CN111129618A - 一种标准化车用动力电池 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种标准化车用动力电池。现有电动汽车动力电池非标准化，存在诸多问题。本发明中电池盒上设置有电极接口和通讯接口，电池盒内的电池身份识别模块内储存电池身份相关信息，充电信息记录模块记录电池的充电历史信息，工作状态记录模块全程记录电池工作状态和参数，汽车中控单元或使用人员通过通讯接口读取通讯模块接收到的信息。日期与时钟单元为充电信息记录模块和工作状态记录模块提供实时日期和时间数据，信息采集单元采集电池温度、输出电压、充放电电流数据，并提供给充电信息记录模块和工作状态记录模块。本发明减小了电池维护费用，保证了充电设备和电池的安全，提高了电池的工作寿命和利用率，同时可以快速更换电池。

Description

一种标准化车用动力电池
技术领域
本发明涉及一种电池，具体是一种标准化车用动力电池。
背景技术
电动汽车作为一种绿色环保的新能源交通工具，具有噪音低、无直接污染排放、力矩大启动快等特点，是我国重点支持的战略性新兴产业之一。目前电动汽车大体可分为充电式和换电池两种模式。除某些公交公司、大型租车公司等外，私家车绝大多数采用充电模式。造成这种情况的主要原因是车用动力电池目前没有统一的国家标准。不象常用的干电池，只要型号相同，不同厂家生产的电池是可以直接互换的。然而在电动汽车上，不同汽车制造厂家生产的汽车中的电池仓的尺寸规格各不相同，不同电池生产厂家生产的电池的容量、尺寸大小也都不一样，因此不同厂商生产的电池一般不能直接互换。所以，汽车必须开到有充电桩的场所直接充电是目前大多数私家车无奈的选择。
但是充电模式的电动汽车存在三个明显的弱点。第一，电池购买投入成本太大，一般占到电动汽车总价的50％左右，因此尽管电费不高，但是考虑到电池因素，电动汽车的实际运行成本并不低。第二，充电时间太长，慢充一般要几个小时，快充也需要几十分钟以上。对用习惯使用燃油车的用户来说难以接受，而且快充对电池的使用寿命有很大的影响。第三，电池续航里程计算不够精确，低温、高速行驶、刹车、开冷暖空调等对电池的续航里程有很大的影响，造成驾驶人员的里程焦虑。虽然目前电动汽车的研发仍主要向大容量、快速充电方向发展。但是，在可以预见的将来，充电模式的电动汽车的上述弱点不可能很快解决。我们认为电动汽车必须向低的电池使用成本、快速的换电池技术、无里程焦虑方向迈进，否则前途不容乐观。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术的不足，提供一种标准化车用动力电池。
本发明包括电池盒及设置在电池盒内的电池本体。
电池盒上设置有电极接口和通讯接口，电池盒内设置有通讯模块、电池身份识别模块、充电信息记录模块、工作状态记录模块、日期与时钟单元、信息采集测量单元。电池盒内所有模块或单元由电池本体供电，存储器采用非挥发性存储器以确保信息安全。
电极接口与电池本体的电极相接，在更换电池时实现快速断开和连接。
所述的通讯接口为标准工控通讯接口，汽车中控单元或使用人员通过通讯接口读取电池的所有信息。
所述的通讯模块与通讯接口相接，汽车中控单元或使用人员通过通讯接口读取通讯模块接收到的信息。
所述的电池身份识别模块与通讯模块相接，电池身份识别模块内存储电池相关信息，包括全国唯一的电池序列号、电池容量、额定工作电压、生产厂家、生产日期、生产批号。
所述的充电信息记录模块与通讯模块相接，充电信息记录模块记录电池的充电历史信息，包括充电日期、充电时间、充电次数、充电电流、充电电压、电池温度。
所述的工作状态记录模块与通讯模块相接，工作状态记录模块全程记录电池工作时的日期、时间、放电电流、放电电压、电池温度，汽车中控系统通过通讯模块读取并判断电池的工作状态和剩余容量。
所述的日期与时钟单元分别与充电信息记录模块和工作状态记录模块相接，为充电信息记录模块和工作状态记录模块提供实时日期和时间数据。
所述的信息采集测量单元分别与充电信息记录模块和工作状态记录模块相接，信息采集测量单元通过温度传感器采集电池的温度、通过电压传感器测量电池的输出电压、通过电流传感器测量电池的充放电电流，并提供给充电信息记录模块和工作状态记录模块
进一步，所述的通讯接口采用电通讯接口或光通讯接口。
本发明具有以下有益效果：
首先，由于采用了共享电池，可以快速更换电池，因此车辆本身不需配备大容量的电池，如200km的续航里程。这样既可降低车辆成本，又可减轻车辆的重量。
第二，正常运行时只要付电费和充电站的管理服务费用就可以，不需承担昂贵的电池维护费用，因此可以大大降低电动汽车的运行成本。用户甚至可以买没有电池的裸车，以租借的形式向充电站租用电池，实现真正意义上的电池共享。
第三，由于全国范围内电池共享，可以大大提高电池的利用率，避免很多电池处于闲置状态。
第四，更换电池时充电站根据换下来的电池的剩余电量适当减扣费用，让用车人员可以根据车辆运行情况和离充电站的距离适当提前更换，避免里程焦虑感，同时不增加运行费用。
第五，每个电池都有唯一的身份标记，有利于电池的全程跟踪，避免假冒伪劣的劣质电池进入。
第六，充电统一在充电站完成，充电站可以在电网的谷电时间段预先给电池充好电，提高电网的安全性。同时，可以采取正常的充电模式而不是快充模式，保证充电设备和电池的安全，提高电池的工作寿命。
第七，电池存放在充电站，可以根据需要设定充电站的室内温度，使得电池处于最佳工作温度状态。一旦换上，立即可以正常工作，不需长时间的预热过程。
附图说明
图1为发明的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种标准化车用动力电池，包括电池盒1及设置在电池盒1内的电池本体2。电池盒1上设置有电极接口3和通讯接口4，通讯接口4采用电通讯接口或光通讯接口。电池盒1内设置有通讯模块5、电池身份识别模块6、充电信息记录模块7、工作状态记录模块8、日期与时钟单元9、信息采集测量单元10。所有模块或单元由电池本体供电，信息存储采用非挥发性存储器。
电极接口3与电池本体的电极相接，在更换电池时实现快速断开和连接。
通讯接口4为标准工控通讯接口，汽车中控单元或充电站通过通讯接口4读取电池的所有信息，包括对电池进行身份识别，读取电池充放电、工作温度等历史数据及剩余电量计算。
通讯模块5与通讯接口4相接，通过通讯接口4读取通讯模块5接收到的信息。
电池身份识别模块6与通讯模块5相接，电池身份识别模块6内存储电池相关信息，包括全国唯一的电池序列号、电池容量、额定工作电压、生产厂家、生产日期、生产批号，通过通讯接口4读取。
充电信息记录模块7与通讯模块5相接，充电信息记录模块7记录电池的充电历史信息，包括充电日期、充电时间、充电次数、充电电流、充电电压、电池温度；使用者通过通过通讯接口4读取充电历史信息，然后利用专用软件充分了解该电池的充放电历史及分析其当前的状态。
工作状态记录模块8与通讯模块5相接，工作状态记录模块8全程记录电池工作时的日期、时间、放电电流、放电电压、电池温度，汽车中控系统通过通讯模块读取，并判断电池的工作状态和剩余容量。若发生异常，中控系统发出电池异常警报，使用者通过通讯接口4读取，然后利用专用软件充分了解该电池当前的工作状态。
日期与时钟单元9分别与充电信息记录模块7和工作状态记录模块8相接，为充电信息记录模块7和工作状态记录模块8提供实时日期和时间数据。
信息采集测量单元10分别与充电信息记录模块7和工作状态记录模块8相接，信息采集测量单元10通过温度传感器采集电池的温度，通过电压传感器测量电池的输出电压，通过电流传感器测量电池的充放电电流，并提供给充电信息记录模块7和工作状态记录模块8。
以上各个单元或模块本身根据所需功能，本领域技术人员可自行设计，为本领域的常识性技术，本发明的意义在于在电动汽车动力电池上设置以上接口、模块或单元。电动汽车电池的标准使得可以通过更换电池快速完成补充电量的过程，从根本上解决现有充电式电动汽车的缺点，增加纯电动汽车的竞争力。

Claims (2)

1.一种标准化车用动力电池，包括电池盒及设置在电池盒内的电池本体；其特征在于：
所述的电池盒上设置有电极接口和通讯接口，电池盒内设置有通讯模块、电池身份识别模块、充电信息记录模块、工作状态记录模块、日期与时钟单元、信息采集测量单元；所有模块或单元由电池本体供电，信息存储采用非挥发性存储器；
所述的电极接口与电池本体的电极相接；所述的通讯接口为标准工控通讯接口，汽车中控单元或使用人员通过通讯接口读取电池的所有信息；
所述的通讯模块与通讯接口相接，汽车中控单元或使用人员通过通讯接口读取通讯模块接收到的信息；
所述的电池身份识别模块与通讯模块相接，电池身份识别模块内存储电池相关信息，包括全国唯一的电池序列号、电池容量、额定工作电压、生产厂家、生产日期、生产批号；
所述的充电信息记录模块与通讯模块相接，充电信息记录模块记录电池的充电历史信息，包括充电日期、充电时间、充电次数、充电电流、充电电压、电池温度；
所述的工作状态记录模块与通讯模块相接，工作状态记录模块全程记录电池工作时的日期、时间、放电电流、放电电压、电池温度，汽车中控系统通过通讯模块读取，并判断电池的工作状态和剩余容量；
所述的日期与时钟单元分别与充电信息记录模块和工作状态记录模块相接，为充电信息记录模块和工作状态记录模块提供实时日期和时间数据；
所述的信息采集测量单元分别与充电信息记录模块和工作状态记录模块相接，信息采集测量单元通过温度传感器采集电池的温度、通过电压传感器测量电池的输出电压、通过电流传感器测量电池的充放电电流，并提供给充电信息记录模块和工作状态记录模块。
2.如权利要求1所述的一种标准化车用动力电池，其特征在于：所述的通讯接口采用电通讯接口或光通讯接口。
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