专利名称:一种具有两套能源供应模块的电动汽车的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种具有两套能源供应模块的电动汽车，包括电动汽车(1)及安装于电动汽车(1)上的能源供应系统(2)，其特征在于：所述能源供应系统(2)中包括第一能源供应模块(21)和第二能源供应模块(22)；所述第一能源供应模块能从电动汽车上拆卸下来，且第一能源供应模块从电动汽车上拆卸下来之后，电动汽车可单独依靠第二能源供应模块进行行驶；第一能源供应模块中储存的能量是第二能源供应模块中储存的能量的2-80倍。本实用新型所提供的电动汽车，第一能源供应模块可在换电站公用，并利用第二能源供应模块将车驶离换电站，这样能提高第一能源供应模块的使用效率、降低储存时性能衰减的影响以尽快回收其成本。
【专利说明】一种具有两套能源供应模块的电动汽车
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种电动汽车，特别涉及一种具有两套能源供应模块的电动汽车。
【背景技术】
[0002]由于随着石油的枯竭和石油价格的提高、电动汽车及其电池性能的提高和价格的降低加上电机的维护成本低于燃油发动机，电动汽车的综合使用成本必然会低于燃油汽车，因此电动汽车已经成为汽车领域的发展方向。
[0003]为了解决电动汽车电池充电时间长，导致的使用不方便以及续行驶里程短的问题，大规模建设电动汽车的换电站将是一个发展方向。因为电动汽车的电池组与电动汽车本体连接一般比较简单，所以电动汽车电池组的快速更换成为可能。现有的换电站是让电动汽车进入换电站后通过快速更换设备将电动汽车的电池组取下并更换上另一组充满电的电池组，更换时间只有几分钟，这样能解决电动汽车电池充电时间长和续行驶里程短的冋题。
[0004]在换电站和电池配送中心对电池进行集中充电时，可以对电池进行监控和维护，电池的温度也可以控制，这样有利于延长电池寿命。电池在换电站充电时还可以根据实际情况优化充电参数尽可能的降低充电电流，这样也有利于延长电池寿命，降低充电电流还可以提高电池充电效率，减少电网和充电机的投资，降低成本。
[0005]从整个社会效率上看，换电站模式相比充电站或充电粧模式，电网在输配电以及充电机等方面投资少，利用率高，可以将电动汽车电池的充电与智能化电网相结合，充分利用晚间富余电力等低谷电，促进电网的经济运行，使社会更加低碳环保，最终提高电动汽车的运行经济性，国家电网就是以“换电为主、插充为辅”作为其在电动汽车领域的发展方向。
[0006]电动汽车的使用成本已经接近普通燃油车的使用成本。以家庭用的小轿车为例，目前锂离子电池的纯电动小轿车每公里的电费成本基本上为0.07元左右，其中电价按0.5元/kWh计算，而相近的燃油汽车每公里的燃油成本基本上为0.6元以上，这样每公里纯电动小轿车能节省0.53元，纯电动小轿车锂离子电池组的价格以5.3万元计算(电池组的能量按20kWh计算)，使用10万公里后纯电动轿车的使用成本就基本上与燃油车持平，目前纯电动汽车锂离子电池的技术在上述方案中是能做到电池寿命达到10万公里以上的。
[0007]未来电动汽车中承载能源的类型可以有很多种，根据主要能源获得的来源不同可以划分为两种类型:一种需要充电的，比如锂离子电池、镍氢电池、铅酸电池、超级电容器、锌空气电池、锂空气电池、铝空气电池、镁空气电池、镍镉电池、镍锌电池、钠硫电池、钠一氯化镍(Zebra)电池、液流电池、飞轮储能电池、超导电磁储能电池等；另一种是需要用到带能源的气体，比如燃料电池、压缩空气。
[0008]但现有的技术方案，针对这些不同类型的能源供应系统有两个共同没有考虑到的问题，以承载能源的装置是电池为例:
[0009]1.电池价格高，也就是电动汽车电池模块的购置成本高，占用的资金多；
[0010]普通的家庭汽车每年的行驶里程一般是在I万公里左右，因为很多家庭一般到节假日才使用汽车，平时乘坐公共交通，按上述计算要10年时间电动汽车才能达到使用成本与燃油车持平。但如果考虑消费者一次性购买电池组的资金成本，则需要更长的时间和更长的行驶里程才能使电动汽车和燃油车的综合使用成本持平，这对电动汽车电池组的性能和整车性能也提出了更高的要求。
[0011]2.电池组的储存性能差；
[0012]不同类型的电池都存在即使不使用，电池的寿命衰减相对较快的问题，比如:常用的锂离子电池满电储存时，即使不使用每年的不可恢复容量损失都在5%左右，5至10年就基本上损失近20% 了。
[0013]目前的纯电动汽车一般只配有一套能源供应系统一电池组，并且电池组的续行驶里程一般在100公里以上。考虑到上述两个问题，目前纯电动汽车最经济性的应用只能普遍集中于公交车、出租车、环卫车、邮政车等特定领域，因为在这些领域，每辆车每天的行驶里程大大高于家庭用车，这样电动汽车的电池组能很快的行驶至寿命终止，购置电池组的资金成本能很快收回，同时电池组储存时性能衰减的影响也能降低到最少，所以纯电动汽车在公交车、出租车、环卫车、邮政车等特定领域使用的性价比大大高于家庭用纯电动汽车，在这些领域得到日益广泛的应用。
[0014]目前，对电动汽车的电池、电池管理系统、整车配置等方面都得到了广泛的研宄，对于双电池(能源)系统的电动汽车也有相关专利文献披露，例如ZL201020628392.3公开了一种双电池电动车及其加电系统，包括两块电池，用来解决电动车充电时间长、充电不方便、行驶里程短的缺点；ZL03222357.9公开了一种双电池电动车，包括两块电池，可以延长行驶里程；CN1955031A公开了一种双电源并联的混合电动车，其包括蓄电池组，蓄电池组和内燃机配合工作可对电动汽车进行调速行驶，延长行驶里程；W02013/173963A同样公开了一种电动车，包括固定式电池和抽换式电池，同样也是用来解决电池容量限制和便于充电的问题。现在国家电网建设的换电站将电动汽车的电池拆卸下来之后必须重新换一组电池上去，否则电动汽车没有办法驶离换电站，因此不管用户近期是否使用这组电池，电动汽车驶离换电站时还是带着这组昂贵的电动汽车电池组的。
[0015]可见现有的技术方案没有解决普通家庭由于行驶时间短、日行驶里程少导致的电池利用率低的问题、不能降低电池储存时性能衰减的影响，不能很好的实现尽快回收电池成本。
实用新型内容
[0016]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种具有两套能源供应模块的电动汽车。
[0017]本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下:一种具有两套能源供应模块的电动汽车，包括电动汽车(I)及安装于电动汽车(I)上的能源供应系统(2)，其特征在于:所述能源供应系统(2)中包括第一能源供应模块(21)和第二能源供应模块(22);所述第一能源供应模块(21)能从电动汽车(I)上拆卸下来，且第一能源供应模块(21)从电动汽车(I)上拆卸下来之后，电动汽车(I)可单独依靠第二能源供应模块(22)进行行驶；第一能源供应模块(21)中储存的能量是第二能源供应模块(22)中储存的能量的2-80倍。
[0018]本实用新型的有益效果是:针对电动汽车能源系统存在的电池利用率低、电池储存时性能衰减的问题，消费者在不使用本实用新型电动汽车的第一能源供应模块的情况下可以将其退还给换电站作为公用电池使用，然后利用第二能源供应模块将电动汽车开回用户住宅或工作场所的停车位。这样可以提高第一能源供应模块的使用效率，使其尽快使用到寿命终止，尽快收回第一能源供应模块的成本，同时电池组储存时性能衰减的影响也能降低到最少。这样可以不用占用换电站的地方，降低换电站的建设成本，节约土地资源。这样还可以让消费者将电池从购买电动汽车的成本中分离出来，减少购买电动汽车的成本，有利于电动汽车的大规模推广。本实用新型的电动汽车不同于现有的纯电动汽车，也不同于现有的混合电动汽车和增程式电动汽车以及现有的双电池的电动汽车，比如混合电动汽车、增程式电动汽车主要是为了节油或延长续行驶里程而设计的，而不是为了提高电动汽车电池的利用效率以尽快收回电池的成本。
[0019]在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
[0020]进一步的，在所述第二能源供应模块(22)单独为电动汽车⑴供应能源时，电动汽车(I)的最高速度为85km/h。
[0021]采用上述进一步方案的有益效果是降低第二能源供应模块的重量和成本，防止作为第二能源供应模块的电池组以过大的电流放电，保护电池组的性能，另外由于第一能源供应模块拆卸下来之后电动汽车的重量分配发生了改变，降低速度行驶可以提高电动汽车的安全性和可靠性。
[0022]进一步的，所述第二能源供应模块(22)中储存的能量在0.2kffh-3.9kffh之间。
[0023]采用上述进一步方案的有益效果是可以在换电站加装能量高续行驶里程高的第一能源供应模块，提高成本高的第一能源供应模块的使用效率。第一能源供应模块在换电站可以作为公用电池使用从而使用效率高，由于公用电池能较快的达到使用寿命这样也降低了资金成本，同时降低第一能源供应模块储存时性能衰减的影响，并且不用占用换电站的停车位，可以利用能量小续行驶里程短的第二能源供应模块(能量在0.2kffh-3.9kffh之间对应的续行驶里程在2-39公里左右，与未来换电站布局的直径范围差不多)将电动汽车驶离换电站并充分利用电动汽车使用者自有的停车位。另外这能让消费者在电池组的租赁和使用过程中既根据消耗电量、行驶里程又根据电池的租赁时间和押金多少对电池组的使用成本进行优化。
[0024]进一步的，所述第一能源供应模块(21)中储存的能量在4.0kffh-15.0kffh之间。
[0025]采用上述进一步方案的有益效果是充分利用一般汽车使用者每天的行驶里程在40-150公里以下的特点(能量在4.0kffh-15.0kffh的电池组对应的续行驶里程在40-150公里左右)，消费者可以根据实际需要选择第一能源供应模块中储存的能量以节约使用成本，这样还可以降低整车的重量，节能环保，提高第一能源供应模块的使用效率，减少电池组储存时性能衰减的影响。
[0026]进一步的，所述第一能源供应模块(21)选自锂离子电池、燃料电池、镍氢电池、铅酸电池、超级电容器、锌空气电池、锂空气电池、铝空气电池、镁空气电池、镍镉电池、镍锌电池、钠硫电池、钠离子电池、钠氯化镍电池、液流电池、飞轮储能电池、超导电磁储能电池的一种或几种。
[0027]进一步的，所述第二能源供应模块(22)选自锂离子电池、燃料电池、镍氢电池、铅酸电池、超级电容器、锌空气电池、锂空气电池、铝空气电池、镁空气电池、镍镉电池、镍锌电池、钠硫电池、钠离子电池、钠氯化镍电池、液流电池、飞轮储能电池、超导电磁储能电池中的一种或几种。
[0028]进一步的，所述第一能源供应模块(21)为电池，所述第二能源供应模块(22)为燃油发电机。
[0029]进一步的，所述第一能源供应模块(21)为电池，所述第二能源供应模块(22)为燃油发动机，第二能源供应模块(22)可直接驱动电动汽车(I)行驶。
[0030]进一步的，所述第一能源供应模块(21)可给所述第二能源供应模块(22)充电或提供能源。
[0031]进一步的，所述第一能源供应模块(21)在不给电动汽车电动机供电的情况下给所述第二能源供应模块(22)充电或提供能源。
[0032]采用上述进一步方案的有益效果是尽量保证第一能源供应模块拆卸下来之后，第二能源供应模块是处于能量充满的状态，电动汽车能单独依靠第二能源供应模块去到目的地并能再驶回到换电站。
[0033]进一步的，所述第一能源供应模块(21)和所述第二能源供应模块(22)同时在电动汽车(I)中时，电动汽车(I)启动、加速和爬坡时所述第一能源供应模块(21)和所述第二能源供应模块(22)共同给电动汽车(I)提供能源。
[0034]采用上述进一步方案的有益效果是提高电动汽车的启动、加速和爬坡性能。
[0035]进一步的，所述电动汽车(I)上配备有功率少于5kW的车载充电器。
[0036]采用上述进一步方案的有益效果是，当消费者使用电动汽车比较频繁且行驶里程不是太长时，可以不用去换电站拆卸或更换电池，可以利用普通家庭的交流电通过小功率的车载充电器给电动汽车第一能源供应模块进行充电，使用便捷性好，这样还可以不需要充电粧和大功率的充电机。另外此车载充电器也可以给第二能源供应模块进行充电，从而使第二能源供应模块处于满电状态。
[0037]进一步的，本实用新型提出了其电动汽车的使用方法:
[0038]当所述第一能源供应模块(21)和所述第二能源供应模块(22)同时在电动汽车
(I)中时，优先使用所述第一能源供应模块(21)。
[0039]采用上述进一步方案的有益效果是提高第一能源供应模块的使用效率以尽快收回成本。
[0040]进一步的，根据预行驶里程确定使用所述第一能源供应模块(21)或所述第二能源供应模块(22)。
[0041]进一步的，根据预行驶里程确定所述第一能源供应模块(21)或所述第二能源供应模块(22)中储存的能量。
[0042]进一步的，当日常使用或预行驶里程近时，使用所述第二能源供应模块(22)，当日常使用或预行驶里程远时，使用所述第一能源供应模块(21)。
[0043]采用上述进一步方案的有益效果是能让消费者在电池组甚至电动汽车的租赁和使用过程中，根据预行驶里程对使用成本进行优化。如日常每天的行驶里程在60公里以下，则使用能量为6.0kffh的第一能源供应模块，以降低使用成本；如日常往返换电站里程在20公里以下，则使用第二能源供应模块能量为2.0kffh的电动汽车，以降低使用成本。
【附图说明】
[0044]图1为本实用新型结构框图。
[0045]附图中，各标号所代表的部件列表如下:
[0046]1、电动汽车，2、能源供应系统，21、第一能源供应模块，22、第二能源供应模块。
【具体实施方式】
[0047]以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
[0048]如图1所示，为本实用新型结构框图。
[0049]实施例1
[0050]一种具有两套能源供应模块的电动汽车，包括电动汽车I及安装于电动汽车上的能源供应系统2，所述能源供应系统2中包括第一能源供应模块21和第二能源供应模块22 ;所述第一能源供应模块21能从电动汽车I上拆卸下来，且第一能源供应模块21从电动汽车I上拆卸下来之后，电动汽车I可单独依靠第二能源供应模块22进行行驶。所述第一能源供应模块是锂离子电池，其储存的能量为4.0kWh。所述第二能源供应模块是超级电容器，其储存的能量为0.2kWh。在锂离子电池从电动汽车上拆卸下来之后，超级电容器单独为电动汽车供电时，电动汽车的最高速度为85km/h。所述锂离子电池和所述超级电容器同时在电动汽车中时，电动汽车启动、加速和爬坡时所述锂离子电池和所述超级电容器共同给电动汽车提供能源。所述锂离子电池可在不给电动汽车电动机供电的情况下给所述超级电容器充电。所述电动汽车上配备有功率为2kW的车载充电器。
[0051]此方案适合生活区域2公里范围内有换电站并且平时汽车的行驶里程在40公里以内的电动汽车用户。用户购买电动汽车时根据换电站的情况选择第二能源供应模块一超级电容器的能量，根据平时的行驶里程选择租赁的锂离子电池的能量，平时行驶里程较短只有40公里以内时可以选用电池容量衰减已经较多的梯次利用的储存能量为
4.0kffh的锂离子电池组以降低使用成本，需要长途行驶时可以在换电站更换实际储存能量更高的锂离子电池组。平时用户较频繁使用锂离子电池时可以不用去换电站拆卸或更换电池，可以利用家里面的交流电通过2kW的车载充电器给电动汽车的锂离子电池和超级电容器进行充电(中国目前普通家庭里的插线板可以承受2.2kff的用电设备)，这样使用便捷性好，还不需要大功率的充电粧和充电机。
[0052]此方案不用占用换电站的停车位，电动汽车用户使用能量为0.2kWh(续行驶里程约为2公里)的超级电容器以最高时速85km/h的速度将电动汽车驶离换电站并充分利用电动汽车用户自有的停车位。
[0053]其中储存能量为4.0kWh(续行驶里程约为40公里)的锂离子电池是租用换电站的，不需要一次性购买，这样对电动汽车用户而言资金占用少。换电站是根据锂离子电池租用后的行驶里程、租用的时间长短、电量使用情况和押金多少来进行收费的，这样可以用经济手段让电动汽车用户在平时不使用续行驶里程为40公里的锂离子电池时，例如出差、休假时，将锂离子电池退还给换电站作为公用电池使用，以提高锂离子电池的使用效率，降低锂离子电池储存时性能衰减的影响，使锂离子电池较快的达到使用寿命，提高折旧速度，降低资金成本。
[0054]实施例2
[0055]一种具有两套能源供应模块的电动汽车，包括电动汽车I及安装于电动汽车上的能源供应系统2，所述能源供应系统2中包括第一能源供应模块21和第二能源供应模块22 ;所述第一能源供应模块21能从电动汽车I上拆卸下来，且第一能源供应模块21从电动汽车I上拆卸下来之后，电动汽车I可单独依靠第二能源供应模块22进行行驶。所述第一能源供应模块是燃料电池，其储存的气体的能量为15.0kffh0所述第二能源供应模块是燃油发电机，其储存的燃油的能量为3.9kWh。在燃料电池从电动汽车上拆卸下来之后，燃油发电机单独为电动汽车供电时，电动汽车的最高速度为40km/h。
[0056]此方案适合生活区域直径39公里范围内有换电站(加能站)并且平时汽车的行驶里程在150公里以内的电动汽车用户。用户购买电动汽车时根据换电站(加能站)的情况选择第二能源供应模块一燃油发电机的能量(油箱大小)，根据平时的速度和行驶里程选择租赁的燃料电池模块的功率和能量(氢瓶或甲醇罐大小)，以降低使用成本。
[0057]此方案不用占用换电站的停车位，电动汽车用户使用能量为3.9kWh(续行驶里程约为39公里)的燃油发电机以最高时速40km/h的速度将电动汽车驶离换电站(加能站)并充分利用电动汽车用户自有的停车位。
[0058]其中燃料电池模块是租用换电站的，不需要一次性购买，这样对电动汽车用户而言资金占用少。换电站(加能站)是根据燃料电池模块租用后的行驶里程、租用的时间长短、气体使用量情况和押金多少来进行收费的，这样可以用经济手段让电动汽车用户在平时不使用燃料电池模块时，例如出差、休假时，将燃料电池模块退还给换电站(加能站)作为公用电池使用，以提高燃料电池模块的使用效率，使燃料电池模块较快的达到使用寿命，降低燃料电池模块储存时性能衰减的影响，提高折旧速度，降低资金成本。
[0059]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种具有两套能源供应模块的电动汽车，包括电动汽车(I)及安装于电动汽车(I)上的能源供应系统(2)，其特征在于:所述能源供应系统(2)中包括第一能源供应模块(21)和第二能源供应模块(22);所述第一能源供应模块(21)能从电动汽车(I)上拆卸下来，且第一能源供应模块(21)从电动汽车(I)上拆卸下来之后，电动汽车(I)可单独依靠第二能源供应模块(22)进行行驶；第一能源供应模块(21)中储存的能量是第二能源供应模块(22)中储存的能量的2-80倍。2.根据权利要求1所述的具有两套能源供应模块的电动汽车，其特征在于:在所述第二能源供应模块(22)单独为电动汽车(I)供应能源时，电动汽车(I)的最高速度为85km/h03.根据权利要求1所述的具有两套能源供应模块的电动汽车，其特征在于:所述第二能源供应模块(22)中储存的能量在0.2kffh-3.9kffh之间。4.根据权利要求1所述的具有两套能源供应模块的电动汽车，其特征在于:所述第一能源供应模块(21)中储存的能量在4.0kWh-15.0kWh之间。5.根据权利要求1所述的具有两套能源供应模块的电动汽车，其特征在于:所述第一能源供应模块(21)选自锂离子电池、燃料电池、镍氢电池、铅酸电池、超级电容器、锌空气电池、锂空气电池、铝空气电池、镁空气电池、镍镉电池、镍锌电池、钠硫电池、钠离子电池、钠氯化镍电池、液流电池、飞轮储能电池、超导电磁储能电池的一种或几种。6.根据权利要求1所述的具有两套能源供应模块的电动汽车，其特征在于:所述第二能源供应模块(22)选自锂离子电池、燃料电池、镍氢电池、铅酸电池、超级电容器、锌空气电池、锂空气电池、铝空气电池、镁空气电池、镍镉电池、镍锌电池、钠硫电池、钠离子电池、钠氯化镍电池、液流电池、飞轮储能电池、超导电磁储能电池的一种或几种。7.根据权利要求1所述的具有两套能源供应模块的电动汽车，其特征在于:所述第一能源供应模块(21)为电池，所述第二能源供应模块(22)为燃油发电机。8.根据权利要求1所述的具有两套能源供应模块的电动汽车，其特征在于:所述第一能源供应模块(21)为电池，所述第二能源供应模块(22)为燃油发动机，第二能源供应模块(22)可直接驱动电动汽车(I)行驶。9.根据权利要求1所述的具有两套能源供应模块的电动汽车，其特征在于:所述第一能源供应模块(21)可给所述第二能源供应模块(22)充电或提供能源。10.根据权利要求9所述的具有两套能源供应模块的电动汽车，其特征在于:所述第一能源供应模块(21)在不给电动汽车电动机供电的情况下给所述第二能源供应模块(22)充电或提供能源。11.根据权利要求1所述的具有两套能源供应模块的电动汽车，其特征在于:所述第一能源供应模块(21)和所述第二能源供应模块(22)同时在电动汽车(I)中时，电动汽车(I)启动、加速和爬坡时所述第一能源供应模块(21)和所述第二能源供应模块(22)共同给电动汽车(I)提供能源。12.根据权利要求1所述的具有两套能源供应模块的电动汽车，其特征在于:所述电动汽车(I)上配备有功率少于5kW的车载充电器。
【文档编号】B60L11-18GK204279128SQ201420627551
【发明者】张波, 林道松 [申请人]上虞安卡拖车配件有限公司, 林道松