CN107627870B - 一种具有定位预约及身份识别功能的智能共享能量块 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有定位预约及身份识别功能的智能共享能量块，属于新能源应用领域。电动汽车“里程焦虑”及充电便利性问题日益显著，延长一次充电续行里程、建立数量充足的快速充电站等措施可以缓解此问题，但会带来充电桩投资浪费、“停车位”占地过大、电池寿命缩减等资源浪费问题。本发明提供一种智能共享能量块，主要由能量块外壳、不少于一个的电池模块、不少于一个的电池状态监测与管理模块、智能物联模块、整车通讯与控制模块、外围接口组成，具有独立的电子身份，可智能定位及远程预约，通过直接换仓或增仓的方式完成快速补电。本发明在不扩建充电桩及停车场的基础上实现远程预约并完成快速便捷补电，彻底解决“里程焦虑”问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有定位预约及身份识别功能的智能共享能量块，具体的说是一种具有智能电子身份和定位预约的共享二次电池组，通过定位预约、身份识别、智能计费、快速补电的方式实现能量块的共享和快速应用，属于新能源应用领域。
背景技术
电动汽车 “里程焦虑”及充电便利性问题日益显著，延长一次充电续行里程、建立数量充足的快速充电站等措施可以缓解此问题，但会带来充电桩投资浪费、“停车位”占地过大、电池寿命缩减等资源浪费问题。
发明内容
本发明提供一种智能共享能量块，主要由能量块外壳、不少于一个的电池模块、不少于一个的电池状态监测与管理模块、智能物联模块、整车通讯与控制模块、外围接口组成，具有独立的电子身份，可智能定位及远程预约，通过直接换仓或增仓的方式完成快速补电。本发明在不扩建充电桩及停车场的基础上实现远程预约并完成快速便捷补电，彻底解决“里程焦虑”问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种具有定位预约及身份识别功能的智能共享能量块，具有独立的电子身份，可智能定位及远程预约，主要由能量块外壳、不少于一个的电池模块、不少于一个的电池状态监测与管理模块、智能物联模块、整车通讯与控制模块、外围接口组成，所述电池模块连接于电池状态监测与管理模块，所述电池状态监测与管理模块通过通讯协议连接于所述整车通讯与控制模块，整车通讯与控制模块同时与智能物联模块和外围接口，最外部采用能量块外壳封装，独立存放时，能量块对外输出接口电压为零。
在上述的所述的具有定位预约及身份识别功能的智能共享能量块，所述能量块外壳采用轻型金属材料、高强度工程塑料或碳纤维复合材质，外壳壳体设有密封防水结构，通过水密接插件连接于外围接口，外壳防水等级不低于IP67。
在上述的具有定位预约及身份识别功能的智能共享能量块，其特征在于：所述轻型金属材料为铝合金、镁合金或钛合金的一种或多种；所述高强度工程塑料为PC、PP、ABS、PA、PPS、POM、PET、PBT、PPO及其改性材料的一种或多种。
在上述的具有定位预约及身份识别功能的智能共享能量块，所述密封防水结构主要包括采用注塑、压铸或焊接而成的顶部端面设计有半圆形或半椭圆形封闭槽的外壳壳体、O型圈、外壳壳盖、水密接插件及壳盖固定螺栓。
在上述的具有定位预约及身份识别功能的智能共享能量块，所述能量块外壳底部设有通用固定螺纹孔，通过螺栓固定于能量块外部支架。
在上述的具有定位预约及身份识别功能的智能共享能量块，所述电池模块由n*m个二次电池单体串并联组成，先由m个二次电池单体并联形成并联电池单元，再将n个并联电池单元串联形成电池模块，电池模块的电压为n*U1，其中U1为各电池单体的电压，n≥1，m≥1。
在上述的具有定位预约及身份识别功能的智能共享能量块，所述二次电池类型为固态锂电池、钛酸锂电池、磷酸铁锂电池、锂离子电容器及其组合电池，所述组合电池包括具备功率密度及能量密度兼备的固态锂电池与锂离子电容器组合电池、具备快充和能量回收功能的钛酸锂电池与锂离子电容器组合电池以及具备高安全长寿命功能的钛酸锂电池与磷酸铁锂电池组合电池。
在上述的具有定位预约及身份识别功能的智能共享能量块，所述电池状态监测与管理模块实时监测电池的电流、电压、温度状态，计量电池的电量，将实时信息发送至智能物联模块。
在上述的具有定位预约及身份识别功能的智能共享能量块，所述智能物联模块主要包括电子ID、信息收集、信息发送、单向或双向定位、计量收费功能单元，获取并记录电池组的温度、电压、电流、剩余电量、位置信息，通过短信或网络平台或App方式发送至客户端，接收客户的预约信息，计量收费。
在上述的具有定位预约及身份识别功能的智能共享能量块，所述电子ID主要包含能量块的名称、电压、容量、规格、编码、适用范围信息。
在上述的具有定位预约及身份识别功能的智能共享能量块，所述整车通讯与控制模块通过通讯协议与整车进行通讯，接收整车控制指令，发送电池状态信息至整车。
在上述的具有定位预约及身份识别功能的智能共享能量块，所述外围接口主要包括通讯接口、直流输出接口、充电接口，通过通讯接口连接于充电机或整车控制器，当通讯成功后，能量块的直流输出接口或充电接口才对外输出电压，具有电压零输出保护功能。
一种具有定位预约及身份识别功能的智能共享能量块，该能量块可应用于电动汽车的共享快速补电，所述智能共享能量块在无人工厂模式运行时，通过能量块外部支架固定于AGV小车，通过通讯协议将定位信息发送至AGV小车，每个能量块均置放于一个AGV小车上，每个搬运车均至于立体仓位中，当能量块接收的“补电”信息时，通过通讯接口将车辆定位信息发送至AGV小车，AGV小车将自动进行导航规划，立体仓位按照导航需求将带有能量块的AGV小车释放，AGV小车自动将能量块运输至用户指定位置，完成快速补电或换电。
本发明所具有的优点：
本发明专利通过定位预约、身份识别、智能物联、计量收费等技术，实现对能量块的快速定位预约、计量与费用结算，利用通用接口及整车通讯技术实现智能能量块的标准化补电或换电，本发明在不扩建充电桩及停车场的基础上实现远程预约并完成快速便捷补电，彻底解决“里程焦虑”问题。
附图说明
图1为本发明的系统架构示意图。
图2为本发明的产品应用模式示意图。
具体实施方式
首先由m个二次电池单体并联形成并联电池单元，再将n个并联电池单元串联形成由n*m个二次电池单体串并联组成的电池模块，电池模块的电压为n*U1，其中U1为各电池单体的电压，n≥1，m≥1。
如图1，将不少于一个的电池模块、不少于一个的电池状态监测与管理模块、智能物联模块、整车通讯与控制模块、外围接口及能量块外壳依次连接，电池模块连接于电池状态监测与管理模块，电池状态监测与管理模块通过通讯协议连接于所述整车通讯与控制模块，整车通讯与控制模块同时与智能物联模块和外围接口，最外部采用能量块外壳封装，独立存放时，能量块对外输出接口电压为零。
本发明提出的具有定位预约及身份识别功能的智能共享能量块，具有具有定位预约、身份识别、智能物联、计量收费等功能，具体应用模式详见图2。
用户通过APP、网页或短信等途径发出换电或补电需求，提供诸如车型、电池规格、期望距离等信息，专用客户端即刻显示出共享能量块的分布，同时提供预约建议。
用户通过查阅能量块电子ID信息确认能量块状态，根据个人需求选定并预约，预约成功后，共享能量块立即标定其状态为“已预约”，其他用户登录平台后无法对其重复选定，确保预约用户的便利性。
用户抵达后，发送“补电”信息，可通过人工模式或AGV智能寻车模式实现能量块的配送，其中人工模式主要是由运营服务人员通过网络平台查看能量块的预约、补电、换电等需求信息，及时按需求进行服务，并对换下的能量块进行充电、维护等管理。
采用无人工厂模式时，每个能量块均置放于一个AGV小车上，每个搬运车均至于立体仓位中，当能量块接收的“补电”信息时，通过通讯接口将车辆定位信息发送至AGV小车，AGV小车将自动进行导航规划，立体仓位按照导航需求将带有能量块的AGV小车释放，AGV小车自动将能量块运输至用户指定位置，完成快速补电或换电。
能量块安装后，与整车通讯完好后，能量输出接口对外供电，开始计量收费，用户在下一次换电时按照协议自动结算收取费用。
Claims (8)
1.一种具有定位预约及身份识别功能的智能共享能量块，其特征在于：具有独立的电子身份，可智能定位及远程预约，由能量块外壳、不少于一个的电池模块、不少于一个的电池状态监测与管理模块、智能物联模块、整车通讯与控制模块、外围接口组成，所述电池模块连接于电池状态监测与管理模块，所述电池状态监测与管理模块通过通讯协议连接于所述整车通讯与控制模块，整车通讯与控制模块同时与智能物联模块和外围接口，最外部采用能量块外壳封装；所述智能物联模块包括电子ID、信息收集、信息发送、单向或双向定位、计量收费功能单元，获取并记录电池组的温度、电压、电流、剩余电量、位置信息，通过APP或网页接收客户的预约信息，计量收费，所述电子ID包含能量块的名称、电压、容量、规格、编码、适用范围信息；
该智能共享能量块的应用方法为，用户通过APP或网页途径发出换电或补电需求，提供车型、电池规格、期望距离信息，APP或网页即刻显示出共享能量块的分布，同时提供预约建议；用户通过查阅能量块电子ID信息确认能量块状态，根据个人需求选定并预约，预约成功后，共享能量块立即标定其状态为“已预约”，其他用户登录平台后无法对其重复选定，确保预约用户的便利性；用户抵达后，发送“补电”信息，可通过人工模式或AGV智能寻车模式实现能量块的配送，其中人工模式是由运营服务人员通过网络平台查看能量块的预约、补电、换电需求信息及时按需求进行服务，并对换下的能量块进行充电、维护管理；采用无人工厂模式时，通过能量块外部支架固定于AGV小车，通过通讯协议将定位信息发送至AGV小车，每个能量块均置放于一个AGV小车上，每个AGV小车均至于立体仓位中，当能量块接收的“补电”信息时，通过通讯接口将车辆定位信息发送至AGV小车，AGV小车将自动进行导航规划，立体仓位按照导航需求将带有能量块的AGV小车释放，AGV小车自动将能量块运输至用户指定位置，完成快速补电或换电；能量块安装后，与整车通讯完好后，能量输出接口对外供电，开始计量收费，用户在下一次换电时按照协议自动结算收取费用。
2.按权利要求1所述的具有定位预约及身份识别功能的智能共享能量块，其特征在于：所述能量块外壳采用轻型金属材料、高强度工程塑料或碳纤维复合材质，外壳壳体设有密封防水结构，通过水密接插件连接于外围接口，外壳防水等级不低于IP67。
3.按权利要求2所述的具有定位预约及身份识别功能的智能共享能量块，其特征在于：所述轻型金属材料为铝合金、镁合金或钛合金；所述高强度工程塑料为PC、PP、ABS、PA、PPS、POM、PET、PBT、PPO及其改性材料中的一种或多种复合材料，所述密封防水结构由采用注塑、压铸或焊接而成的顶部端面设计有半圆形或半椭圆形封闭槽的外壳壳体、O型圈、外壳壳盖、水密接插件及壳盖固定螺栓组成，能量块外壳底部设有通用固定螺纹孔，通过螺栓固定于能量块外部支架。
4.按权利要求1所述的具有定位预约及身份识别功能的智能共享能量块，其特征在于：所述电池模块由n*m个二次电池单体串并联组成，先由m个二次电池单体并联形成并联电池单元，再将n个并联电池单元串联形成电池模块，电池模块的电压为n*U1，其中U1为各电池单体的电压，n≥1，m≥1。
5.按权利要求4所述的具有定位预约及身份识别功能的智能共享能量块，其特征在于：所述二次电池单体的类型为固态锂电池、钛酸锂电池、磷酸铁锂电池、锂离子电容器或其组合电池，所述组合电池为具备功率密度及能量密度兼备的固态锂电池与锂离子电容器组合电池、具备快充和能量回收功能的钛酸锂电池与锂离子电容器组合电池或具备高安全长寿命功能的钛酸锂电池与磷酸铁锂电池组合电池。
6.按权利要求1所述的具有定位预约及身份识别功能的智能共享能量块，其特征在于：所述电池状态监测与管理模块实时监测电池的电流、电压、温度状态，计量电池的电量，将实时信息发送至智能物联模块。
7.按权利要求1所述的具有定位预约及身份识别功能的智能共享能量块，其特征在于：所述整车通讯与控制模块通过通讯协议与整车进行通讯，接收整车控制指令，发送电池状态信息至整车。
8.按权利要求1所述的具有定位预约及身份识别功能的智能共享能量块，其特征在于：所述外围接口包括通讯接口、直流输出接口、充电接口，通过通讯接口连接于充电机或整车控制器，当通讯成功后，能量块的直流输出接口或充电接口才对外输出电压，具有电压零输出保护功能。
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Effective date of registration: 20240119 Address after: Room 701, No. 18 Xinya Road, Wujin National High tech Industrial Development Zone, Changzhou City, Jiangsu Province, 213164 Patentee after: Zhongke Shenlan Huize New Energy (Changzhou) Co.,Ltd. Address before: The first and second floors of Building 2, Qingdao Belong Science and Technology Innovation Park, No. 120 Zhuzhou Road, Qingdao City, Shandong Province, 266101 Patentee before: Zhongke Shenlan Huize New Energy (Qingdao) Co.,Ltd. |