| JP2002075324 | BATTERY |
| JP07142041 | METHOD AND STRUCTURE FOR PREVENTING CONTACT FAILURE OF TERMINAL |
| JP61013555 | SEALED LEAD-ACID BATTERY |
尹学军 (中国山东省青岛市流亭空港工业聚集区金刚山路7号, Shandong 8, 266108, CN)
KONG, Xiangfei (7# Jin Gang Shan Road, Manufacturing Zone of Qingdao Liuting International Airport Industrial ParkQingdao, Shandong 8, 266108, CN)
尹学军 (中国山东省青岛市流亭空港工业聚集区金刚山路7号, Shandong 8, 266108, CN)
KONG, Xiangfei (7# Jin Gang Shan Road, Manufacturing Zone of Qingdao Liuting International Airport Industrial ParkQingdao, Shandong 8, 266108, CN)
| 权利要求书 1、 一种电动车辆快速补充电能的方法， 在电动车辆上设置可充电 电池组， 在换电站里设置电池更换装置、 充电库和电池库， 其特征在于 可充电电池组由电池箱和标准化的标准电池单元组成， 电池箱内设有至 少一个容纳标准电池单元的电池腔室， 电池腔室内设有容纳多个标准电 池单元工位， 沿标准电池单元装入方向设有导轨， 标准电池单元工作时 位于电池箱内， 并且能够沿导轨在电池箱中顺畅地装入和退出， 电池的 电极位于装入方向的侧面，标准电池单元到位后电池电极与电极触轨接 触， 电极触轨之间通过固定的串并联电路连接， 一旦标准电池单元全部 到位， 电池组即达到所需的电池组额定电压和电池组容量， 将上述可充 电电池组预先装配在电动车辆上， 电动车辆需要补充电能时， 驶入换电 站付费将电池箱内的乏电标准电池单元更换成充好电的标准电池单元 即可。 2、 根据权利要求 1所述的电动车辆快速补充电能的方法， 其特征 在于包括如下步骤： 1 ) 电动车辆驶入换电站中的换电工位， 司机根据所需标准电池单 元的型号和数量订购要更换的标准电池单元，并将电池箱切换到换电状 态， 解除对电池箱内标准电池单元的定位锁定； 2 )按照订购电池量， 利用电池更换装置将电动车辆电池箱内需要 更换的乏电标准电池单元替换为充足电的标准电池单元； 3 )电池更换装置同步显示装入的标准电池单元型号、 数量和价格； 4 ) 电池箱内乏电标准电池单元更换完毕后， 移走电池更换装置， 重新将电池组内标准电池单元锁定， 电动车辆电能补充完毕； 5 )标准电池单元进入电池箱全部到位后即与电极触轨正确接触并 通过电极触轨之间固定设置的串并联线路组合达到所需的电池组额定 电压和电池组容量； 6 )期间司机按照预订的电池更换数量缴费， 或按照最终显示的实 际更换电池数量缴费； 7 )将更换下来的乏电标准电池单元送入充电库充电， 将充好电的 足电标准电池单元送入电池库备用。 3、 根据权利要求 1所述的电动车辆快速补充电能的方法， 其特征 在于电池箱中电池腔室的一端设置标准电池单元的入口， 另一端设置标 准电池单元的出口， 解除对电池箱内标准电池单元的定位锁定后， 将电 池更换装置的装填口与电动车辆的电池腔室入口对接，启动电池更换装 置， 按照所订购标准电池单元的型号和数量， 自电池腔室入口逐一将足 电的标准电池单元送入 , 同时该电池腔室内的乏电标准电池单元逐粒自 电池腔室出口退出， 对于多个电池腔室， 标准电池单元可以同时装入、 同时退出。 4、 根据权利要求 1所述的电动车辆快速补充电能的方法， 其特征 在于电池箱中同一电池腔室仅设置一个标准电池单元进入及退出共用 的出入口， 解除对电池箱内标准电池单元的定位锁定后， 将电池更换装 置回收口与电池箱的电池腔室出入口对接，先将电池腔室内的标准电池 单元逐粒自电池腔室出入口退出，再将电池更换装置的装填口与电池腔 室出入口对接， 按照所订购标准电池单元的型号和数量， 自电池腔室出 入口逐一将充足电的标准电池单元送入， 电池箱设置多个电池腔室时， 标准电池单元可以同时退出、 同时装入。 5、 一种标准电池单元， 其特征在于标准电池单元由多个电池基本 单元串联或 /和并联组成， 并放置于一个在应用过程中不再拆解的标准 外壳之中， 在标准外壳上设置电极。 6、 一种标准电池单元， 其特征在于包括一个电池基本单元， 电池 基本单元的电极设有弹性伸缩结构，弹性伸缩结构由金属弹簧或弹性材 料构成。 7、 根据权利要求 5所述的标准电池单元， 其特征在于标准电池单 元的电极设有弹性伸缩结构， 弹性伸缩结构由金属弹簧或弹性材料构 成。 8、 根据权利要求 6所述的标准电池单元， 其特征在于标准电池单 元的棱角或突出部位设置弹性緩冲垫层。 9、 根据权利要求 6所述的标准电池单元， 其特征在于标准电池单 元上设有耐磨垫层。 10、 根据权利要求 6所述的标准电池单元， 其特征在于标准电池 单元的正负电极分别位于标准电池单元的两端，且电极凸出于标准电池 单元的相应端面。 11、 一种电池箱， 包括电池箱体， 其特征在于电池箱体内设有至 少一个可以容纳多个标准电池单元的电池腔室， 电池腔室内在沿电池装 入方向设有导轨， 电池箱内设有电池定位机构， 在电池腔室内电池装入 方向的侧面设有直接与标准电池单元电极接触的电极触轨， 电极触轨由 阳极触轨和阴极触轨组成，至少一个阳极触轨和至少一个阴极触轨上带 有用于与外部电路相连的输出端口，或者连接用于与外部电路相连的输 出端口。 12、 根据权利要求 11所述的电池箱，其特征在于阳极触轨或 /和阴 极触轨设置多个， 彼此之间通过固定的串联或 /和并联电路连接。 13、 根据权利要求 11所述的电池箱， 其特征在于电池箱中每个电 池腔室的两端分别设有电池的入口和出口。 14、 根据权利要求 11所述的电池箱， 其特征在于电池箱中同一电 池腔室仅设置一个电池装入和退出共用的出入口。 15、 根据权利要求 13或 14所述的电池箱， 其特征在于在电池腔 室的入口、 出口或出入口处设置可开启的保护盖， 保护盖与电池箱体之 间设置密封元件或密封结构。 16、 根据权利要求 11所述的电池箱， 其特征在于电极触轨设置在 电池装入方向的侧面， 与电池电极对应的部位。 17、 根据权利要求 16所述的电池箱， 其特征在于每个电池腔室内 至少一条电极触轨由在与电池电极的接触方向具有弯曲弹性的良导体 制成， 并通过更软的弹性材料与电池箱体联接。 18、 根据权利要求 16所述的电池箱， 其特征在于每个电池腔室内 至少一条电极触轨由刚性较大的良导体制成，在电极触轨与电池箱体之 间设置弹性元件。 19、 根据权利要求 16所述的电池箱， 其特征在于电极触轨相对电 池的电极可移动或转动。 20、 根据权利要求 11所述的电池箱， 其特征在于导轨为滑动导轨 或滚动导轨。 21、 根据权利要求 20所述的电池箱 , 其特征在于滚动导轨由转辊 构成， 或由转辊及导向传动带构成。 22、 根据权利要求 20所述的电池箱， 其特征在于导轨为固定在电 池腔室内的导向条， 或电池箱体自身侧壁上设置的导向凹凸结构。 23、 根据权利要求 20所述的电池箱， 其特征在于导轨与电池箱体 之间设置弹性緩冲减振垫层。 24、 根据权利要求 20所述的电池箱， 其特征在于电池箱设有电池 装卸驱动机构。 25、 根据权利要求 24所述的电池箱， 其特征在于装卸驱动机构由 控制系统、驱动电机、减速装置和传动装置组成，传动装置为皮带传动、 或链轮传动、 或齿轮齿条传动、 或涡轮蜗杆传动、 或滚珠螺杆传动。 26、 根据权利要求 24所述的电池箱， 其特征在于电池装卸驱动机 构由控制系统、 控制阀及气缸或液压缸组成。 27、 根据权利要求 11所述的电池箱， 其特征在于电池定位机构为 可伸入和退出电池腔室的可控制活动挡块。 28、 根据权利要求 11所述的电池箱， 其特征在于电池箱内或电池 箱周围设有冷却散热系统。 29、 根据权利要求 28所述的电池箱， 其特征在于冷却散热系统为 气冷通道， 气冷通道设有进气端口和出气端口， 进气端口上设置可更换 或可清洗的过滤网， 在电池周围设置通风子道， 通风子道通过气冷通道 与外部新鲜空气相连通， 气冷通道上设有风机强制通风， 或气冷通道进 30、 根据权利要求 28所述的电池箱， 其特征在于冷却散热系统为 循环散热管路， 散热管路由吸热部、 散热部、 循环连接管、 动力循环泵 组成， 循环散热管路内装有冷却介质， 吸热部置于电池周围或与电池外 壁相接触， 散热部与外部流通空气相接触， 或与散热外壳相接触。 31、 根据权利要求 28所述的电池箱， 其特征在于冷却散热系统为 重力式热管， 重力式热管由蒸发部、 冷凝部、 上升管、 下降管组成， 蒸 发部或冷凝部至少之一由多根连通的排管组成， 排管内装有低沸点工 质， 蒸发部与电池紧密接触、 或通过良导热材料与电池相接触、 或置于 电池周围， 冷凝部位于蒸发部上方， 通过上升管和下降管与蒸发部相连 通， 冷凝部位于外部流通空气中或与散热外壳相接触， 所述散热外壳包 括与外部流通空气相接触的至少部分电池箱体外壳或至少部分电动车 外壳。 32、 根据权利要求 11所述电池箱， 其特征在于电池腔室内设置标 准电池单元电极的自动辩别防错装置。 |
本发明属于交通运输领域， 涉及电动车辆的能量供应， 具体为一种电 动车辆快速补充电能的方法及其相应的供电装 置。 背景技术
随着科技的进步和经济的发展， 人们的生产生活空间在不断扩大， 各 种车辆已经成为人们出行所不可或缺的交通工 具。 过去， 车辆的动力能源 主要来自石油产品和各种燃气， 但是， 随着油气资源的日趋减少以及噪声 污染、 大气污染、 全球气候变暖等问题日益严重， 开发和利用环保的替代 能源、 减少 C02排放成为人们的共识。 在这种背景下， 电能作为一种环保、 高效、 可靠的能源在车辆的动力供应中得到了广泛的 应用， 各种电动自行 车、 电动汽车、 电动公交车、 有轨电车等电动车辆成为未来交通运输车辆 发展的一种趋势。 以充电电池为动力的纯电动车辆普遍存在一个 问题， 普 通车用电池充电时间需要数小时， 无法象各种油汽燃料一样在加油站快速 地完成能量补充， 因此极大地限制了电动车辆的普及。 为了解决上述问题， 申请号为 200810006771. 6的专利提出了一种快速更换大型蓄电池组的 法 和装置 ,这些方法一般釆用所谓的高压电池组或全压 池组作为更换单元 , 为了更换方便， 电池的重量和体积都很大， 由于不同型号、 不同品牌的电 动车辆外形各异， 其内部空间差异较大， 釆用尺寸较大的大型高压蓄电池 在客观上使电池的规格型号难以标准化， 无法用有限几种型号的电池适用 于市场上大部分车型， 而尺寸形状各异的蓄电池组也增加了建设类似 加油 站的电能补充机构的难度， 使各种电动车辆通过更换蓄电池来实现快速补 充电能也变得十分困难， 因此也进一步制约了电动车辆的普及。 目前， 相 关技术的研究还停留在如何将这些大型蓄电池 快速地充电， 但目前即使快 充也需要约 1 0-20分钟， 这就需要大量的场地， 以便同时给很多车辆充电， 显然无法适应大范围建设类似加油站的电能补 充机构、 进而推动电动车辆 普及的需要。 此外， 由于釆用高电压大容量的蓄电池， 在保存、 使用等各 各环节， 也都提出了较高的安全防护要求， 这也在一定程度上增加了运营 成本。 有配套电弓电网提供电能的城市有线电车， 由于架设电网线路不仅 占用大量城市空间， 而且还带来影响市容、 增加维护成本等诸多问题， 所 以其应用前景更不容乐观。 发明内容
本发明的目的在于克服上述缺陷， 提供一种可以适用于市场上各种电 动车电池组充电电池快速更换， 且无需外设配套电弓电网就可以实现电动 车辆快速补充电能的方法。
本发明电动车辆快速补充电能的方法是这样实 现的， 在电动车辆上设 置可充电电池组， 在换电站里设置电池更换装置、 充电库和电池库， 可充 电电池组由电池箱和标准化的标准电池单元组 成， 标准电池单元的型号、 大小和形状能够适用于市场上绝大多数电动车 形状各异的电池箱， 其区别 数量不同、 或 /和电池排列不同、 或 /和电池单元之间的串并联连接方式不 同， 电池箱内设有至少一个容纳标准电池单元的电 池腔室， 电池腔室内沿 电池装入方向设有导轨， 电池腔室内沿电池装入方向设有多个容纳标准 电 池单元的工位，标准电池单元工作时位于电池 箱内，并且能够沿导轨在电池 箱中顺畅地装入和退出， 标准电池单元的电极位于装入方向的侧面， 标准 电池单元到位后电池电极与电极触轨接触 , 电极触轨之间通过固定的串并 联电路连接， 一旦充足电的标准电池单元全部到位， 电池组即达到所需的 电池组额定电压和电池组容量， 将上述可充电电池组预先装配在电动车辆 上， 电动车辆需要补充电能时， 驶入换电站付费将电池箱内的乏电标准电 池单元更换成充好电的标准电池单元。 通常情况下， 本发明电动车辆快速 补充电能的方法包括如下步骤：
1 )电动车辆驶入换电站中的换电工位， 司机根据所需标准电池单元的 型号和数量订购要更换的标准电池单元， 并将电池箱切换到换电状态， 解 除对电池箱内标准电池单元的定位锁定；
2 )按照订购电池量， 利用电池更换装置将电动车辆电池箱内需要更 换 的乏电标准电池单元替换为充足电的标准电池 单元；
3 ) 电池更换装置同步显示装入的标准电池单元型 号、 数量和价格； 4 )电池箱内乏电标准电池单元更换完毕后， 移走电池更换装置， 重新 将电池组内标准电池单元锁定， 电动车辆电能补充完毕；
5 )标准电池单元进入电池箱全部到位后即与电 触轨正确接触并通过 电极触轨之间固定设置的串并联线路组合达到 所需的电池组额定电压和电 池组容量
6 )期间司机按照预订的电池更换数量缴费， 或按照最终显示的实际更 换电池数量缴费；
7 )将更换下来的乏电标准电池单元送入充电库 电， 将充好电的足电 标准电池单元送入电池库备用。
应用本发明电动车辆快速补充电能的方法时， 利用电池更换装置将电 动车辆电池箱内需要更换的乏电标准电池单元 替换为充好电的足电标准电 池单元， 这一过程根据电池箱的结构不同， 可以具体釆用如下方式操作完 成： （ 1 ) 电池箱中电池腔室的一端设置标准电池单元的 入口， 另一端设置 标准电池单元的出口， 解除对电池箱内标准电池单元的定位锁定后， 将电 池更换装置的装填口与电动车辆的电池腔室入 口对接，启动电池更换装置， 按照所订购标准电池单元的型号和数量， 自电池腔室入口逐一将充满电的 标准电池单元送入， 同时该电池腔室内的乏电标准电池单元逐粒自 电池腔 室出口退出， 对于设置了多个电池腔室的电池箱， 为提高换电效率， 多个 电池腔室中的标准电池单元可以同时装入、 同时退出； （2 ) 电池箱中同一 电池腔室仅设置一个供标准电池单元进入及退 出共用的出入口， 解除对电 池箱内标准电池单元的定位锁定后， 将电池更换装置回收口与电池箱的电 池腔室出入口对接， 先将电池箱内的标准电池单元逐粒自电池箱腔 室出入 口退出， 再将电池更换装置的装填口与电池腔室出入口 对接， 按照所订购 标准电池单元的型号和数量， 自电池腔室出入口逐一将充满电的标准电池 单元送入， 同理， 电池箱设置多个电池腔室时， 多个电池腔室中的标准电 池单元可以同时退出、 同时装入。
基于本发明的方法， 可以应用现有铅酸蓄电池、 或铅酸胶体电池、 或 金属氢化物 /镍电池、 或锂离子电池、 或铁氧锂电池等各种电池为电动车辆 提供能量， 因此， 所述标准电池单元可以是上述任意一种可充电 的电池基 本单元， 本发明中， 电池基本单元是指不可再继续拆分的独立电池 个体， 为了便于制作和组合摆放， 优选的， 电池基本单元的形状为圓柱形或长方 形， 当然也可以是其他形状。
第二个目的在于提供另一种适用于本发明电 动车辆快速补充电能的方法的 标准电池单元， 其包括一个电池基本单元， 电池基本单元的电极设有弹性 伸缩结构， 弹性伸缩结构由金属弹簧或弹性材料构成， 所述弹性材料包括 橡胶材料或者弹性聚氨酯材料等。
另外， 除了直接以电池基本单元的形式进行应用外， 为了提高工作效 率， 便于更换和使用， 本发明的第三个目的在于提供又一种适用于本 发明 电动车辆快速补充电能的方法的标准电池单元 , 标准电池单元由多个电池 基本单元串联或 /和并联组成，并放置于一个在应用过程中不 拆解的标准 外壳之中， 在标准外壳上设置电极。 为了便于与外部接电线路连接， 所述 标准电池单元的电极也可以设有弹性伸缩结构 ， 所述弹性伸缩结构由金属 弹簧或弹性材料构成，所述弹性材料包括橡胶 材料或者弹性聚氨酯材料等。 标准外壳的形状也优先设置为圓柱形或长方形 ， 此外， 所述应用过程是指 电池正常的使用寿命周期内。 利用设置标准外壳的技术方案更换电池更加 方便快捷， 可以使电池的电压、 容量以及重量尺寸更为适中， 与全压大电 池相比更容易布置于复杂形状的电池箱， 因此可以更充分地利用电动车辆 的可用空间； 与电池基本单元相比， 有利于进一步缩短电动车辆电能补充 的时间。 本发明标准电池单元的电极位于标准电池单元 装入方向的侧面。
标准电池单元的电极除设置于同一端面外， 还可以将标准电池单元的 正负电极分别设置于标准电池单元的两端， 并且使正负电极分别凸出标准 电池单元的相应端面， 这样更有利于标准电池单元与外部输电路的有 效连 接。 此外， 为了防止外部冲击造成意外损坏， 还可以在本发明标准电池单 元的棱角或突出部位设置弹性緩冲垫层。 另外， 为了适用于本发明电动车 辆快速补充电能的方法， 可以在本发明标准电池单元上对应电池箱导轨 的 位置设置耐磨垫层， 这样可以减轻导轨对于标准电池单元的直接磨 损， 防 止标准电池在反复装卸过程中因过度磨损而损 坏， 从而提高产品的使用寿 命。 本发明的第四个目的在于提供一种适用于本发 明电动车辆快速补充电 能的方法及各种标准电池单元的电池箱， 包括电池箱体， 电池箱体内设有 至少一个可以容纳多个标准电池单元的电池腔 室， 电池腔室内在沿电池装 入方向设有导轨， 电池腔室内在沿电池装入方向设有多个标准电 池单元工 位， 电池箱内设有电池定位机构， 在电池腔室内电池装入方向的侧面设有 直接与标准电池单元电极接触的电极触轨 , 电极触轨由阳极触轨和阴极触 轨组成， 至少一个阳极触轨和至少一个阴极触轨上带有 用于与外部电路相 连的输出端口， 或者是连接着用于与外部电路相连的输出端口 。 所述的输 出端口可以是接线座、 插头或电线等多种形式。 阳极触轨或 /和阴极触轨设 置多个时， 根据需要， 彼此之间通过固定的串联或 /和并联电路连接。 特别 要指出的是， 本文中所述的串并联电路，即是指串联电路、 并联电路或串联 和并联组合电路中的任一种。
需要说明的是， 本发明电池箱中既可以直接应用现有各种电池 作为标 准电池单元， 又可以应用本发明目的二和目的三中所述的标 准电池单元， 电池单元及本发明目的二和目的三中所述的标 准电池单元的统称。 为了表 述方便， 在本发明以下的行文中， 有时也直接以电池来统称现有电池构成 的标准电池单元及本发明目的二和目的三中所 述的标准电池单元。
根据实际需要， 可以在本发明电池箱中每个电池腔室的一端设 置标准 电池单元的入口， 另一端设置标准电池单元的出口； 也可以在电池箱中同 一电池腔室仅设置一个电池装入和退出共用的 出入口。 另外， 为了防止使 用过程中电池意外脱出， 以及水或其他异物进入， 在电池腔室的入口、 出 口或出入口处设置有可开启的保护盖。 保护盖与电池箱体之间可以利用紧 固件连接， 也可以利用卡口结构、 铰链结构、 锁扣结构或者螺紋结构进行 连接。 为了防止水或异物进入电池腔室， 造成短路或断路等故障， 必要时， 还可以在保护盖与电池箱体之间设置密封元件 或密封结构， 所述密封元件 包括密封套、 密封垫、 密封圈或密封条等等， 密封结构包括卡口结构等等。
本发明电池箱的电极触轨设置在电池装入方向 的侧面， 与电池电极对 应的部位。 标准电池单元装入到位后电池电极即与电极触 轨正确接触， 电 极触轨的串联或 /和并联是预设固定的， 虚位以待电池单元， 一旦电池正确 到位， 即组合达到所需的电池组电压和电池组容量。 本发明电池箱中电极 触轨的设置形式多样， 例如， 可以釆用每个电池腔室内至少一条电极触轨 由在与电池电极的接触方向具有弯曲弹性的良 导体制成、 并通过比良导体 材料更软的弹性材料与电池箱体联接的技术方 案， 必要时还可以在电极触 轨与电池箱体之间增设绝缘材料层； 也可以釆用每个电池腔室内至少一条 电极触轨由刚性较大的良导体制成、 在电极触轨与电池箱体之间设置弹性 元件的技术方案，必要时也可以在电极触轨与 电池箱体之间增设绝缘材料 层； 还可以釆用电极触轨能够相对电池的电极移动 或转动的技术方案， 即 电极触轨非固定设置， 可以根据需要与电池电极保持接触或分离。 根据电 动车辆的车型及载荷不同， 可以通过控制电池箱中设置电池的数量或是电 池间的串并联及其组合方式， 来获得适宜的电压及电能总容量。 为实现这 一目的， 电池箱中的阳极触片和阴极触片可以对应的分 段设置， 利用电极 触片段与段之间不同连接方式， 可以实现各电池之间的串联或 /和并联设 置。 这样， 通过分段设置阳极触片和阴极触片可以构成多 个子电池组， 通 过子电池组间的串联或 /和并联的组合关系，又可以获得适宜的电压 电能 总容量。
本发明电池箱的导轨为滑动导轨或滚动导轨， 比较典型的滚动导轨由 转辊构成、 或由转辊及导向传动带构成， 当然也可以是其他形式滚动导轨； 滑动导轨形式也非常多样， 可以为固定在电池腔室内的导向条， 也可以是 电池箱体自身侧壁上设置的导向凹凸结构等。 只要可以顺利实现对电池的 限位及导向作用， 都可以实现同样的功能。 为防止车辆行驶过程中因道路 颠簸对电池造成的冲击， 进而产生脱离电弧或造成电池损坏， 在导轨与电 池箱体之间还可以设置弹性緩冲减振垫层， 所述弹性緩冲减振垫层由橡胶 材料、 弹性发泡材料或弹性聚氨酯材料等弹性材料制 成。 这种技术方案可 以在不影响减振性能的同时， 避免在本发明标准电池单元的棱角或突出部 位设置弹性緩冲垫层时， 对电池散热带来的不利影响。
为了便于电池装入或退出电池箱， 本发明电池箱还设有电池的装卸驱 动机构。 所述装卸驱动机构可以由控制系统、 驱动电机、 减速装置和传动 装置组成， 传动装置为皮带传动、 或链轮传动、 或齿轮齿条传动、 或涡轮 蜗杆传动、 或滚珠螺杆传动； 装卸驱动机构也可以由控制系统、 控制阀及 气缸或液压缸组成。
为了便于电池在电池箱中的定位， 并防止电池箱内的电池在使用过程 中发生意外窜动或移位， 本发明电池箱中设置了电池定位机构， 所述电池 定位机构为可伸入及退出电池腔室的活动挡块 ， 可以随时控制活动挡块做 出伸入或退出电池腔室的动作来实现或解除对 电池腔室内标准电池单元的 定位锁定。 这样， 与导轨等其他结构配合， 就可以实现对电池箱内电池位 置的限定。
另外，为了防止标准电池单元装入时阳极和阴 极颠倒造成的不良影响， 在电池箱中的电池腔室内还可以设置标准电池 单元电极的自动辩别防错装 置。 所述自动辨别防错装置的形式多种多样， 可以是针对不同尺寸电极设 置的电池箱体不同尺寸腔室结构； 也可以是电池腔室内固定设置的与标准 电池单元上凹槽相配合的凸起或销钉等结构； 还可以是设置在电池腔室入 口或出入口的、 带有针对电极特定形状开孔的挡板。
电池箱内或电池箱周围设有冷却散热系统， 以保证在使用过程中， 电 池箱内电池所产生的热量能够及时散出， 避免因高温对电池、 电池箱及其 他设备造成损坏。 所述的冷却散热系统可以是气冷通道， 气冷通道设有进 气端口和出气端口， 进气端口上设置可更换或可清洗的过滤网， 在电池周 围设置通风子道， 通风子道通过气冷通道与外部空气相连通， 气冷通道上 可以设置风机强制通风， 或气冷通道进气端口设有以车辆行驶气动压力 作 为通风动力的动压集气端口； 冷却散热系统也可以是循环散热管路， 散热 管路由吸热部、 散热部、 循环连接管、 动力循环泵组成， 循环散热管路内 装有冷却介质， 吸热部置于电池周围或与电池外壁相接触， 散热部与外部 流通空气相接触， 或与散热外壳相接触； 冷却散热系统还可以是重力式热 管， 重力式热管由蒸发部、 冷凝部、 上升管、 下降管组成， 蒸发部或冷凝 部至少之一由多根连通的排管组成， 排管内装有低沸点工质， 蒸发部与电 池紧密接触、 或通过良导热材料与电池相接触、 或置于电池周围， 冷凝部 位于蒸发部上方， 通过上升管和下降管与蒸发部相连通， 冷凝部位于外部 流通空气中或与散热外壳相接触， 所述散热外壳包括与外部流通空气相接 触的至少部分电池箱体外壳或至少部分电动车 外壳。 本发明电动车辆快速补充电能的方法的可充电 电池组。 由于使用的标准化 电池基本单元尺寸较小， 适用性强， 将这种可充电电池组应用于各种电动 自行车、 电动汽车、 电动公交车、 有轨电车等电动车辆上以后， 便于实现 广泛建设类似加油站的电能补充机构， 再按照本发明电动车辆快速补充电 能的方法， 就可以实现为电动车辆快速补充电能， 为电动车辆的普及提供 良好的条件。 当然， 也可以利用现有加油站添置相应设施提供为电 动车辆 更换电池、 补充电能的服务， 同时加油站对换下电池进行随时充电， 以备 循环使用； 同理， 对于有弓网 （有线） 的城市电车， 可以根据车辆耗电实 际情况， 停靠指定站点进行电池替换、 补充电能作业， 彻底省去弓网。 这 样就可以彻底解决目前电动车辆电能补充时间 过长， 难以大范围普及的社 会难题。
为了满足自行充电的需求， 在电池箱上设置慢充接口及相应的变电装 置， 这样可以利用诸如停放在停车场等闲置时间对 电动车辆进行充电， 优 先利用峰谷电， 另外也可以利用风电或光伏发电进行充电。 也可在电池箱 上设置快充接口以及相应的快充变电装置， 以便在没有备有可更换电池的 充电站进行快充。
本发明电动车辆快速补充电能的方法， 利用标准化的小型电池基本单 元构成的标准电池单元提供电能， 通过快速装卸电动车辆电池箱中设置的 标准电池单元， 来实现电动车辆快速地电能补充。 根据电动车型的不同将 标准电池单元规范化后， 可以利用现有加油站或车辆固定停靠站点对电 动 车辆进行电池更换， 补充电能， 使电动车辆的电能补充和目前汽车加油一 样方便快捷。 替换下的电池在加油站或车辆停靠站点重新充 电， 以备循环 使用。 当然也可以另外广泛建设类似加油站的电能补 充机构来实现这一目 的。 应用本发明电动车辆快速补充电能的方法， 就可以彻底解决目前电动 车辆电能补充时间过长， 司机不愿等待且占地面积大， 难以大范围普及的 社会难题， 有利于迅速推动电动车辆的应用， 同时可以实现节能、 减排、 降噪的环保目的。 本发明标准电池单元使用方便， 性能可靠， 特别适用于 本发明电动车辆快速补充电能的方法。 本发明中釆用的标准电池单元尺寸 小、 重量较轻、 操作方便， 适用性强， 可以适应于市场上绝大部分车型， 总表面积大， 且易于散热； 本发明中标准电池单元成功实现了在电动车辆 中对中低电压电池的应用， 在充电、 使用过程中更加安全； 而本发明电池 箱， 结构简单， 工作可靠， 可以方便地进行电池更换， 设有散热装置， 安 全可靠， 适用于各种电动车辆， 应用前景十分广泛。 将本发明标准电池单 要实现对电池箱内标准电池单元的快速替换， 使电能补充更加方便快捷。 综上， 本发明电动车辆快速补充电能的方法及相关供 电装置， 适用于电动 自行车、 电动汽车、 电动公交运输车、 有轨电车、 有线电车等各种电动车 辆，以及双模电动车或电动船舶等电动驱动交 通工具， 具有广阔的市场， 其 经济效益和社会效益十分巨大， 是一项具有重大应用价值的、 利国利民的 好技术。 附图说明
图 1为本发明标准电池单元的结构示意图之一。
图 50为图 1的左视图。
图 2为本发明标准电池单元的结构示意图之二。
图 51为图 2的左视图。
图 3为本发明标准电池单元的结构示意图之三。
图 52为图 3的左视图。
图 4为本发明标准电池单元的结构示意图之四。
图 53为图 4的左视图。
图 5为本发明标准电池单元的结构示意图之五。
图 54为图 5的左视图。
图 55为本发明标准电池单元的结构示意图之六。
图 6为本发明标准电池单元的结构示意图之七。
图 7为本发明标准电池单元的结构示意图之八。
图 8为图 7的左视图。
图 9为本发明标准电池单元的结构示意图之九。
图 56为图 9的左视图。
图 57为图 9所示本发明标准电池单元的外形示意图二。
图 58为图 9所示本发明标准电池单元的外形示意图三。 图 1 0为本发明电池箱的结构示意图之一。
图 1 1为图 1 0的 A-A剖视图。
图 12为图 1 1所示本发明电池箱的应用示意图。
图 1 3为图 12的 B-B剖视图。
图 14为本发明电池箱的结构示意图之二。
图 15为本发明电池箱的结构示意图之三。
图 16为本发明电池箱的结构示意图之四。
图 59为图 16所示电池箱中电极触轨的连接原理图。
图 17为图 16的 C-C剖视图。
图 18为图 16所示本发明电池箱的应用示意图。
图 19为图 18的 E向示意图。
图 20为本发明电池箱的结构示意图之五。
图 21为图 20的 F向示意图。
图 22为图 20所示本发明电池箱的应用示意图。
图 23为图 16及图 20所示本发明电池箱的应用示意图。
图 24为本发明电池箱的结构示意图之六。
图 25为图 24的 K向示意图。
图 61为图 24所示电池箱中电极触轨的结构示意图。
图 26为图 24中标准电池单元与电极触轨之间的电路接线 意图 图 27为图 24所示本发明电池箱的应用示意图。
图 28为本发明电池箱的结构示意图之七。
图 29为本发明标准电池单元的结构示意图。
图 30为图 29的左视图。
图 31为本发明电池箱的结构示意图之八。
图 32为图 31的俯视图。
图 33为图 31所示本发明电池箱的应用示意图。
34为本发明电池箱的结构示意图之九。 具体实施方式
实施例一 如图 1、 图 50所示本发明标准电池单元， 包括一个电池基本单元 87 , 电池基本单元 87的阳极设有弹性伸缩结构 17 , 弹性伸缩结构 17由金属良 导体材料制成的弹簧构成， 为防止异物落入弹簧 17 内， 在弹簧 17的前端 还设有金属良导体材料制成的电极帽 16 ,电极帽与阳极可以实现相对滑动， 但由于有弹簧 17的连接， 电极帽始终与阳极保持良好的连通状态。 本例中 电池基本单元的阴极釆用常规的平底结构。
本例中的电池基本单元 87可以是铅酸蓄电池、 或铅酸胶体电池、 或金 属氢化物 /镍电池、 或锂离子电池、 或铁氧锂电池等各种电池中的任一种， 并且是不可再继续拆分的独立电池个体。
由于在电极处设置了弹性伸缩结构， 在使用过程中电极可以自动调整 伸缩量， 从而与相连电路的连接端口始终保持有效接触 ， 其工作性能更加 稳定可靠。
本例中以圓柱形的电池基本单元 87为例进行说明， 在实际应用中， 也 可以釆用长方形的电池基本单元或其他形状的 电池基本单元， 也都在本发 明的保护范围内。 这一点若无特别说明， 适用于本发明所有的标准电池单 元， 在下面的实施例中不再反复叙述。
实施例二
如图 2、 图 51所示本发明标准电池单元，与实施例一的不 之处在于， 电池基本单元 87的两端分别设置凸出其相应端面的电极，其 极和阴极分 别设有弹性伸缩结构 17和 19 ,本例中弹性伸缩结构 17和 19均由弹性橡胶 材料制成。其中，弹性伸缩结构 17上设有金属良导体材料制成的电极帽 16 , 电极帽 16通过导线 28与电池基本单元 87的阳极相连； 弹性伸缩结构 19 上设有金属良导体材料制成的电极帽 18 , 电极帽 18通过导线 29与电池基 本单元 87的阴极相连。 电极帽与电极间应注意连接强度， 以避免电极帽意 外脱落带来不良影响。
本例中仅以长方形的电池基本单元 87为例进行说明， 电极帽 16的横 截面轮廓形状为圓形， 同样， 电极帽 18的横截面轮廓形状也为圓形， 由于 是简单的常规形状， 在此仅以文字进行说明， 不再别附图示。 此外， 为了 便于区别阴极和阳极， 电极帽 16的尺寸设置的大于电极帽 18。
需要说明的是， 在实际应用中， 也可以将电极帽的外形设置成方形、 三角形等其他形状， 而且， 区分电极帽 16和电极帽 18也可以通过颜色、 尺寸和形状等其他特征来实现， 其中尺寸不同最容易实现自动化识别， 可 以强制防止装错电极方向。 另外， 弹性伸缩结构除了由已经提到的金属弹 簧及橡胶材料构成外， 也可以釆用弹性聚氨酯等材料， 也都可以实现同样 的效果。
实施例三
如图 3、 图 52所示本发明标准电池单元， 与实施例二的区别在于， 本 例中以圓柱形的电池基本单元 87为例进行说明，弹性伸缩结构 17和 19均 由金属弹簧构成， 电极帽 16和电极帽 18的横截面轮廓形状设置为方形。 此外， 为了防止标准电池在反复装卸过程中因过度磨 损而损坏， 电池基本 单元 87上还设有耐磨垫层 15 , 本例中， 所述耐磨垫层 15由耐磨耐热的工 程塑料制成。
由于本例所述的标准电池单元中包含了耐磨垫 层 15 , 可以对标准电池 单元本身形成有效的保护， 减轻使用过程中对标准电池单元外壳的磨损， 因此， 可以大大提高产品的使用寿命。
需要指出的是， 为了便于标准电池单元散热， 优选的， 耐磨垫层仅在 标准电池单元使用过程中与外部结构发生接触 的部位适当地进行局部设 置。 当然， 对于散热性极好的材料制成的耐磨垫层， 也不排除除电极位置 夕卜， 在标准电池单元表面全部设置的可能， 但从散热和节约成本的角度综 合考虑， 以适当地局部设置为宜。 除提到的工程塑料外， 也可以利用发泡 材料或聚氨酯等材料制作耐磨垫层， 可同时具有緩冲减振功能。
实施例四
本发明的技术方案除适用于阳极和阴极分别设 置于电池基本单元 87的 两端外， 还适用于阳极和阴极位于电池基本单元 87的同一端的情况。 如图 4、 图 53所示本发明标准电池单元， 与实施例三的区别在于， 本例中电池 基本单元 87的外形为长方形， 且其阳极和阴极位于同一个端面上。 为了便 于区分阳极和阴极， 与阳极相连的电极帽 16设置成红色， 与阴极相连的电 极帽 18设置成绿色， 需要指出的是， 以上颜色未在附图中具体表示， 仅在 此以文字进行说明。
另外， 为了防止外部冲击造成意外损坏， 本发明标准电池单元上还设 置弹性緩冲垫层 80。 出于散热的考虑， 本例中， 弹性緩冲垫层 80仍然釆用 局部设置的技术方案， 弹性緩冲垫层 80由橡胶材料制成。
由于设置了弹性緩冲垫层， 标准电池单元抵抗意外损坏的能力大大加 强， 因此有利于提高产品的使用寿命。 而且， 弹性緩冲垫层也是设置在与 外部结构接触的标准电池单元表面， 因此也可以对标准电池单元形成有效 保护， 避免其产生过度磨损， 因此， 弹性緩冲垫层也可以同时起到耐磨垫 层的作用。
除橡胶材料外， 弹性緩冲垫层还可以由弹性聚氨酯或弹性发泡 材料等 材料制成。
虽然可以通过颜色区分电极， 但为了便于设备自动识别电池电极与纠 错， 优选的， 将阳极电极帽和阴极电极帽设置成不同形状或 不同尺寸。
实施例五
如图 5、 图 54所示本发明标准电池单元， 与实施例一的区别在于， 标 准电池单元由四个圓柱形的电池基本单元 87两两串联后再通过导线 82并 联组成， 并放置于一个在应用过程中不再拆解的标准外 壳 58之中， 在标准 外壳 58上设置电极，所述电极包括阳极 81和良导体金属板构成的阴极 83 , 阳极 81通过导线 82与电池基本单元 87组成的电池组相连。所述应用过程 是指标准电池单元正常的使用寿命周期内，本 例中标准外壳 58由绝缘的工 程塑料材料制成。 为了便于散热， 标准外壳 58上设有多个用于与外部连通 的通孔 62。 通过电池基本单元与标准外壳之间的空隙以及 通孔 62 , 就可以 提供电池基本单元发散其工作时产生热量的通 道。
为了便于解释本例的技术原理， 仅以标准外壳内设置四个电池基本单 元为例进行说明， 在实际应用中， 根据需要， 也可以适当增加或减少电池 基本单元的数量。 此外， 基于本例的技术原理， 标准外壳内的电池基本单 可以根据实际需要设置成各种串联、 或并联、 或串联与并联组合的连接方 式， 基本原理是利用电池基本单元之间的串联来扩 充标准电池单元的额定 电压， 利用电池基本单元之间的并联来扩充标准电池 单元的容量。 另外， 利用连接过程中不仅可以利用导线进行连接， 还可以使用良导体的金属片、 金属条等材料进行连接， 也都可以实现同样的效果。 实施例六
如图 5和图 55所示标准电池单元， 与实施例五的区别在于， 标准外壳
58内设置八个电池基本单元 87 ,所述电池基本单元釆用四个一组分两列平 行布置于标准外壳 58 , 两组电池基本单元最终通过导线 82 并联后与阳极 81相连， 其具体连接线路由于属常规技术， 十分简单， 在此不再专门附图 说明。
基于本例所述的技术原理， 结合实施例五所述的技术原理可知， 本发 明标准电池单元可以根据实际需要设置标准外 壳内电池基本单元的数量及 其排列形式， 都在本发明的保护范围内。
实施例七
如图 6所示标准电池单元， 与实施例五的区别在于， 标准电池单元的 阳极设有弹性伸缩结构 17 ,弹性伸缩结构 17由金属良导体材料制成的弹簧 构成， 为防止异物落入弹簧内， 在弹簧的前端还设有金属良导体材料制成 的电极帽 16。
另外要指出的是， 由于金属弹簧具有良好的导电性能， 直接利用弹簧 连接电极帽 16与标准电池单元的阳极 81 , 不再另设导线。
当然， 本例所述类型的标准电池单元电极的弹性伸缩 结构也可以由橡 胶材料或弹性聚氨酯材料制成。
实施例八
如图 7和图 8所示标准电池单元， 与实施例七的区别在于， 釆用外形 为长方形的电池基本单元 87 ,电池基本单元 87上设置弹性聚氨酯材料制成 的弹性緩冲垫层 80。 此外， 标准电池单元阳极处电极帽 16通过导线 84与 电池基本单元 87的阳极相连，标准电池单元阴极处也设置凸 于标准外壳 58端面的电极，电极上设置良导体金属弹簧 19构成的弹性伸缩结构和电极 帽 18 , 电极帽 18通过导线 85与电池基本单元 87的阴极相连。
这种结构的标准电池单元由于内部电池基本单 元上设置了弹性緩冲垫 层， 所以抵抗外部冲击的能力更强， 又由于其阳极和阴极均设置了弹性伸 缩结构， 因此性能更加稳定可靠。
实施例九
如图 9和图 56所示标准电池单元， 与实施例八的区别在于， 标准电池 单元的阳极和阴极设置在标准外壳的同一端， 标准外壳 58内的四个电池基 本单元 87通过彼此电极之间的连接以及导线 86的连接构成一个由四个电 池基本单元串联而成的电池组， 电池组的阳极和阴极分别通过导线 84和导 线 85与阳极电极帽 16和阴极电极帽 18相连。 此外， 标准外壳 58的表面 还设置有工程塑料制成的耐磨垫层 15。 为了区分标准电池单元的阳极和阴 极， 阳极电极帽 16和阴极电极帽 18的横截面轮廓分别设置成圓形和方形。
由于本例所述类型的标准电池单元设置有耐磨 垫层， 因此更耐磨损， 使用寿命更长。 基于本例所述原理， 釆用不同形式的电池基本单元， 最终 本发明标准电池单元的具体形式可以多种多样 ， 例如， 根据选用的电池基 本单元的形状及摆放不同， 所获得的本发明标准电池单元的形状也可以如 图 57或图 58所示， 也都在本发明的保护范围之内。
实施例十
如图 10、 图 11所示本发明电池箱， 包括由绝缘的工程塑料制成的电池 箱体 1 , 电池箱体 1 内设有一个可以容纳多个标准电池单元 7的电池腔室 101 , 电池腔室 101内在沿标准电池单元 7装入方向设有导轨 8 , 所述导轨 8为滑动导轨，是电池箱体自身结构中包含的 向凹凸结构，在电池腔室内 电池装入方向的侧面还设有直接与标准电池单 元电极接触的电极触轨 , 电 极触轨由阳极触轨 2和阴极触轨 4组成， 阳极触轨 2上带有用于与外部电 路相连的输出端口 3 ,阴极触轨 4上连接着用于与外部电路相连的输出端口 6 , 利用输出端口 3和输出端口 6与外部动力装置的电路相连， 就可以实现 为电动车辆的运行供电。 阳极触轨 2 由在与标准电池单元电极的接触方向 具有弯曲弹性的良导体材料制成， 本例中釆用的是铜条， 并通过比铜材更 软的耐热橡胶垫 100与电池箱体 1联接， 阴级触轨 4釆用刚性较大的良导 体材料制成，本例中仍然釆用铜条，为了保证 与标准电池单元之间的有效接 触， 在阴级触轨 4与电池箱体 1之间还设有弹性元件 5 , 本例中弹性元件 5 为金属螺旋弹簧。 电池腔室 101 的两端分别设置入口和出口， 其中入口和 出口处分别设置保护盖 9a和 9b ,为防止水、异物或灰尘等进入电池腔室造 成线路意外短路或者断路， 在电池箱体 1上设置密封元件 90 , 本例中， 密 封元件 90为橡胶密封垫。 此外， 为了便于标准电池单元的顺利装入， 如图 11所示， 阴级触轨 4在入口处局部设置成弯曲段， 呈喇叭口状。 电池箱内 设有电池定位机构， 本例中电池定位机构为保护盖 9a和 9b上设置的凸起 部分， 即伸入电池腔室内的挡块 102和挡块 103 , 装电池时， 先将电池出口 的保护盖 9b和限位块 103就位，然后在电池腔室内装入规定数量的电 池后， 利用紧固件 (未具体示出 )将保护盖 9a与电池箱体连接成一体， 此时， 挡 块 102对电池腔室内的电池形成有效定位， 本实施例中电极并联连接， 因 此标准电池单元到位后电池电极与电极触轨接 触， 电池即形成并联， 所构 成的电池组即达到所需的电池组额定电压和电 池组容量。
下面以现有电池基本单元作为标准电池单元 7应用于本发明电池箱进 行说明， 本例中， 电池箱内设置的标准电池单元 7具体为圓柱形锂电池。 应用于电动自行车时， 如图 12、 图 1 3所示， 将本例所述的电池箱及标准电 池单元 7共同构成的可充电电池组预置在电动自行车 10的支架 11 内， 支 架 11由轻质金属型材 1 3构成， 其中标准电池单元 7设置在电池箱的电池 腔室内， 入口设置在车座 12下方， 保护盖 9a与车座 12设置成一体， 松开 电池箱体与保护盖间的紧固件，掀开车座 12即可同时打开保护盖 9a。 当电 动自行车 10需要补充电能时，驶入换电站付费将电池箱 的乏电标准电池 单元更换成充好电的标准电池单元， 具体方法如下：
1 )电动自行车驶入换电站中的换电工位， 司机根据所需标准电池单元 的型号和数量订购要更换的标准电池单元，打 开保护盖 9a和 9b ,将电池箱 切换到换电状态， 同时解除了对电池箱内标准电池单元 7的定位锁定； 2 )将电池更换装置（未具体示出）的装填口与 动车辆的电池箱入口 对接， 启动电池更换装置， 按照所订购标准电池单元的型号和数量， 自电 池箱入口逐一将充满电的标准电池单元送入， 同时电池箱电池腔室内的乏 电标准电池单元逐粒自电池箱出口退出， 并由专门的容器收集；
3 ) 电池更换装置同步显示装入的标准电池单元型 号、 数量和价格； 4 )电池箱内乏电标准电池单元更换完毕后， 移走电池更换装置， 重新 固定保护盖 9a和 9b ,将电池组内标准电池单元锁定， 电动车辆电能补充完 毕；
5 )标准电池单元进入电池箱并经过锁定定位后 与电极触轨正确接触 并通过电极触轨组合达到所需的电池组额定电 压和电池组容量；
6 )期间司机按照预订的电池更换数量缴费， 或按照最终显示的实际更 换电池数量缴费；
7 )将更换下来的乏电标准电池单元送入充电库 电， 将充好电的足电 标准电池单元送入电池库备用。
由于电动自行车的额定工作电压较低，所用标 准电池单元的数量较少， 重量较轻， 因此也可以人工更换电池。 可以象装弹匣那样逐粒将充好电的 标准电池单元从电池箱入口装入， 同时电池箱内原有的乏电标准电池单元 从出口退出； 也可以先将电池全部退出， 然后再装入， 均十分方便快捷。
实施例十一
如图 14所示本发明电池箱， 与实施例十的区别在于， 导轨 8为固定设 置在电池腔室内的导向条， 为了防止电动车辆运行过程中因颠簸造成接触 不良或电池标准单元意外损坏等问题， 导轨 8与电池箱体之间还设置有弹 性聚氨酯材料制成的弹性緩冲减振垫层 14。 此外， 为了防止电池 7 (即标 准电池单元）在反复充电装卸过程中与导轨 8接触过多而发生过度磨损造 成损坏， 在标准电池单元上对应导轨 8的位置设有耐磨垫层 15 , 本例中耐 磨垫层 15由四氟乙烯材料构成。 另外， 标准电池单元 7的电极设有弹性伸 缩结构， 本例中弹性伸缩结构由弹簧 17构成， 出于防止异物落入卡住弹簧 的考虑， 在弹簧顶端增设金属良导体材料制成的电极帽 16 , 由于电池电极 上设置了弹性伸缩结构可以保证电极与阳极触 轨的有效接触， 而阴极触轨 与电池箱体之间也设置了弹性元件， 因此这种结构的电池箱可以保证电极 与电极触轨始终保持良好接触， 性能更加可靠。
本例所述的标准电池单元由于设置了耐磨垫层 15 ,因此使用寿命更长。 层 14 , 所以其抗振性能大大提高， 性能更加稳定可靠， 使用寿命也更长。
实施例十二
如图 15所示， 与实施例十一的区别在于， 直接在标准电池单元 7上设 置弹性橡胶材料制成弹性緩冲垫层 80 , 这样本例所示的电池箱中可以不必 在导轨 8与电池箱体 1之间再另外设置弹性緩冲减振垫层， 直接将导轨 8 与电池箱体 1固定在一起即可。
利用这样结构的本发明标准电池， 可以节约电池腔室内的空间， 使电 池箱的整体尺寸更紧凑， 进而提高电动车辆的空间利用率。 值得一提的是， 弹性緩冲垫层 80也可以防止标准电池单元 7与导轨之间发生过度磨损， 因 此弹性緩冲垫层 80还同时具有耐磨垫层的作用。
实施例十三
如图 16、 图 59和图 17所示本发明电池箱及标准电池单元， 与实施例 十一的区别在于， 电池箱内设置两个非直线的电池腔室 101 , 两个电池腔室 中的标准电池单元构成的子电池组最终通过导 线 20并联在一起， 由于并联 线路为常规技术， 十分简单， 本例中没有具体表示出如何通过两根导线 20 将两个电池腔室并联的。 导轨 8釆用绝缘且表面光滑的电木材料制成， 下 设橡胶材料制成的弹性緩冲减振垫层 14 , 可以减轻对标准电池单元 7的磨 损， 因此标准电池单元 7上不再设置耐磨垫层， 这种结构可以克服在电池 上设置耐磨垫层对电池散热带来的不利影响， 为了便于电池箱内的电池散 热， 电池箱体上设置多个与外部连通的通气孔 22。 另外， 标准电池单元 7 对应阴级触轨 4 的电极也设置弹性伸缩结构， 所述弹性伸缩结构包括弹簧 19 , 在弹簧 19顶端增设金属良导体材料制成的电极帽 18。 标准电池单元 7 的正负两极分别位于标准电池单元的两端， 且电极凸出标准电池单元的相 应端面。 为了区别电池的阴阳两极， 防止发生错误使用， 电极帽 18和电极 帽 16除了尺寸大小的区别外， 形状也不同， 本例中， 电极帽 16为圓柱体， 电极帽 18为正方体。 阳极触轨 1和阴极触轨 4分别连接着用于与外部电路 相连的输出端口 3和输出端口 6 ,本例中输出端口 3和输出端口 6均为导线。 电池箱内还设有冷却散热系统， 以保证在使用过程中， 电池箱内电池所产 生的热量能够及时散出， 所述的冷却散热系统为循环散热管路， 散热管路 由吸热部 23、 散热部 26、 循环连接管 24及动力循环泵 25组成， 循环散热 管路内装有冷却介质， 动力循环泵 25为冷却介质的循环提供动力， 吸热部 23置于电池箱体内电池 7的周围， 冷却介质运行至吸热部时会带走电池箱 内的热量为电池降温， 散热部 26与外部流通空气相接触， 吸热后的冷却介 质运行至散热部时将热量释放到空气中， 冷却后的冷却介质经循环连接管 重新流回至吸热部， 开始下一次的循环。 电池腔室 1 01的入口和出口分别 设置有保护盖 9a和 9b ,保护盖 9a和 9b与电池箱体之间利用卡口相连。为 防止异物进入， 在保护盖与电池箱体之间还设置有密封结构 90 , 本例中， 密封结构 90为保护盖上设置橡塑材料的卡口结构，其与 池箱体的卡口部 分扣合后， 可以形成自密封。 在入口和出口处还分别设置有电池定位装置， 在本例中， 电池定位装置为可以插入或拔出电池腔室的活 动挡块 21。 特别 个电池腔室 101中的标准电池单元 7之间均为串联设置， 以适当增大系统 额定电压。 为实现这一目的， 如图 59所示， 本例中电极触轨为局部小段设 置， 为保证标准电池单元的顺利装入， 阳极触轨小段之间通过绝缘材料段 91连成一体， 同样阴极触轨小段之间也分别用绝缘材料段 91连成一体， 而 阳极触轨小段与阴极触轨小段之间利用导线依 次串连， 如图所示， 阳极触 轨小段 2. 1 与阴极触轨小段 4. 2之间、 阳极触轨小段 2. 2 与阴极触轨小段 4. 3之间 ... ...直至阳极触轨小段 2. n 与阴极触轨小段 4. (n+1) 之间分别通 过导线 92相连， 并在电极触轨端部的阳极触轨小段 2. (n+1)和阴极触轨小 段 4. 1上分别设置输出端口 3和输出端口 6 ,这样装入标准电池单元后，相 邻标准电池单元之间即可形成依次串联关系， 进而构成一整个串联供电电 池组。
应用于电动轿车时， 如图 18和图 19所示， 将本例所述的电池箱及标 准电池单元装配在一起构成可充电电池组预置 于电动轿车 27上 D处，利用 输出端口 3和输出端口 6与小汽车驱动装置电路连接，为小汽车提供 力。 当电动轿车 27需要补充电能时，驶入换电站付费将电池箱 的乏电标准电 池单元更换成充好电的标准电池单元， 具体方法如下：
1 )电动轿车驶入换电站中的换电工位， 司机根据所需标准电池单元的 型号和数量订购要更换的标准电池单元，打开 保护盖 9a和 9b ,将电池箱切 换到换电状态， 同时拔出活动挡块 21解除了对电池箱内标准电池单元 7的 定位锁定；
2 )将电池更换装置（未具体示出）的装填口与 动车辆的电池箱入口 对接， 启动电池更换装置， 按照所订购标准电池单元的型号和数量， 自电 池箱入口逐一将充满电的标准电池单元送入， 同时电池箱电池腔室内的乏 电标准电池单元逐粒自电池箱出口退出， 并由专门的装置收集起来；
3 ) 电池更换装置同步显示装入的标准电池单元型 号、 数量和价格；
4 )电池箱内乏电标准电池单元更换完毕后， 移走电池更换装置， 重新 固定保护盖 9a和 9b , 插入活动挡块 21 , 将电池组内标准电池单元锁定， 电动车辆电能补充完毕；
5 )标准电池单元进入电池箱并经过锁定定位后 与电极触轨正确接触 并通过电极触轨组合达到所需的电池组额定电 压和电池组容量；
6 )期间司机按照预订的电池更换数量缴费， 或按照最终显示的实际更 换电池数量缴费；
7 )将更换下来的乏电标准电池单元送入充电库 电， 将充好电的足电 标准电池单元送入电池库备用。
需要指出的是， 本例中以设置两套循环散热管路为例进行说明 ， 在实 际应用中根据需要也可以仅设置一套， 另外， 管路的设置也可以釆取其他 结构， 只要能实现为电池散热的效果即可。 除设置在电池周围外， 冷却散 热系统也可以设置在电池腔室内， 直接与电池外壁接触， 从而提高散热效 率。 散热部除了如本例中所述与外部流通空气相接 触外， 也可以与电动车 辆的散热外壳相接触， 所述散热外壳可以是用于散热的车体外壳部分 或电 池箱外壳部分。
根据本例所述的技术原理， 为达到所需工作电压及容量， 按照实际情 况， 可以调整单个电池腔室的尺寸及容纳标准电池 单元的数量， 也可以调 整电池腔室的串联或并联关系， 还可以调整电池腔室的数量。 例如， 按本 例所述连接方式， 若釆用电压为 3. 3V、 容量为 60A · h的标准电池单元（本 例中为铁氧锂电池）， 当 n+l=100时， 则电池箱的总电压为每个腔室的串联 总电压 330V、 总容量为两个腔室的容量之和 120A . h。 若釆用每个电池腔 室内设置 50个标准电池单元， 则可以设置四个电池腔室， 两两串联， 然后 再并联， 也可以实现总电压为 330V、 总容量为 120A . h。 据此原理， 在同 样的总电压和总容量要求下， 可以根据电动汽车内的可用空间分布和标准 电池单元的大小， 优化电池腔室及电池箱形状、 尺寸、 数量和分布， 对电 动汽车的整体优化设计带来很大方便。
实施例十四
如图 20和图 21所示本发明电池箱及标准电池单元 7 ,与实施例十三的 区别在于， 电池腔室设置成 "U" 字形， 电池腔室外侧仍釆用电木材料的导 轨 8 , 此外， 电池腔室中部还设置有由可旋转的转辊 33及导向传动带 32 构成的滚动导轨。 标准电池单元 7的阴阳电极分别设有弹性聚氨酯材料构 成的弹性伸缩结构 17和 19 ,弹性伸缩结构 17和 19中设置有导线 28和 29 使阴阳电级分别与电极帽 16和电极帽 18相连。 阳极触轨 1和阴极触轨 4 上分别带有用于与外部电路连接的输出端口 3和 6 , 在此， 输出端口 3和 6 均为标准接线座。在电池腔室的出口和入口处 设置保护盖 9 ,保护盖 9一端 与电池箱体 1铰接， 另一端可以与电池箱体通过卡口牢固相连。 保护盖上 还设有密封元件 90 , 扣好保护盖后， 可以实现对电池腔室的密封， 本例中， 密封元件为弹性聚氨酯密封条。 保护盖上设置的凸起构成可伸入或退出电 池腔室的活动挡块 104。 扣好保护盖 9 , 则同时活动挡块会自动实现对电池 的定位。 此外， 为了防止标准电池单元 7在装入时阳极和阴极装反而造成 的意外，在电池腔室内还固定设置有针对电极 的自动辩别防错装置 206 ,本 例中， 自动辩别防错装置 206是与标准电池单元 7壳体上设置的凹槽相互 配合的销钉。
电池箱体上设置用于散热的通孔 22。 另外， 围绕电池周围的电池箱体 1表面设置有冷却散热管路，本例中冷却散热 统是重力式热管，重力式热 管由蒸发部、 冷凝部 35、 上升管 30、 下降管 31组成， 蒸发部由多根连通 的蒸发部排管 34组成， 围绕在电池周围的电池箱体表面， 排管 34内装有 低沸点工质， 冷凝部 35位于蒸发部上方， 同样由多根连通的排管组成， 并 通过上升管 30和下降管 31与蒸发部相连通，冷凝部 35位于外部流通空气 中。 为了便于维修， 上升管 30和下降管 31中分别设有控制阀门 36 , 在上 升管的最高处设置用于添加低沸点工质的开口 ，并在开口处设置控制阀门。 蒸发部吸收电池工作散发的热量后，蒸发部排 管 34内的低沸点工质被加热 变成气态， 沿上升管 30进入冷凝部 35中， 冷凝部向空气中散热后， 低沸 点工质重新转化成液态，并沿下降管 31回流至蒸发部，开始下一次热循环， 经过这样反复的热循环过和程， 从而达到使电池箱内电池工作时产生的热 量能够及时散出， 避免因高温对电池、 电池箱及其他设备造成损坏。 整个 散热过程不额外消耗能源， 节能环保， 经济性好， 由于热管导热效率高， 电池工作过程中温度较低， 有利于延长其使用寿命。
需要说明的是， 本例中电池腔室内的标准电池单元之间仍是彼 此串联 设置， 其串联接线的原理与实施例十三中所述的原理 相同， 在此不再另附 图说明。 应用于电动轿车时， 如图 22所示， 将本例所述的电池箱及标准电池单 元装配在一起构成可充电电池组按图示方向预 置于电动轿车 27上 G处，利 用输出端口 3和输出端口 6与小汽车驱动装置电路连接， 为小汽车提供动 力。 为提高电池箱容量， 在电动轿车上同时设置两组上述电池箱及标准 电 池单元一起构成可充电电池组， 两者间并联设置。 以每个电池腔室中设置 92个电压为 3. 6V、 容量为 60A · h的标准电池单元（锂离子电池）为例， 电池箱内的标准电池单元串联后的电压为 331V, 两个电池腔室并联后电池 箱的总容量为 120A · h, 则全部电池组的储能总量达到 39. 7千瓦时， 以目 前电动车辆百公里耗电能 15千瓦时的水平估算，充一次电大约可以维持 动车辆行驶 265公里。
当电动轿车 27需要补充电能时，驶入换电站付费将电池箱 的乏电标 准电池单元更换成充好电的标准电池单元， 其过程与实施例十三中所述补 充电能过程除解除及恢复对电池箱内标准电池 单元 7的定位锁定操作不同 夕卜， 其余过程基本相同。
除本例所述的技术方案外， 蒸发部也可以直接与电池外壁紧密接触、 或通过良导热材料与其相接触， 也都可以起来很好的散热效果。 另外， 冷 凝部除位于外部流通空气中外， 也可以与电动车辆的散热外壳相接触。 特 别要指出的是， 由于冷却散热系统中釆用的重力式热管是以低 沸点工质自 身的重力作为动力实现循环的， 因此， 在使用时， 应保证冷凝部的位置高 于蒸发部。
实施例十五
如图 23所示， 与实施例十三及实施例十四的不同之处在于， 可以同时 在电动轿车 27的不同部位上设置超过一个可充电电池组。 例中电动轿车 的 D处设置有图 16和图 17所示本发明电池箱和标准电池单元组成的可 电电池组， 电动轿车的 G处设置有图 20和图 21所示本发明电池箱和标准 电池单元组成的可充电电池组。此外， G处设置的可充电电池组除了釆用重 力式热管构成的冷却散热系统对电池实施散热 外， 本例中冷却散热系统还 包括电动轿车前端设置的气冷通道 37 ,气冷通道设有进气端口和出气端口， 进气端口上设置可更换或可清洗的过滤网 38 , 电池箱体上设置的通孔 11 以及电池之间的间隙在电池周围构成通风子道 ， 通风子道通过气冷通道与 外部新鲜空气相连通， 气冷通道进气端口设有以车辆行驶气动压力作 为通 风动力的动压集气端口。 这样电动车辆行驶时， 外部新鲜空气就会沿气冷 通道及通风子道直达电池处，在空气流通过程 中自然带走电池产生的热量， 达到为电池降温的作用。 当然， 也可以在气冷通道上设置风机进行强制通 风。
本例以电动轿车上设置两个可充电电池组进行 说明， 实际应用中， 也 可以根据车体空间及实际需要设置更多可充电 电池组， 另外所釆用的可充 电电池组可以不同， 也可以相同。
实施例十六
如图 24、 图 25、 图 61和图 26所示本发明电池箱， 与实施例十的区别 在于， 其包含两个电池腔室， 在每个电池腔室仅设置一个电池装入和退出 共用的出入口， 在每个电池腔室的出入口处设置可以伸入或退 出电池腔室 的活动挡块 21 ,所述活动挡块 21—端与电池箱体 1铰接， 另一端可以通过 锁具 48与电池箱体固定相连。 此外， 两个电池腔室共用一个保护盖 9 , 保 护盖 9的一端与电池箱体 1铰接， 另一端可以通过紧固件（未具体示出） 与电池箱体固定相连。 保护盖与电池箱体间设置密封条 90。 另外， 每个电 池腔室内均设置转辊构成的滚动导轨。 其中出入口端的两根转辊做为主动 转辊 39 , 经链轮 45和链轮 46及链条 95由电机 44直接驱动， 其余转辊均 为从动转辊 40。 另外， 与两根主动转辊 39位于同侧的从动转辊 40还分别 通过链轮 94、 链轮 94a和链条 97构成的传动链以及链轮 96、 链轮 96a和 链条 97构成的传动链， 与主动转辊实现同步运转。驱动电机 44、控制系统 43、 减速装置 42及传动装置共同组成电池装卸驱动机构， 本例中， 传动装 置包括主动转辊及从动转辊上设置的链轮 45、 链轮 46、 链轮 94、 链轮 96、 链轮 94a、 链轮 96a、 链条 95、 链条 97以及链条 98。 利用电机带动主动转 辊及其同侧的从动转辊转动， 标准电池单元 7装入过程中又带动另一侧的 从动转辊转动， 进而实现标准电池单元 7顺利装入电池腔室。 本例所述电 池箱还包含冷却散热系统， 所述的冷却散热系统为循环散热管路， 循环散 热管路由吸热部 23、 散热部 26、 循环连接管 24及动力循环泵 25组成， 循 环散热管路内装有冷却介质， 动力循环泵 25为冷却介质的循环提供动力， 吸热部 23管路置于电池 7的下方电池箱体内，冷却介质运行至吸热部 会 带走电池箱内的热量为电池降温， 散热部 26与外部流通空气相接触， 吸热 后的冷却介质运行至散热部时将热量释放到空 气中， 冷却后的冷却介质经 循环连接管重新流回至吸热部， 开始下一次的循环。 再有， 为了防止转辊 与电池接触过程中因挤压对电池造成损害，在 包括主动转辊 39和从动转辊 40的所有转辊表面设置弹性橡胶制成的保护层 41 ,保护层同时也可以起到 緩冲减振的作用。 为了减少标准电池单元装入及退出时的磨擦阻 力， 在电 池腔室内还固定设置有四氟乙烯板制成的、连 续的滑动导轨 200。 此外， 为 了防止标准电池单元 7在装入时阳极和阴极装反而造成的意外， 在电池腔 室内还固定设置有针对电极的自动辩别防错装 置 206 ,本例中， 自动辩别防 错装置 206是针对不同尺寸电极设置的电池箱体的不同 尺寸腔室结构， 由 于阴极所处的腔室尺寸略大于阴极电极帽 18 , 但小于阳极电极帽 16 的尺 寸， 因此一旦标准电池单元的电极装反， 则标准电池单元无法正常进入电 池腔室。
如图 26所示，本例以每个电池腔室中设置 4枚电极位于同侧的长方形 标准电池单元 7为例说明如何将同一腔室内的标准电池单元 联再将两个 电池腔室中串联后的电池组并联。 使用如图 61所示的电极触轨， 由绝缘电 木 125中嵌置铜片制成，在电木 125上方还设有橡胶弹性层 115 ,这样电极 触轨在电池箱内保持连续设置，且由于设置了 橡胶弹性层 115 , 可以适应电 池电极高度的小范围差异。 需要指出的是， 图示电极触轨用于与标准电池 单元的阳极 123接触即为阳极触轨 2 , 其中的铜片即为阳极触轨小段 116 ; 用于与标准电池单元的阴极 124接触即为阴极触轨 4 ,其中的铜片即为阴极 触轨小段 117。 另外要说明的是， 图 26中为方便描述， 将电极触轨中未设 铜片段划 " X " 线进行示意， 这样， 利用交错在阳极触轨小段 1 16和阴极 触轨小段 117之间设置的导线 118即可实现将电池腔室中的标准电池单元 ( 1 )、 标准电池单元（2 )、 标准电池单元（3 )和标准电池单元（4 ) 串联 在一起构成电池组一， 同样另一个电池腔室内的标准电池单元（ 5 )、 标准 电池单元（6 )、 标准电池单元（7 )和标准电池单元（8 ) 串联在一起构成 电池组二， 再利用导线 119和导线 120将两个电池腔室中的电池组一和电 池组二并联起来， 最后通过导线 121与阳极输出端口 3相连， 再通过导线 122与阴极输出端口 6相连。 当然， 根据这种技术原理， 在实际应用中， 可 以根据需要增减标准电池单元的数量， 同时使用电池腔室的尺寸和容量适 宜的电池箱， 另外， 也可以釆用不同的阳极触轨和阴极触轨分段设 置方法 以及串联或并联电路形式， 以满足不同的需求。
需要说明的是， 图 26中用方框加圓圈表示标准电池单元的阳极， 以区 别圓圈代表的阴极， 仅为说明方便， 并不表示实际电极形状。
下面以标准电池单元 7为长方形铅酸电池为例进行具体应用说明。 应 用于电动客车时， 如图 27所示， 将三组本例所述的电池箱及标准电池单元 7装配在一起构成可充电电池组后预置于电动 车上 L处，利用输出端口 3 和输出端口 6与电动汽车驱动装置电路连接， 为电动客车提供动力， 鉴于 本发明应用的都是中低压现有电池， 因此为满足电动客车的较大额定工作 电压， 三组可充电电池组彼此串联设置， 由于串联电路原理十分简单， 在 此不做具体图示说明。 当电动客车 49需要补充电能时， 驶入换电站付费将 电池箱内的乏电标准电池单元更换成充好电的 标准电池单元， 具体方法如 下：
1 )电动客车驶入换电站中的换电工位， 司机根据所需标准电池单元的 型号和数量订购要更换的标准电池单元，打开 保护盖 9 ,将电池箱切换到换 电状态， 同时打开锁具 48 ,转动活动挡块 21解除了对电池箱内标准电池单 元 7的定位锁定；
2 )将电池更换装置回收口与电动车辆的电池箱 入口对接， 先将电池 箱内的标准电池单元逐粒自电池箱出入口退出 ， 再将电池更换装置的装填 口与电池箱出入口对接， 按照所订购标准电池单元的型号和数量， 自电池 箱出入口逐一将充满电的标准电池单元送入， 由于设置了两个电池腔室， 为提高效率， 两个电池腔室中的标准电池单元同时退出、 同时装入；
3 ) 电池更换装置同步显示装入的标准电池单元型 号、 数量和价格； 4 )电池箱内乏电标准电池单元更换完毕后， 移走电池更换装置， 利用 锁具 48将活动挡块 21与电池箱体固定， 将电池组内标准电池单元锁定， 重新固定保护盖 9 , 电动车辆电能补充完毕；
5 )标准电池单元进入电池箱并经过锁定定位后 与电极触轨正确接触 并通过电极触轨组合达到所需的电池组额定电 压和电池组容量；
6 )期间司机按照预订的电池更换数量缴费， 或按照最终显示的实际更 换电池数量缴费；
7 )将更换下来的乏电标准电池单元送入充电库 电， 将充好电的足电 标准电池单元送入电池库备用。
需要说明的是， 装卸驱动机构中， 传动装置除了釆用链轮传动外， 还 可以釆用皮带传动、 或齿轮齿条传动、 或涡轮蜗杆传动、 或滚珠螺杆传动， 也都能实现同样的效果。
另外， 基于本发明所述的针对电极的自动辩别防错原 理， 也可以在电 池腔室入口处设置如图 60所示的挡板 207作为电极的自动辩别防错装置， 挡板 207上设置有略大于标准电池单元轮廓尺寸的通 孔 208 ,由于标准电池 单元阳极尺寸较大， 无法从阴极对应侧通过， 因此只有按正确方向进入时 才能装入电池腔室。
实施例十七
如图 28所示本发明电池箱， 与实施例十六的不同之处在于， 电池驱动 机构由控制系统 51、控制阀 53、气缸 50、进气管 54及回气管 52共同组成。 打开保护盖 9和活动挡块 21 , 解除对电池的锁定后， 利用控制系统驱动气 缸 50, 使活塞 55带动推板 56前伸即可实现将电池 7从电池腔室内退出。 此外， 为了便于标准电池单元 7在电池腔室内的移动， 在电池腔室对应标 准电池单元侧面的电池箱体上还设置有导轨 126 ,在此导轨 126为光滑的工 程塑料板构成的滑动导向。
本例以气缸进行说明， 根据本例所述技术原理， 也可以利用液压缸等 装置实现电池的退出。 此外， 根据气缸或其他驱动装置的位置不同， 除将 电池推出电池腔室外， 还可以将电池拉出电池腔室， 也可以实现同样的效 池箱的结构更紧凑， 占用空间也更小。
除此之外， 由于直线电机利用越来越普遍、 价格逐渐降低， 直线电机 应当是各种方式中最理想的一种驱动方式之一 。 其由直线电机、 直线导轨、 控制系统和推板 56组成， 节省空间， 动作快捷， 控制方便。
实施例十八
如图 29和图 30所示本发明标准电池单元 57 ,标准电池单元 57包含多 个长方体的电池基本单元 87 , 电池基本单元经导线 61 串联在一起，并放置 于一个在应用过程中不再拆解的标准外壳 58之中， 标准外壳 58也为长方 体， 在标准外壳 58上设置带有弹性伸缩结构的电极， 其中， 阳极的弹性伸 缩结构包括弹簧 17和电极帽 16 , 阴极的弹性伸缩结构包括弹簧 19和电极 帽 18 , 阳极和阴极分别通过导线 60和 59与两侧的电池基本单元 87相连， 从而构成所述标准电池单元 57。为了便于散热，标准外壳 58上设置了多个 通孔 62。 此外， 为了防止使用过程中电池基本单元受到意外冲 击而损坏， 在电池基本单元 87上设有弹性緩冲垫层 80, 本例中所述弹性緩冲垫层 80 釆用橡胶材料制成， 除緩冲减振外还起到耐磨的作用， 另外， 由于在电池 基本单元 87上设置了弹性緩冲垫层 80 , 电池基本单元 87彼此之间会形成 一定间隙， 这些间隙与通孔 62—起构成许多与外部连通的通道， 从而更利 于标准电池单元 57散热。
如图 31和图 32所示本例所述电池箱， 电池箱体 1是由轻质铝型材拼 接而成框架结构， 电池箱体 1内设有三个可以容纳多个标准电池单元 57的 电池腔室 101 , 电池腔室之间通过导线 63并联在一起， 电池腔室周围电池 箱体 1的轮廓在沿电池 57装入方向构成导轨 8 , 所述导轨 8为滑动导轨， 在电池腔室内电池装入方向的侧面还设有直接 与标准电池单元 57电极接触 的电极触轨， 电极触轨由阳极触轨 2和阴极触轨 4组成， 阳极触轨和阴极 触轨仍釆用图 61所述的结构。 阳极触轨 1上带有用于与外部电路相连的输 出端口 3 ,阴极触轨 4上连接着用于与外部电路相连的输出端口 6 ,本例中， 输出端口 3和输出端口 6均为标准电源接头，利用输出端口 3和输出端口 6 与外部动力装置相连， 就可以实现为电动车辆的运行供电。 在电池箱体上 还设置有摆杆机构控制的活动挡块 64 ,活动挡块 64设置在电池腔室的出入 口端， 可以通过电池箱体 1上设置的通孔 66伸入至池池腔室 101内。 为了 便于散热， 电池箱体 1上留有与外部空间连通的通孔 65 , 此外， 本例所述 电池箱还包含冷却散热系统， 所述的冷却散热系统为循环散热管路， 循环 散热管路由吸热部 23、 散热部 26、 循环连接管 24及动力循环泵 25组成， 循环散热管路内装有冷却介质，动力循环泵 25为冷却介质的循环提供动力 , 吸热部 23置于电池 7周围铝型材所包含的空腔中，冷却介质运行 吸热部 时会带走电池箱内的热量为电池降温， 散热部 26与外部流通空气相接触， 吸热后的冷却介质运行至散热部时将热量释放 到空气中， 冷却后的冷却介 质经循环连接管重新流回至吸热部 , 开始下一次的循环。
下面以现有额定电压为 3. 3V、额定容量为 60A - h的铁氧锂电池作为电 池基本单元 87构成标准电池单元 57为例进行说明。 当前的电动轿车的额 定工作电压一般为 300V左右， 其每 100公里耗电量约为 15度。 将图 29所 示， 将 5个额定电压为 3. 3V、额定容量为 60A · h的铁氧锂电池串联并置入 标准外壳 58中构成标准电池单元 57 , 单个标准电池单元电压为 16. 5V, 容 量为 60A . h。 将该标准电池单元 57置入图 31所示的电池箱中， 每个电池 腔室中设置 20个，并利用预置导线将上述 20个标准电池单元 57串联在一 起。 由于在实施例十六中已经详细描述了如何将电 池腔室中的多个标准电 池单元串联在一起， 以及如何将不同电池腔室中的串联电池组并联 在一起， 因此本例中不再专门附图说明。 按上述方式每个电池腔室中的标准电池单 元串联后的电压为 330V, 三个电池腔室并联后总容量为 180A . h, 则本例 所述电池箱和标准电池单元构成的可充电电池 组的总能量可达 59. 4度，按 目前电动轿车每 100公里耗电量约为 15度估算，该电池组电能可以维持电 动轿车行驶约 400公里。 应用于电动轿车 27时， 如图 33所示，将上述可充 电电池组预置于电动轿车上 M处。 当电动轿车 27需要补充电能时， 驶入换 电站付费将电池箱内的乏电标准电池单元更换 成充好电的标准电池单元， 其具体过程与实施例十六中所述补充电能过程 除解除及恢复对电池箱内标 准电池单元 57的定位锁定操作不同外， 其余过程基本相同， 在本例中釆用 摆杆机构控制的活动挡块， 解除或恢复对标准电池单元的定位锁定是通过 旋转摆杆 110来实现的。
本例所述的这类标准电池单元电压较低， 釆用这种标准电池单元与釆 用现有技术中的大型蓄电池相比， 安全性更高， 例如本例中标准电池单元
57的额定电压仅为 16. 5V, 大大低于人体安全电压 36V的标准， 因此应用 本发明标准电池单元可以有效保障使用过程中 的人身安全， 大大降低了触 电的风险。 另外， 与全压大电池相比更容易布置于复杂形状的电 池箱， 因 此可以更充分地利用电动车辆的可用空间； 与电池基本单元相比， 有利于 进一步缩短电动车辆电能补充的时间 （电池更换时间）。
需要指出的是， 本例中以标准电池单元中设置 5块串联的电池基本单 元进行说明， 在实际应用中， 根据要达到的工作电压不同， 或充电电池组 容量不同， 或使用的电池性能不同， 构成标准电池单元的电池基本单元的 数量及连接形式也可以有所差异。 例如基本电池之间除串联外， 还可以是 并联， 或是串联和并联共用。 另外， 本例以电池箱设置三个并联的电池腔 室进行说明， 在实际应用中根据实际需要也可以设置少于三 个或多于三个 电池腔室， 且电池腔室内的标准电池单元使用量及电池腔 室之间的连接方 式也都可以有所差异。 而且， 电池腔室也可以分开放置在电动车辆的不同 位置。
实施例十九
如图 34所示电池箱，与实施例十八的区别在于，阳 触轨 2中与输出端 口 3相连的一段阳极触轨小段 1 16与气缸 68相连。 补充电能时， 转动摆杆 使活动挡块退出电池腔室时， 气缸同步运动， 使与输出端口 3相连的一段 阳极触轨小段 1 16远离标准电池单元 57的电极。这样整个电池箱的供电电 路被截断， 可以防止补充电能过程中意外触电事故的发生 ， 更加安全可靠。 电能补充完毕后， 转动摆杆使活动挡块进入电池腔室重新锁定标 准电池单 元时， 气缸同步动作使与输出端口 3相连的一段阳极触轨小段 1 16与标准 电池单元 57的电极恢复接触。 需要指出的是， 气缸的动力由另一常备充电 蓄电池（图中未具体示出）供给。 釆用电极触轨相对于电池电极转动的技术方案 ， 只要可以实现使整个电池 箱内供电电路中断的目的， 都可以实现同样的效果。 而具体实施的装置除 应用气缸外， 也可以釆用其它电动、 液压或机械装置， 在此不——累述。
实施例二十
如图 35所示电池箱，与实施例一的区别在于， 电极触轨仅设置一根， 位于电池腔室中标准电池装入方向的侧面， 电极触轨由间隔设置的金属良 导体材料段 205和绝缘体材料段 201组成， 并保持连续。 电极触轨与电池 箱体 1之间设置弹性元件，弹性元件具体为弹性聚 酯垫 1 00。作为一种特 例， 本实施例所述电池箱的电极触轨中， 金属良导体段 205兼有阳极触轨 和阴极触轨功能。 如图 35 , 当电池腔室内设置电极位于同侧的长方形标准 电池单元 7时， 电池到位后， 通过金属良导体段 205即可以实现将所有标 准电池单元串联在一起。 电极触轨两端设置的金属良导体段 205除与标准 电池单元的电极相连外，还分别与阳极输出端 口 3和阴极输出端口 6相连， 从而构成整个电池组供电线路。 为了便于说明， 图 35中用叉线区分标准电 池单元的阳极 203和阴极 204。
这种结构的电池箱， 省去了导线连接， 大大简化了电池箱内部结构， 占用空间更小， 实用性更强。