[發明專利]用于將電池電氣連接到電動車輛上的系統

有效

• 申請號: 200980144000.6
• 申請日: 2009-09-18
• 公開（公告）號: CN102203651A
• 公開（公告）日: 2011-09-28
• 發明（設計）人: S·阿加西;Y·海哈爾;T·阿加西
• 申請（專利權）人: 佳境有限公司
• 主分類號: G02B6/38
• 分類號: G02B6/38;H02J7/00;B60L11/18
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 錢亞卓

技術領域

公開的實施例總體涉及可移除電池組的電動車輛。具體地，公開的實施例涉及用于在可移除電池組和電動車輛之間建立電氣連接和數據連接的連接器機構。

背景技術

車輛(例如，汽車、卡車、飛機、船、摩托車、自主車輛、機器人、叉車等)是現代經濟的整體部分。不幸的是，諸如通常用于為這種車輛提供動力的油的化石燃料具有多個缺點，包括：依賴于有限的國外化石燃料資源；這些國外資源通常處于不穩定的地理位置；并且這些燃料產生污染和氣候變化。解決這些問題的一種方式是提高這些車輛的燃料經濟性。最近，已經引入了汽油-電混合車輛，其消耗的燃料基本上小于相應的傳統的內燃機，即，它們具有較好的燃料經濟性。然而，汽油-電混合車輛沒有消除化石燃料的需要，因為除了電動馬達之外它們仍然需要內燃機。

解決這個問題的另一種方式是使用可再生資源的燃料，例如生物燃料。然而，當前生物燃料價格昂貴并且距離廣泛商業使用還有一定的年頭。

解決這些問題的另一種方式是使用清潔技術，例如由燃料電池或蓄電池提供動力的電動馬達。然而，這些清潔技術中許多都還沒有實際應用。例如，燃料電池車輛仍然處于發展之中并且價格昂貴。電池成本高并且可能使得車輛的成本增加差不多40％。相似地，可充電電池技術對于能夠為電動車輛長距離提供動力的大規模生產且成本合算的電池而言還不先進。與汽油相比，當前的電池技術并不提供能量密度。因此，即使是在典型的完全被充電的電動車輛電池上，在需要再次充電之前，電動車輛也僅僅能夠行駛大約40英里，即，對于給定的車輛存儲量，電動車輛的行駛范圍是有限的。此外，電池可能需要很長時間來進行再充電。例如，電池可能需要整晚進行再充電。因為典型電動車輛電池的充電時間可能持續相當長的時間，并且再充電可能不是長途旅程的選擇，所以極為希望的是一種用于以電池提供動力的電動車輛的“快速補給燃料”系統和方法。

現有技術采用能夠再充電的永久電池。然而，在本文所述的一些實施例中，采用可移除的電池。在這些實施例中，形成在電池和車輛之間其實未校準的電氣連接可能是具有挑戰性的。在本文所述的電池中，動力連接和數據連接均包括在同一個電氣連接系統中。如果連接很靠近，那么高電壓動力連接與數據連接產生電磁干涉作用。數據連接和動力連接可以彼此遠離，使得它們不會發生干涉。然而，使這些連接器彼此遠離需要形成兩個單獨的連接組件，這增加了系統的成本和復雜性。

因此，極為希望的是提供一種用于解決上述缺陷的系統。

發明內容

為了克服上述缺陷，采用充電點和電池交換站的網絡來向EV(電動車輛)用戶提供保持他的或她的車輛充電且能夠全程使用的能力。一些實施例提供了在電池交換站將耗盡的(或基本上放電的)電池組快速地交換為完全充電的(或基本上完全充電的)電池組的系統和方法。在比對電池進行再充電所需的時間明顯少的時間段內執行該快速交換。從而，長的電池再充電時間可能不再與行程超過電池里程的電動車輛的用戶相關。

此外，因為電動車輛的電池可以與車輛的初始成本分開，所以可以顯著降低電動車輛的成本。例如，電池可以屬于某個團體而不是車輛的使用者，例如，金融機構或服務提供商。在2008年9月19日提交的名稱為“Electronic?Vehicle?Network”的美國專利申請12/234,591中更加詳細地解釋的這些概念，該文獻以引用方式并入本文中。從而，電池可以作為長時間段內待貨幣化的再充電網絡(ERG)基礎結構的部件，而不是消費者購買的車輛的一部分。

以下提供用于換出或更換電動車輛中的電池組的系統和方法的詳細說明。一些實施例提供附接到車輛上的能快速交換的電池組的說明。

一些實施例提供構造成設置在至少部分地為電動車輛的下側處的電池艙。電池艙包括框架，該框架限定了腔體，該腔體構造成至少部分地在該腔體中接收電池組。在一些實施例中，電池艙的框架形成車身結構的一部分并且不是單獨的部件。電池艙還包括至少一個閂鎖機構，該至少一個閂鎖機構繞著與車輛下側形成的平面(和/或車輛行駛的表面，例如，道路)基本上平行的軸線可轉動地樞轉。閂鎖機構構造成將電池組至少部分地保持在腔體中。在一些實施例中，附加閂鎖繞著與第一軸線基本上平行且與第一軸線不同的附加軸線可轉動地樞轉。在一些實施例中，軸線和附加軸線基本上與車輛的長度垂直。

在一些實施例中，傳動組件機械地聯接至閂鎖和附加閂鎖，傳動組件被構造為使閂鎖和附加閂鎖沿著彼此相反的旋轉方向同時地旋轉。在一些實施例中，電動馬達機械地聯接至框架，以驅動傳動組件。在一些實施例中，傳動組件被構造為由車輛外部的旋轉機構驅動。