CN115848211A - 一种基于光伏发电的电动汽车共享电池系统的使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于光伏发电的电动汽车共享电池系统的使用方法，电动汽车上共有三个电池组，基本电池组n₁和中间电池组n₂都安装在车底盘的电池安装槽处，可拆卸共享电池组n₃安装在汽车后备箱的共享电池安装槽处；三个电池组相互独立，基本电池组n₁不能自行拆卸，中间电池组n₂、共享电池组n₃能独立拆卸互不影响。本发明用于解决现有的电动汽车大多数都只能更换汽车的整块电池，需要专门的拆卸工具，耗时且不方便。用户在高速公路上行驶电池没电时，更换整块电池需要用户等待较长的时间、所更换的电池相对于原电池存在折损、折损的损失难以估量等问题。

Description

一种基于光伏发电的电动汽车共享电池系统的使用方法

技术领域

本发明涉及新能源电动汽车技术领域，尤其涉及一种基于光伏发电的电动汽车共享电池系统的使用方法。

背景技术

目前电动汽车出厂时一般只随车携带一块电池组，并且大多数都受限于电池充满电后的续航里程以及电池每次电量耗尽后所需要的充电时间，而且目前专门为电动汽车设计的充换电站太少，导致电动汽车在长途出行的时候，无法像其它燃油汽车一样在加油站快速地完成能量补充，尤其是在高速公路上的应用受到了很大限制。

现有的高速公路充电站，大多数都是利用市电进行充电，而高速公路光伏发电作为一种比较新颖的发电模式，可以利用光伏发电技术来为充电站提供电能，使电动汽车的应用更加环保，这需要一个可以利用太阳能的充换电站来实现对太阳能资源的合理利用。

现有的电动汽车的电池组共享模式，大多数都是只能更换汽车的整块电池，需要专门的拆卸工具，耗时且不方便。考虑到用户在高速公路上行驶的实际情况，如果电池没电选择更换整块电池，虽然电池续航问题可以解决，但是会存在一些问题(更换整块电池需要用户等待较长的时间、所更换的电池相对于原电池是否存在折损、折损的损失难以估量等)。

目前，电动汽车出厂时一般只随车携带一块电池组，并且大多数都受限于电池充满电后的续航里程以及电池每次电量耗尽后所需要的充电时间。目前，专门为电动汽车设计的充换电站太少，导致电动汽车在长途出行的时候，无法像其它燃油汽车一样在加油站快速地完成能量补充，尤其是在高速公路上的应用受到了很大限制。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种基于光伏发电的电动汽车共享电池系统的使用方法。

本发明采用如下技术方案：

一种基于光伏发电的电动汽车共享电池系统的使用方法，电动汽车上共有三个电池组，基本电池组n₁和中间电池组n₂都安装在车底盘的电池安装槽处，可拆卸共享电池组n₃安装在汽车后备箱的共享电池安装槽处；三个电池组相互独立，基本电池组n₁不能自行拆卸，中间电池组n₂、共享电池组n₃能独立拆卸互不影响；

若使用三组充电电池并联供电，其电路为：

基本电池组n₁一端与电流表A₁一端连接，基本电池组n₁另一端与电压表V₁一端相连并接地，电压表V₁另一端接电流表A₁另一端、开关k₁一端、电容C₁一端，电容C₁另一端接电阻R₁一端，电阻R₁另一端接开关K₁另一端、控制器一端，控制器另一端接电机M一端，电机M另一端接地；

中间电池组n₂一端接电流表A₂一端，中间电池组n₂另一端与电压表V₂一端相连并接地，电压表V₂另一端接电流表A₂另一端、开关K₂一端、电容C₂一端，电容C₂另一端接电阻R₂一端，电阻R₂另一端接开关K₂另一端、控制器一端；

可拆卸共享电池组n₃一端接电流表A₃一端，可拆卸共享电池组n₃另一端与电压表V₃一端相连并接地，电压表V₃另一端接电流表A₃另一端、开关K₃一端、电容C₃一端，电容C₃另一端接电阻R₃一端，电阻R₃另一端接开关K₃另一端、控制器一端；

其中，基本电池组n₁的额定电压为V_1额，中间电池组n₂的额定电压为V_2额，共享电池组n₃的额定电压为V_3额，当共享电池组n₃当前的电压V₃小于临界值V_n3时，V_n3＝γ％V_3额，γ由厂商根据实验设定，考虑断开使用共享电池组n₃，当中间电池组n₂当前的电压V₂小于临界值V_n2时，考虑断开使用中间电池组n₂，V_n2＝γ％V_2额，γ由厂商根据实验设定，当电流表A₃或电流表A₂读取到的电流数值太低时，考虑断开使用共享电池组n₃或中间电池组n₂；

控制器控制开关k₁、K₂、K₃的闭合顺序遵循如下方式：

首先，若涉及多个开关都要接通，控制器则优先接通电压高的电池组，再接通电压低的电池组，防止电压高的电池组对电压低的电池组进行充电，损坏电池组；

其次，当用户在高速公路上行驶时，优先考虑使用共享电池组n₃，中间电池组n₂为辅助电池组，尽量保存基本电池组n₁的电量，以便用户回到市区使用，当中间电池组n₂和共享电池组n₃电量不足时，考虑接通基本电池组n₁进行供电；

最后，当用户需要加速时，控制器会接通基本电池组n₁进行供电，以便用户提速。

进一步的，基本电池组n₁和中间电池组n₂为汽车的常驻安装电池，基本电池组n₁为电动汽车最基本的电池组，基本电池组n₁提供的续航里程为三组电池中最大，基本电池组n₁为电动汽车提供电能，中间电池组n₂提供的续航里程为基本电池组n₁的20％。

进一步的，在市区行驶时，若汽车基本电池组n₁电量不足时，在市区里的换电站直接更换可拆卸的中间电池组n₂，可拆解共享电池组n₃平时不安装在车辆上，在高速公路上行驶时，当基本电池组n₁电量不足时，在光伏充换电服务站加装共享电池组n₃。

进一步的，还包括电池管理服务平台、平台服务器、光伏充换电服务站、用户智能手机；

电池管理服务平台包括智能控制中心、数据库、云计算服务器，智能控制中心用于管理租用的可拆卸共享电池组n₃信息，管理所有的光伏充换电服务站信息，计算正在租用的可拆卸共享电池组n₃的实时信息，根据光伏充换电服务站的光伏充电桩及可更换共享智能电池数量、预约人数为用户智能规划充换电服务，数据库则用于存储电池的充放电记录以及用户的相关服务记录，云计算服务器用于实时计算电池组的各种信息；

用户智能手机上安装有共享电池服务APP，为用户提供租赁可拆卸共享电池组n₃的预约服务、光伏充电桩的预约服务，并用于接收云计算服务器计算返回的电池数据；

光伏充换电服务站包括光伏充电桩和共享电池换电站，用户根据需求，选择共享电池换电站更换可拆卸共享电池组n₃，或使用光伏充电桩为基本电池组n₁进行充电。

进一步的，可拆卸共享电池组n₃包括在集成模块里的身份识别模块，定位模块，通信模块、电池实时数据检测模块，身份识别模块对应着唯一的电池I D，记录的内容包括记录生产厂商，生产日期，生产批次，电池类型，电池实时数据检测模块，由主控芯片及其他检测电路构成，用于记录电池的充放电的次数，以及对应次数的电压电流，并记录到f l ash中，通信模块，能够与电池管理服务平台及电动汽车上的车载显示屏进行通讯，车载显示屏实时显示电池的电量状态信息，通讯模块还能将电池实时数据检测模块检测到的SOC记录上传到电池管理服务平台的云计算服务器，用于计算共享电池的状态信息，集成定位模块，通过通信模块向电池管理服务平台实时传送共享电池的位置信息，可拆卸共享电池组n₃具有带自锁的特定接口，只有通过光伏充换电服务站才能安装或者拆卸，电动汽车最多安装两块可拆卸共享电池组n₃。

进一步的，电池管理服务平台的智能控制中心通过无线远程通信技术与光伏充换电服务站以及用户正在使用的共享电池组进行通信，以便管理所有的共享电池组，智能控制中心通过无线远程通信技术接收目前正在出租使用的可拆卸共享电池组n₃的SOC数据，由云计算服务器计算出可拆卸共享电池n₃的SOH数据反馈到用户智能手机上的共享电池服务APP上，当用户在共享电池服务APP上选择的更换共享电池服务和充电服务由智能控制中心进行智能规划，当用户达到光伏充换电服务站，并在共享电池服务APP输入目的地时，智能控制中心会根据用户当前的电池电量状态进行估算，建议用户租用可拆卸共享电池组n₃的数量，以便用户能顺利到达预定的目的地，若选择最大数量的可拆卸共享电池组n₃仍无法让用户到达目的地，则会建议用户对电动汽车的基本电池组n₁进行充电，若用户不在光伏充换电服务站，智能控制中心会根据共享电池服务APP定位的位置，以及用户当前的电池电量状态，为用户搜索当前的电池电量状态能到达的最近的光伏充换电服务站，并通过车载显示屏导航用户到指定的光伏充换电服务站，若共享电池组的剩余电量不能支持用户到达最近的光伏充换电服务站，则向用户的智能手机发送预警，询问用户是否需要寻求援助，若用户选择需要援助，则电池管理服务平台会给光伏充换电服务站的工作人员发送信息，以便工作人员对用户提供支援。

进一步的，还包括平台服务器，光伏充换电服务站包括光伏板支架、太阳能光伏发电组件、疏水凹槽、支撑钢架、主体支撑立柱、共享电池换电站、换电通道、共享电池仓库、光伏充电桩，太阳能光伏发电组件安装在光伏板支架上，两个光伏板支架中间形成疏水凹槽，整体由支撑钢架支撑，共享电池换电站位于支撑钢架下方、主体支撑立柱的右方，包含共享电池仓库、换电通道，换电通道置于共享电池换电站中间位置，光伏充电桩位于支撑钢架下方，主体支撑立柱的左方，共享电池换电站的共享电池仓库内存储有一定数量的待选的可拆卸共享电池组n₃，平时由充电设备充满电，以待用户租用，光伏充电桩和共享电池换电站上有二维码，用户通过共享电池服务APP扫描上面的二维码，选择充电或者租赁可拆卸共享电池组n₃的服务，光伏充换电服务站的太阳能光伏发电组件将太阳能转换为电能给光伏充电桩使用，光伏充换电服务站能够将光伏发电组件产生但未能及时消耗的电能用于共享电池仓库的可拆卸共享电池组n₃充电，光伏充换电服务站的光伏充电桩能够实现自适应车辆最大充电功率，按照对应功率提供充电，光伏充电桩选择利用市电或者光伏电进行充电，光伏充换电服务站的共享电池换电站实现可拆卸共享电池组n₃租赁，在不改变用户已有电池容量的基础上给用户提供电池容量拓展，拓展的可拆卸共享电池组n₃通过带自锁的特定接口安装在电动汽车后备箱中的共享电池组安装槽中，在用户在共享电池服务APP进行选择添加或者更换共享电池组以后，当用户到达光伏充换电服务站，把车辆驶入换电通道时，换电通道内的换电设备扫描到对应车牌号的车辆进场之后，等用户车辆停车熄火后，换电设备从共享电池仓库中选出状态好的电池弹出，并由换电设备自动帮用户识别安装好，更换好后会通过车载显示屏向用户显示电池已更换好可以使用，不需要用户进行换电操作，光伏充换电服务站能够实时统计电池组的具体信息，将信息上传平台服务器，通过电池管理服务平台提供给用户使用，以及提供给相关的工作人员进行对电池的管理和维护。

进一步的，共享电池服务APP提供共享电池租赁以及充电的相关服务，用户首先需要填写相关信息，通过实名认证后，将车辆牌照与账号绑定，完成注册，在缴纳押金之后,进行可拆卸共享电池组n₃的租赁和充电桩的使用，用户在共享电池服务APP中搜索附近的光伏充换电服务站，进行充电和共享电池组租赁的预约，或者到达换电服务站后，通过扫描光伏充电桩和共享电池换电站上二维码的方式现场进行充电和共享电池组租赁服务，当用户选择可拆卸共享电池组n₃租赁服务时，当车辆驶入换电通道时，换电设备扫描到对应车牌号的车辆进场后，换电设备将自动为用户车辆更换或添加可拆卸共享电池组n₃，用户在共享电池服务APP上选择的更换共享电池服务和充电服务由智能控制器中心进行智能规划，用户选择充电服务，在充电完成后，由充电桩根据用户的充电时长来计算金额并等待用户结算，用户选择电池租赁服务时，先根据用户租赁的电池数量，收取租用的金额，在租赁电池归还时候，由可拆卸共享电池组n₃的集成模块发送电池租用后的数据信息到智能控制中心，智能控制中心对电池整体状态进行评估，再收取相应折旧费。

本发明的有益效果：

本发明通过区分在市区和高速公路上的不同使用场景，提供了不同的更换共享电池策略，最大限度地为用户节约更换电池所需要的时间和人力成本，使共享电池技术更为可靠、高效；本发明通过设置几组不同的电池，以及它们在不同情况下的启用顺序，最大限度地为用户通过更长的续航时间；本发明通过使用光伏技术为电池充电，为电动汽车提供更环保的能源；本发明提供一套完整的服务平台(包括电池管理服务平台、光伏充换电服务站等等)，能在用户使用共享电池服务时提供完整的支持。

附图说明

图1为使用三组充电电池的电动汽车结构示意图；

图2为使用三组充电电池的电动汽车的电池组拓扑电路结构示意图；

图3是可拆卸共享电池组示意图；

图4是汽车安装可拆卸共享电池组后备箱的共享电池安装槽示意图；

图5是光伏充换电服务站结构示意图；

图6为本发明电池管理服务平台与平台服务器之间的信息交互图。

图中：1-光伏发电组件、2-疏水凹槽、3-光伏板支架、4-支撑钢架、5-主体支撑立柱、7-换电通道、8-共享电池仓库、10-共享汽车；

100-电池管理服务平台、200-用户智能手机、300-电动汽车、400-光伏充换电服务站、500-平台服务器；

101-云计算服务器、102-智能控制中心、103-数据库；

201-共享电池服务APP；

301-基本电池组n₁、302-中间电池组n₂、303-可拆卸共享电池组n₃、304-车载显示屏；

31-公头、32-集成模块、33-电池壳；

401-光伏充电桩、402-共享电池换电站；

41-共享电池安装槽、42-母头。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明的一种基于光伏发电的电动汽车共享电池系统的使用方法，其系统包括电池组、电动汽车300、用户智能手机200、电池管理服务平台100和光伏充换电服务站400、平台服务器500。

使用三组充电电池的电动汽车300，可以装载三组充电电池，分别为：安装在汽车底盘的基本电池组n₁301、中间电池组n₂302、安装在汽车后备箱的共享电池安装槽处的可拆卸共享电池组n₃303，三个电池组相互独立，基本电池组n₁301用户不可自行拆卸，中间电池组n₂302、可拆卸共享电池组n3n₃303可以独立拆卸互不影响。

如图3所示，可拆卸共享电池组n₃303包括集成在电池壳33里的身份识别模块，定位模块，通信模块和电池实时数据检测模块(身份识别模块，定位模块，实时检测模块都是通过通信模块将这几个模块的数据传送到平台服务器500、电池管理服务平台100、车载显示屏304等)，可拆卸共享电池组n₃303独立于电动汽车300的基本电池，可拆卸共享电池组n₃303通过带自锁的特定接口可安装在电动汽车300后备箱的共享电池安装槽41处。

可拆卸共享电池组n₃303还具有集成模块(电池壳33)。集成模块(电池壳33)集成了唯一的身份识别模块，对应这唯一的电池I D，记录的内容包括记录生产厂商，生产日期，生产批次，电池类型。

集成模块(电池壳33)集成电池实时数据检测模块，由主控芯片及其他检测电路构成，用于记录电池的充放电的次数，以及对应次数的电压电流，并记录到f l ash中。

集成模块集成通讯模块，通讯模块能够与电池管理服务平台100及电动汽车上的车载显示屏304进行通讯，车载显示屏304可以实时显示电池的电量状态信息，通讯模块还能将电池实时数据检测模块检测到的SOC记录上传到电池管理服务平台100的云计算服务器101，用于计算可拆卸共享电池组n₃303的SOH数据并反馈到用户智能手机200的共享电池服务APP201上，以便于用户能更精确掌握电池的状态信息。

集成模块集成定位模块，定位模块通过通信模块向电池管理服务平台100实时传送可拆卸共享共享电池组n₃303的位置信息。

可拆卸共享电池组n₃303具有带自锁的特定接口(公头31)只有通过光伏充换电服务站400才能安装或者拆卸，防止用户自己随意拆卸可拆卸共享电池组n₃303，并且可拆卸共享电池组n₃303独立于电动汽车300的基本电池组n₁301，安装在电动汽车300后备箱中的共享电池组安装槽41中，通过带自锁的特定接口(母头42)与电动汽车300进行连接，最多可以安装两块。

电池管理服务平台100包括智能控制中心102、数据库103、云计算服务器101，它们通过无线网技术交互，智能控制中心102用于管理可租用的可拆卸共享电池组n₃303信息，管理所有的光伏充换电服务站400信息，计算正在租用的可拆卸共享电池组n₃303的实时信息，根据光伏充换电服务站400的光伏充电桩401及可拆卸共享电池组n₃数量、预约人数，为用户智能规划充换电服务，数据,103则用于存储可拆卸共享电池组n₃的充放电记录以及用户的相关服务记录，云计算服务器101用于实时计算电池组的各种信息。

电池管理服务平台100，其智能控制中心102通过无线远程通信技术与光伏充换电服务站400以及用户正在使用的可拆卸共享电池组n₃303进行通信，以便管理所有的可拆卸共享电池组n₃303。智能控制中心102通过无线远程通信技术接收目前正在出租使用的可拆卸共享电池组n₃303的SOC数据(荷电状态数据)，由云计算服务器101计算出可拆卸共享电池组n₃的SOH数据(健康状态数据)反馈到用户智能手机200的共享电池服务APP201上，以便用户随时了解可拆卸共享电池组n₃的实时状态。

当用户在共享电池服务APP201上选择的更换共享电池服务和充电服务由智能控制中心102进行智能规划。

安装在用户智能手机200上的共享电池服务APP201，为用户提供租赁共享电池的预约服务、充电桩的预约服务，并用于接收云计算服务器101计算返回的电池数据。

光伏充换电服务站400包括光伏充电桩401和共享电池换电站402，用户可以根据自己的需求，选择共享电池换电站402更换共可拆卸功共享电池组n₃303，也可以使用光伏充电桩401为基本电池组n₁301进行充电。

当用户达到光伏充换电服务站400，并在共享电池服务APP201上输入目的地时，智能控制中心102会根据用户当前的电池电量状态进行估算，建议用户租用可拆卸共享电池组n₃303的数量，以便用户能顺利达到预定的目的地，若选择最大数量的可拆卸共享电池组n₃303仍无法让用户达到目的地，则会建议用户对电动汽车300的基本电池组n₁301进行充电。若用户不在光伏充换电服务站400，智能控制中心102会根据共享电池服务APP201定位的位置，以及用户当前的电池电量状态，为用户搜索当前的电池电量状态能到达的最近的光伏充换电服务站400，并通过车载显示屏304导航用户到指定的光伏充换电服务站400。若可拆卸共享电池组n₃303的剩余电量不能支持用户达到最近的光伏充换电服务站400，则向用户智能手机200发送预警，询问用户是否需要寻求援助。若用户选择需要援助，则电池管理服务平台100会给光伏充换电服务站400的工作人员发送信息，以便工作人员对用户提供支援。

如图5所示，光伏充换电服务站400包括光伏板支架3、光伏发电组件1、疏水凹槽2、支撑钢架4、主体支撑立柱5、共享电池换电站402、换电通道7、共享电池仓库8、光伏充电桩401，所述光伏发电组件安1装在光伏板支架3上，两个光伏板支架3中间形成有疏水凹槽2，光伏板支架3整体由支撑钢架4支撑。共享电池换电站402位于支撑钢架4下方、主体支撑立柱5的右方，包含共享电池仓库8、换电通道7，换电通道7置于共享电池换电站402中间位置。光伏充电桩401位于支撑钢架4下方，主体支撑立柱5的左方。

支撑钢架4是用于支撑整个光伏充换电服务站400的，支撑钢架4是装在主体支撑立柱5上。

共享电池换电站402中的共享电池仓库8内存储有一定数量的待选的可拆卸共享电池组n₃303，平时由充电设备充满电，以待用户租用。光伏充电桩401和共享电池换电站402上有二维码，用户可以通过共享电池服务APP201扫描上面的二维码，选择充电或者租赁共享电池的服务。光伏充换电服务站400的光伏发电组件1可以将太阳能转换为给光伏充电桩401使用，光伏充换电服务站400能够将光伏发电组件1产生但未能及时消耗的电能用于共享电池仓库8的可拆卸共享电池组n₃303充电，保证光伏发电效率最大化。

光伏充换电服务站400的光伏充电桩401能够实现自适应车辆最大充电功率，按照对应功率提供充电，如遇上充电高峰，能够自适应，对电量低的车辆保证充电功率，对电量合适的车辆限制功率实现效率最大化。光伏充电桩401可以选择利用市电或者光伏电进行充电，具体根据用户需求和实际情况，选择利用市电或光伏电为用户的基本电池组n₁301进行充电。

光伏充换电服务站400的共享电池换电站402实现共享电池租赁，在不改变用户已有电池容量的基础上给用户提供电池容量拓展，拓展的共享电池通过带自锁的特定接口(公头31)安装在电动汽车300后备箱中的共享电池组安装槽41中，最多安装两块。在用户在共享电池服务APP201进行选择添加或者更换可拆卸共享电池组n₃303以后，当用户到达光伏充换电服务站400，把车辆停车熄火后，换电设备从共享电池仓库8中选出状态好的电池弹出，并由换电设备自动帮用户识别安装好，更换好后会通过车载显示屏304向用户显示电池已更换好可以使用，不需要用户进行换电操作。

光伏充换电服务站400能够实时统计可拆卸共享电池组n₃303的具体信息，将信息上传平台服务器500，通过电池管理服务平台100提供给用户使用，以及提供给相关的工作人员进行对电池的管理和维护。

共享电池服务APP201提供共享电池租赁以及充电的相关服务。用户首先需要填写相关信息，通过实名认证后，将车辆牌照与账户绑定，完成注册，在缴纳押金之后可以进行可拆卸共享电池组n₃303的租赁和充电桩的使用。

用户可以在共享电池服务APP201中搜索附近的光伏充换电服务站400，进行充电和共享电池组租赁的预约，也可以到达换电服务站后，通过扫描光伏充电桩401和共享电池换电站402上二维码的方式现场进行充电和共享电池组租赁服务，当用户选择共享电池组租赁服务时，当车辆驶入换电通道时，换电设备扫描到对应车牌号的车辆进场之后，换电设备将自动为用户车辆更换或添加共享电池组。

用户在共享电池服务APP201上选择的更换共享电池服务和充电服务由智能控制中心102进行智能规划，为用户提供最适合当前情况的服务选择。用户选择充电服务，在充电完成后，由光伏充电桩401根据用户的充电时长来计算金额并等待用户结算；用户选择电池租赁服务时，先根据用户租赁的电池数量，收取电池租用的金额，在租赁电池归还时候，由可拆卸共享电池组n₃303的集成模块发送电池租用后的数据信息到智能控制中心102，智能控制中心102对电池整体状态进行评估，再收取相应折旧费。

电动汽车300上共有三个电池组。

基本电池组n₁301不可更换和中间电池组n₂302都安装在车底盘的电池安装槽内，可拆卸共享电池组n₃303安装在汽车后备箱的共享电池安装槽41处。三个电池组相互独立，基本电池组n₁301用户不可自行拆卸，中间电池组n₂302、共享电池组n₃304可以独立拆卸互不影响，三组电池可根据需要提供给电动汽车300电能组合。

基本电池组n₁301和中间电池组n₂302为汽车的常驻安装电池，基本电池组n₁301为电动汽车最基本的电池组，基本电池组n₁301可提供的续航里程为三组电池中最大，一般由基本电池组n₁301为电动汽车提供电能。中间电池组n₂302可提供的续航里程为基本电池组n₁301的20％左右。

中间电池组n₂302和可拆卸共享电池组n₃303都是易于拆卸式设计。考虑到用户在市区行驶时，若汽车基本电池组n₁301电量不足时，可以在市区里的换电站直接更换可拆卸的中间电池组n₂302，只更换容量较少的中间电池组n₂302相比与现有更换汽车整块电池的方案更加便捷，减少用户等待更换汽车整块电池的时间和更换整块电池所带来的潜在损失，相比于直接充电，可以减少用户充电的所需要的时间，极大地方便用户在市区的出行。

如图4所示，可拆卸共享电池组n₃303平时不安装在车辆上，以减少电动汽车300在市区里的负重，预留安装可拆卸共享电池组n₃303的后备箱可供用户在市区使用。可拆卸共享电池组n₃303为用户在高速公路上行使时设计，当基本电池组n₁301电量不足时，可以在光伏充换电服务站400加装共享电池组n₃303。

使用三组充电电池的电动汽车300，其电动机可以有三路电池组并联供电。

如图2所示，三组充电电池的电动汽车300内部电路为：基本电池组n₁301一端与电流表A₁一端连接，基本电池组n₁301另一端与电压表V₁一端相连并接地，电压表V₁另一端接电流表A₁另一端、开关k₁一端、电容C₁一端，电容C₁另一端接电阻R₁一端，电阻R₁另一端接开关K₁另一端、控制器一端，控制器另一端接电机M一端，电机M另一端接地。

中间电池组n₂302一端接电流表A₂一端，中间电池组n₂302另一端与电压表V₂一端相连并接地，电压表V₂另一端接电流表A₂另一端、开关K₂一端、电容C₂一端，电容C₂另一端接电阻R₂一端，电阻R₂另一端接开关K₂另一端、控制器一端。

可拆卸共享电池组n₃303一端接电流表A₃一端，可拆卸共享电池组n₃303另一端与电压表V₃一端相连并接地，电压表V₃另一端接电流表A₃另一端、开关K₃一端、电容C₃一端，电容C₃另一端接电阻R₃一端，电阻R₃另一端接开关K₃另一端、控制器一端。

三组充电电池的电动汽车300内部电路的电压表V₁用于测量基本电池组n₁301的电池电压，电压表V₂用于测量中间电池组n₂302的电池电压，电压表V₃用于测量共享电池组n₃303的电池电压，电流表A₁用于测量基本电池组n₁301这一支路的电流，电流表A₂用于测量中间电池组n₂302这一支路的电流，电流表A₃用于测量共享电池组n₃303这一支路的电流。M为电机，由电池组供电。K₁、K₂、K₃分别为控制基本电池组n₁301、中间电池组n₂302、共享电池组n₃303这三路支路通断的开关，每个触点都并联有RC电路，在开关断开时，利用电容C的充电吸收和电阻R的耗能，尽快削弱触点断开时电动机M产生的电弧能量，降低温度，起到保护开关k₁、k₂、k₃的作用。控制器内集成数据检测模块，可以读取到各路电压V_i(i＝1,2,3)和电流A_i(i＝1,2,3)的状态，以便对系统进行控制，控制器可以根据读取到的电压和电流状态，以及不同的模式需求，提供对应的控制策略。

使用三组充电电池的电动汽车300，控制器控制各电池组开关闭合使用所遵循的基本规则：基本电池组n₁301的额定电压为V_1额，中间电池组n₂302的额定电压为V_2额，共享电池组n₃303的额定电压为V_3额。当共享电池组n₃303当前的电压V₃小于临界值V_n3(V_n3＝γ％V_3额，γ由厂商根据实验设定)时，就要考虑断开使用共享电池组n₃303。当中间电池组n₂302当前的电压V₂小于临界值V_n2(V_n2＝γ％V_2额，γ由厂商根据实验设定)时，就要考虑断开使用中间电池组n₂302。当电流表A₃或电流表A₂读取到的电流数值太低时，也要考虑断开使用共享电池组n₃303或中间电池组n₂302。控制器控制开关k₁、K₂、K₃的闭合顺序要遵循如下原则：若涉及多个开关都要接通，控制器会则优先接通电压高的电池组，再接通电压低的电池组，防止电压高的电池组对电压低的电池组进行充电，损坏电池组。当用户在高速公路上行驶时，优先考虑使用共享电池组n₃303，中间电池组n₂302为辅助电池组，尽量保存基本电池组n₁301的电量，以便用户回到市区使用。当中间电池组n₂302和共享电池组n₃303电量不足时，考虑接通基本电池组n₁301进行供电。当用户需要加速时，控制器会接通基本电池组n₁301进行供电，以便用户提速。

平台服务器指的是网络环境下为客户机(C l i ent)提供某种服务的专用计算机，服务器安装有网络操作系统和各种服务器应用系统软件(如Web服务、电子邮件服务)的计算机。电池管理服务平台相当于一个APP，即客户端。用户通过电池管理服务平台(即客户端)向云平台服务器请求服务，传输数据等。平台服务器500则会根据用户的请求做出对应的响应(比如处理命令，存储，发送数据)。电池管理服务平台100是提出服务请求，管理服务请求的，而平台服务器500就是提供服务的。

本发明的具体使用方法为：

用户在行驶途中如果车辆电池不足，可以通过共享电池服务APP201使用共享电池租赁以及充电的相关服务。在使用共享电池服务APP201之前，用户首先需要填写相关信息，通过实名认证后，将车辆牌照与账户绑定，完成注册，在缴纳押金之后可以进行电池组的租赁和充电桩的使用。用户在共享电池服务APP上选择的更换共享电池服务和充电服务由智能控制中心102进行智能规划，为用户提供最适合当前情况的服务选择。用户选择充电服务，在充电完成后，由充电桩401根据用户的充电时长来计算金额并等待用户结算；用户选择电池租赁服务时，先根据用户租赁的电池数量，收取电池租用的金额，在租赁电池归还时候，由可拆卸共享电池组n₃303的集成模块发送电池租用后的数据信息到智能控制中心102，智能控制中心102对电池整体状态进行评估，再收取相应折旧费。

用户可以在共享电池服务APP201中搜索附近的光伏充换电服务站400，进行充电和共享电池组租赁的预约，也可以到达换电服务站后，通过扫描光伏充电桩401和共享电池换电站402上二维码的方式现场进行充电和共享电池组租赁服务，当用户选择可拆卸共享电池组n₃303租赁服务时，当车辆驶入换电通道7时，换电设备扫描到对应车牌号的车辆进场之后，换电设备将自动为用户车辆更换或添加共享电池组。

当用户在共享电池服务APP201选择服务后，若用户在光伏充换电服务站400，用户在共享电池服务APP201输入目的地时，智能控制中心102会根据用户当前的电池电量状态进行估算，建议用户租用可拆卸共享电池组n₃303的数量，以便用户能顺利到达预定的目的地。用户在共享电池服务APP201进行选择添加或者更换共享电池组以后，用户把车辆驶入换电通道7时，换电通道7内的换电设备扫描到对应车牌号的车辆进场之后，等用户车辆停车熄火后，换电设备从共享电池仓库8中选出状态好的电池弹出，并由换电设备自动帮用户识别安装好，更换好后会通过车载显示屏301向用户显示电池已更换好可以使用，不需要用户进行换电操作。若选择最大数量的可拆卸共享电池组303仍无法让用户到达目的地，则会建议用户对电动汽车300的基本电池进行充电。

若用户不在光伏充换电服务站400，系统的电池服务管理平台100的智能控制中心102会根据用户共享电池服务APP201定位的位置，以及用户当前的电池电量状态，为用户搜索当前的电池电量状态能到达的最近的光伏充换电服务站400，并通过车载显示屏304导航用户到指定的光伏充换电服务站400；若可拆卸共享电池组n₃303的剩余电量不能支持用户到达最近的光伏充换电服务站400，则向用户智能手机200发送预警，询问用户是否需要寻求援助。若用户选择需要援助，则电池管理服务平台100会给光伏充换电服务站400的工作人员发送信息，以便工作人员对用户提供支援。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种基于光伏发电的电动汽车共享电池系统的使用方法，其特征在于，电动汽车上共有三个电池组，基本电池组n₁和中间电池组n₂都安装在车底盘的电池安装槽处，可拆卸共享电池组n₃安装在汽车后备箱的共享电池安装槽处；三个电池组相互独立，基本电池组n₁不能自行拆卸，中间电池组n₂、共享电池组n₃能独立拆卸互不影响；

若使用三组充电电池并联供电，其电路为：

基本电池组n₁一端与电流表A₁一端连接，基本电池组n₁另一端与电压表V₁一端相连并接地，电压表V₁另一端接电流表A₁另一端、开关k₁一端、电容C₁一端，电容C₁另一端接电阻R₁一端，电阻R₁另一端接开关K₁另一端、控制器一端，控制器另一端接电机M一端，电机M另一端接地；

中间电池组n₂一端接电流表A₂一端，中间电池组n₂另一端与电压表V₂一端相连并接地，电压表V₂另一端接电流表A₂另一端、开关K₂一端、电容C₂一端，电容C₂另一端接电阻R₂一端，电阻R₂另一端接开关K₂另一端、控制器一端；

可拆卸共享电池组n₃一端接电流表A₃一端，可拆卸共享电池组n₃另一端与电压表V₃一端相连并接地，电压表V₃另一端接电流表A₃另一端、开关K₃一端、电容C₃一端，电容C₃另一端接电阻R₃一端，电阻R₃另一端接开关K₃另一端、控制器一端；

其中，基本电池组n₁的额定电压为V_1额，中间电池组n₂的额定电压为V_2额，共享电池组n₃的额定电压为V_3额，当共享电池组n₃当前的电压V₃小于临界值V_n3时，V_n3＝γ％V_3额，γ由厂商根据实验设定，考虑断开使用共享电池组n₃，当中间电池组n₂当前的电压V₂小于临界值V_n2时，考虑断开使用中间电池组n₂，V_n2＝γ％V_2额，γ由厂商根据实验设定，当电流表A₃或电流表A₂读取到的电流数值太低时，考虑断开使用共享电池组n₃或中间电池组n₂；

控制器控制开关k₁、K₂、K₃的闭合顺序遵循如下方式：

首先，若涉及多个开关都要接通，控制器则优先接通电压高的电池组，再接通电压低的电池组，防止电压高的电池组对电压低的电池组进行充电，损坏电池组；

其次，当用户在高速公路上行驶时，优先考虑使用共享电池组n₃，中间电池组n₂为辅助电池组，尽量保存基本电池组n₁的电量，以便用户回到市区使用，当中间电池组n₂和共享电池组n₃电量不足时，考虑接通基本电池组n₁进行供电；

最后，当用户需要加速时，控制器会接通基本电池组n₁进行供电，以便用户提速。

2.根据权利要求1所述的基于光伏发电的电动汽车共享电池系统的使用方法，其特征在于，基本电池组n₁和中间电池组n₂为汽车的常驻安装电池，基本电池组n₁为电动汽车最基本的电池组，基本电池组n₁提供的续航里程为三组电池中最大，基本电池组n₁为电动汽车提供电能，中间电池组n₂提供的续航里程为基本电池组n₁的20％。

3.根据权利要求1所述的基于光伏发电的电动汽车共享电池系统的使用方法，其特征在于，在市区行驶时，若汽车基本电池组n₁电量不足时，在市区里的换电站直接更换可拆卸的中间电池组n₂，可拆解共享电池组n₃平时不安装在车辆上，在高速公路上行驶时，当基本电池组n₁电量不足时，在光伏充换电服务站加装共享电池组n₃。

4.根据权利要求1所述的基于光伏发电的电动汽车共享电池系统的使用方法，其特征在于，还包括电池管理服务平台、光伏充换电服务站、用户智能手机；

电池管理服务平台包括智能控制中心、数据库、云计算服务器，智能控制中心用于管理租用的可拆卸共享电池组n₃信息，管理所有的光伏充换电服务站信息，计算正在租用的可拆卸共享电池组n₃的实时信息，根据光伏充换电服务站的光伏充电桩及可更换共享智能电池数量、预约人数为用户智能规划充换电服务，数据库则用于存储电池的充放电记录以及用户的相关服务记录，云计算服务器用于实时计算电池组的各种信息；

用户智能手机上安装有共享电池服务APP，为用户提供租赁可拆卸共享电池组n₃的预约服务、光伏充电桩的预约服务，并用于接收云计算服务器计算返回的电池数据；

光伏充换电服务站包括光伏充电桩和共享电池换电站，用户根据需求，选择共享电池换电站更换可拆卸共享电池组n₃，或使用光伏充电桩为基本电池组n₁进行充电。

5.根据权利要求4所述的基于光伏发电的电动汽车共享电池系统的使用方法，其特征在于，可拆卸共享电池组n₃包括在集成模块里的身份识别模块，定位模块，通信模块、电池实时数据检测模块，身份识别模块对应着唯一的电池ID，记录的内容包括记录生产厂商，生产日期，生产批次，电池类型，电池实时数据检测模块由主控芯片及其他检测电路构成，用于记录电池的充放电的次数，以及对应次数的电压电流，并记录到flash中，通信模块能够与电池管理服务平台及电动汽车上的车载显示屏进行通讯，车载显示屏实时显示电池的电量状态信息，通讯模块还能将电池实时数据检测模块检测到的SOC记录上传到电池管理服务平台的云计算服务器，用于计算可拆卸共享电池组n₃的状态信息，集成定位模块通过通信模块向电池管理服务平台实时传送共享电池的位置信息，可拆卸共享电池组n₃具有带自锁的特定接口，只有通过光伏充换电服务站才能安装或者拆卸，电动汽车安装两块可拆卸共享电池组n₃。

6.根据权利要求5所述的基于光伏发电的电动汽车共享电池系统的使用方法，其特征在于，电池管理服务平台的智能控制中心通过无线远程通信技术与光伏充换电服务站以及用户正在使用的可拆卸共享电池组n₃进行通信，以便管理所有的可拆卸共享电池组n₃，智能控制中心通过无线远程通信技术接收目前正在出租使用的可拆卸共享电池组n₃的SOC数据，由云计算服务器计算出可拆卸共享电池组n₃的SOH数据反馈到用户智能手机上的共享电池服务APP上，当用户在共享电池服务APP上选择的更换共享电池服务和充电服务由智能控制中心进行智能规划，当用户达到光伏充换电服务站，并在共享电池服务APP输入目的地时，智能控制中心会根据用户当前的电池电量状态进行估算，建议用户租用可拆卸共享电池组n₃的数量，以便用户能顺利到达预定的目的地，若选择最大数量的可拆卸共享电池组n₃仍无法让用户到达目的地，则会建议用户对电动汽车的基本电池进行充电，若用户不在光伏充换电服务站，智能控制中心会根据共享电池服务APP定位的位置，以及用户当前的电池电量状态，为用户搜索当前的电池电量状态能到达的最近的光伏充换电服务站，并通过车载显示屏导航用户到指定的光伏充换电服务站，若可拆卸共享电池组n₃的剩余电量不能支持用户到达最近的光伏充换电服务站，则向用户的智能手机发送预警，询问用户是否需要寻求援助，若用户选择需要援助，则电池管理服务平台会给光伏充换电服务站的工作人员发送信息，以便工作人员对用户提供支援。

7.根据权利要求5所述的基于光伏发电的电动汽车共享电池系统的使用方法，其特征在于，光伏充换电服务站包括光伏板支架、太阳能光伏发电组件、疏水凹槽、支撑钢架、主体支撑立柱、共享电池换电站、换电通道、共享电池仓库、光伏充电桩，太阳能光伏发电组件安装在光伏板支架上，两个光伏板支架中间形成疏水凹槽，整体由支撑钢架支撑，共享电池换电站位于支撑钢架下方、主体支撑立柱的右方，包含共享电池仓库、换电通道，换电通道置于共享电池换电站中间位置，光伏充电桩位于支撑钢架下方，主体支撑立柱的左方，共享电池换电站的共享电池仓库内存储有一定数量的待选的可拆卸共享电池组n₃，平时由充电设备充满电，以待用户租用，光伏充电桩和共享电池换电站上有二维码，用户通过共享电池服务APP扫描上面的二维码，选择充电或者租赁可拆卸共享电池组n₃的服务，光伏充换电服务站的太阳能光伏发电组件将太阳能转换为电能给光伏充电桩使用，光伏充换电服务站能够将光伏发电组件产生但未能及时消耗的电能用于共享电池仓库的可拆卸共享电池组n₃充电，光伏充换电服务站的光伏充电桩能够实现自适应车辆最大充电功率，按照对应功率提供充电，光伏充电桩选择利用市电或者光伏电进行充电，光伏充换电服务站的共享电池换电站实现可拆卸共享电池组n₃租赁，在不改变用户已有电池容量的基础上给用户提供电池容量拓展，拓展的可拆卸共享电池组n₃通过带自锁的特定接口安装在电动汽车后备箱中的共享电池组安装槽中，在用户在共享电池服务APP进行选择添加或者更换共享电池组以后，当用户到达光伏充换电服务站，把车辆驶入换电通道时，换电通道内的换电设备扫描到对应车牌号的车辆进场之后，等用户车辆停车熄火后，换电设备从共享电池仓库中选出状态好的电池弹出，并由换电设备自动帮用户识别安装好，更换好后会通过车载显示屏向用户显示电池已更换好可以使用，不需要用户进行换电操作，光伏充换电服务站能够实时统计电池组的具体信息，将信息上传平台服务器，通过电池管理服务平台提供给用户使用，以及提供给相关的工作人员进行对电池的管理和维护。

8.根据权利要求5所述的基于光伏发电的电动汽车共享电池系统的使用方法，其特征在于，共享电池服务APP提供共享电池租赁以及充电的相关服务，用户首先需要填写相关信息，通过实名认证后，将车辆牌照与账号绑定，完成注册，在缴纳押金之后,进行可拆卸共享电池组n₃的租赁和充电桩的使用，用户在共享电池服务APP中搜索附近的光伏充换电服务站，进行充电和共享电池组租赁的预约，或者到达换电服务站后，通过扫描光伏充电桩和共享电池换电站上二维码的方式现场进行充电和共享电池组租赁服务，当用户选择可拆卸共享电池组n₃租赁服务时，当车辆驶入换电通道时，换电设备扫描到对应车牌号的车辆进场后，换电设备将自动为用户车辆更换或添加可拆卸共享电池组n₃，用户在共享电池服务APP上选择的更换共享电池服务和充电服务由智能控制器中心进行智能规划，用户选择充电服务，在充电完成后，由充电桩根据用户的充电时长来计算金额并等待用户结算，用户选择电池租赁服务时，先根据用户租赁的电池数量，收取租用的金额，在租赁电池归还时候，由可拆卸共享电池组n₃的集成模块发送电池租用后的数据信息到智能控制中心，智能控制中心对电池整体状态进行评估，再收取相应折旧费。

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