一种适用于更换电池模式的纯电动汽车电池箱

摘要

本发明涉及纯电动汽车的电池箱的技术领域，尤其涉及一种适用于采用更换电池模式的纯电动汽车电池箱。主动力电池箱是各侧板连接而成一体的，主动力电池箱上部连接有顶板；底板上设有滚轮，后侧板上连接有拉杆和电池供电插孔；在主动力电池箱内设有动力电池组，每个单个动力电池之间设有缓冲隔离绝缘环；主动力电池箱设置在电动汽车尾部的动力电池组密封支架内。在本发明主动力电池箱可以灵活装载和卸出；在电池箱四周设计了散热孔，方便热量及时排除。本发明规范了电动汽车的电池箱，电池箱与纯电动汽车之间的连接具有方便装卸，工作可靠，具有抗变形与防振能力，同时避免撞击、污染、爆晒、水浸泡，可以推动纯电动汽车规模化商业化发展。

说明书

技术领域

本发明涉及纯电动汽车（EV）的电池箱的技术领域，尤其涉及一种适用于采用更换电池模式的纯电动汽车电池箱。

背景技术

纯电动汽车是完全由可充电电池，如铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池或锂离子电池，提供动力源的汽车。根据纯电动汽车动力电池组的技术和使用特性，目前存在交流整车充电、直流整车充电和更换电池组充电三种典型充电模式。 

更换电池组充电是通过直接更换纯电动汽车的动力电池来达到为其充电的目的，动力电池更换站对卸载下的电池进行统一充电。主要优点是有利于提高车辆使用效率，提高了用户使用的方便性和快捷性，还可以及时发现电池组中单个电池的问题进行维修工作，降低电池组放电深度，对于电池的维护和提高电池寿命具有积极意义，是电动汽车实现完全商业模式的最好方式。存在的缺点是现有的电池与纯电动汽车种类多，规格不统一，装卸困难，无法实现电池箱快速更换。

现有技术中对纯电池汽车的分组一般是由多个12 V或24 V的电池串联而成，为了能够分别安装在电动汽车中的不同位置处，通常将动力电池组分为多个小的电池组分散地进行布置，这样有利于电池组的机械化安装、拆卸和检修，但是不利于实现快速更换电池组，阻碍了纯电动汽车规模化商业化发展。

发明内容

本发明为了解决更换电池组充电模式存在的主要问题，提供了一种标准化的适用于更换电池模式的纯电动汽车电池箱，并且改进了电池组与纯电动汽车的连接，可以实现快速更换电池。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种适用于更换电池模式的纯电动汽车电池箱，包括动力电池及动力电池组密封支架，主动力电池箱是由底板、左侧板、前侧板、右侧板和后侧板连接而成一体的，主动力电池箱上部连接有顶板；底板上设有滚轮，后侧板上连接有拉杆，后侧板上还设有带有动力线的电池供电插孔；在主动力电池箱内设有动力电池组，每个单个动力电池之间设有单个电池间的缓冲隔离绝缘环；辅助动力电池组、和低压辅助电池组和DC／DC转换器设置在电动汽车的前方，主动力电池箱设置在电动汽车尾部的动力电池组密封支架内。

所述的动力电池组密封支架的上部设有挡板，动力电池组密封支架与挡板连接处前端顶部设有自然风吸入口，另一端顶部设有冷却风扇，冷却风扇连接在车身尾部；在动力电池组密封支架内的前端设有的阻挡空气的挡板连接在密封支架上；第一弹簧圈连接在阻挡空气的挡板上，第二弹簧圈连接在挡板上，第三弹簧圈连接在电池箱出入门上，带有动力线的插头连接在动力线的电池供电插孔上。  

所述的底板、左侧板、右侧板、前侧板、顶板和后侧板均是高强度绝缘性好的环氧树脂绝缘板，并且各板上均设有散热孔。

所述的电池箱顶板上设有螺丝口。

所述的第一弹簧圈、第二弹簧圈和第三弹簧圈的外部均包裹有绝缘树脂材料。

在本发明针对电动汽车动力电池组设计专用的电池箱，设计上充分考虑电池箱灵活装载和卸出，在电池箱上设计了双侧滚轮，方便电池箱灵活装卸；在电池箱四周设计了散热孔，设计了动力电池强制冷却系统，方便热量及时排除；在电池箱上设计了两个拉杆，方便推拉电池箱；合理设计电池箱与纯电动汽车之间的连接，通过全方位的绝缘弹簧圈，固定纯电动汽车内的电池箱；采取有效的隔离措施，确保主动力电池组与车辆的乘座区分离，防止高电压对人体造成危险。

本发明的有益效果是，规范了电动汽车的电池箱，合理设计了电池箱与纯电动汽车之间的连接，既方便装卸，又能可靠工作，具有抗变形与防振能力，同时避免撞击、污染、爆晒、水浸泡。本发明可以推动纯电动汽车规模化商业化发展。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明装载主动力电池的电池箱结构示意图；

图2是本发明中右侧板的结构示意图；

图3是本发明中顶板的结构示意图；

图4是本发明中前侧板的结构示意图；

图5是本发明中后侧板的结构示意图；

图6是本发明中电池箱中主动力电池的结构示意图。

图7是电池在纯电动汽车中的位置分布示意图。

图8是电池箱在动力汽车内的机械固定与电气连接图。

图中：双侧滚轮1，散热孔2，底板3，左侧板4，拉杆5，前侧板6，右侧板7，顶板8，后侧板9，连有动力电线的电池供电插孔10，螺丝口11，单个动力电池12，单个电池间的缓冲隔离绝缘环13，自然风吸入口14，冷却风扇15，电池箱出入门16，密封支架17，辅助动力电池组18，低压辅助电池组19，电动机20，汽车车轮21，主动力电池箱22，电动汽车车身23，阻挡空气的挡板24，第一弹簧圈25，挡板26，第二弹簧圈27，电池箱出入门16，插头28，第三弹簧圈29。  

具体实施方式

一、对纯电池汽车电池进行分组配置

一般动力电池组由多个12 V或24 V的电池串联而成，为了能够分别安装在EV的不同位置处，通常将动力电池组分为多个小的电池组分散地进行布置，这样有利于电池组的机械化安装、拆卸和检修，但是不利于实现快速更换电池组，阻碍了纯电动汽车规模化商业化发展。在本发明中对电动汽车的电池进行配置，由如下几个部分组成：

1．主动力电池组：由多个12 V或24 V的电池串联形成的动力电池组，总电压可以达到90～400 V，是纯电动汽车行驶过程中的主要动力来源，由专业充电站为其进行充电，是可以快速更换的。

2．辅助动力电池组：由多个12 V或24 V的电池串联形成的动力电池组，总电压可以达到90～400 V，在没有主动力电池组或主动力电池组没电时为纯电动汽车提供动力，是纯电动汽车的辅助动力来源；在主动力电池组电量充足时，主动力电池组为辅助动力电池组进行充电，辅助动力电池组的容量只有主动力电池组容量的10%，固定在纯电动汽车内部，不必要快速更换。

3．低压辅助电池组：供应12V或24V的低电压，作为纯电动汽车的仪表、照明和信号等的工作电源，在主动力电池组电量充足时，主动力电池组为低压辅助电池组进行充电，固定在纯电动汽车内部，不必要快速更换的。

4．DC／DC转换器：纯电动汽车的电池组通过DC／DC转换器，供应12V或24V的低电压，并储存到低压辅助电池组中，作为纯电动汽车的仪表、照明和信号等的工作电源。

二、可灵活装卸的标准电池箱

本发明是一种适用于更换电池模式的纯电动汽车电池箱，如图1-图5所示，图1是本发明装载主动力电池的电池箱结构示意图；图2是本发明中右侧板的结构示意图；图3是本发明中顶板的结构示意图；图4是本发明中前侧板的结构示意图；图5是本发明中后侧板的结构示意图。

主动力电池箱22的长宽高均满足国家“电动汽车动力蓄电池通用标准”的电池模块，通过调整容量均可装在电池箱内。不同容量长、宽、高不同。主动力电池箱22是带有散热孔2的，散热孔2的设计可以方便热量及时排除。并且主动力电池箱22均是由高强度绝缘性好的底板3、左侧板4、右侧板7、前侧板6、顶板8和带有动力线插孔和拉杆的高强度绝缘性好的后侧板9连接而成的，主动力电池箱除顶板8是可以拆卸的外，其余部分均为模具生成为一个整体。电池箱顶板8上的螺丝口11用于将可装卸的顶板8固定在动力电池箱22的其余部分上。

在主动力电池箱22的底板3上设有双侧滚轮1，方便主动力电池箱22灵活装卸；在主动力电池箱22的后侧板9上固定焊接有两个拉杆5，方便推拉电池箱。双侧滚轮和两个拉杆通过螺丝固定在电池箱表面。在后侧板9上还设有带有动力线的电池供电插孔10，后侧板9是主动力电池箱22的出入门。在主动力电池箱22内可以放入动力电池组。

如图6所示，图6是本发明中电池箱中主动力电池的结构示意图。在主动力电池箱22内部的每个单个动力电池12之间设有单个电池间的缓冲隔离绝缘环13，用于缓冲机械挤压，同时进行电气隔离。

三、改进电池箱与电动汽车的连接

如图7所示，图7是电池在纯电动汽车中的位置分布示意图。将辅助动力电池组、和低压辅助电池组和DC／DC转换器放置在电动汽车的前方，主动力电池箱放置在电动汽车尾部的动力电池组密封支架17内。

在动力电池组密封支架17的上部设有与前端具有铰链、后端可以上下活动的挡板26，动力电池组密封支架17与挡板26连接处前端顶部设有自然风吸入口14，另一端顶部设有冷却风扇15。主动力电池箱22的冷却系统可以保证主动力电池在正常使用过程中产生的热量及时排出。冷却风扇15在车身尾部固定连接，挡板26和带有动力线插头的动力电池箱出入门16之间没有物理连接。电池箱采用高强度绝缘性好的材料，防止电池漏电时产生的高电压对人体造成危险。

在动力电池组密封支架17内的前端设有阻挡空气的挡板24，阻挡空气的挡板24焊接在密封支架17上，处于密封支架17的左右两侧板之间，包裹有绝缘树脂的第一弹簧圈25固定连接在阻挡空气的挡板24上，包裹有绝缘树脂的第二弹簧圈27固定连接在挡板26上，带有动力线的插头28连接在动力线的电池供电插孔10上 ，包裹有绝缘树脂的第三弹簧圈29固定在电池箱出入门16上。  

如图8所示，图8是电池箱在动力汽车内的机械固定与电气连接图。安装时，通过改进了的电池组与纯电动汽车的连接，结合专用的装卸车可以实现快速更换电池。先将主动力电池箱22装入在电动汽车后部电池放置处的动力电池组密封支架17内。先扣下挡板26，再合上电池箱出入门16，最后一起固定挡板26和电池箱出入门16，并锁住电池箱出入门16。完成以上步骤，既可将主动力电池箱22机械固定在电动汽车内，又将带有动力线的插头插进电池供电插孔，实现电气连接。