一种电动汽车换电系统的制作方法

本实用新型一种电动汽车换电系统，属于电动汽车换电系统技术领域。

背景技术：

电动汽车的普及，在节能环保的同时还方便了用户使用，无论是智能控制、动力管理、电池充电技术，都在电动汽车中得到应用，但现有电动汽车电池的应用管理仍然存在相应缺陷，主要体现在：

一、充电过程缺乏监控；在给电动汽车电池进行整车充电时，一般分为慢充和快充两种模式，慢充时使用随车配置的壁挂式充电桩，快充使用符合国家标准的快充充电桩，慢充时将充电插头插入车辆的交流慢充插座，快充时则插入快充充电插座，充电过程中用户对整个充电过程不进行监管，存在过充电造成的高温，甚至引发自燃事故。

二、续航里程有限；续航里程取决于动力电池的布置空间、装置类型、能量密度等因素，当整车设计平台定型时，动力电池的布局也就唯一确定，在电池体积和重量确定的前提下，其能量密度是在有限范围内波动的，也就决定的整车的续航里程是受限的。

三、电池充电过程存在条件限制，目前市面上大多数纯电动汽车采用充电模式，即电池电量低于使用要求时，采用随车配备的便携式充电设备对动力电池进行充电，动力电池针对使用用户是唯一的，既不能随便更换，也不能使用类似的、兼容的充电系统对其进行充电作业，对其进行充电作业的条件限制极大。

技术实现要素：

本实用新型为了克服现有技术中存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种电动汽车换电系统硬件结构的改进。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种电动汽车换电系统，包括系统控制柜和电池充电舱，所述电池充电舱内部设置有充电柜，所述充电柜内部设置有多个充电架，各充电架上挂载有电池包，所述电池包的电源输入端与充电架上设置的充电端口相连；

所述电池包的壳体顶部还设置有t形锁扣，所述t形锁扣通过连接轴与电池包外部设置的第一步进电机相连；

所述电池充电舱内部还设置有充电架输送装置，所述充电架输送装置的一端与充电柜的出口相连，所述充电架输送装置的另一端对准刚性链升降台设置；

所述刚性链升降台的链条传动轴还与第二步进电机的同轴连接；

所述系统控制柜的柜体表面设置有显示屏和控制面板，所述系统控制柜的内部设置有控制电路板，所述控制电路板上集成有微控制器，所述微控制器的外围电路上还设置有多路接触器线圈以及相应的触点开关，所述微控制器通过导线分别与显示屏、控制面板、第二步进电机相连；

所述微控制器还通过导线与充放电控制模块双向连接，所述充放电控制模块还通过导线与各充电架的信号输出端相连；

所述微控制器还通过导线与无线通信模块双向连接，所述无线通信模块通过无线网络与第一步进电机的控制端无线连接；

所述微控制器的电源输入端与电源模块相连。

所述刚性链升降台的台面上还设置有电池包的定位装置和支撑装置。

所述充电架输送装置与刚性链升降台之间设置有行车桥，汽车通过行车桥时对电池包和充电架输送装置进行定位，汽车就位后由刚性链升降台抬升电池包完成更换。

所述微控制器内部使用的芯片型号为esp8266。

本实用新型相对于现有技术具备的有益效果为：本实用新型提供一种电动汽车换电系统，主要由系统控制柜、电池充电舱、电池包及其锁紧装置构成，实现动力电池的自动更换，该套系统可以实现从电池充电到电池换电模式的转换，使用户在需要对汽车电池进行充电时，直接对电池包进行替换，有效提高电动汽车动力补偿效率，同时规避了充电过程可能出现事故隐患的问题；采用换电系统后，动力电池的充电使用充电柜进行整体操作，整个充电换电过程中又由系统控制柜进行统一的充放电数据监控，用户在电量低于整车使用要求时可到最近的换电站对动力电池进行更换，将低电量的电池包存入电池充电柜，并将已充满电的电池包通过升降台安装到汽车支架中，使电动汽车使用的动力电池不是唯一的，在充电方面具备一定的自由度，并能有效提高汽车的动力补偿效率。

附图说明

下面结合附图对本实用新型做进一步说明：

图1为本实用新型系统控制柜和电池充电舱的结构示意图；

图2为本实用新型换电装置的结构示意图；

图3为本实用新型的电路结构示意图；

图中：1为充电柜、2为充电架、3为电池包、4为t形锁扣、5为第一步进电机、6为充电架输送装置、7为刚性链升降台、8为第二步进电机、11为显示屏、12为控制面板、13为微控制器、14为充放电控制模块、15为无线通信模块、16为电源模块、17为行车桥。

具体实施方式

如图1至图3所示，本实用新型一种电动汽车换电系统，包括系统控制柜和电池充电舱，所述电池充电舱内部设置有充电柜（1），所述充电柜（1）内部设置有多个充电架（2），各充电架（2）上挂载有电池包（3），所述电池包（3）的电源输入端与充电架（2）上设置的充电端口相连；

所述电池包（3）的壳体顶部还设置有t形锁扣（4），所述t形锁扣（4）通过连接轴与电池包（3）外部设置的第一步进电机（5）相连；

所述电池充电舱内部还设置有充电架输送装置（6），所述充电架输送装置（6）的一端与充电柜（1）的出口相连，所述充电架输送装置（6）的另一端对准刚性链升降台（7）设置；

所述刚性链升降台（7）的链条传动轴还与第二步进电机（8）的同轴连接；

所述系统控制柜的柜体表面设置有显示屏（11）和控制面板（12），所述系统控制柜的内部设置有控制电路板，所述控制电路板上集成有微控制器（13），所述微控制器（13）的外围电路上还设置有多路接触器线圈以及相应的触点开关，所述微控制器（13）通过导线分别与显示屏（11）、控制面板（12）、第二步进电机（8）相连；

所述微控制器（13）还通过导线与充放电控制模块（14）双向连接，所述充放电控制模块（14）还通过导线与各充电架（2）的信号输出端相连；

所述微控制器（13）还通过导线与无线通信模块（15）双向连接，所述无线通信模块（15）通过无线网络与第一步进电机（5）的控制端无线连接；

所述微控制器（13）的电源输入端与电源模块（16）相连。

所述刚性链升降台（7）的台面上还设置有电池包（3）的定位装置和支撑装置。

所述充电架输送装置（6）与刚性链升降台（7）之间设置有行车桥（17），汽车通过行车桥（17）时对电池包（3）和充电架输送装置（6）进行定位，汽车就位后由刚性链升降台（7）抬升电池包（3）完成更换。

所述微控制器（13）内部使用的芯片型号为esp8266。

本实用新型使用的电池包统一设置在电池充电舱的充电柜中，挂载在充电架上，同时对动力电池包的壳体做出相应改进，使其可以配合电池充电柜和升降台的使用，电池包壳体为实现解锁和锁定而进行结构改进。

在系统控制柜外侧设置有固定充电平台的刚性链升降台，通过微控制器控制布置t型旋转机构的举升平板，从而实现升降台垂直方向的移动，实际使用时，将刚性链升降台固定在装有直线导轨的平台上，通过步进电机实现直线导轨水平方向的移动，导轨的水平移动可以使t型旋转升降台实现垂直方向的移动。

本实用新型使用的电池包具体为设置有外部壳体的动力电池；由于现有电动汽车使用的电池包并没有分配权，使得每一辆车配置一块动力电池，动力电池的编号是唯一的，和用户使用的汽车是一一对应的；使用本实用新型将充电模式变更为换电模式后，每一辆车的动力电池的编号可以更改，且替换的所有动力电池归整车厂或换电站所有，提高电池包的管理效率。

使用时，用户将替换下来的低电量电池包存入系统控制柜中，整个替换过程可以由微控制器控制管理，用户仅需要操作系统控制柜的控制面板登记相应存取记录，即可将满电状态的电池包取出，并将其放置在刚性链升降台，微控制器向其发送安装指令，同时控制升降台的升起，并控制电池包内部的步进电机动作，将t形锁扣扭转至与车架安装槽孔相同的方向，在接入槽孔后控制其恢复原位，实现电池包与车架之间的位置锁定，完成电池包换电模式的安装。

本实用新型提供的系统控制柜支持对内部所有电池包的充放电监控管理，通过充电架对所有的动力电池的充电过程进行监管，实施监控数据通过显示屏进行显示，包括充电soc数据、充电时间等相关参数。

本实用新型提供的换电系统采用换电模式，可以对电动汽车电池的充电时间进行合理管控，能够确保每一块替换安装的动力电池充满，在安装使用时不会因充电时间过短而造成续航的时间断点。

关于本实用新型具体结构需要说明的是，本实用新型采用的各部件模块相互之间的连接关系是确定的、可实现的，除实施例中特殊说明的以外，其特定的连接关系可以带来相应的技术效果，并基于不依赖相应软件程序执行的前提下，解决本实用新型提出的技术问题，本实用新型中出现的部件、模块、具体元器件的型号、连接方式除具体说明的以外，均属于本领域技术人员在申请日前可以获取到的已公开专利、已公开的期刊论文、或公知常识等现有技术，无需赘述，使得本案提供的技术方案是清楚、完整、可实现的，并能根据该技术手段重现或获得相应的实体产品。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。