CN214083944U - 一种换电式电动车 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种换电式电动车，该电动车包括电动车主体和设置在所述电动车主体内的电动机、控制器和供电模块；其中，供电模块包括主电池以及可更换电池组，其中，该主电池选用功率型电池，该可更换电池组选用低成本的能量型电池。通过这种功率型电池和低成本的能量型电池组合供电的方式，该供电模块在控制器的控制下为电动机供电以驱动电动车，从而兼顾了换电式电动车的动力、续航和成本需求。

Description

一种换电式电动车

技术领域

本实用新型涉及电动车领域，具体涉及一种换电式电动车。

背景技术

随着人们环保意识的提高，电动车等清洁的交通工具逐渐普及。为了满足用户出行需求，电动车往往需要提供与燃油车接近的动力和续航能力。

在现有技术中，主要通过“充电”或“换电”的方式来实现长续航。其中，采用“充电”方式的电动车对充电点的依赖较大，使得电动车的充电受到时间和地点限制，不够便利；而对于采用“换电”的电动车而言，实现长续航的必不可少的前提是动力电池具有较大的容量并且能输出足够的功率。当前的动力电池分为“功率型”、“能量型”和“功率能量兼顾型”等，其中，由于功率型电池和能量型电池难以兼顾电动车对于动力和续航的双重要求，目前多数换电式电动车采用的是“功率能量兼顾型”的动力电池。

但是，功率能量兼顾型电池功率大，热管理要求高，需要液冷散热。而液冷散热系统结构复杂，换电接口除了电气接口还需配置液冷接口；功率能量兼顾型电池容量大，电池体积和重量也大，从而使得电池及换电设备成本居高不下，进而造成整车成本以及换电成本较高，不够经济实惠。

因此，现有技术中存在的电动车无法兼顾动力、续航和成本需求，从而使得当前市场迫切地需求一种能够同时兼顾三者的换电式电动车。

实用新型内容

针对现存的上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种换电式电动车，该电动车不仅满足了充足的动力需求和较长的续航需求，还显著降低了换电设备和可更换电池的制造成本与更换成本。

本实用新型提供了一种换电式电动车，包括：电动车主体和设置在电动车主体内的电动机、控制器和供电模块；电动车主体设置有车轮，且车轮与电动机连接；控制器分别与供电模块、电动机电连接；供电模块包括主电池以及可更换电池组；其中，主电池为功率型电池，用于在预设的第一功率状态下为电动车主体内的各部件供电；其中，可更换电池组包括一个或多个可更换电池，可更换电池为能量型电池，用于在预设的第二功率状态下为电动车主体内的各部件供电。

进一步的，主电池与可更换电池组之间设置有充电线路。

进一步的，换电式电动车还包括充电接口，外部充电器可通过充电接口连接到控制器。

进一步的，换电式电动车还包括发电机，发电机连接到车轮和控制器。

进一步的，所述电动车主体还包括车厢，所述每个可更换电池对应一个可更换电池接口，多个可更换电池接口可集中分布在所述车厢中的同一位置或分布在车厢中的多个位置。

进一步的，每个可更换电池的电池容量相同或不同。

进一步的，每个可更换电池均具有预设的重量和尺寸，预设的重量为3-20kg，预设的尺寸为0.2-1.8米范围内的长、0.05-0.5米范围内的宽以及0.2-0.5米范围内的高。

相比于现有技术，本实用新型实施例具有如下有益效果：

本实用新型提供了一种换电式电动车，该换电式电动车采用功率型电池和能量型电池对电动车进行组合供电，与仅支持充电供电的现有技术相比，摆脱了电动车对于充电桩的依赖；与仅采用能量功率兼顾型电池供电的现有技术相比，不仅同样保证了续航，还显著地降低了电池的制造成本与更换成本。

进一步的，本实用新型提供的换电式电动车还包括了可用于连接外部充电桩和电动车内部控制器以通过外部充电桩对电动车进行充电的充电接口，从而兼容了外部充电桩充电这一充电方式，使得对电动车的充电方式更灵活，提升了对电动车充电的便利性。

进一步的，本实用新型提供的换电式电动车除了包括主电池和可更换电池组之外，还包括可更换电池接口，每个可更换电池接口对应可更换电池，多个可更换电池接口可根据车辆的空间布局设计集中分布在车厢中的同一位置或分散分布在车厢中的多个位置，从而使得该换电式电动车不仅可以根据用户的实际需求将可选数量的可更换电池装配在车厢中的可选位置以降低电池总成本，还优化了电动车的内部空间布局，提升了该电动车的空间利用率，使得整车结构不受供电模块的尺寸限制，有利于设计美观，降低了整车的制造成本。

附图说明

下文将结合说明书附图对本实用新型进行进一步的描述说明，其中：

图1示出了本实用新型的换电式电动车的一个实施例的结构图；

图2示出了本实用新型的换电式电动车的另一实施例的结构图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

参考图1所示，本实用新型的一个实施例提供了一种换电式电动车1，包括：电动车主体11和设置在电动车主体11内的电动机12、控制器13和供电模块14；电动车主体11设置有车轮111，且车轮111与电动机12连接；控制器13分别与供电模块14、电动机12电连接；供电模块14包括主电池141以及可更换电池组142；其中，主电池141为功率型电池，用于在预设的第一功率状态下为电动车主体11内的各部件供电；其中，可更换电池组142包括一个或多个可更换电池1421，可更换电池1421为能量型电池，用于在预设的第二功率状态下为电动车主体11内的各部件供电。

不同于现有技术，本实施例中通过将主电池141和可更换电池组142相结合的方式对换电式电动车1进行组合供电。当电量不足时，仅需更换可更换电池组142即可再次为该换电式电动车1提供电力。

其中，主电池141为功率型电池，是该换电式电动车1的主要动力来源。当主电池141在预设的第一功率状态下工作时，其所输出的功率能够满足该换电式电动车1的启动、加速以及爬坡等动力需求。为减少整车成本，主电池采用较小容量的电池，其体积和重量也较小，该主电池141应支持50km以内的续航里程。在一个实施例中，主电池141也是可更换的功率型电池，当电动车电量不足时，直接对主电池141进行更换有利于提升换电效率。

为弥补主电池141续航里程不足的劣势并进一步降低整车成本和换电成本，可更换电池组142包括低成本的一个或多个可更换电池1421，可更换电池1421为能量型电池。在预设的第二功率状态下，该可更换电池组142的充、放电都在较小功率范围内，因此，该可更换电池组142的发热量较小，可采用风冷或自然散热等结构简单、成本较低的热管理系统以进行散热。装配在换电式电动车1上的可更换电池1421的数目是可选的一个或多个，具体可根据行程续航需求进行选择。

供电模块14因包含上述主电池141和可更换电池组142而能够在为换电式电动车1提供足够的动力的前提下保证该换电式电动车1的续航，并同时能够兼顾电池的制造成本和更换成本。

在换电式电动车1中，控制器13分别与供电模块14、电动机12电连接以控制电流的流向及功率大小，从而实现对整车的供电控制。

本实用新型的另一实施例所提供的一种换电式电动车1的结构如图2所示，除上述结构外，主电池141与可更换电池组142之间还设置有充电线路143。该充电线路143可以是将主电池141与可更换电池组142直接相连的充电线路，也可以是将主电池141与可更换电池组142分别连接到控制器13从而实现二者间接相连的充电线路。在控制器13的控制下，可更换电池组142能够通过充电线路143，利用行驶间隙和小功率行驶时给主电池141充电。上述充电过程是指在行驶间隙和小功率行驶期间，可更换电池组142输出功率大于行驶功率，多出的功率就可以为主电池141充电，从而减少或摆脱了对外部充电的依赖。

进一步的，该换电式电动车1还包括充电接口15、发电机16以及车厢112；其中，发电机16连接到车轮111和控制器13。

充电接口15的设置使得该换电式电动车1兼容了通过充电桩的外部充电器对供电模块14进行充电的充电方式。外部充电器可通过充电接口15连接到控制器13，从而可以通过充电接口15经由控制器13向可更换电池组142充电，但在该充电过程中，对可更换电池组142充电的功率控制在较小功率范围内。

当检测到换电式电动车1减速时，控制器13切换线路，从而使得控制器13电连接到发电机16，使发电机16从车轮111回收能量以给主电池141充电。

该换电式电动车1还包括可更换电池接口1422，该每个可更换电池接口1422对应可更换电池1421。其中，多个可更换电池接口1422可根据车辆的空间布局设计集中分布在车厢112中的同一位置或分散分布在车厢112中的多个位置，从而使得该换电式电动车1不仅可以根据用户的实际需求将可选数量的可更换电池装配在车厢中的可选位置以降低电池总成本，还优化了电动车的内部空间布局，提升了该电动车的空间利用率，使得整车结构不受供电模块的尺寸限制，有利于设计美观，降低了整车的制造成本。上述同一位置或多个位置可以是底盘、前后行李箱、座位下等位置。

优选的，每个可更换电池1421的电池容量可以相同或不同。由于装配在换电式电动车1上的可更换电池1421的数目是可选的，并且多数用户的日常用车并不需要特别长的续航里程，所以可以根据需求装载较少数量的电池，从而降低整车成本；而在需要长途旅行时再临时换上大数量和容量的电池来提高续航能力。这使得用户对于该换电式电动车1上的可更换电池1421的装配选择更加灵活。

优选的，每个可更换电池1421还具有预设的重量和尺寸，预设的重量为3-20kg，预设的尺寸为0.2-1.8米范围内的长、0.05-0.5米范围内的宽以及0.2-0.5米范围内的高。这样的限定使得可更换电池1421相对于现有技术的大块底盘电池更容易安装和更换，可以降低换电站的设备及运营成本，人工或仅借助简单工具就可以实施换电操作，有利于自助换电柜、便利店兼营等小型换电站的广泛分布；并且主电池可以由多块小型电池组合而成，可以适应更多车型的个性化需求，有利于电池标准化。

由上述实施例可知，根据本实用新型的换电式电动车相比现有技术具有许多有益效果，至少包括但不限于如下几点：

1.将功率型电池作为主电池，将低成本的能量型电池作为可更换电池，并采用主电池和可更换电池组组合供电的供电方式，兼顾了换电式电动车的动力、续航和成本需求；

2.包含充电接口，兼容外部充电的充电方式，使得充电方式更灵活；

3.可根据用户的实际需要将可选数量的可更换电池装配在可选位置，不受到装配数量和位置的限制，从而不仅降低了电池总成本，还优化了电动车的内部空间布局，提升了该电动车的空间利用率。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限定本实用新型的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种换电式电动车，其特征在于，包括：电动车主体和设置在所述电动车主体内的电动机、控制器和供电模块；

所述电动车主体设置有车轮，且所述车轮与所述电动机连接；

所述控制器分别与所述供电模块、所述电动机电连接；

所述供电模块包括主电池以及可更换电池组；其中，所述主电池为功率型电池，用于在预设的第一功率状态下为所述电动车主体内的各部件供电；其中，所述可更换电池组包括一个或多个可更换电池，所述可更换电池为能量型电池，用于在预设的第二功率状态下为所述电动车主体内的各部件供电。

2.根据权利要求1所述的换电式电动车，其特征在于，所述主电池与所述可更换电池组之间设置有充电线路。

3.根据权利要求2所述的换电式电动车，其特征在于，所述换电式电动车还包括充电接口，外部充电器可通过所述充电接口连接到所述控制器。

4.根据权利要求3所述的换电式电动车，其特征在于，所述换电式电动车还包括发电机，所述发电机连接到所述车轮和所述控制器。

5.根据权利要求4所述的换电式电动车，其特征在于，所述电动车主体还包括车厢，所述每个可更换电池对应一个可更换电池接口，多个可更换电池接口可集中分布在所述车厢中的同一位置或分布在车厢中的多个位置。

6.根据权利要求5所述的换电式电动车，其特征在于，主电池是可更换的功率型电池。

7.根据权利要求6所述的换电式电动车，其特征在于，每个可更换电池的电池容量相同或不同。

8.根据权利要求7所述的换电式电动车，其特征在于，每个所述可更换电池均具有预设的重量和尺寸，所述预设的重量为3-20kg，所述预设的尺寸为0.2-1.8米范围内的长、0.05-0.5米范围内的宽以及0.2-0.5米范围内的高。

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