专利名称：一种电动汽车电池的更换装置及方法
技术领域：
本发明涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种电动汽车电池的更换装置及方法。
背景技术：
电动汽车是以车载电源为动力，用电机来驱动车轮行驶的。由于没有尾气排放，电动汽车对环境的污染较传统车要小的多，因此其前景被广泛看好。但是电池技术的瓶颈让电动汽车的发展遇到了阻碍。由于电池的能量密度太低，因此要想获得足够的续驶里程，电池的体积和重量此较大，装卸异常困难。
发明内容
本发明实施例提供一种电动汽车电池的更换装置及方法，以快速的装卸电池。本发明实施例采用如下技术方案一种电动汽车电池的更换装置，包括内箱绝缘套和外箱绝缘套；在所述内箱绝缘套中设置有主弹性部件，所述主弹性部件套设有内电极触头；所述外箱绝缘套中设置有外电极触头；当装载电池内箱时，所述主弹性部件被压缩，在所述主弹性部件的压缩力的作用下，所述内电极触头的第一端和所述外电极触头相对接；当卸载电池内箱时,所述主弹性部件伸展，电池内箱随着所述主弹性部件的伸展力向外移出，所述内电极触头的第一端和所述外电极触头逐渐分开。一种电动汽车电池的更换方法，包括当装载电池内箱时，在内箱绝缘套中设置的主弹性部件被压缩，在所述主弹性部件的压缩力的作用下，所述主弹性部件套设有的内电极触头的第一端和外箱绝缘套中设置有的外电极触头相对接；当卸载电池内箱时，所述主弹性部件伸展，电池内箱随着所述主弹性部件的伸展力向外移出，所述内电极触头的第一端和所述外电极触头逐渐分开。本发明实施例提供的电动汽车电池的更换装置及方法，电池内箱的内箱绝缘套中设置有主弹性部件，主弹性部件套设有内电极触头，电池内箱的外箱绝缘套中设置有外电极触头。由于主弹性部件的作用，使得内电极触头和外电极触头之间是弹性连接，从而在装载或者卸载电池内箱时，可以利用主弹性部件的作用方便的装载或者卸载电池内箱，从而相较于现有技术中的接插件的硬性连接，利用本发明实施例提供的电动汽车电池的更换装置及方法能够快速的装卸电动汽车的电池。
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I为本发明实施例一的电动汽车电池的更换装置的示意图；图2为本发明实施例二的电动汽车电池的更换装置的示意3为本发明实施例二中的示意图自调心弹簧与外电极触头的示意图；图4为本发明实施例三的电动汽车电池的更换方法的流程图。
具体实施例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。如图I所示，本发明实施例一的电动汽车电池的更换装置I包括内箱绝缘套11和外箱绝缘套12 ;在所述内箱绝缘套11中设置有主弹性部件13， 所述主弹性部件13套设有内电极触头14 ;所述外箱绝缘套12中设置有外电极触头15。当装载电池内箱时，所述主弹性部件13被压缩，在所述主弹性部件13的压缩力的 作用下，所述内电极触头14的第一端14-1和所述外电极触头15相对接；当卸载电池内箱 时，所述主弹性部件13伸展，电池内箱随着所述主弹性部件13的伸展力向外移出，所述内 电极触头的第一端14-1和所述外电极触头15逐渐分开。其中，所述主弹性部件13可以为弹簧等。为了尽量增加电极触头和所述外电极触 头的接触面积而减小电极触头和所述外电极触头的接触电阻，所述内电极触头和所述外电 极触头可为正对同心设置。因此，由于主弹性部件的作用，使得内电极触头和外电极触头之间是弹性连接，从 而在装载或者卸载电池内箱时，可以利用主弹性部件的作用方便的装载或者卸载电池内 箱，从而相较于现有技术中的接插件的硬性连接，利用本发明实施例一的电动汽车电池的 更换装置能够快速的装卸电动汽车的电池。以下，结合图2详细描述一下本发明实施例二的电动汽车电池的更换装置。以下， 以弹性部件为弹簧为例。本发明实施例二的电动汽车电池的更换装置可以划分成四部分快换接插件单 元、电极触头自调心单元、温度测量保护单元和接触电阻测量保护单元。以下，结合图2详 细的描述每个部分的组成。图中Al表示电池，2-1为电池内箱后面板，2-2为电池外箱后面 板。I)快换接插件单元如图2所示,快换接插件单元包括内箱绝缘套21、外箱绝缘套22、内电极触头 23、外电极触头24以及主弹簧25。其中，所述主弹簧25通过焊接或粘接方式固定在内箱绝缘套21的底部，内电极触 头23套在主弹簧25上，从而可随主弹簧25的伸缩而前后移动。优选的，内电极触头23的 前端(即第一端，会与外电极触头接触的一端)此后端(第二端)粗，从而内电极触头23 的前端可卡在主弹簧25上，后端穿过主弹簧25，通过内箱绝缘套21底部的螺栓26连接到 电池内箱，与电池内箱通电。
外电极触头24设置在外箱绝缘套22内。由于所述内电极触头和所述外电极触头之间的接触电阻的阻值与接触面积成反比，因此要想减小所述内电极触头和所述外电极触头之间的接触电阻，应尽量增加所述内电极触头和所述外电极触头之间的接触面积。因此，可使得内电极触头和所述外电极触头为正对同心设置。在此实施例中，内电极触头23和外电极触头24均为青铜圆柱，且两圆柱接触面面积大小相同。当装载电池内箱时，所述主弹性部件被压缩，在所述主弹性部件的压缩力的作用下，所述内电极触头和所述外电极触头被压紧，使得所述内电极触头的第一端和所述外电极触头相对接，且二者之间为弹性连接。同时，这也避免了触头之间的连接松动而造成的接触电阻增大和电极打火现象。当汽车在行驶过程中出现颠簸时，这种弹性连接的方式也在很大程度上起到了缓冲作用，避免意外冲击造成的应力变形和断裂。当卸载电池内箱时，所述主弹性部件伸展，电池内箱随着所述主弹性部件的伸展力向外移出，所述内电极触头的第一端和所述外电极触头之间的压紧力逐渐减小，从而逐渐分开，直至完全分离。2)电极触头自调心单元根据前述的分析，为了增加所述内电极触头和所述外电极触头之间的接触面积，除了可直接将所述内电极触头和所述外电极触设置为正对同心设置外，还可通过设置专门的电极触头自调心单元来使得二者为正对同心设置。所述电极触头自调心单元，可设置在所述外箱绝缘套内，与所述外电极触头连接，用于调节所述外电极触头，使得所述内电极触头和外电极触头为正对同心设置。具体的，如图2所示，所述电极触头自调心单元可为自调心弹性部件26，如自调心弹簧。所述自调心弹性部件26圆周分布于所述外箱绝缘套22内，与所述外电极触头24弹性连接，使得所述外电极触头24能够在一定范围内做径向和轴向移动，从而与所述内电极触头23正对同心设置。为了进一步的保证所述内电极触头和所述外电极触头为正对同心设置,所述内电极触头23的第一端具有由内向外扩张一定角度(如45° )的锥形开口。这样，当内、外电极触头不同心时，随着电池内箱向内推入，外电极触头能顺着锥形开口滑入内箱绝缘套中，从而实现自动调心对准功能。在此实施例中，如图3所示，所述自调心弹簧26可设置为4个，圆周分布固定于外箱绝缘套22内，从而将外电极触头24箍在其中。3)温度测量保护单元在电动汽车行驶的过程中，频繁的颠簸以及各种恶劣路况，都会减少元器件的使用寿命，而当弹簧逐渐疲劳时，弹簧的弹力下降，内、外电极触头表面逐渐氧化，二者之间的接触电阻将不可避免的增大，从而使温度升高，甚至打火燃烧。因此为了安全起见，在本发明的实施例中设置有温度测量保护单元。所述温度测量保护单元可设置在内电极触头23内，或者设置在外电极触头24内，或者同时设置内电极触头23和外电极触头24内。图2所示的为在外电极触头24内设置温度测量保护单元27的情形。具体的，所述温度测量保护单元包括温度采集模块27以及温度传感器27-1。所述温度传感器可采用PT100。其中，温度传感器27-1的电阻值随着温度的变化而变化，通过温度传感器采集模块将温度传感器的电阻值传给主机，从而实时采集监测外电极触头的温度变化，并能在外电极触头的温度超过预设值时提示或报警。其中，所述预设值可根据需要任意设置。可以理解的是，当在内电极触头中也设置温度测量保护单元以用来检测内电极触头的温度时，其原理相同。4)接触电阻测量保护单元根据前述分析，造成过热和打火的一个主要原因就是内、外电极触头间的接触电阻增大，因此只要能实时的监控内、外电极触头接触电阻的变化，就能很大程度上防范于未然，从而降低事故发生的几率。因此，在此实施例中设置了接触电阻测量保护单元。如图2所示，接触电阻测量保护单元包括设置在所述内箱绝缘套21中的检测触点弹性部件28 (如弹簧)，所述检测触点弹性部件28套设有检测内触点28-1，所述检测内触点28-1的第一端通过导线与螺栓26连接，从而连接到电池内箱；设置在所述外箱绝缘套22中的检测外触点28-3，所述检测外触点28-3的第一端连接到电阻检测单元的第一端；所述电阻检测单元的第二端经所述外箱绝缘套22连接到所述外电极触头24。其中，在电阻检测单元包括有电阻测试模块213，进一步的还可包括第一测试电阻211和第二测试电阻212。电阻测试模块213的一端经第一测试电阻211连接到检测外触点28-3的第一端，另一端连接到第二测试电阻212，所述第二测试电阻212的另一端经所述外箱绝缘套22连接到所述外电极触头24。其中，检测内触点28-1和所述检测外触点28-3也为青铜圆柱，但体积此内、外电极触头小。同样，所述检测内触点和所述检测外触点也为正对同心设置。当装载电池内箱时，所述检测触点弹性部件被压缩，在所述检测触点弹性部件的压缩力的作用下，所述检测内触点的第二端和所述检测外触点的第一端相对接，形成电阻测试回路。由于该测试回路与由内电极触头和外电极触头的对接而形成的回路之间是并联，而检测外触点与检测内触点之间的接触电阻远小于测试电阻的阻值，因而检测外触点与检测内触点之间的接触电阻可以忽略不计，这样，电阻测试模块212就可根据电阻测试回路的电流推算出内电极触头和外电极触头之间的接触电阻。因此，由于主弹性部件的作用，使得内电极触头和外电极触头之间是弹性连接，从而在装载或者卸载电池内箱时，可以利用主弹性部件的作用方便的装载或者卸载电池内箱，从而相较于现有技术中的接插件的硬性连接，利用本发明实施例二的电动汽车电池的更换装置能够快速的装卸电动汽车的电池，并且还能够保证电动汽车的安全性。如图4所示，本发明实施例三的电动汽车电池的更换方法包括步骤41、当装载电池内箱时，在内箱绝缘套中设置的主弹性部件被压缩，在所述主弹性部件的压缩力的作用下，所述主弹性部件套设有的内电极触头的第一端和外箱绝缘套中设置有的外电极触头相对接；步骤42、当卸载电池内箱时，所述主弹性部件伸展，电池内箱随着所述主弹性部件的伸展力向外移出，所述内电极触头的第一端和所述外电极触头逐渐分开。为了增加所述内电极触头和所述外电极触头之间的接触面积在步骤41后，还可调节所述内电极触头和外电极触头为正对同心设置。具体的，可利用前述实施例中的电极触头自调心单元或者具有类似功能的单元来实现。为了保证电动汽车的安全，还可检测所述内电极触头和/或外电极触头的温度，并在所述内电极触头和/或外电极触头超过预设值时进行提示。为了进一步保证电动汽车的安全，还可构建电阻测试回路，并根据所述电阻测试回路测量所述内电极触头和所述外电极触头之间的电阻。其中所述电阻测试回路的构建方式以及测量所述内电极触头和所述外电极触头之间的电阻的方式可参照前述实施例的描述。因此，由于主弹性部件的作用，使得内电极触头和外电极触头之间是弹性连接，从而在装载或者卸载电池内箱时，可以利用主弹性部件的作用方便的装载或者卸载电池内箱，从而相较于现有技术中的接插件的硬性连接，利用本发明实施例三的电动汽车电池的更换方法能够快速的装卸电动汽车的电池，并且还能够保证电动汽车的安全性。以上所述，仅为本发明的具体实施方式
，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，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
权利要求
1.一种电动汽车电池的更换装置，其特征在于，包括内箱绝缘套和外箱绝缘套； 在所述内箱绝缘套中设置有主弹性部件，所述主弹性部件套设有内电极触头；所述外箱绝缘套中设置有外电极触头； 当装载电池内箱时，所述主弹性部件被压缩，在所述主弹性部件的压缩力的作用下，所述内电极触头的第一端和所述外电极触头相对接；当卸载电池内箱时，所述主弹性部件伸展，电池内箱随着所述主弹性部件的伸展力向外移出，所述内电极触头的第一端和所述外电极触头逐渐分开。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述内电极触头和所述外电极触头为正对同心设置。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述内电极触头的第一端比第二端粗；所述内电极触头的第一端卡在所述主弹性部件上，所述内电极触头的第二端穿过所述主弹性部件连接到电池内箱。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括电极触头自调心单元，设置在所述外箱绝缘套内，与所述外电极触头连接，用于调节所述外电极触头，使得所述内电极触头和外电极触头为正对同心设置。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述电极触头自调心单元包括自调心弹性部件； 所述自调心弹性部件圆周分布于所述外箱绝缘套内，与所述外电极触头弹性连接，使得所述外电极触头能够在一定范围内做径向和轴向移动，从而与所述内电极触头正对同心设置。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述内电极触头的第一端具有由内向外扩张一定角度的锥形开口。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括温度测量保护单元，设置在所述内电极触头和/或外电极触头内，用于检测所述内电极触头和/或外电极触头的温度，并在所述内电极触头和/或外电极触头超过预设值时进行提示。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述温度测量保护单元包括温度传感器。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括接触电阻测量保护单元；所述接触电阻测量保护单元包括 设置在所述内箱绝缘套中的检测触点弹性部件，所述检测触点弹性部件套设有检测内触点，所述检测内触点的第一端连接到电池内箱； 设置在所述外箱绝缘套中的检测外触点，所述检测外触点的第一端连接到电阻检测单元的第一端；所述电阻检测单元的第二端经所述外箱绝缘套连接到所述外电极触头； 当装载电池内箱时，所述检测触点弹性部件被压缩，在所述检测触点弹性部件的压缩力的作用下，所述检测内触点的第二端和所述检测外触点的第二端相对接，形成电阻测试回路； 所述电阻检测单元根据所述电阻测试回路测量所述内电极触头和所述外电极触头之间的电阻。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述检测内触点和所述检测外触点为正对同心设置。
11.一种电动汽车电池的更换方法，其特征在于，包括 当装载电池内箱时，在内箱绝缘套中设置的主弹性部件被压缩，在所述主弹性部件的压缩力的作用下，所述主弹性部件套设有的内电极触头的第一端和外箱绝缘套中设置有的外电极触头相对接； 当卸载电池内箱时，所述主弹性部件伸展，电池内箱随着所述主弹性部件的伸展力向外移出，所述内电极触头的第一端和所述外电极触头逐渐分开。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，在所述主弹性部件套设有的内电极触头的第一端和外箱绝缘套中设置有的外电极触头相对接后，所述方法还包括 调节所述内电极触头和外电极触头为正对同心设置。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法还包括 检测所述内电极触头和/或外电极触头的温度，并在所述内电极触头和/或外电极触头超过预设值时进行提示。
14.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法还包括 构建电阻测试回路； 根据所述电阻测试回路测量所述内电极触头和所述外电极触头之间的电阻。
全文摘要
本发明实施例公开了一种电动汽车电池的更换装置及方法，涉及电动车技术领域，为快速的装卸电池而发明。一种电动汽车电池的更换装置，包括内箱绝缘套和外箱绝缘套；在所述内箱绝缘套中设置有主弹性部件，所述主弹性部件套设有内电极触头；所述外箱绝缘套中设置有外电极触头；当装载电池内箱时，所述主弹性部件被压缩，在所述主弹性部件的压缩力的作用下，所述内电极触头的第一端和所述外电极触头相对接；当卸载电池内箱时，所述主弹性部件伸展，电池内箱随着所述主弹性部件的伸展力向外移出，所述内电极触头的第一端和所述外电极触头逐渐分开。本发明主要用于电动车技术中。
文档编号B60K1/04GK103043039SQ201110306188
公开日2013年4月17日 申请日期2011年10月11日 优先权日2011年10月11日
发明者马杰, 关庆斌, 刘杨, 徐文武 申请人:北京中瑞蓝科电动汽车技术有限公司