一種電動車輛的製作方法

2023-04-30 10:42:56

技術領域

本發明涉及電動汽車領域，特別是涉及一種可方便拆卸動力電池的電動車輛。

背景技術：

現有技術中電動車輛的供電電池由於重量大，因此電池多採用不可拆卸的固定安裝結構，導致電動車輛在充電或維護時只能通過整車進行。

針對這種情況，目前也出現一些將電動車輛的電池設置成可拆卸的安裝結構，以在需要時將電池卸下進行單獨移動。但此類拆卸一般是利用專門的設備對電池進行拆卸和安裝，這不但使的電池拆裝過程複雜，而且提高了使用成本，不利於由使用者個人操作。

技術實現要素：

本發明的一個目的是要提供一種能夠方便個人獨立拆卸及移動電池的電動車輛。

本發明一個進一步的目的是要降低電動車輛拆卸後電池重新安裝時的安裝難度。

本發明另一個目的是要提供一種使電動車輛拆卸下電池可作為代步移動工具的電動車輛。

特別地，本發明提供了一種電動車輛，包括：

可分離地安裝至所述電動車輛的預定安裝位置的動力電池模塊，包括：

殼體；

多個單體電池，布置在所述殼體內，並以預定的串聯和/或並聯方式相互連接成能夠輸出所述電動車輛需要的驅動電力；

安裝在所述殼體處的滾輪和手柄，其布置成方便於在所述動力電力模塊與所述電動車輛分離的狀態下由使用者在地面上拖動所述動力電池模塊；和

電力輸出埠，用於與所述電動車輛的電力輸入埠相聯接，以向所述電動車輛提供所述驅動電力；和

安裝至所述電動車輛並由其攜帶的升降裝置，其構造成能夠可釋放地保持所述動力電池模塊並將所述動力電池模塊從處於或鄰近地面的近地位置升高至所述預定安裝位置；其中，所述近地位置的高度低至足以使得所述使用者能夠在無需利用人力將所述動力電池模塊抬高的情況下藉助所述滾輪將所述動力電池模塊推動至所述近地位置。

進一步地，所述升降裝置設置成能夠被一電力驅動源驅動。

進一步地，所述動力電池模塊還包括柔性電纜，所述柔性電纜的長度設置成足以在所述動力電池模塊處於所述近地位置時將所述動力電池模塊的所述電力輸出埠與所述車輛的所述電力輸入埠進行電連接。

進一步地，所述升降裝置包括保持座，用於接納並保持所述動力電池模塊；其中，所述電動車輛的所述電力輸入埠包括形成在所述保持座的接收端電接觸元件；所述動力電池模塊的所述電力輸出埠包括形成在所述殼體處的輸出端電接觸元件；當所述動力電池模塊被移動至所述近地位置時，所述動力電池模塊由所述保持座接納並保持且所述接收端電接觸元件與所述輸出端電接觸元件形成電接觸。

進一步地，所述升降裝置設置成還能被人力驅動。

進一步地，所述升降裝置包括能夠被手動操縱以在電力驅動位置和人力驅動位置之間移動的轉換元件；其中，當所述轉換元件處於所述電力驅動位置時，所述升降裝置與所述電力驅動源聯接；當所述轉換元件處於所述人力驅動位置時，所述升降裝置與所述電力驅動源的聯接被斷開，以允許所述升降裝置被人力驅動。

進一步地，所述預定安裝位置位於所述電動車輛的尾部的下側或外側。

進一步地，所述動力電池模塊還包括用於控制所述動力電池模塊的充電和/或放電的充放電控制電路。

進一步地，所述動力電池模塊還包括調節電路，用於調節所述動力電池模塊經由所述電力輸出埠輸出的電壓和/或電流。

進一步地，所述動力電池模塊還包括設置在所述殼體處的手動調節元件；其中，所述調節電路根據使用者對所述手動調節元件的操作進行所述調節。

進一步地，所述動力電池模塊的所述電力輸出埠包括多個子埠，所述多個子埠輸出相互不同的電壓和/或電流；和/或，所述多個子埠具有相互不同的接口型式。

進一步地，所述動力電池模塊的電量不低於6KW·h，和/或所述動力電池模塊的重量不高於50Kg。

進一步地，所述動力電池模塊上設置有驅動電機，所述驅動電機能夠驅動所述滾輪轉動，在所述把手上設置有控制驅動電機轉動快慢的開關。

進一步地，所述動力電池模塊上設置有供使用者站立的腳踏板，以使使用者可站在所述動力電池模塊上並驅動所述動力電池模塊行進。

本發明的電動車輛由於安裝了升降裝置，因此能夠不藉助其它的安裝設備即可完成自身動力電池的裝卸。同時可拆卸的動力電池模塊能夠被使用者在不消耗太大力量的情況下進行移動。

進一步地，本發明的動力電池模塊由於安裝了驅動電機，因此能夠實現自移動，並可作為代步的移動工具。

此外，本發明的電動車輛在動力電池模塊電力耗盡後或出現故障而又無法就地處理時，可通過配送的方式由專門的服務機構提供相同型號的動力電池模塊進行更換，提高電動車輛的生存能力。

根據下文結合附圖對本發明具體實施例的詳細描述，本領域技術人員將會更加明了本發明的上述以及其他目的、優點和特徵。

附圖說明

後文將參照附圖以示例性而非限制性的方式詳細描述本發明的一些具體實施例。附圖中相同的附圖標記標示了相同或類似的部件或部分。本領域技術人員應該理解，這些附圖未必是按比例繪製的。附圖中：

圖1是根據本發明一個實施例電動車輛結構示意圖，其示出了從車輛的尾部看上去的電動車輛及其處於近地位置的升降裝置；

圖2是圖1所示電動車輛的側向視圖，其中的電動車輛僅示出了其尾部的一部分，並且以局部剖視的方式示出了處於升降裝置內的動力電池模塊；

圖3是根據本發明一個實施例的動力電池模塊的結構示意圖；

圖4是圖2所示動力電池模塊放置在升降裝置內的結構示意圖；

圖5是根據本發明一個實施例的帶有驅動電機的動力電池模塊結構示意圖；

圖6是根據本發明一個實施例的帶有腳踏板的動力電池模塊結構示意圖。

具體實施方式

如圖1、2、3所示，本發明的電動車輛10包括可分離地安裝至電動車輛10的預定安裝位置的動力電池模塊20。該動力電池模塊20在圖3中看得更清楚，其包括一個殼體21和安裝在殼體21內的多個單體電池(圖中未示出)。各單體電池在殼體21內以預定的串聯和/或並聯方式相互連接成能夠輸出電動車輛10需要的驅動電力。在殼體21上還安裝有滾輪22和手柄23，該滾輪22和手柄23布置在方便於在動力電池模塊20與電動車輛10分離的狀態下由使用者在地面上拖動動力電池模塊20移動的位置處。這樣，該動力電池模塊20整體上成形為帶滾輪的行李箱的形式。滾輪可以設置在動力電池模塊的底部的四周，以使動力電池模塊在傾斜或直立狀態下能夠被平穩地移動。該手柄23可以形成為抽拉杆的形式，以使得該動力電池模塊20整體上成形為一種拉杆行李箱的形式。在這種情況下，圖3中所示的手柄23處於收縮狀態，使用者可以將其向外拉出至例如圖6所示的位置，以便於使用者調節手柄23的高度，從而適合於使用者例如在直立行走時方便地藉助該手柄23拖動該動力電池模塊20。

在動力電池模塊20上還設置有電力輸出埠，該電力輸出埠用於與電動車輛10的電力輸入埠相聯接，以向電動車輛10提供驅動電力。如圖2所示，動力電池模塊20的電力輸出埠可以包括形成在柔性電纜25的末端的電插頭24，相應地，電動車輛10的電力輸入埠可以包括用於與該電插頭24配合連接的電插座14。在下文中可以看到，附加地或者可替換地，該動力電池模塊20還可以具有其它形式的電力輸出埠，如下文將要描述的輸出端電接觸元件26和電插座組27，以便於使用者在適合的場合中向電動車輛10或其它用電設備提供電力。

在電動車輛10上還安裝有作為電動車輛10一部分的升降裝置，其安裝至電動車輛10並由其攜帶。該升降裝置構造成能夠可釋放地保持動力電池模塊20，並能夠將動力電池模塊20從處於或鄰近地面的近地位置升高至所需要的預定安裝位置。該近地位置是指動力電池模塊20待被升降裝置升起時所處的位置，其高度低至足以使得使用者能夠在無需利用人力將動力電池模塊20抬高的情況下藉助滾輪22將動力電池模塊20推動至該近地位置。在下文中將會描述該升降裝置的示例性實施例，當然，該升降裝置也可以採用現有技術中任何合適的結構。

本發明中的動力電池模塊20能夠方便地由使用者在電動車輛10處獨立實現拆卸和安裝，並將其移動遠離或靠近電動車輛10，而不需要藉助別的工作平臺或移動工具。安裝在電動車輛10上的升降裝置可以方便地將動力電池模塊20由電動車輛10上卸至能夠被使用者輕易移動的位置處，降低了使用者的搬運強度。同樣，在使用者將動力電池模塊20移動到升降裝置處時，也可以通過推動的方式輕易地將動力電池模塊20放置在升降裝置上，再由升降裝置將動力電池模塊20升高到電動車輛10的預定安裝位置處，而無需再人力直接提起或搬動動力電池模塊20。

進一步地，本發明中的升降裝置可以設置成能夠被一電力驅動源驅動。通過電力驅動源可以實現升降裝置對動力電池模塊20的自動裝卸。參見圖2，該電力驅動源可以是牽引電機12。

進一步地，如圖2所示，在動力電池模塊20上還可以設置有從動力電池模塊20伸出的柔性電纜25。該柔性電纜25可以將動力電池模塊20的電力傳遞至其末端處的電插頭24。該柔性電纜25的長度可以設置成足以在動力電池模塊20處於近地位置時將動力電池模塊20的電插頭24與電動車輛10的電插座14進行電連接。在要將動力電池模塊20安裝到電動車輛10時，可以將動力電池模塊20移動至待升起的近地位置，然後藉助柔性電纜25將電插頭24插入到電動車輛10的電插座14，以為電動車輛10提供電力，並繼而由電動車輛10為電力驅動源如牽引電機12提供電力，從而使得該電力驅動源能夠驅動該升降裝置。該柔性電纜25允許在將動力電池模塊20安裝回到電動車輛10的預定安裝位置之前處於近地位置甚至更遠處時就能為電動車輛10提供電力。這在該動力電池模塊20是該電動車輛10的唯一電力源的情況下是特別有利的。否則，該升降裝置則可能會因為沒有電力供應而無法進行在電力驅動下的升降操作。

繼續參考圖2，該升降裝置可以包括保持座30，該保持座30用於接納並保持動力電池模塊20。在該保持座30處可以形成有接收端電接觸元件31並用作電動車輛10的電力輸入埠。相應地，可以在動力電池模塊20的殼體21處形成有輸出端電接觸元件26並用作動力電池模塊20的電力輸出埠。在要將動力電池模塊20安裝到電動車輛10上時，該升降裝置的保持座30的下端處於接近地面40的位置。這樣，由使用者將該動力電池模塊20藉助其滾輪22直接推入到保持座30內，並由保持座30接納並保持，而無需用人力將動力電池模塊20提起。此時，該動力電池模塊20即處於近地位置。在將動力電池模塊20推動至近地位置的過程中，動力電池模塊20的輸出端電接觸元件26逐漸接近保持座30的接收端電接觸元件31並最終與其形成電接觸。在保持座30的升降過程中，電接觸元件26和31始終保持它們之間的電接觸。這樣，動力電池模塊20的電力則可以通過電接觸元件26和31的電接觸提供給電動車輛10，使得電動車輛10能夠提供驅動升降裝置所需的電力。與前文所述的利用柔性電纜25進行的電連接類似地，當前的電連接方案也可以在動力電池模塊20處於近地位置的時候就能向該電動車輛10提供電力，這在該動力電池模塊20是該電動車輛10的唯一電力源的情況下是特別有利的。需要理解的是，儘管在圖2中同時示出了插頭24與插座14的電連接方案以及電接觸元件26與31的電連接方案，但是可以理解，在其它實施例中可以擇一應用。

下面繼續考慮該動力電池模塊20是該電動車輛10的唯一電力源的情況。在升降裝置將動力電池模塊20將其從安裝位置降低至近地位置並將動力電池模塊20與升降裝置分離之後，此時該動力電池模塊20可能已經斷開了與電動車輛10的電連接，而無法為電動車輛10提供電力以使得升降裝置回復到其下降前的回收狀態。為了方便使得已經卸下動力電池模塊20的升降裝置回到其回收狀態，該升降裝置還可以設置成能夠被人力驅動的結構。這樣，卸下動力電池模塊20的升降裝置可以在沒有電力支持的情況下由使用者手動收回電動車輛10內，以恢復其回收狀態。此外，在將動力電池模塊20安裝至電動車輛10時，如果此時升降裝置處於其回收狀態，也可以由使用者手動將其拉出至適合接收動力電池模塊20的位置。由於使用者是在升降裝置沒有承載動力電池模塊20的情況下對其進行手動操作的，因此這樣的操作是容易且不費力的。

如圖4所示，該升降裝置可以包括能夠被手動操縱以在電力驅動位置和人力驅動位置之間移動的轉換元件17。當轉換元件17處於電力驅動位置時，其使得升降裝置與電力驅動源如牽引電機12聯接；當轉換元件17處於人力驅動位置時，其使得升降裝置與電力驅動源如牽引電機12的聯接被斷開，以允許升降裝置被人力驅動。示例性地，轉換元件17可以是一個致動器，其可以使得升降裝置與電力驅動源之間的傳動連接部選擇性地處於分開或接合的狀態。

還需要理解的是，在電動車輛10還有其它電力源(如另外的蓄電池)的場合中，可以由其它電力源來為諸如牽引電機12的電力驅動源提供電力，以驅動升降裝置。在這種情況下，當動力電池模塊20處於近地位置時，其與電動車輛10之間可以沒有電連接，並且在動力電池模塊20被升高至預定安裝位置時才與電動車輛10形成電連接。在該預定安裝位置處，動力電池模塊20與電動車輛10之間可以類似地採用前文所述的電纜連接方案或者電接觸元件對的連接方案。此時，該升降裝置也可以設置成不需要被人力驅動。

如圖1所示，在本發明的一個實施例中，安裝槽11是該動力電池模塊20的預定安裝位置，該安裝槽11可以位於電動車輛10的尾部的下側。在其它實施例中，該動力電池模塊20的預定安裝位於也可以處於電動車輛的尾部的外側。

在本發明的一個實施例中，動力電池模塊20還可以包括用於控制動力電池模塊20的充電和/或放電的充放電控制電路(圖中未示出)。通過該充放電控制電路可以在動力電池模塊20離開電動車輛10後利用電力輸出埠作為接收電力輸入的接口而與其它充電設備連接，為動力電池模塊充電。同時也可以利用電力輸出埠將動力電池模塊的電力提供給除電動車輛10之外的其它用電設備。

進一步地，動力電池模塊20還可以包括調節電路(圖中未示出)，該調節電路用於調節動力電池模塊20經由電力輸出埠輸出的電壓和/或電流。通過調節電路可以使動力電池模塊20能夠同時作為其它用電設備的充電設備或供電設備。可以理解，在其它的實施例中，該動力電池模塊20還可以設置手動調節元件。該調節電路可以根據使用者對手動調節元件的操作進行調節，以方便改變動力電池模塊20的輸出電壓。

進一步地，在其它實施例中，該動力電池模塊20還可以通過相應的接口與電動車輛10上的數據信號線路連接，以實現電動車輛10和動力電池模塊20之間的數據交流。

在本發明的一個實施例中，動力電池模塊20的電力輸出埠可以包括電插座組27。如圖2所示，該電插座組27可以包括多個子埠，這些子埠輸出相互不同的電壓和/或電流，並且可以具有相互不同的接口型式。通過上述結構可以使動力電池模塊20離開電動車輛10後，能夠為不同的用電設備提供不同的供電模式以及不同插頭的插接，提高了動力電池模塊20的使用範圍。

為了能夠向電動車輛10提供足夠的電力，動力電池模塊20的電量最好不低於6KW·h。同時，為了便於動力電池模塊20的移動，同時適應輕量化的電動車輛10，該動力電池模塊20的重量最好不高於50Kg。這樣，考慮到動力電池模塊20的能量密度及其安全性，其所使用的單體電池可以採用三元非聚合電池，如在鋰離子中摻有錫鋰鈦氧化物的電池或摻有銀鈦合金的電池。此類電池安全性高，不易發生爆炸。本實施例的目的是要使電動車輛10在其動力電池模塊20充滿電的情況下，一次至少能夠行駛60-80公裡。現有動力電池針對一般的電動車輛10是1度電(KW·h)可以跑5-6公裡，當電動車輛10採用輕量化技術時，則可以跑10公裡左右，因此，動力電池模塊20至少需要6KW·h電量才能在滿足該電動車輛行駛要求的同時，也滿足輕量化對動力電池模塊重量的要求。

如圖5所示，在本發明的一個實施例中，可以在動力電池模塊20上設置驅動電機28，並且該驅動電機28能夠驅動滾輪22轉動。在把手23上可以設置控制驅動電機28工作的操縱元件(在圖中畫出並標號)，該操縱元件例如可以控制驅動電機28的開和關以及其輸出轉速的快慢。使用時，從升降裝置卸下的動力電池模塊20可以在使用者的控制下，直接利用動力電池模塊20中的電力供驅動電機28工作，以在地面上移動該動力電池模塊20，這減輕了使用者移動時的負擔。同時採用了驅動電機28後也使得使用者能夠移動重量更大的動力電池模塊20。在圖5中，滾輪22既可以被驅動電機28驅動轉動，也可以在驅動電機28不工作且由使用者拉動動力電池模塊20時在地面上滾動。在其它實施例中，由驅動電機28驅動的受驅輪可以不由滾輪22承擔而另外提供。

如圖6所示，在本發明的一個進一步實施例中，在動力電池模塊20安裝有驅動電機28的情況下(圖中未示出)，動力電池模塊20上可以設置供使用者站立的腳踏板28。這樣，可以在使用者站在動力電池模塊20上的情況下，由驅動電機28滾輪22轉動，從而驅動動力電池模塊20移動並帶動使用者同時行進。在動力電池模塊20的殼體21上可以設置容納腳踏板28的容納槽29，平時腳踏板28以可旋轉的方式安裝在容納槽29內，當使用時，直接旋轉腳踏板28至水平狀態即可。本方案可使卸下的動力電池模塊20成為一個獨立的站立電動車的形式來作為使用者的代步工具，同時也方便了使用者對動力電池模塊20本身的移動。在一些電動車輛10不能到達或是過不去的地方，該動力電池模塊20也可以作為臨時交通工具。

下面結合圖1、2和4詳細描述本發明中的升降裝置的一種示例性結構。

在電動車輛10的尾部中間形成一個用於放置動力電池模塊20的安裝槽11，在安裝槽11內設置保持座30。在安裝槽11的側壁處設置有電插座14、燕尾槽19、驅動齒輪13以及帶動驅動齒輪13轉動的牽引電機12。在保持座30與燕尾槽19對應的位置處設置形狀與燕尾槽18相匹配的楔形滑軌18，與驅動齒輪13對應的位置處設置齒條16。在保持座30處還形成有接收端電接觸元件31。在電動車輛10的處於安裝槽11之外的合適位置處設置控制驅動齒輪13與牽引電機12脫離和接合的轉換元件17。

動力電池模塊20的殼體21上設置有把手23和滾輪22，並且具有作為電力輸出埠的插頭24、電插座組27和輸出端電接觸元件26。

在組裝狀態下，保持座30的滑軌18插入安裝槽11上的燕尾槽19內，以將保持座30可豎向滑動地保持在安裝槽11內。此時，驅動齒輪13與齒條16處於嚙合狀態。動力電池模塊20處於保持座30內，其輸出端電接觸元件26與保持座30內的接收端電接觸元件31插接形成電連接，從而使得動力電池模塊20為電動車輛10提供電力。當然，可選擇地，也可以通過可延伸的柔性電纜25末端的電插頭24與安裝槽11處的電插座14進行電連接。

在從電動車輛10上拆卸下動力電池模塊20時，電動車輛10通過牽引電機12帶動驅動齒輪13轉動，驅動齒輪13通過與齒條16的嚙合傳動帶動保持座30下降。當保持座30下降至接近或抵靠地面的位置時，使用者可利用把手23拉動動力電池模塊20，以藉助滾輪22將其從保持座30內拉出至地面。此時，由於動力電池模塊20的向外移動，電接觸元件26和31之間的電連接被斷開。如果存在電插頭24與電插座14之間的電連接，也可以由使用者手動斷開。然後，如圖4所示，使用者可以操縱轉換元件17，使得安裝驅動齒輪13的錐形齒輪13＇與傳遞牽引電機動力的錐形齒輪12＇相脫離，從而斷開與牽引電機12的傳動連接，再手動向上推動保持座30，將保持座30完全推回到安裝槽11內。然後，再利用轉換元件17控制錐形齒輪13＇與錐形齒輪12＇嚙合，使驅動齒輪13重新被牽引電機12所控制，至此完成動力電池模塊20的拆卸。

在安裝動力電池模塊20時，可以先將動力電池模塊20的電插頭24與安裝槽11的電插座14連接，使電動車輛10能夠有電力可驅動牽引電機12。通過牽引電機12將保持座30放至接近或抵靠地面的位置，再將動力電池模塊20推入保持座30內。然後，在牽引電機12的驅動下，保持座30可完全進入安全槽11，至此完成動力電池模塊20的重新安裝。

在安裝動力電池模塊20時，也可以先利用轉換元件17先將牽引電機12與驅動齒輪13脫離，然後手動將保持座30拉至接近或抵靠地面的位置。然後，使用者將動力電池模塊20推入保持座30內，使輸出端電接觸元件26與保持座30內的接收端電接觸元件31插接，以為電動車輛10提供電力。然後，使用者操縱轉換元件17使驅動齒輪13與牽引電機12嚙合，並由牽引電機12驅動保持座30回到安裝槽11內。

本發明的動力電池模塊的殼體上可以設置顯示裝置，當動力電池模塊安裝到安裝槽內時，該顯示裝置朝向電動車輛的尾部方向，使得直接由外部可觀察到。如電動車輛的安裝槽設置有外保護殼，則其可以採用透明材料製作，以方便從外部觀察到該顯示設備。具體的顯示設備可以是LED顯示屏、LED燈或液晶屏等，該顯示設備可以作為剎車燈使用，或用於顯示一些設定的圖案、logo等。在夜晚將動力電池模塊從電動車輛上卸下而拖走時，該顯示裝置還可以作為照明燈用。

至此，本領域技術人員應認識到，雖然本文已詳盡示出和描述了本發明的多個示例性實施例，但是，在不脫離本發明精神和範圍的情況下，仍可根據本發明公開的內容直接確定或推導出符合本發明原理的許多其他變型或修改。因此，本發明的範圍應被理解和認定為覆蓋了所有這些其他變型或修改。