CN108501896A - 电动车、电动车电池更换系统及更换电池的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种电动车，其包括换电控制模组、电池固定连接模组、电池模组、及车身，换电控制模组包括指令输入单元及与指令输入单元电性连接的换电控制单元，指令输入单元用于输入换电指令并将换电指令传输至换电控制单元，换电控制单元与电池固定连接模组电性连接，换电控制单元用于控制电池固定连接模组将电池模组从电动车上卸下或将充满电的电池模组组装至电动车上。本发明还提出了一种对上述电动车的电池更换系统、及使用上述电动车电池更换系统更换电池的方法。

Description

电动车、电动车电池更换系统及更换电池的方法

技术领域

本发明涉及一种电动车、电动车电池更换系统及使用该电动车电池更换系统更换电池的方法。

背景技术

电动车的动力来源为车上的电池模组，当电池模组内电量耗尽时，必须经过充电才能继续行驶。目前，电动车大部份通过固定设置的充电站或充电桩对电池模组进行充电，且充电时间较长，限制了电动车的发展。另外，电动车也可采用更换电池模组的方式来补充动力来源，即将电量快耗尽的电池模组从电动车上卸下，并将另一个已完成充电的电池模组换到电动车上。由于大多数电池模组安装于汽车的车身上，现有的更换电池模组的方式多需要将车辆行驶至特定的换电平台上，再利用更换电池设备来更换电池，此种换电平台需采用固定的场地且更换电池设备较为复杂，另外对电动车的定位精度要求较高，占地空间大，作业繁琐。

发明内容

鉴于上述状况，有必要提供一种更换快速及简便的电动车、电动车电池更换系统及使用电动车电池更换系统更换电池的方法。

一种电动车，该电动车包括车身和电池模组，该电动车还包括换电控制模组和电池固定连接模组，该换电控制模组、电池固定连接模组及该电池模组设置于该车身上，该换电控制模组包括指令输入单元及与该指令输入单元电性连接的换电控制单元，该指令输入单元用于输入换电指令并将该换电指令传输至该换电控制单元，该换电控制单元与该电池固定连接模组电性连接，该换电控制单元用于控制该电池固定连接模组将该电池模组从该电动车上卸下或将充满电的电池模组组装至该电动车上。

一种电动车电池更换系统，用于对电动车进行更换电池，该电动车电池更换系统包括电动车，该电动车包括车身和电池模组，该电动车还包括换电控制模组和电池固定连接模组，该换电控制模组、电池固定连接模组及该电池模组设置于该车身上，该换电控制模组包括指令输入单元及与该指令输入单元电性连接的换电控制单元，该指令输入单元用于输入换电指令并将该换电指令传输至该换电控制单元，该换电控制单元与该电池固定连接模组电性连接，该换电控制单元用于控制该电池固定连接模组将该电池模组从该电动车上卸下或将充满电的电池模组组装至该电动车上，该电动车电池更换系统还包括自动拖拽车，该自动拖拽车用于将卸下的电池模组拖拽至指定地点或将该充满电的电池模组拖拽至该电动车以便于该电池固定连接模组将该充满电的电池模组组装至该电动车上。

一种使用电动车电池更换系统更换电池的方法，其包括：

换电控制模组控制电池固定连接模组将电量不足的电池模组从电动车上卸下；

自动拖拽车将该电量不足的电池模组拖拽至充电装置进行充电；

该自动拖拽车将满电的电池模组拖拽至该电动车；

该换电控制模组控制该电池固定连接模组将该满电的电池模组装设至该电动车上。

本发明的电动车电池更换系统通过自动拖拽车能够将拆卸下的电量不足的电池模组拖拽至充电装置进行充电，并将满电的电池模组拖拽至电动车下方以便于更换，不需建置特别的换电设施，使用的局限性较小，并且换电的自动化程度较高、速度较快。

附图说明

图1是本发明一实施例中电动车电池更换系统的功能模块示意图。

图2是图1所示电动车电池更换系统的示意图。

图3是图1所示电动车电池更换系统的自动拖拽车的功能模块示意图。

图4是图1所示电动车电池更换系统的中央控制装置的功能模块示意图。

图5是采用图1所示电动车电池更换系统进行更换电池的流程图。

主要元件符号说明

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以使直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。当一个组件被认为是“设置在”另一个组件，它可以使直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中设置的组件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请同时参阅图1和图2，本发明提供一种电动车电池更换系统100，其包括电动车10、自动拖拽车20、中央控制装置30、及充电装置40。中央控制装置30与电动车10、自动拖拽车20、及充电装置40通讯连接。电动车电池更换系统100用于对需要更换电池的电动车10进行更换电池。本实施例中，通讯连接的方式例如为蓝牙连接、无线网络连接等无线通信连接，但不限于此。

电动车10包括换电控制模组11、电池固定连接模组12、电池模组13、及车身14。电池固定连接模组12与换电控制模组11电性连接。电池固定连接模组12用于将电池模组13固定于电动车10上或者从电动车10上释放电池模组13。电池模组13用于为电动车10提供电能。换电控制模组11、电池固定连接模组12、电池模组13设置于车身14上。

请参阅图2，换电控制模组11包括指令输入单元111及与指令输入单元111电性连接的换电控制单元112。指令输入单元111用于输入换电指令，并将换电指令传输至换电控制单元112。换电控制单元112与电池固定连接模组12并用于控制电池固定连接模组12。同时，换电控制单元112能够将换电指令发送至中央控制装置30。

电池固定连接模组12包括固持件121及连接器122。固持件121设置于电动车10的车身14上。固持件121用于与电池模组13进行连接或分离，以将电池模组13从电动车10的车身14上卸下或固定安装于电动车10的车身14上。连接器122用于与电池模组13电连接以使电池模组13的电能输入电动车10。

电池模组13包括电池单元131、行走单元132、连接件133、电池输出端口134、及充电输入端口135。电池单元131用于储存电能及为电动车10提供电能。行走单元132设置于电池单元131上且能够相对地面滚动。连接件133设置于电池单元131上以与电池固定连接模组12的固持件121连接或者分离，从而使电池模组13与电动车10连接或者分离。电池输出端口134与电池单元131电性连接。电池输出端口134用于与连接器122电性连接以使电池单元131的电能经由连接器122输入电动车10。充电输入端口135与电池单元131电性连接。充电输入端口135用于与充电装置40电性连接以对电池单元131进行充电。

本实施例中，行走单元132为转动设置于电池单元131上的滚轮以使电池模组13能够在地面上顺利移动。

自动拖拽车20包括车体21、行走控制部22、及连接部23。行走控制部22及连接部23设置于车体21上。行走控制部22控制车体21进行移动。连接部23用于连接电池模组13以对电池模组13进行拖拽。

请参阅图3，行走控制部22包括行走控制单元221、驱动单元222、行驶轮223、感知单元224、定位单元225及供电单元226。驱动单元222、感知单元224、定位单元225及供电单元226均与行走控制单元221电性连接。行走控制单元221用于接收感知单元224及定位单元225的信息并用于控制驱动单元222的运作。同时，行走控制单元221与中央控制装置30建立通讯连接并接收中央控制装置30发射的换电指令信息。行驶轮223与驱动单元222连接且在驱动单元222的带动下转动。

感知单元224用于发射及接收测距信号，以测量自动拖拽车20与电池模组13、电动车10或者充电装置40之间的距离。感知单元224将测距信号传输至行走控制单元221，行走控制单元221对该测距信号进行处理，以获得优化自走路径，并将优化后的路径信息传输给驱动单元222。

驱动单元222用于接收行走控制单元221发出的驱动信号并驱动行驶轮223运动，以实现自动拖拽车20按照优化后的路径进行移动。

在本实施方式中，行驶轮223的数量为四个，分别位于车体21的四个角落。相应的，驱动单元222的数量也为四个，分别与四个行驶轮223连接。每个驱动单元222都与行走控制单元221电性连接。可以理解地，行驶轮223可为轮式或履带式，驱动单元222可通过任何驱动方式来驱动行驶轮223。

定位单元225用于测量电池模组13与车身14或充电装置40的定位误差，并将定位差值信号传输至行走控制单元221，行走控制单元221控制驱动单元222驱动行驶轮223以调整电池模组13的位置，从而将电池模组13与电动车10的车身14或充电装置40进行精确定位。

供电单元226用于向驱动单元222供电，以提供行驶轮223自动行驶所需的电能。

请参阅图4，中央控制装置30包括接收模组31、处理模组32、及传送模组33。处理模组32与接收模组31电性连接。传送模组33与处理模组32电性连接。接收模组31可接收电动车10的换电控制单元112发送的换电指令并传送给处理模组32。处理模组32能够对接收的换电指令进行处理并控制传送模组33发送换电指令至自动拖拽车20的行走控制单元221。处理模组32还能够控制传送模组33发送充电指令至充电装置40以使该充电装置40对该电池模组13进行充电。

请再次参阅2，充电装置40包括充电座41、充电控制单元42、及充电输出端口43。充电控制单元42设置于充电座41上。充电控制单元42与中央控制装置30建立通讯连接以接收中央控制装置30发送的充电指令。充电控制单元42用于控制充电输出端口43进行充放电。充电输出端口43用于与电池模组13的充电输入端口135相连接以使充电座41对电池模组13的电池单元131进行充电。

在其他实施例中，充电控制单元42能够直接与自动拖拽车20的行走控制单元221建立通讯连接以使充电控制单元42直接控制行走控制单元221的运作。

请同时参阅图1至图5，使用上述电动车电池更换系统100更换电池的方法包括如下步骤：

S1：换电控制模组11控制电池固定连接模组12将电量不足的电池模组13从电动车10上卸下；

S2：自动拖拽车20将电量不足的电池模组13拖拽至充电装置40进行充电；

S3：自动拖拽车20将满电的电池模组13拖拽至电动车10下方；

S4：换电控制模组11控制电池固定连接模组12将满电的电池模组13装设至电动车10上。

具体地，驾驶者将电动车10行驶至充电站(图未示)，指令输入单元111输入换电指令并将换电指令传输至换电控制单元112。换电控制单元112控制电池固定连接模组12的固持件121释放电量不足的电池模组13并放至地面上。同时，换电控制单元112向中央控制装置30发送换电指令。

中央控制装置30的处理模组32根据接收模组31接收的换电指令控制传送模组33对自动拖拽车20发出启动指令。自动拖拽车20的感知单元224通过发射及接收测距信号，测得与电量不足的电池模组13的距离，并将信号回馈至行走控制单元221。行走控制单元221根据感知单元224回馈的信号来优化路径，并将优化后的路径信息传输至驱动单元222。同时，行走控制单元221控制供电单元226对驱动单元222供电，并控制驱动单元222驱动行驶轮223转动以使自动拖拽车20自动行进至电动车10一侧并靠近电量不足的电池模组13。自动拖拽车20的连接部23与电量不足的电池模组13相连接并将电量不足的电池模组13拖拽至充电装置40。电池模组13的充电输入端口135与充电装置40的充电输出端口43电性连接以对电池模组13的电池单元131进行充电。

接着，自动拖拽车20的连接部23与满电的电池模组13相连接并将满电的电池模组13拖拽至电动车10的下方。自动拖拽车20的定位单元225量测满电的电池模组13与电动车10的车身14的定位误差，并将误差数值传给行走控制单元221。行走控制单元221控制驱动单元222驱动行驶轮223转动以调整满电的电池模组13位置，从而将满电的电池模组13的连接件133与电池固定连接模组12的固持件121对准。

行走控制单元221将对准信号通过中央控制装置30传送至换电控制单元112。换电控制单元112控制电池固定连接模组12的固持件121与满电的电池模组13的连接件133相连接且电池固定连接模组12的连接器122与满电的电池模组13的电池输出端口134相连接，从而使满电的电池模组13装设于电动车10上。

可以理解地，电池模组13也可安装于电动车10除车身14之外的其他指定的位置。

可以理解地，电池模组13的行走单元132及连接件133可以去除，电池模组13可以直接被自动拖拽车20拖拽或者托起以对电池模组13进行搬运，并不影响电动车10上的电池模组13被更换。

可以理解地，自动拖拽车20的数量不限于一个，当一个自动拖拽车20将电量不足的电池模组13拖拽至充电装置40进行充电，另一个自动拖拽车20将满电的电池模组13拖拽至电动车10以组装至电动车10上。

可以理解地，行走控制部22的感知单元224及定位单元225可以去除，自动拖拽车20可人为进行控制，并不影响自动拖拽车20对电池模组13进行拖拽。

可以理解地，行驶轮223的数量可以为一个、两个、三个或多个。

可以理解地，充电装置40可以为其他指定位置的充电设施。

可以理解地，充电装置40可以取消，自动拖拽车20只需将电量不足的电池模组13拖拽远离电动车10并将满电的电池模组13拖拽至电动车10以便于电池模组13装设于电动车10上，并不影响电动车电池更换系统100对电动车10进行更换电池模组13。

可以理解地，中央控制装置30可以去除，自动拖拽车20的行走控制单元221及充电控制单元42由人为进行启动指令，并不影响自动拖拽车20对电池模组13进行拖拽及充电装置40对电池模组13进行充电。

本发明的电动车电池更换系统100通过自动拖拽车20能够将拆卸下的电量不足的电池模组13拖拽至充电装置40进行充电，并将满电的电池模组13拖拽至电动车10下方以便于更换，不需建置特别的换电设施，使用的局限性较小，并且换电的自动化程度较高、速度较快。

另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围。

Claims (14)

1.一种电动车，该电动车包括车身和电池模组，其特征在于：该电动车还包括换电控制模组和电池固定连接模组，该换电控制模组、电池固定连接模组及该电池模组设置于该车身上，该换电控制模组包括指令输入单元及与该指令输入单元电性连接的换电控制单元，该指令输入单元用于输入换电指令并将该换电指令传输至该换电控制单元，该换电控制单元与该电池固定连接模组电性连接，该换电控制单元用于控制该电池固定连接模组将该电池模组从该电动车上卸下或将充满电的电池模组组装至该电动车上。

2.如权利要求1所述的电动车，其特征在于：该电池固定连接模组包括固持件及连接器，该固持件设置于该电动车的车身上，该固持件用于与该电池模组进行分离或连接以将该电池模组从该电动车的车身上卸下或固定安装于该电动车的车身上，该连接器用于与该电池模组电连接以使该电池模组的电能输入该电动车。

3.如权利要求2所述的电动车，其特征在于：该电池模组包括电池单元、电池输出端口、及充电输入端口，该电池单元用于储存电能及为该电动车提供电能，该电池输出端口及该充电输入端口与该电池单元电性连接，该电池输出端口用于与该连接器电性连接以使该电池单元的电能经由该连接器输入电动车，该充电输入端口用于对该电池单元进行充电。

4.如权利要求3所述的电动车，其特征在于：该电池模组还包括行走单元及连接件，该行走单元设置于该电池单元上且能够相对地面滚动，该连接件设置于该电池单元上以与该电池固定连接模组的固持件连接或者分离从而使该电池模组与该电动车连接或者分离。

5.一种电动车电池更换系统，用于对电动车进行更换电池，该电动车电池更换系统包括电动车，该电动车包括车身和电池模组，其特征在于：该电动车还包括换电控制模组和电池固定连接模组，该换电控制模组、电池固定连接模组及该电池模组设置于该车身上，该换电控制模组包括指令输入单元及与该指令输入单元电性连接的换电控制单元，该指令输入单元用于输入换电指令并将该换电指令传输至该换电控制单元，该换电控制单元与该电池固定连接模组电性连接，该换电控制单元用于控制该电池固定连接模组将该电池模组从该电动车上卸下或将充满电的电池模组组装至该电动车上，该电动车电池更换系统还包括自动拖拽车，该自动拖拽车用于将卸下的电池模组拖拽至指定地点或将该充满电的电池模组拖拽至该电动车以便于该电池固定连接模组将该充满电的电池模组组装至该电动车上。

6.如权利要求5所述的电动车电池更换系统，其特征在于：该电池固定连接模组包括固持件及连接器，该电动车还具有车身，该固持件设置于该电动车的车身上，该固持件用于与该电池模组进行分离或连接以将该电池模组从该电动车的车身上卸下或固定安装于该电动车的车身上，该连接器用于与该电池模组电连接以使该电池模组的电能输入该电动车。

7.如权利要求6所述的电动车电池更换系统，其特征在于：该电池模组包括电池单元、电池输出端口、及充电输入端口，该电池单元用于储存电能及为该电动车提供电能，该电池输出端口及该充电输入端口与该电池单元电性连接，该电池输出端口用于与该连接器电性连接以使该电池单元的电能经由该连接器输入电动车，该充电输入端口用于对该电池单元进行充电。

8.如权利要求7所述的电动车电池更换系统，其特征在于：该电池模组还包括行走单元及连接件，该行走单元设置于该电池单元上且能够相对地面滚动，该连接件设置于该电池单元上以与该电池固定连接模组的固持件连接或者分离从而使该电池模组与该电动车连接或者分离。

9.如权利要求5所述的电动车电池更换系统，其特征在于：该自动拖拽车包括车体、行走控制部、及连接部，该行走控制部及该连接部设置于该车体上，该行走控制部用于控制该车体进行移动，该连接部用于连接该电池模组以对该电池模组进行拖拽。

10.如权利要求9所述的电动车电池更换系统，其特征在于：该行走控制部包括行走控制单元、驱动单元、行驶轮、及供电单元，该行走控制单元与该驱动单元电性连接并用于控制该驱动单元，该行驶轮与该驱动单元连接且在该驱动单元的带动下转动，该供电单元与该驱动单元电性连接并用于向该驱动单元供电，以提供该行驶轮自动行驶所需的电能。

11.如权利要求10所述的电动车电池更换系统，其特征在于：该行走控制部还包括感知单元及定位单元，该感知单元及该定位单元分别与该行走控制单元电性连接，该感知单元用于发射及接收测距信号以测量该自动拖拽车与该电池模组或者该自动拖拽车与该电动车之间的距离，该感知单元用于将该测距信号传输至该行走控制单元，该行走控制单元对该测距信号进行处理以获得优化自走路径并将优化后的路径信息传输给该驱动单元，该定位单元用于测量该电池模组与该电动车的定位误差并将该定位差值信号传输至该行走控制单元，该行走控制单元控制驱动单元驱动行驶轮以调整电池模组的位置。

12.如权利要求11所述的电动车电池更换系统，其特征在于：该电动车电池更换系统还包括充电装置，该充电装置包括充电座、充电控制单元、及充电输出端口，该充电座位于一充电站内，该充电控制单元设置于该充电座上，该充电控制单元用于控制该充电输出端口进行充放电，该充电输出端口用于与该电池模组的充电输入端口相连接以使该充电座对该电池模组的电池单元进行充电。

13.如权利要求12所述的电动车电池更换系统，其特征在于：该电动车电池更换系统还包括中央控制装置，该中央控制装置与换电控制模组的换电控制单元、自动拖拽车的行走控制单元、及充电装置的充电控制单元之间通讯连接，该中央控制装置包括接收模组、处理模组、及传送模组，该处理模组与该接收模组电性连接，该传送模组与该处理模组电性连接，该接收模组能够接收换电控制单元发送的换电控制指令信息并传送给该行走控制单元以使自动拖拽车对该电池模组进行拖拽，该处理模组能够控制传送模组向该充电控制单元发送充电指令以使该充电装置对该电池模组进行充电。

14.一种更换电池的方法，其包括：

换电控制模组控制电池固定连接模组将电量不足的电池模组从电动车上卸下；

自动拖拽车将该电量不足的电池模组拖拽至充电装置进行充电；

该自动拖拽车将满电的电池模组拖拽至该电动车；

该换电控制模组控制该电池固定连接模组将该满电的电池模组装设至该电动车上。