CN102673534A - 电动汽车的电池换装系统和电池换装方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电动汽车的电池换装系统及电池换装方法，以解决现有技术中电动汽车的电池换装效率较低的问题。该电池换装系统包括第一换装部、中转机构、第二换装部和电池管理部，第一换装部负责从车辆上取下低电量电池，并为车辆更换满电量电池；第二换装部负责向电池管理部提供低电量电池，并接收来自电池管理部的满电量电池，二者之间通过中转机构传递电池。根据本发明提供的技术方案，有助于提高电动汽车的电池换装效率。

Description

电动汽车的电池换装系统和电池换装方法

技术领域

本发明涉及电动汽车换电站领域，具体而言，涉及一种电动汽车电池换装系统及应用于该系统的电池换装方法。

背景技术

随着当今世界发展脚步的加快，对能源的需求也已达到了前所未有的程度，以石油为例，每年全球机动车、飞机等交通工具所消耗的石油量相当之大，而且这种趋势愈演愈烈。由于石油是不可再生资源，为了维持世界经济的可持续发展，人们一直致力于研究各种能够代替石油使用的新能源，与此同时，使用新能源的各种交通工具也应运而生，利用电能作为动力源泉的电动汽车就是其中之一。

为了使电动汽车能够更远、更持久地行驶，就需要为电动汽车续航。

目前电动汽车的续航主要分为整车充电和电池更换两种方式，由于在对电动汽车进行整车充电时车辆无法移动，因此限制了车辆的使用，并且当需要充电的车辆数目较多时还需要具备面积足够大的充电场所，而为电动汽车更换电池的续航方式因为更具灵活性、更贴近实际需要，所以得到了更广泛的应用。

现有技术中的电池换装系统如图1所示，包括换装设备和电池货架，这种电池换装系统是通过换装设备将电池从电池货架侧一步安装到车辆侧的一步式换装方式实现电池换装的。即换装设备从电动汽车上取下低电量的电池后，根据电池货架上的电池充电情况安排低电量电池进行充电，再从已完成充电的电池中找到与车辆相匹配的电池，取出后为车辆更换。

这种一步式的换装方式存在的缺点主要是：当低电量电池从电动汽车上取下后，电动汽车就开始处于等待电池的状态，电池运输和取放的管理过程在整个换装过程中占了绝大部分的比例，导致换装效率的低下。按照这种方式操作，随着换电站规模的扩大，电池的管理时间将会占据更大的比例，在大力发展新能源交通工具的时代这显然是不符合发展需要的。

现有技术中，电动汽车的电池换装效率较低，对于该问题，目前尚未提出有效解决方案。

发明内容

本发明旨在提供一种电动汽车的电池换装系统及应用于该系统的电池换装方法，以解决现有技术中电动汽车的电池换装效率较低的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种电动汽车的电池换装系统，包括第一换装部、中转机构、第二换装部和电池管理部，其中：第一换装部用于从车辆上取下低电量电池，将满电量电池换装到车辆上；中转机构与第一换装部连接，用于接收来自第一换装部的低电量电池，并向第一换装部提供满电量电池；第二换装部与中转机构连接，用于接收来自中转机构的低电量电池，并向中转机构提供满电量电池；电池管理部与第二换装部连接，用于接收来自第二换装部的低电量电池，并向第二换装部提供满电量电池。

进一步地，电池管理部具有一个或者多个充电单元，充电单元用于接收来自第二换装部的低电量电池，并向第二换装部提供满电量电池。

进一步地，电池管理部位于防尘室内。

进一步地，第二换装部位于防尘室内部。

进一步地，第二换装部位于防尘室外部。

进一步地，还具有调度装置，用于控制电池管理部对低电量电池进行码放和充电，以及提取满电量电池，并获取车辆的信息。

根据本发明的另一方面，提供了一种电动汽车的电池换装方法，应用于上述的电池换装系统，包括以下步骤：第一换装部从车辆上取下低电量电池，第二换装部从电池管理部中提取满电量电池；第一换装部和第二换装部分别将低电量电池和满电量电池放置在中转机构上；第一换装部将满电量电池从中转机构上装入车辆中，第二换装部将低电量电池从中转机构放入电池管理部中。

进一步地，在第一换装部从车辆上取下低电量电池之前还包括：电池换装系统的调度装置获取车辆信息，并根据车辆信息控制电池管理部提取与获取的车辆信息匹配的满电量电池。

进一步地，车辆信息包括车辆进站时间信息以及车辆的电池型号信息。

进一步地，车辆具有多块电池；每次从车辆上取下的低电量电池的数量以及从电池管理部提取的满电量电池的数量为一块。

根据本发明提供的电动汽车的电池换装系统，在车辆侧设置有第一换装部，专门负责从车辆上取下低电量电池，并为车辆更换满电量电池；在电池管理部侧设置有第二换装部，专门负责向电池管理部提供低电量电池，并接收来自电池管理部的满电量电池，这样就能够实现车辆侧与电池管理部侧同时进行电池取换，达到了兼顾电池的换装与管理，提高电池换装效率的目的。

根据本发明提供的应用于上述电动汽车的电池换装系统的电池换装方法，采用并行换装模式同时对车辆侧和电池管理部侧进行电池取换，减少了车辆等待的时间，实现了电池的换装与管理的高效配合，有效提高了电动汽车电池换装工作的效率。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为现有技术中电动汽车的换装系统的组成结构示意图；

图2为本发明电动汽车的换装系统的组成结构示意图；以及

图3为应用于本发明电动汽车的换装系统的电池换装方法的流程图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

根据本发明的一个实施例提供了一种电动汽车的电池换装系统，如图2所示，该电池换装系统主要包括第一换装部、中转机构、第二换装部和电池管理部，其中：第一换装部用于从车辆上取下低电量电池，并将满电量电池换装到车辆上；中转机构与第一换装部连接，用于接收来自第一换装部的低电量电池，并向第一换装部提供满电量电池；第二换装部与中转机构连接，用于接收来自中转机构的低电量电池，并向中转机构提供满电量电池；电池管理部具有一个或者多个充电单元，与第二换装部连接，用于接收来自第二换装部的低电量电池，并向第二换装部提供满电量电池，接收到的低电量电池放置在充电单元中进行充电，满电量电池也是由充电单元提供给第二换装部。

当车辆进入电池换装系统后，第一换装部从车辆上取下低电量电池，与此同时，电池管理部的充电单元将满电量电池提供给第二换装部，第一换装部和第二换装部分别将低电量电池和满电量电池放在中转机构上，低电量电池通过中转机构向第二换装部传递，满电量电池通过中转机构向第一换装部传递，第一换装部接收到满电量电池后将满电量电池安装到车辆上，第二换装部接收到低电量电池后将低电量电池放置在电池管理部的充电单元中进行充电。

由于在车辆侧设置有第一换装部，专门负责从车辆上取下低电量电池，并为车辆更换满电量电池，以及在电池管理部侧设置有第二换装部，专门负责向电池管理部提供低电量电池，并接收来自电池管理部的满电量电池，这样就能够实现车辆侧与电池管理部侧同时进行电池取换，达到了兼顾电池的换装与管理，提高电池换装效率的目的。

从图2中还可以看出，第二换装部和电池管理部位于防尘室内。防尘室可以为一间能够容纳电池管理部和第二换装部的房间，在房间内设置除尘、温度控制装置。而在一种未示出的实施方式中，第二换装部位于防尘室外部，这种实施方式更加适合防尘室空间较小的情况。

通过将电池管理部设置在防尘室中，为电池管理部提供了恒温隔音的密封环境，良好的密封环境可以最大程度地减少灰尘、污水等工况环境对电池管理部的影响，使电池管理部能够具有稳定的工作状态，同时也有利于延长电池的使用寿命。

本发明实施例的电池换装系统还具有调度装置，用于控制电池管理部对低电量电池进行码放和充电，提取满电量电池，并获取车辆信息。调度装置内保存有充电单元内的电池的码放信息，以及电池的充电信息，此外，不同车辆所需要的电池的型号信息也储存在调度装置中，调度装置根据这些信息向电池管理部发出指令，控制电池管理部显示充电单元的空位信号，电池充电进度，并且还会在需要使用的电池的位置做出提示，使电池管理部有条不紊地工作，从而确保了整个电池换装系统的正常工作秩序。

根据本发明的另一个实施例提供了一种应用于上述电动汽车的电池换装系统的电池换装方法，其流程如图3所示，该方法主要包括：第一换装部从车辆上取下低电量电池，第二换装部从电池管理部中提取满电量电池；第一换装部和第二换装部分别将低电量电池和满电量电池放置在中转机构上；以及第一换装部将满电量电池从中转机构上装入车辆中，第二换装部将低电量电池从中转机构放入电池管理部中。

由于采用并行换装模式同时对车辆侧和电池管理部侧进行电池取换，减少了车辆等待的时间，实现了电池的换装与管理的高效配合，有效提高了电动汽车电池换装工作的效率。

从图3中还可以看出，在第一换装部从车辆上取下低电量电池之前还可以包括：电池换装系统的调度装置获取车辆信息，例如车辆进站时间以及即将进站的车辆所用的电池型号，调度装置根据上述车辆信息控制电池管理部提取匹配的满电量电池。这样的安排做到了车辆在到达前即可将需要的电池准备妥当，进一步缩短了车辆的等待时间，当出现一个时间段内需要更换电池的车辆较多的情况时，提前获取车辆的信息有助于合理安排电池换装工作，避免过多的车辆同时滞留在换电站内。

对于大型车辆，例如电动公交车，需要用到多块电池，在对这类车辆进行电池换装时，每次只从车辆上取下一块低电量电池，同时从电池管理部提取一块匹配的满电量电池更换到车辆上，循环多次，直到将车辆上的电池全部换装完毕为止。每次只换装一块电池较同时换装多块电池具有更好的安全性，换装精度也能够得到保证，并且能够降低对换装设备的加工要求，节约成本。

根据本发明的上述实施例，在车辆侧设置有第一换装部，专门负责从车辆上取下低电量电池，并为车辆更换满电量电池；在电池管理部侧设置有第二换装部，专门负责向电池管理部提供低电量电池，并接收来自电池管理部的满电量电池，这样就能够实现车辆侧与电池管理部侧同时进行电池取换，达到了兼顾电池的换装与管理，提高电池换装效率的目的。

并且，在本发明的实施例中，通过将电池管理部设置在防尘室中，为电池管理部提供了恒温隔音的密封环境，最大程度地减少了灰尘、污水等工况环境对电池管理部的影响，使电池管理部能够具有稳定的工作状态，同时也有利于延长电池的使用寿命。

另外，本发明实施例中的调度装置的配备使电池管理部有条不紊地工作，有助于确保整个电池换装系统的正常工作秩序。

根据本发明提供的应用于上述电动汽车的电池换装系统的电池换装方法，同时对车辆侧和电池管理部侧进行电池取换，将原来的串行换装模式改进为并行换装模式，减少了车辆等待的时间，实现了电池的换装与管理的高效配合，有效提高了电动汽车电池换装工作的效率。

在本发明实施例中，提前获取车辆的信息，事先将车辆需要的电池准备妥当，进一步缩短了车辆的等待时间，当出现一个时间段内需要更换电池的车辆较多的情况时，有助于合理安排电池换装工作，避免过多的车辆同时滞留在换电站内。在对车辆进行电池换装时，每次只换装一块电池保证了电池在传送过程中的安全性和换装精度，并且能够降低对换装设备的加工要求，节约成本。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电动汽车的电池换装系统，其特征在于，包括第一换装部、中转机构、第二换装部和电池管理部，其中：

所述第一换装部用于从车辆上取下低电量电池，将满电量电池换装到车辆上；

所述中转机构与所述第一换装部连接，用于接收来自所述第一换装部的所述低电量电池，并向所述第一换装部提供所述满电量电池；

所述第二换装部与所述中转机构连接，用于接收来自所述中转机构的所述低电量电池，并向所述中转机构提供所述满电量电池；

所述电池管理部与所述第二换装部连接，用于接收来自所述第二换装部的所述低电量电池，并向所述第二换装部提供所述满电量电池。

2.根据权利要求1所述的电池换装系统，其特征在于，所述电池管理部具有一个或者多个充电单元，所述充电单元用于接收来自所述第二换装部的所述低电量电池，并向所述第二换装部提供所述满电量电池。

3.根据权利要求1所述的电池换装系统，其特征在于，所述电池管理部位于防尘室内。

4.根据权利要求3所述的电池换装系统，其特征在于，所述第二换装部位于所述防尘室内部。

5.根据权利要求3所述的电池换装系统，其特征在于，所述第二换装部位于所述防尘室外部。

6.根据权利要求1所述的电池换装系统，其特征在于，还具有调度装置，用于控制所述电池管理部对低电量电池进行码放和充电，以及提取满电量电池，并获取所述车辆的信息。

7.一种电动汽车的电池换装方法，应用于权利要求1至6中任一项所述的电池换装系统，其特征在于，该方法包括以下步骤：

所述第一换装部从车辆上取下低电量电池，所述第二换装部从所述电池管理部中提取满电量电池；

所述第一换装部和所述第二换装部分别将所述低电量电池和所述满电量电池放置在所述中转机构上；

所述第一换装部将所述满电量电池从所述中转机构上装入所述车辆中，所述第二换装部将所述低电量电池从所述中转机构放入所述电池管理部中。

8.根据权利要求7所述的电池换装方法，其特征在于，在所述第一换装部从车辆上取下低电量电池之前还包括：所述电池换装系统的调度装置获取车辆信息，并根据所述车辆信息控制所述电池管理部提取与获取的车辆信息匹配的满电量电池。

9.根据权利要求8所述的电池换装方法，其特征在于，所述车辆信息包括车辆进站时间信息以及车辆的电池型号信息。

10.根据权利要求7所述的电池换装方法，其特征在于，

所述车辆具有多块电池；

每次从所述车辆上取下的低电量电池的数量以及从所述电池管理部提取的满电量电池的数量为一块。

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