一種電動汽車及其電池充電替換系統的製作方法

2023-06-03 06:18:56

專利名稱：一種電動汽車及其電池充電替換系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及電動汽車及其電池充電領域，特別是涉及一種電動汽車及其電池充電替換系統。
背景技術：
目前，電動汽車越來越受到大眾、汽車廠家及各國政府的重視。與傳統的化石 燃料(如汽油、柴油或天然氣)內燃發動機驅動的汽車比較，電動汽車具有耗能較少、 直接或間接排放各種汙染物較低的特點。近年來，電池技術方面的進展有力地推進了電 動汽車的發展。比如，合理設計的可充電鋰離子電池塊可以安裝在一輛小型純電動轎車 上，每次充電後可以驅動該轎車行駛40英裡(約65公裡)。在美國，調查顯示，約百分 之八十的日常駕車活動均小於每天40英裡。一些汽車廠家計劃在2010年代的初期開始 批量生產電動汽車。對於電動汽車車主而言，為其電動汽車的電池充電將成為一項日常任務。普遍 認為，對於擁有停車房的車主而言，因其停車房內安有電源插座，充電相對易行，或晚 間或周末對電池充電即可，充電任務基本上不會影響車主的正常生活。但是，對於那些 沒有停車房的車主、特別是那些居住在城區公寓而必須把汽車停放在街道兩邊或公寓樓 下面停車場的車主而言，他(她)們面臨的問題是在哪裡對其電動汽車進行充電及如何 充電？為解決上述問題，一些汽車廠家、有關企業及一些地方政府策劃在市區建立電 動汽車充電站網點，並儘可能在充電網點提供高效充電設備。對於充電網點而言，目前 最為看好的地址是個酒店和購物中心的停車場。但是，這樣的充電網點並不能有效地解 決問題。首先，居住在酒店和購物中心附近的車主畢竟是少數。其次，車主一般不願 把處在充電狀態下的車停放在離其居所較遠的地點，特別是考到每次充電一般需要數小 時，即使高效充電也要30分鐘以上。再其次，大量的電動汽車長時間停放在酒店或購物 中心的停車場也會影響酒店和購物中心的正常營業。解決充電困難的另一個設想是建立電池充電-替換站，車主只需要在替換站把 車上的舊電池(即電量接近耗盡的電池)換成新電池(即電量充滿的電池)即可繼續上 路，而換下來的舊電池則可在替換站進行充電。這一設想的潛在優勢在於如果這樣的 電池充電-替換站網點足夠多，而且替換電池的時間足夠短，電動汽車車主的充電困難 即可得到實際解決。但是，目前建立電池充電-替換站有如下實際問題首先，電動 汽車上的電池塊過於龐大，人工無法操作，必須使用合適的動力機械設備操作。根據目 前有關廠家披露的信息，安裝在電動汽車樣車上的鋰離子電池塊的長度一般達5至6英 尺(1.5至1.8米)，寬度在1至2英尺之間，厚度在1英尺左右，重量在350至400英鎊 (160至180公斤)。對於這樣的龐然大物，必須使用動力機械設備才能夠拆卸、搬運和 安裝。其次，這些必要的機械設備需要地麵廠房。這一點在擁擠的城市地區會有困難。 再其次，建立電池充電_替換站需要大筆先期投資，用以購置地皮、建築材料、相應設備，及支付 施工費用。最後，這樣的充電-替換站建成後的運行和維護費用亦會很高。 高昂的投資和運行費用必然大幅度提高充電費和替換費。因此，從經濟實用的角度看， 這樣的充電-替換站不會有實際市場，也不會解決電動汽車車主充電難的實際問題。

實用新型內容本實用新型的目的是提供一種電動汽車及其電池充電替換系統，解決電動汽車 充電難的技術問題。為了實現上述目的，一方面，本實用新型提供了一種電動汽車，包括至少兩個電池子塊放電室，位於所述電動汽車的車體內部；每個所述電池子塊放電室內安裝有一個能夠抽出到所述電動汽車的車體外部的 滑動型子塊抽屜；每個所述滑動型子塊抽屜內安裝有一個電池子塊。優選的，上述的電動汽車中，所述電池子塊放電室的數量為4個，並且分別安 置在所述電動汽車的駕駛員座位下、前排乘客座位下、後排左邊乘客座位下、以及後排 右邊乘客座位下。優選的，上述的電動汽車中，所述滑動型子塊抽屜的兩側安裝有滑軌，所述電 池子塊放電室內的兩側壁安裝有與所述滑軌相配合的滑軌固定槽；所述電池子塊放電室 朝向所述車體外部的一端設置有能開閉的前門，所述前門的內側面安裝有減震墊，所述 前門的周緣安裝有防水圈。優選的，上述的電動汽車中，所述滑動型子塊抽屜的左右兩側板的內表面形成 有用於在左右方向卡緊所述電池子塊的偏角斜面；所述滑動型子塊抽屜的一端安裝有一條束緊帶母帶，所述束緊帶母帶的自由端 安有一個可調節母卡，所述滑動型子塊抽屜的另一端安裝有一條束緊帶子帶，所述束緊 帶子帶的自由端安有一個可調節子卡；所述可調節母卡與所述可調節子卡相配合在前後 方向束緊所述電池子塊；所述滑動型子塊抽屜內具有連接陽極電纜的陽極夾和連接陰極電纜的陰極夾； 所述陽極夾夾緊所述電池子塊的陽極，所述陰極夾夾緊所述電池子塊的陰極。優選的，上述的電動汽車中，還包括至少一個上掀蓋式放電室，安置在所述 電動汽車的行李箱底部；所述上掀蓋式放電室頂部具有能開啟的頂蓋，所述上掀蓋式放 電室的內部裝有一個固定型子塊抽屜，所述固定型子塊抽屜內安裝有一個電池子塊。優選的，上述的電動汽車中，所述電池子塊由兩塊或兩塊以上的電池子子塊組 合而成，所述電動汽車還具有電池子塊放電控制儀表，所述放電控制儀表包括顯示屏 幕、輸入鍵盤、微型電腦、數據和程序輸入口、以及一組控制連線。為了實現上述目的，另一方面，本實用新型還提供一種用於上述電動汽車的電 池充電替換系統，包括電池子塊充電櫃單元，包括累疊設置的兩個或兩個以上的電池子塊充電室，所 述電池子塊充電室的形狀結構與所述電池子塊放電室相同；每個所述電池子塊充電室內安裝有一個所述滑動型子塊抽屜。優選的，上述的電池充電替換系統中，還包括[0022]梯形子塊抽屜支架車，包括累疊設置的兩個或兩個以上的用於支撐所述滑動型 子塊抽屜的階梯支座，每個階梯支座對應一個所述電池子塊充電室；所述階梯支座上設置有保險螺栓，所述滑動型子塊抽屜保險卡勾，所述保險卡 勾與所述保險螺栓卡扣配合。優選的，上述的電池充電替換系統中，所述電池子塊充電櫃單元還設置有充電 控制儀表，所述充電控制儀表包括顯示屏幕、輸入鍵盤、微型電腦、數據和程序輸入 口、以及一組控制連線。優選的，上述的電池充電替換系統中，所述滑動型子塊抽屜的兩側安裝有滑 軌，所述電池子塊充電室內的兩側壁安裝有與所述滑軌相配合的滑軌固定槽；所述電池子塊充電室朝向所述充電櫃單元外部的一端設置有能開閉的前門，所 述前門的內側面安裝有減震墊，所述前門的周緣安裝有防水圈；所述滑動型子塊抽屜的左右兩側板的內表面形成有用於在左右方向卡緊所述電 池子塊的偏角斜面；所述滑動型子塊抽屜的一端安裝有一條束緊帶母帶，所述束緊帶母帶的自由端 安有一個可調節母卡，所述滑動型子塊抽屜的另一端安裝有一條束緊帶子帶，所述束緊 帶子帶的自由端安有一個可調節子卡；所述可調節母卡與所述可調節子卡相配合在前後 方向束緊所述電池子塊；所述滑動型子塊抽屜內具有連接陽極電纜的陽極夾和連接陰極電纜的陰極夾； 所述陽極夾夾緊所述電池子塊的陽極，所述陰極夾夾緊所述電池子塊的陰極。本實用新型的有益效果是(1)本實用新型把電動汽車的龐大電池塊(亦稱為電 池母塊)分解為數個電池子塊並安裝在汽車車體的不同位置、從而可以用人工對電池子 塊進行替換；電池子塊的尺寸和重量與電池母塊相比大幅度降低，為電動汽車廠家在汽 車車體上安裝電池子塊提供了更多的靈活性；(2)電池廠家製造尺寸大為減小的電池子 塊相對便利容易；(3)與整體電池母塊比較，電池子塊及有關零部件的安裝、替換、保 養和維修會相對便利容易；(4)充電櫃單元可以並列安裝在現有的汽車加油站的加油櫃 旁邊，從而無需投資為充電-替換站選擇和購買土地；(5)由於人工操作電池子塊替換 成為實際可行，充電-替換站無需投資購買動力設備和建立相應廠房，其運行成本也會 極大地降低；(6)電動汽車車主可以像在加油站給燃油汽車「充油(即給耗空的油箱加 油)」 一樣，在充電-替換站便利快速地給電動汽車「充電(給耗空的電池加電，即換新 電池)」。所有這些，都會降低購買電動汽車的成本，降低電動汽車的運行費用，提高車 主使用電動汽車的便利，有力地促進電動汽車為廣大消費者接受，促進電動汽車真正走 進消費者市場，從而達到節省能源和保護環境的目標。此外，本實用新型將使得電池子塊及其充電設備的標準化成為可能。可以預 計，當任何型號的電動汽車均可使用一或兩種標準化電池子塊時，電池子塊及其充電設 備的大規模批量生產即成為現實，電池子塊和電動汽車的成本就會隨之大幅度下降。此 夕卜，隨著電池技術的進一步改進和發展，同樣尺寸和重量的電池子塊將提供更大的容 量，由此可以減少電動汽車上電池子塊的數量；或者，電動汽車上使用同等數量的電池 子塊可以提供更高的裡程，從而有效減少日常充電的次數。本實用新型的技術方案，借 助於新的、更有效的電池，將進一步推動電動汽車的發展和上市，為整個社會提供更大的環境和經濟效益。
圖1是本實用新型技術方案的整體示意圖；圖2為本實用新型技術方案中的五個電池子塊在電動汽車車體上的優選位置；圖3顯示的為本實用新型中電池子塊、子塊抽屜、電池子塊放電室的相對結構 關係及有關部件；圖4顯示的是本實用新型 中電池子塊及子塊抽屜位於駕駛座位下的電池子塊放 電室內，及位於方向盤右側的電池子塊放電控制儀表；圖5為本實用新型技術方案中第五個電池子塊充電室位於汽車行李箱內的優選 位置；圖5a為圖5中A-A方向的截面圖；圖6顯示的是本實用新型技術方案中電池子塊及子塊抽屜位於一個充電櫃單元 的第一個電池子塊充電室內，及該充電櫃單元的電池子塊充電控制儀表；圖7為本實用新型技術方案中為充電櫃單元設計的子塊抽屜梯形支架車；圖7a為圖7的局部B的細節示意圖；圖8為電池子塊在縱向(即長度L方向)進一步分解為電池子子塊的示意圖；圖9是縱向的電池子子塊的聯接示意圖；圖10是電池子塊在橫向(即寬度W方向)分解為電池子子塊的示意圖；圖11是橫向的電池子子塊聯接示意圖。附圖標記說明如下電動汽車1，充電櫃單元2，電池子塊放電室3 (後文中亦簡稱為放電室)，電池 子塊充電室4(後文中亦簡稱為充電室)，子塊抽屜5，滑軌6，電池子塊7，電池子子塊 8(各子子塊分別標註為8a、8b、8c、8d)，放電控制儀表9，放電控制儀表顯示屏9a， 放電控制儀表鍵盤9b，電池子塊或電池子子塊提手10，陽極卡式接頭11，陰極卡式接頭 12，電池子子塊陽極觸頭13，電池子子塊陰極觸頭14，放電室防水門15，放電室防水門 固定合頁16，防水圈17，放電室防水門固定銷18，放電室子塊抽屜支架19，放電室子塊 抽屜支架合頁20，陽極電纜21，陰極電纜22，陽極電夾23，陰極電夾24，電池子塊鎖緊 長帶25，電池子塊鎖緊長帶子式卡頭26，電池子塊鎖緊短帶27，電池子塊鎖緊短帶母式 卡頭28，電池子塊鎖緊帶卡頭放鬆柄29，長方形開口 30，間隔條框31，子塊抽屜側邊框 偏角斜面32，汽車後箱33，汽車後箱箱蓋34，汽車後箱電池子塊放電室蓋板35，充電控 制儀表36，充電控制儀表鍵盤36a，充電控制儀表顯示屏36b，充電室防水防盜門37，充 電室防水防盜門碰鎖38，充電室防水防盜門鈕39，電動汽車駕駛座40，彈性減震墊41， 梯形支架車42，梯形支架車萬向車輪43，梯形支架車拉手44，充電柜子塊抽屜保險卡鉤 45，保險卡鉤定位螺栓46，梯形支架車保險螺栓47，按扣式電極子扣48，按扣式電極聯 接電纜49，及按扣式電極母扣50。
具體實施方式
為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對具體實施例進行詳細描述。本實用新型實施例提供一種電動汽車，包括至少兩個電池子塊放電室，位於所述電動汽車的車體內部；本實施例採用五個放電室進行說明，其中四個所述電池子塊放 電室內各安裝有一個能夠抽出到所述電動汽車的車體外部的滑動型子塊抽屜；每個所述 滑動型子塊抽屜內安裝有一個電池子塊；第五個所述放電室置於汽車後部行李箱內，其 中安裝一個固定的子塊抽屜。本實用新型實施例還提供一種用於上述電動汽車的電池充電替換系統，包括 電池子塊充電櫃單元，包括累疊設置的兩個或兩個以上的電池子塊充電室，所述電池子 塊充電室的形狀結構與所述電池子塊放電室相同；每個所述電池子塊充電室內安裝有一 個所述滑動型子塊抽屜。可見，為了有效地解決電動汽車充電難的實際困難和問題，本實用新型提出一 套新的技術方案，其關鍵點是把目前採用的龐大笨重的電池塊(定義為電池母塊)分解為 數個完全相同的電池子塊並安裝在汽車車體上容易被裝卸的位置，由此車主即可在電池 充電-交換站便利快捷地卸下其車上的舊電池子塊(即電量接近耗盡的電池子塊，後文相 同)，並換上新電池子塊(即充電站提供的充滿電量的電池子塊，後文相同)。本實用新型採用的具體方案包括四個主要部分(1)數個電池子塊，每一子塊 的尺寸和容量完全相同；(2)電動汽車上安裝同樣數量的電池子塊放電室，其尺寸和結 構相同；(3)裝有同樣數量電池子塊充電室的充電櫃單元，其每個電池子塊充電室的尺 寸與汽車上的電池子塊放電室尺寸相同；(4)若干子塊抽屜。電池子塊的數量由電動汽 車的設計裡程和所需的電池母塊的容量決定。比如，假設40英裡(65公裡)裡程要求電 池母塊的重量約為375磅(約170公斤)。為配合這一是要求，本實用新型可以設計4塊 電池子塊，每塊重量約為95磅(約45公斤)；也可以設計5塊電池子塊，每塊重量約為 75磅(約35公斤)；還可以設計6塊電池子塊，每塊重量約為65磅(約30公斤)。為 簡便，本說明中採用5塊電池子塊為示範方案，電池子塊的形狀為長方形體，每塊電池 子塊的尺寸完全相同，均約為長χ寬χ高』8xl8x6inch3 (70x45x15cm3)。電動汽車上的5個電池子塊放電室的位置應選在容易接近而且安全的地方。本 實用新型採用的首選方案是第一至第四個電池子塊放電室依次位於駕駛員座位下、前 排乘客座位下、後排左邊座位下和後排右邊座位下。仔細觀察顯示，一般轎車在這四個 位置均有一個大約為長X寬X高a30X20X8inch3(75X50X20cm3)的可利用空間。第五個電池 子塊放電室(以及第六個電池子塊放電室)可以選在汽車後部的行李箱(簡稱汽車後箱) 內。電池子塊放電室選在上述這些位置的優點，除容易接近和易於操作外，還有防水和 防盜功能，即車門和行李箱蓋鎖閉後，電池子塊放電室(及其內的電池子塊)即與外界隔 罔。在座位下的各電池子塊放電室內，均安裝一個子塊抽屜。通過其兩邊側板上的 滑軌，子塊抽屜可以很容易地被推進或拉出電池子塊放電室。每個子塊抽屜的尺寸一 樣，比電池子塊稍大。這樣，電池子塊可容易地放入子塊抽屜，並通過一定的裝置扣緊 在子塊抽屜內。子塊抽屜上還裝有正負電源接頭卡，可與電池子塊上的正負極卡緊連 接。子塊抽屜的功能是將新的電池子塊推進汽車車體(即座位下的子塊放電室)，並正確 地與汽車的電動系統連接。新電池子塊耗電後成為舊電池子塊，使用子塊抽屜又可以便利地將舊電池子塊拉出汽車車體，並將其替換。一般地，傳統內燃發動機驅動的汽車後 箱底部放置一個備用輪胎，備用輪胎的 前面是油箱的位置。對於電動汽車而言，由於不再需要油箱，備用輪胎的位置可以向前 移，從而在汽車後箱的後部開闢一個約長X寬X高a30x20x8inch3 (75x50x20cm3)的空間， 容納一個電池子塊放電室，或開闢兩個並列的30x20x8inch3(75x50x20cm3)空間，容納兩 個電池子塊放電室。實際觀察表明，一般汽車後箱均具備提供至少兩個電池子塊放電室 的空間。汽車後箱內的第五電池子塊放電室(以及第六電池子塊放電室)與汽車座位下面 的四個電池子塊放電室略有不同。由於汽車後箱箱蓋打開後可以很便利地拆卸或安裝電 池子塊，汽車後箱內的電池子塊放電室不必使用安裝滑軌的拉出_推進式的子塊抽屜， 而可採用沒有滑軌的子塊抽屜，固定在汽車後箱的底部，並配有相應的蓋板。本實用新型的充電櫃可設計為5個(或6個)電池子塊充電室為一組，垂直疊放 在一起構成一個充電單元。在充電單元的最上部安裝一部屏幕式控制儀表。充電櫃也可 視需要設計為兩組或多組充電單元並列。充電單元中的每一個電池子塊充電室的尺寸與 汽車上的電池子塊放電室相同，且其中安裝一個同樣的子塊抽屜。這樣，每組五個(或 6個)電池子塊充電室(即每一個充電櫃單元)既可滿足一輛電動汽車電池子塊的替換和 充電需求。充電單元的電池子塊充電室安裝一個帶鎖的防水防盜門。
以下結合附圖和具體實例對本實用新型的技術方案做進一步說明。如圖1所示，本實用新型的技術方案具有兩個特點其一，把電動汽車1原用 的一塊龐大笨重的電池母塊分解成為五個(或六個)同等的電池子塊7，並安裝在電動汽 車1的五個易於接近的位置，使得人工操作(搬運、拆卸或安裝)電池子塊7成為實際可 行；其二，使用相同尺寸、結構及操作方式的電池子塊放電室3和電池子塊充電室4，並 通過相同的子塊抽屜5使電動汽車1和充電櫃單元2之間的電池子塊交換形成有效的配 合。具體地，如圖2所示，電動汽車1在其車體上安置五個相同的放電室3，分別位於 駕駛座位下(3a)、前排乘客座位下(3b)、後排左座位下(3c)、後排右座位下(3d)，及行 李裡箱內(3e，與其它四個放電室略有不同，見後文說明)。如圖6所示，每個充電櫃單 元2由五個相同的電池子塊充電室4疊放在一起組成。每一個放電室3和充電室4內均 安裝一個尺寸相同且操作方法相同的子塊抽屜5(第五個電池子塊放電室3e例外，見後文 說明)。如圖3所示，子塊抽屜5左右側板的外側面各安有一條滑軌6a，與安裝在電池 子塊放電室3或電池子塊充電室4左右兩內側面安裝的滑軌6b匹配。使用這兩對滑軌可 以使子塊抽屜很容易地被推進或被拉出電池子塊放電室3或電池子塊充電室4。圖3中 的支架19隻為電池子塊放電室3中的子塊抽屜5設置，其作用是在子塊抽屜5完全從電 池子塊放電室3抽出時支撐子塊抽屜及抽屜內的電池子塊。如圖6和圖7所示，充電櫃 單元中使用的五個子塊抽屜不設置支架19，其支撐由梯形支架車42提供(梯形支架車42 的具體結構和作用，見後文說明)。如圖3所示，本實用新型的技術方案中的子塊抽屜5的橫向(即左右方向)尺寸 較電池子塊7的寬度稍大，電池子塊7可以很便利地放入子塊抽屜5，並由子塊抽屜兩個 側板內表邊下部的偏角斜面32卡緊。電池子塊7在子塊抽屜內縱向(即前後方向)的定 位由鎖緊長帶25、鎖緊短帶27及相關子式卡頭26、母式卡頭28完成。由圖3所示，子 塊抽屜5的縱向尺寸較電池子塊7的長度稍大。電池子塊7放入子塊抽屜5後，其前部由間隔條框31固定出一定的空間用以容納電池子塊的陽極卡式接頭11和陰極卡式接頭12，以及子塊抽屜內的陽極電纜21、陰極電纜22、陽極電夾23、和陰極電夾24(注由 於角度關係，圖3僅標出了陽極卡式接頭11和陰極卡式接頭12的相對位置，其形狀可見 圖9)。鎖緊長帶25的前端固定在間隔條框31的中部，鎖緊短帶27的前端則固定在長方 形開口 30的前端。長方形開口 30的作用有二 一是固定鎖緊短帶27的位置，二是使鎖 緊長帶25和鎖緊短帶27在拉緊時對電池子塊產生向前的推力和向下的拉力。如圖4所示，電池子塊7被鎖緊在子塊抽屜5內，而子塊抽屜5被完全推入位於 駕駛座位40下面的電池子塊放電室3內。圖4中，放電室防水門15內表面上的防水圈 17起防水作用，而兩個彈性減震墊41的作用是在防水門15關閉後在縱向壓緊電池子塊7 並為電池子塊7減震。圖4中，放電控制儀表9安置在駕駛員容易操作的位置，用來操 作各個電池子塊，其中放電控制儀表顯示屏9a用來顯示各個電池子塊的放電狀態及其所 剩電量，放電控制儀表鍵盤％用來輸入操作指令，如接通電路、切斷電路等指令。如圖5、圖5a所示，本實用新型技術方案中的第五個電池子塊放電室3e安置在 汽車後箱33內。與其它電池子塊放電室(即3a，3b，3c和3d)略有不同，放電室3e為一 個不安裝滑軌的子塊抽屜，並固定在汽車後箱內儘量靠近尾部的位置。替換放電室3e內 的電池子塊7時，只需把汽車後箱蓋34打開即可便利地進行電池子塊7的拆卸或安裝。 電池子塊7安裝完畢，電池子塊放電室3e由蓋板35蓋好。汽車後箱的箱蓋34鎖閉後， 即對電池子塊起到防水和防盜的作用。需要指出的是，在使用本實用新型技術方案時， 如需設計六個電池子塊以進一步減小每一個電池子塊的尺寸和重量，或進一步增加電池 子塊組的整體容量，可以在汽車箱33內並列安裝兩個相同的電池子塊放電室3e。 如圖6所示，本實用新型技術方案中的充電櫃單元2最上部設置一部充電控制儀 表36。通過控制儀表36的鍵盤36a，操作人員可以操作整個充電櫃單元的電池子塊裝卸 過程和充電過程。操作指令的輸入以及各電池充電室的充電狀況均由儀表的顯示屏36b 顯示。圖6中的電池子塊充電室4的尺寸及結構與汽車上的電池子塊放電室3相同，只 是充電室室門37裝有碰鎖38，起到防盜作用。碰鎖38可以用鑰匙開啟，也可以通過控 制儀表鍵盤36a用密碼開啟。如圖6所示，電池子塊充電室室門門扭39用來開或關充電 室室門。充電櫃單元2的電池子塊充電室4的子塊抽屜5的尺寸和結構亦與汽車上電池子 塊放電室3的子塊抽屜5相同，只是不安裝支架19。由圖7所示，充電櫃單元2的每個 子塊抽屜5被抽出其相應的充電室後由一個五級梯形支架車42支撐(注如每一充電櫃 單元安置六個充電室，則採用六級梯形支架車)。梯型支架車42安有四個萬向輪43，操 作人員可以單手操作支架車把手44，便利地調整梯形支架車42的位置，依次使其每個階 梯支撐相應的子塊抽屜。如圖7所示，為了防止操作過程中梯形支架車42意外移動導致 子塊抽屜5脫落，每一個電池子塊充電室的子塊抽屜5的一側還設置有一個保險卡鉤45， 由定位螺栓46定位在子塊抽屜5的左側板外表面上，並可以定位螺栓46為軸前後起落。 充電室4中的子塊抽屜5被拉出並放在相應的支架車階梯上後，保險卡鉤45可以向前折 起再按下，套在支架車相應階梯側面設置的保險螺栓47上。 如前所述，本實用新型的首選技術方案是把電池母塊分解為五塊電池子塊，使 每一塊電池子塊的重量降低到人工可以裝卸的程度。如需進一步降低電池子塊的重量， 還可以考慮將電池母塊分解為六塊電池子塊。如圖2所示，普通轎車的車體一般可以提供五至六個易於接近的空間位置用來安裝電池子塊放電室和電池子塊。而且，將五個或六個電池子塊分放在如圖2所示的不同位置可以改善整車重量的分布，提高行車的穩定 性，特別是剎車時、彎路行駛時或在雨雪天氣行使時的穩定性。誠然，把第五個(及第 六個)電池子塊放電室安置在汽車後箱內會在一定程度上妨礙汽車後箱的存貨功能。解 決這一問題的可能方案是把第五個(及第六個)電池子塊放電室安置在汽車前部的動力箱 內(即汽車前蓋下面)。由於沒有內燃發動機、變速箱以及相關部件(如散熱器、啟動 器、啟動電池等)，電動汽車的動力箱內應該有至少提供一個電池子塊放電室的空間。本實用新型進一步提出，可以把每個電池子塊7進一步分解為兩塊或多塊電池 子子塊8，使每一塊電池子子塊的重量進一步降低，更便於人工操作。如圖8所示，電 池子塊7可以在縱向(即長度L方向)進一步分解成兩塊電池子子塊(即8a和8b，如圖 8中A所示)、三塊電池子子塊(即8a、8b和8c，如圖8中B所示)、甚至四塊電池子 子塊(即8a、8b、8c和8d，如圖8中C所示)。圖9以電池子塊在縱向分解為四塊電池 子子塊為例展示各電池子子塊之間如何連接。如圖9所示，電池子子塊8a、8b、8c和8d 首尾依次連接，其中電池子子塊8a、8b和8c的左側面均具有一個錐形凸式陽極13和一 個錐形凹式陰極14(由於角度關係，圖中僅在電池子子塊8b左側面顯示)，而電池子子塊 8b、8c和8d的的右側面均具有相對應的一個錐形凹式陰極14和一個錐形凸式陽極13 (由 於角度關係，圖中僅在電池子子塊8c右側面有所顯示)。當四塊電池子子塊疊放在一起 時，前一塊電池子子塊的錐形凸式陽極13和錐形凹式陰極14分別與後一塊電池子子塊的 錐形凹式陰極14和錐形凸式陽極13緊密結合。電池子子塊8a的右側面安裝陽極卡式接 頭11和陰極卡式接頭12 (注圖3中電池子塊7的前側面與圖9中電池子子塊8a的右側 面相同)。應注意的是，電池子子塊8d(即最後一塊電池子子塊)的左側面沒有錐形凸式 陽極13和錐形凹式陰極14。如圖10所示，電池子塊7也可以在橫向(即寬度W方向)進一步分解成兩塊電 池子子塊(即8a和8b，如圖10中A所示)、三塊電池子子塊(即8a、8b和8c，如圖10 中B所示)、甚至四塊電池子子塊(即8a、8b、8c和8d，如圖10中C所示)。圖11以 電池子塊在橫向分解為兩塊電池子子塊為例展示各電池子子塊之間如何連接。如圖11所 示，電池子子塊8a和8b的前端分別安有陽極卡式接頭11和陰極卡式接頭12 (由於角度 關係，圖中僅標出了其位置)，其後端分別安有一個按扣式電極子扣48;兩個按扣式電 極子扣48之間由一根按扣式聯接電纜49聯接。按扣式聯接電纜49的兩端各安有一個按 扣式電極母扣50，可以緊密地扣接在按扣式電極子扣48上。由上可知，本實用新型的技術特點是(1)把一塊龐大笨重的電池母塊分解為 五個(或六個)電池子塊並分別安裝在汽車車體上五個(或六個)容易接近的電池子塊放 電室內；(2)在充電-替換站的充電櫃單元內安排同樣五個(或六個)尺寸相同的電池子 塊充電室；(3)電池子塊放電室(除第五個和第六個電池子塊充電室)和電池子塊充電室 均安裝相同的由滑軌輔助的子塊抽屜，用來把電池子塊拉出汽車車體或充電櫃，從而使 電池子塊的拆卸和安裝簡單易行；(4)使用相同的子塊抽屜把電動汽車和充電站有效地 聯繫起來，使得人工操作電池子塊在充電-替換站進行快速有效的替換成為可能。在實 際運作中，可考慮在充電-替換站培訓專職人員，並引進具有防震功能的小型四輪推車 在汽車和充電櫃之間運送電池子塊。這樣可以保證電池子塊替換速度，並有效保護電池子塊、放電設備及充電設備。由上可知，本實用新型實 施例具有以下優勢(1)本實用新型把電動汽車的龐大電池塊分解為數個電池子塊並安裝在汽車車體 的不同位置、從而可以用人工對電池子塊進行替換；電池子塊的尺寸和重量與電池母塊 相比大幅度降低，為電動汽車廠家在汽車車體上安裝電池子塊提供了更多的靈活性；(2)電池廠家製造尺寸大為減小的電池子塊相對便利容易；(3)與整體電池母塊比較，電池子塊及有關零部件的安裝、替換、保養和維修會 相對便利容易；(4)充電櫃單元可以並列安裝在現有的汽車加油站的加油櫃旁邊，從而無需投資 為充電_替換站選擇和購買土地；(5)由於人工操作電池子塊替換成為實際可行，充電-替換站無需投資購買動力 設備和建立相應廠房，其運行成本也會極大地降低；(6)電動汽車車主可以像在加油站給燃油汽車「充油(即給耗空的油箱加油)」 一樣，在充電-替換站便利快速地給電動汽車「充電(給耗空的電池加電，即換新電 池)」。所有這些，都會降低購買電動汽車的成本，降低電動汽車的運行費用，提高車主 使用電動汽車的便利，有力地促進電動汽車為廣大消費者接受，促進電動汽車真正走進 消費者市場，從而達到節省能源和保護環境的目標。(7)本實用新型將使得電池子塊及其充電設備的標準化成為可能。可以預計， 當任何型號的電動汽車均可使用一或兩種標準化電池子塊時，電池子塊及其充電設備的 大規模批量生產即成為現實，電池子塊和電動汽車的成本就會隨之大幅度下降。此外， 隨著電池技術的進一步改進和發展，同樣尺寸和重量的電池子塊將提供更大的容量，由 此可以減少電動汽車上電池子塊的數量；或者，電動汽車上使用同等數量的電池子塊可 以提供更高的裡程，從而有效減少日常充電的次數。本實用新型的技術方案，藉助於新 的、更有效的電池，將進一步推動電動汽車的發展和上市，為整個社會提供更大的環境 和經濟效益。以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通 技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些 改進和潤飾也應視為本實用新型的保護範圍。
權利要求1.一種電動汽車，其特徵在於，包括至少兩個電池子塊放電室，位於所述電動汽車的車體內部；每個所述電池子塊放電室內安裝有一個能夠抽出到所述電動汽車的車體外部的滑動 型子塊抽屜；每個所述滑動型子塊抽屜內安裝有一個電池子塊。
2.根據權利要求1所述的電動汽車，其特徵在於，所述電池子塊放電室的數量為4 個，並且分別安置在所述電動汽車的駕駛員座位下、前排乘客座位下、後排左邊乘客座 位下、以及後排右邊乘客座位下。
3.根據權利要求2所述的電動汽車，其特徵在於，所述滑動型子塊抽屜的兩側安裝有滑軌，所述電池子塊放電室內的兩側壁安裝有與 所述滑軌相配合的滑軌固定槽；所述電池子塊放電室朝向所述車體外部的一端設置有能開閉的前門，所述前門的內 側面安裝有減震墊，所述前門的周緣安裝有防水圈。
4.根據權利要求3所述的電動汽車，其特徵在於，所述滑動型子塊抽屜的左右兩側板的內表面形成有用於在左右方向卡緊所述電池子 塊的偏角斜面；所述滑動型子塊抽屜的一端安裝有一條束緊帶母帶，所述束緊帶母帶的自由端安有 一個可調節母卡，所述滑動型子塊抽屜的另一端安裝有一條束緊帶子帶，所述束緊帶子 帶的自由端安有一個可調節子卡；所述可調節母卡與所述可調節子卡相配合在前後方向 束緊所述電池子塊；所述滑動型子塊抽屜內具有連接陽極電纜的陽極夾和連接陰極電纜的陰極夾；所述 陽極夾夾緊所述電池子塊的陽極，所述陰極夾夾緊所述電池子塊的陰極。
5.根據權利要求1、2、3或4所述的電動汽車，其特徵在於，還包括至少一個上掀 蓋式放電室，安置在所述電動汽車的行李箱底部；所述上掀蓋式放電室頂部具有能開啟的頂蓋，所述上掀蓋式放電室的內部裝有一個 固定型子塊抽屜，所述固定型子塊抽屜內安裝有一個電池子塊。
6.根據權利要求5所述的電動汽車，其特徵在於，所述電池子塊由兩塊或兩塊以上的 電池子子塊組合而成，所述電動汽車還具有電池子塊放電控制儀表，所述放電控制儀表 包括顯示屏幕、輸入鍵盤、微型電腦、數據和程序輸入口、以及一組控制連線。
7.—種用於權利要求1所述的電動汽車的電池充電替換系統，其特徵在於，包括電池子塊充電櫃單元，包括累疊設置的兩個或兩個以上的電池子塊充電室，所述電池子塊充電室的形狀結構與所述電池子塊放電室相同；每個所述電池子塊充電室內安裝有一個所述滑動型子塊抽屜。
8.根據權利要求7所述的電池充電替換系統，其特徵在於，還包括梯形子塊抽屜支架車，包括累疊設置的兩個或兩個以上的用於支撐所述滑動型子塊 抽屜的階梯支座，每個階梯支座對應一個所述電池子塊充電室；所述階梯支座上設置有保險螺栓，所述滑動型子塊抽屜保險卡勾，所述保險卡勾與 所述保險螺栓卡扣配合。
9.根據權利要求8所述的電池充電替換系統，其特徵在於，所述電池子塊充電櫃單元還設置有充電控制儀表，所述充電控制儀表包括顯示屏幕、輸入鍵盤、微型電腦、數據和程序輸入口、以及一組控制連線。
10.根據權利要求7、8或9所述的電池充電替換系統，其特徵在於， 所述滑動型子塊抽屜的兩側安裝有滑軌，所述電池子塊充電室內的兩側壁安裝有與 所述滑軌相配合的滑軌固定槽；所述電池子塊充電室朝向所述充電櫃單元外部的一端設置有能開閉的前門，所述前 門的內側面安裝有減震墊，所述前門的周緣安裝有防水圈；所述滑動型子塊抽屜的左右兩側板的內表面形成有用於在左右方向卡緊所述電池子 塊的偏角斜面；所述滑動型子塊抽屜的一端安裝有一條束緊帶母帶，所述束緊帶母帶的自由端安有 一個可調節母卡，所述滑動型子塊抽屜的另一端安裝有一條束緊帶子帶，所述束緊帶子 帶的自由端安有一個可調節子卡；所述可調節母卡與所述可調節子卡相配合在前後方向 束緊所述電池子塊；所述滑動型子塊抽屜內具有連接陽極電纜的陽極夾和連接陰極電纜的陰極夾；所述 陽極夾夾緊所述電池子塊的陽極，所述陰極夾夾緊所述電池子塊的陰極。
專利摘要本實用新型提供一種電動汽車及其電池充電替換系統，其中電動汽車包括至少兩個電池子塊放電室，位於所述電動汽車的車體內部；每個所述電池子塊放電室內安裝有滑動型子塊抽屜；每個所述子塊抽屜內安裝有電池子塊。充電替換系統包括充電櫃單元，包括至少兩個電池子塊充電室，充電室的形狀結構與放電室相同；每個充電室內安裝有一個所述子塊抽屜。本實用新型把電動汽車的龐大電池塊分解為數個電池子塊並安裝在汽車車體的不同位置、從而可以用人工對電池子塊進行快速替換，大大縮短充電等待時間，降低建造和運作充電-替換站成本，解決電動汽車充電難的技術問題，促進電動汽車真正走進消費者市場，從而達到節省能源和保護環境的目標。
文檔編號B60L11/18GK201792761SQ20102029209
公開日2011年4月13日 申請日期2010年8月12日 優先權日2009年10月5日
發明者高方 申請人:高方