CN1435339A - 一种车及其获能方法与应用 - Google Patents

Abstract

本发明属于一种获能车及其方法与应用，属于交通工具、移动通讯工具的能源补给领域，尤其是电能的获得技术。本发明采用换的方法，用电力充足的电源换下电力不足的电源，其快换技术可在1分钟之内完成换电。随路网分布的换电站，可随时为车辆换电。在用电低谷时给电源充电，充电质量好、成本低。本发明可以很方便地更换电源，解决了电动车充电时间长的问题。解决了续航里程短的问题，只要有换电站，续航里程可无限延长。解决了动力不强劲的问题，采用多组电源、备用电源，可随时换电，始终保持电力充足。本发明还为手机或其他用电体解决了换电池的难题。

Description

一种车及其获能方法与应用

一、技术领域：本发明属于交通工具、移动通讯工具等耗能工具的能源补给领域。尤其是电动车的获能方法及其产品与应用。

二、技术背景：获能指获得能源、能量。公知的获能包括对电、油、氢、液化气、压缩气及各种能源的获取。充电、加油等都属于获能。公知技术的交通工具、移动通讯工具在获得燃油、电、液化气等能源时都是采用“加”或“充”的方法，如加油、充电等。公知的电动车、手机对电能的获取方法是充电。公知技术有如下不足：1、充电时间长。充一次电往往在1小时以上，甚至8小时以上。最快的也要上十分钟，但这种快充技术尚不成熟，成本高，还有充电质量差的问题。2、不方便。公知技术的动力蓄电池(即电瓶)、可充电的干电池采用分散的、用户自行充电的方法，这不仅方便，也不利于提高充电质量，不利于电量的合理使用。3、续航里程短。电动车充一次电一般只能行驶100公里左右。最长的虽然可达300公里，但同样存在技术不成熟、成本高，达不到商业化要求的问题。4、动力不强劲。电动车在使用一段时间后，电力下降，影响速度，其平均时速一般在60公里左右。手机则表现为持续时间短、后期信号弱。公知的电动自行车，每辆都带有一个电源，其电源带有充电装置，需自行充电。其电源还带有安装联接结构和电联接结构。电联接指接通电流。该电源可从车体上卸下来。其不足之处与前述相同。5、不通用。公知的交通工具，移动通讯工具，如汽车、手机等，所用的动力电源的另一不足是不同型号，不同厂家的电源不能互换，不具备通用性。有的城市在市区设有手机自动式充电装置，用户投入硬币，自行给手机充电。其不足之处是不方便，因为用户没硬币不行。充电时间也较长，要用几分钟，充电质量也不好；因快充质量不如慢充好。公知技术的电动车在电力不足时不是更换电源，更不能方便、快捷地更换电源。所用电源的规格型号、工作方式、安装方式都不同，不能互换。

公知的交通工具在获得其他能量，如氢、油、气等，都是采用加或充的方法，如充气、加油等，没有使用换的方法，更不能互换。后面章节还将结合有关内容介绍技术背景。

三、发明内容：本发明的目的是为了克服上述不足，并提供一种简便、快捷、有效的获能方法。解决电动车发展上遇到的难题，使环保型电动车得以顺利实施。使人们能更方便地使用手机。另一目的是解决其他能源的获取方法的问题。又一目的是提供实施该方法的各种装置、产品、设施等。本发明的目的是这样实现的：

1、换能法。即用换能代替加能、充能。一种用能体获取动力能源的方法，所述的用能体指使用能源的主体，包括车、船，所述的动力能源指供用能体运动的能源，能源包括电力、燃气、燃油，所述的电力包括蓄电池、干电池、燃料电池，所述的燃气指可燃气体，所述的燃油指可燃液体，其特征是用能体上使用统一规格的能源容器，在用能体运行的沿途设换能站，换能站备有足能容器，用能体获能时，在换能站取下乏能容器，换上足能容器；或，用能体的乏能容器在换能站随车更换；所述的能源容器指容纳、盛放、控制能源的器具，所述的足能指能量充足，所述的乏能指能量缺乏。换能站对乏能容器进行加工，使之成为足能容器，或，换能站回收乏能容器，并准备新的足能容器，为用能体提供能源准备。所述的能源容器包括蓄电池、干电池、贮气桶、贮油箱、贮氢装置等。用能体也可叫获能体。

一种电动车、船获取动力电源的方法，所述的动力电源指供电动车、船运动的电源，所述的电源包括蓄电池、干电池、燃料电池，其特征是车、船使用统一规格的电源，在车、船运行的沿途设换电站，换电站备有足电电源，当电动车、船需要获电时，到换电站取出或卸下乏电电源，换进或装上足电电源；或，电动车、船的乏电电源在换电站随车更换。换电站对乏电电源进行加工，使之成为足电电源，为电动车、船提供换能条件。

本发明是一种新的获能方法及其产品与应用。获能指获取能量，它包括对电能的获取。本发明的获电方法是：当交通工具如汽车、移动通讯工具如手机在获取电能时，采取“换”的方法，即用新的或经过充电加工的足电电源换下旧的或电力不足的乏电电源。(足电电源指电力充足的电源。乏电电源指电力不足的电源)。或电源随车更换。电源随车更换有二种形式，一种是“电源车”的更换。(电源车指专门用来安装、运输电源，为用能车提供电力的车。用能车是一种用能体，用能车指使用能源的车，用能车以所获能源为动力。“电源”指提供电力的装置。这里主要指电动车的蓄电池。手机电源则是指手机电池。)这种“换能”的获能方法，类似于人们用空钢瓶到液化气站“换气”，即取下空乏的容器或载体，换上实足的容器或载体，以此获取所需的能。“乏”指空乏，空乏指空无、缺乏，如空油箱、空气瓶、乏电电源等。反之，“足”指实足，实足指充实，充足，如足电电源。另一种是电源随用能车一起更换，换车等于换电源。这时虽然换动的不是电源，而是人或货，但这仍是本发明方法的一种应用，是一种变换的使用方法，是换能方法的延伸，仍然是一种换能技术。使用中，当电动车电力不足，需要换电时，就近向换电站换取一辆电力充足的车。人或货没换，电源与车换了。

电也是一种能，换电即换能，是电能的使用方法。采用换电的方法，一举克服了公知技术的三个不足。由于换电可采用快换技术，换一次电可以在1分钟之内完成，解决了充电时间长的问题。由于道路边建有换电站，随时可换电，换电几乎不耽误时间，这样又解决了续航里程短的问题。由于可采用组合式电源、备用电源，一发现电力不足即可马上启用备用电源或及时换电，解决了输出功率小、动力不强劲的问题。换电即换电源。当然，更换的对象也可以是能源本身，而不是能源容器。比如卷紧的发条，本身就是一种势能，可以不用容器。

本发明的更换式获能方法，不仅用于电能的获取，也可用于交通工具、移动通讯工具对其他能能源的获取，如对燃油(汽油、生物油等可燃液体统称为燃油)、燃气(石油液化气、煤气、沼气等可燃气体统称燃气)、压缩气，氢燃料、氧燃料等能源的获取。如将公知的油箱、气瓶按本发明的方法改成更换式结构后，就可将加油、充气改成换油、换气。具有省时、安全、高效的效果。以压缩气体为动力的车，可到换能站迅速地换上一瓶压力充足的气瓶，而不用花很长时间去充气。该获能方法可在专门的换能处所完成。可借助于换能装置或工具完成。

2、更换式电源。与换能方法相应的更换式电源，它可用于交通工具如汽车、移动通讯工具如手机的动力电源。更换式电源是指为更换而准备的，带有为更换而具备的诸多特征的电源。它带有为更换而具备的、统一标准的规格结构或/和带有能与用能主体安装联结的联接结构或/和带有向用能主体输出电能的电联接结构或/和带有输能的管道结构或/和带有一个或多个轮子或带有船壳；或它由二个或以上的小型电源联结、组合而成。也可以有一个大体积、大容量的电源代替多个小电源。或带有外包层或/和防护层。或带有节能装置。或它是与用能主体固定的随车更换式电源。随车更换式电源不必象公知技术的自行车电源那样，每个电源都带有充电装置，用户自行充电。而是把充电的工作，放到换电站去做，这样就很从容、方便了。也不必专门停下来，等待电充足以后才能重新工作。用能车可以不带充电装置，当然也可以带。

所述的统一规格可以是外形、尺寸、结构和工作方式的统一。比如具有统一尺寸、外形，其接电方式都一致。所述的安装联接结构可以是快装快卸结构。其快装快卸结构可是利用重力或弹力的结构，或框匣结构或柜式结构或抽屉结构或吊挂结构或挂钩结构。快装快卸可采用公知技术，一般技术人员利用公知技术不难做到。可将多个电源组合在一起，用外包装固定成一体。可以是封闭式的，防水防尘防漏失。留出电源接头。在用能车上有相应的空间和联结结构。换电时，取下用能车的乏电电源，放入早已准备好的足电电源，即告完成。电源上的输出插头自动联接，且插入深度、联接强度、联接方式都很可靠，能经受运动的震动而不脱离、失效。电源可利用重力作用保持在用能车上的位置不变或变动不大。柜式结构指电源外形呈柜状。框匣结构指象框象匣类结构。抽屉结构指类似桌柜抽屉的结构。挂钩、吊挂结构指电源上有供挂或吊在用能车上的钩状结构和环状结构，可以水平挂钩联接，可以平行于重力吊挂联接。其电联接结构可以是插入式或/和包围式或/和夹持式或/和弹性接触式或/和丛接式或/和加长、加强式。公知的电联接结构均可选用。其电源车或船还可带有电动机和/或重力平衡装置。其外包装可以是匣式、柜式、框式、捆扎式、夹持式结构，其防护层可以由外包装代替，合为一体。可以是针对防水、防尘、防漏、防松动而具备的壳状物、膜状物或涂层。其他能源如油、气的容器，也如电源一样，具有统一规格，便于更换。

电联接指的是电源与用能主体，如用能车的电流的接通。提供电能给电动机，作为用能车的动力源。其插入式可如插头状。包围式即电联接的双方接头呈一方包围住另一方的状态。夹持式即利用弹力夹持接触。弹性接触式是利用材料的弹性作为电联接的固定力，使其保持联接。丛接式指有多个接插头。加长、加强式指为防电联接开脱，将插头加长、加粗，使其不易分开、不易损坏。外包装的匣式、柜式、框式、捆扎式、夹持式结构均是字面本意的形状或结构状态，与其有相同或相似的效果。外包装即外包层。电源车或电源船带有电动机后，直接向用能车输出动力。比如城市公交车，联接一个带电动机的电源车，推或拉着车厢前进，代替原有的动力。原有的车轮可不用或者干脆卸下，直接用电源车的轮子做车轮。当然此时的安装联接，转向、制动联接要一并完成。制动系统接通气管、油管或机械接头即可，可类似火车车厢之间的制动系统联接。公知技术可解决联接的问题。再如公园的游览车也可如此用电源车推动或拉动。带电动机的电源车与用能车联接时，还可带有重力平衡装置。重力平衡装置可是一种杠杆结构，电源车的联接杆顶端与用能车活动联接后，在联接杆中间安一弹性装置，把用能车向上顶起，重力自然就平衡到电源车上了。电源的外包层可以是象箱、匣、柜的结构形式，也可以是捆扎式、夹持式等结构。其作用是固定单个或多个电源，使其具有与用能车的联接结构和功能。其防护层可与外包层合为一体，即外包层既是外包层又是防护层。比如柜、匣式外包层就是如此，它既是外包层。又是防护层，能够防水、防火、防尘。防护层可用金属板、塑料膜等材料制成，还可是一层涂层。比如用防水材料涂满电源全身。防漏指防漏电、漏液，可用监控系统和外包装来实现。防松动的措施可采用弹性结构，可采用双保险即双重固定结构。本发明所说的电源，包括电瓶，即蓄电池。

公知电源的获能方法是充电，本发明电源的获能方法最终也要充电，在这点上是一样的。不同之处是，充电的时间，地点、方式可不一样，充电的对象也可不一样，电源的结构不一样，用能车的结构不一样，与此相应的设施不一样。本发明的获能方法是换能，对用能主体是换能，对电源是先换后充，即电源先脱离工作场所，然后再充。可以是集中地、规范化、规模化地组织充电，在用电低谷时充电，便于提高充电质量，降低充电成本，合理利用电能。

3、与更换式电源相应的车、手机。本发明的获能方法应用于交通工具、移运通讯工具，其特征是它们使用更换式电源，而非自行充电。或带有与更换式电源外形、结构、工作方式相应的或/和统一规格的安装空间结构或/和安装联结构或/和电联接结构。这样便于快速换电。具有统一的规格或标准，使其具有通用性、互换性，扩大使用范围、方便使用、节省成本。或带有节电装置，公知的节电方法均可用上。如变频技术。或带有多组电源或备用电源，这样能解决动力不强的问题。当一组电源出现电力不足时，可启动多组电源中的备用电源，以获得充足的动力。待到下一换电站时将乏电电源换下。或带有随车更换的固定电源。随车更换指电源与车一起进行更换。固定电源指电源呈固定式地安装在用能车上，是固定联接，而非便于更换、装卸的联接。电源随车更换，则电源可固定安装在用能车上。在人或货方便转移的情况下，随车更换式的获能方法更快捷。用能车上的电源安装空间具有与电源结构相应的、互相关联的技术特征。更换式电源可位于用能车上的空间里，也可联接在用能车车体外部。如吊挂或/和夹持在车体上。更换式电源的快装快卸式结构可以多种多样。快装快卸功能的实现，主要是由于更换式电源具备了自身结构的统一规格或标准和用能车有与之相应的统一规格或标准。统一规格是一种标准。标准是一种准则。

公知的联接方式中，快装快卸的结构方式很多，把这种公知的快装快卸结构用于更换式电源与用能车的联接，是本发明的技术特点。公知的电动车的电源安装方法也可以借用。甚至航空、航天中的联接技术也可借鉴。其重力结构是指利用电源的重力固定在车体内。弹力结构是利用弹性装置固定电源。比如在电源匣的盖上安一弹性钢板，使其固定。柜式、框匣式指象柜象框匣的空间，用来安装、固定电源。挂钩、吊挂结构指电源上带有挂钩，可挂在相应的结构上。比如吊挂在厢式车的车厢外。其电联接结构的插入式指公知的插头状结构。包围式指电源接头处一端包住另一端。夹持式类似于金属文件夹，用弹力夹持导线两端，使之联接。弹性接触指接头处靠弹力挤压在一起。丛接式指有多个插头，即使其中一个插头失效，也不影响电源工作。用能车带有对更换式电源的操作控制装置，公知技术的电动车有这个技术，可直接移植过来采用。更换式电源与公知电源在电化学原理上是一样的，只是在使用方法上有区别，所以可直接移植公知技术，用于更换式电源和使用更换式电源的用能车。电源车为驱动用能车，需要有一定的质量、惯性，因此电源车有时需借用用能车的重量，使用能车的重量通过联接架转移一部分给电源车，增加其车轮对地面的摩擦力。用能车上可带有孔状、卡状、钩状等结构，用于与电源车相应结构的联接和向其转移重力。用能车还可带有针对电源的防水、防尘、防漏、防松动的装置或结构。防水装置和结构可制成封闭的匣、袋、桶、柜。或将电源或电源接头安装在车体较高处。封闭的匣柜也有防尘作用。防漏指防漏电、漏液。可用公知技术的电子设备、装置和传感仪器来实现监控。防松动可用双保险方法，比如同时采用二种以上固定结构来实现。本发明的用能车是交通工具的一种，本发明适用于所有可使用本发明的交通工具、移动通讯工具。

还可利用变频技术为电动车节能。利用变频技术，或变频技术与电池组的电量控制技术结合，部分或完全代替公知的变速装置，取代变速箱，用电的性能来调整车子的速度变化。变频装置可安装在车上，也可与电源结合在一起。

4、公共干电池的获能。一种用电体的获能方法，所述的用电体指用电主体，它包括家用电器、电动工具、电动器材、电灯电光装置，其特征是用电体使用统一规格的蓄电池或干电池，用电体获能时，在换电站取下乏电电源，装上足电电源，或在换电站随车更换。

一种可充电干电池的充电方法，其特征是将乏电电池集中充电；或者，将乏电电池集中到换电站，由换电站充电；或者，其特征是换电站在用电低谷时充电；所述的乏电电池指电力不足或没有电力的干电池；或者，

一种可充电干电池的使用方法，其特征是将乏电电池集中充电；或者，将乏电电池集中到换电站，由换电站充电。

5、一种电动自行车，它包括电源，其特征是电源是不带充电装置的单纯式电源；或它安装有随车更换的固定电源或更换式电源；或它带有电源车。单纯式电源指不带充电装置，不能自行充电的电源。固定电源指与自行车固定联接的电源。

6、换能站。一种与上述换能方法和产品相应的换能处所，它位于车船的运行线上，每隔一段距离有一个换能站，其特征是它带有足电电源或/和换能装置或/和工具或/和有标志物显示。还可带有充电装置、充气装置、充液装置或/和气体压缩装置或/和燃料加工装置。其换能装置可带有搬运工具或/和举升工具；搬运工具可以是轮式或摆式工具。与换能方法相应的换能站，它以建筑物的形式出现在道路边，它带有换能所需的足电电源、换能装置和工具。可以有人值守。也可无人值守，用户自助式换能。当然，它可带有招牌等标志物。在换能站，人们可以有充足的时间从容地给电源充电、给气瓶加工压缩气体，加工各种燃料，或从加工地点将足电电源运到换电站。以备换能时使用。换电站也是一种换能站。其换能装置少不了要有搬运工具，将电源取下搬上。还可有举升工具，将电源从车上举下举上。这个搬运或举升工具可以是轮式的，比如一辆推车状的结构，还可是摆式的，比如门式吊车，可以轻轻举升、搬运电源。当然，手机的更换就简单了，用户只消取下乏电电源，换上足电电源即可。换能站遍布各地，就象公知的加油站、商店。商店可兼作换电站。它为各种交通工具、移动通讯工具提供便捷的换能服务，使换能方法得以成功实施。换能站可以是公共换能站，也可以是只对专门用能体的换能站。换电站也可对电源进行维修或报废、回收处理。换电还可包括更换蓄电池的内部材料或元件。

7、一种与换能技术相应的带换能处所的道路，其特征是在它的两旁或附近有供交通工具、移动通讯工具更换能源的建筑物或/和换能装置或/和工具，或有相应的标志物。这种道路与公知的有加油站的道路相似，不过本发明的道路所带的换能处所，不是公知的“加能”，而是“换能”，而且换能的范围也更广泛。作用也不同，它还可有加工电源、压缩气体、加工燃料的技术特征。

本发明与公知技术相比，具有如下有益效果。

一是解决了电动车的三大难题。首先，换电而不是充电，把充电工作交给换电站去做，可以从容地、高质量地做好充电工作，而不用担心充电时间长的问题。换电采用快卸快装法，可在几分钟，甚至1分钟之内换电完成。其次，由于换电速度快，其耽误的时间几乎可以忽略不计，这就等于是延长了续航能力，达到无穷远的程度，这是任何其他方法和技术都无法相比的。第三，由于换电站分布广，可以方便地换电，再加上多组或备用电源技术，也就解决了电源电力易衰减，动力不强劲的问题，始终以最大的功率工作，保持最高车速。这样本发明一举解决了电动车的几乎所有重大难题，为电动车走向实用化提供了帮助。开辟了电动车走向社会、普及应用的道路，带来了商业上、环保上的美好前景。二是解决了其他用能体，如家用电器、电动工具、移动通讯工具的获能问题，比公知技术更方便、快捷，质量更高，成本更低。三是换能技术所需的电源、交通工具、移动通讯工具，比公知技术结构更简单、成本更低。如电源不带充电装置，电动车不用自行充电。四是本发明电源不用自带充电装置，减轻了电源重量，降低了成本，有利于车辆的整体设计。五是本发明的电源车或电源船为公知的内燃机车电动化找到了一条过渡性措施。六是本发明的电源换下来后，可以在用电低谷时充电，避开用电高峰，成为转化电能的方法和技术。而公知技术的电动车却无法避开用电高峰。七是电源车自带轮子或船壳，具有活动性，能随用能车、船运动。这就使公知的电动车、船不用再自带电源，只要有电动机就行了。这就减轻了用能车的重量，增加了空间，便于电源的更换。八是本技术的出现，可取代城市有线电车的电力线。人们再不用为如何向电动车送电、如何快速充电而发愁、而耗费时间和财资。

四、附图说明和实施方式：下面结合附图和实施例进一步说明本发明。

图1是电源车带联接架、电源插头示意图。

图2-4是电源车的联接结构示意图。

图5-8是二种安装联接结构。

图9、10是组合式电源带插头、外包装示意图。

图11、12是插入式、丛接式插头示意图。

图13是厢式车带统一规格的电源空间结构示意图。

图14-17是二种带安装联接结构和电联接结构的电源结构示意图。

图18、19是圆形电源外包装结构示意图。

图20是电源位于车头部示意图。

图21是用电车底部有二个电源仓示意图。

图22、23、24是电动三轮车及电源安装示意图。

图1，电源车带有轮子1，电源2装在轮子1上。车前有与用能车安装联接的装置——联接架3。联接架3上带有桩4、弹簧7、滑板8。电源输出线5带有插头6位于车头前。还可有信号线、操控线。电源车也可带有电动机，这时就要弹簧7、滑板8起作用了。因电源车可以分担用能车的一部分重量，为电源车的轮子增加压力，从而增加轮子与地面的摩擦力，产生更大的推力。弹簧7和滑板8位于用能车下，滑板8与用能车接触，将用能车的一部分重量传递到联接架3上，再传给轮子1。这是一种重力平衡装置。当然，用能车上须有相应的联接结构。比如一个供桩4插进的凹或孔和与滑板8接触的轮子或滑块。可以类似火车车厢的联接挂钩。电源输出线5不仅是输出电能，还可带有各种信号导线，以供用能车上掌握电源车的各种情况。当发现电源车出现电力不足时，可以到就近的换电站换电。由于电源车的安装联接结构和电联接结构很方便卸下或装上，所以换电会很快完成。电源车也可只有一个轮子，类似于独轮车，通过联接杆与用能车联接。自行车后拖一个单轮电源车比较合适。后面的电源车还可当拖斗用。电源车与用能车一般采用活动联结，以方便换电和行进中转弯。电源车、电源均带有电量显示装置。电量显示装置也可安装在车上，与电源车或电源连接。电源车也可装上船壳，成为电源船，为船舶提供动力。电源车须与用能体联接，才能为其提供电力。电源车不载客、货。电源车如载客、货，就变成了用能车。电源车带有电动机、驾驶装置就成了电拖车，其电源可随车更换。电拖车拖着客、货车运行，类似于拖轮牵引拖驳在水上运行。电拖车也可变换成电拖船，即电拖轮。电拖车的电源采用随车更换法方便一些。

图2是图1的联接架3的俯视图。滑板8切去中间部分，可以看到弹簧7。

图3，联接架3带有桩9。图4是图3的左视图。桩9可插入用能车上相应的孔或凹中，与用能车联接。

图5是一种联接杆10，用于电源或电源车与用能车的安装联接。联接杆10头部带一斜边台阶，便于卡入相应的卡槽中，联接固定。图6是图5的俯视图。

图7是又一种联接杆11，功能与联接杆10相似，用于电源或电源车与用能车的联接。联接杆10、11也可用于电源与手机的联接。图8是图7的左视图。在用能车上，有相应的联接结构。比如弹性钢环，能开合的两个半圆卡口等。

图9，组合式电源带有外包层12，上面揭去了盖板，由12个小规格电源13组成。每个小规格电源13都相互联通电路。电源插头14固定在电源边上，也可位于电源周围其他任何合适地方。图10是图9的右视图，电源插头14是一种扁方形插头。也可相反，插头安在用能车上，电源上带有插座。公知技术的电源接头方式均可用于本发明。该插头可加长、加强，以防在运动中接触不良或损坏。电源可带有统一的规格型号、便于通用、互换。可有多个标准系列，以适应不同车的需求。比如可分成轿车电源、货车电源、自行车电源。也可有通用标准。比如手机电池，统一电池标准，无论任何手机，均可使用通用的电池。而不分哪个厂生产的，哪个牌子的，都能通用。本发明的电源的特点之一是公共电源、公用电源、通用电源，即电源具有统一规格，不固定使用对象，可以流通使用。公知的各种搭扣，可用于电源与用能车的安装联接。高压锅盖子的缺口对合，转动扣紧结构，就可用于用能车上的电源箱的外圆内方形盖子封口。插口灯座的弹性柱、缺口与插口灯泡的两卡桩结构也可用于电源与用能车的安装联接、固定。公知的联接结构很多，均可结合使用。电联接的结构方式也很多，各种插头、插座、电联接方法均可借鉴，有的可直接使用。比如火车的车厢之间，就有一种电联接装置，两头一接就行，可用于本发明。电源的外包层12可用金属、塑料等材料制成。电源本身有外壳，即容器。外包层主要起保护电源、固定联接多个电源的作用。外包层也可只是几根带子或金属条，只要能将多个电源固定在一起，便于快速更换、联接牢固即可。电源的外包层可与防护层合为一体，既是外包层，又是防护层。比如用塑料或金属板做成封闭的箱形、匣形，就可既是外包层，又是防护层。防护层也可用塑料膜制成。电源防水、防尘可使用能车经历各种行车环境。用塑料膜包覆外表的电源可在换能站完成。可用一种热缩性塑料膜，用热风一次，即能吸附在电源外表。用涂层也行。因电源外壳本身也具备防护性，只是电路部分需防护，可用涂料涂覆在电路部分，免受水份、灰尘侵害。

本发明所述的电源可以是蓄电池或干电池。本发明与公知干电池在使用、获能等方面的区别在于：一是公知技术中，没有将不可充电的一次性干电池用作车、船等交通工具的动力的先例或文献，而本发明提供了这个先例和使用方法及相关技术。用能车在换能站取下空乏的一次性干电池，换上实足的一次性干电池，这个过程与使用蓄电池是一样的，其相关技术特点也是一样的。所不同的是换能站对换下的一次性干电池进行回收处理，而不进行充电加工。二是可充电的干电池用作车、船等交通工具的动力电源，其使用、获能方法如同本发明中蓄电池的方法一样，而不再是由用户自行充电，分散充电。所有的电池都是带统一规格的、通用的公共电池。

本发明对电源，尤其是对可充电干电池的使用、获能方法，可应用于所有可充电干电池。本发明的可充电干电池，可应用到一切用能体上，比如手机、收音机、电筒、电喇叭、电动玩具、电动工具等用能体。使用时，用户在换能站(商店也可以是换能站)留下乏电电源，换上足电电池即可。当然，用户只需交充电费。

本发明中对蓄电池的使用、获能方法，也可用于车船以外的用能体，比如家用电器、照明器材、娱乐设施等用能体。所有电源，包括用于各行各业，具有各种不同用途或功能的电源，均可应用本发明。同样，本发明的电源，也可用于各行各业，为各种不同的用能体提供电力。

图11、12，电源带有丛接式电源插头15，丛接式可防止使用中的接触不良现象。即使其中一个接头松动、失效，其他的仍然接通着，仍可照常工作。

图13，用能车是一种厢式卡车，在其下方有一方形电源仓16，电源仓供安装电源用，是电源与用能车的安装联接空间。当然，也可将电源悬吊、卡装、钩挂在车底下或挂在车厢外面，安装在车顶上都可以。只要带有统一规格，与电源使用方式相应，不影响安全、高效行车，便于更换就行。这种方法和结构在公知技术中很多，一般技术人员都能解决。电源仓16，可呈横卧式或竖立式安装在用能车上。电源仓16可位于用能车的其他位置，如车底下，车尾部，车头部等。电源仓16也可呈柜状、匣状、桶状。只要带有统一的规格，与电源结构相应就行。电源仓16可用用金属、塑料、木材、橡胶等材料制作，可呈封闭状态。可进行防水、防火、防尘、防松动、防漏失的处理或加工。其盖口也可按密封要求制作，可仿高压锅的锅盖结构、仿保险柜门、防盗门结构、公知技术中的多种搭扣也可应用上。电源仓16可带有弹簧或弹簧板或其他弹性装置，使电源在里面不松动。比如在盖子上安一弹簧顶住电源。电源仓16可带有与电源电联接的相应结构，比如插座、联接头或接线端口。或将电源线引入驾驶室联接。用能车可带有二个或多个电源仓，作为备用电源仓，换能时，可以卸下、装上同时进行。用能车可带有自卸或/和自装装置，能自动卸下或装上电源。比如由多个蓄电池组成方匣状，用弹性挂钩固定在车底部。更换时，司机按下按钮，弹性挂钩张开，方匣状乏电电源落下，送走。足电电源被送到位，弹性挂钩合拢，将其从二方或多方钩住，固定在车底部，完成换能。弹性挂钩也可以是活动板。可用电动方式、机械方式、液压传动或气动伸缩装置、传送装置操作弹性挂钩、活动板或电源，用于更换电源。电源也可随车更换，这时就不需要将电源取下换上了，只要换车上的人或货就行了。这也是一种换法，等于是换了电源，而且可能更简便、更快捷。比如电动自行车，用户发现电力不足，需要获取能源时，可就近向附近的换能站更换一辆电力充足自行车继续前进，而不必去换电源或自已充电。这就是本发明的好处。当然，还需要相应的公共车制度。换电站也不必卸下电源，而是直接对其充电。这种车很适合作为公共用车。其他的车也可如此操作。这种换的方法有时会更节省、成本更低，还可由换能站对电源进行综合检修、养护。随车更换也可使用带充电装置的电源，随车更换后，直接接通电流，用自带的充电装置充电。与本发明相应的换能处所，或称换能站、换电站，是实现本发明的必须条件，它带有足电电源或/和换能装置，也可对乏电电源进行充电加工。它带有标志牌显示它的服务特征。它还可进行气体压缩加工、燃料加工等。在换电站采用慢充技术充电的电瓶、电池还具有质量好的特点。这种加工，有公知技术支持完成。它的搬运工具可以是一种小车，也可以是起重机械，起搬运电源的作用。在房梁上悬一根长绳，利用摆的原理，也能轻易地搬运几十、几百，甚至上千公斤重的电源。换电站的充电加工、压缩气体加工等可选在电力网用电低谷时进行，不仅成本低，还为电力网起到了削峰填谷的作用，为电力的充分利用提供了一条途径。

电源及相关的功能装置组合在一起，可以方便地从车上卸下或装上，这有点类似电器产品中的集成块，把各种功能件“集成”在一块，便于更换。多个电源集束在一起，类似集装箱，便于整体更换。

蓄电池上可带有联接结构，用于相邻电瓶(即蓄电池)之间的联接，比如每个电瓶上都带有凹凸结构、榫卯结构、插接结构。凹凸结构包括在电瓶表面有凹窝或凸起。台阶与缺口，或一端呈凸头状，另一端呈凹窝状，使用时凹凸相对。就象多个干电池正负极相联接通电流一样。榫卯结构包括燕尾榫结构，即电瓶上带有能相互对应的燕尾槽。还包括夹槽式榫卯结构，即电瓶的一端带有能进入相邻电瓶卯槽的榫头。插接结构包括用插接件联接相邻的电瓶。即电瓶上有另装上去的插接装置，使用时两电瓶相互插接。另装的插接装置包括插销式，即用杆状插锁插入相邻电源的孔眼中起联接作用。

电源还可安装在公知轿车的发动机位置，更换时，向上吊起乏电电源，换上足电电源。可连引擎盖一同吊起更换。电源上可带有统一的公用标示，以区别于其它电源。统一标志除了可以是统一规格外，还可是统一的文字图案、颜色、造型等标识。公用的电源，公共的换能站，是本发明一个特点。公共换能站可以针对所有用能体或所有换能对象，可以有多个系列、多个品种的不同的能源供用能体选用。也可是专用换能站，所谓专用，一是只针对某一种或有限的几种用能体提供换能。比如只针对城市公交车这一用能车。二是只针对某一特定服务对象。比如只针对本市的城市公交车提供换能服务，不对外市、外地的用能体提供换能服务。换能站、换能、换电，与公知的充电站、充电的区别在于换，换有二个特征：一是换电源，以乏电电源换足电电源。二是换车，即电源随车更换。随车更换可以是车换人不换，即用能体、用能车换了，但开车人、乘车人未换，或开车人，所装货未换。车换人不换，即电源随车更换，其特征还表现在换能站备有带足电电源的车，供换能使用。用能车不是利用自身的充电设备，随时随地自行充电，而是到专用换能站，换车后，由换能站为其充电，提供更换条件。

图14，电源17带有安装槽18、接电槽19、拉手20。该电源可称作抽屉式电源，它可以象抽屉一样插进用能车的电源匣里，或拉出。安装槽18是两面对称的长条形滑槽，能将电源卡在用能车相应的空间结构里，实现稳固联接。接电槽19是又一种电联接方式，整个槽作为电源的输出端，可呈两面对称结构，一面是正极，一面是负极，电源通过接电槽19实现流通。接电槽19具有接电方便、可靠的特点。与接电槽对应的取电结构可用弹性导体制成，与接电槽是面接触。拉手20的作用是方便从用能车的空间里拉出电源，并可作为搬运挂钩点。也可有非标准系列的电源和用能车，以适应不同的需求。但仍用“换”的方法获能。

图15、16，电源21一头带有接电凹22、围边23，另一头带有接电凸26，台阶25。当多个电源组合时，接电凸26，台阶25进入相邻电电源的接电凹22、围边23内。围边23与台阶25起固定、定位作用，使相邻电源对正、对齐，并保障接电稳固、可靠。接电凸26对准接电凹22，起接通电流作用。电源21还有边槽24、供用电车上的固定装置与之联接用。

图17是图14的右视图，图中可看出，接电槽19一边一条，呈对称分布，以便接通不同的电极。安装槽18也是一边一条，呈对称分布，以便从两边固定电源于用电车上。

图18、19电源的外包装27呈圆桶状，这一点从图18中可看出，其盖子31呈现圆形。盖子31的中间有一板状弹性钢板28，也可以是其他的弹性物或弹性装置。将电源的外包装27固定安装在用电车上合适位置。换电时，取出乏电电源，装入足电电源，盖上盖子31，由于盖子31上有弹性钢板28，桶底部还有螺旋弹簧29，能将电源固定在里面，在桶身上还有接电孔31，电线由此穿进。电源外包装27具有很好的密封性能，能防水、防尘，适合于条件较差的环境下或特殊情况下使用。电源外包装27当然也可呈方形、矩形，依需而定。圆桶形的外包装还可用来作为燃气、燃油、压力空气、氢燃料等能源的包装。盖子31与桶口边30的联接可以仿高压锅的扣合结构。也可用搭扣结构。

图20，用电车32的车头里，安装有电源33。车盖已被揭开。电源安装在车头，便于向上吊起，更换电源。当然，电源33也可向下落下，更换电源。

图21，电动车34底部带有二个电源仓，前电源仓36位于车前部，后电源仓37位于车后部。35是车轮。换电时，卸下乏电电源和装上足电电源的工作可同时进行，以节省时间。平时，电源仓总有一个空着。或换电时，乏电电源自动运动到固定的落下位置，腾出装足电电源的位置，以便卸下与装上同步进行。

图22，电动三轮车36的后部带有电源38，电源38上有吊环37。电源38位于三轮车的座位下，正好利用乘客座位下面的空间。电源38也可突出于车体之外，或吊挂在车外后部。换电时，取下乏电电源，装上足电电源。

图23是电动三轮车的侧面图，图中虚线表示电源38进入车体的深度。图24是正面图。从图可看出，电动三轮车比燃油三轮车结构简单，可方便造型设计。

Claims (10)

1、一种用能体获取动力能源的方法，所述的用能体指使用能源的主体，包括车、船，所述的动力能源指供用能体运动的能源，能源包括电力、燃气、燃油，所述的电力包括蓄电池、干电池、燃料电池，所述的燃气指可燃气体，所述的燃油指可燃液体，其特征是用能体上使用统一规格的能源容器，在用能体运行的沿途设换能站，换能站备有足能容器，用能体获能时，在换能站取下乏能容器，换上足能容器；或，用能体的乏能容器在换能站随车更换；所述的能源容器指容纳、盛放、控制能源的器具，所述的足能指能量充足，所述的乏能指能量缺乏。

2、一种电动车、船获取动力电源的方法，所述的动力电源指供电动车、船运动的电源，所述的电源包括蓄电池、干电池、燃料电池，其特征是车、船使用统一规格的电源，在车、船运行的沿途设换电站，换电站备有足电电源，当电动车、船需要获电时，到换电站取出或卸下乏电电源，换进或装上足电电源；或，电动车、船的乏电电源在换电站随车更换。

3、一种获能方法，它包括交通工具、移动通讯工具获取电能的方法，其特征是采用换的方法，用新的或经过充电加工的足电电源换下旧的或电力不足的乏电电源；或电源随车更换；该方法还可用于交通工具、移动通讯工具对油、气、液化气、压缩气、氢燃料、氧燃料的获能；该获能方法可在专门的换能处所完成，可借助于换能装置或工具完成。

4、一种与权利要求1所述方法相应的更换式电源，它包括交通工具、移动通讯工具的动力电源，其特征是它带有为更换而具备的统一规格结构或/和与用能主体联接的联接结构或/和向用能主体输出电能的电联接结构或/和一个或多个轮子或船壳；或它由二个以上的小体积电源联结、组合而成；或带有外包层或/和防护层；或带有节能装置；或它是带充电装置的更换式电源；其统一规格可以是外形、结构、尺寸或/和工作方式的统一；其安装联结结构可以是快装快卸式结构，可以是重力结构或/和弹力结构或/和柜式结构或/和框匣结构或/和挂钩结构或/和吊挂结构；其电联接结构可以是插入式或/和包围式或/和夹持式或/和弹性接触式或/和丛接式或/和加长、加强式；其电源车或船还可带有电动机或/和重力平衡装置；其外包层可以是匣式、柜式、框式、捆扎式、夹持式结构；其防护层可以由外包装代替，合为一体，可以是针对防水、防尘、防漏、防松动而具备的壳状物、膜状物或涂层。

5、一种与权利要求1所述方法相应的交通工具，移动通讯工具，其特征是它带有更换式电源；或带有与更换式电源相应的或/和统一规格的安装空间或/和安装联接结构或/和电联接结构；或带有节能装置；或带有多组电源或备用电源；或带有随车更换的固定电源；其安装联接结构可以是快装快卸式结构；可以是重力结构或/和弹力结构或/和柜式结构或/和框匣结构或/和挂钩结构或/和吊挂结构；其电联接结构可以是插入式或/和包围式或/和夹持式或/和弹性接触或/和丛接式；或带有接受电源车驱动力的操控结构或/和与电源车的重力平衡装置联接；或带有针对电源的防水、防尘、防漏、防松动而具备的装置或/和结构。

6、一种电拖车，其特征是带有电源、电动机和驾驶装置、牵引装置，其工作方法是牵引其他车辆运行。

7、一种与权利要求1所述方法相应的换能建筑，它位于道路附近，其特征是它带有足电电源或/和换能装置或/和工具或/和有标志物显示；还可带有充电装置或/和气体压缩装置或/和燃料加工装置；其换能装置可带有搬运工具或/和举升工具；搬运工具可以是轮式或摆式工具。

8、一种与权利要求1所述方法相应的带换能处所的道路，其特征是在它的两旁或附近有供交通工具、移动通讯工具更换能源的建筑或/和换能装置或/和工具；或有相应的标志物显示。

9、一种用电体的获能方法，所述的用电体指用电主体，它包括家用电器、电动工具、电动器材、电灯电光装置，其特征是用电体使用统一规格的蓄电池或干电池，用电体获能时，在换电站取下乏电电源，装上足电电源，或在换电站随车更换。

10、一种可充电干电池的充电方法，其特征是将乏电电池集中充电；或者，将乏电电池集中到换电站，由换电站充电；或者，其特征是换电站在用电低谷时充电；所述的乏电电池指电力不足或没有电力的干电池；或者，

一种可充电干电池的使用方法，其特征是将乏电电池集中充电；或者，将乏电电池集中到换电站，由换电站充电。

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