TW201718296A - 自走式電池模組及電動車 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種自走式電池模組，其可拆卸地安裝於電動車上，該自走式電池模組包括充電電池及與該充電電池組裝在一起之行走控制部，該充電電池用於向該電動車供電。該行走控制部包括控制單元、驅動單元及行駛輪，該驅動單元與該控制單元電性連接，該驅動單元用於接收該控制單元發出的訊號並驅動該行駛輪運動，以實現該自走式電池模組的移動。本發明同時提供一種包括該自走式電池模組之電動車。

Description

自走式電池模組及電動車
本發明涉及電動車用充電電池，特別涉及一種應用於電動車之自走式電池模組及該電動車。
電動車的動力來源為車上的電池模組，當電池模組內電量耗盡時，必須經過充電才能繼續行駛。目前，電動車大部份藉由固定設置的充電站或充電樁對電池模組進行充電，但通常需要4~8個小時才能完全充滿，使得電動車使用起來不方便。另外，電動車亦可採用更換電池模組的方式來補充動力來源，即將電量快耗盡的電池模組從電動車上卸下，並將另一個已完成充電的電池模組換到電動車上。由於大多數電池模組安裝於汽車的底盤上，先前的更換電池模組的方式多需要將車輛行駛至特定的換電平臺上，再利用換電機構來更換電池，此種換電平臺需採用固定的場地且換電機構的結構較為複雜且對電動車的定位精度要求較高，所以，這種換電方式使用起來亦不方便。
有鑑於此，有必要提供一種能快速為電動車更換電池的自走式電池模組，同時提供一種使用較為方便的電動車。
一種自走式電池模組，其可拆卸地安裝於電動車上，該自走式電池模組包括充電電池及與該充電電池組裝在一起之行走控制部，該充電電池用於為該電動車供電。該行走控制部包括控制單元、驅動單元及行駛輪，該驅動單元與該控制單元電性連接，該驅動單元用於接收該控制單元發出的訊號並驅動該行駛輪運動，以實現該自走式電池模組的移動。
一種電動車，其包括控制系統及可拆卸地安裝於該電動車上的自走式電池模組，該自走式電池模組與該控制系統之間建立通訊連接。該自走式電池模組包括充電電池及與該充電電池組裝在一起之行走控制部，該充電電池用於向該電動車供電，該行走控制部包括控制單元、驅動單元及行駛輪，該驅動單元與該控制單元電性連接，該驅動單元用於接收該控制單元發出的訊號並驅動該行駛輪運動，以實現該自走式電池模組的移動；該電動車還包括與該控制系統電性連接的電池模組固持件，該電池模組固持件用於與該自走式電池模組進行連接或分離，以將該自走式電池模組固定安裝於該電動車上或從該電動車上卸下。
本發明之自走式電池模組能夠自動行進至電動車下方以便於更換，不需建置特別的換電設施，使用的局限性較小，並且換電的自動化程度較高、速度較快。另外，自走式電池模組中的充電電能夠更換為不同種類的電池，以適應不同種類電動車的使用需求，所以，自走式電池模組的適用範圍較廣。本發明之電動車包括該自走式電池模組、車身連接件與控制系統，藉由控制系統控制該自走式電池模組自走至該電動車下方，並利用車身連接件將自走式電池模組固定於電動車上，因此，該電動車更換電池較為方便。
圖1係本發明實施方式之電動車之側視圖。
圖2係圖1所示之電動車中自走式電池模組之俯視圖。
圖3係圖2所示之自走式電池模組之結構框圖。
請參閱圖1，電動車100包括控制系統10、自走式電池模組20、車身高度調節模組30、電池模組固持件40及車身定位模組50。車身高度調節模組30、電池模組固持件40、車身定位模組50均與控制系統10電性連接，自走式電池模組20與控制系統10之間建立通訊連接。在本實施方式中，電動車100可為電動汽車、電動自行車或其他類型的電動車。通訊連接的方式例如為藍牙連接、無線網絡連接等無線通訊連接，但不限於此。
自走式電池模組20藉由電池模組固持件40可拆卸地安裝於電動車上，優選地，自走式電池模組20安裝於電動車100的底盤上。當電動車100行駛至一充電站300處時，自走式電池模組20能夠在電動車100與充電站300之間自動行駛。自走式電池模組20包括行走控制部21及自走式電池模組連接件23。自走式電池模組連接件23用於與電池模組固持件40固定連接，以使自走式電池模組20被卡持在電動車100上。
車身高度調節模組30用於在控制系統10的控制下自動調節整個電動車100車身相對地面的高度。在拆裝自走式電池模組20時，車身高度調節模組30將車身抬高，並在自走式電池模組20完成拆卸後將車身復位。車身高度調節模組30包括油壓懸吊系統或氣壓懸吊系統，藉由調整油壓或氣壓的方式來調節車身的高度，當然，車身高度調節模組30亦可為其他適於應用於汽車且可調節車身高度的驅動裝置。
在控制系統10的控制下，電池模組固持件40用於與自走式電池模組20進行連接或分離，以將自走式電池模組20固定安裝於電動車100底盤上或從電動車100底盤上卸下。
車身定位模組50用於感測自走式電池模組20是否已定位至電動車100底盤下方並對位準確，並將定位感測訊號傳輸至控制系統10，控制系統10依據該定位感測訊號來控制電池模組固持件40卡持自走式電池模組20並將自走式電池模組20收入電動車100中，優選地，使自走式電池模組20被卡持在電動車100的底盤上。
請同時參照圖2與圖3，自走式電池模組20還包括與行走控制部21組裝在一起的充電電池22，充電電池22用於與電動車100之電池控制系統(圖未示)連接，以向電動車100供電。
行走控制部21包括控制單元211、驅動單元212、行駛輪213、電池單元214、感知單元215及定位單元216，驅動單元212、感知單元215、定位單元216及電池單元214均與控制單元211電性連接。
控制單元211中存儲有充電站300的場地路徑資訊，感知單元215用於發射及接收聲納測距訊號，以測量位於充電站300中之自走式電池模組20與駛入充電站的電動車100之間的距離。感知單元215將測距訊號傳輸至控制單元211，控制單元211對該測距訊號以及所存儲的場地路徑資訊進行處理，以獲得優化自走路徑，並將優化後的路徑資訊訊號傳輸給驅動單元212。
驅動單元212用於接收控制單元211發出的訊號並驅動行駛輪213運動，以實現自走式電池模組20的按照優化後的路徑進行移動。
在本實施方式中，行駛輪213的數量為四個，分別位於自走式電池模組20的四個角落。相應的，驅動單元212的數量亦為四個，分別與四個行駛輪213連接。每個驅動單元212分別與控制單元211電性連接。可以理解的是，行駛輪213可為輪式或履帶式，驅動單元212可藉由任何驅動方式來驅動行駛輪213。
定位單元216用於測量自走式電池模組20與電動車100的定位誤差，並將差值訊號傳輸至控制單元211，再由控制單元211將差值訊號傳輸至驅動單元212，驅動單元212控制行駛輪213運動，自走式電池模組20調整至電動車100下方準確位置。
電池單元214藉由控制單元211向驅動單元212及行駛輪213供電，以提供行駛輪213自動行駛所需的電力。
充電電池22包括充電接口221，充電接口221用於與充電站300之充電座（圖未示）連接，以對自走式電池模組20進行充電。充電電池22還包括供電接口223，用於與電動車的電池控制系統連接，以向電動車100供電。
使用時，駕駛者將電動車100行駛至充電站300處並向控制系統10輸入換電指令，控制系統10控制車身高度調節模組30以升高車身，以及控制電池模組固持件40，將連接在車身上的電量不足的自走式電池模組20取下並釋放至地面。接著，控制系統10控制電量不足的取自走式電池模組20行進至充電站300進行充電。
然後，控制系統10將訊號傳輸至充電站300中滿電的自走式電池模組20，自走式電池模組20之感知單元215藉由發射及接收聲納測距訊號，測得自走式電池模組20距離電動車100之距離，並將訊號回饋至控制單元211，控制單元211結合儲存的場地路徑資訊與感知單元215回饋的訊號來優化路徑，然後將優化後的路徑訊息傳輸至驅動單元212，同時控制電池單元214對驅動單元212與行駛輪213供電，行駛輪213在驅動單元212的驅動下行進至車輛下方。
接著，定位單元216量測自走式電池模組20與車輛的定位誤差，並將誤差數值傳給控制單元211，驅動行駛輪213將自走式電池模組20對準電動車100的底盤。在控制系統10確認自走式電池模組20已定位後，自走式電池模組連接件23與電池模組固持件40相連結，使自走式電池模組20與車身固定並與車身上的電池控制系統(圖未示)連接，充電電池22開始向電動車100提供電力。然後，控制系統10控制車身高度調節模組30，將車身的高度復位。
可以理解，自走式電池模組連接件23可以取消，只要電池模組固持件40能夠實現自走式電池模組連接件23被固定卡持在車身上即可。例如，電池模組固持件40卡持自走式電池模組20的兩端或四角，從而將自走式電池模組20固定於電動車100的底盤下方。
可以理解，行駛輪213的數量亦可為一個、兩個、三個或多個，能夠保證自走式電池模組20平穩順暢行進即可。
本發明之自走式電池模組20能夠自動行進至充電設施旁進行充電並可自動行進電動車100下方以便於更換，不需建置特別的換電設施，使用的局限性較小，並且換電的自動化程度較高、速度較快。另外，自走式電池模組20中的充電電池22能夠更換為不同種類的電池，以適應不同種類電動車100的使用需求，所以，自走式電池模組20的適用範圍較廣。
綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，舉凡熟悉本案技藝之人士，在爰依本發明精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下之如申請專利範圍內。
100‧‧‧電動車
300‧‧‧充電站
10‧‧‧控制系統
20‧‧‧自走式電池模組
30‧‧‧車身高度調節模組
40‧‧‧電池模組固持件
50‧‧‧車身定位模組
21‧‧‧行走控制部
22‧‧‧充電電池
23‧‧‧自走式電池模組連接件
211‧‧‧控制單元
212‧‧‧驅動單元
213‧‧‧電池單元
215‧‧‧感知單元
216‧‧‧定位單元
221‧‧‧充電接口
223‧‧‧供電接口
無
20‧‧‧自走式電池模組
21‧‧‧行走控制部
22‧‧‧充電電池
23‧‧‧自走式電池模組連接件
211‧‧‧控制單元
212‧‧‧驅動單元
213‧‧‧行駛輪
214‧‧‧電池單元
215‧‧‧感知單元
216‧‧‧定位單元

Claims (10)

  1. 一種自走式電池模組，其可拆卸地安裝於電動車上，該自走式電池模組包括充電電池及與該充電電池組裝在一起之行走控制部，該充電電池用於為該電動車供電，其改良在於：該行走控制部包括控制單元、驅動單元及行駛輪，該驅動單元與該控制單元電性連接，該驅動單元用於接收該控制單元發出的訊號並驅動該行駛輪運動，以實現該自走式電池模組的移動。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之自走式電池模組，其中該自走式電池模組還包括定位單元，該定位單元用於測量該自走式電池模組與該電動車的定位誤差並將差值訊號傳輸至該控制單元，該控制單元將該差值訊號傳輸至該驅動單元，以調整該行駛輪的位置。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之自走式電池模組，其中該自走式電池模組還包括感知單元，該感知單元用於測量該自走式電池模組與該電動車之間的距離，並將測距訊號傳輸至該控制單元。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之自走式電池模組，其中該控制單元中存儲有場地路徑資訊，該控制單元對該感知單元所傳輸的該測距訊號以及所存儲的場地路徑資訊進行處理，以獲得優化的自走路徑，並將優化後的路徑資訊傳輸給該驅動單元。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之自走式電池模組，其中該自走式電池模組還包括與該控制單元電性連接的電池單元，該電池單元藉由該控制單元向該驅動單元供電。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之自走式電池模組，其中該自走式電池模組還包括自走式電池模組連接件，該自走式電池模組連接件用於與該電動車固定連接，以使該自走式電池模組被卡持在該電動車上。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之自走式電池模組，其中該行駛輪與該驅動單元的數量均為複數個，複數個該驅動單元分別與該控制單元電性連接，複數個該行駛輪分別由相應的該驅動單元獨立控制。
  8. 一種電動車，其包括控制系統及可拆卸地安裝於該電動車上的自走式電池模組，該自走式電池模組與該控制系統之間建立通訊連接，其改良在於：該自走式電池模組包括充電電池及與該充電電池組裝在一起之行走控制部，該充電電池用於向該電動車供電，該行走控制部包括控制單元、驅動單元及行駛輪，該驅動單元與該控制單元電性連接，該驅動單元用於接收該控制單元發出的訊號並驅動該行駛輪運動，以實現該自走式電池模組的移動；該電動車還包括與該控制系統電性連接的電池模組固持件，該電池模組固持件用於與該自走式電池模組進行連接或分離，以將該自走式電池模組固定安裝於該電動車上或從該電動車上卸下。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之電動車，其中該電動車還包括與該控制系統電性連接的車身高度調節模組，該車身高度調節模組用於在該控制系統的控制下自動調節該電動車之車身相對地面的高度。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之電動車，其中該電動車還包括與該控制系統電性連接的車身定位模組，該車身定位模組用於感測該自走式電池模組是否已定位至該電動車下方並對位準確，並將定位感測訊號傳輸至控制系統。
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