CN115836001A - 多模块化全电动车辆系统 - Google Patents

Abstract

本发明的全电动多模块化车辆系统由驾驶模块和不同类型的非驾驶车辆模块组成，诸如用于更多乘客的增强容量模块、运动型多用途模块、卡车拖斗模块、休旅车辆模块、四轮驱动模块和货运卡车模块等。当给出命令时，所述车辆模块应自动配置为一辆车，或根据命令分离回单独的车辆模块。整个联接和配置以及解除联接和解除配置可以用无线用户设备来操作。模块化车辆系统为用户提供不同的能力和功能选项，以及节省成本和更高效的车辆利用率。车主可以购买一组特定的模块，同时在需要时通过车辆租赁服务或连接模块化车辆车主的媒体网络出租或租赁或交换其它非驾驶模块。

Description

多模块化全电动车辆系统

相关申请的交叉引用

本专利合作条约(PCT)国际申请要求于2021年6月6日在美国专利商标局提交的申请号为17/340,026、题为“Multi-Modular All Electric Vehicle System[多模块化全电动车辆系统]”的非临时专利申请的优先权和权益，其要求于2021年5月12日提交的美国临时专利申请序列号63/187,650、2020年11月29日提交的美国临时专利申请序列号63/118,953、和2020年9月12日提交的美国临时专利申请序列号63/077,622的优先权和权益。以上引用的专利申请的说明书通过引用以其全部内容并入本文。

技术领域

本发明涉及模块化电动车辆，更具体地但非限制性地涉及一种多模块化电动车辆系统，所述系统为车辆模块提供多种能力和功能，所述模块可以基于需求被机动地联接和配置为不同类型的车辆。

背景技术

车辆设计有预定义的功能和能力，当用户需要车辆时，他们购买具有既定的功能和能力的车辆。当用户需要用于不同目的和能力的不同车辆时，大多数用户将不得选择他们最常使用的车辆类型。购买具有不同功能的所有类型的车辆是不可行的并且也不符合成本效益。目前设计模块化车辆主要是为了让制造商将生产线标准化，以简化生产程序并节省成本。许多车辆类型采用通用部件，诸如其中一些能够改变长度的底盘结构，以用于组装不同型号和结构的车辆。

如果可以向用户提供模块化车辆系统从而提供具有不同能力和功能的车辆模块，并且进一步能够将这些模块配置和联接到不同车辆中作为拥有多个车辆的替代解决方案将是非常有益的。

电动车辆时代使之成为可能，并且可以利用其核心部件来创建用于本发明的平台。全电动车辆(“AEV”)具有与汽油动力车辆不同的部件和结构，诸如但不限于全电动车辆没有油箱、没有排气系统，但有替代型动力传动系统。由于这些元件的布局，在传统汽油车上发现的前述元件使其不可能重新配置。替代性地，电动车辆上的底盘结构是扁平的，并且主要用于安装电池。一般来说，车辆的前部具有操作部件，诸如但不限于机械的和计算机化的控制系统、仪表盘和气候控制系统，并且此外，AI(人工智能)软件和大部分IP(知识产权)相关成本也集中在车辆的这一部分内。全电动车辆前部的部件和结构成本大约为前述成本的70％，而车辆的其余部分约占制造车辆总成本的30％。

全电动车辆可采用具有车辆前部和车辆后部的模型，其中前部将是具有操作车辆所需的所有操作部件的驾驶模块，而车辆的后部(非驾驶模块)将可释放地固定至所述前部。提供替代型后部以允许用户拥有这样的车辆：所述车辆包括替代型可互换后部以便根据需要使车辆提供不同的功能。此外，在本发明的范围内考虑的模块化车辆也可以有助于在制造车辆的制造过程中减少能量消耗，并进一步减少社会整体使用的车辆数量，随着全球人口持续增长，这有助于实现旨在节省环境和自然资源的绿色目标。

发明内容

本发明的目的是提供一种电操作的模块化车辆，其具有第一模块和可释放地固定到所述第一模块的第二模块，其中所述第一模块是操作模块(驾驶模块或“头部”)，具有用于提供所述电操作车辆的操作的所有所需部件。

本发明的另一目的是提供一种车辆，其中所述车辆由可释放地固定的两个模块组成，其中本发明的第二模块(非驾驶模块或“尾部”)以各种样式提供，以实现不同的应用功能。

本发明的又一目的是提供一种电操作的模块化车辆，其具有第一模块和可释放地固定到所述第一模块的第二模块，其中所述第一模块包括车辆控制功能以及可操作地联接到其上的电机和电源。

本发明的另一目的是提供一种车辆，其中所述车辆包括可释放地固定的两个模块，其中除了两个常规轮之外，所述第一模块包括安装在模块后部的可伸缩单轮和车辆前端部分的轮胎组件。当第一模块和第二模块联接并准备好作为一个车辆操作时，所述可伸缩单轮缩回到其容纳隔间中。

本发明的另一目的是提供一种电操作的模块化车辆，其具有第一模块和可释放地固定到所述第一模块的第二模块，其中所述第一模块和所述第二模块具有独立且可调整的悬架部件。

本发明的又一目的是提供一种电操作的模块化车辆，其具有可释放地固定的第一模块和第二模块，其中所述第二模块具有安装在所述模块后部的至少两个轮以及安装在第二模块的前端部分处的可伸缩且可调整的停放支撑结构，当所述第一模块和所述第二模块联接并准备好作为一个车辆操作时，所述可伸缩且可调整的停放支撑结构缩回到其容纳隔间中。

本发明的又一目的是提供一种车辆，其中所述车辆由可释放地固定的两个模块组成，其中一些类型的所述第二模块包括安装在所述第二模块的前端的可伸缩门或可移除门，当所述第二模块未可操作地联接到所述第一模块时所述可伸缩门或可移除门展开，此外一些其它类型的所述第二模块具有盖住所述第二模块的前端的壁。

本发明的另一目的是提供一种电操作的模块化车辆，其具有第一模块和可释放地固定到所述第一模块的第二模块，其中本发明包括车辆自动联接和配置系统，用于完成所述第一模块可操作地联接到第二模块的程序。

本发明的又一目的是提供一种监控系统，其具有安装在所述第一模块上并配置有车辆自动联接和配置系统的传感器和/或摄像头，并且具有安装在第二模块上的与所述车辆自动联接和配置系统通信的传感器和/或摄像头，所述监控系统向自动化车辆联接和配置系统发送关于联接过程中模块的位置和状态以及地面和周围状况的信号和/或图像，以辅助联接和配置过程，以及监控车辆联接区域内的安全情况。

此外，第一模块上的自动车辆联接和配置系统被配置为指令第一模块上的可伸缩单轮、第一模块和第二模块上的独立可调悬架、和第二模块上的停放支撑结构可操作地对准、将第一模块和第二模块调平且排成一条直线，以便准确地连接第一模块和第二模块上的底盘和车身联接器。

并且进一步出于重新联接程序的目的，所述自动车辆联接和配置系统被配置为仅当地面调平状况在第一模块和第二模块上的独立且可调节的悬架的允许可调节范围内并且在第二模块上的可伸缩且可调节的停车支撑结构的允许可调节范围内时，指令第一模块和第二模块启动解除联接程序。

本发明的又一目的是提供安装在第一模块和第二模块上并配置有与车辆操作和控制系统连接的传感器和/或摄像头，并且所述车辆操作和控制系统从所述传感器和/或摄像头接收关于道路状况的信号和/或图像，并且进一步地，所述车辆操作和控制系统发送指令以可操作地调整第一模块和第二模块上的可调独立悬架的位置，以实现车辆操作的安全性和平稳性。

此外，由于第二模块(非驾驶模块)的尺寸和重量不同，因此当第一模块和第二模块联接时，车辆平衡中心也不同，所述车辆操作和控制系统被配置成当从所述传感器和/或摄像机接收到关于道路状况的信号时，根据不同的车辆平衡中心发送指令并可操作地调整第一模块和第二模块上的独立可调节悬架，以实现车辆操作的安全性和平稳性。

本发明的又一目的在于提供一种电力电子联接系统，用于在第一模块与第二模块联接时联接和连接第一模块与第二模块之间的电线和电子通信。

本发明的又一目的是提供安装在第一模块和第二模块上安装电池，并且由车辆模块的供电系统可操作地且协调地控制电源。

本发明的另一目的是提供一种车辆，其中所述车辆包括可释放地固定的两个模块，其中所述第二模块可以进一步包括由所述车辆操作和控制系统可操作地控制的附加电机。

本发明的又一目的进一步包括所述联接和配置控制器被可操作地配置为从用户设备接收指令，其中所述用户设备经由无线通信协议可通信地联接到所述联接和配置控制器。

本发明的又一目的在于，所述驾驶模块和所述非驾驶模块包括数字标识。

本发明的又一目的还在于提供一种分配授权码的车辆模块，以允许驾驶模块和非驾驶模块联接和配置。

为了实现上述和相关的目的，本发明可以以附图中所展示的形式体现。需要注意的是，附图仅是说明性的。各种不同的组合变化也是本发明的一部分，其局限仅由权利要求书的范围限定。

附图说明

结合附图参考以下具体实施方式和所附权利要求书可以更完整地理解本发明，其中：

图1展示了联接为一个车辆的驾驶模块和非驾驶模块；

图2展示了具有内部结构和其他特征的联接的驾驶模块和SUV非驾驶模块；

图3A展示了驾驶模块和SUV非驾驶模块的底盘、框架和联接结构；

图3B展示了非驾驶模块上的可伸缩门结构；

图4展示了单轮向下的驾驶模块；

图5展示了驾驶模块上单轮结构的位置；

图6展示了驾驶模块上操作中的单轮的另一视图；

图7展示了驾驶模块上折叠并缩回到隔间中的单轮，所述隔间容纳所述单轮；

图8展示了驾驶模块上的联接系统的联接器；

图9展示了非驾驶模块上的可伸缩门；

图10展示了可伸缩门上的一对面板上的锁定和滑动托架；

图11展示了当可伸缩门处于关闭位置时，处于锁定位置的一对面板上的锁定托架；

图12展示了当可伸缩门向上移动到车身的较窄部分并缩回到非驾驶车辆的顶棚中时，处于释放位置的一对面板上的锁定托架；

图13展示了可伸缩门上的锁定和滑动托架移动；

图14展示了用于盖住非驾驶模块的开口部分的带有锁的可移除且可折叠的盖；

图15展示了驾驶模块上联接器的位置；

图16展示了非驾驶模块上联接器的位置；

图17展示了处于接合位置的非驾驶模块上的公框架联接器；

图18展示了处于接合位置的非驾驶模块上的公框架联接器的另一视图；

图19展示了公框架联接器上的锁定槽；

图20展示了公联接器与其锁定位置的联接过程；

图21展示了母框架联接器、锁定系统和传感器的位置；

图22展示了在非驾驶模块上的公联接器到达驾驶模块母连接器锁定位置之后锁定在驾驶模块上母联接器中的锁定系统的锁定销；

图23展示了驾驶模块和非驾驶模块上成束的电力电子插头；

图24展示了相互接合并锁定在一起的驾驶模块和非驾驶模块上的成束的电力电子插头；

图25展示了车身联接器接合和锁定过程；

图26展示了安装在非驾驶模块的顶部上的摄像机；

图27展示了与驾驶模块联接的卡车拖斗非驾驶模块；

图28展示了与驾驶模块联接的另一卡车拖斗非驾驶模块；

图29展示了卡车拖斗非驾驶模块的头部板中配置的功能；

图30展示了与驾驶模块联接的乘用厢式车非驾驶模块；

图31展示了与驾驶模块联接的工具/工作厢式车非驾驶模块；

图32展示了与驾驶模块联接的工具/工作厢式车非驾驶模块的另一视图；

图33展示了与驾驶模块联接的RV(休旅车辆)非驾驶模块：

图34展示了RV非驾驶模块；

图35展示了货运卡车非驾驶模块；

图36展示了货运卡车非驾驶模块的另一视图；

图37展示了安装在驾驶模块前端的传感器和/或摄像机；

图38展示了安装在驾驶模块和非驾驶模块的车身和底盘上的传感器或摄像头；

图39展示了安装在非驾驶模块的后端的传感器或摄像头；

图40A是展示模块化车辆配置和解除配置程序和过程的流程图；

图41是展示车辆供电调度程序的流程图；以及

图42是展示道路驾驶状况监控和车辆响应系统的逻辑流程图。

具体实施方式

在下文中，术语“多模块化电动车辆系统”、“车辆”、“车辆模块”、“模块化电动车辆系统”、“附接式车辆模块”、“驾驶模块”、“头部”、“非驾驶模块”、“尾部”、“挂车模块”、“挂车”、“分离式车辆模块”、“经配置车辆”、“具有四轮驱动功能的非驾驶模块”、“联接器”、“联接系统”、“子联接系统”、“多个联接器”、“联接和配置控制系统”、“联接和配置控制器”、“自动车辆联接和配置系统”、“联接和配置”、“解除联接和解除配置”、“车辆操作和控制系统”、“车辆操作控制器”等可以互换地使用并且可以指各种不同术语中的任何一个，联接系统和配置程序：车辆解除联接程序、控制系统、电控制器、车辆操作控制器及定义本发明的其他部件。

本发明的多模块化电动车辆系统由驾驶车辆模块2000和多个非驾驶车辆模块组成，诸如但不限于SUV模块2100、卡车拖斗车辆模块2200、工作/工具车辆模块2300、乘用车辆模块2400、休旅车辆模块2500和货运卡车模块2600。非驾驶模块还可以安装有电动引擎7200，用于四轮驱动或全轮驾驶模块车辆运行功能的要求。此外，电动引擎可能需要被用于较大的非驾驶模块，以确保组装这两个模块后其所需的驾驶和扭矩功率。

驾驶车辆模块2000在其中安装了作为具有两个前轮和位于车辆后部中间位置的单个可伸缩轮4100的独立车辆操作所需的所有元件。在一个实施例中，所述可伸缩的单轮4100安装在驾驶员座位与乘客座位之间的底盘区域上。它也可以安装在乘客长凳座位区域下方的底盘上，或者安装在驾驶车辆模块2000的其他区域。

驾驶车辆模块的前轮可操作地联接至电动引擎、转向系统、制动系统和其他驾驶控制和安全系统(本文中未具体展示)，以提供驾驶模块2000独立操作要求的功能。具有可伸缩且可调整系统4300的后单轮还可以配置有制动和悬架系统，以在驾驶模块独立操作而不与非驾驶模块联接时使用。在本发明的范围内进一步设想，如果驾驶车辆模块还被设计成可独立行驶的车辆，那么平衡和稳定系统也可被配置在车辆的后部。

当车辆独立操作而没有非驾驶车辆模块可操作地联接到其上时，单个可伸缩轮展开。当车辆配置有非驾驶车辆模块时，可伸缩轮4100缩回并用于底盘4600内的壳体中，密封盖4400进行密封。

在一个实施例中，驾驶模块的可伸缩单轮被设计成仅提供驾驶模块与非驾驶模块联接的功能。可伸缩轮4100的主要功能是提供用于将驾驶模块2000联接到非驾驶模块的简单后轮机构。针对这样的配置，可伸缩轮的尺寸可以减小以节省内部和外部空间。还应当理解，在本发明的范围内，可伸缩轮4100可配置为适当的尺寸，以协调驾驶模块2000的独立操作功能的要求。驾驶模块2000与非驾驶模块可操作地联接后，可伸缩轮4100缩回到其在底盘4600内的壳体中。

标准的联接和配置系统能够提供利用相同联接配置过程的多种类型的车辆模块。本发明的联接和配置机制和过程被标准化以促进驾驶模块2000可操作地联接到多个非驾驶模块。

电动机7100安装在驾驶模块2000上。驾驶模块2000进一步包括自动车辆操作控制系统，所述系统被配置为激活和应用不同的命令集并与本发明的操作元件通信，所述操作元件包括但不限于车辆操作和控制系统、制动系统和其他车辆操作部件。

此外，车辆操作控制系统提供必要的安全装置和安全功能以改善车辆乘员的驾驶体验。所有操作命令经由有线或无线通信在驾驶模块与非驾驶模块之间共享。

电动机7200可安装在非驾驶车辆模块2100内，并且与非驾驶模块的车轮可操作地联接。提供电动机7200为组装的车辆提供了后轮驱动、四轮驱动或全轮驱动的驱动功能选项。此外，由于其重量和尺寸，非驾驶模块2100可能需要电动机7200。

四轮或全轮驱动配置可以应用于非驾驶模块2100，诸如但不限于运动型多用途车辆、工作/工具或多用途厢型车、卡车、休旅车辆和货运卡车等。这种配置可以在非驾驶模块较大、较重或简单地需要驾驶模块车辆无法提供的更大马力时大大地增强车辆的马力。在一些实施例中，中等尺寸的驾驶模块可以配置有具有足够马力和负载能力的大且重的非驾驶模块。

如果驾驶模块和非驾驶模块都安装有电动机，则计算机化的车辆控制系统被配置为同步两个电动机之间的操作参数，其中所述操作参数包括但不限于速度。如果非驾驶模块2100在其上安装了与驾驶模块2000不同尺寸的轮胎，计算机化的车辆控制系统就协调所述操作参数，以实现不同轮胎尺寸的不同RPM(每分钟转数)和两个电动机的其他参数能够提供驾驶模块与非驾驶模块之间的同步运行速度。

如果非驾驶模块配置有电动机，则安装在其底盘和其他空间内的电池9900将为安装在其上的电动机供电。安装在驾驶模块和非驾驶模块上的电池9900被配置为向安装在驾驶模块2000和非驾驶模块2100上的电动机供电。如果非驾驶模块2100也安装有电动机，则驾驶模块2000与非驾驶模块2100之间的电力供应被协调，并且在本发明的范围内应当进一步理解的是，当需要时，电力可以在模块之间重新定向和交换。

当驾驶模块2000和非驾驶模块2100上的电池共同工作，仅向驾驶模块2000上的电机供电时，所述系统被设计成先从非驾驶模块2100上的电池获取电能，直到剩余电池电量达到编程的最小百分比，然后自动切换供电给驾驶模块2000上的电池。这种方法可以能够为车辆提供更多的行驶里程，同时为非驾驶车辆的操作需求保留电力，所述操作需求诸如联接和解除联接过程、通信、打开或关闭可伸缩门、乘客门和储物门等。

非驾驶模块具有位于模块后部的至少两个轮9600，并且进一步包括位于非驾驶模块前部的可伸缩停放支撑结构5200和5300，用于具有仅两个轮的非驾驶模块。当非驾驶模块停放时，可伸缩停放支撑结构5200向下延伸以支撑非驾驶模块。可伸缩停放支撑结构5200缩回到隔间5300中，其中隔间5300中进一步包括致动器，所述致动器被配置为使支撑结构在其展开位置与缩回位置之间移动。当驾驶模块2000和非驾驶模块2100可操作地联接以进行操作时，可伸缩停放支撑结构5200被放置在其容纳隔间5300中的缩回位置。

在驾驶模块被设计成能够独立地操作而没有可操作地联接到其上的非驾驶模块的配置中，驾驶模块的车身的后部安装有配置有致动器的可伸缩门。在本发明的范围内应进一步理解的是，被设计成仅与非驾驶模块一起操作的驾驶模块2000可以不需要安装可伸缩门。

可伸缩门6100被安装并配置有致动器6600，并且可以自动地缩回或部分地缩回非驾驶车辆模块的车顶和顶棚6700之间的空间。卡车拖斗、货运卡车和其他更大的非驾驶模块可能不需要可伸缩门，因此不存在可伸缩门。替代性地，前述模块类型可采用可仅部分地提升伸缩门，所述可伸缩门可以被配置为仅部分地提升以与驾驶模块联接和配置。

在可伸缩门完全遮蔽在车顶与顶棚之间的配置中，顶棚部分可装置大型LED屏幕6750，并且可操作地联接到安装在车顶上的摄像机6760。这种配置将允许坐在车辆该部分的乘客看到天空或车辆上方物体的实时视图，如同由传统车天窗提供的实时外景。

非驾驶模块上的可伸缩门被设计成在缩回和拉下过程中牢固地密封车辆舱室并随着车辆模块的车身和舱室形状的变化而调整门的宽度。在一种配置中，可伸缩门由具有多对面板的两部分(6210、6220)组成。被设计成将每对面板锁定在一起以形成一个面板结构的一对托架(6330、6335)安装在每对面板上。当可伸缩门被拉下在关闭位置时，托架安装在与锁定位置接合的位置。当门牢固地关闭时，锁定托架将两个面板牢固地锁定在一起。两对带有滑动通道6357的托架6355安装在每对面板上，在任何移动位置都将面板牢固地固定在一起。当门缩回时，随着面板被提升通过车身的上侧较窄部分并且每对面板朝向彼此移动并且门的所述部分变得较窄，释放成对的在锁定位置上的托架。

替代性地，安装有锁6850的可移动盖6800可用于在非驾驶模块不使用时牢固地盖住非驾驶模块的开口端。可移动盖可以在解锁后，方便地折叠并放置在车辆的储存区域或其他位置。可移动盖6800打开后，非驾驶模块准备好与驾驶模块联接。在非驾驶模块内部的顶棚和其他区域上没有空间来安装可伸缩门及其机械结构的实施例中，可使用可移动盖。此外，可移动盖可以显著降低制造非驾驶模块所需要的成本。由于在所有车辆模块上使用相同的联接系统，所述盖可用于具有开放前端的所有非驾驶模块。在本发明的范围内进一步设想的是，可伸缩门可以由高强度且轻质的材料制成，并且可以设计成手动拉上拉下以节省空间和成本。此外，如果驾驶车辆被设计成仅与非驾驶车辆联接和一起操作，则驾驶模块被禁止独立地运行，因此无需在其上安装可伸缩盖。

自动化车辆模块联接和配置系统包括：自动车辆联接和配置控制系统；两对底盘框架联接器，用于将驾驶模块3100和非驾驶模块3110的框架连接并组合成一个框架；一对成束的电信电源插头3310和3320，用于连接并配置驾驶模块与非驾驶模块之间的电子和计算机系统、电力系统、信号系统、安全和操作系统以及其他软硬件连接；多个车身联接器3210和3230，用于将驾驶模块和非驾驶模块的车身连接并联接为一个车身。

底盘框架联接器包括安装在驾驶模块上的联接器和与其配对的安装在非驾驶模块上的联接器。驾驶车辆模块的操作员向安装在驾驶模块上的自动车辆联接和配置系统提供指令以启动联接和配置驾驶模块和非驾驶模块的组合匹配程序。在两个模块的可操作联接期间，非驾驶模块可操作地接受来自驾驶车辆的配置指令并协调配置程序以完成两个模块可操作联接的程序。车身联接器可以安装在车辆的外部金属车身与内部乙烯基结构之间，而不占用汽车的内部空间。

联接和配置命令可以经由驾驶模块中仪表盘上的图形用户界面启动。也可以利用授权或经识别语音的口头命令或由移动应用程序或其他无线通信发送的授权代码来启动联接，也可以在准备好配置和联接的车辆模块的距离内由无线通信的授权设备或插入驾驶模块的仪表盘上的设备来激活联接程序。

在一个实施例中，可调悬架8100(诸如液压悬架、空气悬架或液气悬架)安装在驾驶模块和非驾驶模块上的轮上。可调悬架8100由自动车辆联接和配置系统单独配置和控制。配置有可伸缩单轮的液压致动器4500也与自动车辆联接和配置系统连接。配置有致动器的非驾驶车辆模块的可伸缩停放支撑结构5200也由自动车辆联接和配置系统单独控制。车轮和停放支撑件5200能够独立地升高或降低其位置。传感器9100、9200和9300安装在车辆模块车身上和/或在底盘下方，其中传感器9100、9200和9300在驾驶模块2000与非驾驶模块2100联接期间向自动车辆联接和配置控制器发送关于地面状况的信号。在本发明的范围内传感器9100、9200和9300可以采用不同的感测技术，诸如但不限于声学、激光成像技术，诸如激光雷达(光探测和测距)、红外和光学、超声传感器或视频。

在联接过程中，自动车辆联接和配置系统接收来自传感器的信号及关于地面状况的图像，并随后向致动器和悬架元件发送指令，以便操纵和调整可伸缩轮和停放支撑件5200的高度。自动车辆联接和配置系统被编程为通过接收、测量和计算来自摄像机的实时图像和/或来自传感器9100、9200和9300的信号，可操作地将驾驶模块2000和非驾驶车辆模块2100调平并排成一条直线并处于同一水平面上，进而完成联接程序。

自动车辆联接和配置系统通过从安装在驾驶模块2000和非驾驶模块2100上的摄像机和/或传感器9100接收的实时图像来识别联接端和方向。自动车辆联接和配置系统被编程为操纵驾驶模块与非驾驶模块对准。驾驶模块2000被操纵到一个位置，使得它能够向后倒退，朝着非驾驶模块向后移动。首先，自动车辆联接和配置系统将驾驶模块2000的后端和非驾驶模块2100的前端定位为面向彼此。初始放置后，驾驶模块将使其自身与非驾驶模块完全对准。同时，自动车辆联接和配置控制器从安装在驾驶模块和非驾驶车辆模块的底盘上的摄像机和/或传感器9100接收实时图像或信号，以便通过可操作地调整驾驶模块的轮的高度以及非驾驶车辆模块的停放支撑结构5200和轮的高度来促进这些模块的可操作调平。确保调平和对准使得联接器对能够相应地彼此准确连接。随着驾驶模块2000接近非驾驶模块2100，对准和调平过程继续进行，直到两个模块上的联接器彼此精确对准和调平，以便为车体之间连接做好准备。

在驾驶模块和非驾驶模块被操纵以轴向对准并且联接器对3100和3110面向彼此精确对准并车身接合时，确认这些模块在启动联接过程之前已调平且对准。在允许解除联接过程之前也需要调平和对准过程，这是为了确保地面条件在允许的操纵和调平范围内，以便模块不仅可以正确地解除联接而且能够重新联接。

如果非驾驶车辆模块是卡车拖斗模块2200或货运卡车2600，则卡车拖斗模块2200的前端应仅打开车辆配置和联接机构的联接器遮蔽面板，这样车辆配置和联接机构暴露于彼此并准备进行车体配置和联接。卡车拖斗模块的头部板3400用于盖住和密封驾驶模块的后车身。与头部板内的玻璃窗3426相邻的是用于容纳诸如但不限于联接和支撑结构、模块控制和通信系统之类的元件的隔间。

在又一实施例中，一旦驾驶模块和非驾驶模块彼此车身连接，两对底盘框架联接器3100就在联接过程中接合。这些底盘框架联接器3100承受所有重量，并且是模块化车辆最重要的连接机构。底盘框架联接器3100由矩形或方形钢管制成，并且被构造和配置为车辆模块的框架的一部分。公框架联接器3110位于非驾驶模块的主底盘框架内部，而母框联接器3120在驾驶模块的框架管的内部空间中。锁定系统3141与主框架管一起安装在驾驶模块的底盘上。位于非驾驶模块的底盘上的主框架管内的带有齿条3135的公框架联接器可操作地移动到驾驶模块的主框架管3151、3152和3153中，驾驶模块由位于非驾驶模块的主框架上的致动器3130内的小齿轮驱动。当公联接器与位于驾驶模块的主框架管内且在所述主框架管的端部处的传感器或开关3144接触时，所述传感器或开关被激活并向自动车辆联接和配置系统发送信号，所述系统进而命令框架联接器锁定系统3141用其锁定销3142激活并锁定框架联接器，一旦锁定销接合在位于公框架联接器3145上和母框架联接器3143上的锁定槽中，锁定过程完成，控制系统就会发出信号，可以开始下一个联接步骤。

当框架联接完成时，位于驾驶模块和非驾驶模块两者上的框架联接器之间以连接驾驶模块与非驾驶模块之间的电力电子设备的成对成束的插头3310和3320也被定位成在车辆模块的框架联接过程中可操作地联接。一旦配对过程的这一步骤完成，该单对成束的插头应具有可操作联接的驾驶模块与非驾驶模块之间的所有通信、电力电子连接以及操作机制。

多对车身联接器3210、3230位于驾驶模块的后下端、后部左右侧和顶部，以及位于非驾驶模块的前下端、前端左右侧及其顶部。这些车身联接器的每一对均包括母联接器3230，所述母联接器具有带螺纹的螺母，所述螺母位于配置有驱动器3200的驾驶模块上。车身联接器3210进一步包括带有螺栓的公联接器3210，所述螺栓具有螺纹，与位于非驾驶模块上的驱动器3220配置。

传感器或触摸开关3240位于每个母联接器内的末端处。位于非驾驶模块上的公联接器接合到位于驾驶车辆上的母联接器中。位于较低位置的联接器对首先开始配置过程，并且当传感器检测到所述联接器对完全接合时，母致动器将用其锁定槽3215锁定公联接器。随后，向自动车辆联接和配置系统发送信号，所述系统进而指令其上方的成对联接器开始配置程序。重复该程序，直到车辆模块两侧的联接器可操作地联接。随后，开始并完成在车辆模块顶部配置联接器的程序。

在驾驶模块与非驾驶模块之间连接底盘框架的底盘联接器可以被设计为具有不同的连接方式。例如，如果在驾驶模块上配置公框架联接器，那么在非驾驶模块上配置母底盘联接器，只有当驾驶模块较大时，这种布置才更合理，当驾驶模块较小时则反过来。例如但不限于仅具有供驾驶员和乘客使用的两个座位的驾驶模块，公框架联接器应位于非驾驶模块的底盘框架内，而母框架联接器则位于驾驶模块上，如上所展示的。这样的布置允许较大的非驾驶模块与较小尺寸的驾驶模块联接，如附图中所描绘和上面描述的那样。

在联接和配置程序完成后，自动车辆联接和配置系统向驾驶车辆的操作控制系统发送信号以启动特定模块的联接和配置过程所需的其他配置程序。由于不同的非驾驶模块拥有不同的车身尺寸、宽度、长度和高度以及其他差异，因此前述需要但不限于根据配置有驾驶车辆模块的特定类型的非驾驶车辆来调整驾驶监控系统、安全系统、自动驾驶和自动停车系统。

安全与报警系统、自动驾驶系统与驾驶观察系统与装置、电力供应与电机扭矩等机电系统应根据配置的特定模块自动地调整，从而根据特定的车辆配置情况启动相对具体的操作程序和功能。

在配置过程中，安全监控系统监控所述配置安全空间内一旦有任何异物或人员移动，就应当立即暂停配置过程。一旦干扰性移动不再在联接和配置过程的范围内，配置过程就应当恢复。自动车辆联接和配置系统应独立地操作，不受车辆模块操作员的干扰。

车辆的解除联接程序和解除配置程序可以颠倒联接步骤和配置步骤，例如，在一个实施例中，车辆顶部的联接器应该首先被解除联接并且一旦完成就向控制器发送信号，所述控制器向下一直排连接器对发送命令以开始解除联接过程，直到所有连接器都断开。此后，车辆配置系统向驾驶车辆的中央控制系统发送信号，以恢复驾驶车辆自行操作的模式。在不同的实施例中，对车辆进行配置和解除配置的方法和/或顺序可以不同。

监控系统监控联接和配置过程，并且如果它检测到联接和配置过程正发生故障的信号，则监控器发出报警信号并禁用车辆操作系统直到问题被修复。整个联接和配置过程、解除联接和解除配置过程可以由车辆操作员使用无线设备来操作和完成。

当驾驶车辆模块独立操作时，车辆的电力供应完全来自安装在车辆中的电池9900。当驾驶车辆模块配置有非驾驶车辆模块时，车辆的电力供应来自安装在驾驶车辆和非驾驶车辆两者中的电池9900。如果非驾驶模块还安装了用于四轮驱动配置的电动机，则安装在非驾驶模块上的电池应为安装在其上的电动引擎提供电力。模块可以单独充电，或者配置后可以通过单个充电连接充电。为了最佳地利用空间并增加车辆能力和行驶里程并降低电池充电频率，可以为所有车辆模块配置固态电池系统。

行车安全至上，驾驶车辆模块配备有自动领航导航驾驶系统、光学识别、环境现实描绘(Surrounding Reality，SR)、人工智能学习系统、车辆操作安全保护系统、安全气囊、与相邻车辆进行安全通信的车载通信系统和报警系统、以及其他先进的操作安全及通信系统。

由于驾驶模块可与尺寸、重量和功能不同的多个非驾驶模块联接，不可预测的路况可能导致颠簸和不可预测的驾驶体验。传感器和/或摄像机9100、9200、9300安装在车辆的前端或其他地方，用于监控并返回信号至车辆操作和控制系统，车辆操作和控制系统根据在驾驶时联接到驾驶模块的特定非驾驶模块向各个悬架发送特定命令，并针对路况迅速调整它们的位置，以确保安全和平稳的驾驶体验。

为了操作员和周围区域的安全，可以在没有操作员坐在所述驾驶模块中的情况下完成联接程序和配置程序。所述联接和配置控制器可以被配置为从用户设备接收命令，其中用户设备经由无线通信协议可通信地联接到所述联接和配置控制器。

所述驾驶模块和所述非驾驶模块中的每一个被分配有数字标识。

可以以配置授权码的方式授权驾驶模块和非驾驶模块被联接和配置。

为保护车辆操作安全，软件系统被配置为保护车辆的安全操作的程序中，包括防止在车辆操作期间由于车辆控制系统的故障或恶意软件黑客攻击等而激活车体分离程序。

辅助车辆操作的增强现实算法与车辆的控制系统一起配置，并且作为用于驾驶、停放和安全测量的智能系统的一部分。AI(人工智能)算法通过与真实世界环境和车辆操作的交互体验不断学习：包括分析各个驾驶员的驾驶习惯、路况等。算法也通过计算机生成的跨多个模块化车辆平台的感知信息不断得到增强，包括视觉信息、听觉信息、从车辆性能接收的操作信息和数据，以及嗅觉信息(例如检测驾驶员和/或乘客饮酒或使用受控物质)。这些功能对于模块化车辆系统尤为重要，因为车辆功能、尺寸、重量和安全测量根据车辆模块的具体配置和联接而变化。

由车载AI系统收集的数据(诸如驾驶员的驾驶习惯、频繁的路线、路况、过去使用不同的非驾驶模块驾驶的经验)可以在驾驶员购买、租赁、与驾驶模块的另一个车主交换他的驾驶模块时被安全地且无线地传输到另一个驾驶模块。

以上所描述的内容包括本说明书的示例。当然，不可能为了描述本说明书的目的来描述部件或方法的每个可想到的组合，但是本领域普通技术人员可以认识到本发明的许多其他组合和置换是可能的。上述每个部件可以以任何排列组合或添加在一起以定义所描述的系统。因此，本说明书旨在涵盖落入所附权利要求书的精神和范围内的全部这种变更、修改和变体。此外，就具体实施方式或权利要求书中使用术语“包括(include)”而言，此类术语旨在以类似于术语“包括(comprising)”的方式、如“包括(comprising)”在用作权利要求书中的过渡词时被解释的方式为包含性的。

尽管本技术的实施例已经在附图中展示并且在前面的具体实施方式中进行了描述，但是应当指出，本技术不仅限于所公开的实施例，而是在不脱离所附权利要求书的范围的情况下，本文描述的技术能够进行多种重新排列、修改和替换。附有说明的附图仅用于展示本发明构思的唯一目的，并非按比例绘制。所附权利要求书旨在包括落入权利要求书或其等同范围内的所有可行性的修改和变更。

Claims (31)

1.一种模块化车辆系统，包括：

第一模块，所述第一模块具有框架构件，所述框架构件具有前端和后端，所述第一模块在其靠近所述前端的相对侧具有第一轮和第二轮，所述框架构件具有固定到其上的车身构件，所述车身构件具有形成客舱的内部容积，所述车身构件具有至少一个门，所述车身构件具有前端和后端，所述车身构件具有靠近其所述后端的开口；

至少一个第二模块，其中所述至少一个第二模块包括框架构件，所述至少一个第二模块的所述框架构件具有前端和后端，所述至少一个第二模块的所述框架构件具有可操作地联接到其上的至少两个轮，所述至少一个第二模块具有车身构件，所述至少一个第二模块的所述车身构件具有前端和后端，所述至少一个第二模块被配置为可释放地固定到所述第一模块；

推进组件，所述推进组件具有至少一个电机，所述推进组件设置在所述第一模块中并被配置为提供其推进；以及

控制器，所述控制器具有可操作以控制所述第一模块和所述至少一个第二模块的联接的电子器件，所述控制器进一步可操作以控制所述第一模块或所述至少一个第二模块的配置，所述控制器同时与车辆操作系统相连接。

2.如权利要求1所述的模块化车辆系统，其中所述第一模块进一步包括可通信地联接到所述控制器的第三轮，所述第三轮靠近所述框架的所述后端，所述第三轮被配置为可伸缩的、具有在第一位置和第二位置移动的功能。

3.如权利要求1所述的模块化车辆系统，其中，所述第一模块的所述底盘框架梁进一步包括多个第一联接器，所述第二模块的所述主框架梁包括多个第二联接器，所述控制器可操作地与所述多个第一底盘框架梁联接器和所述多个第二底盘框架梁联接器相连接，所述多个第一底盘框架梁联接器被配置为可操作地连接并固定所述第二模块的所述底盘框架梁构件上的所述多个第二底盘框架梁联接器。

4.如权利要求1所述的模块化车辆系统，其中所述至少一个第二模块进一步包括至少一个停放支撑构件，所述停放支撑构件可操作地联接到所述第二模块的所述框架构件，所述停放支撑构件可操作地连接到所述控制器；所述停放支撑构件被配置为在第一位置与第二位置之间移动。

5.如权利要求1所述的模块化车辆系统，其中所述第一模块和所述第二模块进一步包括多个车身联接器，所述车身联接器可操作地固定到所述第一模块的所述车身构件和所述第二模块的所述车身构件，所述车身联接器可操作地与所述控制器连接，所述车身联接器被配置为将所述第一模块的所述车身构件可释放地固定所述第二模块的所述车身构件。

6.如权利要求1所述的模块化车辆系统，其中所述第一模块和所述第二模块进一步包括悬架系统，所述悬架系统可操作地连接到所述控制器，所述悬架系统可操作以提供所述第一模块和所述至少一个第二模块的调平和行驶控制。

7.如权利要求1所述的模块化车辆系统，其中所述至少一个第二模块进一步包括至少一个电机，所述至少一个第二模块的所述至少一个电机可操作地联接到其所述至少两个轮。

8.如权利要求1所述的模块化车辆系统，其中，所述至少一个第二模块包括可伸缩门或可移除门，所述可伸缩门或可移除门被配置为盖住所述至少一个第二模块的所述车身构件的开口。

9.如权利要求1所述的模块化车辆系统，进一步包括监控系统，所述监控系统设置在所述第一模块和所述第二模块中，所述监控系统可操作以协调所述第一模块与所述第二模块的可操作联接的功能。

10.如权利要求1所述的模块化车辆系统，进一步包括电子联接系统，所述电子联接系统设置在所述第一模块和所述第二模块中，所述电子联接系统被配置为提供设置在所述第一模块和所述至少一个第二模块中的电子部件的可操作联接的功能。

11.一种模块化车辆系统，其包括驾驶模块被配置为可操作地联接到多个非驾驶模块，其中所述模块化车辆系统包括：

驾驶模块，所述驾驶模块具有框架，所述框架具有前端和后端，所述框架具有第一侧和第二侧，所述框架具有固定到其上的第一轮和第二轮，其中所述第一轮和所述第二轮分别位于所述第一侧和所述第二侧，所述驾驶模块进一步包括第三轮，所述第三轮靠近所述框架的所述后端，所述第三轮具有可伸缩的功能，所述驾驶模块进一步包括至少一个电机，所述至少一个电机可操作地联接到所述第一轮和所述第二轮，所述驾驶模块进一步具有车身构件，所述车身构件具有连续形成的顶部和多个壁以形成客舱，所述驾驶模块具有靠近所述车身构件的后端的后部开口；

非驾驶模块，所述非驾驶模块具有框架，所述框架包括多个支撑构件，所述非驾驶模块的所述框架具有前端和后端，所述框架在其相对侧具有至少两个轮，所述非驾驶模块的所述框架具有可操作地固定到其上的车身构件，所述非驾驶模块的所述车身构件具有前端和后端；

联接和配置控制器，所述联接和配置控制器可操作地联接所述驾驶模块和所述非驾驶模块；

车辆操作控制器，所述车辆操作控制器被配置为提供所述模块化车辆系统的运行操作。

12.如权利要求11所述的模块化车辆系统，其中所述非驾驶模块进一步包括停放支撑构件，所述停放支撑构件可操作地联接在所述非驾驶模块的所述框架、靠近所述框架的所述前端，所述停放支撑构件可操作地联接连接在所述联接和配置控制器并且被配置为可在上下方向上移动，所述停放支撑构件可操作以调整和维持所述非驾驶模块的水平取向。

13.如权利要求11所述的模块化车辆系统，其中所述非驾驶模块配置多种组合结构。

14.如权利要求11所述的模块化车辆系统，其中，所述驾驶模块和所述非驾驶模块包括多个底盘框架梁联接器，所述底盘框架梁联接器位于所述非驾驶模块和所述驾驶模块的所述框架上，所述底盘框架梁联接器被配置为将所述非驾驶模块的所述底盘框架可释放地固定到所述驾驶模块的底盘框架梁联接器。

15.如权利要求11所述的模块化车辆系统，其中所述驾驶模块和所述非驾驶模块包括可操作的与所述联接和配置控制器相连接的多个车身联接器，所述多个车身联接器位于所述非驾驶模块和所述驾驶模块的所述车身构件上，所述多个车身联接器被配置为将所述非驾驶模块的所述车身构件可释放地固定到所述驾驶模块的所述车身构件。

16.如权利要求11所述的模块化车辆系统，其中所述驾驶模块进一步包括独立悬架系统，所述独立悬架系统可操作地联接到所述联接和配置控制器，所述驾驶模块的所述独立悬架系统被配置为提供所述驾驶模块的调平。

17.如权利要求11所述的模块化车辆系统，其中所述非驾驶模块的所述车身构件进一步包括靠近所述非驾驶模块的所述车身构件的所述前端的开口，所述开口进一步具有可伸缩门或可移除门、提供通向所述非驾驶模块的所述车身构件的所述开口的入口。

18.如权利要求11所述的模块化车辆系统，其中，所述非驾驶模块的所述车身构件进一步包括封闭的前端，所述封闭的前端具有被配置为盖住所述非驾驶模块的所述前端的壁构件。

19.如权利要求11所述的模块化车辆系统，其中所述非驾驶模块进一步包括独立悬架系统，所述非驾驶模块的所述独立悬架系统可操作地联接到所述联接和配置控制器，所述非驾驶模块的所述独立悬架系统被配置为提供所述非驾驶模块的调平。

20.如权利要求11所述的模块化车辆系统，其中所述联接和配置控制器可在第一模式和第二模式下操作：在所述第一模式下，所述联接和配置控制器可操作以通过调整所述驾驶模块的位置来提供对准和调平功能，所述联接和配置控制器进一步基于由至少一种类型的传感器或摄像头收集的数据而提供所述驾驶模块上的所述单轮的调整、所述驾驶和非驾驶模块上的所述独立悬架的调整、以及所述非驾驶模块上的所述停放支撑结构的调整；在所述第二模式下，所述联接和配置控制器可操作的完成所述驾驶模块与所述非驾驶模块的联接程序。

21.一种模块化车辆系统，具有被配置为可操作地联接到多个非驾驶模块的驾驶模块，其中所述多个非驾驶模块具有特定功能，以提供所述模块化车辆系统的替代能力和功能，其中所述模块化车辆系统包括：

驾驶模块，所述驾驶模块具有框架，所述框架具有前端和后端，所述框架具有第一侧和第二侧，所述框架具有固定到其上的第一轮和第二轮，其中所述第一轮和所述第二轮分别位于所述第一侧和所述第二侧，所述驾驶模块进一步包括可伸缩的第三轮，所述可伸缩的第三轮靠近所述框架的所述后端，所述可伸缩的第三轮可操作以在第一位置与第二位置之间移动，所述驾驶模块进一步包括至少一个电机，所述至少一个电机可操作地联接到所述第一轮和所述第二轮，所述驾驶模块进一步具有车身构件，所述车身构件具有连续形成的顶部和多个壁以形成客舱，所述驾驶模块具有靠近所述车身构件的后端的后部开口；

非驾驶模块，所述非驾驶模块具有框架，所述框架包括多个支撑构件，所述非驾驶模块的所述框架具有前端和后端，所述框架在其相对侧具有至少两个轮，所述非驾驶模块的所述框架具有可操作地固定到其上的车身构件，所述非驾驶模块的所述车身构件具有前端和后端，所述非驾驶模块进一步具有停放支撑构件，所述停放支撑构件可操作地联接到所述非驾驶模块的所述框架、靠近所述框架的所述前端，所述停放支撑构件被配置为在上下方向上移动，所述停放支撑构件可操作以在所述非驾驶模块与所述驾驶模块联接或解除联接时维持所述非驾驶模块的水平取向；

车辆操作控制器，所述车辆操作控制器可操作地联接到所述驾驶模块和配置到所述非驾驶模块，所述车辆操作控制器被配置为具有提供所述模块化车辆系统的操作功能；

联接和配置控制器，所述联接和配置控制器可操作地联接到所述驾驶模块和所述非驾驶模块；以及

电力电子联接系统，所述电力电子联接系统设置在所述驾驶模块和所述非驾驶模块中，所述电力电子联接系统被可操作地配置为连接设置在所述驾驶模块和所述非驾驶模块中的电力电子部件。

22.如权利要求21所述的模块化车辆系统，其中所述驾驶模块和所述非驾驶模块包括多个框架梁联接器，所述框架梁联接器可操作地与所述联接和配置控制器相连接，所述框架梁联接器安装在在所述非驾驶模块和所述驾驶模块的所述框架梁上，所述框架梁联接器具有将所述非驾驶模块的所述框架梁联接器可释放地固定到所述驾驶模块的框架上的功能。

23.如权利要求21所述的模块化车辆系统，其中所述驾驶模块和所述非驾驶模块进一步包括可操作地与所述联接和配置控制器和所述车辆操作控制器的独立悬架系统连接，所述驾驶模块和所述非驾驶模块的所述独立悬架系统模块被配置为具有在所述驾驶模块和所述非驾驶模块连接过程中提供独立的调平和定位的功能。

24.如权利要求21所述的模块化车辆系统，其中所述驾驶模块和所述非驾驶模块包括可操作的与所述连接和配置控制器相连接的多个车身联接器，所述多个车身联接器位于所述非驾驶模块和所述驾驶模块的所述车身构件上，所述多个车身联接器紧固件被配置为在所述驾驶模块和所述非驾驶模块连接期间，将所述非驾驶模块的所述车身构件可释放地固定到所述驾驶模块的所述车身构件上。

25.如权利要求21所述的模块化车辆系统，其中所述联接和配置控制器可操作以提供关于基于由至少一种类型的传感器或摄像头收集的数据来发出调整所述驾驶模块中的所述第三轮的位置、所述驾驶模块和所述非驾驶模块中的独立悬架系统的位置、和所述非驾驶模块中的停放支撑构件位置的指令。

26.如权利要求21所述的模块化车辆系统，进一步包括监控系统，所述监控系统设置在所述驾驶模块和所述非驾驶模块中，所述监控系统配置有可操作地与所述联接和配置控制器的传感器或摄像头相连接，以提供对设置在所述驾驶模块和所述非驾驶模块中的所有联接元件的监控和控制，从而协调完成所述驾驶模块与所述非驾驶模块的自动联接程序。

27.如权利要求21所述的模块化车辆系统，所述监控系统设置在所述驾驶模块和所述非驾驶模块中，所述监控系统可通信地联接到所述车辆操作控制器并且可操作地提供对道路状况的监控；所述车辆操作控制器被配置为基于由至少一种类型的传感器或摄像头收集的数据来发出指令调整所述第一模块和所述第二模块中的所述悬架系统。

28.如权利要求21所述的模块化车辆系统，所述联接和配置控制器被可操作地配置为从用户设备接收命令，其中所述用户设备经由无线通信协议可通信地联接到所述联接和配置控制器。

29.如权利要求21所述的模块化车辆系统，其中所述驾驶模块和所述非驾驶模块进一步包括数字标识。

30.如权利要求21所述的模块化车辆系统，其中为所述驾驶模块和所述非驾驶模块分配授权码，用于授权所述驾驶模块与所述非驾驶模块的联接和配置。

31.如权利要求21所述的模块化车辆系统，其中设置在所述非驾驶模块的所述内部中的电子显示面板可操作地联接到摄像机，其中所述摄像机固定到所述非驾驶模块的外部部分，并且其中所述摄像机向所述电子显示面板提供实时视频数据。

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