CN103507651B - 电动车辆、电池充电站、包括电动车辆和电池充电站的电池更换预约系统及其方法 - Google Patents

Abstract

公开了电动车辆、电池充电站、以及包括电动车辆和电池充电站的电动车辆电池更换预约系统。电动车辆包括：功率级检测单元，适于检测安装于电动车辆上的电池的功率级；通信单元，适于与电池充电站通信；以及控制单元，适于基于电池的功率级和电动车辆的行驶路线确定将对电动车辆的电池进行更换的电池充电站，并将电池更换预约命令发送至所确定的电池充电站。基于电动车辆的电池功率级，请求存在于行驶路线上的电池充电站提供电池信息，并且相应地预约电池更换，使得电池能够更有效且更方便地被更换。

Description

电动车辆、电池充电站、包括电动车辆和电池充电站的电池更 换预约系统及其方法

技术领域

本发明涉及电动车辆的电池的更换的预约，尤其涉及对电动车辆的电池的更换进行预约以使电池能够容易、方便且快速地更换的技术。

背景技术

车辆对日常生活或社会活动来说是必不可少的且使用化石燃料（例如，石油）作为它们的能量源。然而，化石燃料的矿藏有限，随着时间流逝而耗尽，且价格呈上升趋势。

具体地，化石燃料在使用时不仅排放污染大气环境的废气，还排放大量作为全球变暖主因的二氧化碳。因此，已经存在全球性研究和开发活动以降低在整个工业的碳排放，作为这些努力的结果，已经开发了电动车辆，电动车辆使用电力作为它们的能源。

电动车辆包括单独由电力供电的电池供电式电动车辆、同时使用马达和引擎的混合式电动车辆、以及燃料电池式电动车辆。此外，电动车辆的广泛使用需要建造可在任何时间和位置方便地充电的充电基础设施，并且相关研究正在进行中。

然而，不同于使用石油（汽油、轻油等）或天然气的传统车辆，电动车辆以插电的方式对它们的电池进行充电，这意味着消费者需要长时间等待，这给消费者带来不便并且降低了充电设施经营者的经济利益。

在解决上述问题的尝试中，最近已经提出，作为对电动车辆的电池进行充电的取代，事先对电池进行充电，并用充满电的电池替换耗尽的电池（在下文中，称为电池更换类型）。

这种电池更换型的优点在于，当消费者访问充电站以对电池进行充电时，他/她可用充满电的电池更换耗尽的电池并将其安装。这不需要充电时间，因此为消费者带来了方便。

然而，电池很昂贵，且有效资源利用需要在充电站中对更换的电池进行管理。例如，当车辆都聚集于特定充电站时，可能没有足够的电池，这使得消费者白跑一趟。相反，电池也有可能闲置很长一段时间。

此外，当电池更换式电动车辆被用作沿预定线路行驶的电动公共汽车时，这些电动公共汽车需要能够方便且快速地更换电池的充电站。

发明内容

技术问题

因此，已经在考虑到上述问题的情况下做出本发明，本发明的一方面是提供电动车辆、电池充电站、以及以如下方式预约电池更换的系统和方法：基于电动车辆的电池功率级，请求存在于行驶路线上的电池充电站提供用于预约电池更换的电池信息，从而确保更有效且更方便的电池更换。

技术方案

根据本发明的一个方面，提供了一种电动车辆，包括：功率级检测单元，适于检测安装于电动车辆上的电池的功率级；通信单元，适于与电池充电站通信；以及控制单元，适于基于电池的功率级和电动车辆的行驶路线确定将对电动车辆的电池进行更换的电池充电站，并将电池更换预约命令发送至所确定的电池充电站。

控制单元可适于基于电池功率级监视电动车辆的行驶距离，与对应于电动车辆的行驶路线的电池充电站通信以获取与是否能够对电动车辆的电池进行更换有关的信息，并确定将对电动车辆的电池进行更换的电池充电站。

根据本发明的另一个方面，提供了一种电动车辆，包括：功率级检测单元，适于检测安装于电动车辆上的电池的功率级；用户输入单元，适于使用户能够进行输入；通信单元，适于与电池充电站通信；以及控制单元，适于基于电池的功率级和电动车辆的行驶路线为用户推荐能够对电动车辆的电池进行更换的电池充电站，并将电池更换预约命令发送至用户所选择的电池充电站。

控制单元可适于基于电池功率级监视电动车辆的行驶距离，与对应于电动车辆的行驶路线的电池充电站通信以获取与是否能够对电动车辆的电池进行更换有关的信息，并向用户推荐能够对电动车辆的电池进行更换的电池充电站。

控制单元可适于在电池的功率级低于阈值时向用户提供充电请求消息。

通信单元可适于与外部源通信并获取与行驶路线上的交通状况有关的信息，以及控制单元可适于基于交通状况和电池功率级计算行驶距离。

控制单元可适于向电池充电站发送与安装于电动车辆上的电池有关的信息并请求电池充电站确认是否存在能够安装于电动车辆上的电池。

电动车辆包括沿线路行驶的电动公共汽车，电池充电站安装在公共汽车停靠站处，以及控制单元适于选择与电动公共汽车的行驶线路相对应的电池充电站作为预约目标。

根据本发明的另一个方面，提供了一种电动车辆电池充电站，包括：电池储存单元，适于容纳安装于电动车辆的电池安装模块上的可充电电池；数据库单元，适于储存与电池储存单元中所容纳的电池的类型、数量、充电状态、以及预约详情有关的信息；通信单元，适于与电动车辆通信；以及预约管理单元，适于从数据库提取与可预约电池有关的信息，向电动车辆提供所提取的信息，接收来自电动车辆的预约命令，并更新数据库单元中的预约信息。

根据本发明的另一个方面，提供了一种电动车辆电池更换预约系统，包括电动车辆和电池充电站，电动车辆包括：功率级检测单元，适于检测安装于电动车辆上的电池的功率级；通信单元，适于与电池充电站通信；以及控制单元，适于基于电池的功率级和电动车辆的行驶路线确定将对电动车辆的电池进行更换的电池充电站，并将电池更换预约命令发送至所确定的电池充电站；电池充电站包括：电池储存单元，适于容纳安装于电动车辆的电池安装模块上的可充电电池；数据库单元，适于储存与电池储存单元中所容纳的电池的类型、数量、充电状态、以及预约详情有关的信息；通信单元，适于与电动车辆通信；以及预约管理单元，适于从数据库提取与对应于已经安装在电动车辆上的电池可预约电池有关的信息，向电动车辆提供所提取的信息，接收来自电动车辆的预约命令，并更新数据库单元中的预约信息。

电动车辆包括沿线路行驶的电动公共汽车，电池充电站安装在公共汽车停靠站处，以及控制单元适于选择与电动公共汽车的行驶线路相对应的电池充电站作为预约目标。

根据本发明的另一个方面，提供了一种对电动车辆的电池的更换进行预约的方法，包括以下步骤：检测安装于电动车辆上的电池的功率级；电动车辆询问行驶路线上存在的电池充电站能否进行更换预约；电池充电站确认能否对可安装于电动车辆上的电池进行预约并且将答复发送至电动车辆；当电池充电站已经作出能够预约的答复时，电动车辆请求电池充电站预约电池更换，并向用户提供预约信息；以及电池充电站更新电池更换预约信息。

对电动车辆的电池的更换进行预约的方法还可包括以下步骤：电池充电站基于与电动车辆有关的标识信息，确认电动车辆在进入电池充电站时是否已经进行预约；当与电动车辆有关的预约信息存在时向电动车辆发送进入准许信号；当电动车辆进入电池充电站时确认进入位置，并向电动车辆发送确认信号；打开安装在电动车辆的顶部上的电池安装模块的门；通过降下安装于电池充电站中的保护引导装置来密封电池安装模块；以及更换电池。

对电动车辆的电池的更换进行预约的方法还可包括以下步骤：电池充电站基于与电动车辆有关的标识信息，确认电动车辆在进入电池充电站时是否已经进行预约；当与电动车辆有关的预约信息存在时向电动车辆发送进入准许信号；当电动车辆进入电池充电站时确认进入位置，并向电动车辆发送确认信号；通过降下安装于电池充电站中的保护引导装置来密封电池安装模块；打开安装在电动车辆的顶部上的电池安装模块的门；以及更换电池。

有益效果

根据本发明的电动车辆、电池充电站、以及用于对电池更换进行预约的系统和方法的优点在于，基于电动车辆的电池功率级，请求存在于行驶路线上的电池充电站提供用于预约电池更换的电池信息，使得电池能够更有效且更方便地被更换。

附图说明

图1是根据本发明的第一个实施方式的对电动车辆的电池的更换进行预约的系统的示意图；

图2是图1所示的对电动车辆的电池的更换进行预约的系统的示意性控制框图；

图3是根据本发明的第一个实施方式的与电动车辆和电池充电站有关的电池更换方法的流程图；

图4是根据本发明的第二个实施方式的与电动车辆和电池充电站有关的电池更换方法的流程图；

图5是根据本发明的第三个实施方式的与电动车辆和电池充电站有关的电池更换方法的流程图；

图6是根据本发明的第四个实施方式的与电动车辆和电池充电站有关的电池更换方法的流程图；

图7是根据本发明的第五个实施方式的电池更换预约系统的框图；

图8和9是示出用于电动车辆100的电池更换预约系统的示意性结构；以及

图10是根据本发明的第五个实施方式的电池更换预约系统的电池更换方法的流程图。

具体实施方式

图1是根据本发明的第一个实施方式的对电动车辆的电池的更换进行预约的系统的示意图，并且图2是图1所示的对电动车辆的电池的更换进行预约的系统的示意性控制框图。

参照图1和2，根据本发明的第一个实施方式的用于对电动车辆100的电池的更换进行预约的系统包括电动车辆100和电池充电站200。

根据本实施方式的电动车辆100包括功率级检测单元110、通信单元120、以及控制单元130。

功率级检测单元110适于检测安装于电动车辆100上的电池的功率级，并且可通过电池电压/电流测量传感器和功率级计算算法实施。例如，通过测量电池的电压并应用与预先储存的电压与功率级之间的关系相关的预测模型来计算电池功率级。

通信单元120适于使电动车辆100与外部装置之间能够进行通信，并且可通过无线通信模块实施。通信单元120可采用各种无线通信方案（包括CDMA）进行无线通信。

控制单元130适于与功率级检测单元110和通信单元120相互协作，从而基于电池功率级，控制单元130与存在于行驶路线上的电池充电站200进行通信并对电池更换进行预约，并且可通过处理器、控制器、以及控制命令实施。

控制单元130的操作过程可根据用户（司机）的便利性和应用环境以不同方式编程，下面将详细描述。

再次参照图2，根据本实施方式的充电站200包括电池储存单元210、通信单元220、数据库单元230、以及预约管理单元240。

电池储存单元210安装在电池充电站200中以储存在电池更换操作中使用的充满电的电池和耗尽的电池，并且可以不同方式配置，例如以堆叠方式、并列方式、二者组合的方式等。电池储存单元210可包括充电模块，使得电池可在储存位置处进行充电。

通信单元220适于与外部装置通信，并且可通过无线通信模块实施。通信单元220可采用各种无线通信方案（包括CDMA）进行无线通信。

数据库单元230适于储存与储存于电池储存单元210中的电池的类型、电池的数量、充电状态、以及预约详情有关的信息，并且可通过各种储存介质实施。

预约管理单元240适于与通信单元220和数据库单元230相互协作以从数据库提取与可预约电池有关的信息，向电动车辆100提供所提取的信息，接收来自电动车辆100的预约命令，处理预约，并更新数据库单元230中的信息，并且可通过处理器、控制器、以及控制命令实施。

图3是根据本发明的第一个实施方式的与电动车辆100和电池充电站200有关的电池更换方法的流程图。

参照图3，电动车辆100监视所安装电池的功率级（S10）。电动车辆100可在显示器上显示电池功率级，使得司机获知电池功率级。电动车辆100还可基于电池功率级计算预计行驶距离并将预计行驶距离通知用户。除了电池功率级之外，还可以考虑当前交通状况以计算预计行驶距离。

电池充电站200监视储存于电池储存单元210中的电池的类型、电池的数量、充电状态等，并对数据库中的相关信息进行更新（S20）。数据库单元230中的电池状态信息可基于与电池储存单元210或单独的电池充电管理模块（未示出）的相互协作而自动更新，或者由管理者进行更新（如果有必要）。

电动车辆100基于电池功率级请求存在于行驶路线上的电池充电站200提供电池信息（S12）。

例如，可对电动车辆100进行编程，使得当电池功率级降至阈值之下时，电动车辆100自动地请求存在于电动车辆100行驶路线上的电池充电站200提供与能否更换电池有关的信息等。例如，电动车辆100可被编程为当电池功率级低于15％或10%时自动地预约电池更换。

电动车辆100可被设置为仅请求行驶路线上最近的一个充电站提供信息，或请求存在于行驶路线上的多个充电站提供相同信息。电动车辆100将与其标识有关的信息、与所安装电池的类型有关的信息等发送至电池充电站200。

电池充电站200响应于电动车辆100的信息请求而提取储存于数据库单元230中的电池状态信息并将该信息发送至电动车辆100（S13）。例如，电池充电站200将电动车辆100所询问的与能否进行电池更换预约有关的信息以及与可用的额外电池的数量有关的信息发送至电动车辆100。

电动车辆100从电池充电站200接收与能否进行预约有关的信息，从可预约充电站中确定要在其中更换电池的充电站，并向相应电池充电站200发送预约命令（S14）。

在接收到预约命令后，电池充电站200建立更换相应电动车辆100的电池的预约并将确认信号发送至电动车辆100（S15）。电动车辆100向用户（司机）提供预约信息（例如，电池充电站200的名字和位置）以引导电池更换。电动车辆100还可引导向预约的电池充电站200的行驶。

电池充电站200将预约信息储存在数据库单元230中以更新与电池状态和预约详情有关的信息（S20）。

同样地，基于电池类型询问存在于行驶路线上的充电站现在是否可对安装在电动车辆100上的电池进行更换，并且可基于答复进行更换预约。这改善了用户的便利性并保证有效的电池管理/使用。

参照图3描述将图3的上述过程应用于沿预定线路行驶的电动公共汽车的示例。电池充电站200安装在公共汽车停靠站处，从而可在乘客上下车的同时对电池进行更换。

当电池功率级低于阈值（S11）时，电动公共汽车询问线路上的下一个公共汽车停靠站处的电池充电站200是否可更换电池（S12）。电动公共汽车或者可询问最近的电池充电站200，或者可对线路上的当前位置之后的多个电池充电站200进行相同的询问。

当电动公共汽车从电池充电站200接收与能否预约有关的答复（S13）时，电动公共汽车将预约命令发送至可预约的电池充电站200之一（S14）。

电动公共汽车可以各种方式确定电池充电站200：电动公共汽车可选择位于线路上的最近的下一个公共汽车停靠站处的电池充电站200，或例如由用户来决定。

图4是根据本发明的第二个实施方式的与电动车辆100和电池充电站200有关的电池更换方法的流程图。本实施方式的结构类似于参照图1和2描述的结构，并且文中将省略对先前实施方式中的重复描述。

参照图2，根据本发明的电动车辆100还包括用户输入单元140。用户输入单元140适于接收用户的输入，并且可由各种用户接口装置（诸如按钮、触摸屏、操纵杆、用户菜单程序等）实施。

参照图4，电动车辆100检测电池功率级并将其显示给用户（S40）。电池充电站200监视储存在电池储存单元210中的电池的类型、电池的数量、充电状态等并对数据库中的相关信息进行更新（S20）。

用户可基于对电池功率级的考虑，通过电动车辆100的用户输入单元140作出电池更换请求（S41）。

电动车辆100响应于用户的输入，请求存在于行驶路线上的电池充电站200提供与能否预约有关的信息（S42）。当用户不作出更换请求时，电动车辆100可自动地进行步骤S42，与第一个实施方式中当功率级低于阈值时的情况相同。

电池充电站200响应于电动车辆100的信息请求，提取储存于数据库单元230中的电池状态信息并将与能否对相应电池类型进行预约有关的信息发送至电动车辆100（S43）。

在从电池充电站200接收与能否预约有关的信息之后，电动车辆100为用户推荐可预约的充电站（S44）。

例如，当电动车辆100已经询问行驶路线上的接下来的电池充电站200能否进行预约并且随后接收到存在可用电池并且因此能够进行预约的答复时，电动车辆100为用户推荐相应的电池充电站200并且询问他/她是否想要进行预约。

对于另一个示例，当电动车辆100已询问行驶路线上的接近的三个充电站能否进行预约并随后从其中的两个接收存在可用电池并因此能够进行预约的答复时，电动车辆100向用户推荐相应的电池充电站200。还能够通过显示实际情况，告知用户已作出没有可用的充满电的电池的答复的电池充电站200。例如，电池充电站200已经作出因为没有电池被充满故没有可用电池的答复时，电动车辆告知用户还需要多久才能充满电池等。

能够在地图上显示推荐的充电站，使得用户能够轻易地定位这些充电站。此外，除了定位之外，还能够显示在相应充电站中正在进行的电池更换，预约详情等，使得用户能够选择最不拥挤的充电站。

当用户选择推荐的电池充电站200或选择其中之一（S45）时，电动车辆100将预约命令发送至相应的电池充电站200（S46）。

用户可选择没有充满电的电池的电池充电站200。例如，当用户被告知电池充电站200当前没有充满电的电池但被告知还需要多久才能充满电池时，用户可能想要在相应的电池充电站200处等待并更换电池。在这种情况下，用户可选择相应的电池充电站200并进行预约。

在接收到预约命令后，电池充电站200建立更换相应电动车辆100的电池的预约并将确认信号发送至电动车辆100（S47）。电动车辆100告知用户（司机）预约的电池充电站200的名称、位置等（S48）以引导电池更换。

电池充电站200将预约信息储存在数据库单元230中以更新与电池状态和预约详情有关的信息（S20）。

本实施方式使用户能够预约更换并根据需要选择电池充电站200，从而提高了用户的便利性。

再次参照图4描述将图4的上述过程应用于沿预定线路行驶的电动公共汽车的示例。电池充电站200安装在公共汽车停靠站处，从而可在乘客上下车的同时对电池进行更换。

电动公共汽车监视电池功率级并将其显示给司机（S40）。司机检查电池功率级并按下用户输入单元140的菜单按钮以请求电池更换（S41）。控制单元130随后询问位于线路上的下一个公共汽车停靠站处的电池充电站200能否进行电池更换（S42）。控制单元130或者可询问最近的电池充电站200，或者可对线路上的当前位置之后的多个电池充电站200进行相同的询问。

在从电池充电站200接收与能否预约有关的答复（S43）后，电动公共汽车通过显示答复，告知用户可预约的电池充电站200（S44）。

当用户从推荐的电池充电站200中选择所需的电池充电站（S45）时，预约请求被发送至相应的电池充电站200（S46）。

用户可以不确定电池充电站200，而是由电动车辆的控制单元130确定合适的电池充电站200并将该电池充电站告知用户，与如图3的情况相同。电动公共汽车可以各种方式确定电池充电站200：电动公共汽车可选择位于线路上的最近的下一个公共汽车停靠站处的电池充电站200，或例如由用户来决定等。

图5是根据本发明的第三个实施方式的与电动车辆100和电池充电站200有关的电池更换方法的流程图。本实施方式的结构类似于参照图1和2描述的结构，并且文中将省略对先前实施方式中的重复描述。

参照图5，电动车辆100检测电池功率级并将其显示给用户（S50）。电池充电站200监视储存在电池储存单元210中的电池的类型、电池的数量、充电状态等并对数据库中的相关信息进行更新（S20）。

当电池功率级低于阈值（S51）时，电动车辆100请求存在于行驶路线上的电池充电站200提供与能否预约有关的信息（S52）。

电池充电站200响应于电动车辆100的信息请求，提取储存于数据库单元230中的电池状态信息并将与相应电池类型是否可预约有关的信息发送至电动车辆100（S53）。

电动车辆100从电池充电站200接收与能否预约有关的信息并为用户推荐可预约的充电站（S54）。

当用户选择推荐的电池充电站200或选择其中之一（S55）时，电动车辆100将预约命令发送至相应的电池充电站200（S56）。

在接收到预约命令后，电池充电站200建立更换相应电动车辆100的电池的预约并将确认信号发送至电动车辆100（S57）。电动车辆100告知用户预约的电池充电站200的名称、位置等（S58）以引导电池更换。

电池充电站200将预约信息储存在数据库单元230中以更新与电池状态和预约详情有关的信息（S20）。

根据本实施方式，当功率级低于阈值时，自动向用户推荐存在于行驶路线上的可预约电池充电站200，使得用户能够方便地选择所需的电池充电站200。

图6是根据本发明的第四个实施方式的与电动车辆100和电池充电站200有关的电池更换方法的流程图。本实施方式的结构类似于参照图1和2描述的结构，并且文中将省略对先前实施方式中的重复描述。

参照图6，电动车辆100检测电池功率级并将其显示给用户（S60）。电池充电站200监视储存在电池储存单元210中的电池的类型、电池的数量、充电状态等并对数据库中的相关信息进行更新（S20）。

当电池功率级低于阈值（S61）时，电动车辆100通过显示或声音向用户提供请求对电池充电的消息以引导更换预约（S62）。

当用户检查消息并请求电池更换（S63）时，电动车辆100请求存在于行驶路线上的电池充电站200提供与能否预约有关的信息（S64）。

电池充电站200响应于电动车辆100的信息请求，提取储存于数据库单元230中的电池状态信息并将与相应电池类型是否可预约有关的信息发送至电动车辆100（S65）。

电动车辆100从电池充电站200接收与能否预约有关的信息并为用户推荐可预约的充电站（S66）。

当用户选择推荐的电池充电站200或选择其中之一（S67）时，电动车辆100将预约命令发送至相应的电池充电站200（S68）。

在接收到预约命令后，电池充电站200建立更换相应电动车辆100的电池的预约并将确认信号发送至电动车辆100（S69）。电动车辆100告知用户预约的电池充电站200的名称、位置等（S70）以引导电池更换。

电池充电站200将预约信息储存在数据库单元230中以更新与电池状态和预约详情有关的信息（S20）。

根据本实施方式，当功率级低于阈值时，引导用户对电池进行充电并向用户推荐存在于行驶路线上的可预约电池充电站200，使得用户能够方便地选择所需的电池充电站200。

上述实施方式能够彼此结合，只要它们彼此不冲突。

现在将参照图7-10描述电动车辆100在预约更换之后进入电池充电站200并更换电池的过程。现在将描述的第五个实施方式能够与上述第一至第四个实施方式结合，并且文中文中将省略对先前实施方式中的重复描述。

图7是根据本发明的第五个实施方式的电池更换预约系统的框图，并且图8和9是示出用于电动车辆100的电池更换预约系统的示意性结构。

根据本实施方式的电池更换预约系统包括电动车辆100和电池充电站200。

电动车辆100包括电池安装模块150，电池安装模块150上安装有电池10。电池安装模块150包括门151，门151安装于电动车辆100顶部并适于打开/关闭。

控制单元130适于在进入电池更换站200时使门151打开，并且允许电池更换。

电池充电站200包括电池储存单元210、通信单元220、数据库单元230、预约管理单元240、电池更换机器人250、保护引导装置260、以及充电站控制单元270。

电池储存单元210、电池更换机器人250、以及保护引导装置260设置在电池充电站200的主单元201上，并且如图2和3所示，电动车辆100的电池10也安装在顶部，使得充电站主单元201适于在顶部更换电池10。

电池充电站200具有保护引导装置260以在电动车辆100进入时密封容纳电池10的电池安装模块150，使得电池更换过程能够免受外部环境改变的影响。保护引导装置260能够形成为任何结构，只要其能够在电池更换过程中有效地密封和保护容纳电池10的电池安装模块150。在本实施方式中，保护引导装置260是容纳在充电站主单元201内的波纹管，波纹管在电池更换期间展开并朝着电池安装模块150放出，并且在电池更换过程完成之后返回原始位置。

电池更换机器人250安装在充电站主单元201中并且适于更换电池。可采用工业领域中可用的任何类型的转移机器人，只要该机器人能够有效地更换电池。

例如，考虑到根据本实施方式的充电站主单元201具有大致L形构造，电池更换机器人250包括符合充电站主单元201的电池转移与安装机器人和电池收回与收容机器人。

充电站控制单元270适于控制电池更换机器人250和保护引导装置260以更换电池，并且能够通过处理器、控制器、和控制代码实施。

下面将参照图10对图7-9中所示的用于电动车辆100的电池更换预约系统的具体电池更换方法进行描述。图10是根据本发明的第五个实施方式的电池更换预约系统的电池更换方法的流程图。

在进入电池充电站200时，电动车辆100将标识信息发送至电池充电站200（S100）。电动车辆100能够将预约信息与标识信息一起发送。标识信息和预约信息从电动车辆100向电池充电站200的发送能够在电动车辆100进入电池充电站200时应电池充电站200的请求或通过从电动车辆100的用户发送的命令（如果需要）执行。

充电站控制单元270检查来自电动车辆100的标识信息或预约信息以确认该车辆是否已经进行预约（S101）。该确认能够基于所发送的信息单独完成或通过与储存于数据库单元230中的信息相比较来完成。

当确认车辆已经进行预约时，进入准许信号被发送至电动车辆100（S102），使得电动车辆100进入更换位置（S103）。当未检查到预约信息时，根据是否将在没有预约的情况下当场执行更换来执行更换过程（S200）。

当电池充电站200确认电动车辆100位于正确的进入位置时，电池充电站200向电动车辆100发送确认信号（S104）。电动车辆100的控制单元130命令安装有电池的电池安装模块150打开门151并向电池充电站200发送所产生的确认信号（S105）。

充电站控制单元270接收确认信号并降下保护引导装置260（S106），使得电池更换过程能够在不暴露给外界的情况下稳定地进行。充电站控制单元270控制电池更换机器人250从电动车辆100移除电池并将充满电的电池安装至电池安装模块150上，完成电池更换过程，并向电动车辆100发送完成信号（S107）。

电动车辆100的控制单元130关闭门151并向电池充电站200发送确认信号（S108）。

充电站控制单元270升起保护引导装置260并向电动车辆100发送确认信号（S109）。充电站控制单元270随后向电动车辆100发送离开准许信号（S110）。

电动车辆100在其内存中记录电池更换信息并离开电池充电站（S112）。电池充电站也记录电池更换信息（S113），并更新储存于数据库单元230中的电池信息和预约信息。

根据本发明的可替换实施方式，打开电动车辆100的门151的步骤（S105）和降下图10的保护引导装置260的步骤（S106）可颠倒。具体地，当电池充电站确认电动车辆100位于正确的进入位置时，电池充电站向电动车辆100发送相关确认信号（S104），并降低保护引导装置260以密封电池安装模块150（S106）。电动车辆100随后打开电池安装模块150的门151（S105），使得电池被更换。

本领域技术人员可理解，虽然已经示出和描述了本发明的示例性实施方式，但在不背离本发明的原则和理念的情况下，可对这些实施方式进行修改，本发明的原则和理念通过所附权利要求及其等同限定。

Claims (8)

1.电动车辆，包括：

功率级检测单元，适于检测安装于所述电动车辆上的电池的功率级；

用户输入单元，适于使用户能够进行输入；

通信单元，适于与电池充电站通信，与外部源通信，并沿到所述电池充电站的预定行驶路线获取与当前交通状况有关的信息；以及

控制单元，当所述电池功率级下降到阈值之下时，适于基于所述电池功率级和当前交通状况计算预计行驶距离并显示所述预计行驶距离，以及基于所检测的电池功率级和所述预定行驶路线向存在于所述电动车辆的所述预定行驶路线上的一个或多个电池充电站发送用于更换电池的电池更换请求消息，从所述预定行驶路线上的一个或多个电池充电站接收包括电池更换预约信息、关于是否能够更换电池的信息以及所述电池充电站的电池更换信息的消息；其中，所述控制单元基于所接收到的消息为所述用户推荐能够对所述电动车辆的电池进行更换的电池充电站，并且当所述电池充电站由所述用户通过所述用户输入单元选择时，将电池更换预约命令发送至所述电池充电站，

其中，所述电动车辆在地图上显示所推荐的充电站以使得用户定位到所述推荐的充电站，并显示相应的充电站中正在进行的电池更换以及预约详情，

其中，当用户选择了具有没有充满电的电池的电池充电站时，告知所述控制单元该电池充电站没有充满电的电池、还告知还需要多长时间才能充满电池，所述控制单元选择该电池充电站并向该电池充电站发送所述电池更换预约命令，

其中，当所述电池充电站没有充满电的电池时，所述电池更换信息包括还需要多长时间才能充满电池的时间信息，

其中，所述电动车辆包括电池安装模块，所述电池安装模块上安装有所述电池，所述电池安装模块包括保护引导装置，所述保护引导装置安装于所述电动车辆的顶部并适于打开/关闭，以及

所述控制单元适于在进入所预约的电池充电站时向所述保护引导装置发送打开命令，以允许和控制电池更换。

2.如前述权利要求1所述的电动车辆，其中所述控制单元适于向所述电池充电站发送与安装于所述电动车辆上的电池有关的信息，并请求所述电池充电站确认是否存在能够安装于所述电动车辆上的电池。

3.如前述权利要求1所述的电动车辆，其中

所述电动车辆包括沿线路行驶的电动公共汽车，

所述电池充电站安装在公共汽车停靠站处，以及

所述控制单元适于选择与所述电动公共汽车的行驶线路相对应的电池充电站作为预约目标。

4.电动车辆电池更换预约系统，包括：

电动车辆，包括：功率级检测单元，适于检测安装于所述电动车辆上的电池的功率级；通信单元，适于与电池充电站通信，与外部源通信，并沿到所述电池充电站的预定行驶路线获取与交通状况有关的信息；以及控制单元，当所述电池功率级下降到阈值之下时，适于基于所述电池功率级和当前交通状况计算预计行驶距离并显示所述预计行驶距离，以及基于所检测的电池功率级和所述预定行驶路线向存在于所述电动车辆的所述预定行驶路线上的一个或多个电池充电站发送用于更换电池的电池更换请求消息，适于从所述预定行驶路线上的一个或多个电池充电站接收包括电池更换预约信息、关于是否能够更换电池的信息以及所述电池充电站的电池更换信息的消息，适于基于所接收到的消息为用户推荐能够对所述电动车辆的电池进行更换的电池充电站，并且当所述电池充电站由所述用户通过所述用户输入单元选择时，将电池更换预约命令发送至所确定的电池充电站；以及

一个或多个电池充电站，包括：电池储存单元，适于容纳安装于所述电动车辆上的可充电电池；数据库单元，适于储存与所述电池储存单元中所容纳的电池的类型、数量、充电状态、以及预约详情有关的信息；通信单元，适于与所述电动车辆通信；以及预约管理单元，适于从所述数据库单元提取与对应于已经安装在所述电动车辆上的电池的可预约电池有关的信息，向所述电动车辆提供所提取的信息，接收来自所述电动车辆的预约命令，并更新所述数据库单元中的预约信息，

其中所述电池充电站存在于所述电动车辆的所述预定行驶路线上，当从所述电动车辆接收到所述电池更换请求消息时，从所述预定行驶路线上的所述电池充电站发送包括所述电池更换预约信息、所述关于是否能够更换电池的信息以及所述电池充电站的所述电池更换信息的消息，并且当从所述电动车辆接收到所述电池更换预约命令时，更新所述数据库单元中的信息，

其中，所述电动车辆在地图上显示所推荐的充电站以使得用户定位到所述推荐的充电站，并显示相应的充电站中正在进行的电池更换以及预约详情，

其中，当用户选择了具有没有充满电的电池的电池充电站时，所述控制单元被告知该电池充电站具有没有充满电的电池，还被告知还需要多长时间才能充满电池，所述控制单元选择该电池充电站并向该电池充电站发送所述电池更换预约命令，

其中，当所述电池充电站没有充满电的电池时，所述电池更换信息包括还需要多长时间才能充满电池的时间信息，

其中，所述电动车辆包括电池安装模块，所述电池安装模块上安装有所述电池，所述电池安装模块包括保护引导装置，所述保护引导装置安装于所述电动车辆的顶部并适于打开/关闭，以及

所述控制单元适于在进入所预约的电池充电站时向所述保护引导装置发送打开命令，以允许和控制电池更换。

5.如权利要求4所述的电动车辆电池更换预约系统，其中，

所述电动车辆包括沿线路行驶的电动公共汽车，

所述电池充电站安装在公共汽车停靠站处，以及

所述控制单元适于选择与所述电动公共汽车的行驶线路相对应的电池充电站作为预约目标。

6.对电动车辆的电池的更换进行预约的方法，包括：

检测安装于电动车辆上的电池的功率级；

当所述电池的功率级低于阈值时，基于所述电池功率级和当前交通状况计算预计行驶距离并显示所述预计行驶距离，以及所述电动车辆询问预定行驶路线上存在的一个或多个电池充电站能否进行更换预约；

当接收到用于更换电池的电池更换请求消息时，所述电池充电站向所述电动车辆发送包括电池更换预约信息、关于是否能够更换电池的信息以及所述电池充电站的电池更换信息的消息；

所述电动车辆基于所接收到的消息向用户推荐能够对所述电动车辆的电池进行更换的电池充电站；

通过用户输入单元输入所述电池充电站的选择；

所述电动车辆通过所述用户输入单元向所选择的电池充电站发送电池更换预约命令；以及

所述电池充电站更新电池更换预约信息，

其中，所述电动车辆在地图上显示所推荐的充电站以使得用户定位到所述推荐的充电站，并显示相应的充电站中正在进行的电池更换以及预约详情，

其中，当用户选择了具有没有充满电的电池的电池充电站时，控制单元被告知该电池充电站具有没有充满电的电池、还被告知还需要多长时间才能充满电池，所述控制单元选择该电池充电站并向该电池充电站发送所述电池更换预约命令，

其中，当所述电池充电站没有充满电的电池时，所述电池更换信息包括还需要多长时间才能充满电池的时间信息，

其中，所述电动车辆包括电池安装模块，所述电池安装模块上安装有所述电池，所述电池安装模块包括保护引导装置，所述保护引导装置安装于所述电动车辆的顶部并适于打开/关闭，以及

所述控制单元适于在进入所预约的电池充电站时向所述保护引导装置发送打开命令，以允许和控制电池更换。

7.如权利要求6所述的方法，还包括：

所述电池充电站基于与所述电动车辆有关的标识信息，确认所述电动车辆在进入所述电池充电站时是否已经进行预约；

当与所述电动车辆有关的预约信息存在时向所述电动车辆发送进入准许信号；

当所述电动车辆进入所述电池充电站时确认进入位置，并向所述电动车辆发送确认信号；

打开安装在所述电动车辆的顶部上的电池安装模块的门；

通过降下安装于所述电池充电站中的保护引导装置来密封所述电池安装模块；以及

更换所述电池。

8.如权利要求6所述的方法，还包括：

所述电池充电站基于与所述电动车辆有关的标识信息，确认所述电动车辆在进入所述电池充电站时是否已经进行预约；

当与所述电动车辆有关的预约信息存在时向所述电动车辆发送进入准许信号；

当所述电动车辆进入所述电池充电站时确认进入位置，并向所述电动车辆发送确认信号；

通过降下安装于所述电池充电站中的保护引导装置来密封电池安装模块；

打开安装于所述电动车辆的顶部上的所述电池安装模块的门；以及

更换所述电池。