專利名稱：用于將電池電氣連接到電動車輛上的系統(tǒng)的制作方法
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(xiàn)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(wěn)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(tǒng)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(yè)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(fā)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(guī)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(xù)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(tǒng)和方法?，F(xiàn)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(zhàn)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(tǒng)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(fā)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(tǒng)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(tǒng)。

發(fā)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(tǒng)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(zhí)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(tǒng)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(lián)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(lián)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。一些實施例提供從至少部分地為電動的車輛的下側處移除電池艙的方法。該方法包括使機械地聯(lián)接至車輛的閂鎖機構旋轉，以脫開閂鎖和設置在至少部分地為電動的車輛的下側處的電池組之間的接觸。然后，電池組移動離開車輛的下側。在一些實施例中，移除的方法涉及，在旋轉之前，機械地脫開第一閂鎖機構。在一些實施例中，移除的方法涉及，在旋轉之前，電子地脫開第二閂鎖機構。在一些實施例中，移除的方法涉及其發(fā)生時間少于一分鐘。一些實施例提供將電池組聯(lián)接至電動車輛的另一種方法。聯(lián)接方法包括基本上同時地將位于電動車輛下側的前端處的第一閂鎖與位于電池組的前端處的第一撞針接合以及將位于電動車輛下側的后端處的第二閂鎖與位于電池組的后端處的第二撞針接合。然后，通過將第一和第二閂鎖旋轉到其各自的物理鎖定位置中而基本上同時地將電池組鎖定到電動車輛中。在一些實施例中，聯(lián)接方法還包括通過沿相反方向旋轉第一和第二閂鎖，這使得與電池組接合并且提升電池組，而基本上同時地將電池組沿豎向提升到電動車輛中。一些實施例提供一種電池系統(tǒng)，其包括用于接收電池組的電池艙。電池艙位于電動車輛的下側。電池艙包括第一閂鎖和第二閂鎖，該第一閂鎖被構造為將電池組的前端機械地聯(lián)接至電動車輛的下側的前端，該第二閂鎖被構造為將電池組的后端機械地聯(lián)接至電動車輛的下側的后端。通過將電池組的前端和后端基本上同時地接合、沿豎向提升和鎖定至電動車輛，第一閂鎖和第二閂鎖將電池組機械地聯(lián)接至電動車輛的下側。一些實施例提供一種電池系統(tǒng)，其包括電池組、第一閂鎖和第二閂鎖，該電池組被構造為機械地聯(lián)接至電動車輛的下側，該第一閂鎖被構造為將電池組的近端機械地聯(lián)接至電動車輛的下側的近端，該第二閂鎖被構造為將電池組的遠端機械地聯(lián)接至電動車輛的下側的遠端。第一閂鎖和第二閂鎖基本上同時地將電池組機械地聯(lián)接至電動車輛的下側。在一些實施例中，電池艙包括閂鎖，該閂鎖在腔體的第一側處附接至框架。電池艙還包括至少一個附加閂鎖，該至少一個附加閂鎖在腔體的與腔體的第一側相對的第二側處附接到框架。附加閂鎖繞著與由車輛的下側形成的平面基本上平行的另一個軸線可旋轉地樞轉。該附加閂鎖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，電池艙的閂鎖具有近端和遠端，該近端繞著軸線旋轉，該遠端遠離近端，被構造為接合電池組上的桿形撞針。在一些實施例中，閂鎖的遠端具有鉤形。在一些實施例中，該框架與車輛的車架一體地形成。在一些實施例中，框架是被構造為附接到至少部分地為電動的車輛上的獨立單元。在一些實施例中，框架位于部分地為電動的車輛的前橋和后橋之間。在一些實施例中，框架限定了基本上為矩形的開口，具有兩條長邊和兩條短邊。在一些實施例中，框架限定了開口，該開口具有限定了被構造為接收對應電池組的任何形狀的五條、六條或更多條邊。在一些實施例中，長邊沿著與從車輛的前部到后部延伸的軸線基本上平行(或接近平行)的軸線延伸。在一些實施例中，框架限定了基本上為立方體形的腔體，該腔體中用于至少部分地接收電池組。在一些實施例中，電池艙具有設置在框架與至少部分地為電動的車輛之間的一個或多個振動阻尼器。在一些實施例中，閂鎖和附加閂鎖繞著其各自的軸線沿著相反的方向基本上同時地旋轉。在一些實施例中，當閂鎖朝向彼此基本上同時地旋轉時，電池組接合并鎖定到至少部分地為電動的車輛中。在一些實施例中，當閂鎖遠離彼此基本上同時地旋轉時，電池組從至少部分地為電動的車輛脫開并解鎖。在一些實施例中，閂鎖和附加閂鎖被構造為基本上同時地將電池組從至少部分地為電動的車輛的下側機械地斷開。在一些實施例中，閂鎖(或閂鎖機構)為四連桿機構的一部分。在一些實施例中， 四連桿機構包括閂鎖殼體；輸入連接件，其包括第一樞轉點和第二樞轉點，其中第一樞轉點可樞轉地聯(lián)接到閂鎖殼體的近端；閂鎖，其包括第三樞轉點和第四樞轉點；以及聯(lián)接器連桿，其包括第一桿端部和第二桿端部。第四樞轉點可樞轉地聯(lián)接到閂鎖殼體的遠端。第一桿端部可樞轉地聯(lián)接到輸入連接件的第二樞轉點。第二桿端部也可樞轉地聯(lián)接到閂鎖的第三樞轉點。在一些實施例中，聯(lián)接器連桿包括調節(jié)螺栓，該調節(jié)螺栓被構造為調節(jié)聯(lián)接器連桿的長度。在一些實施例中，當輸入連接件處于第一位置時，閂鎖被構造為與電池組的撞針機械地斷開。在一些實施例中，當輸入連接件處于第二位置時，閂鎖處于被構造為機械地聯(lián)接到電池組的撞針的接合位置，并且輸入連接件、聯(lián)接器連桿和鉤部處于幾何鎖定構造。 在一些實施例中，閂鎖被構造為沿著與車輛的下側形成的平面基本上垂直的軸線提升電池組。在一些實施例中，電池艙還包括電池組，該電池組包括存儲電能的至少一個可充電電池單體；以及殼體，其至少部分地包圍該至少一個可充電電池單體。殼體還包括至少一個具有桿形的撞針，其被構造為與閂鎖接合。
在一些實施例中，電池組的殼體的高度基本上小于其長度，其中殼體的一部分包括熱交換機構，當電池組附接到車輛時，該熱交換機構的至少一部分在車輛的下側處暴露于周圍空氣。在一些實施例中，當電池組附接到車輛時，電池組至少部分地伸出到電動車輛的下側的平面之下。在一些實施例中，殼體的一部分包括熱交換機構，當電池組附接到車輛時，該熱交換機構的至少一部分在車輛的下側處暴露于周圍空氣。在一些實施例中，熱交換機構選自以下機構中的至少一個散熱器；熱交換器；冷板；以及前述機構的組合。在一些實施例中，熱交換機構是冷卻機構，包括貫穿殼體的管道。在一些實施例中，冷卻管道包括多個翅片。在一些實施例中，冷卻管道包括罩形入口。在一些實施例中，罩形入口含有過濾器，以防止碎片冷卻管道。在一些實施例中，電池艙還包括電池組。電池組包括殼體，該殼體被構造為基本上填充車輛的電池艙中的腔體。該殼體包括第一側壁；第二側壁，其與第一側壁相對；至少一個第一撞針，其設置在第一側壁處并且具有桿形形狀，其中該第一撞針的中心軸線與第一側壁平行；至少一個第二撞針，其設置在第二側壁處并且具有桿形形狀，其中該第二撞針的中心軸線與第二側壁平行；以及至少一個電池單體，其存儲電能。電池單體至少部分地被包圍在殼體中。在一些實施例中，桿形撞針具有一些抗摩擦附件，例如滾子軸承或者低摩擦表面處理。在一些實施例中，電池艙的框架還包括至少一個對準套筒，該對準套筒被構造為與電池組上的至少一個對準引腳匹配。在一些實施例中，電池艙的框架還包括至少一個壓縮彈簧，該壓縮彈簧聯(lián)接至電池艙，其中至少一個壓縮彈簧被構造為當電池組至少部分地保持在腔體內時在電池艙和電池組之間產生力。在一些實施例中，傳動組件還包括多個閂鎖，其機械地聯(lián)接到第一轉矩桿。第一轉矩桿被構造為致動閂鎖。附加閂鎖機械地聯(lián)接到第二轉矩桿。第二轉矩桿被構造為致動附加閂鎖。此外，第一轉矩桿和第二轉矩桿被構造為沿著相反的方向基本上同時地旋轉。在一些實施例中，第一轉矩桿位于電池艙的最靠近車輛前端的側面處。第二轉矩桿位于電池艙的最靠近車輛后端的側面處。在一些實施例中，傳動組件還包括第一齒輪軸和第二齒輪軸，該第一齒輪軸經由第一蝸輪組聯(lián)接到第一轉矩桿，該第二齒輪軸經由第二蝸輪組聯(lián)接到第二轉矩桿。第一齒輪軸和第二齒輪軸沿著相反的方向基本上同時地旋轉，從而引起第一轉矩桿和第二轉矩桿經由第一蝸輪組和第二蝸輪組沿著相反的方向基本上同時地旋轉。在一些實施例中，第一齒輪軸包括通過萬向接頭連接的兩個軸。在一些實施例中，該設計可包括左渦輪組和右蝸輪組，一種不需要齒輪軸沿相反的方向旋轉的設計。在一些實施例中，傳動組件還包括聯(lián)接到第一齒輪軸和第二齒輪軸上的等徑傘齒輪組。等徑傘齒輪組被構造為使第一和第二齒輪軸沿相反的方向同時地旋轉。在一些實施例中，傳動組件還包括驅動馬達，該驅動馬達經由齒輪傳動組聯(lián)接到等徑傘齒輪組。驅動馬達被構造為經由齒輪傳動組和等徑傘齒輪組使第一和第二齒輪軸沿相反的方向旋轉。在一些實施例中，傳動組件還包括驅動套筒，該驅動套筒位于電動車輛的下側處。 套筒聯(lián)接到等徑傘齒輪組的中心齒輪。套筒的旋轉致動等徑傘齒輪組。在一些實施例中，驅動套筒具有用于接收套筒扳手的非標準形狀，該套筒扳手具有與該非標準形狀相對應的頭部。在一些實施例中，傳動組件還包括等徑傘齒輪鎖，該等徑傘齒輪鎖被構造為防止等徑傘齒輪組旋轉。在一些實施例中，等徑傘齒輪鎖被構造為利用鑰匙釋放。在一些實施例中，該鑰匙物理地解鎖該等徑傘齒輪鎖。在一些實施例中，等徑傘齒輪鎖是彈簧加載的。在一些實施例中，電池艙還包括一個或多個閂鎖碰鎖，該閂鎖碰鎖被構造為在接合時防止該至少一個閂鎖旋轉。在一些實施例中，閂鎖碰鎖還包括聯(lián)接到一個或多個閂鎖碰鎖上的鎖定同步桿和聯(lián)接到鎖定同步桿上的鎖定致動器。鎖定同步桿被構造為致動該一個或多個閂鎖碰鎖。鎖定致動器被構造為致動該鎖定同步桿。在一些實施例中，一個或多個閂鎖碰鎖為鎖定螺栓。在一些實施例中，鎖定致動器聯(lián)接到電動馬達，該電動馬達被構造為經由鎖定致動器致動鎖定同步桿。在一些實施例中，鎖定同步桿被構造為使一個或多個閂鎖碰鎖沿第一方向旋轉，以使得一個或多個閂鎖碰鎖變得接合，并且其中鎖定同步桿被構造為使一個或多個閂鎖碰鎖沿第二方向旋轉與，以使得一個或多個閂鎖碰鎖脫開。在一些實施例中，電池艙還包括一個或多個閂鎖碰鎖，該閂鎖碰鎖被構造為在接合時防止該至少一個閂鎖旋轉。該一個或多個閂鎖碰鎖被構造為僅僅當等徑傘齒輪鎖已經釋放時脫開。在一些實施例中，電池艙還包括閂鎖位置指示器，該閂鎖位置指示器被構造為確定閂鎖的接合位置和脫開位置。在一些實施例中，閂鎖電氣同步而沒有機械聯(lián)接。容納有內部電動馬達和傳動裝置的單獨的閂鎖單元執(zhí)行閂鎖操作?？刂茊卧脕硗胶涂刂扑虚V鎖的操作。可移除電池組的接合(聯(lián)接)和脫開(斷開)在至少部分地為電動的車輛的使用壽命期間可以多次發(fā)生。在一些實施例中，電池組和車輛應當經受高達3000次循環(huán)的接合和脫開。在一些實施例中，部件應當經受高達5000次循環(huán)。一旦聯(lián)接或接合，高電壓和電流可以在電池組和車輛之間傳遞，以便電池組為電動車輛提供動力。在一些實施例中，電池組還包括與車輛進行數據通信的電路。這樣的“智能”電池向車輛的計算機系統(tǒng)提供關于電池充電、電池壽命、保持范圍的信息或其它相關信息。在這些實施例中，還在處于每次接合中的電池組和車輛之間形成數據信號路徑。為了形成動力連接和數據連接，電池組上的動力和數據觸頭以及車輛上的電氣和數據觸頭必須彼此正確地對準。例如，小的數據和動力引腳和套筒應當精確地對準以形成合適的電氣連接。此外，數據和動力連接器必須彼此之間保持接觸并且經受日常行駛引起的嚴酷因素，例如豎直的和水平的沖擊和振動、碰撞等。本文所述的該連接系統(tǒng)提供一種快速連接/斷開的系統(tǒng)，其補償在移除和更換電池期間在電池側連接器和車輛側連接器之間可能出現(xiàn)的未對準。這些實施例提供用于電池和車輛的待通過諸如引腳和套筒對準機構的對準機構運動成正確對準的聯(lián)接部分的結構靈活性。這些實施例還提供一個或多個未對準救濟機構。具體地，連接系統(tǒng)中的至少一個連接器包括聯(lián)接器，該聯(lián)接器設計成允許在直接附接到電池或車輛上的固定安裝部分和含有連接器的數據和動力界面的自由聯(lián)接部分之間的運動。在一些實施例中，它們之間允許的運動是水平的，或者基本上與車輛下側的X-Z平面平行。在一些實施例中，允許的運動也是豎直的。在一些實施例中，聯(lián)接器包括彈簧，該彈簧除了幫助補償未對準之外，還提供豎直力，以保持電氣和數據部件彼此連接。這些實施例中的一些還采用具有導電網狀套管的數據和動力套筒，盡管日常行駛具有振動和震動，該導電網狀套管也能夠保持與其對應的數據和動力引腳電接觸，并且進一步能夠經受3000或更多次的接合循環(huán)。在一些實施例中，電池組和車輛之間的數據連接都位于具有精確對準能力的同一個電氣連接系統(tǒng)中。換言之，單個電池側連接器部件包含有數據和動力接口，并且單個車輛側連接器部件也包含有數據和動力接口。在同一個電氣連接系統(tǒng)中提供數據連接和動力連接的一個優(yōu)點在于，一個電氣連接系統(tǒng)可以用來同時對準動力接口和數據接口兩者。然而， 數據通信導體易受由于接近高壓或高電流導體而導致的電磁干涉作用的影響。有時候，通過保持任何高壓或高電流導體與任何數據或信號導體之間的基本距離，可以克服電磁干涉作用。然而，考慮到在車輛和電池之間精確對準所需要的連接點的期望數量，有利的是在同一個連接器系統(tǒng)部件上包括動力和數據接口兩者。在這些實施例中，不切實際的是在數據和動力導體之間保持足夠的距離來克服電磁干涉作用。相反，設有屏蔽機構，以允許使用單個用于數據和動力兩者的連接器，同時防止由于數據導體靠近動力導體所導致的不期望的電磁效應。在同一個連接器部件上具有電氣連接器和數據連接器兩者的電氣連接系統(tǒng)的實施例中，該電氣連接系統(tǒng)還具有屏蔽機構，該屏蔽機構通過連接系統(tǒng)中彼此靠近的高電壓電氣接口來屏蔽數據接口不受電磁干涉作用的影響。在一些實施例中，數據連接器和電氣連接器彼此處于一英寸的范圍內。在其它的實施例中，電氣和數據連接位于分開的連接系統(tǒng)上，每個連接系統(tǒng)都具有單獨的對準機構，例如下述的電氣連接系統(tǒng)中的那些。本文所述的實施例的另一個值得注意的元素是在電氣連接系統(tǒng)自身上缺乏任何閂鎖機構。這些實施例不需要額外的夾具或閂鎖機構來確保動力和數據接口之間的正電接觸。相反，電氣連接系統(tǒng)實施例的部件通過電池艙中的閂鎖機構彼此保持接觸。因為在連接系統(tǒng)中采用的對準機構補償電池艙和車輛之間的初始未對準，所以電池組可以快速地移除并且插入到車輛的電池艙中，而不需要額外地關注閂鎖或對準復雜的電氣連接器。另外， 閂鎖機構以足夠的力固定電池，以保持車輛側連接器與電池側連接器之間的連接。通過減少電池交換過程的步驟和復雜性，電動車輛更方便地用于日常使用。一些實施例一種用于至少部分地為電動的車輛的電池的電氣連接系統(tǒng)。該電氣連接系統(tǒng)采用具有如下的車輛側連接器和電池側連接器的屏蔽機構。該車輛側連接器被構造為永久性地附接到至少部分地為電動的車輛的下側。電池側連接器被構造為永久性地附接到電池組。電池側連接器被構造為與車輛側連接器匹配。電池側連接器和車輛側連接器也被構造為沿著與至少部分地為電動的車輛的下側基本上垂直的軸線可移除地彼此聯(lián)接。每個電氣連接器都包括用于在電氣連接器之間傳輸高壓電的高電壓接口和用于在電氣連接器之間傳輸數據的數據接口。電氣連接系統(tǒng)還包括屏蔽機構，以抵消由高電壓連接元件引起的電磁效應。在一些實施例中，屏蔽機構將數據接口與高電壓接口分隔開，以抵消由高電壓連接元件引起的電磁效應。在一些實施例中，屏蔽機構包括殼體，該殼體基本上覆蓋數據接口。在一些實施例中，殼體是L形。在一些實施例中，電氣連接系統(tǒng)還包括密封機構，該密封機構定位在第一和第二電氣連接器之間，以當第一和第二電氣連接器聯(lián)接時防止環(huán)境污染。在一些實施例中，高電壓接口包括導電引腳；和用于接收導電引腳的套筒。此外， 套筒由導電網狀套管構成，該導電網狀套管用于與導電引腳形成電氣連接。相似地，在一些實施例中，數據接口也具有引腳和套筒，其中該套筒由導電網狀套管構成。在其它的實施例中，數據接口包括纖維光學接口。在一些實施例中，高壓電在大約100至1000VDC之間。在其它的實施例中，高壓電在大約200至800VDC之間。在其它的實施例中，高壓電在大約350至450VDC之間。一些實施例一種用于至少部分地為電動的車輛的電池的電氣連接系統(tǒng)。該電氣連接系統(tǒng)采用聯(lián)接機構，以補償如下的車輛側連接器和電池側連接器之間的未對準。該電氣連接系統(tǒng)包括第一電氣連接器、第二電氣連接器和聯(lián)接器，該聯(lián)接器用于補償第一和第二電氣連接器之間的未對準。該第一電氣連接器被構造為安裝到至少部分地為電動的車輛的下側。其包括第一聯(lián)接部分，該第一聯(lián)接部分用于與第二電氣連接器的第二聯(lián)接部分匹配。 第二電氣連接器被構造為安裝到電池上并且包括第二聯(lián)接部分，該第二聯(lián)接部分用于與第一電氣連接器的第一聯(lián)接部分匹配。位于第一聯(lián)接部分和第二聯(lián)接部分之間的是用于補償第一和第二電氣連接器之間的未對準的聯(lián)接器。第一和第二聯(lián)接部分包括用于傳輸高壓電的高電壓接口和用于在第一和第二聯(lián)接部分之間傳輸數據的數據接口。在一些實施例中， 聯(lián)接部分位于車輛側連接器上。在其它的實施例中聯(lián)接部分位于電池側連接器上。在一些實施例中，用于至少部分地為電動的車輛的電池的連接系統(tǒng)包括用于補償如下的車輛側連接器和電池側連接器之間的未對準的一個或多個聯(lián)接部分。第一電氣連接器被構造為安裝到至少部分地為電動的車輛的下側。第一電氣連接器包括第一聯(lián)接部分， 其用于與第二電氣連接器的第二聯(lián)接部分匹配；第一安裝部分，其用于將第一電氣連接器附接到至少部分地為電動的車輛；以及第一聯(lián)接器，其用于將第一聯(lián)接部分附接到第一安裝部分。第一聯(lián)接器允許第一聯(lián)接部分和第一安裝部分之間的相對運動。第二電氣連接器被構造為安裝到電池上。第二電氣連接器包括第二聯(lián)接部分，該第二聯(lián)接部分用于與第一電氣連接器的第一聯(lián)接部分匹配。第一聯(lián)接器補償第一和第二電氣連接器之間的未對準。 第一和第二聯(lián)接部分包括用于傳輸高壓電的高電壓接口和用于在第一和第二聯(lián)接部分之間傳輸數據的數據接口。在一些實施例中，第二電氣連接器還包括用于將第二電氣連接器附接到電池上的第二安裝部分以及用于將第二聯(lián)接部分附接到第二安裝部分上的第二聯(lián)接器。第二聯(lián)接器允許第二聯(lián)接部分和第二安裝部分之間的相對運動。第二聯(lián)接器也補償第一和第二電氣連接器之間的未對準。在一些實施例中，第一聯(lián)接器被構造為允許第一聯(lián)接部分相對于第一安裝部分在豎直和水平的平面中運動。在一些實施例中，第一聯(lián)接器由第一聯(lián)接部分中的孔和剛性地附接到第一安裝部分上且延伸通過第一聯(lián)接部分中的孔的螺栓構成，其中該螺栓的直徑比孔的直徑小。在一些實施例中，第一聯(lián)接器還包括定位在第一聯(lián)接部分和第一安裝部分之間的螺旋彈簧。在一些實施例中，該螺栓延伸通過螺旋彈簧的中心。在一些實施例中，權利要求的電氣連接系統(tǒng)的第一聯(lián)接部分包括引腳和套筒。引腳和套筒被構造為確保第一和第二聯(lián)接部分之間的側向對準。在一些實施例中，套筒的內表面是具有橢圓形截面的通道。該通道的內表面大于引腳，以允許通道的內表面的一部分與引腳的外表面的一部分之間具有間隔。上述實施例應對一個或多個之前提到的缺陷。例如，電池的電氣接口部件與其在電動車輛中對應的艙之間的未對準通過所述的對準和未對準補償機構進行補償。此外，由高電壓連接引起的電磁干涉作用由各屏蔽機構克服或減輕。在一些實施例中，利用上述特征的組合制造能夠經受可能的交換循環(huán)的穩(wěn)固電池交換系統(tǒng)來應對未對準和電磁干涉作用兩者。


圖1示出了電動車輛網絡。圖2A-2B是圖1的電動車輛的視圖。圖2A是電動車輛的仰視圖，圖2B是電動車輛的側視圖。圖3A和;3B是圖1的電動車輛和電池組的下側透視圖。圖4是圖1-3的電池組的一個實施例的透視圖。圖5是圖1-3的電池組的一個實施例的透視圖，其示出了各個化學模塊或單元。圖6是具有第一冷卻系統(tǒng)的電池組的一個實施例的透視圖。圖7是具有第二冷卻系統(tǒng)的電池組的另一個實施例的底部透視圖。圖8是電池組的另一個實施例的透視圖。圖9是電氣連接系統(tǒng)的透視圖。圖10是連接到電池艙和電池艙的傳動組件上的電池組的實施例的透視圖。圖11是電池艙的另一個實施例的透視圖。圖12是圖11的蝸輪組的實施例的特寫傾斜視圖。圖13是圖11的第一齒輪組機構的實施例的特寫透視圖。圖14是電池和艙的下側的特寫透視圖，包括驅動套筒的實施例的特寫視圖。圖15是齒輪鎖的一個實施例的透視圖。圖16是齒輪鎖的另一個實施例的透視圖。圖17是插入到鑰匙孔中并且釋放圖16的齒輪鎖的鑰匙的特寫透視圖。圖18是具有幾個對準套筒的電池艙的實施例的特寫透視圖，該對準套筒被構造為與電池組上的對準引腳匹配。圖19A-19C是出于各種位置的閂鎖機構的側視圖。圖20是電池艙的閂鎖碰鎖機構的特寫透視圖。圖21是將電池組從電池艙釋放的過程的流程圖。圖22是將電池組接合到電池艙的過程的流程圖。圖23A和2 分別是電池艙的傳動組件的另一個實施例的透視圖和特寫透視圖。圖24A是電氣連接系統(tǒng)的頂部透視圖。圖24B是圖24A的車輛側連接器的底部透視圖。圖25是圖24A的電氣連接系統(tǒng)的側視圖。圖沈是沿著圖25的線沈力6看的電氣連接系統(tǒng)的車輛側連接器部分的剖視側視圖。圖27是沿著圖25的線沈力6看的電氣連接系統(tǒng)的電池側連接器部分的剖視側視圖。圖觀是在圖24A所示的數據和動力連接器的一些實施例的凹形側中使用的導電網狀套管的透視圖。圖四是圖24B所示的車輛側連接器的一部分的部分分解透視圖。圖30是在圖四的車輛側連接器中使用的屏蔽機構的實例的透視圖。
圖31包括圖四的屏蔽機構的所有側的平面視圖。在整個附圖中，類似的附圖標號是指對應的部分。
具體實施例方式圖1示出了根據一些實施例的電動車輛網絡100。該電動車輛網絡100包括車輛 102和電池組104，該電池組104被構造為可移除地安裝到車輛102上。在一些實施例中，電池組104包括能夠存儲電能的任何裝置，例如電池(例如，鋰離子電池、鉛酸電池、鎳金屬氫化物電池等)、電容器、反應電池(例如，鋅-空氣電池)等。在一些實施例中，電池組104 包括多個單獨的電池或電池單體/化學模塊。在一些實施例中，電池組104還包括冷卻機構，以及用于連接到車輛102上或連接到電池交換站134的各個元件上的機械和電氣連接器。這些機械和電氣連接器將在下面進一步說明。在一些實施例中，車輛102包括電動馬達103，該電動馬達103驅動車輛的一個或多個車輪。在這些實施例中，電動馬達103從電池組104(為了解釋方便而示出為與車輛分隔開)接收能量。車輛102的電池組104可以在用戶110的家130里充電或者在一個或多個充電站132充電。例如，充電站132可以位于商業(yè)中心停車場中。此外，在一些實施例中，車輛102的電池組104可以在一個或多個電池交換站134處交換為充好電的電池組。從而，如果用戶行駛的距離超過了車輛的電池的單次充電的范圍，那么消耗的(或部分消耗的)電池可以交換為充好電的電池，使得用戶能夠繼續(xù)他的/她的行駛而不需要等待電池再充電。電池交換站134是服務站，在該服務站用戶可以將消耗的(或部分消耗的) 車輛102的電池組104交換為充好電的電池組104。充電站132提供能量以對電池組104 進行充電，同時電池組聯(lián)接到車輛102上。網絡100的這些部件連接到相關的動力和數據網絡，如2008年9月19日提交的名稱為“Electronic Vehicle Network”的美國專利申請 No. 12/234，591中更詳細地解釋的，該公開以引用方式并入本文中。圖2A-2B是至少部分地為電動的車輛102的側視圖和仰視圖。車輛102包括在車輛102的下側處附接到車輛102上的可移除電池組104(有時本文指的正好是電池)。在一些實施例中，電池組104基本上是平坦的并且沿著車輛102的長度即沿著車輛的縱向X軸線的至少一部分延伸。在一些實施例中，電池104可以伸到車輛102下側的平面204之下， 即，沿Y軸負方向伸出。當伸出的電池組暴露于周圍空氣流時，從車輛的下側伸出有助于空氣冷卻電池組104。在具有導氣罩的實施例中，如以下參考圖6所述的，至少導氣罩入口將暴露于車輛102下側處的周圍空氣，以當車輛102向前運動時接收空氣流。在電池組改造到車輛上的一些實施例中，即，售出之后，電池組可從車輛底部伸出。然而，當電池104或其一部分從車輛102的下側204的平面之下伸出時，其可能是難看的。因此，在一些實施例中，整流裝置202附接到車輛上以隱藏電池組104。在一些實施例中，整流裝置202還產生平滑的輪廓并且減小阻力。這些整流裝置202可以安裝在車輛的前部、側部和后部的任一處或全部位置。圖3A和;3B是圖1的電動車輛102和電池組104的下側透視圖。圖3A示出了安裝在電池艙108中的電池組104。圖;3B示出了從電池艙108移除的電池組104。電池艙108 包括框架118，該框架118限定了設置在車輛102的下側處的腔體302的輪廓。腔體302被構造為在其中至少部分地接收電池組104。在一些實施例中，艙框架118具有基本上為矩形的形狀，以在其中至少部分地接收基本上為立方體或矩形的平行六面體電池組104。在一些實施例中，框架118沿著車輛102長度的至少一部分(平行于X軸線)具有兩個長邊，并且沿著車輛102寬度的至少一部分(平行于Z軸線)具有兩個短邊，如圖所示。在一些實施例中，框架118的長邊沿著與從車輛102的前部到后部延伸的軸線(平行于X軸線)基本上平行的軸線延伸。在一些實施例中，電池艙108位于車輛地板之下，在車輛102的后橋和前橋之間。在一些實施例中，電池艙108所插入的腔體302使用已有的體積，在傳統(tǒng)的汽油或混合動力車輛中，該體積通常被燃料箱和消聲器占據。這樣，存儲和/或乘客空間基本上不受增加電池組104的影響。在一些實施例中，車輛車身地板結構成形為容納電池組的盆。當電池組104聯(lián)接到車輛時，電池艙108在車輛底部處或附近的位置降低了車輛的質心或重心，這提高了車輛的轉向、抓地力和性能。在一些實施例中，電池艙108位于車輛的設計成在前碰撞或后碰撞期間不折皺的區(qū)域內，以保護電池組104。在一些實施例中，電池艙108是獨立的單元。在一些實施例中，通過柔性振動阻尼器(未示出)構成電池艙與車輛框架(或單片式車身)的結構連接。這允許電池艙108不會妨礙車輛框架的自然彎曲和撓曲變形。在一些實施例中，利用諸如螺栓的可移除緊固件來構成與車輛框架的連接。在其它的實施例中電池艙104通過焊接或其它方式基本上永久性地安裝到車輛上。電池艙108設計成經受初始設備制造商、國家安全標準或國際安全標準所要求的載荷系數。在一些實施例中，電池艙108設計成經受以下載荷系數-正常操作條件+/-1.5GFX和Fz，以及+/_4GFy，其能夠以I-IOOHz基本上連續(xù)地振蕩，其中Fx、Fy和Fz是分別沿X、Y和Z方向的力。在一些實施例中，在這個條件下，電池艙108將基本上不會發(fā)生塑性變形。-異常操作條件+/_126&和&，以及+/-SGFy，其基本上不會進行連續(xù)振蕩。在一些實施例中，在這些條件下，電池艙108將基本上不會發(fā)生塑性變形。-碰撞條件+/_30GFx和 Fz，以及 +/_20GFy。在一些實施例中，在正常和異常操作條件期間，電池組104基本上不會搖動、擊打或以其它方式運動。在一些實施例中，在車輛102的組裝期間，在電池艙108和車輛框架之間提供機械連接。換言之，電池艙108是被構造為附接到至少部分地為電動的車輛102上的單獨的單元。在一些實施例中，單獨單元類型的電池艙108在銷售之前或之后被改造到混合動力車輛或內燃機車輛上。在其它的實施例中，電池艙108的設計與車輛102的車架一體地形成。圖4是電池組104的實施例的透視圖。在一些實施例中，電池組104的高度(h或 H)基本上小于其長度(L)。在一些實施例中，電池104具有基本上長且平的第一部分401 以及比該第一部分短且厚的第二部分402，即，第一部分401的高度(h)顯著地小于第二部分402的高度(H)。在一些實施例中，第二部分402在其被構造為配合在后部乘客座椅之下或之后或者配合在后備箱的一部分中時具有極大的高度(H)，這樣不會顯著地妨礙電動車輛內的乘客空間。在一些實施例中，電池組104的體積為200至300升。在一些實施例中， 電池組104的重量為200-300kg。在一些實施例中，電池組104是至少部分地密封的封裝件，該封裝件被構建成基本上包封和吸收電池單體/化學模塊(502，圖幻在電池組內的爆炸。電池組104的密封的封裝件由能夠基本上經受由灰塵、污垢、泥漿、水、冰和小的剛性物體的沖擊的材料制成。合適的材料包括一些塑性、碳纖維、金屬或聚合物等。在一些實施例中，電池組104上的外覆蓋件保護電池的內部部件并將電池的內部部件與有害環(huán)境條件和濕氣或燃料蒸汽的滲透隔絕開。在一些實施例中，電池組104中的電池管理系統(tǒng)(BMS) 406管理電池組的充電和放電循環(huán)。BMS 406與車載計算機通信，以報告電池的充電狀態(tài)并且警告任何有害的操作條件。在一些實施例中，在充電期間，BMS 406與電池充電站132通信。在一些實施例中，BMS 406可以經由9針連接器與車載計算機通信。連接器中引腳的數量根據連接器的設計而變化。在一些實施例中，通過利用位于電池組104中的開關裝置切斷對連接器的電流，BMS 406能夠裝備和解除電池組104和車輛102之間的電力連接器。在一些實施例中，BMS 406 基本上處理在充電、操作和存儲期間電池安全問題的所有方面。圖5具有電池組化學模塊502的電池組104的透視圖，該電池組化學模塊502接收、存儲和釋放電能。模塊502容納在電池組殼體504內。這些化學模塊502有時在本文中指的是可充電電池單體502。在一些實施例中，多個化學模塊502設置在電池組104中。 在其它的實施例中，使用至少一個化學模塊502。在大多數實施例中，每個化學模塊502都能夠再充電，但是也可能存在可以使用一次性應急電池的例子。根據BMS設定和控制的參數，化學模塊502作為組在充電站132或者在電池交換站134的充電部分處進行再充電。圖6是實施例的透視圖，其中電池組104包括冷卻系統(tǒng)，該冷卻系統(tǒng)耗散來自電池組104的熱。在一些實施例中，電池組的殼體504的一部分包括熱交換機構，當電池組104 附接到車輛時，該熱交換機構的至少一部分在車輛102的下側處暴露于周圍空氣。在一些實施例中，熱從模塊502傳遞至在電池組的底部段處的熱交換器或散熱器。在一些實施例中，冷卻系統(tǒng)包括在外覆蓋件中的開口 404，該開口 404與一個或多個冷卻管道602流體連通，該冷卻管道602將空氣流直接灌輸經過電池，以進一步耗散由電池產生的熱。在一些實施例中，冷卻管道602延伸電池組104的整個長度，同時在其它的實施例中，管道采取任何合適的路徑以最佳地冷卻模塊502。在一些實施例中，冷卻管道602引導空氣通過熱交換器，該熱交換器耗散來自電池組模塊的熱。在一些實施例中，冷卻管道602中還包括冷卻翅片604。在一些實施例中，通過電子翅片實現(xiàn)空氣冷卻。在一些實施例中，入口 404包括罩 606，該罩606用于引導灌輸空氣通過管道602，同時車輛處于運動中。在一些實施例中，罩 606包含網狀覆蓋件608，以防止碎片進入冷卻管道602。圖7是從電池組的下側看時的電池組104和電池艙框架的透視圖。在一些實施例中，電池組104包括由凹坑或腔體702構成的另一個冷卻系統(tǒng)。凹坑/腔體702位于電池組104的沿著車輛底部延伸的底部表面中，以暴露于空氣，該空氣在車輛102運動時經過該凹坑/腔體。即使當車輛停止時，電池產生的熱也會由于其大的表面面積和在車輛下側上的遮蔽位置而得到耗散。凹坑/腔體702增大了電池組底部的整體表面積，這有助于進一步冷卻模塊502。在一些實施例中，增大的表面積足以用于冷卻，并且管道和/或熱交換器不是必須的。在一些實施例中，這個增大的表面積與一個或多個前述的冷卻機構(例如圖 6中所述的具有翅片的冷卻管道，或上述的散熱器和熱交換器)聯(lián)合使用。在一些實施例中，電池組冷卻系統(tǒng)，例如以上參考圖6和7所述的，能夠耗散在全動力操作期間和/或在充電過程期間產生的熱的主要部分。在一些實施例中，冷卻系統(tǒng)能夠耗散3KW的熱。從電池發(fā)出的熱的準確量從一個設計到另一個設計而變化。在一些實施例中，上述來自冷卻系統(tǒng)的熱基本上散發(fā)到環(huán)境中而不是車輛102的其它部分。圖7還示出了在電池組104的下側上具有多個導向孔704的實施例。這些導向孔 704 與申請 No. 61/166，239 (2009 年 4 月 2 日提交，名稱為 “Battery Exchange Station", 并且并入本文中)中討論的交換裝置平臺上的定位引腳匹配，以幫助將交換裝置平臺與電池組104適當地對準。在一些實施例中，具有一個導向孔。在其它的實施例中，具有兩個或更多個導向孔。圖7的實施例示出了在電池上的每個撞針的任一側上的導向孔。在一些實施例中，導向孔704存在于電池艙的框架中而不是電池中，并且功能基本上相同，S卩，方便在電池交換操作期間正確對準交換平臺。圖8是電池組806的另一個實施例的透視圖。電池組806具有第一部分401，其具備上是長且平的；第二部分402，其比第一部分短且厚；以及電池組104的第三部分403， 其是長且薄的，并且基本上延伸第一部分401的長度，其高度大于第一部分401的高度但是小于或等于第二部分402的高度。電池104的第三部分403沿著Y方向從第一部分401伸出，并且沿著在駕駛員和乘客座椅之間形成的X方向上的中心軸線伸出，如圖所示。其它的實施例(未示出)具有大致立方體形狀，而沒有兩個不同地成形的部分。其它的實施例可以具有更加復雜的形狀。例如，一些實施例的高度大于其寬度。這種通常形狀的實施例有時位于乘客空間之后，而不是位于乘客空間之下。在一些實施例中，電池組104包括一個或多個引腳802，以將電池104與車輛102 的電池艙108對準。引腳802還可以用來防止電池組沿錯誤的方向插入到電池艙108中。 例如，電池處的引腳和電池艙中對應的開口可以彼此插入鎖上。在一些實施例中，電池組殼體504還包括桿形撞針1924，該撞針19M牢固地附接到電池組殼體并且被構造為承載電池組104的整個重量，即，當撞針1擬4與電池艙108上的閂鎖1920(圖19A)接合時，電池組可以從撞針1擬4懸置。電池組104所有的版本也都包含電氣連接器804(以下參考圖9進行討論)，以快速且安全地將電池組104連接到車輛 102以及將電池組104與車輛102斷開。在一些實施例中，電氣連接器804位于電池104的第三部分403上，但是在其它的實施例中，其可以位于電池組上任何位置處。圖9是電氣連接系統(tǒng)900的詳細透視圖。該圖示出了電池電氣連接器804以及對應的電池艙電氣連接器902，這兩者匹配在一起以形成電氣連接系統(tǒng)900。電池電氣連接器 804借助基部單元916附接到電池組104。類似的附接機構用來將電池艙電氣連接器902 附接到電池艙108的框架118或者直接附接到電動車輛102。在一些實施例中，電池艙108 和電池組104之間的電氣接口(即電池艙電氣連接器902和電池組電氣連接器804之間的連接)允許電池組和電池艙或車輛之間的快速連接/斷開。兩個連接器都還包括電氣屏蔽件904，以屏蔽連接的電磁力妨礙化學模塊/電池單體502。電氣屏蔽件可以是接地的。在一些實施例中，電氣屏蔽件904還包括0形環(huán)913， 以防止?jié)駳夂退槠K電氣連接器和弓丨起短路和/或火災。通過一個或多個漸縮的對準弓I 腳912和對應的對準接收器或套筒914來方便電池艙電氣連接器902和電池組電氣連接器 804之間的對準。在一些實施例中，對準引腳912位于電池組電氣連接器804上，而對準套筒/接收器914位于電池艙電氣連接器902上。在其它的實施例中，布置是顛倒的。在一些實施例中，引腳912彼此插入以防止電氣連接器的不合適的匹配。在一些實施例中，電池艙108和電池組104之間的電氣連接具有兩個分開的連接器組。第一組連接器用于將動力(大約400VDC，200安)傳至電池組104和從電池組104 傳遞該動力。第二組連接器910用于數據通信(5-12V，低電流)。在一些實施例中，連接器具有9個引腳。在其它的實施例中連接器將具有比9多或少的引腳。在一些實施例中，第一組連接器包括第一對連接器906，其用于將動力從充電機構傳至電池組104。在一些實施例中，充電機構為獨立式充電站132，其連接至車輛102并且在其仍然聯(lián)接到車輛時對電池組104進行充電(如圖1所示)。在一些實施例中，充電機構并入到電池交換站(134，圖1)的一部分中，其中已經從車輛102移除的耗盡的/放電的電池組104在插入到車輛中之前被再次充電。在一些實施例中，第一組連接器還包括第二對連接器908，以將動力從電池組104傳至電動馬達103。在一些實施例中，由于電池組104移動到電池艙108中，所以電池電氣連接器804 以及對應的電池艙電氣連接器902匹配在一起。電池電氣連接器804以及對應的電池艙電氣連接器902具有相同的功能，S卩，它們可以向左和向右移動幾毫米。凸形連接器(在該實施例中的電池艙電氣連接器90 具有對準引腳912，該對準引腳穿到凹形連接器(在該實施例中的電池電氣連接器804)的套筒914中。引腳912與套筒914之間的連接在電池組 104移動到其在電池艙108中的最終位置期間對準電氣連接系統(tǒng)900的兩個部分。電氣連接系統(tǒng)900的兩個部分的浮選允許這兩個連接器部分的未對準(由于生產和組裝公差)。在一些實施例中，電氣連接系統(tǒng)900中的電氣連接器906、908和910僅僅在已經建立了機械連接(即，電池組104通過傳動組件1000中的閂鎖機構1016、1018鎖定到電池艙108中，如圖10和19所述)之后自動地對準和連接自身。圖10是連接到電池艙108上的電池組104的一個實施例的頂部透視側視圖。在這個實施例中，電池組104和電池艙108基本上為立方體/矩形平行六面體形狀。這個實施例包括處于第一部分401的一側上的電池電氣連接器1022。在一些實施例中，電池艙108包括電池艙傳動組件1000。傳動組件1000是從驅動馬達1310或者從外部/手動旋轉源(例如接收在驅動套筒1308中的扳手，如圖13所示) 傳遞動力的齒輪、轉軸和相關的部分的組。閂鎖機構1016、1018將在以下參考圖19詳細地解釋。在一些實施例中，傳動組件1000包括第一齒輪組1002(例如，等徑傘齒輪組)， 該第一齒輪組1002沿相反的方向驅動第一齒輪軸1004和第二齒輪軸1006。由驅動馬達 1310或手動旋轉施加的繞Y軸線的旋轉力被第一齒輪組1002轉換為齒輪軸1004、1006繞 X軸線的相等的且相反的旋轉力。第一齒輪軸1004附接到第二齒輪組1008(例如第一蝸輪組)。第二齒輪軸1006附接到第三齒輪組1010(例如第二蝸輪組)。將在下面參考圖12 更詳細地說明的第二和第三齒輪組1008、1010將各個齒輪軸1004、1006連接至相應的轉矩桿1012、1014，從而允許動力繞電池艙轉向流動。換言之，齒輪軸1004繞X軸線的旋轉力被齒輪組1008轉換為轉矩桿1012繞\軸線的旋轉力，同時齒輪軸1006繞X軸線(沿著與齒輪軸1004相等且相反的方向)的旋轉力被齒輪組1010轉換為轉矩桿1014繞\軸線(沿著與轉矩桿1012的旋轉相當且相反的方向)的旋轉力。通過這種方式，傳動組件1000驅動轉矩桿1012、1014基本上同時地沿著相當且相反的方向旋轉。
在一些實施例中，轉矩桿1012、1014和齒輪軸1004、1006分別相對于彼此成直角。 在一些實施例中，轉矩桿1012、1014和齒輪軸1004、1006彼此形成鈍角，并且在另一個實施例中，它們彼此形成銳角。在這個實施例中，第二齒輪組1008將第一齒輪軸1004連接至第一轉矩桿1012，并且第三齒輪組1010將第二齒輪軸1006連接至第二轉矩桿1014。這樣， 在一些實施例中，第一齒輪軸1004和第二齒輪軸1006沿相反的方向基本上同時地旋轉，從而引起第一轉矩桿1012和第二轉矩桿1014經由第二齒輪組1008和第三齒輪組1010沿相反的方向基本上同時地旋轉。圖10所示的實施例示出了附接到各個轉矩桿1012、1014上的兩個閂鎖機構1016、 1018。這些閂鎖1016、1018在車輛正常操作期間將電池組104至少部分地保持在電池艙 108內側。一些實施例包括聯(lián)接到第一轉矩桿1012的一個或多個第一閂鎖1016和聯(lián)接到第二轉矩桿1014的一個或多個第二 /附加閂鎖1018。第一轉矩桿1012被構造為致動第一閂鎖機構1016，而第二轉矩桿1014被構造為致動第二閂鎖機構1018。當第一閂鎖1016或第二閂鎖1018中的不止一個附接到各個轉矩桿1012、1014時，轉矩桿確保該多個閂鎖被致動并且由此彼此基本上同時地旋轉。至少一個閂鎖碰鎖機構1020防止閂鎖1016、1018將電池104從電池艙108釋放， 直到鎖被脫開，如參考圖20更詳細地所述。在一些實施例中，僅僅使用一個閂鎖碰鎖機構 1020，而在其它的實施例中，至少一個閂鎖碰鎖機構1020附接到各個轉矩桿1012、1014上。 在一些實施例中，閂鎖碰鎖1020是電子啟動的，而在其它的實施例中，其是機械地啟動的。在一些實施例中，第一轉矩桿1012位于電池艙108的最靠近車輛102前端的側面處，并且第二轉矩桿1014位于電池艙108的最靠近車輛后部的側面處，或者該布置可以是顛倒的。傳動組件的齒輪組和機構可以位于任何位置，只要轉矩桿1012、1014被以相同的角速度沿相反的方向同時地驅動以致動閂鎖機構1016、1018。圖11是電池艙108的另一個實施例的透視圖。這個實施例還包括第一齒輪組 1002(例如，等徑傘齒輪組)，該第一齒輪組1002沿相反的方向驅動第一齒輪軸1004和第二齒輪軸1006。然而，在這個實施例中，電池艙的框架的形狀不是矩形。相反，沿著電池艙 108的一側，第二齒輪軸1006由三個部分構成，第一齒輪軸連接件1102通過第一萬向接頭 1104連接至第二齒輪軸連接件1106，并且第三齒輪軸連接件1108通過第二萬向接頭1110 連接至第三齒輪軸連接件1112。這樣，第一齒輪軸1006被彎曲成容納電動車輛102的其它部件。這樣，電池艙108的腔體具有比其將具有的小的體積，第一齒輪軸1006是從第一齒輪組1002延伸的單個直的部件。圖11還示出了位于靠近各個轉矩桿1012 (圖10)、1014的傳動組件1000中的鎖定同步桿1112。每個鎖定同步桿1112都附接到閂鎖碰鎖機構1020，以保持其相應的閂鎖機構1016、1018不釋放，如以下將要參考圖20詳細地解釋的。圖11還示出了位于閂鎖1920 的任一側上的閂鎖機構1016、1018中的彈簧1806，如圖18中更詳細地解釋的。應該指出的是，雖然以上已經說明了軸和齒輪組的各種形式，但是在其它的實施例中，驅動轉矩可以使用其它類型的驅動部件(例如束帶、皮帶輪、鏈輪驅動鏈)傳遞至閂鎖。圖12示出了第二和第三齒輪組1008、1010的一個實施例。在一些實施例中，齒輪組1008、1010每個都由螺旋齒輪1202和正齒輪1204構成。在一些實施例中，螺旋齒輪 1202是蝸輪。在操作中，連接到齒輪軸1004、1006上的螺旋齒輪1202的旋轉通過螺旋齒輪 1210和正齒輪1204上的互鎖齒使對應的轉矩桿1012、1014旋轉。螺旋齒輪1210和正齒輪 1204上的齒的精確數量和構造根據特定的電動車輛102而變化。例如，在一些實施例中， 螺旋齒輪1202明顯較長并且具有更多的螺紋，而在一些實施例中，正齒輪1204的齒輪具有更多的齒，或形成完整的圈。在其它的實施例中，螺旋齒輪1202的直徑大于圖12所示的比例。在正常操作中，螺旋齒輪1202使正齒輪1204沿一個方向轉動，以接合閂鎖機構1016、 1018，電池104通過該閂鎖機構1016、1018被提升并且鎖定到電池艙108中，螺旋齒輪1202 使正齒輪1204沿相反的方向轉動，以脫開閂鎖機構1016、1018并且允許從電池艙108中移除電池104。圖13示出了第一齒輪組1002的一個實施例的詳細視圖。在一些實施例中，第一齒輪組1002是等徑傘齒輪組。在一些實施例中，等徑傘齒輪組1002包括三個螺旋傘齒輪； 包括聯(lián)接到第一外齒輪1304和第二外齒輪1306的中心齒輪1302。當中心齒輪1302旋轉時，其沿第一旋轉方向驅動第一外齒輪1304并且沿與第一旋轉方向相反的第二旋轉方向驅動第二外齒輪1306。第一外齒輪1304驅動第一齒輪軸1004，同時第二外齒輪1306驅動第二齒輪軸1006。這樣，中心齒輪1302的旋轉借助第一外齒輪1304沿第一旋轉方向驅動第一齒輪軸1004，而同時地/同步地借助第二外齒輪1306沿第二旋轉方向驅動第二齒輪軸 1006。在一些實施例中，第一齒輪組1002尤其是中心齒輪1302通過位于電動車輛102的下側處的驅動套筒1308的旋轉而被驅動。為了轉動齒輪1308，例如通過被構造為與驅動套筒1308匹配的艾倫扳手或套筒扳手1314，軸被機械地旋轉。在一些實施例中，凹形驅動套筒1308具有非通用或非標準的形狀，使得其僅僅能接收被制成為與非標準形狀的驅動套筒1308匹配的特定形狀的艾倫扳手或套筒扳手1314。在一些實施例中，傳動組件1000通過驅動馬達齒輪傳動組1312被電動驅動馬達 1310驅動。齒輪傳動組1312驅動第一齒輪組1302，該第一齒輪組1302沿相反的方向同時地驅動第一齒輪軸1004和第二齒輪軸1006，以最終同時地致動閂鎖機構1016、1018，如以上參考圖10所述的。在一些實施例中，驅動馬達1310在大多數情況下用來使軸1004、1006 旋轉，而驅動套筒1308僅僅用于手動接替的情況。在一些實施例中，驅動套筒1308是用于驅動第一齒輪組1002的優(yōu)選裝置。如圖23A和2 所示，在一些實施例中，傳動組件1000包圍為右蝸輪組的第二齒輪組1008和為左蝸輪組的第三齒輪組1010。當右齒輪組1008和左蝸輪組1010用在傳動組件1000中時，第一齒輪軸1004和第二齒輪軸1006不需要被驅動而沿相反的方向繞X軸線旋轉。相反，借助右蝸輪和左蝸輪(1008、1010)上的相反螺紋，轉矩桿1012繞&軸線被驅動并且轉矩桿1014繞\軸線被驅動(沿著與轉矩桿1012的旋轉相當且相反的方向)。 換言之，右蝸輪1008上的螺距與左蝸輪1010上的螺距相反。這樣，第一齒輪組1002不需要如圖13所示的等徑傘齒輪組，而是如圖2 所示的較簡單的齒輪組。換言之，因為右蝸輪和左蝸輪1008、1010由于其相反的螺距而沿彼此相反的方向傳遞第一齒輪組1008的運動，所以軸1004、1006可以沿相同的方向旋轉，并且在軸1004、1006的致動點處不需要復雜的等徑傘齒輪組。圖14示出了從至少部分地為電動的車輛102的下側看時驅動套筒1308的另一個實施例的底部透視圖。在一些實施例中，驅動套筒1308能夠通過電池組殼體1400中的孔觸及。在其它的實施例中，驅動套筒1308能夠在電池艙108中的腔體302的側面處觸及。 在一些實施例中，第一齒輪組1002僅僅在鑰匙1602已經插入到鑰匙孔1402中并且解鎖第一齒輪組1002之后被套筒扳手1314驅動，如圖17所述。與驅動套筒1308類似，在這個實施例中，鑰匙孔1402也位于電動車輛102的下側處并且需要電池殼體1400中的孔。在其它的實施例中，鑰匙孔1402位于電池艙108中。圖15是第一齒輪鎖1502(在一些實施例中該第一齒輪鎖為等徑傘齒輪鎖)的一個實施例的透視圖。在這個實施例中，當鑰匙插入到鑰匙孔1402中時，如圖中箭頭所示，第一齒輪鎖1502向上旋轉并且從軸1004上的小齒輪脫開，從而被解鎖。然后，第一齒輪組 1002可以執(zhí)行其使中心齒輪1302旋轉的功能，該中心齒輪1302借助第一外齒輪1304沿第一旋轉方向傳動第一齒輪軸1004，并且同時地借助第二外齒輪1306沿第二旋轉方向(與第一旋轉方向相反)驅動第二齒輪軸1006。當鑰匙被移除時，第一齒輪鎖1502向下旋轉并且接合軸1004上的小齒輪，從而將其鎖定。在圖15所示的實施例中，傳動組件1000的電動驅動馬達1310位于第一齒輪組1002之上，這樣，不需要如圖13所述的驅動馬達齒輪組 1312。圖16是齒輪鎖1600的第二實施例的透視圖。在該圖中，鑰匙1602示出為在鑰匙孔1402外側。在一些實施例中，鑰匙孔1402位于靠近驅動套筒1308。在一些實施例中，鑰匙1602具有特定和非常規(guī)的形狀來機械地釋放齒輪鎖1600的第二實施例，以下將更詳細地解釋，同時避開第一齒輪組1002的其它部件。圖17是插入到鑰匙孔1402中并且釋放第一齒輪鎖1502的鑰匙1602的詳細視圖。 在圖17中，第一齒輪鎖1502定位在馬達1310和齒輪組1312之間。在一些實施例中，通過將具有鎖定齒1704的鎖定閂鎖1702推離鎖定齒輪1706，鑰匙1602解鎖第一齒輪鎖1502。 在一些實施例中，鎖定閂鎖1702設計成鑰匙1602 —被移除就偏壓到其鎖定位置，即，與鎖定齒輪106匹配。在一些實施例中，彈簧1708附接到鎖定閂鎖1702，以提供偏壓力，而在其它的實施例中，可以使用用于偏壓鎖定閂鎖1702的重力或其它機構。在一些實施例中，鑰匙1062在整個電池交換過程中保持在插入位置中。在其它的實施例中，鑰匙1602僅僅需要在初始解鎖第一齒輪鎖1502，而不需要在整個電池交換過程中保持就位。在鑰匙1602和第一齒輪鎖1502的所有實施例中，與圖15_17中所示的類似，第一齒輪組1002保持不旋轉，直到鑰匙1602解鎖齒輪鎖1502。這樣，軸1004、1006，轉矩桿 1012、1014及其對應的閂鎖機構1016、1018將不會轉動，除非齒輪鎖1502已經被解鎖。此外，在一些實施例中，閂鎖碰鎖機構1020(參考圖20所述的)還必須在可以開始致動閂鎖機構1016、1018的過程之前解鎖。在一些實施例中，閂鎖碰鎖機構和齒輪鎖1502彼此獨立，并且在可以致動傳動組件1000之前單獨地/獨立地釋放。在一些實施例中，閂鎖碰鎖機構1020被電氣地致動，并且齒輪鎖1502被機械地啟動，反之亦然。通過兩個分開的機構 (機械的和電子的)啟動兩個不同的鎖防止了未經授權地或無意中地從車輛102移除電池組104。此外，在一些實施例中，所有的鎖都裝備有指示器，在電池交換過程之前、期間或之后，該指示器指示可能的故障。裝在車輛102上的致動器致動上述鎖中的一個或兩個。在一些實施例中，致動器通過單個5V15mA的數字信號進行操作，該數字信號來自車載計算機系統(tǒng)。在一些實施例中，通過指示器包括致動器不會經受過度的電流。在一些實施例中，其它類型的機械或機電致動器可用來移除安全鎖。圖18示出了具有幾個對準套筒/孔1802的電池艙108，該對準套筒/孔1802被構造為接收設置在電池104上的漸縮的對準引腳802。該圖示出了具有兩個對準套筒1802 和對準引腳802的實施例，但是在一些實施例中，僅僅使用一個對準套筒1802和引腳802。 在一些實施例中，對準的引腳802和對準的孔具有彼此不同的鑰匙形狀，以防止電池組104 與電池艙108向后或不正確的對準。在一些實施例中，至少一個壓縮彈簧1806安裝到電池艙108。壓縮彈簧1806被構造為，當電池組104至少部分地保持和鎖定在電池艙108的腔體302內時，在電池艙108的框架118和電池組104之間產生力。從而，彈簧1806在驅動或其它操作期間吸收電池組104和電池艙108的豎直運動(Y軸線運動)。另外，壓縮彈簧1806幫助在電池鎖定位置上將閂鎖1920保持與撞針1擬4接觸，并且還在鎖被解鎖時幫助將電池104從電池艙108排出。圖18示出了在每個閂鎖1920的任一側上的壓縮彈簧 1806。將壓縮彈簧1806彼此平衡地匹配在閂鎖平衡的任一側上，使得由此在電池上產生的力基本上僅僅沿豎直(Y軸線)方向。其它的實施例使用更大或更小的壓縮彈簧1806。在一些實施例中，其它類型的柔性機械部件用來預加載閂鎖。例如，橡膠密封件用來代替彈簧 1806。圖18示出了具有三個撞針1擬4的實施例。圖18中的撞針不是像其它圖中所示的那樣為桿形的，而是在電池組104自身的框架118中的被倒圓的切除部分。其它的實施例同樣采用非桿形的撞針。在一些實施例中，撞針具有不同的形式。在一些實施例中，撞針包含低摩擦解決方案。低摩擦解決方案的實例包括但不限于滾子軸承或低摩擦涂層，如圖 19A所示的元件1930。圖19A示出了電池艙傳動組件1000使用的閂鎖機構1016、1018的一個實施例。 在這個實施例中，閂鎖機構1016、1018為四連桿機構。閂鎖機構1016、1018包括閂鎖殼體 1902，該閂鎖殼體1902剛性地附接到電池艙的框架。其還包括凸輪形輸入連接件1904，該凸輪形輸入連接件1904在第一樞轉點1906處剛性地聯(lián)接到相應的轉矩桿，使得輸入連接件1904與轉矩桿1012、1014 —起相對于靜止的閂鎖殼體1902繞第一樞轉點1906旋轉/ 樞轉。輸入連接件1904的遠離轉矩桿的端部在第二樞轉點1908處可旋轉地聯(lián)接到聯(lián)接器連桿1910的第一桿端部1912。聯(lián)接器連桿1910具有遠離第一桿端部1912的第二桿端部 1914，該第二桿端部1914在第三樞轉點1918處可樞轉地聯(lián)接到閂鎖1920。在一些實施例中，聯(lián)接器連桿1910是螺絲扣，該螺絲扣包括調節(jié)螺栓1916，該調節(jié)螺栓1916被構造為調節(jié)聯(lián)接器連桿1910的長度。閂鎖1920具有第四樞轉點1922，該第四樞轉點1922可樞轉地連接到閂鎖殼體1902的另一個部分。閂鎖1920繞軸線樞轉，延伸通過第四樞轉點1922 的中心。在一些實施例中，閂鎖在第四樞轉點1922樞轉所繞的軸線與轉矩桿1012、1014在第一樞轉點1906處旋轉所繞的軸線平行但是分隔開。閂鎖基本上是“V”或鉤形，在“V”的頂點處具有第三樞轉點1918。第四樞轉點1922處于“V”的遠離頂點的端部處(在本文中， 該端部應該稱為閂鎖的近端1926)。“V”的其它端部也遠離“V”的頂點(該端部應該稱為閂鎖的遠端1928)。閂鎖的遠端1擬8被構造為在電池組104上接合桿形撞針1擬4。在一些實施例中，閂鎖1920的遠端1擬8具有鉤形，如圖19A所示，其被構造為當與撞針接合時支撐撞針1924(如圖19C所示)。鉤形遠端1擬8還用于當接合/接收電池時將電池組104至少部分地接合并且提升到電池艙108的腔體中(圖幻。撞針1擬4可以具有低摩擦元件， 例如滾子軸承或低摩擦涂層1930。如圖19A所示，當輸入連接件1904處于釋放位置時，閂鎖1920被構造為從電池組104上的對應撞針1擬4機械地脫開。換言之，當輸入連接件1904處于釋放位置時，閂鎖 1920不接觸撞針1擬4。借助連接到輸入連接件1904上的轉矩桿1012、1014，輸入連接件 1904被驅動/旋轉。圖19B示出了中間位置，在該中間位置處，輸入連接件1904已經旋轉成使得閂鎖 1920開始接合電池組104上的撞針1擬4并且開始將電池組104至少稍微提升到電池艙108 的腔體中(圖3)。如圖19C所示，當輸入連接件1904處于完全接合位置時，撞針1擬4支撐在閂鎖 1920的鉤形遠端1擬8中，并且輸入連接件1904和聯(lián)接器連桿1910處于幾何鎖定構造中。 幾何鎖定是這樣一個位置，其中輸入連接件1904和聯(lián)接器連桿1910彼此豎直地對準，并且聯(lián)接器連桿1901處于其完全延伸位置。換言之，輸入連接件1904、聯(lián)接器連桿1901以及第一樞轉點1906、第二樞轉點1908和第三樞轉點1918都基本上沿著同一個軸線。這樣，在不旋轉任何樞轉點的情況下，電池組104的任何運動被轉換為沿著單個軸線對靜止的閂鎖殼體1902的壓縮或張緊力。因為輸入連接件1904和聯(lián)接器連桿1910處于幾何鎖定，所以它們例如當駕駛車輛102時防止了電池104從電池艙108釋放。此外，在幾何鎖定位置，僅僅最小的載荷從電池組104傳遞以驅動車輛102的各部件。在一些實施例中，如下地進行(a)釋放和(b)接合。(a)借助傳動組件1000通過旋轉電池艙108上的閂鎖1920以脫開電池組104上的撞針1924，將電池組104從電池艙 108釋放，以及(b)借助傳動組件1000旋轉電池艙108上的閂鎖1920以接合、提升和鎖定電池組104上的撞針1924，將新的電池組104接合在電池艙108中。在一些實施例中，(a) 釋放的發(fā)生時間少于一分鐘。在一些實施例中，(b)接合的發(fā)生時間少于一分鐘。在一些實施例中，(a)第一電池組104從電池艙108釋放以及(b)第二電池組104接合在電池艙 108中的發(fā)生時間均少于一分鐘。在一些實施例中，閂鎖位置指示器用來測量閂鎖1920是處于接合位置還是處于脫開位置。在一些實施例中，閂鎖位置指示器將閂鎖1920的位置與電動車輛102中的計算機系統(tǒng)通信。在一些實施例中，在整個電池組104和電池艙108中使用其它指示器，以校驗以下元件中任一個或所有的元件的工作第一齒輪鎖1502、閂鎖碰鎖機構1020、閂鎖機構 1016、1018、等徑傘齒輪組1002、轉矩桿1010，1012、齒輪軸1004、1006、電氣連接器804、以及電池組104在電池艙108內的位置。在一些實施例中，指示器包括開關、霍爾傳感器和/ 或微動開關。在一些實施例中，對準裝置(例如對準引腳802和閂鎖機構1016、1018)和位置指示器允許電池組104被精確地監(jiān)測并且以六個不同的自由度(3個平移自由度和3個旋轉自由度)定位在電池艙108內。在一些實施例中，電池艙具有一些或全部的以下內部電氣指示a)電池艙和電池組之間的電氣連接器的正確的/不正確的連接；b)將電池組固定到電池艙上的單獨閂鎖中每個的打開/關閉指示；c)安全鎖定裝置中每個的打開/關閉指示；d)存在/不存在在段 14中提及的獨特的鑰匙狀裝置；e)在繞電池組的至少三個不同位置中，電池艙內的電池組處于位置中/位置之外；f)在電池艙內兩個不同位置上的過高/不過高溫度的測量(過高的溫度可以是90°C以上的溫度)；以及g)快速釋放致動器中的過多/不過多的動力限制。圖20是閂鎖碰鎖機構1020的詳細視圖。當閂鎖機構1016、1018處于其閂鎖1920 接合撞針1擬4的鎖定構造中時，閂鎖碰鎖機構1020也將接合。閂鎖碰鎖機構1020被構造為防止閂鎖機構1016、1018在接合時旋轉。在一些實施例中，閂鎖碰鎖機構1020包括帶齒的懸臂式鎖定臂O002)(也稱為鎖定螺栓)，其被構造為接合閂鎖1920上的對應的齒 2010。這樣，帶齒的懸臂式鎖定臂2002被構造為防止閂鎖1920在接合時旋轉。帶齒的懸臂式鎖定臂2002聯(lián)接到鎖定同步桿2004，該鎖定同步桿2004被構造為當旋轉時脫開帶齒的懸臂式鎖定臂2002。鎖定同步桿2004也聯(lián)接到鎖定致動器2006，該鎖定致動器2006被構造為使同步桿2004旋轉。在一些實施例中，鎖定致動器2006包括電動馬達2008，該電動馬達2008經由齒輪組或任何其它的合適機構使鎖定同步桿2004旋轉。在一些實施例中， 電動馬達2008通過電子鎖或解鎖信號啟動。在其它的實施例中，閂鎖碰鎖機構被機械地啟動。在一些實施例中，提供電子和機械啟動兩者，當發(fā)生任何電子故障時，機械啟動是可用的。在一些實施例中，閂鎖碰鎖機構1020被構造為僅僅在齒輪鎖1502(如圖15所示)已經釋放之后脫開。鎖定同步桿2004被構造為使一個或多個閂鎖碰鎖2002沿第一方向旋轉，以使得一個或多個閂鎖碰鎖1920與閂鎖1920接合。鎖定同步桿2004也被構造為使一個或多個閂鎖碰鎖2002沿相反的第二方向旋轉，以將閂鎖碰鎖2002從閂鎖1920脫開。這樣，在閂鎖碰鎖已經沿第二方向旋轉之后，為了解鎖閂鎖1920，允許閂鎖借助轉矩桿1012、1014的旋轉、通過上述四連桿閂鎖機構1016、1018脫開撞針1擬4。借助上述機構，由電動驅動馬達1310驅動的等徑傘齒輪組1002使得閂鎖1016、 1018彼此相反地旋轉。當電池艙108的任一側上的閂鎖1016、1018彼此旋轉離開時，它們釋放電池104上對應的撞針1擬4。圖21是將電池組從電池艙釋放的過程的流程圖。在一些實施例中，釋放過程如下地進行。第一閂鎖機構，等徑傘齒輪鎖1502，被物理地釋放010 。在一些實施例中，借助插入到鑰匙孔1402中的鑰匙1602進行該物理釋放O104)。第二閂鎖機構，閂鎖碰鎖機構 1020，釋放一個或多個閂鎖1016、1018 (2106)。在一些實施例中，當通過電子解鎖信號啟動的電動馬達2008致動鎖定致動器2006時，閂鎖碰鎖解鎖，通過使鎖定同步桿2004旋轉，該鎖定致動器2006旋轉閂鎖碰鎖2002并且將其齒與閂鎖1920的齒脫開Q108)。一旦等徑傘齒輪鎖和閂鎖碰鎖都已經被釋放，電池104就從電池艙108如下地釋放。驅動馬達1310 致動傳動組件0110)。在一些實施例中，傳動組件被如下地致動，驅動馬達1310旋轉等徑傘齒輪組，該等徑傘齒輪組旋轉齒輪軸，該齒輪軸旋轉蝸輪，該蝸輪旋轉轉矩桿011 。具體地，驅動馬達借助齒輪傳動組1312旋轉等徑傘齒輪組1002的中心齒輪1302。當中心齒輪1302旋轉時，其沿第一旋轉方向驅動第一外齒輪1304并且沿與第一旋轉方向相反的第二旋轉方向驅動第二外齒輪1306。第一外齒輪1304沿第一旋轉方向驅動第一齒輪軸1004， 同時第二外齒輪1306沿第二旋轉方向驅動第二齒輪軸1006。第一齒輪軸1004借助第一蝸輪組1008旋轉第一轉矩桿1012。第二齒輪軸1006借助第二蝸輪組1010沿著與第一轉矩桿1012相反的方向旋轉第二轉矩桿1014。然后，第一轉矩桿1012的旋轉使得至少一個閂鎖1920旋轉并且脫開電池104上的撞針19M0114)。具體地，聯(lián)接到輸入連接件1904 上的第一轉矩桿1012旋轉輸入連接件1904，該輸入連接件1904致動聯(lián)接器連桿1910，使得閂鎖1920脫開撞針1擬4。在一些實施例中，基本上同時地，第二轉矩桿1014的旋轉使得聯(lián)接到第二轉矩桿1014上的閂鎖機構1018沿著與聯(lián)接到第一轉矩桿1012上的閂鎖機構1016相反的方向旋轉。這樣，電池艙108的任一側上的閂鎖彼此旋轉離開，以釋放其相應的撞針19MQ116)。然后，電池組豎直地向下移動離開車輛的下側。在一些實施例中，首先借助下降到電池之下的平臺上，然后借助平臺下降而進一步下降，來移動電池組。圖22是將電池組接合到電池艙的過程的流程圖。將電池104至少部分地接合在電池艙108內涉及與上述過程基本上相同的過程，僅僅只是顛倒的。具體地，驅動馬達1310 致動傳動組件020 。在一些實施例中，傳動組件被如下地致動，驅動馬達1310旋轉等徑傘齒輪組，該等徑傘齒輪組旋轉齒輪軸，該齒輪軸旋轉蝸輪，該蝸輪旋轉轉矩桿0204)。具體地，驅動馬達1310沿著與用于借助齒輪傳動組1312脫開電池104相反的方向旋轉等徑傘齒輪組1002的中心齒輪1302。當中心齒輪1302旋轉時，其沿著一個旋轉方向驅動第一外齒輪1304并且沿著相反的方向驅動第二外齒輪1306。第一外齒輪1304沿一個方向驅動第一齒輪軸1004，同時第二外齒輪1306沿相反的方向驅動第二齒輪軸1006。第一齒輪軸 1004借助第一蝸輪組1008旋轉第一轉矩桿1012。第二齒輪軸1006借助第二蝸輪組1010 沿著與第一轉矩桿1012相反的方向旋轉第二轉矩桿1014。然后，第一轉矩桿1012的旋轉使得至少一個第一閂鎖1920旋轉并且接合電池104上的撞針19MO206)。具體地，聯(lián)接到輸入連接件1904上的第一轉矩桿1012旋轉輸入連接件1904，該輸入連接件1904致動聯(lián)接器連桿1910，使得閂鎖1920接合撞針1擬4。在一些實施例中，第一閂鎖位于車輛下側的前端處。在一些實施例中，基本上同時地，位于電動車輛的后端處的第二閂鎖也以相同的方式旋轉(2208)。一旦撞針接合，那么其將電池至少部分地豎直提升到電動車輛的電池艙中 (2210)。如下地進行提升，基本上同時地，第二轉矩桿1014的旋轉使得聯(lián)接到第二轉矩桿 1014上的閂鎖機構1018沿著與聯(lián)接到第一轉矩桿1012上的閂鎖機構1016相反的方向旋轉。這樣，電池艙108的任一側上的閂鎖朝向彼此旋轉，以基本上同時地接合其相應的撞針 1擬4并且提升它們。然后，電池固定到電池艙108中0212)。具體地，閂鎖1920鉤到撞針 1擬4上并且提升電池，直到閂鎖處于其幾何鎖定(死點)位置。一旦電池104，那么第一鎖定機構就接合0214)。具體地，一旦閂鎖1016、1018的四桿機構處于其幾何鎖定位置，鑰匙1602就從鑰匙孔1401釋放，并且具有鎖定齒1704的鎖定閂鎖1702與鎖定齒輪1706接合0216)。另外，第二鎖定機構被電動地接合0218)。具體地，通過電子解鎖信號啟動的電動馬達2008致動鎖定致動器2006，通過使鎖定同步桿2004旋轉，該鎖定致動器2006旋轉閂鎖碰鎖2002并且將其齒與閂鎖1920的齒接合O220)。在一些實施例中，電池艙108被構造為設置在至少部分地為電動的車輛102的下側，使得所述的釋放和接合機構能夠釋放至少部分地消耗的電池104并且在車輛102下方將其更換為至少部分地充電的電池104。如上所述，參考圖21和22，在一些實施例中，第一閂鎖機構1016和第二閂鎖機構 1018基本上同時地繞其各自的軸線沿相反的方向旋轉。在一些實施例中，至少兩個閂鎖朝向彼此旋轉，以將電池104至少部分地接合、提升且鎖定在電池艙108的腔體內。在一些實施例中，至少兩個閂鎖然后彼此旋轉離開，以脫開電池104。相似地，當第一閂鎖機構1016 和第二閂鎖機構1018的閂鎖1920基本上同時地彼此旋轉離開時，電池組104從至少部分地為電動的車輛102脫開和解鎖。圖24A-31示出了電氣連接系統(tǒng)的各種實施例，其提供了以上參考圖9所述的額外的細節(jié)。圖9示出了電氣連接系統(tǒng)900的一個實施例，包括連接到電池組104上的電池電氣連接器804，該電池電氣連接器804被構造為與連接到電動車輛102上的電池艙電氣連接器902匹配。圖24A-30B示出了電氣連接系統(tǒng)M00。這些實施例采用術語車輛側連接器 2402來說明表示為圖9中的電池艙電氣連接器902的元件的其它實施例，并且采用術語電池側連接器M52來說明表示為圖9中的電池電氣連接器804的元件的其它實施例。應該指出的是，在某些情況下，這些實施例包括附加的部件。例如，參考圖30和31說明的屏蔽機構四02是執(zhí)行與參考圖9所述的電氣屏蔽件904不同的屏蔽功能的附加元件。此外，參考圖24A-27更加詳細地說明圖9的動力連接器906和908以及數據連接器910 (其包括纜線和連接接口)，從而其表示為新的名稱和附圖標記。圖24A是電氣連接系統(tǒng)MOO的頂部透視圖，包括車輛側連接器M02和電池側連接器M52。圖24B是車輛側連接器M02的底部透視圖。電池側連接器M52附接到電池組 104并且通過與車輛側連接器M02匹配而將電池組104電氣連接至車輛102。在一些實施例中，電池側連接器M52具有在以下詳細說明的用于補償未對準的機構。類似地，車輛側連接器M02附接到車輛102并且通過與電池側連接器M52匹配而將車輛102電氣連接至電池組104。在一些實施例中，車輛側連接器M02具有在以下詳細說明的用于補償未對準的機構。應該指出的是，雖然參考附圖所述的部件被描述為“電池側”或“車輛側”，但是這些部件可以交換。換言之，在下述實施例中的所有描述為“電池側”的部件在可替代實施例中可以安裝到“車輛側”，反之亦然。如圖24A所示，電池側連接器M52包括電池側安裝部分對討和電池側聯(lián)接部分M56。電池側聯(lián)接部分對56包括一個或多個對準套筒M70。在一些實施例中，被套管M64包圍的一個或多個螺栓M62將電池側聯(lián)接部分M56固定到電池側安裝部分MM。在一些實施例中，電池側聯(lián)接部分M56和電池側安裝部分MM彼此剛性地固定，使得兩個部件相對于電池組固定。在其它的實施例中，電池側連接器M52還包括電池側聯(lián)接器M58 (參考圖27詳細地示出和說明)，該電池側聯(lián)接器M58允許電池側聯(lián)接部分M56和電池側安裝部分MM之間的相對運動。部件之間的這種相對運動解除了電池側連接器M52和車輛側連接器M02之間可能的未對準。電池側聯(lián)接部分對56容納具有一個或多個動力套筒對86的電池側動力接口 M66 和具有一個或多個數據套筒M88的電池側數據接口 2468。在一些實施例中，電池側聯(lián)接部分M56還包括圍繞電池側聯(lián)接部分M56的一部分的密封機構M72，該密封機構M72包括電池側動力接口 M66和電池側數據接口 M68并且?guī)椭Ｗo這些部件不受污垢和碎片的影響。如圖24A所示，車輛側連接器M02具有車輛側安裝部分2404、車輛側聯(lián)接部分 2406和車輛側聯(lián)接器2408。車輛側聯(lián)接部分M06經由車輛側聯(lián)接器M08連接到車輛側安裝部分2404。車輛側聯(lián)接器M08設計成允許車輛側聯(lián)接部分M06和車輛側安裝部分M04 之間的相對運動，以解除電池側連接器M52和車輛側連接器M02之間可能的未對準并且吸收電池和車輛之間的相對運動。車輛側連接器M02還具有一個或多個對準引腳M20。圖24B是車輛側連接器M02的底部透視圖。如圖24B所示，車輛側聯(lián)接部分M06 容納具有一個或多個動力引腳對76的車輛側動力接口 M16和具有一個或多個數據引腳2478的車輛側數據接口 M18。車輛側聯(lián)接部分對06連接到電池側聯(lián)接部分對56(圖24A)， 以將電池組104電氣連接至車輛102。車輛側聯(lián)接器M08包括一個或多個螺栓M12和螺旋彈簧對14。在一些實施例中，車輛側聯(lián)接器M08利用螺栓M12和螺旋彈簧M14的組合，以允許車輛側聯(lián)接部分M06和車輛側安裝部分M04之間的相對運動，如以下參考圖沈進一步詳細所述的。在一些實施例中，用于將車輛側連接器M02安裝到車輛102上的車輛側安裝部分 M04被成形為與車輛102的下側的特定輪廓一致。在一些實施例中，車輛側安裝部分M04 直接附接到車輛的下側，而在其它的實施例中，車輛側安裝部分M04附接到車輛的方便連接系統(tǒng)MOO的車輛側連接器M02和電池側連接器M52之間聯(lián)接的任何部分。車輛側安裝部分M02是任何合適的板、托架或者被構造為附接到車輛102上的其它安裝機構。在另外一些實施例中，車輛側安裝部分M04形成車輛102的一部分。相似地，電池側安裝部分 2454以與上述車輛側安裝部分M04相同的方式被構造為附接到電池104上或者形成電池 104的一部分。圖24A還示出了包圍電池側聯(lián)接部分M56的一部分的密封機構2472。當車輛側連接器M02和電池側連接器1452聯(lián)接在一起時，密封機構M72設置在車輛側聯(lián)接部分M06 和電池側聯(lián)接部分M56的連個臨近的表面之間。密封機構M72被設計成防止環(huán)境污染物進入聯(lián)接部分之間的容納動力接口 2416J466和數據接口 2418 J468的區(qū)域中。因為車輛經常在極端環(huán)境中運行，所以密封機構M72被設計成包括連接器的最敏感的元件不受污染物(例如水、灰塵、污垢、煙灰、化學制品等)的影響。在一些實施例中，密封機構M72是橡膠0形環(huán)。在一些實施例中，聯(lián)接部分M06和M56利用多于一個的密封機構。在一些實施例中，連接系統(tǒng)MOO采用額外類型的密封機構或密封機構的組合，包括設計成清理外來污染物的其它類型的墊圈或刮片機構。如圖24A所示，一個或多個漸縮的對準引腳M20安裝到車輛側聯(lián)接部分M06上。 漸縮的對準引腳M20與車輛側聯(lián)接部分M06的表面(圖3A的X-Z平面)垂直并且與聯(lián)接部分M06和M56連接在一起所沿的軸線(圖3A的Y軸線)平行。安裝到電池側聯(lián)接部分M56上的一個或多個對準套筒M70被構造為接收該漸縮的對準引腳2420。在一些實施例中，對準套筒M70中的開口的內邊緣被斜切，以減小摩擦并且在對準引腳M20和對準套筒M70之間提供更平滑的接觸接口。對準引腳M20和對準套筒M70安裝成使得當對準引腳M20處于對準套筒M70中時，聯(lián)接部分M06和M56以及其相應的動力接口 M16、 2466和數據接口 2418 J468對準。圖沈進一步詳細地示出了對準引腳M20。在一些實施例中，一個或多個對準套筒M70的每個都具有基本上為圓柱形的截面。在一些實施例中，對準套筒M70中的一個具有橢圓形截面而不是圓柱形截面。在這個實施例中，橢圓形的對準套筒M70安裝成使得橢圓的長軸與兩個漸縮的對準引腳M20之間形成的線平行。從而，對準引腳對20和對準套筒通道的內壁之間的額外空間容納可能不是確切地平行的對準引腳2420。這減小了對準引腳M20和對準套筒M70上可能的機械應力。對準引腳對20和對準套筒M70比動力接口 2416J466和數據接口 2418J468中采用的連接元件更加穩(wěn)固和耐用。通過采用對準機構，例如所示的對準引腳M20和對準套筒M70，側向載荷和彎曲載荷可以由結構部件而不是更脆弱的電氣和數據接口承受，否則該側向載荷和彎曲載荷可能由于電池104和車輛102之間的未對準而施加到電氣接口。如圖24A所示，車輛側聯(lián)接部分M06容納車輛側動力接口 M16和車輛側數據接口 M18。同樣，電池側聯(lián)接部分M56容納電池側動力接口 M66和電池側數據接口 2468。 車輛側動力接口 2416在聯(lián)接到電池側動力接口 M66上時在電池104和車輛102之間傳輸高電壓和電流的電能。為了提供足夠的推進，電動車輛可能需要高達1000伏且高達1000安的直流電。在一些實施例中，車輛需要高達400伏和200安的直流電。在一些實施例中，高壓電在大約100至1000VDC之間。在其它的實施例中，高壓電在大約200至800VDC之間。 在其它的實施例中，高壓電在大約300至700VDC之間。在其它的實施例中，高壓電在大約 350至450VDC之間。車輛側動力接口 2416 J466的具體電壓和電流容量將根據應用的具體能力需要而變化。例如，高性能車輛比標準車輛可能需要更高的電壓或電流載流容量。車輛聯(lián)接部分M06的車輛側動力接口 M16使用通過動力接口 M66接收在電池側聯(lián)接部分M56中的導電引腳。在一些實施例中，車輛側動力接口 M16包括兩個導電引腳對76。在其它的實施例中車輛側動力接口 M16包括四個或更多個導電引腳M76。電池側動力接口對66的內表面是導電的，以方便電池104和車輛102之間的電力傳輸。在一些實施例中，電池側動力接口 M66采用動力套筒M86，該動力套筒M86采用導電網狀套管而與動力引腳M76電氣接觸，如參考圖觀所述的。在一些實施例中，電池側動力接口 M66 包括與動力引腳M76 —樣多的動力套筒M86。在一些實施例中，車輛側數據接口 M18包含十七個導電數據引腳M78。在一些實施例中，車輛側數據接口 M18具有九個、十五個或二十個數據引腳M78。在一些實施例中， 電池側數據接口 M68將采用與數據接口 M18中的數據引腳M78 —樣多的數據套筒M88。 在一些實施例中，車輛側數據接口 M18采用數據套筒M88，該數據套筒M88采用導電網狀套管而與數據引腳M78電氣接觸，如參考圖觀所述的。數據接口對18和對68利用電子通信信號在電池104和車輛102之間傳遞信號。數據接口 M18和M68可以支持許多電子通信信號，包括但不限于以太網、通用串行總線、RS-232或任何其它的電子信號。此外，數據接口 M18和M68可以支持許多通信協(xié)議，包括但不限于TCP/IP、CAN總線(控制器局域網絡)或其它私有協(xié)議。在一些實施例中，數據接口對18和對68是光學連接器。在這樣的實施例中，數據接口 M18和M68不需要導電引腳或套筒來在電池104和車輛102之間傳輸數據。圖25是車輛側連接器M02和電池側連接器M52的正視圖。圖25中的線沈_26 限定了圖26和27中所示的剖視圖。圖沈是車輛側連接器M02沿著圖25中所示的軸線沈-26的剖視圖。圖沈示出了這個實施例的車輛側聯(lián)接部分M06的更詳細的視圖。在一些實施例中，車輛側聯(lián)接器 2408包括螺栓M12，該螺栓M12附接到車輛側安裝部分M04和車輛側聯(lián)接部分M06，并且被螺旋彈簧M14包圍。螺栓M12穿過車輛側聯(lián)接部分M06中的孔沈02，該孔沈02的直徑比螺栓M12的軸的直徑大。螺旋彈簧M14定位在車輛側安裝部分M04和車輛側聯(lián)接部分M06之間。螺旋彈簧M14是柔性的并且在車輛側安裝部分M04和車輛側聯(lián)接部分M06之間提供彈性力。這種彈性在車輛側聯(lián)接部分M06和車輛側安裝部分M04之間提供對中力，以當連接器M02、2452沒有聯(lián)接在一起時保持車輛側聯(lián)接部分M06處于中立位置。另外，螺旋彈簧M14的彈性結構允許車輛側聯(lián)接部分M06豎直地和水平地運動，以幫助車輛側和電池側聯(lián)接部分M06和M56對準。當駕駛車輛102時，螺旋彈簧M14還吸收豎直的和水平的沖擊和振動。螺栓和彈簧類型的車輛側聯(lián)接器M08在水平平面(圖3A中限定的X-Z平面)中提供足夠的自由游隙，以允許車輛側連接器M02和電池側聯(lián)接器M52 對準完整電池艙組件的給定的大致幾何公差。換言之，如果電池艙系統(tǒng)的整體精度高，那么在車輛側聯(lián)接器對08中需要較少的自由游隙。例如，+/_3mm的自由游隙就足夠了。對于較低精度的電池艙系統(tǒng)，將需要更多的自由游隙。在一些實施例中，螺栓和彈簧類型的車輛側聯(lián)接器M08在基本上與車輛102平行的平面(圖3A中限定的X-Z平面)中允許+/-6mm 的運動。在一些實施例中，螺栓和彈簧類型的車輛側聯(lián)接器對08沿著豎直軸線(圖3A中限定的Y軸線)允許+/_6mm的運動。在一些實施例中，螺旋彈簧M14不包圍螺栓M12，但是定位在車輛側聯(lián)接部分 2406和車輛側安裝部分M04之間別的位置上。在一些實施例中，車輛側聯(lián)接器M08除螺旋彈簧之外還采用彈性機構，包括但不限于片簧、彈性體彈簧或扭轉彈簧。在一些實施例中， 車輛側聯(lián)接器M08采用更多的或更少的螺旋彈簧和螺栓。本領域技術人員將會認識到，可以使用各種彈簧和構造。圖沈更詳細地示出了漸縮的對準引腳M20及其安裝機構。在一些實施例中，一個或多個漸縮的對準引腳M20剛性地固定到車輛側聯(lián)接部分M06。在其它的實施例中， 一個或多個漸縮的對準引腳M20如圖沈所示地附接，以允許對準引腳M20和車輛側聯(lián)接部分M06之間的相對運動。在一些實施例中，車輛側聯(lián)接器M08包括浮動引腳機構以及上述螺栓和彈簧機構。對準引腳M20的安裝使用中空的帶凸緣的套管2604，該套管沈04 在引腳M20和車輛側聯(lián)接部分M06之間具有“I形”截面。在一些實施例中，帶凸緣的套管沈04由兩個套管構成，每個都具有單個凸緣或肩部，以方便組裝。帶凸緣的套管沈04的肩部或凸緣靠在車輛側聯(lián)接部分M06的表面上，并且比車輛側聯(lián)接部分M06中的孔沈08 的開口寬。從而該凸緣保持漸縮的對準引腳M20沿豎直方向捕獲至聯(lián)接部分M06。帶凸緣的套管2604的外側圓柱形表面小于孔沈08的內徑，從而在兩個表面之間留出自由間隔沈06。該自由間隔沈06允許對準引腳具有一些側向游隙或“浮動”在車輛側聯(lián)接部分M06 的安裝對準引腳M20的表面限定的平面中。在一些實施例中，浮動引腳類型的車輛側聯(lián)接器M08在基本上與車輛102平行的平面(圖3A中限定的X-Z平面)中允許+/-Imm的運動。圖27是車輛側連接器M52沿著圖25中所示的軸線沈力6的剖視圖。示出了包括電池側安裝部分2454、電池側聯(lián)接部分M56和電池側聯(lián)接器M58的電池側連接器2452。 形成電池側聯(lián)接器M58的一部分的螺栓M62將電池側聯(lián)接部分M56固定到電池側安裝部分MM。在一些實施例中，螺栓對62的軸被帶凸緣的套管M64包圍。該帶凸緣的套管 M64具有兩個肩部或凸緣，形成中空的“I形”截面。在一些實施例中，帶凸緣的套管M64 由兩個套管(如圖所示)構成，每個都具有單個凸緣或肩部，以方便組裝。帶凸緣的套管 M64的肩部的直徑比電池側聯(lián)接部分M56中坐落有套管M64的開口小。套管的肩部接觸電池側聯(lián)接部分M56的頂部和底部表面，從而保持電池側聯(lián)接部分M56捕獲至電池側安裝部分MM(沿豎直方向)。套管M64的外圓柱形表面的直徑比電池側聯(lián)接部分M56中的開口小。這種構造在電池側聯(lián)接部分M56中的孔的壁與套管M64的圓柱形表面之間留下了間隔2702。該控件2702允許電池側聯(lián)接部分M56相對于電池側安裝部分MM側向地運動。在一些實施例中，間隔2702使得電池側聯(lián)接部分M56在一個平面中自由地滑動或“浮動”。在一些實施例中，滑動套管類型的電池側聯(lián)接器M58在基本上與車輛102平行的平面(圖3A中限定的X-Z平面)中允許+/-Imm的運動。在其它的實施例中，平面的運動將根據連接系統(tǒng) 2400的特定的安裝位置及其元件而改變。圖觀示出了網狀套管觀00的實例，該網狀套管觀00用于電池側聯(lián)接部分接M56 中的動力套筒M86、數據套筒M88、或者動力套筒和數據套筒兩者。網狀套管的導電表面由定位在兩個環(huán)觀04之間的多個導電線材觀02構成。線材觀02相對于由環(huán)觀04的中心形成的軸線對角地附接到環(huán)觀04。線材觀02的這種構造和環(huán)觀04 —起形成半螺旋形導電網狀套管觀00。半螺旋構造使得套管觀00具有變窄的偏置，從而使得套管觀00的內徑逐漸減小，其中中間的內徑觀06最小。對應的引腳(例如來自車輛側聯(lián)接部分M06的動力引腳M76或數據引腳M78)的直徑小于環(huán)觀04，但是大于中間的內徑觀06。從而，當引腳插入到套管觀00中時，線材觀02的靠近中間內徑觀06的部分必須變形，以容納較大直徑的引腳。這個過程確保了導電線材觀02牢固地保持抵靠引腳的表面。網狀套管觀00設計成使得線材觀02在其彈性變形范圍內僅僅稍微彎曲。線材觀02的構造使得當合適尺寸的引腳插入時其抵抗塑性變形。因此，網狀套管觀00和引腳能夠經受許多次接觸循環(huán)，而其自身不會損壞或者電氣連接不會弱化。在一些實施例中，引腳和套筒可以經受3000次或更多次的連接循環(huán)。圖四是車輛側聯(lián)接部分M06的分解視圖并且示出了屏蔽機構四02。屏蔽機構 2902將連接系統(tǒng)中的數據導體與動力導體分隔開且隔絕開。盡管圖四僅僅示出了車輛側聯(lián)接部分M06，但是在電池側聯(lián)接部分M56中可以采用類似的屏蔽機構。屏蔽機構四02 特別被設計成防止電磁干涉作用或其它電干涉作用弱化數據導體和接M18傳輸的信號。 如所述，電動車輛需要高電壓和電流的電，這可以中斷附近的電子通信信號。由于希望在同一個連接器MOO上采用數據和動力連接，所以必須防止這種干涉作用。圖30是包含在車輛側連接器M02和電池側連接器M52中的屏蔽機構四02的透視圖。圖31包括圖30的屏蔽機構四02的所有側的平面視圖。屏蔽機構四02圍繞數據導體910和數據接口對18、2468。屏蔽機構四02由金屬制成，優(yōu)選地由導電金屬材料制成，該導電金屬材料被設計成抵消動力導體和動力接口 M16、2466產生的電磁場。屏蔽機構四02 的壁厚取決于電磁場的強度和屏蔽件相對于電磁場的位置。在一些實施例中，根據由動力導體產生的電磁干涉作用，壁厚在0. Imm至5mm之間。屏蔽機構四02的大致尺寸使得其足以容納將要封裝的數據線材。在一些實施例中，屏蔽機構四02為“L”形或者為肘形。在一些實施例中，L形屏蔽機構的特定尺寸取決于由動力導體產生的電磁干涉作用的約束和頻率。當采用上述尺寸進行設計時，屏蔽機構四02的材料形成內部電磁力，該內部電磁力基本上抵消由附近的高電壓導體產生的外部場。簡單地通過特定設計的屏蔽壁和材料的特性的相互作用來形成該抵消場。不需要額外的動力或接地系統(tǒng)來正確地起作用?？紤]到希望采用盡可能簡單且穩(wěn)固的連接系統(tǒng)，這是特別有利的。已經參考特定實施例描述了為解釋目的的前述說明。然而，上述討論并非窮舉性的或者并非用來將本發(fā)明限制為所公開的精確形式。在上述教導下能夠進行許多明顯的修改和變化。例如，上述實施例是參考至少部分地為電動的車輛說明的，但是本文所述的機構也可以用在任何采用可移除電池的至少部分地為電動的機器中。實施例的選擇和描述是為了最佳地解釋本發(fā)明的原理及其實際應用，由此使得本領域技術人員能夠最好地利用本發(fā)明并且具有各種修改的各種實施例適合于能夠想到的特定用途。
權利要求
1.一種電氣連接系統(tǒng)，其用于至少部分地為電動的車輛的電池，所述電氣連接系統(tǒng)包括第一電氣連接器，其被構造為永久性地附接到至少部分地為電動的車輛的下側； 第二電氣連接器，其被構造為永久性地附接到電池，其中所述第一電氣連接器和所述第二電氣連接器被構造為沿著與所述至少部分地為電動的車輛的下側基本上垂直的軸線可移除地彼此聯(lián)接；其中所述第一電氣連接器和所述第二電氣連接器中的每個都還包括 高電壓接口，其用于在所述第一電氣連接器和所述第二電氣連接器之間傳輸高壓電； 數據接口，其用于在所述第一電氣連接器和所述第二電氣連接器之間傳輸數據；以及屏蔽機構，其抵消由一個或多個高電壓連接元件弓I起的電磁作用。
2.根據權利要求1所述的電氣連接系統(tǒng)，其中，所述屏蔽機構將所述數據接口與所述高電壓接口分隔開，以保護所述數據接口不受由所述一個或多個高電壓連接元件引起的電磁作用的影響。
3.根據權利要求1所述的電氣連接系統(tǒng)，其中，所述屏蔽機構包括殼體，所述殼體基本上覆蓋所述數據接口。
4.根據權利要求3所述的電氣連接系統(tǒng)，其中，所述殼體是L形的。
5.根據權利要求1所述的電氣連接系統(tǒng)，其中，所述電氣連接器中的至少一個還包括密封機構，所述密封機構定位在所述第一電氣連接器和所述第二電氣連接器之間，以當所述第一電氣連接器和所述第二電氣連接器聯(lián)接時防止環(huán)境污染。
6.根據權利要求1所述的電氣連接系統(tǒng)，其中，所述高電壓接口包括 導電引腳；以及套筒，其用于接收所述導電引腳，其中所述套筒具有用于與所述導電引腳形成電氣連接的導電網狀套管。
7.根據權利要求1所述的電氣連接系統(tǒng)，其中，所述數據接口包括 導電引腳；以及套筒，其用于接收所述導電引腳，其中所述套筒具有用于與所述導電引腳形成電氣連接的導電網狀套管。
8.根據權利要求1所述的電氣連接系統(tǒng)，其中，所述數據接口包括纖維光學接口。
9.根據權利要求1所述的電氣連接系統(tǒng)，其中，所述高壓電在大約100至IOOOVDCi間。
10.根據權利要求1所述的電氣連接系統(tǒng)，其中，所述高壓電在大約200至SOOVDCi間。
11.根據權利要求1所述的電氣連接系統(tǒng)，其中，所述高壓電在大約350至450VDC之 間。
12.一種電氣連接系統(tǒng)，其用于至少部分地為電動的車輛的電池，所述電氣連接系統(tǒng)包括第一電氣連接器，其被構造為安裝到至少部分地為電動的車輛的下側，所述第一電氣連接器包括第一聯(lián)接部分，其用于與第二電氣連接器的第二聯(lián)接部分匹配；第二電氣連接器，其被構造為安裝到電池，所述第二電氣連接器包括 第二聯(lián)接部分，其用于與所述第一電氣連接器的所述第一聯(lián)接部分匹配；以及第一聯(lián)接器，其用于補償所述第一電氣連接器和所述第二電氣連接器之間的未對準； 其中所述第一聯(lián)接部分和所述第二聯(lián)接部分包括高電壓接口，其用于在所述第一聯(lián)接部分和所述第二聯(lián)接部分之間傳輸高壓電；以及數據接口，其用于在所述第一聯(lián)接部分和所述第二聯(lián)接部分之間傳輸數據。
13.一種電氣連接系統(tǒng)，其用于至少部分地為電動的車輛的電池，所述電氣連接系統(tǒng)包括第一電氣連接器，其被構造為安裝到至少部分地為電動的車輛的下側，所述第一電氣連接器包括第一聯(lián)接部分，其用于與第二電氣連接器的第二聯(lián)接部分匹配； 第一安裝部分，其用于將所述第一電氣連接器附接到所述至少部分地為電動的車輛；以及第一聯(lián)接器，其用于將所述第一聯(lián)接部分附接到所述第一安裝部分，所述第一聯(lián)接器允許所述第一聯(lián)接部分和所述第一安裝部分之間的相對運動；第二電氣連接器，其被構造為安裝到電池，所述第二電氣連接器包括第二聯(lián)接部分，其用于與所述第一電氣連接器的所述第一聯(lián)接部分匹配；其中所述第一聯(lián)接器補償所述第一電氣連接器和所述第二電氣連接器之間的未對準；并且其中所述第一聯(lián)接部分和所述第二聯(lián)接部分包括高電壓接口，其用于在所述第一聯(lián)接部分和所述第二聯(lián)接部分之間傳輸高壓電；以及數據接口，其用于在所述第一聯(lián)接部分和所述第二聯(lián)接部分之間傳輸數據。
14.根據權利要求13所述的電氣連接系統(tǒng)，其中，所述第二電氣連接器還包括 第二安裝部分，其用于將所述第二電氣連接器附接到所述電池；以及第二聯(lián)接器，其用于將所述第二聯(lián)接部分附接到所述第二安裝部分，所述第二聯(lián)接器允許所述第二聯(lián)接部分和所述第二安裝部分之間的相對運動；其中所述第二聯(lián)接器進一步補償所述第一電氣連接器和所述第二電氣連接器之間的未對準。
15.根據權利要求13所述的電氣連接系統(tǒng)，其中，所述第一聯(lián)接器被構造為允許所述第一聯(lián)接部分相對于所述第一安裝部分在豎直的和水平的平面內運動。
16.根據權利要求13所述的電氣連接系統(tǒng)，其中，所述第一聯(lián)接器包括 孔，其位于所述第一聯(lián)接部分中；以及螺栓，其剛性地附接到所述第一安裝部分并且延伸通過所述第一聯(lián)接部分中的所述孔，所述螺栓具有比所述孔小的直徑。
17.根據權利要求16所述的電氣連接系統(tǒng)，其中，所述第一聯(lián)接器還包括螺旋彈簧，所述螺旋彈簧定位在所述第一聯(lián)接部分和所述第一安裝部分之間。
18.根據權利要求17所述的電氣連接系統(tǒng)，其中，所述螺栓延伸通過所述螺旋彈簧的中心。
19.根據權利要求13所述的電氣連接系統(tǒng)，其中， 所述第一聯(lián)接部分還包括具有外表面的引腳；所述第二聯(lián)接部分還包括具有用于接收所述引腳的內表面的套筒；并且所述引腳和所述套筒被構造為確保所述第一聯(lián)接部分和所述第二聯(lián)接部分之間的側向對準。
20.根據權利要求19所述的電氣連接系統(tǒng)，其中，所述套筒的內表面是通道，所述通道具有比所述引腳大的內表面，以允許在所述通道的內表面的一部分與所述引腳的外表面的一部分之間具有間隔。
全文摘要
本發(fā)明涉及連接系統(tǒng)，其設計成方便電池和電動車輛之間的電氣和數據連接。連接器設計有對準機構，以考慮到電池和車輛之間的初始未對準，同時仍然確保它們之間的正確接觸。對準機構還使得該系統(tǒng)順從，以確保系統(tǒng)的機械部件不會置于不希望的載荷或應力之下。連接系統(tǒng)容納帶有通信信號的數據連接器以及帶有高壓電的動力連接器。數據連接器被屏蔽，以防止由于靠近高電壓元件而引起的干涉作用。該連接系統(tǒng)不使用機械閂鎖或鎖定機構。
文檔編號H02J7/00GK102203651SQ200980144000
公開日2011年9月28日 申請日期2009年9月18日 優(yōu)先權日2008年9月19日
發(fā)明者S·阿加西, T·阿加西, Y·海哈爾 申請人:佳境有限公司