CN109177804A - 一种基于北斗定位的电动汽车电池更换系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于北斗定位的电动汽车电池更换系统，包括标准电池箱、标准电池组、数据中心、电池更换提醒装置和换电站。标准电池箱用于存放标准电池组；标准电池组给电动汽车提供电源，完成电池组剩余电量检测并从北斗卫星定位系统获取车辆定位信息；数据中心用于接受分析数据，得到汽车剩余行驶里程数和最优换电站，并将这些信息传输给电池更换提醒装置；电池更换提醒装置用于提醒车主更换电池；换电站用于更换电动汽车电池。本发明系统可以自动提醒车主更换汽车电池，方便有效，解决了电动汽车电量不足、无法长时间行驶、电池更换不便的问题。

Description

一种基于北斗定位的电动汽车电池更换系统
技术领域
本发明属于电动汽车技术领域，尤其涉及一种基于北斗定位的电动汽车电池更换系统。
背景技术
电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶的，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。在政府的大力推动和行业的积极努力下，近年来，我国电动汽车产业取得了长足的发展，无论是技术水平还是产销规模都名列世界前茅。截止到2017年年底，我国累计推广的电动汽车总量已经超过了180万辆，仅去年产销量就接近80万辆，产销增长50%以上。随着时间的推移，燃油汽车将逐步被电动及其他新能源汽车代替。从国家的可持续发展角度，欧美国家已经制定了禁售燃油汽车时间表，其大致结点都在2035年左右，中国也将制定停止生产销售传统燃油汽车的时间表。
目前，电动汽车的续电大都基于充电桩来实行，我国电动汽车充电桩的数量较少，且单次充时间在1-3个小时之间，大约可以续航300km，特斯拉等品牌的电动汽车续航能力较强，一般可以达到500km左右。这样的续航能力在短距离行驶中问题不大，但是在长途行驶中，这样的续航能力完全无法满足长时间行驶的需求，人们也不方便携带充好电的电池自行更换，电动汽车充电问题成为制约电动汽车发展的一大瓶颈。
发明内容
目前市面上电动汽车电池充电桩较少、续航能力较差，不支持长途旅行，在旅途中给电池充电显然不实际，而电池更换又较为麻烦。针对这个问题，本发明提供了一种基于北斗定位的电动汽车电池更换系统。
为解决上述技术问题，本发明采用了如下技术手段：
一种基于北斗定位的电动汽车电池更换系统，包括标准电池箱、标准电池组、数据中心、电池更换提醒装置和换电站；所述的标准电池箱用于存放标准电池组并控制标准电池组中电池输出电流；所述的标准电池组用于给电动汽车和汽车上安装的设备提供电源，检测标准电池组中电池的剩余电量，并从北斗卫星定位系统获取车辆定位信息；所述的数据中心用于接受并分析电池剩余电量和车辆定位信息，得到汽车剩余行驶里程数和最优换电站，并将这些信息传输给电池更换提醒装置；所述的电池更换提醒装置用于接收数据中心发送的信息，在电动汽车内显示该信息提醒车主更换电池；所述的换电站用于更换电动汽车电池。
进一步的，所述的标准电池箱包括电源控制器和绝缘防静电箱体，绝缘防静电箱体用来放置标准电池组，电源控制器控制电动汽车标准电池组中电池电流的平稳输出。
进一步的，所述的标准电池组安装在标准电池箱内，并且可以自如拆装；标准电池组由电池本体、电池编码芯片、北斗定位模块和电量检测模块组成，电池本体用于存储电量，电池编码芯片内有一组唯一的编码，可用于标准电池组的识别，北斗定位模块接收北斗卫星定位信号，实时获取车辆定位信息，电量检测模块实时检测电池本体的剩余电量，电量检测结果和定位信息会实时发送给数据中心。
进一步的，所述的数据中心由防火墙、数据接收模块、数据存储模块、数据分析模块和数据发送模块组成；防火墙采用现有防火墙软件，用于保护数据中心的安全；数据接收模块接收电池电量和定位信息，并存储在数据存储模块中；数据分析模块根据电池剩余电量、车辆定位信息、换电站位置信息分析得出汽车剩余行驶里程数和最优换电站，数据发送模块将分析结果传输给电池更换提醒装置，同时将所有数据备份在数据存储模块。
进一步的，所述的电池更换提醒装置由数据接收模块和数据显示模块组成，数据接收模块接收到数据中心发送的信息，并将信息在数据显示模块显示出来。
进一步的，所述的数据显示模块选用液晶显示屏。
进一步的，所述的换电站是位置固定的建筑，包括主控制中心、充电库房、标准电池组检测区和标准电池组更换区；主控制中心控制整个换电站中各个区域的工作并记录各个区域的数据，充电库房用于给标准电池组充电，标准电池检测区用于检测标准电池组各项性能，标准电池更换区用于更换电池组。
进一步的，所述的充电库房包括机械手臂、标准电池组存放架、充电机柜和传送机；机械手臂用于完成标准电池组从标准电池组临时存放架到充电机柜的装卸工作；标准电池组存放架用于存放标准电池组；充电机柜用于给标准电池组充电；传送机用于运输标准电池组。
进一步的，所述的标准电池组检测区包括机械手臂、标准电池组临时存放架、传送机和电池性能检测设备；机械手臂用于完成标准电池组在标准电池组临时存放架和传送机之间的搬运工作；标准电池组临时存放架用于临时存放标准电池组；电池性能检测设备用于检测电池的电量、充电次数、安全性能和电池编码；传送机用于将充满电的电池组送到标准电池组更换区，将需要充电的电池组传送到充电库房。
进一步的，所述的标准电池组更换区包括机械手臂、标准电池组临时存放架、传送机、停车位和电池更换设备；机械手臂用于完成标准电池组在标准电池组临时存放架和传送机之间的搬运工作；标准电池组临时存放架用于临时存放标准电池组；传送机用于传送标准电池组；停车位用于停靠需要更换电池的电动汽车；电池更换设备用于电动汽车标准电池组的拆卸和安装。
采用以上技术手段后可以获得以下优势：
本发明公开了一种基于北斗定位的电动汽车电池更换系统，当前电动汽车充电时间长、充电桩分布不足、分布不均匀、电池续航能力较差，无法进行较长时间、较远路程的行驶，本发明将北斗卫星定位、电池电量检测和换电站结合起来，精确计算电池更换的最优时间、地点，自动提醒车主到最优换电站更换电池，保证行驶过程中电动汽车的电池一直是有电状态，而且换电站中本身储备有充满电的电池，电动汽车倒换电站后可以直接更换，不需要等待充电，给车主提供了方便，有利于电动汽车的推广使用。
附图说明
图1是本发明一种基于北斗定位的电动汽车电池更换系统的组成示意图。
图2是本发明充电库房的结构示意图。
图3是本发明标准电池组检测区的结构示意图。
图4是本发明标准电池组更换区的结构示意图。
其中，1是标准电池箱，2是电源控制器，3是绝缘防静电箱体，4是标准电池组，5是电池本体，6是电池编码芯片，7是北斗定位模块，8是电量检测模块，9是电池更换提醒装置，10是数据接收模块，11是数据显示模块，12是数据中心，13是防火墙，14是数据接收模块，15是数据存储模块，16是数据分析模块，17是数据发送模块，18是换电站，19是主控制中心，20是充电库房，21是标准电池组检测区，22是标准电池组更换区， 23是机械手臂，24是标准电池组存放架，25是充电机柜，26是传送机，27是标准电池组临时存放架，28是电池性能检测设备，29是电池更换设备。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明：
本发明公开了一种基于北斗定位的电动汽车电池更换系统，如图1所示，包括标准电池箱1、标准电池组4、电池更换提醒装置9、数据中心12和换电站18。标准电池箱用于存放标准电池组并控制标准电池组中电池输出电流；所述的标准电池组用于给电动汽车和汽车上安装的设备提供电源，检测标准电池组中电池的剩余电量，并从北斗卫星定位系统获取车辆定位信息；所述的数据中心用于接受并分析电池剩余电量和车辆定位信息，得到汽车剩余行驶里程数和最优换电站，并将这些信息传输给电池更换提醒装置；所述的电池更换提醒装置接收到数据中心发送的信息，在电动汽车内显示该信息提醒车主更换电池；所述的换电站用于更换电动汽车电池。
标准电池箱包括电源控制器2和绝缘防静电箱体3，电源控制器控制电动汽车标准电池组中电池电流的平稳输出，绝缘防静电箱体用来放置标准电池组。
标准电池组安装在标准电池箱内，并且可以自如拆装。标准电池组由电池本体5、电池编码芯片6、北斗定位模块7和电量检测模块8组成，电池本体用于存储电量，选用的蓄电池；电池编码芯片内有一组唯一的编码，可用于标准电池组的识别；北斗定位模块接收北斗卫星定位信号，实时获取车辆定位信息；电量检测模块实时检测电池本体的剩余电量，电量检测结果和定位信息会实时发送给数据中心。
电池更换提醒装置由数据接收模块10和数据显示模块11组成，数据接收模块接收到数据中心发送的信息，并将信息在数据显示模块显示出来，数据显示模块选用液晶显示屏。
数据中心由防火墙13、数据接收模块14、数据存储模块15、数据分析模块16和数据发送模块17组成。防火墙采用现有防火墙软件，用于保护数据中心的安全；数据接收模块接收电池电量和定位信息，并存储在数据存储模块中；数据分析模块根据电池剩余电量、车辆定位信息、换电站位置信息分析得出汽车剩余行驶里程数和最优换电站，数据发送模块将分析结果传输给电池更换提醒装置，同时将所有数据备份在数据存储模块。
换电站是位置固定的建筑，包括主控制中心19、充电库房20、标准电池组检测区21和标准电池组更换区22；主控制中心控制整个换电站中各个区域的工作并记录各个区域的相关数据，充电库房用来给标准电池组充电并存放标准电池组，标准电池组检测区可以检测换电站中的标准电池组的性能，标准电池组更换区完成标准电池组的更换工作。
如图2所示，充电库房包括机械手臂23、标准电池组存放架24、充电机柜25和传送机26。机械手臂用于完成标准电池组从标准电池组临时存放架到充电机柜的装卸工作；标准电池组存放架用于存放标准电池组；充电机柜用于给标准电池组充电，可以选取太阳能发电、风力发电或市电等充电方式；传送机用于运输标准电池组。
如图3所示，标准电池组检测区包括机械手臂23、标准电池组临时存放架27、传送机26和电池性能检测设备28。机械手臂用于完成标准电池组在标准电池组临时存放架和传送机之间的搬运工作；标准电池组临时存放架用于临时存放标准电池组；电池性能检测设备用于检测电池的电量、充电次数、安全性能和电池编码；传送机用于将充满电的电池组送到标准电池组更换区，将需要充电的电池组传送到充电库房。
如图4所示，标准电池组更换区包括机械手臂23、标准电池组临时存放架27、传送机26、停车位和电池更换设备29。机械手臂用于完成标准电池组在标准电池组临时存放架和传送机之间的搬运工作；标准电池组临时存放架用于临时存放标准电池组；传送机用于传送标准电池组；停车位用于停靠需要更换电池的电动汽车；电池更换设备用于电动汽车标准电池组的拆卸和安装，电池更换设备可以选用人工更换或者自动更换机器设备。
本发明设计、生产标准电池组和标准电池箱，标准电池组与标准电池箱的尺寸、形状一致，保证标准电池组可以从标准电池箱中能自如取放。建立数据中心和电池更换提醒装置，数据中心的硬件平台包括防火墙、交换机、路由器和服务器，在服务器上布设有数据管理系统，能够对接受到的数据进行统一分析、处理，电池更换提醒装置使用车载液晶屏显示电池更换提醒信息。搭建好换电站后，车辆在电池更换提醒装置的提醒下到最优换电站更换电池，实现了电池更换的人性化、智能化。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细地说明，但是本发明并不局限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (10)

1.一种基于北斗定位的电动汽车电池更换系统，其特征在于，包括标准电池箱、标准电池组、数据中心、电池更换提醒装置和换电站；
所述的标准电池箱用于存放标准电池组并控制标准电池组中电池输出电流；
所述的标准电池组用于给电动汽车和汽车上安装的设备提供电源，检测标准电池组中电池的剩余电量，并从北斗卫星定位系统获取车辆定位信息；
所述的数据中心用于接受并分析电池剩余电量和车辆定位信息，得到汽车剩余行驶里程数和最优换电站，并将这些信息传输给电池更换提醒装置；
所述的电池更换提醒装置用于接收数据中心发送的信息，在电动汽车内显示该信息提醒车主更换电池；
所述的换电站用于更换电动汽车电池。
2.根据权利要求1所述的一种基于北斗定位的电动汽车电池更换系统，其特征在于，所述的标准电池箱包括电源控制器和绝缘防静电箱体，绝缘防静电箱体用来放置标准电池组，电源控制器控制电动汽车标准电池组中电池电流的平稳输出。
3.根据权利要求1所述的一种基于北斗定位的电动汽车电池更换系统，其特征在于，所述的标准电池组安装在标准电池箱内，并且可以自如拆装；标准电池组由电池本体、电池编码芯片、北斗定位模块和电量检测模块组成，电池本体用于存储电量，电池编码芯片内有一组唯一的编码，可用于标准电池组的识别，北斗定位模块接收北斗卫星定位信号，实时获取车辆定位信息，电量检测模块实时检测电池本体的剩余电量，电量检测结果和定位信息会实时发送给数据中心。
4.根据权利要求1所述的一种基于北斗定位的电动汽车电池更换系统，其特征在于，所述的数据中心由防火墙、数据接收模块、数据存储模块、数据分析模块和数据发送模块组成；防火墙采用现有防火墙软件，用于保护数据中心的安全；数据接收模块接收电池电量和定位信息，并存储在数据存储模块中；数据分析模块根据电池剩余电量、车辆定位信息、换电站位置信息分析得出汽车剩余行驶里程数和最优换电站，数据发送模块将分析结果传输给电池更换提醒装置，同时将所有数据备份在数据存储模块。
5.根据权利要求1所述的一种基于北斗定位的电动汽车电池更换系统，其特征在于，所述的电池更换提醒装置由数据接收模块和数据显示模块组成，数据接收模块接收到数据中心发送的信息，并将信息在数据显示模块显示出来。
6.根据权利要求5所述的一种基于北斗定位的电动汽车电池更换系统，其特征在于，所述的数据显示模块选用液晶显示屏。
7.根据权利要求1所述的一种基于北斗定位的电动汽车电池更换系统，其特征在于，所述的换电站是位置固定的建筑，包括主控制中心、充电库房、标准电池组检测区和标准电池组更换区。
8.根据权利要求7所述的一种基于北斗定位的电动汽车电池更换系统，其特征在于，所述的充电库房包括机械手臂、标准电池组存放架、充电机柜和传送机；机械手臂用于完成标准电池组从标准电池组临时存放架到充电机柜的装卸工作；标准电池组存放架用于存放标准电池组；充电机柜用于给标准电池组充电；传送机用于运输标准电池组。
9.根据权利要求7所述的一种基于北斗定位的电动汽车电池更换系统，其特征在于，所述的标准电池组检测区包括机械手臂、标准电池组临时存放架、传送机和电池性能检测设备；机械手臂用于完成标准电池组在标准电池组临时存放架和传送机之间的搬运工作；标准电池组临时存放架用于临时存放标准电池组；电池性能检测设备用于检测电池的电量、充电次数、安全性能和电池编码；传送机用于将充满电的电池组送到标准电池组更换区，将需要充电的电池组传送到充电库房。
10.根据权利要求7所述的一种基于北斗定位的电动汽车电池更换系统，其特征在于，所述的标准电池组更换区包括机械手臂、标准电池组临时存放架、传送机、停车位和电池更换设备；机械手臂用于完成标准电池组在标准电池组临时存放架和传送机之间的搬运工作；标准电池组临时存放架用于临时存放标准电池组；传送机用于传送标准电池组；停车位用于停靠需要更换电池的电动汽车；电池更换设备用于电动汽车标准电池组的拆卸和安装。
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