CN112026579A

CN112026579A - 车辆电池更换系统及其控制方法

Info

Publication number: CN112026579A
Application number: CN201911166862.0A
Authority: CN
Inventors: 李尚宪; 黄珍皓; 车东垠
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Priority date: 2019-06-03
Filing date: 2019-11-25
Publication date: 2020-12-04
Also published as: KR20200139309A; US11603009B2; EP3747691A1; KR102391003B1; US20200376977A1

Abstract

本发明涉及一种车辆电池更换系统及其控制方法，该系统包括：电池充电器，被配置为在其中存放多个电池，并且包括第一电池锁定装置，被配置为当每个电池从电池充电器中取出时被解锁，并被配置为当在电池充电器中存放电池时被锁定，当相应电池的荷电状态不足时，电池充电器对已存放的电池中的电池充电；以及服务器，被配置为与电池充电器和车辆通信，并在从车辆接收到充电请求时将车辆引导至电池充电器的位置，当车辆通过认证时控制第一电池锁定装置被解锁，并且当已认证的车辆与电池充电器之间的电池更换完成时控制第一电池锁定装置被锁定。

Description

车辆电池更换系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种车辆电池更换系统及其控制方法，其中，房主在其房屋的停车区域中安装有电池充电器，并且允许为其他人的车辆的电池更换新电池，以便从中获利，从而消除了车主对电动车辆电池等的担忧。

背景技术

近来，由于环境问题，电动车的供应增加了。然而，对于电动车辆而言，电池的充电是必不可少的，因此对于没有建立对电池充电的基础设施的区域，电动车辆的供应受到限制。

因此，近来已经展开研究了一项关于更换电池而不是给电池充电的技术，但是这还需要足够的更换电池的基础设施供应，以期望电动车辆的广泛使用。

然而，在相关技术中，用于充电或更换电池的基础设施很少，因此获得这种基础设施很难，导致电动车辆的充足供应受到限制。

上述内容仅旨在帮助理解本发明的背景技术，并非旨在表示本发明落入本领域技术人员已知的相关技术范围之内。

发明内容

考虑到在相关技术中出现的上述问题而提出本发明，并且本发明旨在提出一种车辆电池更换系统及其控制方法，其中，房主在其房屋的停车区域中安装有电池充电器，并且允许为其他人的车辆的电池更换新电池，以便从中获利，从而消除了车主对电动车辆电池等的担忧。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，一种车辆电池更换系统包括电池充电器，被配置为在电池充电器中存放多个电池，该电池充电器包括第一电池锁定装置，被配置为当从电池充电器中取出每个电池时被解锁，并当在电池充电器中存放电池时被锁定。当电池的荷电状态不足时，电池充电器对存放的电池中的相应电池充电。车辆电池更换系统还包括服务器，该服务器与电池充电器和车辆通信，并在从车辆接收到充电请求时将车辆引导至电池充电器的位置。该服务器被配置为当车辆通过认证时控制第一电池锁定装置被解锁，并且当已认证的车辆与电池充电器之间的电池更换完成时控制第一电池锁定装置被锁定。

当车辆通过认证并且车辆管理者完成电池更换支付时，服务器可以控制第一电池锁定装置被解锁。

在车辆管理者完成电池更换支付之后，服务器可以与停车区域的管理者进行电池更换的费用结算。

服务器可以包括关于存放在电池充电器中的每个电池的耐久性信息，并且该服务器可以被配置为与车辆管理者进行电池更换的支付，该支付包括押金，并且在已认证的车辆和电池充电器之间的电池更换完成时，根据更换的电池的耐久性，从押金中扣除差额，然后将剩余押金退还给车辆管理者。

当从车辆移入电池充电器的电池的耐久性高于从电池充电器移入车辆的电池的耐久性时，服务器可以将全部押金退还给车辆管理者。

电池充电器可以包括关于存放在电池充电器中的每个电池的耐久性信息，并且服务器可以被配置为与车辆管理者进行电池更换的支付，支付包括押金，并且在认证的车辆和电池充电器之间的电池更换完成时，根据更换的电池的耐久性，从押金中扣除差额，然后将剩余押金退还给车辆管理者。

服务器可以包括关于存放在电池充电器中的每个电池的耐久性信息，并且可以确定耐久性下降到预定水平或低于预定水平的电池需要被回收。

当服务器将车辆引导到电池充电器的位置时，服务器可以向车辆提供引导信息，该引导信息包括关于距车辆的距离、电池的数量、电池耐久性和更换价格的信息中的至少一条。

服务器可以在车辆通过认证时控制车辆的第二电池锁定装置被解锁，并且可以在已认证的车辆与电池充电器之间的电池更换完成时控制第二电池锁定装置被锁定。

服务器可以在从车辆接收到到达信息时确定车辆到达停车区域，并且可以在车辆通过认证并到达停车区域时控制第一电池锁定装置被解锁。

服务器可以被配置为当与车辆管理者完成电池更换的支付时，将密码信息提供给车辆管理者的终端或车辆，以当从车辆管理者的终端或车辆接收到密码信息时确定车辆到达停车区域，并且当车辆通过认证并到达停车区域时控制第一电池锁定装置被解锁。

车辆管理者可以是可以车主或车辆驾驶员，并且可通过与车辆直接无线通信或经由车辆管理者的终端无线通信来执行服务器与车辆之间的通信。

停车区域可以是房屋的停车区域，并且当存放在电池充电器的电池荷电状态不足时，电池充电器可以接收来自电池充电器所属房屋的电力，以对电池充电。

根据本发明的另一方面，一种控制车辆电池更换系统的方法包括：服务器从车辆接收充电请求；服务器将车辆引导至电池充电器的位置；在服务器和车辆之间执行认证；在车辆通过认证时服务器控制电池充电器的电池锁定装置被解锁；并且当已认证的车辆与电池充电器之间的电池更换完成时，服务器控制电池锁定装置被锁定。

根据本发明的车辆电池更换系统及其控制方法，房主在房屋的停车区域中安装有电池充电器，并且允许为其他人的车辆的电池更换新电池，以便从中获利。这样，车主便能消除对电动车辆电池等的担忧。

附图说明

结合附图，本发明的以上和其他目的、特征和其他优点将从下面的详细描述中更清楚地理解，其中：

图1示出了根据本发明的一个示例性实施方式的车辆电池更换系统的配置示图；

图2示出了根据本发明的一个示例性实施方式的车辆电池更换系统的电池充电器示图；

图3示出了根据本发明的一个示例性实施方式的车辆电池更换系统中的车辆示图；

图4示出了根据本发明的一个示例性实施方式的控制车辆电池更换系统的方法的流程图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的一个示例性实施方式的车辆电池更换系统的配置示图。图2示出了根据本发明的一个示例性实施方式的车辆电池更换系统的电池充电器示图。图3示出了根据本发明的一个示例性实施方式的车辆电池更换系统中的车辆示图。图4示出了根据本发明的一个示例性实施方式的控制车辆电池更换系统的方法的流程图。

图1示出了根据本发明的一个示例性实施方式的车辆电池更换系统的结构示图。根据本发明的车辆电池更换系统包括：电池充电器300，设置在停车区域110的左侧，装有多个电池310(见图2)，并且具有电池锁定装置330(见图2)，当取出每个电池310时电池锁定装置330被解锁，当存放电池存放时电池锁定装置330被锁定，当存放的电池310的荷电状态不足时，电池充电器对电池310充电；以及服务器500，与电池充电器300和车辆700通信，并在从车辆700接收到充电请求时将车辆700引导至电池充电器300的位置，该服务器在车辆700通过认证时控制电池充电器300的电池锁定装置330，并在已认证的车辆700与电池充电器300之间的电池更换完成时，控制电池充电器300的电池锁定装置330。

对于电动车辆等的情况，车辆700中配备的高压电池760(见图3)为车辆700提供驱动能量，因此需要定期对高压电池760充电。但是，使用当前的电池技术，充电需要很长时间。因此，在本发明中，可以对电池充电，但是本发明特别针对电池更换的方法。

为此，本发明包括设置在房屋100的停车区域110中的电池充电器300和服务器500。此外，车辆700与电池充电器300或服务器500通信以合理支付电池的更换。

具体地，电池充电器300设置在停车区域110周围，即停车区域110的左侧，以便停车区域110的拥有者或其他人的车辆700可以停入并进行电池更换。因此，其他车辆的驾驶员可以方便地更换电池，并且解决了电动车辆充电的不便，从而提高了电动车辆的可用性。建筑物或停车区域的拥有者可以从电池更换业务中获得独特的利润，这是对每个人都有益的系统。

同时，电池充电器300设置有装载在其中的多个电池310，并且设置有电池锁定装置330，该电池锁定装置330在每个电池310被取出时被解锁，并且在存放电池310时被锁定。图2示出了根据本发明的一个实施方式的车辆电池更换系统的电池充电器示图。如图2所示，电池充电器300设置有以可滑动方式装入其中的多个电池310。此外，为了防止电池310的任意取出，还设置有电池锁定装置330。电池锁定装置330仅在允许时才被解锁和打开，从而实现为保护电池免受风吹雨打并防止其他人强行取出的门。

此外，电池充电器300被配置为当存放的特定电池310的荷电状态不足时，对电池310充电。连接器370被提供以对电池310充电并且从所属停车区域附近的房屋100接收电力，以对电池310充电，从而保持电池310处于随时可以更换的状态。

此外，服务器500通过有线或无线通信执行通信，并且与电池充电器300和车辆700通信。此外，当从特定车辆700远程接收到充电请求时，服务器500将车辆700引导至电池充电器300的位置。电池充电器安装在车辆700附近的多个建筑物或停车区域中的每一个地方，以便以这种方式向车辆提供关于不同电池充电器的信息，从而选择特定的电池充电器。

此外，服务器500在车辆700通过认证时控制充电器300的电池锁定装置330被解锁，并且在已认证的车辆700与电池充电器300之间的电池更换完成时控制电池充电器300的电池锁定装置330被锁定。作为车辆认证的示例，提供了一种方法，其中服务器通过无线通信认证车主、驾驶员或同行乘客的移动终端，或者直接与车辆通信以认证该车辆。

也就是说，当车辆700选择了特定的电池充电器300时，车辆700被引导至电池充电器300，并且仅当车辆700的认证完成时，电池充电器300的电池锁定装置330才被解锁，从而防止电池310被任意偷走。在更换电池之后，电池锁定装置330被锁定以保护电池310。

为此，电池锁定装置330在取出电池310并且插入新电池时确定电池更换完成。可选地，每个电池具有唯一的标识信息，并且利用该标识信息，可以识别出电池充电器300的电池310被装载在车辆700中，并且车辆700的高压电池760被装载在电池充电器300中。

图3示出了根据本发明的一个示例性实施方式的车辆电池更换系统中的车辆示图。该车辆的低门侧室(low door side chamber)720中配备有高压电池760，以向驱动单元提供动力。此外，在高压电池760可以滑动通过的开口处，设置有电池锁定装置740，以允许取出或存放高压电池760。电池锁定装置740实施为门或各种锁具。此外，车辆700设置有通信单元780，以与服务器500通信，或通过车辆乘员的移动终端900与服务器通信。

同时，当车辆700通过认证并且与车辆管理者完成电池更换的支付之后，服务器500控制电池充电器300的电池锁定装置330被解锁。也就是说，车辆管理者需要来自服务器500的车辆700的认证，并且即使认证完成，也只有在完成了电池更换的支付后，电池充电器300的电池锁定装置330才被解锁。支付可以通过信用卡、转账等在线方式进行。车辆管理者是指，例如有权管理车辆电池的车主或驾驶员或本发明的业务用户。

此外，在与车辆管理者完成电池更换的支付之后，服务器500与停车区域的管理者进行电池更换的费用结算。也就是说，可以先由车辆管理者向服务器500支付更换费用，再通过支付将费用转给电池充电器的管理者或停车区域的管理者。停车区域的管理者是指，例如拥有该停车区域的建筑物或房屋的拥有者或管理者，或者是指例如停车区域的专业管理者。

通过这种结构，车主为充满电的电池支付了合理的价格，以方便地获得电力，并且建筑物的管理者获得了额外的收入。

服务器500包括关于存放在电池充电器300中的每个电池310的耐久性的信息。当由车辆管理者进行电池更换的支付时，该支付包括押金。当已认证的车辆700和电池充电器300之间的电池更换完成时，根据已更换电池的耐久性，从押金中扣除差额，然后将剩余押金退还给车辆管理者。也就是说，根据电池的使用次数和使用环境(这是由电池的耐久性或效率来表示的)，电池会逐渐劣化。服务器500监测电池的使用次数和使用环境，并跟踪电池充电器300或车辆700中装载的每个电池的耐久性，以将耐久性的相关信息存放在数据库中。

此外，在更换车辆700的电池之前，押金由车主担保，并且在更换电池之后，押金将进行结算。也就是说，当车辆的高压电池760的耐久性低于电池充电器300的电池310的耐久性时，从押金中扣除相应的金额，并退还剩余押金，从而公平更换电池，各方互不损失。

此外，当从车辆700移入电池充电器300的电池的耐久性高于从电池充电器300移入车辆700的电池的耐久性时，服务器500可以将全部押金退还给车辆管理者。也就是说，在这种情况下，这种结构使车主可能遭受损失，因此根据该情况，要么退还所有已支付的押金，要么提供高于该押金的金额。即使将状态良好的电池放入电池充电器300中，也至少需要缴付全额押金。

作为另一实施方式，电池充电器300包括关于存放在电池充电器300中的每个电池310的耐久性的信息。服务器500与车辆管理者进行电池更换的支付，其中该支付包括押金。当已认证的车辆700和电池充电器300之间的电池更换完成时，根据已更换电池的耐久性，从押金中扣除差额，然后将剩余押金退还给车辆管理者。也就是说，关于电池耐久性的信息存放在电池充电器300中，而不是由服务器500管理，因此服务器500可以利用该信息通过通信来结算押金。

同时，服务器500包括关于存放在电池充电器300中的每个电池310的耐久性信息，并且确定耐久性下降到预定水平或低于预定水平的电池310需要被回收。这样，存放在电池充电器300中的电池310在车辆中使用时不会引起任何问题。耐久性下降过多的电池310在将来由服务管理者更换，因此只有在使用中没有问题的电池310才在车辆中循环使用，以确保用户不会对服务感到不满意。

此外，当服务器500将车辆700引导至电池充电器300的位置时，该引导信息包括关于距车辆700的距离、电池的数量、电池耐久性，或提供给车辆700的更换价格的信息中的至少一条。由此，车辆的驾驶员能够通过选择电池充电器300来找到所需的电池充电器300。

此外，服务器500在车辆700通过认证时控制车辆700的电池锁定装置740被解锁，并且在已认证的车辆700与电池充电器300之间的电池更换完成时控制车辆700的电池锁定装置740被锁定。也就是说，不仅电池充电器300的电池锁定装置330，还有车辆700的电池锁定装置740均被控制以被锁定或被解锁。由此，可以防止高压电池760不必要地或不安全地从车辆700脱离，并且可以防止车辆的高压电池760任意丢失。因此，在这种情况下，只有当车辆700通过认证时，车辆的电池锁定装置740才被解锁，并且当电池更换完成时，车辆的电池锁定装置740才被锁定。

此外，当服务器500从车辆700接收到到达信息时，服务器500确定车辆700到达停车区域110。当车辆700通过认证并到达停车区域110时，服务器500控制电池充电器300的电池锁定装置330被解锁。具体地，当与车辆管理者完成电池更换的支付时，服务器500将密码信息提供给车辆管理者的终端900或车辆700。服务器500从车辆管理者的终端900或管理者车辆700接收密码信息，并且当密码匹配时确定车辆700到达停车区域110。当车辆700通过认证并且到达停车区域110时，服务器500控制电池充电器300的电池锁定装置330被解锁。

也就是说，当在车辆700到达之前电池充电器300的电池锁定装置被解锁时，电池310可能会丢失，因此电池充电器300的电池锁定装置可以在车辆700到达时被解锁并且进行电池更换。为此，服务器500跟踪车辆700的位置以检测车辆到达停车区域110。可选地，在车辆管理者到达停车区域110之后，车辆管理者或车辆管理者的移动终端900将密码输入电池充电器300管理者，从而能够通过服务器500使电池锁定装置330被解锁。此外，只有在用户通过认证以及电池更换的支付完成后才会给出密码，从而安全地管理电池。

在此，车辆管理者是车主或车辆驾驶员，并且可通过与车辆直接无线通信或经由车辆管理者的终端900的无线通信来执行服务器500与车辆700间的通信。此外，停车区域110是房屋100的停车区域110。当存放在电池充电器300中的电池310的荷电状态不足时，电池充电器300从电池充电器300所属的房屋100接收电力，以便对电池310充电。

图4示出了根据本发明的实施方式的控制车辆电池更换系统的方法流程图。本发明的控制车辆电池更换系统的方法包括：服务器从车辆接收充电请求；服务器将车辆引导至电池充电器的位置；在服务器和车辆之间执行认证；服务器在车辆通过认证时控制电池充电器的电池锁定装置被解锁；当已认证的车辆与电池充电器之间的电池更换完成时，服务器控制电池充电器的电池锁定装置被锁定。

具体地，首先，在步骤S110，应用程序在车辆管理者的移动终端上运行。然后，在步骤S120，服务器从车辆或终端接收需要更换的电池数量。在步骤S130，服务器经由终端在其上提供多个电池充电器的位置和信息。在步骤S140，车辆管理者选择所需的电池充电器。在步骤S150，经由终端执行车辆管理者的认证。在步骤S160，按照服务器的指示支付所需的更换费用和押金。

在确认支付完成后，服务器执行解锁控制，以便取出车辆的相应电池。在步骤S170，生成密码并将其提供给车辆管理者。在步骤S180，引导到相应的电池充电器，或者通过自动驾驶来执行。在步骤S200，将车辆停入指定停车区域中，并且在确认密码之后，在步骤S210，解锁相应电池充电器的电池锁定装置。当密码错误时，在步骤S220中再次执行密码的认证和签名。

当在步骤S230中完成电池更换时，在步骤S240中将电池充电器和车辆的电池锁定装置锁定，从而保护电池。

在步骤S300中检查更换的电池的耐久性。当车辆中的电池的耐久性更高时，在步骤S310中退还全部押金。当电池充电器中的电池的耐久性更高时，在步骤S320中扣除与耐久性的差值相应的金额，并且在步骤S330中结算并退还余额。因此，此交易对双方都公平。

根据本发明的车辆电池更换系统及其控制方法，房主在其房屋的停车区域中安装有电池充电器，并且允许为其他人的车辆的电池更换新电池，以便从中获利。这样，车主便能消除对电动车辆电池等的担忧。

尽管已出于说明性目的描述了本发明的示例性实施方式，但本领域的技术人员将理解，在不脱离随附权利要求中公开的本发明的范围和精神的情况下，可以进行各种修改、添加和替换。

Claims

1.一种车辆电池更换系统，包括：

电池充电器，被配置为在所述电池充电器中存放多个电池，并且包括第一电池锁定装置，所述第一电池锁定装置被配置为当从所述电池充电器中取出每个所述电池时被解锁，并且被配置为当在所述电池充电器中存放所述电池时被锁定，当所述电池的荷电状态不足时，所述电池充电器为存放的所述电池中的对应电池充电；以及

服务器，被配置为：

与所述电池充电器和车辆通信，并在从所述车辆收到充电请求时将所述车辆引导至所述电池充电器的位置，

当所述车辆通过认证时，控制所述第一电池锁定装置被解锁；并且

当已认证的所述车辆与所述电池充电器之间的电池更换完成时，控制所述第一电池锁定装置被锁定。

2.根据权利要求1所述的车辆电池更换系统，其中，当所述车辆通过认证并且与车辆管理者的电池更换的支付完成之后，所述服务器控制所述第一电池锁定装置被解锁。

3.根据权利要求2所述的车辆电池更换系统，其中，在与所述车辆管理者完成所述电池更换的支付之后，所述服务器与停车区域的管理者进行所述电池更换的费用结算。

4.根据权利要求2所述的车辆电池更换系统，其中，所述服务器包括关于所述电池充电器中的每个所述电池的耐久性的信息，并且

其中，所述服务器配置为：

与所述车辆管理者进行所述电池更换的支付，所述支付包括押金，并且

在已认证的所述车辆和所述电池充电器之间的所述电池更换完成时，根据已更换的所述电池的耐久性，从所述押金中扣除差额，然后将剩余押金退还给所述车辆管理者。

5.根据权利要求4所述的车辆电池更换系统，其中，当从所述车辆移入所述电池充电器的电池的耐久性高于从所述电池充电器移入所述车辆的电池的耐久性时，所述服务器将全部押金退还给所述车辆管理者。

6.根据权利要求2所述的车辆电池更换系统，其中，所述电池充电器包括关于所述电池充电器中的每个所述电池的耐久性的信息，并且

其中，所述服务器配置为：

7.根据权利要求1所述的车辆电池更换系统，其中，所述服务器包括关于所述电池充电器中的每个所述电池的耐久性的信息，并且确定所述耐久性下降到预定水平或低于预定水平的电池需要被回收。

8.根据权利要求1所述的车辆电池更换系统，其中，当所述服务器将所述车辆引导至所述电池充电器的位置时，所述服务器向所述车辆提供引导信息，所述引导信息包括距所述车辆的距离、所述电池的数量、所述电池的耐久性和更换价格中的至少一条信息。

9.根据权利要求1所述的车辆电池更换系统，其中，所述服务器在所述车辆通过认证时控制所述车辆的第二电池锁定装置被解锁，并且当已认证的所述车辆与所述电池充电器之间的所述电池更换完成时控制所述第一电池锁定装置被锁定。

10.根据权利要求1所述的车辆电池更换系统，其中，所述服务器在从所述车辆接收到到达信息时确定所述车辆到达停车区域，并且在所述车辆通过认证并到达所述停车区域时控制所述第一电池锁定装置被解锁。

11.根据权利要求2所述的车辆电池更换系统，其中，所述服务器配置为：

当与所述车辆管理者完成所述电池更换的支付时，将密码信息提供给所述车辆管理者的终端或所述车辆，

当从所述车辆管理者的终端或所述车辆接收到所述密码信息时，确定所述车辆到达停车区域，并且

当所述车辆通过认证并到达所述停车区域时，控制所述第一电池锁定装置被解锁。

12.根据权利要求2所述的车辆电池更换系统，其中，所述车辆管理者是车主或车辆驾驶员，并且

其中，所述服务器与所述车辆间的通信通过与所述车辆的直接无线通信或经由所述车辆管理者的终端的无线通信来执行。

13.根据权利要求3所述的车辆电池更换系统，其中，所述停车区域是房屋的停车区域，并且

其中，当存放在所述电池充电器中的所述电池的荷电状态不足时，所述电池充电器接收来自所述电池充电器所属的房屋的电力，以对所述电池充电。

14.一种控制车辆电池更换系统的方法，所述方法包括：

服务器接收来自车辆的充电请求；

所述服务器将所述车辆引导至电池充电器的位置；

在所述服务器和所述车辆之间执行认证；

所述服务器在所述车辆通过认证时控制所述电池充电器的第一电池锁定装置被解锁；并且

所述服务器在已认证的所述车辆和所述电池充电器之间的电池更换完成时，控制所述第一电池锁定装置被锁定。