CN108349360A - 用于电动车辆中的电池充电补给的系统和方法 - Google Patents

Abstract

描述了用于在电动车辆范围、充电站的可用性以及电动车辆(10A)所需的充电时间的领域中的改进的系统和方法。本文描述的实施例使用模块化电池(22)结构，其使得司机便利且容易地能够单独地取出电动车辆(10A)中的耗尽或已放电的电池模块(22)，并且采用新的或已充电的模块(22)替换它们，新的或已充电的模块(22)可在任何加油站(70)或专门用于这种电池模块(22)的售货站(38)购买。

Description

用于电动车辆中的电池充电补给的系统和方法

交叉引用

本申请要求享有Tara Chand Singhal于2015年12月13日提交的标题为“Systemsand Methods for Battery Charge Replenishment in an Electric Vehicle”的序列号为62/266,635的美国临时申请的优先权。序列号为62/266,635的临时申请的内容通过引用并入本文。

本申请要求享有Tara Chand Singhal于2015年12月28日提交的标题为“Systemsand Methods for Battery Charge Replenishment in an Electric Vehicle”的序列号为62/272,051的美国临时申请的优先权。序列号为62/272,051的临时申请的内容通过引用并入本文。

本申请要求享有Tara Chand Singhal于2016年3月12日提交的标题为“Systemsand Methods for Battery Charge Replenishment in an Electric Vehicle”的序列号为62/307,441的美国临时申请的优先权。序列号为62/307,441的临时申请的内容通过引用并入本文。

本申请要求享有Tara Chand Singhal于2016年4月15日提交的标题为“Systemsand Methods for Battery Charge Replenishment in an Electric Vehicle”的序列号为62/322,797的美国临时申请的优先权。序列号为62/322,797的临时申请的内容通过引用并入本文。

本申请要求享有Tara Chand Singhal于2016年6月29日提交的标题为“Systemsand Methods for Battery Charge Replenishment in an Electric Vehicle”的序列号为62/356,041的美国临时申请的优先权。序列号为62/356,041的临时申请的内容通过引用并入本文。

发明领域

描述了用于在电动车辆行程范围、充电时间和充电站的可用性方面的改进的系统和方法。

背景

自从几年前由特斯拉(Tesla)设计并制造的电动汽车问世以来，美国以及其他国家(诸如，德国和日本)的大多数主要汽车制造商在电动车辆的研发工作复苏。

然而，在电动车辆市场上司机广泛接受电动汽车之前，电动汽车还有许多问题需要解决。这些问题是：锂离子电池的成本、电动汽车的有限的行使范围、充电站的有限的可用性以及为电动汽车电池充电所需的充电时间。

许多公司正在致力于解决这些问题中的一些或全部。作为例证，特斯拉正在致力于大规模生产锂离子电池，从而降低在电动车辆中使用这种电池的成本。松下正在致力于增加这种锂离子电池的供应量，以满足在电动车辆中使用这些电池的预期需求。

据信，对于电动汽车来说，需要改进这些其他问题中的一些问题，诸如，车辆行使范围、为电池充电所需的充电时间以及充电站的即时可用性。

因此，本文的实施例的目标是提供用于解决行使范围、充电站的可用性和充电时间的这些其他问题的装置、系统和方法。

概述

描述了用于在电动车辆行使范围、充电站的可用性以及电动车辆所需的充电时间的方面的改进的装置、系统和方法。

特斯拉选择使用1.5伏的标准锂离子单元电池，并且使用大量的锂离子单元电池，并将这些单元电池放置在电动汽车的底板空间中。特斯拉还专注于最初生产一种可以与高档欧洲轿车竞争的大型豪华轿车，而不是经济型电动车辆。

特斯拉还专注于生产具有大约240到300英里范围的大型豪华轿车。这些特斯拉的决定将特斯拉电动汽车与其他汽车制造商在制造电动汽车上的尝试区别开来，并且相信这是特斯拉汽车在电动汽车市场中获得成功的基础。

除了其他好处以外，在特斯拉制造的电动车辆中使用标准可用锂离子电池的这种方法为电动车辆提供了几个好处，诸如，行使范围以及更好地使用电动车辆内的空间。

锂离子电池有时也称为Li离子电池(Li-ion battery)或LIB，是可充电电池类型家族的成员，其中，在放电期间，锂离子从负电极移动到正电极，并且在充电时返回。与在不可充电锂电池中使用的金属锂相比，锂离子电池将插入的锂化合物用作一种电极材料。允许离子运动的电解质和两个电极是锂离子电池单元的组成部件。

锂离子电池在消费电子产品中很常见。它们是便携式电子产品中最受欢迎类型的可充电电池之一，具有高能量密度、微小的记忆效应和低自放电。除了消费电子产品外，LIB在军事用途和航空航天应用中也越来越受欢迎。

来自于已发布的资源：如果特斯拉达到2014年出货40,000辆Model S电动汽车的目标，并且如果使用7,104颗这些电池的85-KWh电池证明其在海外与在美国一样受欢迎，则2014年仅Model S就会使用全球近百分之40的圆柱形电池产量。

生产逐渐转向更高容量的3,000+mAh单元电池。预计2013年全年平板聚合物单元电池需求量超过7亿。在2015年，成本估算范围为$300-500/kwh。

因此，每辆电动汽车的锂离子单元电池成本约为85KWh乘以$400($300-$500的平均数)＝$35,000。单元电池的这一成本直接影响到特斯拉电动汽车的成本。

因此，为了降低电动汽车在这方面的成本，并且增加这些锂离子单元电池的供应量，基于公开的新闻，特斯拉已致力于通过在大规模生产这些锂离子单元电池的国际合作伙伴(诸如，松下)的帮助下建设位于内华达州的Giga工厂，来降低这些锂离子电池单元电池的生产成本。

然而，特斯拉尚未解决为了对电子卡进行收费而需要的充电时间以及充电站即时可用性的基础设施问题。据信，与人们现在驾驶并且习惯的汽油驱动的汽车相比，这些问题使人们更难以接受电动汽车。

因此，在诸如补给能量便利性(包括减少的充电时间和充电站的即时可用性)以及补给能量便利性所带来的范围方面，需要有使电动汽车与汽油驱动的汽车相媲美的新技术。

然后据信人们会很容易地接受使用电动汽车，并且发现它们与当前的混合动力车辆或汽油驱动车辆同样通用且便于使用。这将确保电动汽车的广泛接受，并且具有可衡量的环境效益。

就充电时间、充电站的可用性和行使范围而言，本文描述的实施例使得电动汽车有可能能够就像汽油驱动的汽车一样。

本文描述的实施例使用模块化电池结构，其使得司机能够便利且容易地取出电动车辆中的耗尽或放电后的电池模块，并且采用新的或已充电的模块替换它们，新的或已充电的模块可在任何加油站或专门用于这种电池模块的售货站购买。

本文描述的实施例并非旨在取代在家中充电，或者取代在由城市提供的或由特斯拉为特斯拉汽车提供的现有的充电站。相反，本文描述的实施例为电动车辆的本地或长途通勤提供了一定程度的灵活性、实用性和自由度，而没有行使范围、充电站可用性和充电时间的问题。

本文实施例的这些和其他方面借助附图和说明书进一步进行了详细描述，其中，相似的数字用于标识实施例的特征。

附图简述

实施例的新颖特征中的一些新颖特征将结合所附描述根据附图被最好地理解，其中，类似的参考符号表示类似的部分，并且其中：

图1A和图1B是电动车辆的底板中的电池舱以及用于接近电池舱的接近门的实施例；

图1C是在电动汽车中的电池舱中使用的电池模块的实施例；

图1D是顺序使用电动汽车中的电池模块的逻辑的实施例；

图1E是用于评估电动汽车中的电池模块和可用行驶距离的显示面板的实施例；

图2A是用于出售在电动汽车中使用的电池模块的售货系统的实施例；

图2B是用于在售货系统中使用的为售货站中的电池模块充电以在电动汽车中使用的逻辑的实施例；

图3A是将电池模块从售货系统替换到电动汽车的方法的实施例；

图3B是使用售货系统将电池模块从售货系统替换到电动汽车的方法的实施例；

图3C是售货系统的视觉图示以及使用电池舱替换电动汽车中的电池模块的实施例；

图3D是在电动汽车中电池模块替换之后电动汽车中的状态面板的显示的视觉图示的实施例；

图4是用于补给电动汽车中的电池的方法的实施例；

图5A、图5B和图5C是可用于管理补给售货系统和电动汽车中的电池模块的系统的基于卫星的中央系统的视觉图示的实施例；

图6A是将电池模块定位在车辆的前部中的通过鸥翼型接近面板可接近的发动机舱中的实施例；

图6B是使用机器人手臂替换发动机舱中的电池模块的电池补给系统的实施例；以及

图6C是用于自动电池模块替换的计算机系统。

图7A是使用半自动售货系统替换车辆中的电池模块的电池补给系统的实施例；以及

图7B是用于半自动电池模块替换的电池补给系统的实施例的方法。

描述

引言

参考图1A、1B、1C、1D和1E，描述了在电动道路车辆中使用的模块化电池系统。术语车辆、电动车辆和电动汽车可互换使用，表示电动道路车辆。

包括大量电池模块的模块化电池系统使得单独的电池模块能够被容易地接近和从车辆取出，并且能够在加油站和将会提供电池模块售货系统的其他位置用已充电的电池模块替换。

参考图2A和图2B，描述了用于出售已充电的电池模块的售货系统。售货系统使已放电的电池模块能够与已充电的电池模块交换，然后售货系统为这些电池模块充电，以用于其他司机他们的电动车辆。

参考图3A、3B、3C、3D和图4，描述了用于在电动汽车中使用的这些电池模块的充电补给的系统。借助这些附图描述的系统使这种电池模块便于在电动道路车辆中使用，并且便于在售货系统中用已充电的电池模块替换。

参考图5A、5B和5C，描述了基于卫星的系统，其可有利地用于集中管理和维护这些售货系统以维护电池模块售货系统以及电动汽车。

参考图6A、6B和6C，描述了自动售货系统，其可以在无需司机交互的情况下使用机器人驱动的系统补给在电动道路车辆中的耗尽的电池模块。

参考图7A和7B，描述了一种半自动售货系统，其可以在几分钟内补给电动道路车辆中的耗尽的电池模块。

用于电动道路车辆中的电池充电补给的系统

参考图1A和1B，示出了系统10，其中，采用俯视图10A和侧视图10B来显示车辆。俯视图10A示出定位在车辆的底板空间中的电池模块托盘12、放置在该托盘12中的锂离子单元电池14、以及允许接近电池托盘12的车辆的侧面上的接近门16。侧视图10B示出了车辆具有车架15B、车身15A和多个车轮13。

如图1B所示，接近门16理论上为6英寸高和6英尺宽，并且存在于靠近车辆的底板空间的车辆的两侧上。如上所述的接近门16的具体尺寸是理论性的，并且将基于每台电动车辆的设计和结构以及可用于将电池模块放置在特定模型的电动汽车中的底板空间而变化和改变。

如图1B所示，在视图20A中，使电池托盘12滑出到车辆的左侧18A，能够露出电池模块的一半，以供接近以进行补给。如图20B所示，滑出到车辆的右侧18B，露出电池托盘12的另一半。

如图1B所示，电池托盘12具有大量的电池14。这种从车辆的两侧18A和18B接近电池托盘12的方法在不会扰乱车辆的平衡的情况下，保持易于接近电池托盘12。电池托盘12及其滑动轨道具有将支撑这些电池的重量并且便于普通司机能够从车辆的任一侧滑出和滑入电池托盘12的结构。

在其他实施例中(未示出)，为了接近的便利和容易性，电池托盘12可以被物理地分割成多个托盘，而不是作为用于此目的的单个单片托盘。

作为这些实施例之一的简化图示，托盘12可以被分割成四个托盘(未示出)，其中，这四个托盘可以称为左前、右前和左后以及右后托盘，并且其中为了其中的电池模块易于接近的目的，这些托盘中的每个托盘可以被独立地接近和从车辆内部移出。

在这个实施例中，这四个托盘中的每一个托盘还可以具有机构和支撑系统(未显示)，以将每个托盘的高度提高到在无需司机弯下腰以接近在电池托盘12中的电池模块14的情况下就便于接近托盘的高度。

在又一个实施例中，作为简化图示，托盘12可以被分割成六个托盘(未显示)，其中，这六个托盘可以被称为左前、左中、左后和右前、右中和右后，其中，为了易于接近的目的，这些托盘中的每一个托盘都可以单独地被接近和从车辆内部移出。

在这个实施例中，这六个托盘中的每一个托盘还可以具有机构和支撑系统(未显示)，以将每个托盘的高度提高到在无需司机弯下腰以接近在电池托盘中的电池模块的情况下就便于接近托盘的高度。存在现有技术的机构，其使得托盘结构能够滑动打开然后被升起以易于接近，这些现有技术的机构通常用于仓库存储系统中，该仓库存储系统可以适用于本文描述的实施例。

在描述中，将锂离子单元电池标识为条目14，并且由稍后参考图1C描述的一批这种单元电池组成的电池模块被识别为电池模块22。

假设电池模块22重为7磅，六托盘结构中的这些托盘之中的一个托盘在理论上将等于七十磅(每托盘十个电池模块乘以七磅)。存在现有技术的机构，该现有技术的机构折叠和展开，并且使得托盘结构能够滑动打开然后升高，这可以有利地使用，以便容易地接近托盘的电池模块内容物。这种现有技术机构用于仓库用途。

在车辆内部的电子状态面板可以按照托盘的存在、托盘打开或关闭以及出于安全目的托盘门被锁闭，显示六个托盘中的每个托盘的状态。

可以有其他方式来定位电池单元14，其提供了对于这种电池模块22的容易的接近，以用于将这种电池模块22交换出来，并且这些方式不被排除。作为简化的说明，只要根据空间可用性、重量分配和车辆平衡要求来说这些空间的使用是实用的，则这些电池14就可以定位于后备箱空间中的前部或后部或前部和后部两者。

如借助图1C所示，之前参考图1A所示的电池托盘12中的电池14被配置为经由电池模块22使用。在优选实施例中，每个电池模块22已经被配置为在理论上支承108个单元，使得电池模块22能够在理论上重为7磅，理论上具有6”乘12”乘4”的尺寸，并且还使得每个电池模块22能够被物理地接近并且随后从电池托盘12取出。

在优选实施例中，电池模块22中的每个电池14是具有3.7伏和3000mAH容量的锂离子单元电池。在简化图示中，其中，电池模块22中具有108个单元电池，在每个电池模块22中存储的电力将会等于108×3.7V×3000mAH＝1.2KWH。

电池托盘12中的六十个这种电池模块22将会具有应等于72KWH的存储电力。电池托盘12中的七十二个这种电池模块22将会具有应等于85KWH的存储电力。

因此，从理论上说，如上所述并且基于具有不同尺寸、容量和范围的电动车辆的足够量的这种电池模块22将会是本文所述实施例的模块化电池系统的可行的使用。

据信，具有3000mAH容量的每个锂离子单元电池的尺寸大小从理论上说是2英寸乘3英寸以及1/3”的厚度。因此，具有6英寸宽、12英寸长和4英寸高的电池模块22在理论上可以容纳108个这种单元电池。

在每个模块22内包括该数量的单独的单元电池的电池模块22的整体尺寸可能与如上所示的不同，则这些重量和尺寸大小也不同，并且这些都不被排除。

如参考图1C还示出的，此外，每个电池模块22具有抓手和手柄26。在优选实施例中，手柄26执行如本文所述的三个独立的功能。手柄26的这些功能之一是提供用于从模块的前部接近和支承模块22的手柄，以用于支承并且携带模块，并且如稍后参考图2A所解释的那样推入售货系统中的料盘以及从售货系统中的料盘取出。

手柄26的这些功能中的第二个功能是从电池模块的顶部或前部提供对于电池模块22的接近，以能够将电池模块22取出以及重新插入电池托盘12中。

手柄26的这些功能中的第三个功能是用于将电池模块22锁定在电池托盘12中的适当位置，使得电池模块牢固地放置在电池托盘12的一部分中。

据信，如图1A中的车辆的DC电动机11将会以12伏或24伏运行。因此，在模块22中一组的这些电池14串联连接，以产生这些电压之中的一种电压，并且随后这些组并联连接。取决于在车辆中所选用的电动机11，它也可以是不同的电压，诸如，18伏、30伏或32伏或40伏或48伏。

如参考图1C还示出的，在电池模块22中，使用指示灯24来显示模块22的健康和充电状态。模块22中所使用的指示灯24优选为LED灯，其指示模块22的状态。

可以有四个LED灯，并且这些灯可以是以颜色编码的，使得绿灯指示充满电的模块22，红灯指示完全耗尽的模块，橙灯指示部分使用的模块22，并且紫灯指示模块经历了超过限制的充电周期。指示灯24可以与这些指示灯不同，并且这样的指示灯不被排除。

指示灯24如俯视图22A那样均定位在顶部，使得当托盘12被拉出车辆侧面时模块状态容易可见，并且如侧视图22B所示的那样也可以定位在模块22的前部，使得当模块22在如稍后参考图2A所示的售货站中使用时，灯24在模块22上容易可见。

电池模块22具有计算机电路板25和多个接口插座连接器27。电路板具有多个中央处理单元、随机存取存储器、存储内存和多个输入和输出接口处理器以及其他电路部件。该电路板被设计并且被配置用于本文详述的预期用途。一般来说，计算机电路板是已经适用于本文所述的具体用途的现有技术。

电路板25和连接器27将电池模块22的电池14经由线束(未显示)与用于给电动机11供电的控制电路(未显示)连接，并且提供电动汽车的其他功能。

电路板25还具有用于执行如前所述的指示灯24的功能的逻辑。可以有两个连接器27，其可以被有利地使用，其中一个连接器可以用于对电池模块22进行充电并且另一个连接器可以用于从模块22的电池14汲取电力。又一个连接器(未示出)可以用于诊断和维护的目的。

如借助图1D所示，车辆中的模块使用逻辑30决定了电池托盘12中的每个模块22将会如何用于给电动机11供电。据信，在现有技术的电动车辆中，整组电池被用作单个电池组，用于给电动机供电并且还用于给电池充电。

相反，在本文描述的实施例中，以电池模块22的方式物理地配置的各个电池14随后经由各个电池模块22进行电配置，以用作单独的模块，一次一个地用于给电动机11供电，并且还如借助于图1D和1E进一步说明的那样用于为车辆内的各个模块22充电。

为了给电动机11供电，可以并联使用两个甚至四个模块的电池组，来为电动机11提供足够的电力或安培数输出。由于每个电池单元14的额定值为3000mAH或3AH，因此具有108个这种单元电池的电池模块22将会以3.7V提供108×3＝324安培时(AH)。

由于电动机11将额定于并且很可能以高得多的电压(该电压不同于3.7伏)运行，因此各个电池单元14可以在模块22内部电连接，以如简化图示那样以14.8伏提供81Ah或以29.6伏提供40.5AH。如果电动机11的电力需求会大于如上所述的来自单个电池模块22的这些值，则可以在给电动机11供电的电池组中使用具有2个或3个或4个单独模块的电池组。

如图1D所示，通过使用逻辑30，完成对于单个电池模块或电池模块组的使用。逻辑30旨在每个模块22或模块组按照使得模块在该逻辑按顺序地使用下一个模块或模块组之前被充分使用的顺序充分用于为车辆供电。这使得更易于在提供了这些电池模块22的售货系统的加油站处补给单独的电池模块22。

该逻辑30使得模块能够按照顺序使用，这使得能够仅替换已使用的模块，并且因此通过仅替换已使用的模块来递增地在售货系统处对车辆的模块进行充电。

如借助图1D所示，逻辑30提供以下功能：其中，功能30A，其检查模块1的状态，并且如果状态为绿色的，则将模块1接通，以给电动机11供电；功能30B，其监测模块1的状态；功能30C，其在模块1耗尽50％时则将模块1的颜色代码更改为橙色；功能30D，其监测模块1的状态，并且如果模块1耗尽98％，则将模块颜色代码更改为红色；功能30E，其关断模块1并且接通模块2，以给电动机11供电。功能30F为其他模块按顺序重复上述功能30A、30B、30C、30D和30E；为了进行说明，如果车辆具有72个电池模块22，则从模块1到模块72重复上述功能。

在电池模块22的组，诸如，具有2、3或4个电池模块，按顺序用于给电动机11供电的情况下，逻辑30将同样是可应用的并且将是适用的。

作为在电动汽车中具有60个电池模块的简化示例，如果其中的15个已使用或放电，则只有这15个需要被已充电的模块替换，以提供全范围能力。这就像司机选择向汽车加入多少加仑汽油一样，基于油箱中已经存在多少汽油以及他/她在再次补给燃料之前需要走多远。

参考图1E，示出了可以在车辆中使用的状态面板32，其中，状态面板32可以定位在司机可以接近并且可见的位置。车辆中的状态面板32帮助司机做出这种关于电动汽车何时以及何地补给电池模块22的决定。

作为一个简化示例，基于假设的信息，一辆特斯拉汽车具有约为5ft乘6ft或30平方英尺的底板空间尺寸，这支承了大量的单独的单元电池。一辆特斯拉汽车有7400个单元电池。假设这7400个单元电池以7400除以30平方英尺的密度或每平方英尺245个单元电池的密度装填。据信，在特斯拉汽车中，单元电池的该密度和数量提供了高达300英里的范围。

本文中的实施例已经描述了基于模块尺寸的密度为每1/2平方英尺108个单元电池的或每平方英尺216个单独的电池的电池模块22。这些单独的单元电池被封装，并布置在60个模块中。如前所述，每个模块22可能能够提供1.2KWH，因此六十个电池模块22将能够提供72KWH的存储电力，这类似于特斯拉电池包的额定值。因此，六十个模块将会提供高达300英里的类似范围，或每个电池模块22五英里的范围。

图1E示出了车辆内部的状态面板显示。作为简化图示，显示32A显示了全部模块及其充电/放电和健康状态的布局图。使用颜色代码34来显示状态。

状态显示32B显示了电池托盘12中的绿色或者充满电的模块与从这些电池模块可用的里程的关系。这类似于显示油箱中的汽油量和可用的里程的仪表，或者类似于像汽油驱动的汽车中的至电池模块的完全放电的英里数。

状态面板32C显示了如稍后所述的可用的电池模块售货站的布局图。车辆从附近的售货站拾取无线电信号40B，该信号向车辆通知该电池模块售货系统的可用性。可选地，该信息也可以如稍后参考图5A、5B和5C所述的那样经由卫星接收。

关于电池模块22如何定位在车辆内部，可以存在可选的实施例，并且这些可选的实施例不被排除。在电动汽车中，免除了在汽油驱动的汽车中使用的许多结构。因此，在电动汽车中，没有包括消声器和催化转化器的发动机、传动和排气系统。这提供了可用于定位电池模块22的相当大的空间节省。

在电动汽车中有电动机，该电动机有益地定位于汽车的后部，靠近两个后轮之间的轴，并因此能够直接向后轮供电。

具有汽油发动机的车辆前部现在空了，并可用于行李箱空间。一个这种定位电池模块(未显示)的系统可以使用在汽油驱动的车辆中曾经是发动机舱的地方内的空间。

在一个实施例中，模块22可以定位在行李箱中或者定位在引擎盖下。另外，汽油发动机有相当大的重量，现在没有了。因此，模块22可以定位靠近车辆的在仪表板和前轮之间的前部，在曾经用于容纳汽油发动机和传动系统的空间中。

模块22在车辆前部中的这种定位将会需要多托盘结构(未示出)，该多托盘结构用于支承具有六十个电池模块22的电池模块组，该多托盘结构将会容易接近，以能够到达并替换这些模块22。

这样的电池模块组可以具有模块箱的可旋转结构，以为了接近顶部托盘中的模块而移动顶部的托盘。假设基于电池模块的物理尺寸，每个托盘会支承20个模块，则需要3个托盘来支承60个模块。这3个托盘将以旋转结构的方式布置，使得每个托盘能够在此结构中上下移动。

用户将能够打开定位在挡风玻璃和引擎盖之间的盖子，并且接近该旋转结构，并接近电池组及其各个电池模块22，以便于接近和替换。

电池模块22可以定位在车辆的后部和前部两者，以便于接近。除了定位在底板空间下方的电池模块组中，它们可以定位在多个电池模块组(诸如，前电池模块组和后电池模块组)中。

可能还存在着应急电池模块组，应急电池模块组支承多达2到4个电池模块，其可用于在紧急情况下补给这些模块。这些应急电池模块组模块将会实现20英里左右的范围，直到能够到达稍后借助图2A描述的售货系统为止。在应急电池模块组中使用的这些应急电池模块可以由应急车辆运送，或者如同备用轮胎一般储存在电动汽车本身中，以供在紧急情况下使用。

图2A示出了具有用于电池模块22的售货机架38的售货系统站。在保护性结构36中容纳了售货机架38。保护性结构36或壳体可以是任何适合于安置电池模块售货系统的位置，并且可以是诸如加油站的结构或是诸如市场的其他结构。可选地或另外地，可以是为此目的而设立的新结构。

售货机架38的尺寸在理论上可以是1又1/2英尺深、5英尺高和八英尺宽，这使其适用于许多易于接近电动车辆的地点，诸如，加油站和超市。它们可以是与此不同的尺寸，或者在单个结构36中可以有多个这种售货机架38。

从这种售货系统补给电池模块的成本将会是向模块充电的电力成本、这种售货系统的维护成本以及做生意和利润的成本。据信，这种替换电池模块的成本名义上将会是一美元或以下，并且其中每个模块将会提供五英里的范围，这使得电动车辆的补给能量的成本可有利地与汽油驱动的车辆相比较。

如借助于图2A所示的，售货站具有来自电网的电源42A和用于将电力供应转换为DC的逆变器42B，适用于对售货站中的电池模块进行充电。

售货系统架38还具有稍后借助图2B描述的售货逻辑50。每个电池模块22被容纳在其上锁的外壳44中。售货机架38还具有售货面板46，并且售货面板46具有显示器46A和插入式银行卡槽46B。售货机架38是现有技术的技术，只是其已适用于销售充电电池模块22以及接收已放电的模块22以供其在售货机架38中的时候进行充电。

每个售货机架38还具有无线广播电路40A，无线广播电路40A无线地广播机架38的位置以及已充电的电池模块的可用性。如前面借助图1E已描述的那样，这种无线信号由电动车辆拾取。这种无线广播的范围可能限于5到25英里的半径，以在城市，农村或高速公路区域中提醒电动车辆该电动车辆最接近区的售货系统的可用性。

图2B借助于逻辑功能50A、50B、50C、50D和50E示出了向机架38中的每个模块22充电的售货逻辑50。作为简化图示，售货逻辑50以从模块1到模块N(假设为机架中模块的数量)的顺序排列，并且逻辑检查每个模块，模块是否就位并且充满电，模块当前是否正在充电，并且如果模块当前未在充电，则切换DC电力，以对该特定模块进行充电。

逻辑50然后按照顺序循环到下一个模块，直到覆盖全部模块，随后逻辑50从模块1开始重复。因此，凭借使已放电的模块从电网不断地充电，逻辑50使得机架38能够维护全部取出的和替换的模块的状态，以供下一位顾客使用。

仍然如图所示，逻辑功能50F和50G无线地广播来自每个售货系统机架38的数据。

借助于图3A，示出了如何在加油站70中使用售货机架38。电动车辆的司机在售货系统38旁放慢速度，并将他的/她的车辆停在那里。司机使电池托盘12滑出，并借助于如前所述的指示灯，能够容易地确定车辆这一侧的30个电池模块中的哪一些电池模块需要补给。

图3A示出了补给每个电池模块22的方法。在步骤1处，将新电池模块从售货站38中取出，并且在步骤2处将其临时放置在支承托盘39上。在步骤3处，从电池托盘12中取出耗尽的模块，并把耗尽的模块插入售货站38的空电池槽中。售货站感测到插入耗尽的模块，检查并关闭门。随后，在步骤4处，拾取支承托盘39上的模块22，并将其插入在电池托盘12中的他/她刚刚从此取出已放电的模块的空电池模块槽中。

针对托盘12中的每个已放电的模块重复这个从售货系统机架38取回已充电的电池模块的过程，使司机能够针对他/她仅需行驶的距离而灵活地替换和补给他/她仅需要的数量的模块。

借助图3B，借助售货逻辑60描述了如何使用售货系统站的方法的实施例。

在步骤61处，用户开车到售货系统；打开电池托盘门；拉出电池托盘；并且用户看到带红灯的模块需要替换。

在步骤62处，用户激活售货逻辑；逻辑显示了触摸输入面板；并且用户选择要付费的模块的数量。

在步骤63处，售货系统选择模块插槽，并在售货系统上使其闪烁。

在步骤64处，指示用户插入银行卡；用户插入银行卡并且逻辑显示要收费的总数。

在步骤65处，用户打开售货系统上的闪烁的模块插槽；检查到充电状态是绿色的；并从插槽中取出模块，并将该模块放置在货架托盘上。

在步骤66处，用户从电池托盘中取出已使用的模块；将已使用的模块插入空插槽；并将模块从托盘插入电池托盘。

在步骤67处，用户对其他模块重复。

在步骤68处，用户获得收据；关闭电池托盘舱；坐在司机座位上并评估模块状态；并且驶离。

图3C示出了借助于售货站替换所需的电池模块之后，电池托盘12关闭。图3D示出了司机进入汽车，并查看状态面板32A和状态布局图32B，以查看模块的状态和可用里程。这非常类似于司机在汽油驱动的汽车中的行为。

可能存在与本文描述的那些类型不同的用于电池模块的售货系统或分配站，并且它们不被排除。作为简化图示，加油站可以将大量已充电的模块存储在存储棚中。

作为一个图示，当司机驾驶他的电动汽车到达并且停放在限定区域内时，加油站的员工可以在轮式推车中装载多达30个模块，并将推车转动到电动汽车附近，并且替换电动汽车中已使用的模块。

如上所述的这种分配系统可以可选地使用，或者与之前已描述的售货系统结合使用。售货系统可以无人看管，并且可以每周七天24小时运行，以提供能够随时为电动汽车补给能量或充电的便利。

作为一个简化图示，假设每小时有十辆电动汽车驶入加油站，并期望替换其全部模块以用于全范围，那么就会需要加油站每小时有六百个充电模块随时可用。

假设充电或循环时间是一个小时，则五百至一千个模块的库存可能足以服务驶入加油站的全部十辆电动汽车，通过替换电动汽车全部的电池模块来使他们的电动汽车充满电，同时，从其他电动汽车接收到的已放电的模块也由售货系统38进行充电。

五百至一千个模块的库存将会需要存储和充电空间，存储和充电空间需要在加油站的车库中使用单个隔区。这种隔区可以使用现有隔区，或作为新结构添加。

图4示出了用于补给车辆中的电池模块的方法80。

1.使用汽车侧面上的接近面板提供其电池托盘能左右侧滑出的电池舱。

2.使用模块使用逻辑按顺序使用模块以用于给电动机供电。

3.在仪表板上显示示出哪些模块已耗尽的状态面板。

4.司机在状态面板上查看距离目的地的里程的状态。确定需要补给电池模块中的一些或全部。

5.司机查看售货系统布局图，并决定到达最近的售货系统位置。

6.司机取出耗尽的模块，并且采用来自售货系统的新模块替换，并且在售货系统中插入已使用的模块。

7.司机为来自售货系统的已充电的模块付费。

图5A描述了可选的基于卫星的系统80。系统80通过售货站的序列号和充电状态和充电循环的次数以及数据库88、它们的位置和电池模块的序列号以及它们的充电状态和充电循环的次数来维护车辆的数据库86及其电池模块。

图5B示出了美国地图，其显示了每个售货站，并且根据电池模块显示了每个售货站的状态。该地图对于分布在很大地理区域的售货站的维护目的来说是有用的。

图5C示出了用于中央系统80的方法。中央系统逻辑90用于向每台车辆82和每个售货站84发送和接收数据。

在步骤91处，在制造电动车辆以及向顾客交付电动车辆时，在数据库中存储电动车辆ID规格和型号以及每台车辆中的每个电池模块的id。

在步骤92处，在数据库中存储每个售货站位置和该售货站中的每个电池模块的id。

在步骤93处，从每台电动车辆接收模块的绿色/橙色/红色状态。

在步骤94处，从每个售货站接收绿色/橙色和红色模块的数量。

在步骤95处，向模块状态为50％的每台车辆发送最近的售货站数据。

在步骤96处，维护车辆和售货站中每个模块的充电循环。

可选的售货系统实施例110和160

为了针对电动道路车辆的司机改善使用之前参考图2A和图2B已描述的售货系统的便利性，本文借助于图6A、图6B、图6C、图7A和图7B描述了自动售货系统实施例110和半自动售货系统实施例160。

实施例110是使用机器人手臂技术的全自动系统，其中，司机甚至不需要离开他的汽车，而实施例160描述了使用台车系统在几分钟内加速补给大量模块的半自动售货系统。

借助于图6A、6B和6C，示出了使用用于电池模块补给的机器人手臂的电池模块售货系统的可选实施例110。

对于实施例110，如图6A所示，需要不同类型的电池模块支承结构，并且在视图110A中示出了这种模块支承结构112。

如图6A所示，在视图110B中，支承结构112的位置是处于车辆前部发动机舱中已经通过免除汽油驱动的发动机而被腾空的空间116中的位置。

如图6B所示，在售货系统110的俯视图中，可以通过机器人手臂替换来自车辆前部空间116的电池模块。使用与机器人手臂130A和130B耦合的计算机系统126A和126B的实施例110用于从空间116自动取出已使用的电池模块，并从电池存储结构124A和124B中取回新电池模块。

如借助于图6C所示，描述了在实施例110中使用的计算机系统逻辑。

如已借助于图6A所描述的，电池模块22的这种定位的优点在于电池模块22的这种定位使得有可能如图6B所示地在设施(诸如，现有技术的加油站或新的加油站和结构)中具有与模块22的存储结构耦合的机器人手臂，以能够自动地取出车辆110B中的电池模块22以及利用售货系统的存储结构124A和124B中的电池模块来替换车辆110B中的电池模块22。

因此，这个可选的实施例110使得有可能使电动车辆的司机能够保持坐在车辆110B内，而机器人手臂132A和132B自动地执行用来自存储结构124A和124B的已补给的电池模块交换车辆110B中的耗尽的电池模块22的任务。

图6A提供了电池模块22的电池组112的简化图示，其中，在电池组112中的电池模块22中的每个电池模块以垂直取向布置在支承结构中。如前所述，这里的实施例的电池模块22理论上是12英寸高、6英寸宽和4英寸宽。

在用于电池组112的垂直支承结构中，凭借36英寸宽、40英寸深和15英寸高的支承结构的理论尺寸，可容纳具有六十个电池模块的电池组。电池组112的支承结构的这一尺寸提供了36×36等于1440平方英寸的表面面积。这个面积除以24英寸(电池模块顶部的方形面积(4英寸乘六英寸))等于1440除以24，等于理论上是六十个模块。

支承结构112可以被分割成两个并排定位的结构(未显示)，其中，发动机舱具有如图6B中所示的两个鸥形盖子130，这使得机器人手臂132A和132B能够到达每个结构。

如借助于图6B所示，在理论上，电动车辆110B的司机将驶入经调整的加油站中的隔区120，该经调整的加油站已经适用于为电动车辆提供服务并将他/她的汽车停放在指定的标记线132处。售货站的计算机系统126A和126B将会询问司机需要替换多少个模块22。可选地，可以通过短距离无线协议装置从车辆自动获得该信息。

与机器人手臂132A和132B耦合的两个计算机系统124A和124B处理该信息，并创建电池模块替换程序序列，该程序序列识别车辆中的特定模块、其位置、在右电池组中还是在左电池组中以及存储结构124A和124B中的特定电池模块，并且使用该序列来激活机器人手臂，以执行替换任务。

参考图6B，示出了隔区区域120的俯视图。隔区区域120具有岛122A和岛122B。这些岛具有模块存储结构124A和124B以及计算机系统126A和126B以及机器人手臂132A和132B。

具有位于车辆110B前部的模块存储结构112的电动车辆110B行驶到在岛122A和122B之间的隔区120内，并且直到车辆110B到达标记线132时停止。车辆110B具有鸥翼式发动机舱门130，其为通过机器人手臂132A和132B接近提供到电池组112的便利接近。

如图6C所示，示出计算机系统126连同在存储器和处理器中运行的逻辑144。计算机系统126具有CPU和存储器130、接口142和具有逻辑功能1至18的逻辑144。

接口142提供四个接口，其中，接口1到达机器人手臂132A和132B；接口2到达模块存储结构124A和124B；接口3是到达车辆110B和司机的无线接口；并且接口4到达隔区120中的车辆位置和进入传感器(intake sensor)，诸如基准线132。

逻辑144的功能如下：

1.在隔区120中感测到车辆110B。

2.与车辆接合，以确定类型、电池模块和位置以及替换的数量。

3.与司机对话，以确认意图，并且输入银行卡数据。

4.确定车辆接近舱。

5.意图确认-模块的数量和位置以及接近舱。

6.从电池存储器中读取数据，为该顾客确定哪些模块及其位置。

7.打开接近面板并且确认接近面板打开。

8.命令机器人手臂到达并且从车辆中拉出模块1。

9.命令手臂将模块插入空插槽。

10.命令手臂从结构中取回模块。

11.命令手臂将模块插入车辆的插槽中。

12.确认正确的电气安装就座。

13.对其他模块重复步骤8至12。

14.关闭接近面板。

15.如果有其他面板的话，对其他面板重复步骤7到14。

16.警示司机在状态面板中确认替换。

17.确认付款和任务完成。

18.警示司机驶离隔区。

计算机系统、机器人手臂和存储结构的基础技术是现有技术，并且被广泛用于许多不同种类和类型的制造中，例如包括机动车制造和计算机制造。该现有技术已经适用于本文描述的具体应用实施例。

参考图6A、6B和6C，如上所述，已经示出了在发动机舱116内自动补给车辆110B中的模块22的手段的简化图示。不排除其他类似的实施例。

售货系统可选实施例160

借助于图7A和7B，示出了电池模块售货站160A的可选实施例160，其使用用于出售电池模块22的半自动系统，以用于电动车辆中的电池模块补给。

如图7A所示，以简化图示，在半自动系统实施例160中，售货系统并非如之前参考图2A所述那样分配来自锁闭的箱体中的各个电池模块，实施例160中的售货系统一次出售一组模块，这些模块在可移动的推车或台车162中从售货系统160A出售。

尽管借助于图7A和7B所示的实施例160提供了使用台车系统的售货系统的简化图示，然而其他类似的系统不被排除。

如图7A所示，售货系统160A具有顾客面板160C和电子控制系统160B。售货系统160A具有位于售货系统160A的底部附近的多个台车162。每辆台车都具有多个预先放置在台车中的模块。

台车162使用锁定系统164保持锁定在售货系统160A内的适当位置，直到顾客已经经由面板160C插入他的银行卡并且已经通过选择所需的模块数量来编程顾客面板为止。当台车中所需数量的电池模块处于已充电状态并且顾客已被授权这样做时，系统160A解锁台车162，以离开售货站160A。

然后，用户可以物理地移动或滚动台车162以靠近车辆位置168，并且当完成将他的/她的车辆中的模块交换出时，将台车162移回到售货站160A以供锁定。这种锁定使得售货系统电子设备160B能够对返回的模块的数量进行计数，并进行最终成本计算，并对卡进行收费。

台车162可移动，以由司机将其定位成靠近已停放在售货系统160A附近的电动车辆168，以供快速补给电动车辆中的电池模块22。台车162是售货系统160A的一部分，并从售货系统160A中移出，以移动到电动车辆位置168的附近，以便于补给多个电池模块。

售货站160A具有与台车162的无线连接(未显示)，以在台车162已经从售货站160A解离时，控制和管理台车162。

售货系统160A对台车162的这种控制和管理可以包括(i)确保台车不离开限定的区域，(ii)取出一数量的模块，并将已使用的模块放回台车中。控制和管理可以包括其他功能，诸如，台车162保持从售货系统160A解离的时间有多久。台车162还可以可选地具有以及向用户提供语音界面特征(未显示)，以在使用台车162的过程中提供指令和帮助。

台车162具有单独的可打开和可接近的箱体162A，其容纳多个电池模块，每个箱体162A中具有一个电池模块22。可以有堆叠在彼此164顶部上的多行166B的箱体，其中，每行具有支承十个电池模块的五个箱体。类似的一行箱体定位在台车的另一侧166A上。因此，台车162在这个简化图示中提供了二十个箱体和二十个电池模块。在每一侧上可以存在更多行，在一辆台车162中提供总共二十个或四十个或六十个电池模块。

在可移动的推车或台车162中的电池模块的数量可以少至十个，多达二十个，然而它们可以多于或少于这些数量。也就是说，当顾客使用售货系统160时，他/她选择所需模块的数量，并且用银行卡(该银行卡也被用作抵押物)支付，直到在将已使用的模块放置在台车中之后，台车162返回到售货系统160为止。

台车162的高度为162B，具有惯性运转装置(coaster)162C，惯性运转装置162C使得顾客能够用户友好地将台车162在车辆位置168周围移动，并且从台车162的任一侧接近各个电池模块22。

台车162具有电连接器和接口162D，并且电路板(未显示)和线束(未显示)提供了到台车162中的每个模块22的电连接。电接口162D还用于在台车162移动回并且锁定在售货站160A内时，将台车电连接到售货系统160A。

台车162具有单独的箱体162A，并且每个箱体具有规定的尺寸，以接收和存储模块22，并且每个模块连线到台车162中的计算机子系统(未显示)，并且该计算机子系统与售货系统计算机系统160B通信，以确保台车已经停靠回售货系统160A。

台车中的每个模块还显示如之前参考图1C所述的模块的健康状态。也就是说，当顾客从售货站160A中移出台车时，台车中每个模块的充电状态对于顾客来说是清楚可辨的，并且当顾客从售货站160A已物理地移出台车时顾客可以看到台车中的全部模块充满电。

同样在使用售货系统时并且在插入银行卡之后，顾客被通知哪辆特定的台车将从售货站中取出，以及这辆特定的台车有多少个充满电的模块。

售货系统具有多辆台车，使得多个顾客能够同时使用售货系统160。可以设想售货系统160可以提供六辆或更多辆这种台车，使得多达六位顾客能够使用售货系统160A。假设在理论上可能占用5到10分钟来使用半自动系统160为车辆补给所需数量的电池模块。

每辆台车162在理论上可以具有多达二十个模块，这些模块可以布置在并排布置的各个开放式箱体中，并且还可以按照多行箱体的方式堆叠。作为简化图示，台车可以在台车的一侧上具有顶部的一行六个箱体以及底部的一行六个箱体，以及在台车的另一侧上具有类似布置的箱体。因此，这辆台车在理论上将支承二十四个模块。

理论上，这种台车的尺寸将会是两英尺宽、三英尺长和三英尺高，其中，根据在不必弯腰到腰部以下的情况下到达每个模块的便利性来决定高度。台车的尺寸根据模块的尺寸以及因此的箱体的尺寸来决定。理论上，箱体的尺寸可以是六英寸宽、三英寸高和十二英寸深，以如之前参考图1C所述的那样容纳电池模块。

售货站160A可以具有不同尺寸的台车，以适应可能具有不同类型的电动车辆并且可能需要更少或更多的模块来补给他们的电动车辆的司机。作为简化说明，台车可以具有二十、四十或六十个模块的容量。可以由售货站160A根据电动车辆司机的需要而出售这种不同尺寸的台车的混合。

每个台车162在一组可锁定的轮子162C上，使得台车能够移动远离售货系统160A，移动到车辆停放的位置。然后，台车可以在车辆区域168周围移动，以靠近车辆的接近门，然后移回售货站160A，并由售货站锁定在适当的位置。

每辆台车具有电接口连接器162D，其接合售货系统160A管理和控制电子设备160B。当台车停靠到售货系统160A时，控制电子设备160B管理其中的每辆台车以及在台车中的模块之中的每个模块的充电状态。

当台车返回售货系统并锁定在适当的位置时，售货系统随后将台车连接到充电电路，以用于为台车中的这些模块充电。

因此，售货站通过指示器以合适的方式(诸如，灯光)显示每辆台车的充电状态，其中，绿灯将会指示台车可供使用，橙灯指示台车中的模块正在充电并且为台车中的模块充电所需的时间是几分钟。

假设作为简化图示，如果台车中的箱体的数量是固定的(诸如是二十)，则用户可以使用这二十个模块中的与他/她想补给其电动车辆的模块数量一样多的模块，并且使带有混合的未使用和已用完的模块的台车返回到售货站。

图7B示出了使用售货系统160的逻辑和方法步骤。

在步骤200处，司机将电动车辆停放靠近售货站附近在预先标记的空间164中。

在步骤202处，司机离开电动车辆，接近售货站，将他的银行卡插入面板160C，并且选择所需模块的数量。

在步骤204处，售货系统160A释出台车162，并且通知司机，使得司机能够释出台车162并且将台车移出到他的电动车辆停车区域164。

在步骤206处，司机通过每次从台车162的每个箱体取出一个模块并将已使用的模块插回到台车162箱体的方式来开始处理或补给。

在步骤208处，当司机完成时，他/她将台车162转回到售货站160A，并让系统160A将其锁定在适当的位置。

在步骤210处，售货站160A的控制系统160C检测到台车162已经返回并锁定在售货系统160A中。

在步骤212处，售货站160A的控制系统160C经由台车162上的电接口连接器162D确定台车162中的每个模块22的充电和健康状态，并且开始为台车162中的每个模块充电的过程。

在步骤214处，如果电动车辆需要补给多于二十个的模块，则可以重复该过程。

在步骤216处，系统对这二十个模块计算已使用了多少个模块并进行最终计费和对卡进行收费。

一种由用户使用的电动车辆，该电动车辆包括：车身，该车身包括位于车身外部的接近面板，车身包括多个车轮；电动机，该电动机给这些车轮中的至少一个车轮提供动力；多个电池模块，其给电动机供应电力，其中，每个电池模块包括多个电池；以及保持车身的车架，该车架包括可经由接近面板接近的支承结构，该支承结构保持多个电池模块，支承结构可选择性地在第一位置和第二位置之间移动，在第一位置中，电池模块定位在车身内，在第二位置中，电池模块定位在车身外部，以用于可取出各个已放电的电池模块并且用已充电的电池模块替换。

支承结构定位在电动车辆内部在车辆底板下方、前车厢内以及后车厢内中的一个或更多个空间中。支承结构具有轨道，其使得支承结构能够在轨道上滑动，以将支承结构从车辆内部移出，以便接近各个电池模块。支承结构具有支撑该支承结构以接近电池模块中的每一个的机构。

电池模块系统的各个电池模块经由线束连接到开关面板，以按顺序给电动机供电，直到每个单独的电池模块在按顺序切换到下一个模块之前放电。

一种用于管理电动车辆内部的电池模块系统的计算机系统，每个电池模块包括多个电池，计算机系统包括：中央电开关面板；线束，其将每个模块分别连接到中央电开关面板；第一逻辑，第一逻辑在计算机系统内部执行，其经由中央开关面板通过维持每个模块的充电状态和健康状态而分别管理每个模块；第二逻辑，其中，各个电池模块经由中央开关面板按照时间顺序电连接，以给电动机供电，直到各个电池模块在按顺序接通下一个电池模块之前放电。

第二逻辑顺序地接通到多个电动机的一组模块，直到每个模块完全放电为止，其中，当用于给电动机供电的模块的充电状态下降到阈值以下时，第二逻辑按顺序接通下一组模块以给电动机供电等，直到所有模块完全放电为止；第三逻辑实时地维护每个模块的充电状态，并且在定位于仪表板附近的状态面板上显示；

线束包括两个独立的线束，其中，第一线束用于将电池模块系统的模块连接到电动机，并且第二线束用于从充电源向电池模块系统的模块充电。

每个模块具有用于管理状态灯和使用多个指示器来显示指示器的电路，并且包括下列状态：(i)剩余电量，(ii)充放电循环的次数，(iii)健康状态和(iv)机器可读的规格/型号和序列号。

每个电池模块具有定位于模块的两个不同侧面(前侧面和顶侧面)上的两组状态灯，其中，在模块插入支承结构内时，顶侧面显示状态灯，并且在模块插入售货系统箱体中再次进行充电时，前侧面显示状态灯。

一种电动车辆内的电池模块系统，包括：电池模块系统具有在支承结构中并且数量可以在从20到80的范围中的单独的电池模块；每个模块具有一批单元电池，以串联/并联配置的方式相互接线，以产生用于给电动机供电的电流和电压；线束，该线束将每个模块分别连接到中央电开关面板。

每个单独的电池模块具有电路板，该电路板具有三个面向外的电连接器；一个电连接器用于供模块放电以给电动机供电；第二电连接器用于给模块充电，并且第三电连接器用于在模块本身上提供可见的健康指示灯。每个单独的电池模块具有手柄，该手柄用于接近模块，以用于将模块从支承结构中取出以及将模块插入支承结构。使用了锁定机构，其使用手柄将电池模块牢固地锁定在支承托盘内。

一种用于补给电动车辆中的电池模块的系统，包括：用于电池模块的售货系统(售货站)，该售货系统出售已充电的电池模块并接收已放电的电池模块，以补给电动车辆中的电池模块。

该售货系统具有售货机架以及机构，该售货机架在单独的锁定的箱体中容纳多个这种电池模块，该机构用于售卖已充电的电池模块并且将已放电的模块接收在售货机架的各个锁定的箱体中。电源为在售货机架上的已放电的电池模块充电。无线电路传输售货站的位置和售货机架中已充电的模块的数量。

售货机器接受付款、将要分配的模块的量的选择，激活售货机架的箱体按照限定的顺序打开以取出和插入已使用的模块。

售货系统而非在机架中的锁定的箱体中的单独的电池模块具有多辆台车，其中，每辆台车具有多个电池模块并且售货系统售卖台车；台车具有惯性运转装置，所述惯性运转装置是可移动的，并且远离售货系统以靠近电动车辆移动和定位。每辆台车都与售货系统具有无线连接，以用于在远离售货系统时对台车进行管理和控制。

尽管如本文所示和详细公开的特定发明完全能够获得上述目的并提供本文中前述的优点，但应当理解，这仅仅是对本发明目前优选实施例的说明性描述，并且除了所附权利要求书中所述的之外不旨在限制本文所示的构造或设计的细节。

Claims (20)

1.一种由用户使用的电动车辆，所述电动车辆包括：

车身，所述车身包括位于所述车身外部的接近面板，所述车身包括多个车轮；

电动机，所述电动机给所述车轮中的至少一个提供动力；

多个电池模块，所述多个电池模块向所述电动机供给电力，其中，每个电池模块包括多个电池；和

车架，所述车架保持所述车身，所述车架包括支承结构，所述支承结构能够通过所述接近面板接近，所述支承结构保持所述多个电池模块，所述支承结构能够选择性地在第一位置和第二位置之间移动，在所述第一位置处，所述电池模块定位于所述车身内，并且在所述第二位置处，所述电池模块定位在所述车身外部，以用于可取出单独的已放电的电池模块和用已充电的电池模块替换。

2.根据权利要求1所述的系统，包括：

所述支承结构定位在所述电动车辆内部在所述车辆底板下方、前车厢内以及后车厢内中的一个或更多个空间中。

3.根据权利要求1所述的系统，包括：

所述支承结构具有轨道，所述轨道使得所述支承结构能够在所述轨道上滑动，以将所述支承结构从所述车辆内部移出，以便接近所述单独的电池模块。

4.根据权利要求1所述的系统，包括：

所述支承结构具有支撑所述支承结构以接近所述电池模块中的每个电池模块的机构。

5.根据权利要求1所述的系统，包括：

所述电池模块系统的单独的电池模块经由线束连接到开关面板，以按顺序给所述电动机供电，直到每个单独的电池模块在按所述顺序切换到下一个模块之前放电。

6.一种计算机系统，用于管理电动车辆内部的电池模块系统，每个电池模块包括多个电池，所述计算机系统包括：

中央电开关面板；

线束，所述线束分别将每个模块连接到所述中央电开关面板；

第一逻辑，所述第一逻辑在所述计算机系统内部执行，经由所述中央开关面板通过维持每个模块的充电状态和健康状态而分别管理每个模块；

第二逻辑，在所述第二逻辑中，所述单独的电池模块经由所述中央开关面板按照时间顺序电连接，以给所述电动机供电，直到所述单独的电池模块在按所述顺序接通下一个电池模块之前放电。

7.根据权利要求6所述的计算机系统，包括：

所述第二逻辑将一组所述模块顺序地接通到达多个电动机，直到每个模块完全放电为止，其中，当用于给所述电动机供电的模块的充电状态下降到阈值以下时，所述第二逻辑接通下一组模块，以按顺序给所述电动机供电等，直到所有模块完全放电为止。

8.根据权利要求6所述的计算机系统，包括：

第三逻辑，其实时地维护每个模块的充电状态，并且在定位于仪表板附近的状态面板上显示。

9.根据权利要求6所述的计算机系统，包括：

所述线束包括两个独立的线束，其中，第一线束用于将所述电池模块系统的模块连接到所述电动机，并且第二线束用于从充电源向所述电池模块系统的模块充电。

10.根据权利要求6所述的计算机系统，包括：

每个模块具有用于管理状态灯和使用多个指示器来显示指示器的电路，并且包括下列状态：(i)剩余电量，(ii)充放电循环的次数，(iii)健康状态和(iv)机器可读的规格/型号和序列号。

11.根据权利要求6所述的计算机系统，包括：

每个电池模块具有定位于所述模块的两个不同侧面上的两组状态灯，所述两个不同侧面包括前侧面和顶侧面，其中，在所述模块插入所述支承结构内时，所述顶侧面显示所述状态灯，并且在所述模块插入售货系统箱体中用于再充电时，所述前侧面显示所述状态灯。

12.一种电动车辆内的电池模块系统，包括：

所述电池模块系统具有在支承结构中并且数量在从20到80的范围中的单独的电池模块；

每个模块具有一批单元电池，以串联/并联配置的方式相互接线，以产生用于给电动机供电的电流和电压；

线束，所述线束分别将每个模块连接到中央电开关面板。

13.根据权利要求12所述的系统，包括：

每个单独的电池模块具有电路板，所述电路板具有三个面向外的电连接器；

一个电连接器用于供所述模块放电以给所述电动机供电；第二电连接器用于给所述模块充电以及第三电连接器用于在所述模块本身上提供可见的健康指示灯。

14.根据权利要求12所述的系统，包括：

每个单独的电池模块具有手柄，所述手柄用于接近所述模块，以用于将所述模块从所述支承结构中取出以及将所述模块插入所述支承结构。

15.根据权利要求12所述的系统，包括：

锁定机构，所述锁定机构使用所述手柄将所述电池模块牢固地锁定在所述支承托盘内。

16.一种用于补给电动车辆内的电池模块的系统，包括：

a.用于电池模块的售货系统(售货站)，所述售货系统出售已充电的电池模块并接收已放电的电池模块，以补给电动车辆中的电池模块；

b.所述售货系统具有售货机架以及机构，所述售货机架支承在单独的锁定的箱体中的多个这种电池模块，所述机构用于售卖已充电的电池模块并且将已放电的模块接收在所述售货机架的单独的锁定的箱体中。

17.根据权利要求16所述的系统，包括：

电源，所述电源用于为在所述售货机架中的所述已放电的电池模块充电。

18.根据权利要求16所述的系统，包括：

无线电路，所述无线电路传输所述售货站的位置和在所述售货机架中已充电的模块的数量。

19.根据权利要求16所述的系统，包括：

售货机，所述售货机接受付款、将要分配的模块的量的选择，激活所述售货机架的箱体按照限定的顺序打开以取出和插入已使用的模块。

20.根据权利要求16所述的系统，包括：

所述售货系统而非在机架中的锁定的箱体中的单独的电池模块具有多辆台车，其中，每辆台车具有多个电池模块，并且所述售货系统售卖台车；

所述台车具有惯性运转装置，所述惯性运转装置是可移动的，并且远离所述售货系统以靠近电动车辆移动和定位；

每量台车都与所述售货系统具有无线连接，以用于在远离所述售货系统时对所述台车进行管理和控制。