多动力电池并联充电装置

技术领域

本发明涉及一种可以实现多个动力电池并联充 电的装置。

背景技术

目前， 公知的换电式电动车辆的动力电池， 大都是将许多单体电池按照一定 规则串并联后组成一个大的动力电池并安装于 一个电池包内， 如中国专利公告

CN101559758公开的那样。 当动力电池中储存的电能耗尽时， 可以到电池更换站 更换一个充满电的动力电池， 从而避免插电式电动车辆需长时间充电所造成 的诸 多不便。 但是， 为了保证电动车辆具有足够的动力和续驶能力 ， 就必须配备体积 和重量相当大的动力电池， 需要借助复杂昂贵的专用机电装备实施更换作 业。

同时， 将众多的动力电池集成在一个动力电池中， 由于不同单体电池的性能 之间存在不一致性， 在使用时容易产生起因于个别单体电池过充电 或者过放电的 动力电池组故障。 最糟糕的是， 在电动车辆行驶途中出现动力电池组严重故障 或 者电能耗尽时， 车辆使用者将陷于难以摆脱的困境。

一个容易的代替方案是用若干个重量和体积小 得多的动力电池取代上述的 大动力电池， 将这样的小动力电池制作成适宜人力操作的结 构和重量， 更换动力 电池时就不必借助上述专用机电装备； 当某一单体电池出现故障时， 造成的损失 至多涉及容纳它的小动力电池； 如果电动车辆行驶途中出现电能耗尽的情况， 只 要将所需数量的动力电池运送至所述电动车辆 处人工更换即可。

进一步地， 可以考虑建设集中充电工厂专业从事动力电池 的充电和日常保 养， 使用专用的动力电池运送车辆将充满电的动力 电池分送至各个电池更换站， 电池更换站只需具有一定的停车位和动力电池 存放空间就可实施动力电池更换 服务。

如此以来，如何实现动力电池在充电工厂和电 池更换站内储放、短距离搬运、 向运输车辆装载以及动力电池与充电机之间电 连接的快捷便利就成为需要解决 的问题。

对单电池来讲， 理想的充电方式是单个动力电池单独充电， 但是将每个动力 电池都单独充电， 需要众多的动力电池座， 各动力电池座分散设置， 占用了大量 空间， 而且， 要先将各个动力电池安装在动力电池座上， 然后还要将各个动力电 池座一一插设在与电源相连的插座上， 这是一项繁重的工作， 费时费力， 可操作 性不强。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多动力电池并联充 电装置， 以解决现有技术中单 个动力电池单独充电时需要各个安装了动力电 池的动力电池座一一插设在与电 源相连的插座上费时费力的问题， 实现动力电池与充电机之间快捷便利的电连 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案： 一种多动力电池并联充电装置， 该多动力电池并联充电装置包括竖向支撑架， 竖向支撑架上固设有一个以上的横 梁， 横梁上排设有一个以上的动力电池座， 动力电池座包括一个支撑底座， 支撑 底座的板面上设置有用于与动力电池侧面上的 固定结构互补卡接的卡装结构。

所述支撑底座的前端设置有用于与动力电池的 电极接通的电插座， 多动力电 池并联充电装置上设有一个集电基座， 所述集电基座上设置有与各动力电池座的 电插座相对应的充电电插座， 各充电电插座与各动力电池座的电插座之间电 连有 电缆。

所述卡装结构为沿支撑底座的前后方向延伸的 型条。

所述的型条为燕尾形型条。

所述支撑底座的后端设置有用于与动力电池的 后端挡止配合的止退装置。 所述止退装置包括板块状止退块， 止退块的一端转动设置在支撑底座上， 支 撑底座设置止退块的位置设置有供止退块完全 嵌入的嵌设槽， 支撑底座的下表面 与嵌设槽的槽底之间设置有弹性件， 止退块通过一个侧面用于动力电池的后端挡 止配合。

所述支撑底座的前部设置有用于与动力电池的 前端挡止配合的前移限位结 构。

所述前移限位结构为设置在支撑底座上的朝向 支撑底座后端的限位台阶面。 所述的竖向支撑架的下部设置有万向行走轮。

所述的多动力电池并联充电装置为方形。

本发明的多动力电池并联充电装置包括竖向支 撑架， 竖向支撑架上固设有一 个以上的横梁， 横梁上排设有一个以上的动力电池座， 使用时将各个动力电池卡 装在动力电池座上， 并通过将这个充电装置推到适配的集成充电插 座上为充电装 置上的各个电池充电， 这里所说的适配的集成充电插座为一个集成了 多个插座的 板状设备， 其上的各个插座分别与充电装置上的各个电池 对应插接， 这样， 可以 将一次将充电装置上的动力电池均插设在插座 上， 实现各动力电池的同时并联充 电， 同时， 将各个动力电池插座集成在一起减少了动力电 池座所占的空间， 各个 动力电池并联充电， 各动力电池之间互不干涉， 充电效率高， 而且， 不会因某些 动力电池的电阻大而浪费能量。

本发明的多动力电池并联充电装置上设有一个 集电基座， 所述集电基座上设 置有与各动力电池座的电插座相对应的充电电 插座， 各充电电插座与各动力电池 座的电插座之间电连有电缆， 将众多的动力电池座集成在一起， 并将各个动力电 池座与一个集电基座上充电插座电连， 在充电时可以将该集电基座与适配的集成 充电插头电连， 通过一次插接既可以将各个动力电池座与电源 电连， 实现各个动 力电池的并联充电。

本发明的动力电池座通过与动力电池侧面上设 置的燕尾槽相配合的燕尾形 型条将动力电池卡装在动力电池座上， 燕尾槽与燕尾形型条之间的配合的定位精 确， 可以保证卡装在动力电池座上的动力电池的正 负极能准确的与动力电池座上 的电插座电连。

本发明的支撑底座的后端设置有用于与动力电 池的后端挡止配合的止退装 置， 止推装置可以防止卡装在动力电池座上动力电 池相对于动力电池座后移， 致 使电池的正负极与动力电池座上的电插座脱离 ， 防止动力电池没能充电的情况出 现。

本发明的支撑底座的前部设置有用于与动力电 池的前端挡止配合的前移限 位结构， 前移限位结构可以防止动力电池相对于动力电 池座过度前移损坏动力电 池座上电插座。

本发明的竖向支撑架的下部设置有万向行走轮 ， 万向行走轮使得本发明的搬 运方便省力。

本使用新型的电池充电装置为方形， 在长途运输时， 可以将众多的多动力电 池并联充电装置整齐的排放在工程车上， 装运方便。 附图说明

图 1是本发明实施例 1的结构示意图；

图 2是本发明实施例 1装上动力电池后的一个视角的立体图；

图 3是本发明实施例 1装上动力电池后的另一个视角的立体图；

图 4是图 1中动力电池座的结构示意图-,

图 5是本发明实施例 1与适配的集成充电插座插合前的结构示意图� �

图 6是本发明实施例 2装上动力电池后的一个视角结构示意图；

图 7是本发明实施例 2装上动力电池后的另一个视角结构示意图；

图 8是图 6中动力电池座的一种结构形式的示意图；

图 9是图 6中动力电池座的另一种结构形式的示意图；

图 10是图 6的动力电池座装上动力电池后的主视图；

图 11是图 10的右视图；

图 12是图 8或 9的动力电池座装夹动力电池时的示意图；

图 13是图 6中动力电池座的第三种结构形式的一种状态� �；

图 14是图 6中动力电池座的第三种结构形式的另一种状� �图；

图 15是本发明实施例 2与适配的集成充插头插接充电时的结构示意� �； 图 16是装配在本发明上的动力电池的一个视角的� ��体图；

图 17是装配在本发明上的动力电池的另一个视角� ��立体图；

图 18是装配在本发明上的动力电池的另一种结构� ��式的示意图；

图 19是动力电池充换电系统的原理图；

图 20是本发明装满动力电后通过工程车运输的示� ��图；

图 21是使用动力电池的电动车辆行走电机驱动系� ��的示意图；

图 22是动力电池座在电动车辆上的分布情况， 以及动力电池在动力电池座上 的装夹情况的示意图。

具体实施方式

一种多动力电池并联充电装置的实施例 1， 在图 1中， 该多动力电池并联充电 装置 5包括至少由四个竖向支撑架和四条底边构成� �框架 50， 所述框架 50上设置 有多层排列的成对横梁 51， 各层所述横梁 51上排列有相同个数的动力电池座 52， 所述框架 50底面的四角设有四个的万向轮 53， 万向轮 53与框架 50之间设置有可以 将万向轮锁紧的锁紧装置 （锁紧装置未画出）； 框架 50的上端面设置有吊耳 54， 吊耳 54可以为两个， 也可以为 4个。 在本实施例中的框架也可以由竖向支撑架与 横梁连接组成， 不设置底边。

在图 2、 图 3中， 多动力电池并联充电装置 5的动力电池座 52上卡装有动力电 池 1。

在图 4中， 动力电池座 52包括一个支撑底座 21， 支撑底座 21上有一个长度短 于支撑底座的燕尾形型条 28， 该燕尾形型条 28的后端两侧和顶面均有倒角， 支撑 底座 21的前端具有防止动力电池 1过度前移的挡止块 29， 支撑底座 21的后端有一 个止退装置 25。

所述止推装置 25有一个板块状止退块 253， 止退块 253下面有一个板状弹性件 252, 并且止退块 253通过一个转轴 251安装在支撑底座 21上； 止退块 253可以绕转 轴 251摆动， 在无外力的自由状态下该止退块 253由于板状弹性件的作用而弹起， 当止退块 253受到下压的外力时， 其本体缩入支撑底座 21上的嵌设槽内， 其上平 面不高于支撑底座 21的上平面。 这里的板状弹性件为现有技术中的板簧。

在图 5中， 当多动力电池并联充电装置 5装满动力电池 1后， 会被运输到充电 工厂中，在充电工厂中的充电设备 800上具有集成充电插座 801，集成充电插座 801 上排列有数量、 结构以及位置与多动力电池并联充电装置 5上的动力电池座 52中 的动力电池 1上的电插座相匹配的充电插座 802， 集成充电插座 801设置在充电设 备 800上， 充电设备 800的多路并联充电输出分别与各个充电插座 802电连。 充电 时将多动力电池并联充电装置 5对准充电设备 800上的集成充电插座 801后推向充 电设备 800即可使全部动力电池 1与充电插座 802准确、 可靠插合。

一种多动力电池并联充电装置的实施例 2， 在图 6、 图 7中， 本实施例与实施 例 1的区别在于： 本实施例的动力电池座 2与实施例 1的动力电池座的结构形式不 同， 同时， 本实施例中多动力电池并联充电装置 5上还设置有集电基座 55。

在图 8中， 动力电池座 2与实施例 1中图 4所示的动力电池座的区别在于： 动力 电池座 2的支撑底座 21的前端具有电插座 22， 支撑底座 21的前端具有防止动力电 池 1过度前移的挡止块 23， 电插座 22通过固定板固定在挡止块 23的前部。 本实施 例中的动力电池座 2的其他结构与实施例 1中的图 4所示的动力电池座的结构相 同。 集电基座 55上设置有与各动力电池座的电插座 22相对应的充电电插座 550， 各充电电插座 550与各动力电池座的电插座 22之间电连有电缆。

本实施例中的动力电池座还可以采用图 9的形式， 在图 9中， 设置在支撑底座 21上燕尾形型条 28为平行设置的两条， 两条燕尾形型条 28分别位于支撑底座的两 侧。 当然， 实施例 1中的动力电池座上的型条也可以设置成这种� �式的。

图 10、 图 11是动力电池座装夹上动力电池后的结构示意� ��， 图 12表示的是向 动力电池座 2上装夹动力电池的方法， 当向动力电池装座 2装夹动力电池 1时， 可 先将动力电池 1的前端朝向动力电池座 2的前端， 并居中放在动力电池座 2的支撑 底座 21的后端， 此时止退装置 25的止推块被压下； 然后将动力电池 1上的燕尾槽 与动力电池座 2上的燕尾形型条 28对准， 并借助燕尾形型条 28上的倒角 281向前推 动， 直至如图 10所示的那样动力电池 1的前端与动力电池座 2前段的挡止块 23接 触时， 动力电池座 2上的电插座 22刚好完全插入动力电池 1上的电插座 12， 同时动 力电池座 2后段的止退装置 25的止推块弹起将动力电池 1完全固定。拆卸动力电池 1时， 只需先将动力电池座 2后段的止退装置 25的止推块压下， 随后将动力电池 1 拉出即可。

图 13和图 14所示的是实施例 2中动力电池座的第三种结构形式， 这种结构形 式的动力电池座的止进装置 24和止退装置 26， 与图 8和图 9所示的动力电池座 2的 止进装置和止退装置有所不同。 图 13和图 14中的止进装置 24为突出于燕尾形型条 28上平面的两个圆柱销， 止退装置 26包括一个长的圆轴 263， 圆轴 263上固定安装 一个横断面为阶梯形状的止退件 261， 该止退件 261在圆轴附近部分的厚度为其余 部分的 2倍左右， 另有圆柱压缩弹簧套在圆轴 263上； 在支撑底座 21的后段开有一 个横向居中的长方形通孔 210， 该长方形通孔 210的两端面上均开有与所述圆轴 263滑动配合的圆通孔， 圆轴 263安装于所述两个圆通孔内， 在支撑底座 21的后端 另有一个从支撑底座 21的后端面连通至所述长方形通孔 210的长方形槽 211。

向所述动力电池座 2上装入或者拆下动力电池 1之前， 将止退装置 26的止退件 261平放如图 14所示的状态就可以推拉动力电池 1， 装入动力电池后将止退件 261 竖起如图 13的状态就可固定动力电池 1。

本领域的熟练技术人员易于理解， 所述动力电池座 2上的止进装置和止退装 置除了上述两实施例所述外， 还可以有其他方案。

在图 15中， 当多动力电池并联充电装置 5装满动力电池 1后， 会被运输到充电 工厂中， 充电工厂中具有与多动力电池并联充电装置 5适配的充电设备 800, 充电 设备 800具有至少一个集成充电插头 881， 集成充电插头 881上排列有数量、 结构 以及位置与集电基座 55的充电电插座 550相匹配的充电插座 882， 每个充电插座 882通过电缆与充电设备 800相连接， 充电时将集成充电插头 881上的各个充电插 座 882与多动力电池并联充电装置 5上的集电基座 55的各个充电电插座 550对准插 入即可。

图 16和图 17所示的为用于装配在动力电池座上的动力电� ��， 该动力电池 1具 有一个用铝合金或者其他金属或者工程塑料制 成的、 例如长 400讓宽 360mm厚 180mm的大致长方体外壳 10， 在外壳 10的前端面 100上有一个具有正负直流电极插 孔的电插座 12， 在外壳 10的后端面 101上有一个拉手 13， 在外壳 10的底面 110上有 一个从外壳的后端面 101向前端面 100延伸的等腰梯形断面的燕尾槽 18， 当然本领 域的熟练技术人员易于理解燕尾槽 18的断面可以是其他几何形状； 所述电插座 12 也可以是电插头或者是其他构造的接触端子。 为了方便人力搬运， 参照 GB12330— 90的规定动力电池 1的重量至多为 15kg， 其输出电压为安全电压， 例如 24V ₀

在图 18中，作为一个改进方案，所述动力电池 1的外壳 10的顶面 111和底面 110 以及两个侧面 112上可以设置多个条状突起 15， 以便提高动力电池的散热能力， 该条状突起 15的方向可以为动力电池的长度方向也可以是� ��力电池的宽度方向。 当然， 所述条状突起 15也可以在动力电池 1的外壳 10的顶面 111、 底面 110以及两 个侧面 112中的一个或者两个或者三个面上设置。

图 19所示为动力电池充换电系统的一个较佳实施� ��， 动力电池充换电系统包 括一个充电工厂 80、 适当分布于一个较广地域的多个动力电池更换 站点 81， 以及 在充电工厂和各个动力电池更换站点以及不同 的电动车辆间流通， 通常情况下除 非将动力电池 1装入应用动力电池 1的电动车辆， 动力电池 1均被收纳于多动力电 池并联充电装置中不必取出。

充电工厂最好建设在城镇郊外邻近高压输电线 路的交通便利之处， 一处充电 工厂能够向尽可能多的动力电池更换站点提供 支持为佳， 例如可以在一座小型城 市郊外建一座充电工厂， 而将城市中以及城市周边的城际道路旁的每一 处加油站 设置为动力电池更换站点， 如此一来电动车辆普及所必需的充电基础设施 的建设 就可以简化为充电工厂的建设。

图 20所示的是动力电池被保持在多动力电池并联� ��电装置中并通过工程车 7 进行运输的结构示意图， 一个多动力电池并联充电装置就可以放置多个 动力电 池， 而一辆工程车 7又可以装载多个多动力电池并联充电装置， 使得动力电池的 运输与搬运十分便利。

图 21示出了电动车辆的行走电机驱动系统的一个� ��佳实施例， 至少包括分布 安装在电动车辆 4各处的动力电池座 2， 数量至多与动力电池座 2的数量相同的动 力电池 1， 将各个动力电池装配在动力电池座 2中， 从而将各个动力电池 1串并联 连接在一起 （图 21仅显示了串联连接的情况） 的串并联连接器 61， 连接各个动力 电池座 2与串并联连接器的连接电缆 60， 驱动控制器 62和至少一个走行驱动电机 63。

在所述串并联连接器 61中， 至少每两个所述动力电池座 2连同其上装夹的所 述动力电池 1通过接线或者开关电路连接成一个动力电池� � 6， 每至少两个所述动 力电池组 6经由所述驱动控制器 62同时或者分时为所述走行驱动电机 63中的一个 或者一组或者全部供电。

作为一个改进方案， 在所述电动车辆走行电机驱动系统中， 所述驱动电机 63 可以为两组每组至少包括一个驱动电机 63， 分为驱动电动车辆前轮的电机组、 驱 动电动车辆后轮的电机组； 电动车辆行驶中可以仅有驱动前轮的电机组工 作， 或 者仅有驱动后轮的电机组工作， 或者所有电机组都工作， 对应的电动车辆驱动方 式分别为前轮驱动， 后轮驱动或者四轮驱动。

图 22动力电池在电动车辆上的分布状态图， 多个动力电池座 2分别安装在电 动车辆 4的前排座椅 40下面、 前排座椅靠背 41后面、 后排座椅 43下面引擎舱 44以 及行李舱 45等处， 将动力电池 1装配在动力电池座 2上就可快捷、 准确地将动力电 池 1装入电动车辆 4， 从而在电动车辆 4上分布配置动力电池 1。

需要指出的是本实施例的动力电池， 动力电池座以及走行电机驱动系统除了 用于电动车辆外， 还可以用于小型船舶， 野外作业机械， 专用车辆等其他机械系