CN107074117B - 用于电动或混合动力车辆的可再充电电池组 - Google Patents

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Abstract

描述了用于电动或混合动力车辆(1)的可再充电电池组(20)，包括：‑至电动或混合动力车辆(1)的动力传动组(5)的至少一个电连接元件(23)；‑多个相互电连接的电池(30)；‑至少一个第一电路块(40)，集成到可再充电电池组(20)中并包括卫星地理定位信号的接收器(41)和所述信号的处理单元(42)，该处理单元(42)可操作地连接到所述接收器(41)并且适于在地理参考系中检测可再充电电池组(20)的一条地理定位的信息。

Description

用于电动或混合动力车辆的可再充电电池组
技术领域
本发明涉及电动或混合动力车辆的技术领域，并且具体涉及电动或混合动力车辆的可再充电电池组。
背景技术
众所周知，在交通领域中，电动或混合动力车辆总是越来越成功地证明自己。
上述车辆包括至少一个可再充电电池组，可再充电电池组适于作为电动车辆中的唯一动力传动装置向电机供电，或者作为混合动力车辆中的仅支持热力发动机的辅助动力传动装置。在混合动力车辆中，当通过热力发动机提供车辆的推进力时，上述电机用作发电机对电池组充电。对于可再充电电池组，其通常关联有监测电池组的充电状态并管理电池组的充电的电子系统，该电子系统被定义为电池管理系统。
相对于具有相同性能的传统车辆，电动或混合动力车辆通常具有较高的经济价值，并且因为这个原因，他们越来越容易失窃。这主要但不完全发生在车辆为自行车或摩托车的情况下，因为这种车辆由于其特性和尺寸更易被盗。此外，法律没有要求在公共登记处登记注册号的车辆(例如，法律没有强制要求号牌的车辆)总体上表示出更易被盗的车辆类别。例如，目前在这些车辆之中，通常有踏板辅助自行车，即所谓的EPAC。
因此，本描述的目的是提供适于阻止和防止电动或混合动力车辆被盗的解决方案。
该目的通过总体上如上所述的可再充电电池组来实现。在所附的从属权利要求中定义了上述电池组的优选和有利的实施方式。
参考在以下段落中综合描述的附图，从通过非限制性实例构成的具体实施方式的以下详细描述中，将更好地理解本发明。
附图说明
图1示出电动或混合动力车辆的侧视图，在所示的具体说明和非限制性实施方式中电动或混合动力车辆被绘示为踏板辅助自行车。
图2示出来自图1的车辆的前侧的三维视图。
图3示出图1的车辆的可再充电电池组的侧视图。
图4示出图3的可再充电电池组的一些内部部件的三维视图。
图5示出图3的可再充电电池组的第一电路块的三维视图。
图6示出图3的可再充电电池组的多个电池的支撑装置的三维视图。
图7示出图3的可再充电电池组的第一半壳的三维视图。
图8示出图3的可再充电电池组的第二半壳的三维视图，第二半壳可耦接至图7的第一半壳，以便形成可再充电电池组的底盘。
具体实施方式
参考图1，该图绘示了车辆1，在所描述的具体实例中，车辆1为电动自行车或更好的踏板辅助自行车(EPAC)。然而，必须记住，本描述和所要求保护范围的教导无论如何不限于上述特定车辆类型。实际上，车辆 1可为例如具有两个或三个车轮的电动或混合动力摩托车，或者在轴上具有两个车轮的自动平衡车辆，或具有四个车轮的电动或混合动力车辆等，或者总体来说，设置有可再充电电池组并且适于向车辆提供推进能量的任何车辆。为此，从现在开始，在本描述中，在不引起任何限制的情况下，车辆1将被统称为自行车1的表达。
自行车1包括车架2、枢转地铰接到车架2的前轮3和后轮4。以本身已知的方式，前轮3枢转地铰接到自行车1的转向前导轮架9上，该自行车1的转向前导轮架9被枢转地限制到车架2。自行车1包括枢转地铰接到车架2并与前轮3可旋转地一体化的车把12。
自行车1包括动力传动组5，动力传动组5包括紧固到车架2的底盘 7、一对踏板6和电机(在图中不可见，因为它被封闭在底盘7中)，其中，在实例中该电机既作为电动机也用作发电机。在所绘示的实例中，动力传动组5通过链传动系统8可操作连接到后轮4。
自行车1还包括可再充电电池组20，可再充电电池组20包括紧固到自行车1的车架2的底盘21，可再充电电池组20优选地通过机械紧固系统15(例如锁和一把钥匙)可移除并可固定到车架2。参考图3，在所绘示的实例中，可再充电电池组20包括插入/可插入专用座中的连接部23，该专用座设置在动力传动组5的底盘7中。连接部23允许将动力传动组5 和可再充电电池组20彼此机械和电耦接。
始终参考图3，根据一个优选实施方式，可再充电电池组20的底盘 21包括符合人体工程学的手柄22，其适于便于从自行车1移除可再充电电池组20及其移除后的运输。在该实例中，这样的移除可以发生在解锁机械紧固系统15之后，在该实例中机械紧固系统15为锁和一把钥匙。参考图7和8，可再充电电池组20的底盘21包括彼此机械耦接的第一半壳 61和第二半壳62。优选地，上述底盘21为防水容器。
根据一个实施方式，在该实例中，动力传动组5的电机从可再充电电池组20获取能量以便辅助踏板，从而用作动力传动装置，并且同时该电机这样向可再充电电池组20提供能量以便为可再充电电池组20充电，从而起到发电机的作用。基于便于可再充电电池组20的踩踏或充电的特定需要，自行车1的驾驶员可以选择不同工作模式中的一种。工作模式也可以由处理器基于由一或多个传感器(诸如，例如速度传感器、加速度传感器、坡度传感器等)提供的信号来自动选择。
参考图4和图5，可再充电电池组20包括彼此电连接(例如串联连接) 的多个可再充电电池30，以及第一电路块40，第一电路块40集成到可再充电电池组20中并包括卫星地理定位信号的接收器41和所述信号的处理单元42，处理单元42连接至接收器41并适于在地理参考系中检测可再充电电池组20的地理定位信息。所述信息通过适于识别可再充电电池组20 的地理位置的一或多个数据来表达。例如，卫星地理定位信号的接收器41 为GPS接收器。例如，处理单元42为微控制器。
上述多个电池30和上述第一电路块40被包含在可再充电电池组20 的底盘21内。
参考图5，根据一个实施方式，第一电路块40包括在其上安装有第一电路块40的不同部件(诸如接收器41和处理单元42)的印刷电路板43。尽管接收器41和处理单元42在图5中被示为两个分离的装置，但它们也可物理地集成在单个硬件装置中。
需要牢记的是，图5的(仅仅是说明性的)细节在图4中不可见，因为对于图4中的第一电路块40，基本上示出了其整体尺寸。
根据特别有利的实施方式，第一电路块40包括无线电通信接口45，该无线电通信接口被配置成远程传送所检测的卫星地理定位信息。优选地，上述无线电通信接口45包括连接到蜂窝网络的调制解调器，例如 GSM/GPRS调制解调器、或UMTS调制解调器或LTE调制解调器。在该实施方式中，第一电路块40还包括SIM卡的支撑和连接装置46，换言之 SIM插座，其适于容纳SIM以用于将上述无线电通信接口45连接到电信供应商的蜂窝无线电网络。
根据一个实施方式，第一电路块40还包括可操作地连接到处理单元 42的惯性加速度计47，例如MEMS三轴加速度计。
根据一个实施方式，第一电路块40这样通常处于掉电状态或通常处于低或降低的功耗状态，以便定期激活和/或在事件发生之后激活，并且以预设时间间隔和/或在事件发生时达到更高的功耗状态，以便检测可再充电电池组20的地理位置，并且评估是否相对于先前检测到的(例如存储在处理单元42的内部数据存储器或可操作地连接至该处理单元的外部存储器中的)地理位置发生地理位置的变化。例如，造成从电路块40的低或降低的功耗状态切换到较高功耗状态的上述事件，是由惯性加速度计47 检测到的大于给定阈值的机械冲击，例如由以下造成的机械冲击：
-底盘21的篡改/非授权的打开尝试，诸如，例如在以下段落 [0036]-[0038]中描述的用力推机械防篡改系统；和/或
-例如通过用力推机械紧固系统从自行车1的车架尝试移除底盘21。实际上，可以设定上述阈值，使得电路块40检测与停车状态下的自行车1 的持久性不兼容的异常机械冲击。根据一个另外的实施方式，当自行车1 处于停车状态时，发生本段中描述的内容，如以下段落[0030]中更详细描述的，而当自行车1处于授权使用状态时，如例如在以下段落[0032]中描述的，第一电路块40保持在较高的功耗状态，例如以便使用卫星地理定位信号的接收器41和处理单元42，以便实施诸如以下功能：路径跟踪，在地图上执行路径计算，估计运动参数，诸如自行车1的速度和/或覆盖距离。
根据一个实施方式，从自行车1的停车状态开始，当检测到地理位置变化时，第一电路块40被配置成经由无线电通信接口45发送第一警报信号。所述第一警报信号优选包含关于新检测到的地理位置的信息。例如，该警报信号作为文本或数据消息发送到自行车1的合法拥有者的个人通信移动装置，或作为安装在所述个人通信移动装置上的应用程序中的推送通知或者作为电子邮件等。例如，上述个人通信移动装置为智能手机。
根据一个实施方式，第一电路块40这样接收认证码以便识别自行车1 的授权使用状态。在没有这样的认证码或代码错误的情况下，第一电路块 40这样检测到自行车1处于停车状态。根据该实施方式，如果第一电路块 40识别出自行车1处于停车状态并且存在地理位置变化，则发送第一警报信号。优选地，在第一电路块40识别出自行车处于被称为可能的盗窃状态的状态中的情况下，第一电路块40切换到较高功耗状态，以便能够允许实时地跟踪自行车1的位置。
根据一个另外的实施方式，第一电路块40被配置成当检测到授权使用状态和停车状态之间的切换时，检测可再充电电池组20的地理位置并因此检测自行车1的地理位置，并且这样来存储检测到的地理位置，以便在时间间隔之后执行地理位置的跟随检测，以评估地理位置变化或自行车 1在相同地理位置的持久性。
例如，为了使第一电路块40能够区分授权使用状态和停车状态，可以考虑自行车1包括逻辑上耦接到可再充电电池组20(例如，具体地耦接到第一电路块40)的可移除仪表板10，并且可移除仪表板10适于向第一电路块40提供具有认证码的信号。例如，上述可移除仪表板10可移除地紧固到车把12上，例如在紧固到车把12的合适的锚定工位上。移除仪表板10导致认证信号的丢失(即，第一电路块40无法接收认证码)，从而识别停车状态。从该状态开始，在逻辑上与第一电路块40不配对的仪表板10至自行车1的耦接不会导致检测到切换为授权使用状态，而是检测到停车状态的持久性或检测到切换为另一状态，例如表示盗窃企图的可能的盗窃状态。可替换地或除可移除仪表板10之外，还可以认为具有认证码的上述信号通过个人通信便携式装置，诸如，例如与可再充电电池组20 逻辑配对的智能手机(例如具体地与第一电路块40配对的智能手机)，提供给第一电路块40。例如，在这种情况下，第一电路块40设置有短距离通信接口48，例如蓝牙接口，以便与智能手机通信。参考图1，在该实施方式中，自行车1可以包括用于智能手机的支撑和紧固支架11。
无论是否提供卫星地理定位的信号接收器41，无线电通信接口45的存在具有另外的优点并且解决了另外的技术问题。实际上，例如，第一电路块40可以在失窃/丢失和/或帮助请求的情况下远程地发送关于电池充电状态和/或关于自行车1的地理位置的信息，和/或其可以与安装在个人通信便携式装置上的应用程序对话以便提供有用的或娱乐的信息，诸如自行车1的使用统计信息和/或性能，诸如关于速度、加速度、坡度、覆盖公里、燃烧卡路里的信息和/或通过使用自行车1获得的绝对或基于时间的 CO2节约的信息。
根据一个实施方式，第一电路块40这样来识别可再充电电池组20的充电状态低于预设阈值，并且因此，第一电路块40能够经由无线电通信接口45发送相应的电荷耗尽警报消息。
参考图3至图6，根据一个实施方式，可再充电电池组20包括多个电池30，并且用于多个电池的至少一个支撑装置31适于将松散电池30彼此机械耦接以便限定多个组式电池30(或“电池组”)。例如，支撑装置31 为包括多个座37的夹具，每个座37接收并保持相应的电池30。例如，夹具由电绝缘刚性塑料材料制成，并且包括圆形通孔形式的座37，每个座由相应的电池30穿过。在所绘示的具体实例中，可再充电电池组20包括彼此平行布置的上述类型的两个夹具31。
根据一个有利的实施方式，可再充电电池组20包括至少一个紧固元件44，紧固元件44适于将第一电路块40持久地紧固(例如以不可逆的方式)至多个电池30。为了本描述的目的，不可逆指的是这样的紧固，即不允许在不导致两个实体中的至少一个损坏的情况下使通过上述紧固耦接的两个实体之间脱离。例如，上述紧固元件44包括螺钉44，螺钉一旦插入并拧入在相应的设置在多个电池30的支撑装置31中的螺纹座34内，就不能在不破坏螺钉本身或支撑装置31的情况下被移除。上述紧固元件 44表示适于防止/阻止从可再充电电池组20移除第一电路块40的机械防篡改系统的第一实例。
根据可替换的或附加系统，例如，可以考虑可再充电电池组20的底盘21设置有适于防止/阻止从电池组20移除第一电路块31的机械防篡改系统。这可以通过几种方式实现。例如，两个半壳体61、62彼此可以以不可逆的方式耦接(即，以在不导致半壳体中的至少一个半壳体损坏的情况下不能使它们脱离的方式)，或者它们可以耦接有需要专用工具来移除的专有机械紧固系统，而专用工具仅供授权工作人员使用。上述实例表示适于防止/阻止从可再充电电池组20移除第一电路块40的机械防篡改系统的另外的实例。
根据另一可替换的或另外的机械防篡改系统，例如，可以考虑到可再充电电池组20的底盘21具有元件63，当试图打开两个半壳体61、62时，元件63导致电池组30被破坏。在图中所绘示的具体实例中，具有不可逆接头的共轭钩件33、63设置在电池的每个支撑装置32和相应的半壳体61、 62之间。一旦半壳体61、62闭合，就实施上述钩件33、63之间的适配。当试图打开并且使半壳体61、62彼此分离时，在开始时遇到一些阻力，然后由于不可逆接头向每个半壳体61、62施加更大的力而拖动与其相应的支撑装置31，由于电池30从其相应的座37滑出并随后从其中出来，因此确定电池组分开，最终破坏不同电池之间的电连接。
应注意，上述机械防篡改系统可以另外或可替换地提供给机械紧固系统15。
根据一个实施方式，电池组还包括监测和管理电池组20的充电状态的第二电路块50。当电池组20可操作地连接到自行车1时，该电路块可操作地连接到动力传动组5。
第一电路块40和第二电路块50优选彼此电连接。例如，所述电路块 40、50可以在相同的印刷电路板上制成，或者如附图所绘示的实例中，它们可以在不同的电路板43、51上制成并且例如通过连接器49和多极线缆 59彼此电连接。在所绘示的具体实例中，第二电路块50包括通过螺钉55 紧固到电池30的电路板51，螺钉55被安装在相应的设置在电池30的支撑装置31中的座35内。
上述电路块40、50可由电池30直接或间接供电。例如，在两个电路块40、50分离的情况下：
-每个块可以由电池组30单独供电；
-一个块可以从电池组30供电，并且然后其可以将电力提供至另一个块。
参考图3和4，可再充电电池组20包括在连接部23中的一或多个电连接器23(在实例中为三个连接器23)，从而允许将可再充电电池组20 与动力传动组5电连接，并且在特定和非限制性的情况下，使第二电路块 50与动力传动组5电连接。在所绘示的特定实例中，需要所述连接器23 中的至少一个连接器经由第二电路块50将第一电路块40与仪表板10(如果提供的话)连接。上述电连接器23表示可再充电电池组20与动力传动组5的至少一个电连接元件。
从以上可以清楚看出，所提出的可再充电电池组20允许在克服现有技术的缺点方面充分获得预期目的。事实上，可再充电电池组20表示适于防止和/或阻止盗窃或在发生盗窃及时发信号的有效的解决方案。
考虑到本发明的原理，实施方式和实现细节可以相对于已经通过非限制性实例描述和示出的内容而被广泛地改变，而不是出于脱离在所附权利要求中限定的本发明的范围的原因。

Claims (18)

1.一种用于电动或混合动力车辆(1)的可再充电电池组(20)，包括：
至所述电动或混合动力车辆(1)的动力传动组(5)的至少一个电连接构件(23)；
多个相互电连接的电池(30)；
至少一个第一电路块(40)，集成到所述可再充电电池组(20)中并且包括卫星地理定位信号的接收器(41)和所述卫星地理定位信号的处理单元(42)，所述处理单元(42)能够操作地连接至所述接收器(41)并且适于在地理参考系中检测所述可再充电电池组(20)的一条地理定位的信息；
仪表板(10)，紧固到所述电动或混合动力车辆的车把(12)并且在逻辑上耦接到所述第一电路块(40)；
其中：
所述第一电路块(40)还包括能操作地连接到所述处理单元(42)的惯性加速度计(47)；
在停车状态下，所述可再充电电池组的所述第一电路块(40)通常处于低或降低的功耗状态，以便定期激活和/或在事件发生时激活，并且以预设时间间隔和/或在事件发生时达到更高的功耗状态，以便检测所述可再充电电池组(20)的地理位置，并且评估是否相对于先前检测到的地理位置发生地理位置的变化；
基于所述仪表板(10)是否被移除并且所述第一电路块(40)是否变得无法接收认证信号以及所述惯性加速度计(47)是否已检测到大于给定阈值的机械冲击来确定所述事件是否发生。
2.根据权利要求1所述的可再充电电池组(20)，其中，所述卫星地理定位信号的接收器(41)为GPS接收器。
3.根据权利要求1或2所述的可再充电电池组(20)，其中，所述第一电路块(40)包括远程传送检测到的卫星地理定位信息的无线电通信接口(45)。
4.根据权利要求3所述的可再充电电池组(20)，其中，所述无线电通信接口(45)包括用于连接至无线电蜂窝网络的调制解调器。
5.根据权利要求4所述的可再充电电池组(20)，其中，所述第一电路块(40)还包括用于SIM卡的支撑和连接装置(46)，所述支撑和连接装置适于容纳所述SIM卡以用于将所述无线电通信接口(45)连接至无线电蜂窝网络。
6.根据权利要求3所述的可再充电电池组(20)，其中，所述第一电路块(40)被配置成，当检测到地理位置变化时通过所述无线电通信接口(45)发送第一警报信号。
7.根据权利要求1的可再充电电池组(20)，其中，所述第一电路块(40)接收认证码以便识别所述电动或混合动力车辆(1)的授权使用状态。
8.根据权利要求7所述的可再充电电池组(20)，其中，在不存在这样的认证码或存在代码错误的情况下，所述第一电路块(40)识别所述电动或混合动力车辆(1)的停车状态。
9.根据权利要求8所述的可再充电电池组(20)，其中：
在所述电动或混合动力车辆(1)的授权使用状态下，所述第一电路块(40)处于更高的功耗状态中。
10.根据权利要求8所述的可再充电电池组(20)，其中，所述第一电路块(40)被配置成，当检测到或识别出从所述授权使用状态转变为所述停车状态时检测所述可再充电电池组(20)的地理位置，并且存储检测到的地理位置以便在时间间隔之后执行进一步的位置检测，以评估地理位置改变或所述电动或混合动力车辆(1)在相同地理位置的持久性。
11.根据权利要求10所述的可再充电电池组(20)，其中，可移除的所述仪表板(10)在逻辑上与所述可再充电电池组(20)配对并且适于向所述第一电路块(40)提供所述认证信号。
12.根据权利要求8所述的可再充电电池组(20)，包括适于防止/阻止从所述可再充电电池组(20)移除所述第一电路块(40)的机械防篡改系统。
13.根据权利要求12所述的可再充电电池组(20)，其中，所述可再充电电池组(20)包括多个所述电池(30)和多个所述电池(30)的至少一个支撑装置(31)，所述支撑装置适于使所述电池彼此机械耦接以便限定多个组式电池，并且其中，所述可再充电电池组(20)包括至少一个紧固元件(44)，所述紧固元件适于将所述第一电路块(40)持久地紧固至多个所述电池(30)。
14.根据权利要求13所述的可再充电电池组(20)，其中，所述紧固元件(44)将所述第一电路块(40)不可逆地紧固至多个所述电池(30)。
15.根据权利要求8所述的可再充电电池组(20)，包括容纳多个所述电池(30)和所述第一电路块(40)的底盘(21)，并且进一步包括适于防止从所述电动或混合动力车辆(1)移除所述底盘(21)的机械紧固系统(15)。
16.根据权利要求15所述的可再充电电池组(20)，其中，所述事件为源自用力推所述机械紧固系统(15)得到的高于阈值的机械冲击。
17.根据权利要求12所述的可再充电电池组(20)，其中，所述事件为源自用力推所述机械防篡改系统得到的高于阈值的机械冲击。
18.一种包括动力传动组(5)和根据前述权利要求中任一项所述的可再充电电池组(20)的电动或混合动力车辆(1)，所述可再充电电池组(20)通过至少一个电连接构件(23)可逆地耦接或能够耦接至所述动力传动组(5)。
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