旋转杆309带动第二齿轮311旋转，第二齿轮311带动第一齿轮307旋转，第一齿轮307带动第一螺纹丝杠304旋转，从而使两个所述第一螺纹套
305在第一螺纹丝杠304同时向里靠拢移动，同时两个所述第一螺纹套305同步带动插杆306向里滑动，当插杆306脱离插杆孔104全部缩进第二通孔302后；从而使电池弹夹2可脱离安装腔101，从而可完成手动拆卸。
60.如图7、图10和图11所示，电池模块4左右两端前后均设有滑块401；滑块401内部设有第一内腔402；第一内腔402内部设有第一液压杆403；第一液压杆403左侧设有插销404；电池模块4正面底部固定连接有定位块405；电池模块4前侧正面中间设有正极触头406；电池模块4后侧正面中间设有负极触头407。
61.具体使用时：通过滑块401在第一导轨201上滑动，从而使电池模块4可安装至电池弹夹2内部；同时第一液压杆403可带动插销404伸出，使插销404可插入插杆孔104内部，从而对电池模块4进行锁紧固定，防止电池模块4在电池弹夹2内部移动；
62.通过滑块401在第二导轨507上滑动，使第二导轨507可安装至电池仓位506内部；
63.当电池弹夹2内部要安装三个所述电池模块时，电池模块4上的正极触头406和负极触头407两两连接，从而使三个所述电池模块4可连接在一起，正常使用。
64.如图1和图2所示，电池充换电机构5设有底座501；底座501右侧前后均有第二电机502；底座501顶部一侧设有两个第二螺纹丝杠503，且第二螺纹丝杠503右侧与第二电机502左侧输出端固定连接，且第二螺纹丝杠503左侧通过轴承固定连接在底座501内部内壁上；两个第二螺纹丝杠503顶部均活动连接有四组支撑架504；支撑架504顶部均设有六个电池仓505；每个电池仓505内部均设有四个电池仓位506；电池仓位506内部左右内壁句设有第二导轨507；电池仓位506内部后侧内壁设有充电头508；电池仓位506内部底部均设有第二内腔509；电池仓505后侧均设有三个充电柜510，且电池仓505两两一组均通过导线与充电柜510连接；电池仓505前侧均设有三个升降架511；升降架511正上方设有三个停车平台512；停车平台512内部底部均设有换电口513，且换电口513与升降架511对应。
65.具体使用时：通过电池仓505设有六个，且电池仓505后侧均设有三个充电柜510，且电池仓505两两一组均通过导线与充电柜510连接，从而对电池仓505进行供电，为电池模块4进行充电；
66.通过启动第二电机502，使第二电机502带动第二螺纹丝杠503旋转，使支撑架504可在第二螺纹丝杠503上左右移动，同时支撑架504同步带动电池仓505进行左右移动，且升降架511可上下水平移动，从而使电池仓505可及时将电池模块4进行装卸到三个所述升降架511上的电池弹夹2内部；
67.当三个所述停车平台512均停有电动汽车时，三个所述升降架511可同时工作，通过换电口513，使升降架511顶部与电池弹夹2接触，从而将电池弹夹2拆卸下来，然后通过升降架511上下水平移动至其中空的电池仓位506，使电池弹夹2与电池仓位506相互对应，然后将电池弹夹2内部的亏电电池模块4移动至空的电池仓位506内部，然后通过充电头508对亏电电池模块4进行充电；然后电池仓505进行左右移动，将其中载有满电电池模块4的电池仓位506对准电池弹夹2，然后将电池仓位506内部的满电电池模块4移动至电池弹夹2内部；然后通过升降架511向上移动，安装至电动汽车上；通过上述操作从而可提高换电效率。
68.如图3、图4和图8所示，拉伸机构6设置在第二内腔509内部；拉伸机构6设有第三电机601，且第三电机601设置在第二内腔509内部右侧；第三电机601左侧输出端固定连接有第三螺纹丝杠602；螺纹丝杠602通过第二轴承603固定连接在第二内腔509内部左侧；第三
螺纹丝杠602外壁活动连接有第二螺纹套604；第二第二螺纹套604顶部设有拉伸板605，且拉伸板605活动连接至电池仓位506内部；拉伸板605左侧固定连接有两个第二液压杆606；两个第二液压杆606顶部均固定连接有拉伸头607；拉伸头607内部均设有光电传感器608和接触式传感器609。
69.具体使用时，当升降架511将电池弹夹2拆卸下来，要对电池弹夹2内的电池模块4进行更换时；
70.先将电池弹夹2内部的亏电电池模块4进行卸载到空的电池仓位506内部；具体步骤如下：通过升降架511上下移动对准至其中一个空的电池仓位506，使电池弹夹2与电池仓位506相互对应；然后启动第三电机601，使第三电机601通过第二轴承603带动第三螺纹丝杠602顺时针旋转，使第二螺纹套604在第三螺纹丝杠602上向左移动，通过第二螺纹套604同步带动拉伸板605向左移动，使拉伸板605从电池仓位506内部移动至电池弹夹2内部，然后第二液压杆606带动拉伸头607向上伸出，使拉伸头607内部套在定位块405上，使定位块405将光电传感器608的发光信号挡住，同时定位块405与接触式传感器609接触，从而光电传感器608和接触式传感器609同时发射脱离信号给第一液压杆403，使第一液压杆403带动插销404脱离插销孔202，使电池模块4可进行移动；
71.然后第三电机601逆时针旋转，使第二螺纹套604在第三螺纹丝杠602上向右移动，通过第二螺纹套604同步带动拉伸板605向右移动，使拉伸板605从电池弹夹2内部移动至电池仓位506内部；同时拉伸头607通过定位块405拉动电池模块4移动，使滑块401在第一导轨201上移动完后，滑块401移动至第二导轨507上，从而将电池模块4移动至电池仓位506内部；从而完成电池弹夹2亏电电池模块4的卸载；
72.当要将满电电池模块4安装至电池弹夹2内部时，反之上述操作即可，继而将满电电池模块4安装至电池弹夹2；从而完成电池弹夹2的更换操作。
73.本发明提到的一种新结构电动汽车充换电站的工作原理：
74.s1、将电动汽车停放在停车平台512内部，使电动汽车底部对准换电口513；
75.s2、然后升降架511向上伸出，穿过换电口513，使升降架511顶部与电池弹夹2接触，使升降架511顶部支撑着电池弹夹2；
76.s3、然后启动锁紧块3，启动第一电机303，使第一电机303带动第一螺纹丝杠304逆时针旋转，使两个所述第一螺纹套305在第一螺纹丝杠304上向里移动；同时两个所述第一螺纹套305同步带动插杆306向里移动，使插杆306脱离插杆孔104全部缩进第二通孔302后；从而使电池弹夹2可脱离安装腔101；
77.s3
‑
1、当锁紧块3发生断电故障时，导致第一电机303无法工作，使锁紧块3无法正常解锁，使电池弹夹2不能自动从安装腔101上拆卸下来；从而通过以下步骤可手动将电池弹夹2拆卸下来：通过外部特制与三角孔310内部匹配的钥匙，将钥匙插入第一通孔103内部，然后钥匙底部插入三角孔310内部，与三角孔310形成套接；然后逆时针旋转钥匙，使钥匙带动旋转杆309在轴承孔308内圈内部旋转，使旋转杆309带动第二齿轮311旋转，第二齿轮311带动第一齿轮307旋转，第一齿轮307带动第一螺纹丝杠304旋转，从而使两个所述第一螺纹套305在第一螺纹丝杠304同时向里靠拢移动，同时两个所述第一螺纹套305同步带动插杆306向里滑动，当插杆306脱离插杆306全部缩进第二通孔302后；从而使电池弹夹2可脱离安装腔101，从而可完成手动拆卸。
78.s4、然后电池弹夹2通过升降架511向下移动对准至其中一个空的电池仓位506，使电池弹夹2与电池仓位506相互对应；然后启动第三电机601，使第三电机601通过第二轴承603带动第三螺纹丝杠602顺时针旋转，使第二螺纹套604在第三螺纹丝杠602上向左移动，通过第二螺纹套604同步带动拉伸板605向左移动，使拉伸板605从电池仓位506内部移动至电池弹夹2内部，然后第二液压杆606带动拉伸头607向上伸出，使拉伸头607内部套在定位块405上，使定位块405将光电传感器608的发光信号挡住，同时定位块405与接触式传感器609接触，从而光电传感器608和接触式传感器609同时发射脱离信号给第一液压杆403，使第一液压杆403带动插销404脱离插销孔202，使电池模块4可进行移动；然后第三电机601逆时针旋转，使第二螺纹套604在第三螺纹丝杠602上向右移动，通过第二螺纹套604同步带动拉伸板605向右移动，使拉伸板605从电池弹夹2内部移动至电池仓位506内部；同时拉伸头607通过定位块405拉动电池模块4移动，使滑块401在第一导轨201上移动完后，滑块401移动至第二导轨507上，从而将电池模块4移动至电池仓位506内部；从而完成电池弹夹2内部亏电电池模块4的卸载；
79.s5、然后反之s4的操作流程即可，继而可将电池仓位506内部满电电池模块4安装至电池弹夹2；从而完成电池弹夹2内部电池模块4的更换操作；
80.s6、然后升降架511向上伸出，穿过换电口513，使电池弹夹2安装至车底电池安装架1上的安装腔101内部，锁紧块3安装至锁紧腔102内部，然后通过锁紧块3对电池弹夹2进行锁紧安装；锁紧步骤如下：启动第一电机303，使第一电机303带动第一螺纹丝杠304顺时针旋转，使两个所述第一螺纹套305反向向外滑动；同时两个所述第一螺纹套305同步带动插杆306反向向外滑动，使两个所述插杆306在第二通孔302内部向外移动，当插杆306全部移出至第二通孔302外部后，插杆306移动至插杆孔104内部，从而使插杆306锁紧至插杆孔104内部，从而对电池弹夹2进行锁紧安装在车底电池安装架1上的安装腔101内部；
81.s7、完成换电操作。
82.上面的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。