一種電動汽車動力電池簡易交換站的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電動汽車技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可快速更換電池的簡易型電池交換站。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車的大量普及，不僅消耗不可再生的石油資源，而且造成極為嚴重的空氣污染，為此，用蓄電池驅(qū)動的電動汽車正日益受到廣泛的青睞，但是，現(xiàn)有電動汽車受到一次充電行駛里程短、充電時間長等技術(shù)瓶頸的限制，在大眾消費群體還難以普及。為此，人們推出了專門的電動汽車電池交換站，其工作方式類似現(xiàn)有的汽車加油站，電動汽車在行駛一定里程后無需直接充電，而是到儲存有大量滿電電池的電池交換站直接更換充好電的滿電電池，然后即可繼續(xù)行駛，而電池交換站則可將換下的虧電電池進行充電，以用于后續(xù)的更換。例如，一種在中國專利文獻上公開的“電動車輛蓄電池更換工作站”，公開號為:CN1212933A，包括更換臺及蓄電池轉(zhuǎn)換器，更換臺可供電動車輛迸出并定位，并能將電動車輛之蓄電池快速拆卸或安裝于電動車輛的車架上，蓄電池轉(zhuǎn)換架能將蓄電池遠離更換臺，同時更換另一蓄電池，載往更換臺，并協(xié)同更換臺將蓄電池安裝于電動車輛的車架上。蓄電池轉(zhuǎn)換架由運送帶連接檢測區(qū)，用以將拆下之蓄電池進行檢測保養(yǎng)或淘汰，檢測區(qū)又由運送帶連接倉儲區(qū)，用以將可用之蓄電池充電儲存。然而，現(xiàn)有的此類電池交換站存在如下問題:整個交換站的占地面積大，裝置復雜，因而其前期投入相當大，這樣，一方面限制了交換站的普及，從而不利于電動汽車的普及。另一方面，由于目前較低的電動汽車普及率，使得大型交換站的利用率不會很高，從而導致其投入難以收回，進而限制了交換站的普及，特別是，受到場地和投資成本的限制，現(xiàn)有技術(shù)的電池交換站均難以在公司、寫字樓以及住宅小區(qū)等處的停車場進行大面積的推廣普及。因此，目前在國內(nèi)主要還是一些出租車公司的出租車、公交公司的公交車有較大批量電動汽車的采用，出租車公司或公交公司通過自身建立的交換站為公司的電動出租車或電動公交車提供更換電池服務。而對于廣大的上班一族，當白天開車到公司上班、或者晚上開車回到住宅小區(qū)時，卻很難找到一個合適的充電或更換電池的場所，從而極大地限制了電動汽車的普及和推廣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有用于電動汽車的電池交換站所存在的占地面積大、前期投入高，難以大面積推廣使用的問題，提供一種電動汽車動力電池簡易交換站，其占地面積小，并且結(jié)構(gòu)簡單、前期投入少，適合在公司、寫字樓以及住宅小區(qū)等處的停車場進行大面積的推廣。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種電動汽車動力電池簡易交換站，包括停車平臺、固定在地面的框架式的電池儲存充電架、以及用于運送動力電池的手動推車，所述電池儲存充電架從下至上地設(shè)有若干層貫通電池儲存充電架前后側(cè)面的電池儲存腔，每個電池儲存腔都設(shè)有獨立的充電器和相應的充電插頭，電池儲存腔的下側(cè)面上設(shè)有底部帶滾輪的可移動支承板，可移動支承板上放置有動力電池，在電池儲存充電架的前后兩側(cè)分別設(shè)置一個可容置動力電池的升降架，所述升降架包括水平的承重底板、豎直地連接在承重底板左右兩側(cè)的伸縮桿、以及連接在兩根伸縮桿上端之間的橫桿，在電池儲存充電架頂部設(shè)有轉(zhuǎn)向滑輪組，一繞設(shè)在轉(zhuǎn)向滑輪組上的升降拉繩的兩端分別與電池儲存充電架前后兩側(cè)的升降架上的橫桿相連接，從而使兩個升降架可聯(lián)動升降，所述手動推車包括升降平臺、以及放置在升降平臺上底部帶滾輪的可移動支承板，該升降平臺和手動推車的把手相關(guān)聯(lián)，當一個升降架的承重底板處于最下端位置從而和底部第一層的電池儲存腔的下側(cè)面齊平、并且兩個升降架上的伸縮桿均處于收縮狀態(tài)時，則另一個升降架的承重底板處于最上端位置從而和上部頂層的電池儲存腔的下側(cè)面齊平。
[0005]本發(fā)明的交換站主要適用于通過上下升降方式更換動力電池的電動汽車，此類電動汽車在車身的底部設(shè)置下部開口的電池倉，動力電池通過相應的鎖止機構(gòu)放置并固定在電池倉內(nèi)。本發(fā)明中的停車平臺用于需要更換電池車輛的定點停靠，通過相應的定位標記可確保車輛的定點?？?。需要更換動力電池時，先將手動推車推入車輛的底部，并使手動推車的升降平臺對準車輛的動力電池位置。然后通過手動推車的把手抬升升降平臺至動力電池位置，此時即可釋放需要充電的虧電電池，使其落到升降平臺的可移動支承板上。接著下降升降平臺，并將手動推車從車輛底部拉出至電池儲存充電架前側(cè)升降架前，該升降架的承重底板處于最下端位置，而后側(cè)的升降架則處于最上端位置。當手動推車的升降平臺與前側(cè)升降架的承重底板靠近并齊平時，即可推動虧電電池，使其通過具有滾輪的可移動支承板滾動到承重底板上。然后推動最上層電池儲存腔內(nèi)已充好電的滿電電池，使其同樣通過可移動支承板滾動到后側(cè)升降架的承重底板上，此時前后兩側(cè)升降架上的動力電池處于平衡狀態(tài)，因此，我們可輕松地手動抬升前側(cè)的升降架，使支撐虧電電池的承重底板到達最上端位置，相應地，此時放置滿電電池的后側(cè)升降架則下降到最下端位置，這樣，我們可將虧電電池推入最上層的電池儲存腔對其進行充電，并將手動推車拉至另一側(cè)從而靠近后側(cè)的升降架，這樣，即可將滿電電池輕松地推到手動推車的升降平臺上。最后可將手動推車再次推入車輛的底部，并通過手動推車的把手抬升升降平臺，從而使?jié)M電電池進入車輛底部的電池倉內(nèi)，以完成動力電池的更換。更換好動力電池的手動推車的承重底板上則留存有運載滿電電池的可移動支承板，從而為下一次的更換做好準備。當我們需要將虧電電池與電池儲存充電架上其它層的滿電電池進行交換時，可相應地拉長伸縮桿，從而使后側(cè)的升降架下降到合適的高度，以便其承重底板與放置滿電電池的電池儲存腔的下側(cè)面齊平。由于電池儲存充電架采用框架式結(jié)構(gòu)，動力電池在電池儲存充電架內(nèi)呈上下垂直放置，因而其占地面積小，成本低，從而適合在公司、寫字樓以及住宅小區(qū)等處的停車場進行大面積的推廣。特別是，虧電電池的上升高度與滿電電池的下降高度完全相同，因此，升降架在升降過程中只需克服極小的摩擦阻力，也就是說，整個更換電池過程操作人員可輕松地手動完成，從而可顯著地簡化交換站的整體結(jié)構(gòu)，降低交換站的使用、維護成本，進而有利于其普及和推廣。
[0006]作為優(yōu)選，所述轉(zhuǎn)向滑輪組包括分別設(shè)置在電池儲存充電架頂部前后兩側(cè)的轉(zhuǎn)向滑輪、以及豎直地轉(zhuǎn)動連接在電池儲存充電架頂部中間位置的阻尼筒，兩個轉(zhuǎn)向滑輪的輪軸水平設(shè)置并相互平行，所述升降拉繩在阻尼筒上卷繞一圈，卷繞在阻尼筒上的升降拉繩的兩端分別繞過前后兩側(cè)的轉(zhuǎn)向滑輪后與相同一側(cè)升降架的橫桿相連接。
[0007]由于動力電池的重量較大，而前后兩側(cè)的動力電池又處于平衡狀態(tài)，因此，當我們手動升降升降架時容易出現(xiàn)升降速度過快、不平穩(wěn)的現(xiàn)象，過快的升降速度會造成極大的沖擊力，從而造成安全隱患。當前后兩個升降架升降時，本發(fā)明的升降拉繩會帶動阻尼筒做正反向的轉(zhuǎn)動，這樣，當我們將阻尼筒的質(zhì)量設(shè)置的足夠大時，阻尼筒較大的慣性即會對升降拉繩的移動速度突變產(chǎn)生一個較大的阻力，從而可有效地避免升降架的快速升降，有利于保持升降架的平穩(wěn)升降。
[0008]作為優(yōu)選，所述轉(zhuǎn)向滑輪組包括分別設(shè)置在電池儲存充電架頂部前后兩側(cè)的轉(zhuǎn)向滑輪、以及阻尼筒，兩個轉(zhuǎn)向滑輪的輪軸水平設(shè)置并相互平行，在電池儲存充電架頂部中間位置間隔地設(shè)有兩個軸支架，兩個軸支架之間轉(zhuǎn)動連接有水平的花鍵軸，阻尼筒軸向可移動地連接在花鍵軸的中部，花鍵軸的一側(cè)的軸支架上靠近阻尼筒一側(cè)固定連接有齒圈，阻尼筒靠近齒圈的端面上螺紋連接有三個呈環(huán)形等間距布置的調(diào)節(jié)螺桿，調(diào)節(jié)螺桿的軸線與花鍵軸的軸線平行，調(diào)節(jié)螺桿外露于阻尼筒的端部設(shè)有與齒圈嚙合的行星齒輪，所述升降拉繩包括第一拉繩和第二拉繩，第一拉繩的一端固定并卷繞在阻尼筒上，另一端繞過前側(cè)的轉(zhuǎn)向滑輪后與相同一側(cè)升降架的橫桿相連接，第二拉繩的一端固定并卷繞在阻尼筒上，另一端繞過后側(cè)的轉(zhuǎn)向滑輪后與相同一側(cè)升降架的橫桿相連接，第一、第二拉繩在阻尼筒上的卷繞方向相反。
[0009]和前述方案相類似地，阻尼筒可對升降拉繩的移動速度突變產(chǎn)生一個較大的阻力，從而有效地避免升降架的快速升降，有利于保持升降架的平穩(wěn)升降。由于阻尼筒與花鍵軸構(gòu)成軸向可移動的花鍵連接，因此，當花鍵軸與阻尼筒轉(zhuǎn)動時，卷繞筒可沿著電機軸做軸向移動。與此同時，本方案中的升降拉繩包括第一拉繩和第二拉繩，第一、第二拉繩的一端分別固定并卷繞在阻尼筒上，這樣，當我們向下拉動前側(cè)的升降架時，第一拉繩即帶動阻尼筒轉(zhuǎn)動，此時第一拉繩逐步從阻尼筒上釋放，相反地，第二拉繩則被卷繞到阻尼筒上，從而使后側(cè)的升降架抬升。當阻尼筒轉(zhuǎn)動時，阻尼筒端部的調(diào)節(jié)螺桿一起轉(zhuǎn)動，由于調(diào)節(jié)螺桿端部的行星齒輪與固定在軸支架上的齒圈相嚙合，因而此時的行星齒輪做自轉(zhuǎn)，并帶動調(diào)節(jié)螺桿自轉(zhuǎn)，從而帶動與其螺紋連接的阻尼筒在跟隨花鍵軸公轉(zhuǎn)的同時沿著花鍵軸做軸向移動，進而使第一拉繩在阻尼筒上的釋放點以及第二拉繩在阻尼筒上的卷繞點保持不變，以確保第二拉繩可均勻地卷繞在阻尼筒表面，避免第二拉繩拉繩在卷繞筒表面卷繞時出現(xiàn)的不規(guī)則堆疊。與此同理，當我們向下拉動后側(cè)的升降架時，則可使第二拉繩在阻尼筒上的釋放點以及第一拉繩在阻尼筒上的卷繞點保持不變，從而確保第一拉繩可均勻地卷繞在阻尼筒表面。這樣，可使得第一、第二拉繩的釋放和