CN117878501A - 一种新能源汽车通用动力电池 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新能源汽车通用动力电池，包括电池本体，电池本体上设置有用于快速拆装的快换接口，快换接口包括主电接口，电池本体使用时通过快换接口与新能源汽车连接，电池本体还设置有多方向安装结构或/和接口凹陷结构；多方向安装结构包括多组接口结构，多组接口结构包括设置在电池本体上的快换接口，电池本体至少两个面设置有快换接口；接口凹陷结构包括设置在电池本体上的安装了快换接口后的凹陷区，凹陷区可容纳对应新能源汽车上设置成突出部的连接部分结构，好处在于使得电池本体的适用性大大增强，实现动力电池的通用化；以少量型号的通用动力电池组成系统，满足绝大多数新能源汽车车型所需，实现新能源汽车换电的普及。

Description

一种新能源汽车通用动力电池

本申请为申请日为2019 年1月11日，申请号为201910025487 .1，名称为一种新能源汽车快换型通用动力电池的案件的分案申请。

技术领域

本发明涉及新能源电池领域，具体涉及一种新能源汽车通用动力电池。

背景技术

我们原来长期使用以燃油为主的汽车，存在尾气排放的空气污染问题和燃油来源基本不具有资源再生性的问题，随着使用量越来越大，问题日益严重。

各种新能源汽车的应用，可有效改善上述问题，新能源汽车有纯电动汽车、增程式电动汽车、插电式混合动力汽车、氢燃料电池汽车、太阳能电动汽车等多种类型。新能源汽车大多通过电力驱动，且会采用车载的储能电池储存电能，车载的储能电池也被称为动力电池。通过外部为动力电池补充电能时主要依靠外部充电或直接更换动力电池两种方式。通过充电进行电能补充，效率较慢，充电时间长且会遇到充电桩较少需要排队的问题。因此通过更换动力电池进行新能源汽车电能补充具有更大的市场潜力。

目前新能源车企较多，各个车企拥有自己的动力电池设计方案，导致市面上动力电池种类繁多。汽车是交通工具，补充电能需要广泛布点补能站。在统一充电接口后，充电桩基本可以通用，但换电（又称快换）不但要统一电池接口，还需要统一电池的安装尺寸，不然的话广泛布点换电站就会出现投入巨大但利用率低而持续亏损的局面。

已经出现过几种试图统一电池的换电模式，这些模式都追求把动力电池统一为一种，但在设计时都没有统筹考虑所有的乘用车和商用车（包括货车和客车），而原来在乘用车上最适用的底置型电池（指主要从车下向上安装到车底位置的动力电池）因布局安装方式死板，看起来无法走向通用化，被完全放弃采用。这些换电模式实际推出的所谓标准型电池却都不适合在大多数车上布局安装，因而无法推广。统一电池并满足绝大多数新能源汽车的布局安装需要，已成为难题。为此本发明提出一种新能源汽车通用动力电池以解决上述问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种大大扩展了适用场合的新能源汽车通用动力电池，满足各种新能源汽车车型所需，从而普及换电应用。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：一种新能源汽车通用动力电池，包括电池本体，所述的电池本体上设置有用于快速拆装的快换接口，所述快换接口包括主电接口，所述电池本体使用时通过快换接口与新能源汽车连接，所述的电池本体还设置有多方向安装结构或/和接口凹陷结构，所述的多方向安装结构包括多组接口结构，所述的多组接口结构包括设置在电池本体上的快换接口，并且所述电池本体至少两个面设置有快换接口，所述的多方向安装结构还使得电池本体外形不同方向的尺寸可分别与不同车上可安装电池空间中对应电池装入方向的可容纳尺寸相关联，且电池本体可沿自身不同尺寸的外形方向装入至不同车上设定的不同电池舱中，或者所述的多方向安装结构还使得电池本体外形不同方向的尺寸可分别与同一种车上可安装电池的不同空间中对应电池装入方向的可容纳尺寸相关联，且电池本体也可沿自身不同尺寸的外形方向装入至同一种车上设定的不同的电池舱中，所述接口凹陷结构包括设置在电池本体上的安装了快换接口后的凹陷区，其中当电池本体侧向安装于汽车上，则所述的电池本体的侧面设置有凹陷区，当所述的电池本体向下安装于汽车上，则所述的电池本体的下端设置有凹陷区，当电池本体向上安装于汽车上，则所述的电池本体的上端设置有凹陷区，所述凹陷区可容纳对应新能源汽车上设置成突出部的连接部分结构，所述的连接部分结构中可包含新能源汽车上对应快换接口中固定电连接件的部分结构或全部结构。

动力电池设置有多方向安装结构的具有多组接口，并可对不同条件采用不同的安装方向，在减少通用动力电池品种的情况下合理、充分利用各种汽车上的可安装空间。因此通用动力电池具多方向安装结构的可大大扩展适用场合，通用性强。

电池本体上设置有凹陷区，汽车上电池舱（也可以是其它用于连接安装电池本体的部件）内的连接部分可以设置成突出部，电池本体安装时突出部可以进入到电池本体对应的凹陷区内，电池舱后方无需额外空间，也即占用电池舱后方的空间很少或不占用，汽车不因连接部分结构需占用空间而无法设置电池舱或电池舱设置被限制在特定位置，因此电池舱布局灵活，使得电池本体的适用场合被大大扩展，通用性强。

进一步地，所述的电池本体内设置独立液态温控回路，所述的独立液态温控回路上的对外热交换器部件设置于电池本体的外表面位置。优点在于通过设置的独立液态温控回路可以实现电池本体的独立制冷降温，提高电池的使用可靠性以及延长使用寿命。

进一步地，所述电池本体通过内部切换可输出不同的电压。优点在于新能源汽车设置系统电压时需考虑多种因素，因侧重点不同，设置系统电压的高低不同，把通用动力电池设置成通过内部切换可输出高低不同的电压，汽车设计时就可结合侧重点的倾向对应选用其中一种电压，车上就不需要为采用通用动力电池再额外配置升压或降压装置，动力电池的适用性进一步扩展。

进一步地，所述电池本体最大面的面积或最大投影面积小于0.06平方米，厚度不超过140mm，重量小于10Kg，为小型通用动力电池。其特点是适合人工换电，特别适用于一次换电量少的车型，其布局、组合灵活，还易于布换电点。

更进一步地，可由几种动力电池组成通用动力电池系统，所述电池本体的主要安装尺寸相同且可安装于同一种电池舱或其它用于连接安装电池的部件中的为同一种主型号，通用动力电池系统包含不超过8种通用中主型号的通用动力电池，可供各种新能源汽车选用和更换。这个系统可以满足绝大多数新能源汽车布局、安装动力电池的需要，只需少量主型号即可满足绝大多数的新能源汽车（包括乘用车和商用车）意义重大。在此基础上可以广泛布点换电站，新能源汽车通过快换补充电能这种方式可以大规模推广实现。

更进一步地，新能源汽车通用动力电池系统中用于互换使用的同一主型号的通用动力电池的不同个体内部可采用不同类别及种类的电芯。其优点是，随着电池技术的发展，各主型号的通用动力电池都可以采用应用了新技术的电芯来组合，与电池技术同步发展，且旧电池仍可继续使用。

进一步地，一种通用动力电池在新能源汽车上的布局方法，所述的通用动力电池为底置型通用动力电池，底置型通用动力电池是指主要用于从车下向上安装到电池舱或其它用于连接安装电池的部件中的通用动力电池，同一辆新能源汽车可布局安装单块底置型通用动力电池也可布局安装多块底置型通用动力电池，底置型通用动力电池在不同的新能源汽车上的布局方位可以不同，同一辆新能源汽车上的不同位置布局底置型通用动力电池的方位也可以不同。原来的新能源乘用车普遍采用底置型动力电池，每辆车在车底安装一块厚度较小但俯视面积较大的电池，不同尺寸的车，对应的底置型动力电池的尺寸也有较大差异；因在车内空间的前方（车前桥的后方）有安装接口的空间，大都把车与电池的接口设置在这个位置，电池的布局方位也被完全固化。因此，底置型动力电池难以向通用化方向发展。但在设置本发明的接口凹陷结构并采用本布局方法后，底置型通用动力电池就可在车上灵活布局，同一种电池适用很多种车型，实现了底置型动力电池的通用化。

更进一步地，一种采用新能源汽车通用动力电池的组合配置方法，所述的通用动力电池为底置型通用动力电池，底置型通用动力电池是指主要用于从车下向上安装到电池舱或其它用于连接安装电池的部件中的通用动力电池，同一辆新能源汽车可布局安装单块底置型通用动力电池也可布局安装多块底置型通用动力电池，底置型通用动力电池在不同的新能源汽车上的布局方位可以不同，同一辆新能源汽车上的不同位置布局底置型通用动力电池的方位也可以不同，电池本体的主要安装尺寸相同且可安装于同一种电池舱或其它用于连接安装电池的部件中的为同一种主型号，多种且不超过5种通用中主型号的底置型通用动力电池设定的尺寸不同，可组合起来分别提供给各种适合安装底置型通用动力电池的新能源汽车选用布局和安装使用，或在换电站搭配起来为各种安装底置型通用动力电池的新能源汽车提供换电服务。组合配置方法的优点首先是突破了乘用车统一电池就是统一成一种型号这个常规思维，原来在常规思维之下的几种试图统一电池的换电模式，因电池适用的车型少，都无法大规模推广。采用本发明的组合配置方法，通过合理设置几种电池的形态、安装方式和尺寸，只需配置少量几种主型号的底置型通用动力电池，就可满足几乎所有新能源乘用车合理布局安装动力电池和通过快换补充电能的需要，而且这些型号的底置型通用动力电池还可应用到多种商用车中，包括多种货车和客车。

一种采用通用动力电池的新能源汽车，包括车体，车体设置有与电池本体对应的电池舱或其它用于连接安装电池的部件，且设置有与电池本体上快换接口相对应的接口。好处在于通过在车体上设置对应通用动力电池的电池舱和快换接口，可以应用对应的通用动力电池，实现新能源汽车的快速换电补能。

当一辆新能源汽车上安装了多个动力电池集组时，本发明还提供一种控制系统。

进一步地，包括配电控制单元，配电控制单元可控制两个或两个以上独立的动力电池集组联合供电，并可通过对联合供电与单集组供电之间的切换或不同联合供电组合之间的切换，控制各集组耗电顺序的变化，所述动力电池集组由若干动力电池组成。好处是多集组动力电池联合供电时动力电池的负载能力更大，可满足一些车需要较大动力输出时的需要，还可控制各集组的耗电顺序，安排好充换电补能的计划。

进一步地，包括配电控制单元，配电控制单元可控制不同集组动力电池或/和多集组动力电池的联合供电经过不同的供电路径分别对部件或部件组合实施供电，所述部件或部件组合为驱动桥或不同车轮的驱动电机，所述动力电池集组由若干动力电池组成。好处是在一些有多个驱动路径的车上，多个动力电池集组可分路供电，满足一些车需要较大动力输出时的需要，且不需要配置多集组动力电池联合供电的装置。

进一步地，包括充电控制单元，充电来源通过该充电控制单元可以给两个或两个以上独立的动力电池集组联合充电，所述动力电池集组由若干动力电池组成。多集组动力电池按需实施联合充电或部分充电过程联合充电，可充分利用充电桩的输出能力，提高充电效率。

进一步地，采用通用动力电池的新能源汽车还包括能源管理系统，该能源管理系统采用动力电池管理系统与新能源汽车之间的通信协议，通过该通信协议能够获取动力电池内部电芯类别及种类或/和动力电池参数信息，动力电池参数信息包含针对动力电池电芯类别和种类不同而不同的充电要求的参数信息，新能源汽车上的车载充电器为动力电池充电，或由非车载充电机为动力电池充电且仍由汽车能源管理系统管理充电的，所述能源管理系统判定是否可对动力电池进行充电，可以充电的，车载充电器或非车载充电机通过汽车的充电控制单元，针对不同的内部电芯类别及种类按照对应的充电要求对该动力电池进行充电，新能源汽车的能源管理系统与动力电池管理系统采用上述通信协议进行通信并管控充电过程，由非车载充电机充电的，非车载充电机通过与汽车通信共同管控充电过程。优点是，随着电池技术的发展，各主型号的通用动力电池不同批次可采用应用了不同技术的电芯，由不同类别和种类的电芯组成的动力电池充电方式可能不同，对此增加通信识别确认的内容和步骤后，对应采用不同的控制方式可以合理的给各类不同的电池充电，且能提供安全的充电方式。

更进一步地，采用通用动力电池的新能源汽车还包括能源管理系统，该能源管理系统采用动力电池管理系统与新能源汽车之间的通信协议，通过该通信协议能够获取动力电池负载能力的参数信息，汽车的控制系统可以根据所述能源管理系统获得的动力电池负载能力的参数信息选择供电模式。优点是，随着电池技术的发展，各主型号的通用动力电池不同批次可采用应用了不同技术的电芯，由不同类别和种类的电芯组成的动力电池供电的能力不同，对此增加通信识别确认的内容和步骤后，对应采用不同的供电模式，既可保护供电能力低的电池不受损伤，也可发挥供电能力强的电池的作用，比如可大功率输出，对应的新能源汽车的加速性能等可以得到充分发挥。

一种提供新能源汽车通用动力电池的换电站，配备不超过8种主型号的新能源汽车通用动力电池，配置上述主型号通用动力电池的换电装备，为各种新能源汽车提供快速换电服务。好处是每一个换电站都可以满足各种新能源汽车换电补能的需要，可以提高场地、换电装备的利用率。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：通过采用本发明的新能源汽车通用动力电池，使得电池本体的适用性大大增强，实现动力电池的通用化；以少量型号的通用动力电池组成系统，满足绝大多数新能源汽车车型所需，实现新能源汽车换电的普及。

附图说明

图1为本发明的电池本体结构示意图之一；

图2为本发明的电池本体结构示意图之二；

图3为本发明的电池舱的结构示意图；

图4为本发明的电池本体结构示意图之三；

图5为本发明的电池本体结构示意图之四；

图6为本发明的快换接口的位置示意图；

图7为本发明的快换接口部位的剖视图；

图8为图7中A部分的放大图；

图9为本发明电池本体的快换接口布置示意图之一；

图10为本发明电池本体的快换接口布置示意图之二；

图11为本发明电池本体的快换接口布置示意图之三；

图12为本发明电池本体的快换接口布置示意图之四；

图13为本发明电池本体的快换接口布置示意图之五；

图14为本发明电池本体的快换接口布置示意图之六；

图15为本发明电池本体的快换接口布置示意图之七；

图16为本发明电池本体的直冷回路的结构示意图；

图17为本发明电池本体的液冷回路的结构示意图；

图18为本发明电池本体的直冷回路与液冷回路耦合结构示意图；

图19为本发明电池本体的内部连接状态示意图之一；

图20为本发明电池本体的内部连接状态示意图之二；

图21为本发明电池本体的内部连接状态示意图之三；

图22为本发明电池本体的内部连接状态示意图之四；

图23为本发明电池本体的内部连接状态示意图之五；

图24为本发明电池本体的内部连接状态示意图之六；

图25为本发明通用动力电池系统中不同型号通用动力电池的结构示意图之一；

图26为本发明H型小型通用动力电池安装于乘用车的结构示意图；

图27为本发明H型小型通用动力电池和B型机械快换底置型通用动力电池安装于乘用车的结构示意图；

图28为本发明D型机械快换底置型通用动力电池安装于乘用车的结构示意图；

图29为本发明集装箱卡车的结构示意图；

图30为一辆纯电动汽车的车辆控制系统的结构示意图；

图31为一辆纯电动汽车的车辆控制系统的局部结构示意图；

图32为本发明多个动力电池集组联合供电示意图之一；

图33为本发明多个动力电池集组联合供电示意图之二；

图34为本发明多个动力电池集组联合供电示意图之三

图35为本发明多个动力电池集组联合供电示意图之四；

图36为本发明多个动力电池集组联合供电示意图之五；

图37为本发明多个动力电池集组联合供电示意图之六；

图38为本发明多个动力电池集组联合供电示意图之七；

图39为本发明中动力电池集组的电能管理示意图之一；

图40为本发明中动力电池集组的电能管理示意图之二；

图41为本发明中动力电池集组的电能管理示意图之三；

图42为本发明中动力电池集组的电能管理示意图之四；

图43为本发明的动力电池集组联合充电示意图之一；

图44为本发明的动力电池集组联合充电示意图之二；

图45为本发明的动力电池集组联合充电示意图之三；

图46为本发明的动力电池集组联合充电示意图之四；

图47为本发明中车的充电流程图；

图48为本发明的不同货车车型安装通用动力电池的位置示意图；

图49为本发明不同尺寸的机械快换底置型通用动力电池示意图；

图50为本发明四种尺寸新能源乘用车的俯视示意图；

图51为本发明四种尺寸新能源乘用车可布排机械快换底置型通用动力电池的型号与数量的示意图；

图52为图51中1和2的另一种布排方式；

图53为非承载式结构车身的乘用车、皮卡用上述b方式布排机械快换底置型通用动力电池的示意图；

图54为非承载式结构车身的乘用车、皮卡用上述c方式布排机械快换底置型通用动力电池的示意图；

图55为机械快换通用动力电池在客车中应用的示意图；

图56为用于较大车型的厚型新能源汽车的动力电池结构示意图；

图57为通用动力电池系统中不同型号的通用动力电池示意图之二；

图58为电池本体在不同乘用车中的安装示意图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明。

本发明没有特别说明，图1中的A面为本发明的左端，远离A面的方向为右端，图1中的B面为本发明的上端，远离B面的方向为下端，图1中的C面为本发明的前端，远离C面的方向为后端。

本发明新能源汽车通用动力电池包括电池本体，所述的电池本体上设置有用于快速拆装的快换接口，所述快换接口包括主电接口，所述电池本体使用时通过快换接口与新能源汽车连接，所述的电池本体还设置有多方向安装结构或/和接口凹陷结构，所述的多方向安装结构包括多组接口结构，所述的多组接口结构包括设置在电池本体上的快换接口，并且所述电池本体至少两个面设置有快换接口，所述的多方向安装结构还使得电池本体外形不同方向的尺寸可分别与不同车上可安装电池空间中对应电池装入方向的可容纳尺寸相关联，且电池本体可沿自身不同尺寸的外形方向装入至不同车上设定的不同电池舱中，或者所述的多方向安装结构还使得电池本体外形不同方向的尺寸可分别与同一种车上可安装电池的不同空间中对应电池装入方向的可容纳尺寸相关联，且电池本体也可沿自身不同尺寸的外形方向装入至同一种车上设定的不同的电池舱中，所述接口凹陷结构包括设置在电池本体上的安装了快换接口后的凹陷区，其中当电池本体侧向安装于汽车上，则所述的电池本体的侧面设置有凹陷区，当所述的电池本体向下安装于汽车上，则所述的电池本体的下端设置有凹陷区，当电池本体向上安装于汽车上，则所述的电池本体的上端设置有凹陷区，所述凹陷区可容纳对应新能源汽车上设置成突出部的连接部分结构，所述的连接部分结构中可包含新能源汽车上对应快换接口中固定电连接件的部分结构或全部结构。

接口凹陷结构，包括设置在电池本体1上的凹陷区2，图2中，凹陷区2位于电池本体1的上方，安装时，向上安装于汽车上。

由于设置有凹陷区2，汽车电池架3上的电池舱4（也可以是其它用于连接安装电池本体的部件）内的连接部分可以设置成突出部5，如图3所示。由于很多汽车结构紧凑，空间限制多，突出部的优点是，电池本体1安装时突出部5可以进入到电池本体1对应的凹陷区2内，则电池舱4后方无需额外空间，也即占用电池舱4后方的空间很少或不占用，汽车不因连接部分结构需占用空间而无法设置电池舱4或电池舱4设置被限制在特定位置，因此电池舱4布局灵活，而上述电池本体的适用场合被大大扩展，增加了通用性。

图4中，凹陷区2位于电池本体1的侧边，安装时，侧向安装于汽车上。

图5中，凹陷区2位于电池本体1的下端，安装时，向下安装于汽车上。

选用上述设置有接口凹陷结构动力电池的新能源汽车，连接部分结构占用电池舱4后方的空间都很少或不占用，也就是说，电池安装到新能源汽车上之后，车上对应的快换接口中，不但用于与电池本体上的快换接口对插连接的结构（主要包括电连接件的前端等）进入到了电池本体的外表面之内，对应快换接口中的其它结构也部分或全部进入到电池本体上的凹陷区内，即也进入到了电池本体的外表面之内，这些结构主要属于车上对应快换接口中的根基结构，其中包括用于固定电连接件的结构。由于电池本体上的凹陷区容纳了这些结构的一部分或全部，因此各车型在安排电池舱时空间上都不受连接部分结构设置的影响或影响很小，各电池本体的适用场合得到扩展，增加了通用性。

接口凹陷结构，凹陷区可以在端面之内也可在端面边缘。

图6～8，该结构示意图示出了通用动力电池接口凹陷结构的凹陷区及快换接口设置的一个实施例，电池本体的凹陷区内设置有快换接口的电连接件6和内部绝缘固定部件7，电连接件6包括主电连接件、电池本体上可能同时具有的辅助电连接件。电连接件6和内部绝缘固定部件7为实现电连接的部件，为现有技术，具体连接方式，本发明不过多阐述。凹陷区2内设置有一绝缘基面8，电连接件6和内部绝缘固定部件7位于绝缘基面8下方。

由于快换接口的电连接件置于对应的绝缘基面8以内，不露出于表面，接口的任何两个单独的电连接件不可被任意的直边导电物体连通（如两个电连接件同时被一个导电体触碰存在短路等可能）。本发明的电池本体在非使用的情况下，主电连接件可设计成与内部电池本体处于断开状态，而本设计可进一步加强其安全性，即人身安全和防电池本体本身损伤的安全性，也可较好的防止其在搬运过程中受损伤，利于通用状态下使用。

汽车上电池舱4或其它安装电池本体的结构与电池本体外形之间具有侧向间隙以利于电池本体装入，大尺寸的电池本体侧向间隙设置相对较大。汽车与电池本体连接件相互插入方向和电池本体装入方向一致的，将凹陷区的侧向与车上突出部的侧向设计为小间隙配合，其配合间隙小于电池舱与电池本体外形之间的侧向间隙，并设有进入的导向倒角9，电池本体装入过程中凹陷区与突出部之间导入时形成对正，接下来连接件之间可利用自身的导入结构进一步对正（为实现连接件之间最后完全对正，连接件可设置有侧向浮动结构，即可少量自由侧移，凹陷区或突出部也可设置有侧向浮动结构）。接口凹陷结构的凹陷区位于端面之内的，即凹陷区有四周，侧向两个对向方向都可对正，图8 中侧面一81与侧面二82为对向面，侧面三83也有对向侧面（图8为解剖视图不能示出，参见图6～7），对应电池舱的突出部也有相应的两组对向面，故两个对向方向都可对正。接口凹陷结构的凹陷区位于端面边缘，但有两个侧面形成对向面的，该对向面也可与电池舱突出部对应的对向面实施相应方向的对正。

多方向安装结构包括多组接口结构，多组接口结构包括设置在电池本体上的快换接口，并且电池本体至少两个面设置有快换接口（两个面指不同方向的面，但同一面或同方向端的不同面也可设置多组接口）。

方案一：如图9所示的通用动力电池，其为E型电池本体，包括电池本体，电池本体上设置快换接口，快换接口包括接口组一91和接口组二92，其中接口组一91设置在电池本体左侧的前端，接口组二92设置在电池本体前侧的左端。该电池本体一般用于安装在货车或大型客车上（安装时，可向左或者向前安装于汽车上），因此一个电池本体可以适应多种车型和多种安装方式。

图48中的图c、图d、图e中，E型电池用于多种货车上，电池舱安装于各种货车的大梁两侧，电池本体安装时，从车的侧面安装于电池舱内，图48中的图c轻型货车大梁两侧尺寸较小，电池本体从宽度方向装入，图48中的图d重型货车和图48中的图e半挂车大梁两侧尺寸较大，电池本体从长度方向装入。E型电池因有两组接口，电池本体外形不同方向的尺寸可分别与不同车上可安装电池空间中对应电池装入方向的可容纳尺寸相关联，且电池本体可沿自身不同尺寸的外形方向装入至不同车上设定的不同电池舱中，通过不同安装方式适应了多种车型，适用场合大大扩展，增加了通用性。

方案二：如图10所示的通用动力电池，该电池本体与方案一相比，区别在于接口组一101和接口组二102位置不同，其中接口组一101设置在电池本体左侧的中间位置，接口组二102设置在电池本体前侧的左端，并且与左端端壁有一定的距离。该电池本体一般也用于安装在货车或大型客车上（安装时，可向左或者向前安装于汽车上），因此一个电池本体可以适应多种车型和多种安装方式，适用场合大大扩展，增加了通用性。

方案三：如图11所示的通用动力电池，包括电池本体，电池本体的前侧和右侧的连接处设置有凸柱，凸柱上设置快换接口，快换接口包括接口组一111和接口组二，其中接口组一设置在凸柱的左端，接口组二设置在凸柱的后端（图中未示出）。该电池本体一般也用于安装在货车或大型客车上（安装时，可向左或者向后安装于汽车上）。

图12是方案三换一个角度的结构示意图（安装时，可向前或者向右安装于汽车上），因此方案三可以以多种方式安装于汽车上，适用场合大大扩展，增加了通用性。

方案四：如图13所示的通用动力电池，该电池与方案一相比，区别在于接口组一131和接口组二132位置不同，其中接口组一131设置在电池本体左侧底部，接口组二132设置在电池本体底端左侧。该电池本体一般用于安装在小型车上（安装时，可向左或者向下安装于汽车上），还可以将电池本体的快换接口倒置,见图14，从而可以竖直向下和向左安装。因此一个动力电池可以适应多种车型和多种安装方式，适用场合大大扩展，增加了通用性。

在图26－27中，这种电池被安装在一辆乘用车上的多个位置中，其中各座椅前脚位下可向下安装电池，对应装入方向的是脚位下可利用空间的高度，该尺寸较小，电池的厚度与之关联，设定电池舱后，电池用厚度方向向下装入；后备箱内也可向下安装电池，对应装入方向的是后备箱下可利用空间的高度，但该高度尺寸相对较大，电池的长度与之关联，设定电池舱后，电池用长度方向向下装入。一个电池本体外形不同方向的尺寸分别与同一种车上可安装电池的不同空间中对应电池装入方向的可容纳尺寸相关联，且电池本体也可沿自身不同尺寸的外形方向装入至同一种车上设定的不同的电池舱中。因此，在不增加电池型号的情况下可充分利用同一种车上不同位置、不同空间特征的可安装空间。

如图15所示通用动力电池，其包括电池本体，多个快换接口可设置在同一个面上，电池本体上设置快换接口，快换接口包括接口组一151和接口组二152，其中接口组一151设置在电池本体顶端的后侧且靠近右边处，接口组二152设置在电池本体顶端的前侧且靠近右边处。该电池可用于安装在多种乘用车、货车、客车上（安装时，可向上安装于汽车上）。

电池本体上具多组接口可有多个连接位置或多种安装方向，适用多种安装条件，因而适用多种场合，通用性强。有多个连接位置的，有利于新能源汽车设定接口位置时避开不适合的位置。有多种安装方向的，可对不同条件采用不同方向安装，在减少新能源汽车通用动力电池品种的情况下合理、充分利用汽车上的可安装空间。因此通用动力电池具多组接口可大大扩展适用场合，增加了通用性。

电池本体设置多方向安装结构或/和接口凹陷结构，可大大扩展适用场合，成为通用性强的新能源汽车通用动力电池，再结合电池本体形态、尺寸的设定，可以定型几款型号通用动力电池而达到大多数新能源车型可以选用的目的，以普及新能源汽车的快速换电。具体实施例见本发明后续说明。

动力电池的性能大多会受温度影响，需要控制在合适的温度范围内使用。动力电池的温度控制常用方式有风冷、液冷（热量通过液体回路到散热器散热，也可用加热器通过对液体加热为动力电池升温。回路也可是只为动力电池升温的，可不需要散热器）、直冷（经压缩的制冷剂在冷凝器中散热，节流后进入设置于动力电池内部的蒸发器中蒸发吸热为动力电池降温。回路有换向阀如四通阀的可反转回路流向，原蒸发器与冷凝器作用互换，为动力电池加热。回路也可是单向为动力电池加热的，直冷回路加热一般称为热泵制热）等方式或其组合方式，也有用半导体制冷等其它方式。液态温控包括液冷、直冷及其各种组合方式，也可用其它创新的液态温控方式，液态温控的控温能力强，控温效果总体上好于风冷、半导体制冷等其它方式。汽车用电功率大，动力电池发热量也较大的，或汽车常用于环境温度较高较低场合的，需要采用液态温控。通用动力电池设置液态温控，且液态温控回路独立，并将回路上的所有元件均设置在电池本体上，则可满足因使用状态不同而对动力电池控温能力要求不同的各种车型的使用，车型选用时也不需考虑是否有条件与通用动力电池组建联合的液态温控系统（现有的动力电池采用液态温控的用这种做法），更换动力电池时不用拆开和连接温控回路，电池本体上不需设置与车连接的液体管路快换接口，换电时也不需对电池本体内温控回路中的制冷剂或/和冷却液进行处理，因此各车型采用所述通用动力电池时容易解决电池的温度控制，电池的适用场合大大扩展，通用性强。

独立液态温控回路包括直冷回路或/和液冷回路，直冷回路或/和液冷回路均设置在电池本体上，作为对外热交换器的部件设置于动力电池的表面位置。回路不限于单一回路，可以有支路、多回路耦合等。

电池本体设置独立液态温控回路实方案一：图16为该实施例采用直冷回路的结构示意图，直冷回路包括压缩机10，压缩机10通过管路连接有四通阀11、冷凝器12、节流装置13、蒸发器14，回路内采用制冷剂，压缩机10、四通阀11、冷凝器12、节流装置13、蒸发器14和管路均设置在电池本体上。传统的液态温控回路设置，部分元件安装在电池本体上，部分元件安装于汽车上，拆装动力电池需要断开回路，因此在快换型动力电池上实施难度大，且易影响回路稳定性，当汽车安装有多个快换型动力电池时则回路更复杂，难以实施。本发明的直冷回路上的所有元件均在电池本体上，液态温控可独立使用，更换动力电池时不需要拆开和连接温控回路，也不需要所有使用该动力电池的车型统一使用同一种制冷剂（这会对动力电池温控技术的发展带来制约性），因此各车型采用该动力电池时容易解决电池的温度控制，而动力电池的适用场合大大扩展，增加了通用性。

电池本体设置独立液态温控回路方案二：图17为该实施例采用液冷回路的结构示意图，液冷回路包括泵15、散热器16、加热器17 和液冷管路18，回路内采用水或其它冷却液，泵15、散热器16、加热器17和液冷管路18均设置在电池本体上。传统的液态温控回路设置，部分元件安装在电池本体上，部分元件安装于汽车上，拆装动力电池需要断开回路，因此快换型动力电池采用液冷回路时用传统方式的操作难度大，当汽车安装有多个快换型动力电池时则进一步加大难度。本发明的液冷回路上的所有元件均在电池本体上，液态温控可独立使用，更换动力电池时不需要拆开和连接温控回路，也不需要所有使用该动力电池的车型统一使用同一种冷却液（这会对电池温控技术的发展带来制约性），因此各车型采用该电池时容易解决电池的温度控制，而电池的适用场合大大扩展，增加了通用性。

电池本体设置独立液态温控回路方案三：该实施例中直冷回路与液冷回路耦合使用，图18为其结构示意图，直冷回路与液冷回路耦合结构包括压缩机10、直冷管路、冷凝器12、节流装置13、蒸发器14、冷却器19、泵15、散热器16、加热器17、液冷管路18。冷却器19中耦合了直冷回路的蒸发器14和液冷回路的散热器16，两个回路在其中交换热量（两个回路不相连通）。压缩机10、直冷管路、冷凝器12、节流装置13、蒸发器14、冷却器19、泵15、散热器16、加热器17、液冷管路18均设置在电池本体上，因此电池本体的液态温控独立，适用场合大大扩展，增加了通用性。此耦合回路可以为动力电池降温，如果直冷回路是对内制热，或直冷回路中加入如实施例一中的四通阀11可以反转回路流向对内制热，则耦合回路可以不用加热器17而为电池升温或与加热器17联合为电池升温。

采用独立液态温控回路的动力电池，作为对外热交换器的部件设置于处于空气流通环境或易于营造空气流动环境的表面位置（某些回路，如只为电池加热的液冷回路可能不需要作为对外热交换器的散热器）。主要从车底位置向上安装的动力电池，可设置在动力电池的下端。采用这种动力电池的汽车也可在底部设置装置促进空气流通，在车低速大功率行驶或停车充电等情况下，加快对外热交换器与空气的热交换。如图48中的图c、图d、图e中安装于车侧面电池舱内的动力电池，对外热交换器可设置在电池的上端，电池的上端与电池舱的上面留有空间，该空间可与外界连通并用安装风扇等方式营造空气流动环境，动力电池本身也可安装风扇加快对外热交换器与空气的热交换。对外热交换器也可设置在动力电池下端，电池舱底面采用散热材料，电池舱底面的内面（上面）与动力电池对外热交换器接触，外面（下面）暴露在空气中，或电池舱底面中间大面积向下通孔，动力电池对外热交换器直接暴露于空气中。还有一种方式：对外热交换器分置于电池的上端、下端位置，以加大对外热交换面。

对外热交换器位于易损伤部位的，如位于汽车底部并暴露在外的，冷却液或制冷剂应采用阻燃型以利于安全。

如液态温控回路的某些元件需放置在非密封处，动力电池相应部位可设计成与外部保持连通。

电池本体通过内部变动可输出不同的电压，其中一种变动方法为通过切换内部等同电池组之间的串并联连接方式实现电池本体电压的变化。电池本体内部可以有多种的等同电池组，经过切换，每一种等同电池组之间串联数量增加，则电池本体的电压增加，每一种等同电池组之间的串联数量减小，则电池本体的电压减小，等同电池组是由适合并联使用的电性能基本相同的单电芯构成或是由多个电芯串、并联组成的适合并联使用的电性能基本相同的电池组。

电池本体内部等同电池组之间连接方式切换方案一：内部连接结构见图19和图20，电池本体内设置有两个等同电池组：第一电池组20和第二电池组40，第一电池组20的正极连接端点A1，负极连接端点A2，第二电池组40的正极连接B1端点，负极连接端点B2，端点C1和C2通过导线连接，端点A1可选择的与端点B1导通、C1断开或与端点B1断开、C1导通。端点B2可选择的与端点A2导通、C2断开或与端点A2断开、C2导通。图19显示了电池本体内部电池组一种状态，端点A1和端点B1导通，端点A1和端点C1断开。端点A2和端点B2导通，端点B2和端点C2断开。第一电池组20和第二电池组40之间为并联连接，此时电池本体的电压为单个电池组的电压。

图20显示了电池本体内部电池组另一种状态，此时，端点A1和端点C1导通，端点A1和端点B1断开。端点B2和端点C2导通，端点B2和端点A2断开。第一电池组20和第二电池组40之间为串联连接，此时电池本体的电压为两个电池组的电压之和。上述端点导通或断开可直接用开关推动，或在控制下自动实现，比如控制继电器、接触器等切换。由于通过切换的方式，电压转换后输出时基本不增加额外的电能损耗。

电池本体内部等同电池组之间连接方式切换方案二：内部连接结构见图21，与方案一相比区别在于，具有两组第一电池组和第二电池组的集合，图中4个等同电池组即第一种电池组21并联，此时电池本体的电压为X。

图22为方案二的电池本体内部连接的另一种状态，通过端点的导通和断开形成新的电路，4个等同电池组即第一种电池组2串2并，此时电池本体的电压相比图21增加为2X。

图23为方案二的电池本体内部连接的另一种状态，通过端点的导通和断开形成新的电路，4个等同电池组即第一种电池组2并2串，此时电池本体的电压相比图21也增加为2X。

图24为方案二的电池本体内部连接的另一种状态，通过端点的导通和断开形成新的电路，4个等同电池组即第一种电池组4串，此时电池本体的电压相比图21增加为4X。

上述实施例还可有其它状态：方案一中选择所有端点都不连通，即端点A1与端点B1、C1都断开，端点B2与端点A2、C2都断开，各等同电池组之间无连接，电池本体无输出电压；还有两种状态下电池本体也无输出电压：a. 端点A1与端点B1断开、端点A1与C1导通，端点B2与端点A2、C2都断开；b. 端点A1与端点B1、C1都断开，端点B2与端点A2断开、端点B2与C2导通。方案二也可选择所有端点都不连通，电池本体无输出电压；也可有其它状态：部分端点连通但电池本体仍不能形成输出，无输出电压。可以采用上述状态中的一种作为电池本体的初始状态，以增加安全性，待安装到车上前或安装后再切换到所需电压。

上述实施例表明，电池本体内部可以有多种的等同电池组，等同电池组是由适合并联使用的电性能基本相同的单电芯构成或是由多个电芯串、并联组成的适合并联使用的电性能基本相同的电池组。通过切换内部等同电池组之间的串并联连接方式实现电池本体电压的变化，每一种等同电池组之间串联数量增加，则电池本体的电压增加，每一种等同电池组之间的串联数量减小，则电池本体的电压减小。

上述电池本体的电压切换，放电电流等参数也随之变换，相应的控制管理方式也可设置变更，比如可变更电池的熔断保护方式等。电池本体如因采用的电芯性能差异等原因，经电压切换使用后可能形成内部等同电池组之间电压、储存电量等的不平衡，内部可设置均衡线路用于电池组之间的均衡，在等同电池组之间从其它状态切换到并联状态前检查均衡状态，符合要求的才可转换，以免并联后等同电池组之间大电流放电并损害电池。或用其它方式控制环流。

电压选择可以在电池装车之前，也可以在电池装到车上之后。控制有多种方式可用，如直接推动开关切换，或通过继电器、接触器切换，有电池管理系统（BMS）的电池本体，车的能源管理系统可与BMS通信并共同管控，通过电池上的辅助电路推动实施。控制可用现有技术实现，也可用创新方法，在此不多阐述。

新能源汽车采用的系统电压高低不同，因而选用电池本体的额定电压也有较大差异，较大型的新能源汽车采用多个电池本体在车上连接组合，由于串、并联的方式各不相同，加上系统电压的高低不同，也需要有多种电压的电池本体供选用。同一电池本体有多种电压可选，适用场合大大扩展，也增加了通用性。

小型通用动力电池实施例：见图25中的图f，该电池本体设置两组快换接口，接口区域采用凹陷结构，电池本体尺寸长、宽、高（厚度）分别为218mm、166mm、108mm，最大面的面积0.036平方米，体积约3.82L，重量约6.88Kg。

小型通用动力电池为小型化的新能源汽车通用动力电池，单体相对汽车尺寸小，储存容量也小，一般需通过车上电缆连接多个电池本体后组合成独立供电电池（见图26，一辆汽车上十二个小型通用动力电池本体组合成可独立供电电池）。小型通用动力电池本体在汽车上可集中也可分散安装，因单体尺寸小、厚度薄，适用场合、可安装位置多，各种车型都可布局采用，通用性强。

小型通用动力电池重量轻，适合多数人单人单手提放，并一次更换多个电池本体，可实现新能源汽车人工换电，换电可用专用手持工具更换，设置换电点可不配备机械设备，布点容易，易于通用。

除人工换电外，有相应的机械设备（包括机器人），小型通用动力电池也可采用机械设备换电。

新能源汽车通用动力电池系统由通用动力电池组成，通用动力电池本体的主要外形和安装尺寸包括接口位置及主要尺寸相同可安装于同一种电池舱（也可以是其它用于连接安装动力电池的部件）内的为同一主型号，通用动力电池系统包含不超过8种通用中主型号的通用动力电池，可供各种新能源汽车选用和更换。需要时，在符合互换安装要求的前提下，同一主型号的电池形状、尺寸都可相应变化。

主型号动力电池在新推出的动力电池中增加接口的仍归入原主型号中。

通用中的动力电池主型号是指：新推出的或原有的通用动力电池主型号，有合理设计和广泛的应用对象（新能源汽车）、仍在确实提供给各种新能源汽车采用、未以任何方式告知中止新的新能源汽车车型选用的。无车型采用或采用车型少，长期未在对应的换电点广泛分布备用，不真正普及使用的不计在内。原有的主型号主要外形和安装尺寸有更改后，可以延用原主型号名，原主型号不再通用。

新能源汽车通用动力电池及系统的形成：通用动力电池选用合适的形态，可有几种类型；确定适用尺寸；采用为通用而专设的接口凹陷结构或/和多方向安装结构，增加通用电池本体的适用场合，设置液态温控回路并设定对外热交换器的位置；还可采用电池内部变动设置使电池电压可选；形成可供多种在各种条件下使用的新能源汽车选用和更换的通用动力电池，由于采用了用于通用的专用结构设置，通用动力电池通用性强，可由几款通用动力电池组成新能源汽车通用动力电池系统，组成的系统主型号数量少但可供大多数新能源汽车选用和更换。

新能源汽车通用动力电池系统，用于互换使用的同一主型号动力电池的不同个体内部可采用不同类别及种类的电芯。

电芯类别：指不同的电池类别，如：铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池。

电芯种类：指同一类别下不同种类，如：锂离子电池中的锰酸锂电池、钴酸锂电池、磷酸铁锂电池、钛酸锂电池、镍钴锰三元锂离子电池、镍钴铝三元锂离子电池等。

现存多种可采用的动力电池类别及种类，随电池技术的发展，可能出现新的进入实用的动力电池类别及种类。同一主型号动力电池的不同个体内部可采用不同类别及种类的电芯，采用该主型号动力电池的新能源汽车可通用不同性能的动力电池。随电池技术的发展，可采用性能更好的电芯组成动力电池。当新的电芯类别及种类储存容量上升，汽车换用新的同主型号动力电池还可增加续航里程。

用于互换使用的同一主型号动力电池的不同个体内部可采用不同类别及种类的电芯，主型号推行后可延续使用，保持通用动力电池系统的稳定性。

同一主型号动力电池的不同个体内电芯的连接、组合方式也都可以不同。对于同一主型号动力电池个体的各种不同，需要区分的，可用细分型号区别。

有些车型因安全考虑对安装使用的电池本体有对电芯类别及种类等因素的要求，可选用换装符合要求的通用动力电池，必要时，根据同一主型号通用动力电池采用的电芯类别及种类等因素，划分电池安全等级，电池本体与汽车共同采用防呆结构，符合汽车需要安全等级的电池可完全装入该车型，低于该车型所需安全等级的电池被防呆结构所阻挡不能完全装入。

确有必要时可对系统中通用中的主型号进行增减，当新的电池技术出现重大变化或通用动力电池设计方式有重大进步，应推行新的通用动力电池系统时，可用新的通用动力电池系统逐步替代原有的通用动力电池系统。

新能源汽车通用动力电池系统实施例：见图25，系统采用6种主型号通用动力电池。

见图25中的图a，该结构示意图示出了一款主型号为A的动力电池：该电池本体不计安装边的尺寸长、宽、高分别为900mm、600mm、120mm，体积约63.5L，设置单组快换接口，接口区域采用凹陷结构，设置有独立液态温控回路，对外热交换器位于动力电池下端(底面)，电池本体额定电压只设一档，为192V（由于同一型号电池本体的不同个体内部可采用不同类别及种类的电芯等原因，同一主型号的同档额定电压不完全相同，有一个范围，具体细分型号的额定电压值为其中一种，下同）。

见图25中的图b，该结构示意图示出了一款型号为B的电池本体：该电池本体不计安装边的尺寸长、宽、高分别为1000mm、820mm、120mm，体积约96L，设置单组快换接口，接口区域采用凹陷结构，设置有独立液态温控回路，对外热交换器位于电池本体下端（底面），额定电压两档可选：192V、384V。

见图25中的图c，该结构示意图示出了一款主型号为C的电池本体：该电池本体不计安装边的尺寸长、宽、高分别为1200mm、1000mm、120mm，体积约141L，设置单组快换接口，接口区域采用凹陷结构，设置有独立液态温控回路，对外热交换器位于电池本体下端（底面），额定电压两档可选：192V、384V。

见图25中的图d，该结构示意图示出了一款主型号为D的电池本体：该电池本体不计安装边的尺寸长、宽、高分别为1480mm、1180mm、120mm，体积约205L，设置单组快换接口，接口区域采用凹陷结构，设置有独立液态温控回路，对外热交换器位于电池本体下端（底面），额定电压只设一档，为384V。

见图25中的图e，该结构示意图示出了一款主型号为E的电池本体：该电池本体尺寸长、宽、高分别为560mm、400mm、350mm，体积约76.9L，设置两组快换接口，接口区域采用凹陷结构，设置有独立液态温控回路，对外热交换器位于电池本体上端（上面），额定电压两档可选：96V、192V。

见图25中的图f，该结构示意图示出了一款主型号为H的电池本体：该电池本体尺寸长、宽、高分别为218mm、166mm、108mm，最大面的面积0.036平方米，体积约3.82L，重量约6.88Kg，为小型通用电池本体，设置两组快换接口，接口区域采用凹陷结构。温控方法：内用导热片与导热胶结合将热量传导到电池本体下端（底面），电池底面设置半导体制冷（可反向制热）。电池额定电压只设一档，为48V。

上述电池本体，系统体积能量密度达到400w/L时，电池储存容量分别是：25.4kwh、38.4kwh、56.4kwh、82.0kwh、30.7kwh、1.53kwh。实际系统能量密度如果小于或大于400w/L，对应的单体电池储存容量按相应比例变化。

上述主型号A、B、C、D为机械快换底置型通用动力电池，主体为扁平长方体，主要用于从车底安装，尺寸从小到大，不同车型可从中选用或组合，较好利用车上空间；主型号E为机械快换侧置型通用动力电池，主体为长方体，主要用于从车侧向安装，有两种安装方向，尺寸适合大多数可用车型；主型号H为小型通用动力电池，主要用于小型车或需要电池储存容量较小的新能源汽车，也可用于低速电动汽车、两轮、三轮电动车等。

新能源汽车通用动力电池系统实施例可供各种新能源汽车选用和更换，下面为对其普遍性应用的详细说明，说明按汽车分类进行：乘用车、商用车（客车和货车）。

乘用车：乘用车主要采用通用动力电池系统实施例中的小型通用动力电池（主型号H）和机械快换底置型通用动力电池（主型号：A、B、C、D）。

新能源汽车通用动力电池系统实施例在乘用车上的应用方案一：见图26，为H型小型通用动力电池安装于乘用车的结构示意图，图中新能源乘用车轴距2820mm，长、宽、高分别是：4980mm、1845mm、1525mm，轮胎外径：660mm。本图例中共设置十二个H型小型通用动力电池22和一个非通用动力电池23，非通用动力电池的结构与电池架合一，H型电池的电池舱24设置在非通用动力电池23上，位置分为三处：前排右座椅前脚位下，后排座椅前的左边脚位下和右边脚位下，每处集中4个电池舱24，4个电池舱24合用一个电池舱盖25，电池舱盖25安装在车内地板及车架27的结构上，电池舱盖25为双折门，可绕转轴在车内打开（两扇门之间也有转轴可相对转折），共3个电池舱盖25。地板之上安装有前排座椅轨道26和前后排座椅（图中未示出），换装H型电池前需移动前排座椅（取前排右前座椅前的电池之前将前排座椅后移，取后排座椅前的电池之前将前排座椅前移）。由于小型通用动力电池的厚度小，电池舱可以设置在车内地板之下的电池架上，H型电池的接口有凹陷结构，电池舱内的连接部分结构可以在电池舱底部向上突出，不需在车底位置再向下凸出（不合理，易被碰撞）。

电池舱底部设置制冷板，内有液态温控的管路，管路由非通用动力电池上液态温控回路提供或由汽车共用的液态温控系统提供。

十二个H型小型通用动力电池通过车上电缆串联成一个集组，集组额定电压576V，非通用动力电池作为另一个集组。

动力电池集组是指由若干电池本体组成的电池本体组，可独立为新能源汽车供电。集组的组成电池正常安装到车上后不再分为不同部分分别为车供电，为一个整体的供电单位(如果集组中有并联的电池，电池不完全装入也能供电，此为同一集组的不同状态)。

本应用实施例有两套独立的动力电池集组，非通用动力电池集组的额定电压采用与小型通用动力电池集组同样电压576V，也可采用与小型通用动力电池集组不同的电压。

本应用实施例中，非通用动力电池集组为主要动力电池集组，小型通用动力电池集组为此车型供电可提供接近100公里的续航里程（体积能量密度为400w/L情况下），但单独供电负载能力可能较小，不适合快速行驶。车上设置有充电功能，还可设置互充功能，当不方便充电时，由小型通用动力电池集组为非通用动力电池集组充电补充电能，而小型车通用动力电池集组通过快换电池补充电能。另有多集组联合供电或多集组分别为不同驱动桥或驱动轮的电机供电的方法，方法和意义见本发明后续说明。

新能源汽车通用动力电池系统实施例在乘用车上的应用方案二：见图27，为H型小型通用动力电池和B型机械快换底置型通用动力电池安装于乘用车的结构示意图，非通用动力电池23（结构与电池架合一）上安装有两种通用动力电池，车上共安装有三种动力电池，乘用车的尺寸与应用方案一中相同，与应用方案一不同之处在于：前排座椅前的脚位下的空间被从车底向上安装的B型电池占用，因此这个位置不安装H型小型通用动力电池，但在后备箱内靠前两侧各有2个H型电池22（靠近后桥和两侧车身结构的较安全空间），电池舱设置在后备箱下，电池竖起接口向下安装，上可设电池舱盖，电池舱盖可在后备箱内打开（图中未示出电池舱结构）。与应用方案一相同，后排座椅前左右两边的脚位下各有4个H型电池的电池舱（图中各4个H型电池22放置在电池舱内）。

由于H型电池设置有两组接口，平放安装于后排座椅前脚位下的电池舱内采用接口组一，竖直安装于后备箱下的电池舱内采用接口组二。H型电池温控采用与应用方案一相同的方法，不同之处在于液态温控的管路还需引到后备箱下的电池舱，对应的制冷板设置在每个电池舱靠近车尾方向的一面。

B型机械快换底置型通用动力电池的接口有凹陷结构，因此电池舱上连接部分结构向电池舱后（向上）凸出较少，凸出高度在电池架（此例中与非通用动力结合在一起）与车内地板的正常距离范围内。因此此类电池（机械快换底置型通用动力电池）在乘用车车底布局安排灵活，可根据需要布局在不同部位。B型电池设置有独立液态温控回路，该型车子设计温控时不需再考虑与其结合，减小了设计难度，换电也不需要拆装液体管路。由于液态温控可以达到较强的温控能力，因此采用此种电池的车子适用在各种环境下使用。

本应用实施例中十二个H型电池也通过车上电缆串联成一个集组，集组额定电压576V；B型电池为一个集组，额定电压采用384V；非通用动力电池也为一个集组，额定电压采用384V。车上设置有充电功能，还可设置互充功能，当不方便充电时，由H型电池集组或B型电池集组为非通用动力电池集组充电补充电能。不同电压集组供电和多集组联合供电方法参见本发明后续说明。

新能源汽车通用动力电池系统实施例在乘用车上的应用方案三：见图28，为D型机械快换底置型通用动力电池安装于乘用车的结构示意图，乘用车的尺寸也与应用方案一中相同，本例中还设置有非通用动力电池23，非通用动力电池23的结构与电池架合一，D型电池的电池舱设置在非通用动力电池23上。D型电池和非通用动力电池23各为一个集组，额定电压都为384V。

本应用实施例中，D型电池为主要动力电池集组，设置有独立液态温控回路。非通用动力电池的储存容量小，单独供电负载能力可能较小，不适合快速行驶，但当D型电池电能用完，换电之前由非通用动力电池供电，车仍可行驶。两个集组可联合供电或分别为不同驱动桥的电机供电，方法参见本发明后续说明。车上设置有充电功能，还可设置互充功能，当不方便充电时，由D型电池为非通用动力电池充电补充电能。

上述三种应用实施例中，电池舱或电池架结构可与非通用动力电池分开。

新能源汽车通用动力电池系统实施例在乘用车上的应用方案四（无图示）：与应用方案一的区别在于，乘用车的电池架上不设置非通用动力电池，12个H型小型通用动力电池安装于电池架上。该车只采用一种动力电池：H型小型通用动力电池。

新能源汽车通用动力电池系统实施例在乘用车上的应用方案五（无图示）：与应用方案二的区别在于，乘用车的电池架上不设置非通用动力电池，仍安装有8个H型小型人工快换通用动力电池和B型机械快换底置型通用动力电池，另4个H型电池仍安装于后备箱下。该车采用两种通用动力电池：H型小型通用动力电池和B型机械快换底置型通用动力电池。

新能源汽车通用动力电池系统实施例在乘用车上的应用方案六（无图示）：与应用方案三的区别在于，乘用车的电池架上不设置非通用动力电池，D型机械快换底置型通用动力电池安装于乘用车的电池架上。该车只采用一种动力电池：D型机械快换底置型通用动力电池。

上面示出了乘用车应用新能源汽车通用动力电池系统实施例中电池的多种方案，通用动力电池系统实施例中电池在乘用车中应用的全面状况如下：

H型小型通用动力电池在乘用车中应用：相对于新能源汽车通用动力电池系统实施例的应用方案一、方案二、方案四、方案五的状况，如有需要，各种乘用车上的H型电池的电池舱可更换位置设置，或车上设置更多的电池舱：方案一、方案四中前排座椅之下的车地板下（设计合理的打开电池舱盖结构）、四种方案中后排座椅的座位下均可设置电池舱，车的前舱有空间的可安装设置电池舱（设置于较安全的空间位置），还可根据车身特点设置于其它位置，可应用创新的思路。由于小型通用动力电池尺寸小、厚度薄，可布局的位置多，有多组接口可从不同方向安装。不同车型在相同的位置可用空间尺寸不同的，集中设置电池舱的数量可不同，灵活性大，各车型可按自身特点和采用动力电池储存容量的要求设置。小型乘用车相对耗电少（如微型车），采用小型通用动力电池可提供续航里程大，适用性好，其它新能源汽车需用动力电池储存容量较小的也适合采用，如各种混合动力汽车、燃料电池汽车等，采用小型通用动力电池可方便维护和升级。

机械快换底置型通用动力电池（主型号：A、B、C、D）在乘用车中应用：以电力驱动为主的新能源乘用车，前后桥之间一般无传动装置，驱动桥的电机和减速器等结构也较紧凑，占用纵向尺寸较小。下面主要看悬架占用空间的状况：悬架可采用的类型较多，各有优缺点，一般各车型设计中综合考虑后确定采用类型。大多类型悬架占用纵向空间较小；有少量乘用车采用钢板弹簧悬架，如部分微型客车和轻型客车（不超过9座的为乘用车）的后桥采用钢板弹簧悬架，占用轮边位置的纵向尺寸略长；还有应用较少的悬架类型中有占用纵向空间较长的，如扭杆弹簧悬架，但在设计为新能源车型且需安装机械快换底置型通用动力电池储存容量较大的可以不选用这种结构，采用其它类型悬架。如果需要布局机械快换底置型通用动力电池数量较少不影响布局的仍可采用。

从车身横向看，纵梁、门框等车身结构需要空间，电池架（电池舱）结构也需要空间，有的还需为电缆、管路等部件留出必要的空间。纵向、横向留出必要空间后，中间集中部分可作为机械快换底置型通用动力电池的布局空间。现在大部分乘用车采用承载式或半承载式车身结构，因其车身结构件的设计有较大的灵活性，可设计出较大横向空间。另外，非承载式结构的车身在乘用车中仍有应用，非承载式结构一般有两根连通车前后的纵向大梁，集中空间的横向尺寸相对较小。

以其它能源驱动为主的新能源乘用车，前后桥之间的底部空间可能会被相关部件占用一部分，可根据空间条件和设计需要确定是否采用机械快换底置型通用动力电池，及布局的型号和数量。

下面按两类车身结构类型来说明空间的布局，先看采用承载式或半承载式结构车身的新能源乘用车布局：因其车身结构件的设计有较大的灵活性，可设计出集中的布局空间，电池舱主要安装在车身中部主要纵梁之间，因车身强度和安装其它部件等需要，主要纵梁之间一般也有截面高度较小的横梁连接，横梁位于电池舱上方并有一定距离（中间可通过电缆、管路等必要部件）。

汽车轴距是确定纵向空间的最主要参数（也是各车型尺寸最主要差异点），而同一轴距下横向可布局空间与车身宽度关联最大，其它影响因素是：轮胎外径（包括其活动空间）、悬架结构尺寸等。

集中安装空间从平面角度看可布排选定机械快换底置型通用动力电池的，由于A、B、C、D型电池为扁平状，厚度较小，又设置有接口凹陷结构，除少量特种车外，一般经合理设计电池舱后都可安装。

图49为A、B、C、D四种型号电池去除安装边后主体的平面图。

选用四种尺寸的新能源乘用车，按尺寸从小到大分别为：①、②、③、④，图50为四种尺寸新能源乘用车的俯视示意图，其中中间实线框内为新能源乘用车结构上可安装机械快换底置型通用动力电池主体的集中区域。图中标注了车的轴距、集中区域中的最主要区域的纵向和横向尺寸，实线框中纵向超出最主要区域的部分因选用的悬架、电机、变速器等部件的结构尺寸不同有较大差异，具体各车型可按自身特点布局时利用。

四种尺寸新能源乘用车的对应主要尺寸分别是（同样轴距下，如采用钢板悬架，集中区域中的最主要区域的纵向尺寸可能略小于下述数据）：

①：轴距1765mm，最主要安装区域的纵向尺寸800mm、横向尺寸950mm；

②：轴距2440mm，最主要安装区域的纵向尺寸1350mm、横向尺寸1040mm；

③：轴距2700mm，最主要安装区域的纵向尺寸1580mm、横向尺寸1140mm；

④：轴距2920mm，最主要安装区域的纵向尺寸1780mm、横向尺寸1200mm；

图51为四种尺寸新能源乘用车可布排机械快换底置型通用动力电池的型号与数量，布排了多个机械快换底置型通用动力电池的，在电池之间留出了电池舱结构所需的空间。实际布排电池安装的位置、方向在可容下的情况下有多种方式。图52显示了上述①和②车的不同布排方式，另外还可有多种变化。③和④车的布排变化可类推。

从图中可见尺寸越大的车型可选择机械快换底置型通用动力电池的型号及其组合相应越多。由于车型繁多，主要相关尺寸各不相同，例子选择了所有乘用车中尺寸从小到大较典型的四档，其它各车型主要安装区域的纵向、横向尺寸中一个或两个都大于例子中对应尺寸的，存在选用更多或更大的机械快换底置型通用动力电池的可能，具体看实际尺寸和各型号机械快换底置型通用动力电池尺寸的对应。

再看采用非承载式结构车身的新能源乘用车布局：非承载式结构的车身在乘用车中仍有应用，如一部份越野车、SUV、微型客车和轻型客车（不超过9座的为乘用车）。非承载式结构一般有两根连通车前后的纵向大梁，大梁之间也用横梁连接（部分横梁截面高度小于纵向大梁截面高度）。因此非承载式结构车身未经特别处理，一般可布局机械快换底置型通用动力电池的集中空间相对狭窄。可采用下面几种方式应对：a.重新设计大梁，大梁中间部分用弯折结构向两侧外移，扩展中间集中布置机械快换底置型通用动力电池的空间，这种变化后，集中可布排区域类似于上述承载式或半承载式结构车身的新能源乘用车；b.选用相对小型号的机械快换底置型通用动力电池，前后桥上的其它部件在布局时尽量分别偏向前和向后，增加大梁中间可布局电池空间的长度，增加布置机械快换底置型通用动力电池的数量；c.如果大梁下面空间足够（或车身经设计调整后），可在大梁下装电池架，装电池架后的集中可布排区域也类似于上述承载式或半承载式结构车身的新能源乘用车。

商用车中的皮卡，大多也是非承载式结构的车身，情况与上述非承载式结构车身的乘用车相似，也先在此一起说明。

图53为非承载式结构车身的乘用车、皮卡用上述b方式布排机械快换底置型通用动力电池的示意图。对于布置机械快换底置型通用动力电池的型号和数量一般也有多种选择。

附图54为非承载式结构车身的乘用车、皮卡用上述c方式布排机械快换底置型通用动力电池的示意图。按此方法布局，与上述承载式或半承载式结构车身上布局相似，布置机械快换底置型通用动力电池的型号和数量一般有多种选择。

从上述布排图可见：大多数新能源乘用车车型都有对机械快换底置型通用动力电池从小到大（或多）的多种选择。选用电池量大的，适用于以机械快换底置型通用动力电池供电为主、设计纯电续航里程长的车型（电池能量密度相对不足状况下更适用这样布局）。选用电池量小的，可用于下述状况：同时安装有其它类型动力电池（小型通用动力电池、非通用动力电池）或同时有其它能源驱动需用动力电池储存容量相对较少的新能源乘用车，设计续航里程小的新能源乘用车也适用。将来如动力电池能量密度大幅提升，同样储存容量电池体积减少，也可减少布局机械快换底置型通用动力电池的尺寸。

选用两块机械快换底置型通用动力电池的可组成一个集组使用，也可各成一个集组。各成一个集组使用时可轮换用电，这种配置无论动力电池能量密度大小都适合采用，且换电时机充分，在纯电动汽车、太阳能电动汽车（太阳能发电不能支持长途连续行驶的情况下）等类型的新能源乘用车上可有较好的应用。

选用大小适中的机械快换底置型通用动力电池，还可与新能源汽车中的燃料电池汽车有较好的搭配：燃料电池汽车可按需任意切换以加注燃料为主或以换电为主的行程。

从上面布排情况可看到，新能源汽车通用动力电池系统实施例中A、B、C、D四个主型号机械快换底置型通用动力电池可对应绝大多数的新能源乘用车的需要（个别特种车除外，如某些赛车要求车身特别低，地板下空间高度过小容不下机械快换底置型通用动力电池），并按需配置，满足里程需要。略有不足之处：微型电动车特别是上述图中①的类型（①的类型一般是单排双座型）可选用的机械快换底置型通用动力电池配置方式少，但微型电动车动力电池配置数量少，较适合配置小型通用动力电池，因此仍具有配置的灵活性。

按A、B、C、D四个主型号机械快换底置型通用动力电池的储存容量（系统体积能量密度为400w/L时），结合当前新能源乘用车各型号单位里程电耗（与车子大小、车重等因素有关、还与电控和电机的技术性能有关）数据测算，在设计为纯电动汽车时，安装可布排的最大尺寸的电池，一次换电带来的综合续航里程，双座型微型电动车、非承载式车架越野车等可配置量相对偏少的车型可达到200公里以上，其它车型基本可达到270～400公里。如果系统能量密度实际大于或小于400w/L，可带来的综合续航里程在上述测算数据基础上相应按比例增减。

对于有多个动力电池集组的新能源乘用车，可以按需采用组合供电和分路径供电的方法，也可配置联合充电设置提高充电效率，方法参见本发明后续说明，还可配置互充功能，但都以适用为主。

总体上新能源汽车通用动力电池系统实施例在新能源乘用车中可普遍性应用。

商用车中的货车：货车主要采用新能源汽车通用动力电池系统实施例中的机械快换底置型通用动力电池（主型号：A、B、C、D）和机械快换侧置型通用动力电池（主型号E），小型通用动力电池（主型号H）也可采用。

H型小型通用动力电池在货车中应用：H型小型通用动力电池尺寸小，单体储存容量小，在货车中应用机会相对较小，可在小型货车如微型货车中应用，或在需用动力电池数量较少的新能源货车上应用。由于其体积小，易于在车内适当位置布置，设计安装对应的电池舱、电池舱盖等，提供合适环境（周边可能需要控温）就可应用。

机械快换通用动力电池（主型号：A、B、C、D、E）在货车中应用：

新能源货车安装机械快换通用动力电池的位置一般需避开：车桥、驱动电机、变速机构、悬架、轮胎等。与上述新能源乘用车中相似，占用纵向空间较长的悬架类型，在设计为新能源车型时可以不选用，但如果需要布局机械快换通用动力电池数量较少不影响布局的仍可采用。在货车中仍有普遍应用的钢板悬架则在考虑之中。另外，新能源货车上驱动电机和变速机构占用的纵向空间可能相对较多（与功率大小相关，一般为车桥的一个方向占用较多，还与采用结构有关，比如采用轮毂电机驱动则对纵向空间无直接影响），但一般不影响大梁外侧的空间。对于结构或安装位置有较大灵活性的其它部件，可为机械快换通用动力电池的布局让开空间，重新规划结构或安装位置。

新能源货车主要采用非承载式结构车身，也有采用承载式或半承载式（如某些微型货车）结构车身的，但其在同类车中可布局空间条件基本相似。下面例子以非承载式结构车身为主，对其它车身结构不另作说明。

图48示出了机械快换通用动力电池（主型号：A、B、C、D、E）在货车中的应用实施例，其中：

图48中的图a为微型卡车，安装了1个C型机械快换底置型通用动力电池，电压可采用192V,也可采用384V。该微型卡车车身长、宽、高分别是4850mm、1600 mm、2100 mm，轴距2600 mm。

图48中的图b为轻型卡车，安装了2个B型机械快换底置型通用动力电池，B型电池电压采用192V，也可采用384V，2个B型电池串联成集组，电压384V或768V。该轻型卡车车身长、宽、高分别是5980mm、2050 mm、2360mm，轴距3360 mm。

图48中的图c也为轻型卡车（厢式），安装了4个E型机械快换侧置型通用动力电池,E型电池电压采用96V,也可采用192V，4个E型电池串联成集组，电压384V或768V。该轻型卡车车身长、宽、高分别是5980mm、2050 mm、2900mm，轴距3360 mm，与图48中的图b相同，区别在车厢为厢式。

图48中的图d为半挂牵引车（重型卡车），安装了6个E型机械快换侧置型通用动力电池，E型电池电压采用192V,6个E型电池串联成集组，电压1152V。该牵引车车身长、宽、高分别是6920mm、2500 mm、3000 mm，轴距3300 +1350mm。

图48中的图e为半挂车，安装了12个E型机械快换侧置型通用动力电池，E型电池电压采用96V,12个E型电池串联成集组，电压1152V。该半挂车车身长、宽、高分别是12200mm、2480 mm、1580 mm。

货车种类繁多，需要全面说明：从货车应用来看，普通运输车占比最大，包括：皮卡、微型卡车、轻型卡车、中型卡车（无图示）、重型卡车中的常规载货车（无图示）。货厢形式有多种，基本不影响电池本体安装。

占比其次的货车类型有：专用车中的各种挂车、自卸车、混凝土搅拌车等。挂车有：全挂车、半挂车及半挂牵引车（重型卡车）、中置轴挂车等。

其它货车类型占比较小，如专用车中的道路洗扫车、消防车、汽车吊、矿用车、工程作业车等。还有多种特殊专用车。总体上品种多，但占比小。

先看普通运输车：皮卡在上面新能源乘用车中已有说明。

微型卡车车身较低，采用非承载式车身结构和采用承载式、半承载式车身结构的都适合采用机械快换底置型通用动力电池，与新能源乘用车类似。

轻型卡车、中型卡车、重型卡车中的常规载货车，总体规律是吨位大则车身尺寸也相应大、长度长，可配置更多或更大的机械快换通用动力电池以配合续航里程需要。

布局上两类机械快换通用动力电池都可配置，从图例看，一般情况下，相同尺寸的车型，分别在主梁以下布局机械快换底置型通用动力电池或在主梁外侧布局机械快换侧置型通用动力电池的，主梁外侧布局机械快换侧置型通用动力电池一般可获得更大的电池储存容量，参见附图48中的图b和图48中的图c，两款轻型卡车的车身尺寸相同，前者布局两个B型机械快换底置型通用动力电池，后者布局四个E型机械快换侧置型通用动力电池。在同样电池系统体积能量密度（400w/L）下前者总电池储存容量是76.8 kwh，后者的总电池储存容量是122.8 kwh。但如果某些侧面空间被其它装置占用，则不一定有此特点。

也可同时配置两类机械快换通用动力电池，有两种方式：a. 两侧布局E型机械快换侧置型通用动力电池后，主梁以下、机械快换侧置型通用动力电池电池舱内侧，布局机械快换底置型通用动力电池，但可布局空间相对较窄；b. 两侧布局E型机械快换侧置型通用动力电池后，在主梁及机械快换侧置型通用动力电池电池舱以下布局机械快换底置型通用动力电池，可布局空间相对较宽。前一种布局适合车身高度不高的车型，后一种需要较高车身但可获得较大的电池储存容量。另外，机械快换底置型通用动力电池上方、机械快换侧置型通用动力电池电池舱内侧空间还可布局非通用动力电池。但为简化设计、制造及换电方便，建议新能源货车采用一种类型机械快换通用动力电池或采用一种类型机械快换通用动力电池和非通用动力电池结合的设计，确有必要时，可同时配置两类机械快换通用动力电池，也可再与非通用动力电池结合。

上述轻型卡车中尺寸较小、车身较低的，装E型机械快换侧置型通用动力电池可能导致离地间隙过小，如需安装可通过适当设计调整，如适当提高货厢底面的高度。

再看专用车中的各种挂车、自卸车、混凝土搅拌车：挂车中有全挂车、半挂车、中置轴挂车，其中半挂车品种较多：集装箱式半挂车、栏板式半挂车、仓栅式半挂车、厢式半挂车、平板式半挂车、罐式半挂车、 低平板半挂车、轿运车等。挂车大多有较多可布局机械快换通用动力电池的空间：全挂车在纵向轮胎之间；半挂车在与牵引车的交叉位置之后、后部轮胎之前；中置轴挂车在中置轮胎前后。可布置在主梁以下和主梁外侧车厢以下位置。布局后可通过换电给牵引车连同挂车的整体行驶带来较大续航里程。其中只有个别类型因车身低不能布局机械快换侧置型通用动力电池，如双层的轿运车（运输轿车），但可布局机械快换底置型通用动力电池，一次换电带来的续航里程相对较小。

半挂牵引车的车身相对较短，对应吨位可布局机械快换通用动力电池的量相对较少，但其单独行驶为轻载，续航里程仍较大。当牵引半挂车时可利用对应半挂车上配置的机械快换通用动力电池，因此一次换电带来的续航里程主要看半挂车配置机械快换通用动力电池的状况。

自卸车、混凝土搅拌车的车身特征与上述半挂牵引车（重型）比较接近，吨位大但车身相对较短，对应吨位可布局机械快换通用动力电池的量相对较少，一次换电带来的续航里程也相对较小，可与非通用动力电池结合使用，适用于区域运输。如需连续长途行驶，也可通过多次换电完成行程。如将来电池能量密度有较大提升，可提高一次换电带来的续航里程。

上述类型的专用货车都可同时配置非通用动力电池，确有必要且可行时，还可同时配置两类机械快换通用动力电池，也可再与非通用动力电池结合。

其它占比较小的各种专用车中，多数车型专用设备在大梁之上，其纵向轮胎之间的车底和侧面有正常的布局机械快换通用动力电池的空间。也有不适合布置机械快换通用动力电池的车型：如部分道路洗扫车，前后轮胎之间的内外侧都安装有洗扫装置；如特大型矿用车，因吨位大，布局常规的机械快换通用动力电池需要的数量太大，不容易布局或更换；如特重型平板车纵向轮胎多间距小，无法布局机械快换通用动力电池。可能还有其它类型，但总体占比很小。

综合以上情况，货车类型中，除少数专用车较难配置机械快换通用动力电池外，其它车型都可配置。按各主型号机械快换通用动力电池的储存容量（系统体积能量密度为400w/L时），结合当前新能源货车各型号单位里程电耗（与车子大小、车重等因素有关、还与电控和电机的技术性能有关）数据测算，以上车型如配足机械快换通用动力电池（按配置一种机械快换通用动力电池测算），一次换电带来的综合续航里程基本可达：普通运输车200～350公里；大多数半挂车与牵引车结合后200～350公里或更长，其中相对配置较小的如轿运车150公里以上；自卸车，混凝土搅拌车等重型车在100公里以上。如果同时配置两种类型机械快换通用动力电池，一次换电带来的综合续航里程还可提升。如果系统体积能量密度实际大于或小于400w/L，一次换电可带来的综合续航里程在上述测算数据基础上相应按比例增减。

上述不适合布置机械快换通用动力电池的专用货车中部分车型在从燃油类车型转向新能源车型时，通过适当调整后也可正常采用机械快换通用动力电池，如道路洗扫车可主要采用洗扫设备配置在车前车后（前悬后悬）位置的类型，纵向轮胎之间可正常布局机械快换通用动力电池。其它各种车型的调整方式应按车型特点针对性设计。

采用其它新能源类型的货车应用新能源汽车通用动力电池系统实施例中电池的，一般会配置相对较少的动力电池，情况与前面新能源乘用车相似，也可有较好的搭配，如：燃料电池与机械快换通用动力电池的结合，在新能源货车上也可有灵活、实用的应用。

对于有多个集组动力电池的新能源货车，可以按需采用组合供电和分路径供电的方法，也可配置联合充电设置提高充电效率，方法参见本发明后续说明，还可配置互充功能，但都以适用为主。

总体上新能源汽车通用动力电池系统实施例在新能源货车中可普遍性应用。其中E型机械快换侧置型通用动力电池在新能源货车应用占比大，由于采用两组接口结构，在重型卡车等大型车中用电池长度方向从车侧向装入电池舱，在轻型卡车等小型车中用电池宽度方向从车侧向装入电池舱，都可合理利用车上空间，用一种主型号电池解决所有车型侧向安装电池的需求（两种安装中，电池装入并固定后，可关上电池舱门，电池外侧与电池舱门还留有间距，车辆如受意外撞击时不易撞击到电池，可增加安全性），通用动力电池系统的主型号数量得到有效控制，因此系统的通用性强。

商用车中的客车：客车主要采用新能源汽车通用动力电池系统实施例中的机械快换底置型通用动力电池（主型号：A、B、C、D），较大型的客车上也可采用机械快换侧置型通用动力电池（主型号E）。小型通用动力电池（主型号H）也可采用。

H型小型通用动力电池在客车中应用：微型客车属乘用车，已归属说明。其它客车相对尺寸重量较大，由于H型小型通用动力电池尺寸小，单体储存容量小，在其它客车中应用机会也较小。确有需要也可采用，在客车中可布局位置很多，参见乘用车、货车中说明。

机械快换通用动力电池（主型号：A、B、C、D、E）在客车中应用：

新能源客车安装机械快换通用动力电池的位置一般需避开：车桥、驱动电机、变速机构、悬架、轮胎等。与上述新能源乘用车中相似，占用纵向空间较长的悬架类型，在设计为新能源车型时可以不选用，但如果需要布局机械快换通用动力电池数量较少不影响布局的仍可采用。在客车中仍有普遍应用的钢板悬架则在考虑之中。另外，新能源客车上驱动电机和变速机构占用的纵向空间可能相对较多（与功率大小相关，一般为车桥的一个方向占用较多，还与采用结构有关，比如采用轮毂电机驱动则对纵向空间无直接影响）。对于结构或安装位置有较大灵活性的其它部件，可为机械快换通用动力电池的布局让开空间，重新规划结构或安装位置。

非承载式、半承载式、承载式结构车身在客车中都有应用（有较多中大型客车车型采用全承载整体式骨架结构）。由于新能源客车相对底盘较高，除要避开上述部件外，各种车身都可在车底设计配置机械快换底置型通用动力电池的电池架（电池舱）。车内地板较高或局部较高的车型，相应位置除避开必要部件外可合理配置机械快换侧置型通用动力电池的电池舱。

图55示出了机械快换通用动力电池（主型号：A、B、C、D、E）在客车中的应用实施例（采用简化图，不表达车身结构），其中：

图55的图a为轻型客车，安装了2个C型机械快换底置型通用动力电池，C型电池电压采用192V, 也可采用384V，2个C型电池串联成集组，电压384V或768V。该轻型客车车身长、宽、高分别是6000mm、2080 mm、2520 mm，轴距3800 mm。

图55的图b为中型客车，安装了4个B型机械快换底置型通用动力电池，B型电池电压采用192V, 4个B型电池串联成集组，电压768V。该中型客车车身长、宽、高分别是8720mm、2380 mm、3340mm，轴距4000 mm。

图55的图c为大型客车，安装了3个D型机械快换底置型通用动力电池和8个E型机械快换侧置型通用动力电池，D型电池电压384V，3个B型电池串联成集组，电压1152V，E型电池电压采用96V,8个E型电池串联成集组，电压768V。该大型客车车身长、宽、高分别是12060mm、2560 mm、3380mm，轴距5800 mm。该车型电池布局时，如需要两个通用动力电池集组电压相同，有两种调整方法：a. D型电池减为两个，两个集组电压都是768V；b. E型电池减为6个，电压采用192V, 两个集组电压都是1152V。

中型客车、大型客车中有些车型车内地板位置较高或车内部分区域地板位置较高（如车后部地板位置逐级提高），地板以下可布局E型机械快换侧置型通用动力电池（有其它必要部件的应留出位置），对应车底位置仍可布局机械快换底置型通用动力电池，车内地板位置较低的客车则以布局机械快换底置型通用动力电池为主，具体布局可结合车身结构确定。

采用机械快换通用动力电池的新能源客车仍可同时布局非通用动力电池。

综合以上客车情况，按各主型号机械快换通用动力电池的储存容量（系统体积能量密度为400w/L时），结合当前新能源客车各型号单位里程电耗（与车子大小、车重等因素有关、还与电控和电机的技术性能有关）数据测算，以上车型如配足机械快换通用动力电池（按配置一种机械快换通用动力电池测算），一次换电带来的综合续航里程基本可达200公里以上，如在较易布局两种类型机械快换通用动力电池的中、大型新能源客车中布局两种类型的机械快换通用动力电池，一次换电带来的综合续航里程可达到350～500公里。如果系统体积能量密度实际大于或小于400w/L，一次换电可带来的综合续航里程在上述测算数据基础上相应按比例增减。

可能存在某些专用客车，布局机械快换通用动力电池的空间被其它部件占用或部分占用。

采用其它新能源类型的客车应用新能源汽车通用动力电池系统实施例中电池的，一般会配置相对较少的动力电池，情况与前面新能源乘用车相似，也可有较好的搭配，如燃料电池与机械快换通用动力电池的结合，在新能源客车上也可有灵活、实用的应用。

对于有多个集组动力电池的新能源客车，可以按需采用组合供电和分路径供电的方法，也可配置联合充电设置提高充电效率，方法参见本发明后续说明，还可配置互充功能，但都以适用为主。

总体上新能源汽车通用动力电池系统实施例在新能源客车中可普遍性应用。

从上述说明中可见，新能源汽车通用动力电池系统实施例在乘用车、货车、客车中可普遍性应用。

新能源汽车通用动力电池系统实施例在其它新能源车辆中应用：

低速电动汽车（又称低速电动车）一般为小型车，适合采用H型小型通用动力电池，也可采用A型机械快换底置型通用动力电池。

电动车（两轮、三轮等）可采用H型小型通用动力电池。

新能源汽车通用动力电池系统实施例的电池在车辆中应用，当用多个通用动力电池组成集组时，主要采用串联成组方式，电池数量多的可分多个集组。也可有并联，有并联情况下要防止状态不同的情况下装入后出现大电流环流，要加入对应的配置，如：设置均衡线路，在并联接通前经检测需要均衡的实施均衡；或在集组输出端安装防环流的部件如二极管。

新能源汽车通用动力电池系统实施例的增减调整：

确有必要时可对系统实施例中的主型号进行调整，下述调整方案为备用方案，在实施前或实施初期，确有必要可进行调整，已实施并推行之后，不应轻易去除已推行的型号。

（1）去除实施例中D型机械快换底置型通用动力电池，前提是：在机械快换通用动力电池推出过程中，相应动力电池的能量密度提升较快，各车型原可布局D型电池的空间，可布局其它型号相对小型的机械快换底置型通用动力电池，虽可能降低空间利用率，但因动力电池的能量密度提升消除了影响。减少实施例中电池型号，有利于提高通用性。

（2）增加一款厚型机械快换底置型通用动力电池，主型号T，见图56，用于较大车型的新能源汽车，可安装于非承载式车身的主梁下，也可安装于承载式、半承载式车身的车底位置， T型电池不计安装边的尺寸长、宽、高分别为800mm、700mm、350mm，体积约195.5L，系统体积能量密度为400w/L时，电池储存容量为78.2kwh，设置单组快换接口，接口区域采用凹陷结构，设置有独立液态温控回路，对外热交换器位于电池下端（底面），额定电压两档可切换：288V、576 V。采用T型电池可增加大型车布局机械快换通用动力电池的总体储存容量，提高一次换电带来的综合续航里程。上述半挂牵引车、自卸车等重型车，在两侧安装E型电池的基础上，在中间主梁下（两侧E型电池舱之间）安装1～2个T型电池可大幅提高总体储存容量。半挂车等在中间主梁下增加安装T型电池，换电可带来的续航里程也可进一步加大。

（3）推出一款更小型号的机械快换底置型通用动力电池，主型号S，见图57中的图b，S型电池不计安装边的尺寸长、宽、高分别为520mm、420mm、120mm，体积约25.5L，系统体积能量密度为400w/L时，电池储存容量为10.2kwh。设置单组快换接口，接口区域采用凹陷结构。温控方法：内用导热片与导热胶结合将热量传导到电池下端（底面），电池底面设置半导体制冷（可反向制热）。电池额定电压为96V。微型车采用S型电池布局灵活，见图58中①型车（可布局1～3个），S型电池也更适用于低速电动汽车、还可用于宽体的两轮、三轮电动车。新能源汽车通用动力电池系统实施例采用S型电池有两种方式：增加到系统中，或取代A型电池。

新能源汽车通用动力电池系统实施例的变更：

具有下述条件时，上述S型电池可取代原多款机械快换底置型通用动力电池：a.独立液态温控回路的元件小型化成熟，适合在S型电池上采用，或因技术发展S型电池不需要采用液态温控也可做到适合在各种条件下使用；b.换电装备的技术提升，换装效率高（如：一套换电装备有多个换电部可同时拆换多个电池，各换电部可自动调整位置和转动定向，且移出和取用电池的速度快）；c.动力电池电芯的能量密度继续提升，因采用的电池尺寸小，结构和其它部件占用汽车空间比例会上升，拉低系统能量密度。

原来适合布局各型号机械快换底置型通用动力电池的车型，都可用布局S型电池替代，但安装电池数量增加。替代后，新车型不再选用其它型号机械快换底置型通用动力电池，系统变更。S型电池在上述①、②、③、④四种乘用车中的布局例见图58。

变更后的新能源汽车通用动力电池系统实施例见图57，共3个主型号，图57中的图a和图c分别为H型和E型。如前述T型电池被采用，则共为4个主型号。系统中主型号减少，通用性更强。

从上述新能源汽车通用动力电池系统实施例及应用说明可见，通用动力电池系统，其电池本体的主要外形和安装尺寸包括接口位置及主要尺寸相同可安装于同一种电池舱或其它用于连接安装电池的部件中的为同一主型号，供各种新能源汽车选用和更换的通用中的动力电池的主型号不超过8种。新能源汽车通用动力电池系统，用于互换使用的同一主型号动力电池的不同个体内部可采用不同类别及种类的电芯。采用新能源汽车通用动力电池系统，可形成由个位数主型号的动力电池满足大多数车型所需，从而普及换电应用的局面。以此为基础可广泛分布换电点，实现新能源汽车的通用换电。

新能源汽车通用动力电池系统，当电池技术或通用动力电池设计方式有重大进步时，可设计新的系统逐步替代原有的系统。

上述对新能源汽车通用动力电池系统实施例在各种车上应用方案的说明中，可看到其中采用了一种底置型通用动力电池在新能源汽车上布局的新方法：同一辆车上可布局安装单块底置型通用动力电池也可布局安装多块底置型通用动力电池，底置型通用动力电池在不同的车上的布局方位也可以不同，同一辆车上的不同位置布局底置型通用动力电池的方位也可以不同。底置型动力电池在设置本发明的接口凹陷结构并采用本布局方法后，打破了底置型动力电池布局固化的常规，一种电池可以满足多种不同类型、不同尺寸、或布局电池容量需求不同的新能源汽车的需要，应用面极广，体现出很强的通用性。

还可看到，在新能源汽车上采用通用动力电池布局新方法的基础上，采用了一种组合配置方法：不超过5种通用中主型号的底置型通用动力电池设定的尺寸不同，可组合起来分别提供给各种适合安装底置型通用动力电池的新能源汽车选用布局和安装使用，或在换电站搭配起来为各种安装底置型通用动力电池的新能源汽车提供换电服务。这种组合配置方法突破了乘用车统一电池就是统一成一种型号这个常规思维，但只需配置少量几种主型号的底置型通用动力电池，就可满足几乎所有新能源乘用车合理布局安装动力电池和通过快换补充电能的需要，而且这些型号的底置型通用动力电池还可应用到多种商用车中，包括多种货车和客车。

一种采用新能源通用动力电池汽车的车，车体设置有与电池本体对应的电池舱或其它用于连接安装电池的部件，且设置有与电池本体上快换接口相对应的接口。车包括有驱动力的汽车，也包括无驱动力的汽车，如挂车、半挂车等。

有动力的汽车中可拖挂其它汽车的作为驱动主车，被拖挂的车（可以有动力也可以无动力）作为从车。驱动主车采用通用动力电池的一种方式是采用从车上安装的通用动力电池为驱动主车供电。

驱动主车采用从车上安装的通用动力电池供电的实施例一：见图29，图中示出了一辆集装箱卡车的结构图，该车由半挂牵引车28、半挂车29、集装箱30组成，其中半挂牵引车28为驱动主车与图48中的图d相同，半挂车29为从车与图48的图e相同，驱动主车和从车分别设置有通用动力电池集组。由于驱动主车具备动力电池，因此驱动主车可以独立使用，从车设置有动力电池，通过电缆和连接接头与驱动主车上快换接口连接为驱动主车供电，可以大大增加车子的续航里程。驱动主车可与不同的带有通用动力电池的从车（半挂车）连接使用。实际应用，全行业可统一相关标准，以便各种半挂牵引车与各种半挂车互配。

驱动主车采用从车上安装的通用动力电池供电的实施例二（无图示）：驱动主车带动动力电池挂车，动力电池挂车无动力，主体由动力电池组成，设置有车架（可与电池架或电池壳体结合）、车轮，作为从车通过电缆和连接接头与驱动主车上快换接口连接，专用于为驱动主车供电，增加续航里程。动力电池挂车设置有独立液态温控回路，也可有多种可选电压，电池挂车本身同时是一种特殊的通用动力电池（不包含在前面新能源汽车通用动力电池系统中），可以有多种型号。驱动主车上可安装有通用动力电池，也可只安装非通用动力电池，或不安装动力电池。

上述实施例表明，有驱动力的主车，可连接并更换从车，可由从车采用的通用动力电池为主车供电，主车带动从车。采用上述方法，可大大增加拖挂型新能源汽车的续航里程，还可由电池挂车为新能源汽车提供电能，增加汽车的续航里程。

采用动力电池的新能源汽车，车辆控制系统控制动力电池的电能输出（供电）、车辆驱动、动力电池充电等，并与动力电池的管理系统联合管理动力电池。

图30为方案一：一辆纯电动汽车的车辆控制系统的结构示意图，车辆控制系统包括中央控制单元，中央控制单元接收加速踏板、制动踏板和档位杆的信号，中央控制单元还与驾驶室显示操纵台、能源管理系统和驱动控制单元有双向控制信号流通，驾驶室显示操纵台、能源管理系统也有双向控制信号流通，能源控制系统还与动力电池和充电控制单元有双向控制信号流通，动力电池和驱动控制单元有双向能量传递，充电控制单元控制对动力电池进行充电，驱动控制单元连接有驱动电机，驱动电机连接机械传动装置，机械传动装置的两侧设置有车轮。动力电池还连接有辅助动力源，辅助动力源连接有动力转向系统，动力转向系统连接方向盘，辅助动力源还连接有空调、照明灯辅助装置。

图31为方案二：一辆纯电动汽车的车辆控制系统的局部结构示意图，车辆控制系统与方案一相比，主要区别在动力电池由多个独立的动力电池集组替代（图30中的动力电池即为一个集组）。

方案一、方案二为纯电动汽车的车辆控制系统，其它类型新能源汽车在动力电池供电、驱动控制和充电控制上原理相似。

新能源汽车布局有通用动力电池的，可在其它位置布局其它动力电池包括非通用动力电池，提高总体续航里程，因此车上有多个动力电池集组。一般车辆行驶中通用动力电池电量用完与周边是否有充换电点时机上难以一致，安装有多个动力电池集组的，一组电池用完，可由另外的动力电池集组供电，到充换电点时再进行充换电。驱动主车与从车上都有动力电池集组的，组合使用时两个车上的动力电池电量都可使用。以上状况下车辆都同时有多个动力电池集组。当一辆新能源汽车安装的通用动力电池数量较多不适合组合成一个动力电池集组使用时，可分成多个动力电池集组使用，车辆也同时有多个动力电池集组。

配电控制单元控制两个或两个以上独立的动力电池集组联合供电。

有多个动力电池集组的新能源汽车，可切换由不同的动力电池集组供电，但一个动力电池集组的负载能力相对较小，特别是该集组的储存容量相对较小时，因此会影响车辆的动力性能（而且这种情况下电池放电倍率大，动力电池的放电倍率影响动力电池的性能，一般放电倍率大时，动力电池能输出的有效电能下降，且经常大倍率放电会对动力电池造成明显损害）。或符合要求情况下暂时由多集组动力电池并联供电，但因集组之间状态不同，大多数情况下不适合并联（状态不同的情况下，如果在集组输出端安装有防环流的元件如二极管，虽可并联，但常不能形成有效的共同输出）。通过配电控制单元控制两个或两个以上独立的动力电池集组联合供电，则联合供电时整体负载能力大于单集组供电，联合供电时供电电池的放电倍率下降，可有效解决或减轻上述问题。

还可根据需要在多集组动力电池联合供电与单集组动力电池供电之间进行切换，或在不同联合供电组合之间进行切换。当车辆小功率使用如低速行驶时采用单集组动力电池供电，当车辆大功率使用如高速行驶或爬坡时采用多集组动力电池联合供电。或多集组动力电池联合供电时控制各集组提供不同占比的供电量。还可根据车辆使用情况、确定优先用电的集组，优先用电的集组先用完电量安排换电或充电。切换还可以是切换联合供电动力电池集组的数量，在集组数量少的联合供电与集组数量多的联合供电之间进行切换。通过上述切换可在车的行程中按照充换电条件合理安排各集组的用电计划，控制各集组耗电顺序的变化，并同时满足车的供电需要。

上述动力电池集组可以都安装在本车上，也可都安装在由驱动主车带动的从车上，或分别安装在驱动主车和从车上。

联合供电主要指供车驱动的主供电，车上辅助供电可以在联合供电中取电，也可在联合供电前取电（可从单个集组取电），在本发明中不作区分和说明。

联合供电方式一：一种配电控制单元，包括多输入DC-DC变换器或DC-AC变换器，两个或两个以上动力电池集组通过该多输入DC-DC变换器或DC-AC变换器联合供电。实施例如图32中的图a～图c所示，其结构包括双输入的DC-DC变换器，将动力电池集组二连接到相对应的DC-DC变换器的一个输入端，DC-DC变换器的另一输入端连接有单刀双掷开关，当单刀双掷开关处于状态一时，如图32中的图a所示，动力电池集组一连接到DC-DC变换器的另一输入端；当单刀双掷开关处于状态二时，如图32中的图b所示， DC-DC变换器的另一输入端无输入；当单刀双掷开关处于状态三时，如图32中的图c所示，动力电池集组二同时连接到DC-DC变换器的另一输入端。单刀双掷开关可以是控制下的继电器或接触器的触点。

上述如图32中的图a所示情况下即可实现动力电池集组一与动力电池集组二的联合供电。如图32中的图b所示或如图32中的图c所示情况下由动力电池集组二单集组供电，其中如图32中的c所示情况下双输入DC-DC变换器的两个输入端都由动力电池集组二供电，如图32中的图b所示情况下双输入DC-DC变换器的一个输入端由动力电池集组二供电，另一输入端无输入，可以根据双输入DC-DC变换器的特性，只用其中一种方式。

上述实施例表明，配电控制系统包括多输入DC-DC变换器或DC-AC变换器，多输入DC-DC变换器或DC-AC变换器连接有两个或两个以上动力电池集组，两个或两个以上动力电池集组通过该多输入DC-DC变换器或DC-AC变换器可实现联合供电。

本实施例电路经过变更，还可变换出动力电池集组二断开连接，动力电池集组一与DC-DC变换器输入端连接（连接一个或同时连接两个输入端）的状态，实现动力电池集组一单集组供电。配电控制单元可以控制由动力电池集组一或动力电池集组二单集组供电，也可控制由动力电池集组一与动力电池集组二联合供电，根据需要切换。

如果需要动力电池集组一优先用电，在动力电池集组一单集组供电和联合供电之间切换，如果需要动力电池集组二优先用电，则在动力电池集组二单集组供电和联合供电之间切换，以此可控制各集组耗电顺序的变化。

采用本联合供电方式，汽车驱动电机采用交流电机的，可采用多输入DC-AC变换器，即所用的逆变器采用多输入逆变器，因此车上采用联合供电需增加的部件较少。例如DC-AC变换器（逆变器）可采用串联型逆变器，输入端可连接多个动力电池集组实现联合供电，也可通过电路变换切换到单集组供电，方法参考上述多输入DC-DC变换器的切换方式。

多输入DC-DC变换器或DC-AC变换器的输入端数量根据动力电池集组数量确定，可有效实现多个动力电池集组联合供电。

联合供电方式二：一种配电控制单元，可通过将两个或两个以上动力电池集组切换成串联状态并实施联合供电。实施例如图33～35所示，配电控制单元包括配电装置。图33中，动力电池集组一和动力电池集组二通过继电器串联后连接到配电装置，配电装置通过内部连接将其连通到输出端，实现动力电池集组一与动力电池集组二联合供电。图34中，动力电池集组一通过继电器连接到配电装置，配电装置通过内部连接将其连通到输出端，动力电池集组二处于断开状态，动力电池集组一单独供电。图35中，动力电池集组二通过继电器连接到配电装置，配电装置通过内部连接将其连通到输出端，动力电池集组一处于断开状态，动力电池集组二单独供电。根据需要可切换由动力电池集组一、动力电池集组二、或动力电池集组一与动力电池集组二联合供电。

上述实施例表明，配电控制单元可通过将两个或两个以上动力电池集组切换成串联状态并实施联合供电。并可通过对联合供电与单集组供电之间的切换，控制各集组耗电顺序的变化。

动力电池集组一与动力电池集组二电压相当情况下，动力电池集组一与动力电池集组二串联后电压翻倍，即上述切换输出有两种电压，且电压差异大，如果对后面的供电电压范围不能为宽电压，可在配电装置内设置DC-DC变换器，其中一种电压经由DC-DC变换器变换到与另一种电压相当后输出，则上述三种情况下输出电压相当。如果上述动力电池集组一、动力电池集组二单集组输出前分别经由同一个DC-DC变换器，两个集组串联输出不需经过DC-DC变换器，由于单集组输出功率相对较小，采用的DC-DC变换器功率也相对较小，体积重量和成本都小，有利于车辆采用动力电池集组联合供电方式。

联合供电方式三：一种配电控制单元，可将第一动力电池集组或多个集组动力电池的联合供电通过DC-DC变换器输出并与第二动力电池集组并联实施联合供电。实施例如图36～38所示，配电控制单元包括DC-DC变换器，图36中，动力电池集组一为第一动力电池集组，动力电池集组二为第二动力电池集组，动力电池集组一通过继电器与DC-DC变换器输入端相连并通过DC-DC变换器输出，动力电池集组二通过继电器后与DC-DC变换器输出端相连，实现动力电池集组一和动力电池集组二联合供电。图37中，动力电池集组一和DC-DC变换器联通，DC-DC变换器输出端与动力电池集组二断开，动力电池集组一单独输出。图38中，DC-DC变换器与动力电池集组一、动力电池集组二均断开，动力电池集组二单独输出。采用本实施例的方法，可以根据需要切换由动力电池集组一供电、动力电池集组二供电、或动力电池集组一与动力电池集组二联合供电。本实施例可实现两个不同电压的集组的联合输出。

如果上述动力电池集组一由两个动力电池集组的联合供电代替，也可实现3个动力电池集组的联合供电，比如两个动力电池集组的联合供电是由两个动力电池集组串联后供电。

第一动力电池集组或多个集组动力电池的联合供电通过DC-DC变换器输出的电压高于第二动力电池集组的电压时，还可对第二动力电池集组充电。

上述实施例表明，配电控制单元可将第一动力电池集组或多个集组动力电池的联合供电通过DC-DC变换器输出并与第二动力电池集组并联实施联合供电。并可通过对联合供电与单集组供电之间的切换，控制各集组耗电顺序的变化。

采用本联合供电方式，DC-DC变换器的输出电流设定后，可以较准确的预测第一动力电池集组或多个集组动力电池的联合供电的可供电时间，在车辆使用过程中较好的实现充换电计划。

上述三种联合供电方式都有多种变化，也可组合应用。不限于上述方法，还可采用其它不同的联合供电方式。

汽车上有多个驱动桥或采用轮毂电机的，行驶时有些情况下多个电机同时驱动，传统供电是由单个动力电池集组分供多个电机，当汽车上有多个动力电池集组时，配电控制单元可以控制不同集组动力电池或/和多集组动力电池的联合供电经过不同的供电路径分别对不同的驱动桥或不同车轮的驱动电机供电。

实施例见图39～42所示，动力电池集组一和动力电池集组二均通过配电控制单元对其输入的电能进行管理，并通过驱动控制单元将电能输送至汽车的前桥驱动电机和后桥驱动电机。如图39所示，当配电控制单元处于状态一时，动力电池集组一连接至配电控制单元的第一输入端；动力电池集组二连接至配电控制单元的第二输入端，驱动控制单元将配电控制单元第一输入端连接的第一输出端所输出的电能送至前桥驱动电机、同时驱动控制单元将配电控制单元第二输入端连接的第二输出端所输出的电能输送至后桥驱动电机；如图40所示，当配电控制器处于状态二时，动力电池集组一连接至配电控制单元的第一输入端；动力电池集组二连接至配电控制单元的第二输入端，驱动控制单元将配电控制单元第一输入端连接的第二输出端所输出的电能送至后桥驱动电机、同时驱动控制单元将配电控制单元第二输入端连接的第一输出端所输出的电能输送至前桥驱动电机；如图41所示，当配电控制单元处于状态三时，动力电池集组一连接至配电控制单元的第一输入端；动力电池集组二连接至配电控制单元的第二输入端，驱动控制单元将配电控制器第一输入端连接的第一输出端所输出的电能送至前桥驱动电机、同时驱动控制单元将配电控制器第一输入端连接的第二输出端所输出的电能输送至后桥驱动电机，此时配电控制单元的第二输入端不与第一输出端、第二输出端连接；如图42所示，当配电控制单元处于状态四时，动力电池集组一连接至配电控制单元的第一输入端；动力电池集组二连接至配电控制单元的第二输入端，驱动控制单元将配电控制器第一输入端连接的第一输出端所输出的电能送至前桥驱动电机，此时配电控制单元的第二输入端不与第一输出端、第二输出端连接。

上述图39情况下，动力电池集组一、动力电池集组二分别为前桥驱动电机、后桥驱动电机供电；图41情况下，动力电池集组一单集组同时为前后桥驱动电机供电（与传统方法相似）；图42情况下，只有动力电池集组一为前桥驱动电机供电。车辆根据负载情况在图39、图41、图42之间切换，可以实现动力电池集组一优先供电的情况下保证车辆驱动的负载并保护电池不过快放电。

采用图40的方式，是对图39的供电路径的调换，即动力电池集组一、动力电池集组二分别为后桥驱动电机、前桥驱动电机供电，如果配电控制器采用另两种配电路径：动力电池集组二单集组同时为前后桥驱动电机供电、只有动力电池集组二为前桥驱动电机供电，则动力电池集组二成为优先供电集组。

上述实施例表明，配电控制单元可控制不同集组动力电池或/和多集组动力电池的联合供电经过不同的供电路径分别对部件或部件组合实施供电，部件或部件组合为驱动桥或不同车轮的驱动电机。

控制不同集组动力电池或/和多集组动力电池的联合供电经过不同的供电路径分别对不同的驱动桥或不同车轮的驱动电机供电，可以省去或减少联合供电时需采用的DC-DC变换器数量，同时也能解决单集组供电（或联合供电集组数量少）时负载能力不足、电池放电倍率大的问题，并用切换的方法实现集组优先供电。

充电控制单元，充电来源通过该充电控制单元可以同时给两个或两个以上独立的动力电池集组充电。充电来源可以是单个电能来源，也可以是多个电能来源的结合。

可以换电的新能源汽车仍可设置为可充电，充电与换电方式共存可结合两者优势：充电可配置场合多、换电可快速补充电能，基本可实现新能源汽车外部补充电能的方便性。

采用通用动力电池的新能源汽车，有的会配置多个集组的动力电池，或驱动主车与从车上都有动力电池集组。当多个集组需要充电时，有条件的情况下，可以用多个充电器分别对不同集组的动力电池或对单个动力电池进行充电，只有一个充电器充电时，对单个集组充电的，完成后再切换充电集组。

由于常用的动力电池充电时充电后段充电速度慢、功率小、时间长，一个集组充满电切换到另一集组充电，多个集组的充电后段时间不能重叠，充电器功率浪费，总体耗用时间长。当充电器（如：外接充电桩）充电功率大且只对单集组充电时，充电器功率也得不到有效利用，总体充电时间也长。充电控制单元控制充电来源经过同一个充电器同时给两个或两个以上独立的动力电池集组充电可有效解决上述问题，实施可采用不同方式。

联合充电方式一：充电控制单元控制充电来源通过多路输出的充电器分多路对不同集组的动力电池进行联合充电。实施例见图43的结构示意图：充电控制单元包括多路输出充电器，多路输出充电器第一输出端与动力电池集组一连接，第二输出端与动力电池集组二连接。多路输出充电器包括分充控制单元一和分充控制单元二，分充控制单元一控制第一输出端的输出，即控制对动力电池集组一的充电，分充控制单元二控制第二输出端的输出，即控制对动力电池集组二的充电，从而实现充电控制单元对多个动力电池集组联合充电。

上述实施例显示了充电控制单元，可控制充电来源通过多路输出的充电器分多路对不同集组的动力电池进行联合充电。

上述多路输出充电器对多个动力电池集组充电时，先通过分配功率（或分配电流，同时充电）或分配时间（交替充电）等方法，完成对多个动力电池集组的快充阶段充电，此阶段主要在各动力电池集组可接受的范围内不浪费充电器的充电功率，因而不增加总的充电时间，具体可采用现有技术，在此不作阐述。慢充阶段则多个集组同时充电，因时间段重叠，节约了充电时间。

上述多路输出充电器按实际需要也可只对一个集组充电，切断对其它集组的充电。

充电来源可以是单个电能来源，也可以是多个电能来源（如同时有外接电源的电能来源和太阳能的电能来源），可将多个电能来源结合在一起实施充电，比如可通过多输入电源变换器整合到一起，在本例中，也可以是采用多输入并多路输出的充电器。

联合充电方式二：充电控制单元将不同集组的动力电池临时切换到串联状态并由充电来源实施联合充电。实施例见图44～46的结构示意图。充电控制单元包括充电路径匹配装置，充电路径匹配装置接入充电器，充电路径匹配装置通过继电器分别连接有第一动力电池集组和第二动力电池集组，图44中，第一动力电池集组和第二动力电池集组处于串联状态，充电器通过充电路径匹配装置给第一动力电池集组和第二动力电池集组同时充电。图45中，第二动力电池集组处于断开状态，充电器通过充电路径匹配装置给第一动力电池集组单独充电。图46中，第一动力电池集组处于断开状态，充电器通过充电路径匹配装置给第二动力电池集组单独充电。

当外接充电桩充电功率超出单个动力电池集组可接受的最大充电功率，且最大充电电压高于两组串联的动力电池集组的电压的，可以同时给两组串联的动力电池集组充电，当一个动力电池集组的快充阶段结束后，可结束联合充电，串联解除后，重新配置充电切换到对另一集组单集组充电。

上述实施例显示了充电控制单元，可将两个或两个以上动力电池集组临时切换到串联状态并由充电来源实施联合充电。上述方法利用大功率充电器的优势同时为多个集组动力电池充电，可有效加快多个动力电池集组的总体充电速度。

通用动力电池与新能源汽车之间采用动力电池管理系统与新能源汽车之间的通信协议，通过该通信协议将动力电池内部电芯类别及种类或/和动力电池参数信息传递至新能源汽车的能源管理系统，用于管控充电过程，动力电池参数信息包含针对动力电池电芯类别和种类不同而不同的充电要求的参数信息。

图47为实施例的充电流程图，包括如下步骤：

1）得到充电指令；

2）能源管理系统与电池管理系统BMS通信、进行信息数据传输；

3）能源管理系统对电池可充电性进行判断，不可充电的，放弃充电，可以充电的，进行充电方式选择、参数配置；

4）汽车充电控制单元控制充电，能源管理系统与BMS保持通信并管控整个充电过程；

5）能源管理系统根据BMS给出的信息或/和充电控制单元给出的信息判断充电结束，结束充电。

上述充电流程中通信传输的信息包含动力电池内部电芯类别及种类或针对动力电池电芯类别和种类不同而不同的充电要求的参数信息，实施例某汽车车型采用的通用动力电池集组，同一主型号下在不同时间分别安装了3种电芯类别及种类的电池（每次安装时组成集组的动力电池采用同一种电芯），分别应用上述流程进行充电，采用3种电池时集组充电截止电压及精度不同：

Ⅰ. 内部电芯采用镍钴锰三元锂离子电池，集组标称电压384.8V，充电截止电压436.8V±0.5%；

Ⅱ. 内部电芯采用磷酸铁锂离子电池，集组标称电压384V，充电截止电压438V±0.5%；

Ⅲ. 内部电芯采用镍氢电池电池，集组标称电压384V，充电电压450～510V。

当充电是对通用动力电池集组进行充电，且集组由多个通用动力电池组成时，能源管理系统与各个通用动力电池的电池管理系统进行通信，并在符合各个通用动力电池要求的情况下进行充电。集组充电参数和要求由各通用动力电池充电参数和要求结合集组构成结构确定。实施例中充电截止电压为两个通用动力电池充电截止电压之和，精度与单个通用动力电池要求相同。

充电截止电压及精度属于针对动力电池电芯类别和种类不同而不同的充电要求的参数信息，针对以上数据，能量管理系统管控对3种电池进行充电的过程中，充电截止电压及精度分别控制在对应的要求范围内。

如果由非车载充电机充电且仍由汽车能源管理系统管理充电的，汽车同时与外部的非车载充电机通信并共同管控充电过程，此为现有技术，本发明不再阐述。

上述实施例表明能源管理系统具备如下管控能力：

该能源管理系统采用动力电池管理系统与新能源汽车之间的通信协议，通过该通信协议能够获取动力电池内部电芯类别及种类或/和动力电池参数信息，动力电池参数信息包含针对动力电池电芯类别和种类不同而不同的充电要求的参数信息，新能源汽车上的车载充电器为动力电池充电，或由非车载充电机为动力电池充电且仍由汽车能源管理系统管理充电的，能源管理系统判定是否可对动力电池进行充电，可以充电的，车载充电器或非车载充电机通过汽车的充电控制单元，针对不同的内部电芯类别及种类按照对应的充电要求对该动力电池进行充电，新能源汽车的能源管理系统与动力电池管理系统采用上述通信协议进行通信并管控充电过程，由非车载充电机充电的，非车载充电机通过与汽车通信共同管控充电过程。

当充电器充电参数不能全充电阶段符合动力电池充电要求，不能对电池充电至完成，但符合部分阶段充电要求的，也可对符合充电要求的阶段进行充电，阶段完成后结束充电。

当通用动力电池集组由不同通用动力电池组成时，充电器充电参数能符合要求的也可充电，不完全符合要求的可阶段充电或不充电。完全不符合要求的放弃充电。

当非车载充电机对单个通用动力电池进行充电时，非车载充电机也可通过非车载充电机与电池管理系统之间的通信协议进行通信并直接管控充电过程，即这种情况下车的能量管理系统可不管控充电。

不同于传统的车的能量管理系统只管理对采用同一种类或同一类别下充电要求基本相同的不同种类电芯组成的电池的充电，因用于互换使用的同一主型号通用动力电池的不同个体内部可采用不同类别及种类的电芯，充电时需对采用不同类别及种类电芯的电池按不同要求进行充电，不作辨别直接对通用动力电池进行充电，充电方法与要求不对应时，通用动力电池不能接受充电，或不能有效的进行充电，或充电可能对通用动力电池造成伤害。本发明可有效的解决上述问题。

新能源汽车通用动力电池与汽车的能源管理系统采用动力电池管理系统与新能源汽车之间的通信协议，通过该通信协议传递动力电池负载能力的参数信息至新能源汽车的能源管理系统，汽车的控制系统可以根据能源管理系统获得的动力电池负载能力的参数信息选择供电模式。

实施例：某车型根据动力电池集组安装的通用动力电池的负载能力参数选择供电模式，动力电池集组分别安装的3种通用动力电池，其中集组最大持续放电电流、集组最大脉冲放电电流（长脉冲，最长时间为3分钟）、集组最大脉冲放电电流（短脉冲，最长时间为10秒）为动力电池负载能力的参数：

当安装的电池集组内部电芯采用Ⅰ.镍钴锰三元锂离子电池时，汽车的控制系统可以选择的供电模式：供电模式1、供电模式2、供电模式3；

当安装的电池集组内部电芯采用Ⅱ. 磷酸铁锂离子电池时，汽车的控制系统可以选择的供电模式：供电模式2、供电模式3；

当安装的电池集组内部电芯采用Ⅲ. 镍氢电池时，汽车的控制系统可以选择的供电模式只有：供电模式3。

从上述实施例说明，动力电池管理系统与新能源汽车之间的通信协议，可将动力电池的负载能力参数信息传递至对应的新能源汽车的能源管理系统，汽车的控制系统可以根据能源管理系统获得的动力电池负载能力的参数信息选择供电模式。

当车型采用多个通用动力电池组成集组时，集组的负载能力由集组的构成结构结合通用动力电池的负载能力确定。实施例中两个通用动力电池串联，用电流表示的集组负载能力数据为集组中两个通用动力电池中对应数据中数值小的一个，由于两个电池相同，集组用电流表示的负载能力数据与两个通用动力电池负载能力数据相同（集组电压是两个电池之和，负载能力参数如采用功率表示则都是两个电池之和）。

汽车采用多个动力电池集组联合供电，或不同集组动力电池或/和多集组动力电池的联合供电经过不同的供电路径为不同驱动桥或不同车轮的驱动电机供电的，对应的可以根据各集组的负载能力和联合模式确定相应的模式选择。

通用动力电池同一主型号下不同个体内部可采用不同类别及种类的电芯，负载能力差异大，同一类别及种类的电池，由于技术变化，负载能力也可能有很大差异，如果汽车不作区分应用，可能造成对电池的伤害或动力控制不协调，本发明可有效解决上述问题，即根据换用到的电池的负载能力，采用对应可用的供电模式，使车型对不同电池有好的适应性。也不会对电池造成额外损伤。

车型还可以在其它部件已具有能力的前提下预设高动力的供电模式，其对电池的负载能力要求高于车型所采用的通用动力电池主型号下当前可用电池的负载能力，当后续新的电池推出，负载能力达到要求时，可选择采用该供电模式，实现车型预设的高动力性能。

通信协议也可用于其它动力电池与汽车之间的通信，并通过通信实现对采用电芯类别和种类不同的动力电池的充电控制，根据动力电池的负载能力的参数信息选择供电模式。当车使用寿命之内对其它动力电池进行更换，更换的电池与前不同时，有其实用意义。

一种提供新能源汽车通用动力电池的换电站，配备有不超过8种主型号的新能源汽车通用动力电池，并配置上述主型号通用动力电池的换电装备（有需要时，可包含手持工具），为各种新能源汽车提供快速换电服务。每一个换电站都可以满足各种新能源汽车换电补能的需要，提高场地、换电装备的利用率。

本发明内容不局限于上述实施例，在本发明技术思路的范畴内提出的其它实施例，都包括在本发明的范围之内。

Claims (15)

1.一种新能源汽车通用动力电池，包括电池本体，其特征在于，所述的电池本体上设置有用于快速拆装的快换接口，所述快换接口包括主电接口，所述电池本体使用时通过快换接口与新能源汽车连接，所述的电池本体还设置有多方向安装结构或/和接口凹陷结构；所述的多方向安装结构包括多组接口结构，所述的多组接口结构包括设置在电池本体上的快换接口，并且所述电池本体至少两个面设置有快换接口，所述的多方向安装结构还使得电池本体外形不同方向的尺寸可分别与不同车上可安装电池空间中对应电池装入方向的可容纳尺寸相关联，且电池本体可沿自身不同尺寸的外形方向装入至不同车上设定的不同电池舱中，或者所述的多方向安装结构还使得电池本体外形不同方向的尺寸可分别与同一种车上可安装电池的不同空间中对应电池装入方向的可容纳尺寸相关联，且电池本体也可沿自身不同尺寸的外形方向装入至同一种车上设定的不同的电池舱中，所述接口凹陷结构包括设置在电池本体上的安装了快换接口后的凹陷区，其中当电池本体侧向安装于汽车上，则所述的电池本体的侧面设置有凹陷区，当所述的电池本体向下安装于汽车上，则所述的电池本体的下端设置有凹陷区，当电池本体向上安装于汽车上，则所述的电池本体的上端设置有凹陷区，所述凹陷区可容纳对应新能源汽车上设置成突出部的连接部分结构，所述的连接部分结构中包含新能源汽车上对应快换接口中固定电连接件的部分结构或全部结构。

2.根据权利要求1所述的一种新能源汽车通用动力电池，其特征在于，所述的电池本体上设置独立液态温控回路，所述独立液态温控回路上的对外热交换器部件设置于电池本体的外表面位置。

3.根据权利要求1所述的一种新能源汽车通用动力电池，其特征在于，所述电池本体通过内部切换可输出不同的电压。

4.根据权利要求1所述的一种新能源汽车通用动力电池，其特征在于，所述电池本体最大面的面积或最大投影面积小于0.06平方米，厚度不超过140mm，重量小于10Kg。

5.由权利要求1至4任意一种新能源汽车通用动力电池组成的新能源汽车通用动力电池系统，其特征在于，所述电池本体的主要安装尺寸相同且可安装于同一种电池舱或其它用于连接安装电池的部件中的为同一种主型号，所述的通用动力电池系统包含不超过8种通用中主型号的所述通用动力电池，可供各种新能源汽车选用和更换。

6.根据权利要求5所述的新能源汽车通用动力电池系统，其特征在于，用于互换使用的同一主型号的通用动力电池的不同个体内部可采用不同类别及种类的电芯。

7.一种采用如权利要求1所述的通用动力电池在新能源汽车上的布局方法，其特征在于，所述的通用动力电池为底置型通用动力电池，所述的底置型通用动力电池是指主要用于从车下向上安装到电池舱或其它用于连接安装电池的部件中的通用动力电池，同一辆新能源汽车可布局安装单块底置型通用动力电池也可布局安装多块底置型通用动力电池，所述的底置型通用动力电池在不同的新能源汽车上的布局方位可以不同，同一辆新能源汽车上的不同位置布局所述的底置型通用动力电池的方位也可以不同。

8.一种采用如权利要求1所述的新能源汽车通用动力电池的组合配置方法，其特征在于，所述的通用动力电池为底置型通用动力电池，所述的底置型通用动力电池是指主要用于从车下向上安装到电池舱或其它用于连接安装电池的部件中的通用动力电池，同一辆新能源汽车可布局安装单块底置型通用动力电池也可布局安装多块底置型通用动力电池，所述的底置型通用动力电池在不同的新能源汽车上的布局方位可以不同，同一辆新能源汽车上的不同位置布局所述的底置型通用动力电池的方位也可以不同，所述电池本体的主要安装尺寸相同且可安装于同一种电池舱或其它用于连接安装电池的部件中的为同一种主型号，多种且不超过5种通用中主型号的所述底置型通用动力电池设定的尺寸不同，可组合起来分别提供给各种适合安装底置型通用动力电池的新能源汽车选用布局和安装使用，或在换电站搭配起来为各种安装底置型通用动力电池的新能源汽车提供换电服务。

9.一种采用如权利要求1所述的通用动力电池的新能源汽车，其特征在于，包括车体，所述车体设置有与电池本体对应的电池舱或其它用于连接安装电池的部件，且设置有与电池本体上快换接口相对应的接口。

10.根据权利要求9所述的一种新能源汽车，其特征在于，还包括配电控制单元，动力电池集组由若干动力电池组成，所述配电控制单元可控制两个或两个以上独立的动力电池集组联合供电，并可通过对联合供电与单集组供电之间的切换或不同联合供电组合之间的切换，控制各集组耗电顺序的变化。

11.根据权利要求9所述的一种新能源汽车，其特征在于，包括配电控制单元，动力电池集组由若干动力电池组成，所述配电控制单元可控制不同集组动力电池或/和多集组动力电池的联合供电经过不同的供电路径分别对部件或部件组合实施供电，所述部件或部件组合为驱动桥或不同车轮的驱动电机。

12.根据权利要求9所述的一种新能源汽车，其特征在于，包括充电控制单元，动力电池集组由若干动力电池组成，充电来源通过该充电控制单元可以给两个或两个以上独立的动力电池集组联合充电。

13.根据权利要求9所述的一种新能源汽车，其特征在于：包括能源管理系统，该能源管理系统采用动力电池管理系统与新能源汽车之间的通信协议，通过该通信协议能够获取动力电池内部电芯类别及种类或/和动力电池参数信息，动力电池参数信息包含针对动力电池电芯类别和种类不同而不同的充电要求的参数信息，新能源汽车上的车载充电器为动力电池充电，或由非车载充电机为动力电池充电且仍由汽车能源管理系统管理充电的，所述能源管理系统判定是否可对动力电池进行充电，可以充电的，车载充电器或非车载充电机通过汽车的充电控制单元，针对不同的内部电芯类别及种类按照对应的充电要求对该动力电池进行充电，新能源汽车的能源管理系统与动力电池管理系统采用上述通信协议进行通信并管控充电过程，由非车载充电机充电的，非车载充电机通过与汽车通信共同管控充电过程。

14.根据权利要求9所述的一种新能源汽车，其特征在于，包括能源管理系统，该能源管理系统采用动力电池管理系统与新能源汽车之间的通信协议，通过该通信协议能够获取动力电池负载能力的参数信息，汽车的控制系统可以根据所述能源管理系统获得的动力电池负载能力的参数信息选择供电模式。

15.一种提供如权利要求1所述的新能源汽车通用动力电池的换电站，其特征在于，配备不超过8种通用中主型号的新能源汽车通用动力电池，配置上述主型号通用动力电池的换电装备，为各种新能源汽车提供快速换电服务。