一种可自主换电的新能源车辆的制作方法

[0001]
本发明涉及新能源车辆技术领域，特别是涉及一种可自主换电的新能源车辆。


背景技术：

[0002]
随着人们的环境意识的逐渐加强，电动汽车逐渐受到消费者的欢迎。电动汽车顾名思义就是主要采用电力驱动的汽车，由于其本身不排放污染大气的有害气体，清洁环保的特点，因此有利于节约能源和减少二氧化碳的排量。但是和其他能源驱动的汽车相比，其主要难点在于电力储存技术。尤其是在出门时，如果电力不足就会使驾驶员陷入进退两难的境地。而现有技术中最快速的充电手段，也需要花费4个小时才能将电池充满，而再快的充电速度将会对锂电池产生无法逆转的损害。对于生活节奏紧张的今天，这个时间是耽误不起的。因此最好的办法就是直接更换电池。但是电动汽车的电池非常重，一般有几十公斤重，一般人很难独自更换，而且更换不小心也会对操作者带来伤害。即使是在专业的中转站，如果操作人员无法及时对电动汽车更换电池也必然会导致驾驶员的不满，严重阻碍了电动汽车的发展。传统新能源车换电需要到换电站进行。这样客户无形增加了来去换电站的时间，增加了整车厂对换电站的投入，也增加了公共资源的投入(交通管理、道路维修、交通事故)。


技术实现要素：

[0003]
本发明的一个目的是要提供一种可自主换电的新能源车辆，解决现有技术中只能通过换电站进行换电的问题。
[0004]
本发明的另一个目的是解决现有技术中换电不方便的问题。
[0005]
特别地，本发明提供一种可自主换电的新能源车辆，包括：
[0006]
车辆本体，其上设置有安装结构；
[0007]
换电装置，其包括电池包和支撑所述电池包的升降装置，在所述电池包使用时，所述换电装置安装于所述安装结构处，与所述车辆本体形成一个整体，在所述电池包需要更换时，所述升降装置支撑所述电池包从所述安装结构处将所述电池包取出，更换其它换电装置至所述安装结构处。
[0008]
可选地，所述升降装置包括：
[0009]
电池托盘，与所述电池包连接，用于支撑所述电池包；
[0010]
底盘；和
[0011]
伸缩部，连接在所述底盘与所述电池托盘之间，用于改变所述电池托盘与所述底盘之间的距离；
[0012]
其中，所述伸缩部包括收缩状态和伸展状态，当所述换电装置安装于所述安装结构处时，所述伸缩部处于所述收缩状态，所述电池托盘与所述电池包设置于所述安装结构的上方，所述底盘位于所述安装结构的下方，所述伸缩部则位于所述安装结构的侧边，通过所述伸缩部提拉所述底盘，使所述底盘处于悬空状态；当所述电池包电量耗尽需要更换所
述换电装置时，所述伸缩部由所述收缩状态开始伸展，所述底盘先向下运动，当所述底盘底部抵顶于地面后所述伸缩部继续伸展，所述电池托盘与所述电池包开始向上运动，直至将所述电池包顶出于所述安装结构处，所述伸缩部到达所述伸展状态，当所述伸缩部到达所述伸展状态时所述换电装置能够直接被取出进行更换。
[0013]
可选地，所述安装结构处设置有限位结构，所述限位结构用于放置所述电池包，并在所述电池包安装在所述限位结构处时限制所述电池包在水平面上移动。
[0014]
可选地，所述限位结构的侧边设置有限位锁，用于在所述电池包安装于所述限位机构处时将所述电池包锁住。
[0015]
可选地，所述电池托盘与电池之间还设置有间隙，所述安装结构处设置有一凸条，所述凸条位于所述限位结构的一侧，当所述电池包与所述电池托盘安装于所述安装结构处时，所述凸条卡接在所述间隙处；所述限位锁位于所述凸条处。
[0016]
可选地，所述底盘底部设置有多个可伸缩万向轮，当所述伸缩部处于收缩状态时，所述万向轮收缩进入到所述底盘内，当所述伸缩部由所述收缩状态向所述伸展状态伸展时，所述万向轮伸展至底盘外。
[0017]
可选地，所述换电装置处设置有按钮，所述按钮与所述伸缩部、所述万向轮及所述限位锁均连接，当需要将换电装置从车辆本体取出时，按动所述按钮，所述限位锁解锁，所述万向轮从所述底盘内伸出，然后所述换电装置的所述收缩部开始由所述收缩状态向所述伸展状态运动，直至所述电池包被完全顶出于所述安装结构；当换电完成后，按动更换后的换电装置上的按钮，则更换后的换电装置将所述电池包安装至所述安装结构处的动作与换电装置从所述车辆本体处取出的动作完全相反。
[0018]
可选地，所述电池托盘上方还设置有把手，所述把手用于在所述伸缩部处于伸展状态时移动所述升降装置，以将所述换电装置从所述安装部拖出或者拖至其它位置。
[0019]
可选地，所述伸缩部位于所述电池托盘与所述底盘之间的一侧面，所述伸缩部包括两个与所述电池托盘可旋转连接的第一杆、两个与所述底盘可旋转连接的第二杆，每一所述第一杆与对应的所述第二杆旋转连接，在所述第一杆与所述第二杆的两个连接点之间设置第一伸缩缸，通过所述第一伸缩缸的伸缩改变所述电池托盘与所述底盘之间的距离；
[0020]
所述安装结构为方形的板状，所述安装结构三侧面与所述车辆本体连接，当所述换电装置安装于所述安装结构处时，所述电池托盘安装于所述安装结构上方，所述底盘则位于所述安装结构的下方，所述伸缩部位于另一未与所述车辆本体连接的侧面处。
[0021]
可选地，所述伸缩部为位于所述电池托盘与所述底盘之间对称设置的两组剪叉架，所述两组剪叉架之间由位于所述底盘处的连接杆连接，所述底盘处还设置有与所述连接杆垂直的第二伸缩缸，所述第二伸缩杆一端连接至所述连接杆处，另一端则抵顶在所述底盘边缘，通过所述伸缩缸推动所述连接杆运动，进而带动所述剪叉架的伸缩，从而改变所述托盘与所述底盘之间的距离；
[0022]
所述安装结构为一侧与所述车辆本体连接的板状，所述安装结构上部内陷形成所述限位结构，所述安装结构的两侧与所述车辆本体形成缝隙供所述伸缩部穿过，在所述升降装置将电池安装至所述限位结构处时，两侧的所述伸缩部穿过所述缝隙，所述电池托盘与所述电池包进入所述安装结构上方，所述底盘进入所述安装结构下方。
[0023]
本发明的新能源车辆包括安装结构和换电装置，在车辆需要电池包提供动力时，
将换电装置安装至安装结构处于车辆形成一个整体。当电池包电量耗尽，将换电装置直接从车辆本体处取出，且取出的过程都不需要人为搬动电池，直接由换电装置上的升降装置支撑电池包，更换另一个换电装置到车辆本体上，然后再安装至安装结构处，供车辆本体使用。本发明的新能源车辆无需在换电站进行换电，用户可以直接自主更换换电装置，省去了用户来去换电站的时间，节省了整车厂换电站的投入，也节约了公共资源如交通管理、道路维修、交通事故等。
[0024]
根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
[0025]
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
[0026]
图1是根据本发明一个实施例的可自主换电的新能源车辆的示意性结构图；
[0027]
图2是根据本发明一个实施例的可自主换电的新能源车辆的车辆本体底部与换电装置的示意性结构图；
[0028]
图3是根据本发明一个实施例的可自主换电的新能源车辆的换电装置安装于车辆本部处时的示意性结构图；
[0029]
图4是根据本发明一个实施例的可自主换电的新能源车辆的换电装置安装于车辆本部处时的局部侧视图；
[0030]
图5是根据本发明一个实施例的可自主换电的新能源车辆的换电装置安装于车辆本部处时的换电装置的伸缩部处于收缩状态时的示意性结构图；
[0031]
图6是根据本发明一个实施例的可自主换电的新能源车辆的换电装置的地盘底部的万向轮抵顶在地面时的示意性结构图；
[0032]
图7是根据本发明一个实施例的可自主换电的新能源车辆的换电装置的底盘底部的万向轮抵顶在地面时的局部侧视图；
[0033]
图8是根据本发明一个实施例的可自主换电的新能源车辆的换电装置的底盘底部的万向轮抵顶在地面时的换电装置的示意性结构图；
[0034]
图9是根据本发明一个实施例的可自主换电的新能源车辆的换电装置的将电池包顶出限位机构的示意性结构图；
[0035]
图10是根据本发明一个实施例的可自主换电的新能源车辆的换电装置的将电池包顶出限位机构的局部侧视图；
[0036]
图11是根据本发明一个实施例的可自主换电的新能源车辆的换电装置的将电池包顶出限位机构的换电装置的示意性结构图；
[0037]
图12是根据本发明一个实施例的可自主换电的新能源车辆的换电装置的将电池包顶出限位机构，并拖出换电装置后的局部侧视图；
[0038]
图13是根据本发明一个实施例的可自主换电的新能源车辆的换电装置的将电池包顶出限位机构，并拖出换电装置后的车辆本体底盘和换电装置的俯视图；
[0039]
图14是根据本发明另一个实施例的可自主换电的新能源车辆的换电装置的示意
性结构图；
[0040]
图15是根据本发明另一个实施例的可自主换电的新能源车辆的车辆本体底部的示意性结构图；
[0041]
图16是根据本发明另一个实施例的可自主换电的新能源车辆的安装结构的示意性结构图；
[0042]
图17是根据本发明另一个实施例的可自主换电的新能源车辆的车辆本体的俯视图；
[0043]
图18是根据本发明另一个实施例的可自主换电的新能源车辆的换电装置安装于所述车辆本部处时的示意性结构图；
[0044]
图19是根据本发明另一个实施例的可自主换电的新能源车辆的换电装置安装于所述车辆本部处时的局部侧视图；
[0045]
图20是根据本发明另一个实施例的可自主换电的新能源车辆的换电装置将电池包顶出限位机构的示意性结构图；
[0046]
图21是根据本发明另一个实施例的可自主换电的新能源车辆的换电装置的将电池包顶出限位机构的局部侧视图；
[0047]
图22是根据本发明另一个实施例的可自主换电的新能源车辆的换电装置将电池包顶出限位机构，并拖出换电装置后的示意性结构图；
[0048]
图23是根据本发明另一个实施例的可自主换电的新能源车辆的换电装置的将电池包顶出限位机构，并拖出换电装置后的局部侧视图。
具体实施方式
[0049]
图1是根据本发明一个实施例的可自主换电的新能源车辆100的示意性结构图。如图1所示，图2是根据本发明一个实施例的可自主换电的新能源车辆100的车辆本体10的底部11与换电装置20的示意性结构图；本实施例的可自主换电的新能源车辆100可以包括车辆本体10和换电装置20。其中，车辆本体10上设置有安装结构12，该安装结构12可以设置在车辆本体10的底部11。换电装置20可以包括电池包21和支撑电池包21的升降装置22，在电池包21使用时，换电装置20安装于安装结构12处，与车辆本体10形成一个整体，在电池包21需要更换时，升降装置22支撑电池包21从安装结构12处将电池包21取出，更换其它换电装置20至安装结构12处。
[0050]
本发明的新能源车辆100包括安装结构12和换电装置20，在车辆需要电池包21提供动力时，将换电装置20安装至安装结构12处于车辆形成一个整体。当电池包21电量耗尽，将换电装置20直接从车辆本体10处取出，且取出的过程都不需要人为搬动电池，直接由换电装置20上的升降装置22支撑电池包21，更换另一个换电装置20到车辆本体10上，然后再安装至安装结构12处，供车辆本体10使用。本发明的新能源车辆100无需在换电站进行换电，用户可以直接自主更换换电装置20，省去了用户来去换电站的时间，节省了整车厂换电站的投入，也节约了公共资源(如交通管理、道路维修、交通事故等)。
[0051]
作为一个具体地实施例，如图1和图2所示，升降装置22可以包括电池托盘221、底盘222和伸缩部223。其中，电池托盘221与电池包21连接，用于支撑电池包21。伸缩部223连接在底盘222与电池托盘221之间，用于改变电池托盘221与底盘222之间的距离。其中，伸缩
部223包括收缩状态(如图3-5所示)和伸展状态(如图8-13所示)，当换电装置20安装于安装结构12处时，伸缩部223处于收缩状态，电池托盘221与电池包21设置于安装结构12的上方，底盘222位于安装结构12的下方，伸缩部223则位于安装结构12的侧边，通过伸缩部223提拉底盘222，使底盘222处于悬空状态。当电池包21电量耗尽需要更换换电装置20时，伸缩部223由收缩状态开始伸展，底盘222先向下运动，当底盘222底部抵顶于地面后伸缩部223继续伸展，电池托盘221与电池包21开始向上运动，直至将电池包21顶出于安装结构12处，伸缩部223到达伸展状态。当伸缩部223到达伸展状态时换电装置20能够直接被取出进行更换。也就是，当换电装置20安装在车辆本体10处被使用后，当换电装置20中的电池包21的电量耗尽时，如果需要更换换电装置20，则将换电装置20从安装部处取出电池包21的过程都不需要用户自主用力去搬动电池，整个换电装置20能够根据用户的指令，自动的将电池包21从安装结构12处顶出，使得更换电池可以用户自主实现。
[0052]
作为本发明的一个具体地实施例，底盘222底部设置有多个可伸缩万向轮224，当伸缩部223处于收缩状态时，万向轮224收缩进入到底盘222内，当伸缩部223由收缩状态向伸展状态伸展时，万向轮224伸展至底盘222外。万向轮224的数量优选为4个。底盘222底部的万向轮224是为了便于在换电装置20更换时，用户拖动换电装置20更省力。当然，由于换电装置20安装在车辆本体10处时，底盘222是悬空于车辆本体的底部11，也就是底盘222作为了车辆本体的底部11的一部分。为了房子底盘222及车辆内部进水或者进入其他灰尘杂质，万向轮224在不使用的时候，也就是换电装置20在安装在车辆本体10处使用时，万向轮224是收缩进底盘222内部的。且当万向轮224收缩进去后，会有一防尘防水罩将万向轮224罩住。当然作为其他实施例，在底盘222外也可以设置不能收缩的轮子。优选地，轮子的数量为四个。
[0053]
作为本发明的一个具体地实施例，如图1-2所示，安装结构12处设置有限位结构13，限位结构13用于放置电池包21，并在电池包21安装在限位结构13处时限制电池包21在水平面上移动。由于当电池包21安装在车辆本体10处被使用时，车辆在行驶的过程中会出现加速、减速、颠簸等情况。如果安装结构12直接为平面，电池包21放置于平面的安装结构12处会随着车辆的加速、减速或者颠簸而出现与车辆之间相对移动的情况。当时间长，或者出现的加速度或减速度很大，或者路面颠簸情况比较严重，则电池包21还有可以从车辆处飞出，这就会造成极大的安全隐患。因此，本申请中在安装结构12处设置限位结构13，有效的防止了电池包21与车辆本体10发生相对移动，从而保证电池包21稳定的被使用。
[0054]
作为本发明的一个具体地实施例，限位结构13的侧边设置有限位锁14，用于在电池包21安装于限位机构处时将电池包21锁住。限位锁14的设置加强了电池包21安装在限位结构13处的稳定性。
[0055]
电池托盘221与电池之间还设置有间隙228，安装结构12处设置有一凸条15，凸条15位于限位结构13的一侧，当电池包21与电池托盘221安装于安装结构12处时，凸条15卡接在间隙228处；限位锁14位于凸条15处。凸条15和间隙228相互配合，也更将增加了电池包21在限位机构处的稳定性。
[0056]
作为本发明的一个具体地实施例，换电装置20处设置有按钮(图中未示出)，按钮与伸缩部223、万向轮224及限位锁14均连接，当按动按钮时，限位锁14解锁，万向轮224从底盘222内伸出，然后换电装置20的收缩部开始由收缩状态向伸展状态运动，直至电池包21被
完全顶出于安装结构12.当换电完成后，按动更换后的换电装置20上的按钮，则更换后的换电装置20将电池包21安装至安装结构12处的动作与更换前的换电装置20顶出电池包21的动作完全相反。
[0057]
作为本发明的一个实施例，电池托盘221上方还设置有把手229，把手229用于在伸缩部223处于伸展状态时移动升降装置22，以将换电装置20从安装部拖出或者拖至其它位置。该把手229也可以设计成可伸缩的结构，当需要使用把手229时，将把手229拉出，不需要使用把手229时将把手229隐藏。
[0058]
作为一个具体地实施例，如图3-13所示，电池托盘221为框架结构，电池包21位于框架内，并与框架可拆卸连接。底盘222尺寸与方形框架适应。伸缩部223位于电池托盘221与底盘222之间的一侧面，伸缩部223包括两个与电池托盘221可旋转连接的第一杆225、两个与底盘222可旋转连接的第二杆226，每一第一杆225与对应的第二杆226旋转连接，在第一杆225与第二杆226的两个连接点之间设置第一伸缩缸227，通过第一伸缩缸227的伸缩改变电池托盘221与底盘222之间的距离。安装结构12为方形的板状，安装结构12三侧面与车辆本体10连接，当换电装置20安装于安装结构12处时，电池托盘221安装于安装结构12上方，底盘222则位于安装结构12的下方，伸缩部223位于另一未与车辆本体10连接的侧面处。
[0059]
具体地，如图3-5所示，此时换电装置20完全设置在安装结构12处，电池包21安装在限位结构13处，电池托盘221位于安装结构12上方，收到安装结构12的支撑力。第一伸缩缸227收缩，使得两个第一杆225和第二杆226向中间位置收缩，电池托盘221通过伸缩部223将底盘222拖住，使底盘222悬空，底盘222形成车辆本体10的底部11的一部分。优选地，底盘222可以防雨水和灰尘。防止车辆外部的雨水或灰尘进入车辆内部或者电池包21内部，因此车辆的使用性能。
[0060]
进一步地如图6-8，当换电装置20上的电池包21的电量耗尽需要更换换电装置20时，按动设置在换电装置20上的按钮(图中未示出)，首先限位锁14打开，位于底盘222处的万向轮224先从底盘222处向下伸出，然后第一伸缩缸227伸展，推动第一杆225和第二杆226，进而推动底盘222向下运动，直至万向轮224抵顶在地面。
[0061]
进一步地如图9-11，当万向轮224抵顶在地面后，由于第一伸缩缸227继续伸展，继续推动第一杆225与第二杆226，此时底盘222不动，电池托盘221开始向上运动。电池托盘221带动电池包21一起向上运动，直至电池包21完全从限位机构处出来。
[0062]
进一步地如图12所示，此时只需要用户轻轻拖动位于电池托盘221上方的把手229，就可以将换电装置20从车辆本体10的位置移出。
[0063]
本实施例中，如图13所示，安装结构12设置在车辆本体10的一个侧边，本实施例中安装结构12位于车辆本体10的最后侧，安装结构12右侧裸露在外。右侧处还设置一凸条15，而电池托盘221与电池之间则设置一间隙228。而限位锁14则设置在凸条15上。当电池包21被安装在限位机构处时，该凸条15可以刚好卡接在该间隙228位置处，限位锁14则锁住电池包21。本实施例中，车辆本体10上需要在车辆底部11后方设置一安装结构12，换电装置20就可以轻易从后面的安装结构12处被取出和安装上去。且本实施例中，当电池包21安装在安装结构12处时，通过限位结构13、限位锁14和凸条15将电池包21和升降装置22能够稳定的设置在车辆本体10上，避免电池包21在使用过程中受到车辆运动的影响而与车辆本体10发生相对运动。
[0064]
作为本发明另一个实施例，如图14-23所示。
[0065]
如图14所示，电池托盘221为框架结构，电池包21位于框架内，并与框架可拆卸连接。底盘222尺寸与方形框架适应。伸缩部223为位于电池托盘221与底盘222之间对称设置的两组剪叉架231，两组剪叉架231之间由位于底盘222处的连接杆232连接，底盘222处还设置有与连接杆232垂直的第二伸缩缸233，第二伸缩缸233一端连接至连接杆232处，另一端则抵顶在底盘222边缘，通过第二伸缩缸233推动连接杆232运动，进而带动剪叉架231的伸缩，从而改变托盘与底盘222之间的距离。如图15-17所示，安装结构12为一侧与车辆本体10连接的板状，安装结构12上部内陷形成限位结构13，安装结构12的两侧与车辆本体10形成缝隙供伸缩部223穿过，在升降装置22将电池安装至限位结构13处时，两侧的伸缩部223穿过缝隙，电池托盘221与电池包21进入安装结构12上方，底盘222进入安装结构12下方，伸缩部223收缩，则电池托盘221与电池安装至限位结构13处，底盘222悬空。
[0066]
具体地，安装结构12设置在车辆本体10的一个侧边，本实施例为车辆本体10的最后侧。本实施例的车辆本体10在图示方向的最右侧处设置一方向的开口槽。安装结构12位于开口槽处，且安装结构12只有一个侧面与车辆本体10连接。其他三个侧面与车辆本体10不连接。如图17所示，安装结构12右侧裸露在外，上下两侧与车辆本体10之间具有缝隙16。该缝隙16用于放置剪叉架231。此外，如图16所示，安装结构12右侧处设置一凸条15，而电池托盘221与电池之间则设置一间隙228。而限位锁14则设置在凸条15上。当电池包21被安装在限位机构处时，该凸条15可以刚好卡接在该间隙228位置处，限位锁14则锁住电池包21。
[0067]
具体地，如图18-19所示，此时换电装置20完全设置在安装结构12处，电池包21安装在限位结构13处，电池托盘221位于安装结构12上方，收到安装结构12的支撑力。第二伸缩缸233处于伸展状态，剪叉架231收缩，电池托盘221通过伸缩部223将底盘222拖住，使底盘222悬空，底盘222形成车辆本体10底部11的一部分。优选地，底盘222可以防雨水和灰尘。防止车辆外部的雨水或灰尘进入车辆内部或者电池包21内部，因此车辆的使用性能。
[0068]
进一步地如图20-21，当换电装置20上的电池包21的电量耗尽需要更换换电装置20时，按动设置在换电装置20上的按钮(图中未示出)，首先限位锁14打开，位于底盘222处的万向轮224先从底盘222处向下伸出，然后第二伸缩缸233收缩，拉动底部连接杆232，进而带动剪叉架231运动，推动底盘222向下运动，直至万向轮224抵顶在地面。当万向轮224抵顶在地面后，由于第二伸缩缸233继续收缩，继续推动连接杆232，剪叉架231继续运动。此时底盘222不动，电池托盘221开始向上运动。电池托盘221带动电池包21一起向上运动，直至电池包21完全从限位机构处出来。
[0069]
进一步地如图22-23所示，此时只需要用户轻轻拖动位于电池托盘221上方的把手229，就可以将换电装置20从车辆本体10的位置移出。
[0070]
至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

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