电池更换设备及更换电池的方法与流程

本发明涉及一种电池更换设备，用于为电动车辆安装和拆卸电池。

本发明还涉及一种电池更换设备为电动车辆更换电池的方法。

背景技术：

电动车辆采用电池供电，为用户提供了绿色环保的出行工具。目前，可实用的各类电池的能量密度相对石化燃料而言低太多。汽油的能量密度可达12000Wh/Kg，而三元材料锂电池能量密度仅为120-200Wh/Kg，两者相差两个数量级。即使考虑电动车辆能量转换效率(65％)远远高于汽油车能量转换效率(18％)，当前技术水平下，电动车单次行驶实际里程远低于汽油车。例如，安装了200公斤电池的比亚迪F3E，满充后能够持续行驶仅一个半小时左右，行程大约100-150公里。100-150公里对大多数人来说，是一天到两天的行驶里程，因此，电动车辆的使用者需要每天或者隔天需要充电一次，而汽油车则是一到两周加一次油。这改变了人们驾驶汽车的日常习惯。另外，100-150公里对于长途旅行而言，显然是远远不够的。

充电桩可对电动车辆的电池充电以补充动力。但是，获得大的续航里程需要对电动车辆进行较长时间的充电。通常，将电池充满至额定容量需要约10个小时的时间，甚至更长。即使是Tesla的电动车，充电速度非常快，也至少需要30分钟充电时间才能够以达到80％的续航里程。这样的充电时间对于电动车辆的用户而言，是相当长的。实际上，消费者能够在充电上等待的耐心远远低于30分钟。

通过建设电池交换站，电动车辆的用户根据需要将车辆开至电池交换站，快速实现动力补充。但是，电池交换站的建设和维护成本高昂，对于大的城市而言，大的数量的电池交换站的建设对城市用地提出了很高的需求。

因此，有必要提供一种电动车辆的电池续航能力快速实现补充的设备和方法。

技术实现要素：

为克服现有技术的缺陷，本发明所要解决的问题是提供一种电池更换设备，适用于高效便捷的为不同数量的电动车辆更换电池组件。

为解决上述问题，本发明的技术方案是：一种电池更换设备，包括一种电池更换设备，用于为电动车辆更换电池组件，所述电池更换设备包括：第一车体，第一车体包括电池更换机构和收容电池组件的第一收容空间；若干第二车体，与第一车体连接，第二车体包括电池更换机构和收容电池组件的第二收容空间；第一车体和第二车体能够相对分离并单独为电动车辆更换电池组件。

优选的，所述第一车体还包括充电器，用于为收容在第一收容空间内的电池组件充电，所述充电器包括电源接头和若干充电连接口。

优选的，所述第一车体还包括充电器，用于为收容在第二收容空间内的电池组件充电，所述充电器包括电源接头和若干充电连接口。

优选的，所述第二车体还包括充电器，用于为收容在第二收容空间内的电池组件充电，所述充电器包括电源接头和若干充电连接口。

优选的，所述第一车体还包括第三收容空间，所述第二车体至少部分收容于第三收容空间中。

优选的，所述第二车体拖挂于第一车体。

优选的，所述第一车体包括可分离连接的车头和车身，所述电池更换机构和第一电池收容空间位于车身。

优选的，所述第一车体包括第三收容空间，所述第三收容空间中收容多个第二车体。

优选的，所述第二车体包括多个电池组件。

优选的，电池组件的数量与一台电动车辆包括的电池组件的数量相当。

本发明还提供一种电池更换设备，用于装卸电动车辆的电池组件，所述电池更换设备包括：第一车体，第一车体包括收容电池组件的第一收容空间；若干第二车体，第二车体包括电池更换机构和收容电池组件的第二收容空间；第二车体与第一车体可分离的连接；第一车体还包括第三收容空间，第二车体至少部分的收容于第三收容空间。

优选的，所述第一车体还包括充电器，用于为收容在第一收容空间内的电池组件充电，所述充电器包括电源接头和若干充电连接口。

优选的，所述第一车体还包括充电器，用于为收容在第二收容空间内的电池组件充电，所述充电器包括电源接头和若干充电连接口。

优选的，所述第二车体还包括充电器，用于为收容在第二收容空间内的电池组件充电，所述充电器包括电源接头和若干充电连接口。

优选的，所述第一车体包括可分离连接的车头和车身，所述第三收容空间位于车身。

优选的，所述第三收容空间中收容多个第二车体。

优选的，所述第二车体包括多个电池组件。

优选的，电池组件的数量与一台电动车辆包括的电池组件的数量相当。

本发明还提供一种电池更换设备为电动车辆更换电池组件的方法，包括以下步骤：确认需要更换电池组件的电动车辆的数量大于预设值时，第一车体移动至预定地点为电动车辆分别更换电池；需要更换电池组件的电动车辆的数量小于等于预设值时，第二车体自第三收容空间中相对第一车体移出，移动至预定地点为电动车辆更换电池组件。

优选的，多个第二车体自第三收容空间中相对第一车体移出，分别移动至预定地点为不同的电动车辆更换电池组件。

本发明提供的另一种电池更换设备为电动车辆更换电池组件的方法，包括以下步骤：获取需要更换电池组件的电动车辆的数量N，N为大于等于1的整数；判断N处于预设范围内，第一车体移动至距离多个预定位置距离相当的地点，多个第二车体自第三收容空间相对第一车体移出，分别移动至不同的预定地点为不同的电动车辆更换电池组件。

本发明还提供一种电池更换设备，用于装卸电动车辆的电池组件，所述电池更换设备包括：车头，用于牵引电池更换设备移动；第一车体，第一车体包括电池更换机构和收容电池组件的第一收容空间；第二车体，第二车体包括电池更换机构和收容电池组件的第二收容空间；第一收容空间的尺寸大于第二收容空间的尺寸；第一车体和第二车体可替换的与车头相连。

优选的，所述第一车体还包括充电器，用于为收容在第一收容空间内的电池组件充电，所述充电器包括电源接头和若干充电连接口。

优选的，所述第二车体还包括充电器，用于为收容在第二收容空间内的电池组件充电，所述充电器包括电源接头和若干充电连接口。

优选的，所述第二车体包括多个电池组件。

优选的，电池组件的数量与一台电动车辆包括的电池组件的数量相当。

本发明还提供一种电池更换设备为电动车辆更换电池组件的方法，包括以下步骤：确认需要更换电池组件的电动车辆的数量大于预设值时，车头连接第一车体，移动至预定地点，第一车体为电动车辆更换电池；需要更换电池组件的电动车辆的数量小于等于预设值时，车头连接第二车体，移动至预定地点，第二车体为电动车辆更换电池。

优选的，所述预设值为5～50之间的一个整数。

与现有技术相比，本发明提供的电池更换设备，包括具有不同收容空间的第一车体和第二车体，根据特定区域内需要更换电池组件的电动车辆的数量的不同，第一车体和第二车体可以分别为不同数量的电动车辆更换电池。电池更换设备能够以更高的效率提供更换电池的服务。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。

图1是电池更换设备的第一实施例的示意图。

图2是电池更换设备的第二车体为电动车辆更换电池组件的示意图。

图3是电池更换设备的第一车体与外部电源连接充电的示意图。

图4是电池更换设备的第二车体与外部电源连接充电的示意图。

图5是充电器的基本构成示意图。

图6是电池更换设备的电池更换机构的示意图。

图7是电池更换装置的构成框图。

图8是电池更换设备的第二实施例的示意图。

图9是电池更换设备的第三实施例的示意图。

图10是电池更换设备为电动车辆更换电池组件的方法的第一实施例的示意图。

图11是电池更换设备为电动车辆更换电池组件的方法的第二实施例的示意图。

图12是电池更换设备的第四实施例的示意图。

图13是电池更换设备的第五实施例的示意图。

图14是电池更换设备为电动车辆更换电池组件的方法的第三实施例的示意图。

其中，

50电动车辆 52电池组件 56第一车体

50a车辆主体 54电池更换设备 58第二车体

50b车轮 54a动力装置 60电池更换机构

50c电动机 54b车轮 62第一收容空间

64第二收容空间 82第二车体连接器 96精确定位模块

66第三收容空间 83外部电源 98精确定位单元

70充电器 84定位系统 103底盘

72电源接头 86用户界面 107电池模块

74充电接口 86a显示装置 201主体

75控制模块 86b输入装置 203移送部件

76车头 88控制单元 204铰接结构

78车身 90通信接口 205更换部件

78车头连接器 92初步定位子系统 207连接部件

80第一车体连接器 94精确定位子系统 208滚轮

具体实施方式

【第一实施例】

参见附图1-2，本实施例涉及一种电池更换设备，用于为电动车辆拆装电池组件。图中所示的电池更换设备仅为示例，其实际构成并不仅限于图示中的配置。

电池更换设备54能够从一个地点移动至另一个地点，为位于预定地点的电动车辆50更换电池。可移动的电池更换设备54可以是一种车辆，具有动力装置54a和被动力装置驱动的车轮54b，也可以是其他能够移动的设备。

电池更换设备54可配备若干充满电的电池组件52，用于为至少一辆电动车辆50提供电池更换服务。电池更换设备54将电动车辆上至少部分电量耗尽的电池取出，将充满电的电池更换至电动车辆上。

图1中的电池更换设备54包括第一车体56和第二车体58。第一车体56包括电池更换机构60和第一收容空间62。第二车体58包括电池更换机构60和第二收容空间64。电池更换设备54是可以远距离移动的运输设备，包括动力装置54a。动力装置54a在本实施例中具体的是电动机，用于为电池更换设备提供动力。电池更换设备54包括至少一个在电动机的驱动下移动的车轮54b。

电动车辆50包括车辆主体50a和可拆卸的收容于车辆主体50a的电池组件52。车辆主体50a包括车身50b，车身内设有用于驱动一个或者多个车辆运动的电动机50c。电池组件52为电动机50c提供电力。电池组件52与车辆主体50a电气和机械连接，从而为电动车辆的行驶、照明、音响、空调等功能提供电能。

需要说明的是，这里所说的电动车辆52可以是完全由电池组件提供能量的纯电动车，也可以是部分由电池组件提供能量的混合电动车辆。此处，以纯电动车为例予以说明，并不用于限定电动车辆的具体类型。

电池组件52包括多个电池模块。

具体的，电池模块的数量是4个，分别设置于电动车辆靠近底盘的前后左右四个位置。其中，前部和后部各设置一个电池模块，这两个电池模块的形状和尺寸详单，从而保证电池模块的布置使得整个电动车辆的重心稳定。车体侧方沿图面中的上方和下方各设置一个电池模块，这两个电池模块的形状和尺寸相当。侧方设置的电池模块的形状和尺寸与前后方设置的电池模块的形状和尺寸可以一致，也可以不同。根据整个电动车辆的车体的总体尺寸，电池模块的形状和尺寸优选的适于使整个电池组件的容量足够大，从而电动车辆能够在一次充满电的条件下行驶足够长的距离。优选的，电池模块相对于电动车辆的地盘设置的位置确保每个电池模块都能够被以适当的方式从车体上拆卸下来，相对于车体移除，从而，在电池模块容量至少部分耗尽时，用充满电的电池模块替换，使电动车辆能够继续运行。

本领域技术人员可知，电池模块的数量可以不是4个，可以是一个或者多个。具体的，可以优选的设置为2个以上，这样，每个电池模块的尺寸和重量不会过大，电池更换设备拆卸和安装电池模块方便省力，电池更换设备的结构可以简单紧凑。

每个电池模块包括多个电池单元，电池单元包括正负电极和位于正负电机之间的电解液。每个电池单元的额定电压基本相同。多个电池单元通过串并联的方式形成具体特定电压和电流的电池模块。电池单元可以是单个的18650电池，也可以是单个的板式电池，也可以是其他类型的电池单元。电池单元是可充电电池。可以是锂离子电池、镍氢电池、铅酸蓄电池等。电池模块包括充放电控制组件监控电池单元的充放电情况，一旦其中的某个电池单元出现问题，控制组件的内部电路将保护电池单元不会损坏或者影响其他电池单元充放电。

锂电池的保护功能通常由保护电路板和PTC或TCO等电流器件协同完成，保护板是由电子电路组成保护板通常包括控制集成电路(IC)、MOS开关、热敏电阻、ID存储器,PCB等。其中控制IC，在一切正常的情况下控制MOS开关导通，使电池电芯与外电路保持沟通，而当电池电压或回路电流超过规定值时，它立刻(数十毫秒)控制MOS开关关断，保护电芯的安全。

参见附图3-5，第一车体56还包括充电器70。第一收容空间62内，存储有若干电池组件52。电池组件能够与充电器70电性连接，并由充电器70与外部电源83连接后，接收电力补充。

第二车体58也可以包括充电器70。第二收容空间64内，存储有若干电池组件52。电池组件能够与充电器70电性连接，并由充电器70与外部电源83连接后，接收电力补充。

充电器70包括若干电源接口74和电源接头72。充电器还包括控制单元75，用于控制电池组件的充放电过程。具体的，控制单元可以包括MCU。

图中，电源接口的数量示例性的示出了4个，可以理解的是，接口的数量并不仅限于4个，可以是一个或者多个。优选的，与车体中收容的电池组件的数量相当。通过充电器70连接外部电源83，能够为车体中收容的电池组件充电。收容于车体中的电池组件能够跟随车体一起移动，也可以在车体与充电桩连接时获得能量补充。

电池更换设备54具有第一收容空间62和第二收容空间64，既可以用于收容充满电的电池，也可以用于收容至少部分容量耗尽的电池。第一收容空间62和第二收容空间64是不同车体上设置的电池组件收容空间。每个收容空间可以根据电池组件的形状尺寸分隔为若干个子的收容区域。进行电池更换时，电池更换机构60从电动车辆上取下至少部分电量耗尽的电池，从第一收容空间62或者第二收容空间64中取出充满电的电池，为电动车辆安装充满电的电池，再换下的电量耗尽的电池存放至第一收容空间62中原充满电的电池存放的区域内。电池更换设备中存储的电池组件的结构形式与电动车辆上安装的电池组件的结构形式基本一致，因此，电池占用的空间相当。按照这样的方式存放电池，电池更换设备的体积可以足够小，移动便捷。

电池更换设备54包括电池更换机构60。电池更换机构60用于将电动车辆上至少部分容量耗尽的电池从电动车辆上取出，并将收容于第一收容空间62或者第二收容空间64中的充满电的电池更换到电动车辆上。电池更换机构60可以设计为换电机械手。

参见附图6，一种具体的电池更换机构60的实施例。本实施方式中，电池更换机构60包括主体201、由主体201支撑的移送部件203、可拆装电池模块107的更换部件205、以及设置在移送部件203与更换部件205之间的连接部件207。优选的，更换部件205的底部设置滚轮208实现对更换部件在竖直方向的支撑并减小更换部件205与地面之间的摩擦。更为优选的，移送部件203与更换部件205之间设置铰接结构204，使得移送部件203与更换部件205之间允许一定范围内的高度差。

本实施方式中，由于主体201的高度问题，主体201可移动到电动车辆50的侧方，但不能移动到电动车辆50的下方。更换部件205可选择地从电动车辆50的侧方沿第一方向移动到电动车辆50的底盘103下方。更换部件205从电动车辆50的侧方沿第一方向移动到电动车辆的底盘下方的过程中，移送部件203与更换部件205具有相同的移动路径，也就是说在这段移动过程中，移送部件203与更换部件205之间没有相对位移产生。在上述移动过程中，更换部件205可自身带动力装置驱动其移动而带动移送部件203跟随其移动，也可由移送部件203驱动更换部件205移动。

移送部件203与更换部件205之间设置了连接部件。连接部件带动更换部件205相对移送部件203在水平面内运动时，更换部件205产生沿第二方向的位移，第二方向不同于第一方向。由此使得无需改变主体201相对电动车辆50所在的侧面也可使得更换部件205到达底盘103的任意位置，实现对底盘103上所有电池模块107的拆装。

参见图7,电池更换设备54包括定位系统84，用于确定电池更换设备的地理位置。同样的，电池更换设备也配备有导航系统，用于引导电池更换设备按照预定的行走路线移动，到达预定的地点，为预定的电动车辆提供更换电池的服务。

电池更换设备54上配备有客户端，用于接收电动车辆的换电需求。

客户端具有用户界面86。电池更换设备的用户界面同样包括显示装置86a和输入装置86b。显示装置86a用于显示电池更换设备的地理位置、需要更换电池的电动车辆的位置以及行驶至预定地点的路径等。输入装置86b用于确认接收换电计划、指令，也可以与电动车辆的用户确认服务地点和进行身份识别。

电池更换设备包括控制单元88，用于根据电动车辆的地理位置和电池的状况，控制电池更换设备移动至预定的地点为预定的车辆更换电池。电池更换设备具有通信接口90。通过通信接口90，接收电动车辆发送的车辆地理位置和电池状况的信息。通信接口90包括设置于电池更换设备上的硬件和软件。

电池更换设备54可以直接接收换电指令，按照预设的行走路径移动，为预定的电动车辆提供电池更换服务。也可以接收换电计划后，按照控制单元根据电动车辆的地理位置和电池状况规划的路径行驶。电池更换设备通过数据网络接收车辆的电池状况和车辆的地理位置信息。电池更换设备54可以与系统数据库保持相同的数据更新频率，以保证能够及时准确的确认自己和待更换电池的电动车辆的地理位置。

一些具体的实施例中，控制单元88接收表示电动车辆的地理位置和电池的状况的信息，并据此确定换电设备预设的行走路线。此时，控制单元88接收电动车辆发送的车辆的电池的状况，当电池的状况符合预设条件时，控制单元88向电动车辆发出信号，提醒电动车辆的用户需要进行电池更换。控制单元88接收到电动车辆发送的电池更换信号，根据当前换电设备的地理位置和电动车辆的地理位置，提供最快捷的路线，引导电池更换设备按照设定的路线，移动至电动车辆所在的位置。

另一些具体的实施例中，控制单元88直接接收换电指令，控制电池更换设备54按照预定的行走路线移动，并为位于行走路线上的预定的电动车辆提供电池更换服务。预定的电动车辆可以是一辆，也可以是多辆。

电池更换设备54上的定位系统84包括包括初步定位子系统92和精确定位子系统94。初步定位子系统92可以是GPS定位系统，GPS民用系统的误差范围在20米左右。因此，通过初步定位子系统92，可以将电动车辆的位置锁定在一个大致的范围内。但是，为了能够为电动车辆进行电池更换，需要更准确的确定电动车辆和电池更换设备之间的相对位置，保证电池更换设备能够找到正确的电动车辆，并且获得电动车辆的电池的具体位置信息。精确定位子系统94包括设置于电池更换设备上的精确定位模块96，用于在初步定位子系统确定预定电动车辆的大致范围后启动。此时，初步定位子系统已经判断预定的电动车辆在电池更换设备的邻近的范围内。精确定位模块96发出精确定位信号，以确定预定的电动车辆的具体的地理位置。精确定位模块96的定位精度可以达到1米以内。电动车辆上也包括对应的，精确定位模块96接收电动车辆的精确定位单元98发送的特定信号，当特定信号与精确定位模块96中预先设置的识别信号匹配时，电池更换设备的控制单元88确认找到预定的电动车辆。电池更换设备的控制单元88发出特定的讯号，表示确认预定的电动车辆。特定的讯号可以是“嘀嘀”的声音，也可以是闪烁的光等等。

另一种具体的实施例中，电池更换设备发送特定的通信信号，电池更换设备与电动车辆临近时，电动车辆上的精确定位单元98接收信号，精确定位单元98中预先设置的信号与特定的通信信号匹配时，电动车辆的主控单元发出特定的讯号做出确认响应。同样的，特定的讯号可以是电动车辆的车灯闪烁或者是发出“嘀嘀”的声音。

电动车辆发出电池更换的请求，可以由计算机系统为预定的电动车辆分配一个特定的密钥，在特定的时间段内，该密钥有效。电池更换设备与预定的电动车辆的密钥匹配，才能够为电动车辆进行电池的更换。电池更换完毕后或者特定时间段之后，密钥自动失效。密钥用于使电池模块与电动车辆车体之间的连接处于可解锁状态。电池更换换电机构60仅能够在密钥有效期内将需要替换的电池模块取出。特定的时间段可以根据电池更换的时间设定。电池更换设备54为电动车辆进行一次电池更换所需的时间为T，那么特定的时间段应大于T。优选的，特定的时间段可以小于2T。

密钥基于计算机系统确认预定电动车辆的换电需求生成。密钥生成之后，密钥的有效期并不一定直接开始计算。可以在电池更换确认识别预定车辆后，密钥开始启动，密钥一旦启动，电池更换设备56要在密钥的有效期间内完成电池的更换，否则，密钥时效。电动车辆的用户可以手动接开启电池防盗锁，或者电池更换设备向计算机系统重新申请密钥以便再次为预定的电动车辆更换电池。

另一种实例中，密钥自计算机系统确认换电需求时生成并启动，电池更换设备要在密钥有效期内移动至预定的地点，确认预定的车辆，并相应的完成电池更换。此时，密钥的有效期显然要远大于电池更换设备为电动车辆进行一次电池更换所需的时间，还应包含电池更换设备的移动时间和电池更换设备与电动车辆进行身份识别的时间。

密钥可以至少部分解除电池与电动车辆车体之间的锁定。进一步解除电池模块与车体之间的机械锁，电动车辆的电池才能够完全处于能够被拆卸的状态。

当然，密钥也可以直接用于电动车辆和电池更换设备之间的身份识别，电动车辆的密钥与电池更换设备的预设密钥匹配时，电池更换设备将电动车辆识别为预定的车辆。

【第三实施例】

参见附图8，电池更换设备的第二实施例。本实施例中，电池更换设备54包括第一车体56和第二车体58。第一车体包括车头76和车身78，车身和车头可分离的连接。电池更换机构60和第一收容空间62设置于车身78上。第二车体58包括电池更换机构60和第二收容空间64。第二车体58拖挂于第一车体56之后。

【第三实施例】

参见附图9，电池更换设备的第三实施例。本实施例中，电池更换设备54包括第一车体56和第二车体58。第一车体56包括电池更换机构60、第一收容空间62和第三收容空间66。电池更换机构60用于拆卸和安装电池组件。第一收容空间62用于收容电池组件。第三收容空间66用于收容第二车体58。第二车体58包括电池更换机构60和第二收容空间64。第二收容空间64用于收容电池组件。电池组件可以是充满电的电池组件，也可以是从电动车辆上拆卸下来的容量至少部分耗尽的电池组件。第三收容空间66至少部分收容第二车体58。第二车体的数量可以是一个，也可以是多个。

可以理解的是，第一车体56可以包括第一收容空间62和第三收容空间66，而不包括电池更换机构60。此时，第一车体56本身并不能够单独为电动车辆更换电池组件，而只能由收容于第三收容空间66中的第二车体58为电动车辆更换电池组件。第一车体56还可以包括第三收容空间66，而不包括第一收容空间62和电池更换机构60。此时，第一车体56仅作为第二车体58的运输载体。第二车体58收容电池组件，同时通过电池更换机构60为电动车辆更换电池组件。

根据第二车体和收容空间的尺寸，收容空间中收容的第二车体的数量可以是多个。

参见附图10，一种电池更换设备为电动车辆更换电池组件的方法的具体实施例。本方法的实施例中涉及的电池更换设备54如附图9所示，具体的，电池更换设备54包括第一车体56和第二车体58。第二车体58收容于第一车体56。第一车体56包括用于收容电池组件的第一收容空间62和收容第二车体的第三收容空间66。第二车体58上设置电池更换机构60和用于收容电池组件的第二收容空间64。第一车体56中可以收容若干个第二车体58，每个第二车体58中均存储有电池组件，可以直接用于为电动车辆更换。因此，第一车体56实际上能够存储的电池组件数量多。适用于需要更换电池组件的电动车辆较多的情况。而第二车体存储的电池组件数量相对较少，但是，整个第二车体的尺寸小，移动灵活，适用于不同的电池更换地点。本实施例中，电池更换设备为电动车辆更换电池组件的方法包括以下步骤。

步骤010，获取需更换电池组件的电动车辆的数量N。电池更换设备接收特定区域内电动车辆更换电池组件的需求信息，确认需要更换电池组件的电动车辆的数量N。

步骤012，判断需要更换电池组件的电动车辆的数量N是否大于预设值。如果N大于预设值，进入步骤024。预设值根据电动车辆的电池组件的尺寸有不同的设计。优选的，预设值可以是5-50之间的一个整数。具体的，预设值可以设置为10。每台电动车辆所需要更换的电池组件的数量可以是N或者N的倍数。当电池组件包括多个电池模块时，需要更换的是每个电池模块。此时，电池模块的数量是N的倍数。

步骤034，第一车体移动至预定地点。第一车体56收容第二车体58并带动第二车体58移动。不同的电动车辆对应的预定地点不同，因此，第一车体会移动到不同的预定地点。

步骤036，第一车体为电动车辆更换电池组件。第一车体56本身包括电池更换机构60。电池更换机构60相对电动车辆移动，从而将容量部分耗尽的位于电动车辆上的电池组件52拆卸下来，将充满电的电池组件安装至电动车辆上，快速为电动车辆补充能量。

步骤012中，如果N小于等于预设值，进入步骤038。

步骤038，第二车体自第三收容空间相对第一车体移出。第二车体收容于第一车体内，第二车体58包括电池更换机构60。

步骤040，第二车体移动至预定地点。

步骤042，第二车体为电动车辆更换电池组件。电池更换机构60相对电动车辆移动，从而将容量部分耗尽的位于电动车辆上的电池组件52拆卸下来，将充满电的电池组件安装至电动车辆上，快速为电动车辆补充能量。

参见附图11，一种电池更换设备为电动车辆更换电池组件的方法的另一种具体实施例。本方法的实施例中涉及的电池更换设备54如附图9所示，具体的，电池更换设备54包括第一车体56和第二车体58。第二车体58收容于第一车体56。第一车体56包括用于收容电池组件的第一收容空间62和收容第二车体的第三收容空间66。第二车体58上设置电池更换机构60和用于收容电池组件的第二收容空间64。第一车体56中可以收容若干个第二车体58，每个第二车体58中均存储有电池组件，可以直接用于为电动车辆更换。因此，第一车体56实际上能够存储的电池组件数量多。适用于需要更换电池组件的电动车辆较多的情况。而第二车体存储的电池组件数量相对较少，但是，整个第二车体的尺寸小，移动灵活，适用于不同的电池更换地点。本实施例中，电池更换设备为电动车辆更换电池组件的方法包括以下步骤。

步骤010，获取需更换电池组件的电动车辆的数量N。电池更换设备接收特定区域内电动车辆更换电池组件的需求信息，确认需要更换电池组件的电动车辆的数量N。

步骤012，判断需要更换电池组件的电动车辆的数量N是否大于预设值。如果大于预设值，进入步骤024。预设值根据电动车辆的电池组件的尺寸有不同的设计。优选的，预设值可以是5-50之间的一个整数。具体的，预设值可以设置为10。每台电动车辆所需要更换的电池组件的数量可以是N或者N的倍数。当电池组件包括多个电池模块时，需要更换的是每个电池模块。此时，电池模块的数量是N的倍数。

步骤024，第一车体56移动至距离多个预定位置距离相当的地点。第一车体56收容第二车体58并带动第二车体58移动。不同的电动车辆需要更换电池组件的预定位置不同，第一车体56可以移动至一个与若干预定位置的距离相当的地点，使第二车体58到达预定地点的距离和时间相当。

步骤026，多个第二车体58自第一车体56移出。到达符合上述条件的地点后，收容在第三收容空间66中的第二车体58自第三收容空间66相对于第一车体56移出。

当第二车体58中存储的电池组件52与一台电动车辆50需要更换的电池组件52的数量相当时，如果第三收容空间66中收容的第二车体58的数量大于需要更换电池组件的电动车辆50的数量，此时，只需符合需要更换电池组件的电动车辆的数量的第二车体58从第一车体56中移出。如果第三收容空间66中收容的第二车体58的数量小于需要更换电池组件的电动车辆的数量，此时，所有存储于第三收容空间66的第二车体58均移出。

当第二车体58中存储的电池组件的数量是一台电动车辆需要更换的电池组件的数量m倍时，如果第三收容空间66中收容的第二车体58的数量大于需要更换电池组件的电动车辆50的数量，此时，从第一车体56中移出的第二车体58的数量按照下面的条件确认。N不能被m整除时，需要移出的第二车体的数量为N/m后的整数加上1。N能被m整除时，需要移出的第二车体的数量为N/m。

步骤028，多个第二车体分别移动至不同的预定地点为不同电动车辆更换电池组件。多个第二车体58分别移动至不同的预定地点。不同的电动车辆更换电池组件的预定地点不同，多个第二车体分别移动至不同的预定地点，为不同的电动车辆更换电池。针对第二车体存储的电池组件的数量是一台电动车辆需要更换的电池组件的倍数的情况，同一个第二车体会移动到不同的预定地点为不同的电动车辆更换电池。

步骤022中，如果N小于等于预设值，进入步骤030。

步骤030，第二车体58自第三收容空间66相对第一车体56移出。收容在第三收容空间66中的第二车体58自第三收容空间66相对于第一车体56移出。仅需一个或者几个第二车体58自第三收容空间66相对第一车体56移出。如果第二车体58中存储的电池组件的数量为一台电动车辆需要更换的电池组件的数量的m倍，而需要更换电池组件的电动车辆的数量为N，此时，需要移出的第二车体的数量

步骤032，第二车体为电动车辆更换电池组件。

【第四实施例】母车为子车充电，子车换电

参见附图12，本发明电池更换设备的第四个实施例。与第三实施例类似的，本实施例中的电池更换设备包括第一车体56和第二车体58，第一车体56包括电池更换机构60、第一收容空间62以及第三收容空间66。第二车体58收容于第三收容空间66中。不同的，本实施例中，第一车体56还包括充电器70，用于与外部电源83连接，为收容于第一收容空间中的电池组件52充电。进一步的，充电器70还能够与第二车体58连接，为收容于第二收容空间64中的电池组件52充电。

可以理解的是，本实施例中的第一车体可以不包括电池更换机构60。此时，第一车体不单独执行电池更换的工作，第二车体具体执行电池组件的更换。第一车体56存储若干电池组件，并为电池组件充电以使第二车体执行电池组件的更换时能够获得充满电的电池组件。第二车体本身存储若干电池组件，方便直接从第一车体中移出从而为电动车辆更换电池组件。同样的，第二车体本身可以不存储电池组件，而是在需要时从第一车体的第一收容空间中获取所需的电池组件。

【第五实施例】

参见附图13，电池更换设备的第五实施例。本实施例中，电池更换设备54包括车头76和可替换的与车头76连接的第一车体56和第二车体58。第一车体56和第二车体58上均设置电池更换机构60和电池收容空间，只是第一车体56上的第一收容空间62大于第二车体58上的第二收容空间64。因此，第一车体56能够存储数量更多的电池组件52，适用于需要更换电池组件的电动车辆较多的情况。

参见附图14，电池更换设备为电动车辆更换电池的方法的第三种具体实施例。本方法的实施例中涉及的电池更换设备54如附图13所示，具体的，电池更换设备54包括车头76和可替换的与车头76连接的第一车体56和第二车体58。第一车体56和第二车体58上均设置电池更换机构60和电池收容空间，只是第一车体56上的电池收容空间62大于第二车体上的电池收容空间。因此，第一车体56能够存储数量更多的电池组件52。本实施例中，电池更换设备为电动车辆更换电池组件的方法包括以下步骤。

步骤010，获取需更换电池组件的电动车辆的数量N。电池更换设备接收特定区域内电动车辆更换电池组件的需求信息，确认需要更换电池组件的电动车辆的数量N。

步骤012，判断需要更换电池组件的电动车辆的数量N是否大于预设值。如果大于预设值，进入步骤014。预设值根据电动车辆的电池组件的尺寸有不同的设计。优选的，预设值可以是5-50之间的一个整数。具体的，预设值可以设置为10。每台电动车辆所需要更换的电池组件的数量可以是N或者N的倍数。当电池组件包括多个电池模块时，需要更换的是每个电池模块。此时，电池模块的数量是N的倍数。

步骤014，车头76连接第一车体56。车头连接器78与第一车体连接器80相连，使车头76能够牵引第一车体56移动。

步骤016，车头76与第一车体56移动至预定地点。车头76带动第一车体56移动，移动的目的地是电池更换设备为电动车辆更换电池组件的预定地点。该预定地点是电池更换装置通过特定数据库获得的信息。到达预定地点后，可以进一步判断需要更换电池的电动车辆是否身份匹配。

步骤017，第一车体56为电动车辆更换电池组件52。第一车体56上包括电池更换机构60。电池更换机构相对电动车辆移动，从而将容量部分耗尽的位于电动车辆上的电池组件52拆卸下来，将充满电的电池组件安装至电动车辆上，快速为电动车辆补充能量。这个步骤中，电动车辆的数量可以是多台，相应的预定地点也有多个，但是，由于第一车体56的第一收容空间62大，能够存储的电池组件数量多，相应的，电池第一车体能够为较大数量的电动车辆提供更换电池组件的服务。

步骤012中，如果N小于等于预设值，进入步骤018,。

步骤018，车头连接第二车体。车头连接器78与第二车体连接器82相连，从而车头76能够牵引第二车体58移动。

步骤020，车头76与第二车体58移动至预定地点。车头76带动第二车体58移动，移动的目的地是电池更换设备为电动车辆更换电池组件的预定地点。该预定地点是电池更换装置通过特定数据库获得的信息。到达预定地点后，可以进一步判断需要更换电池的电动车辆是否身份匹配。

步骤021，第二车体为电动车辆更换电池。第二车体58上包括电池更换机构60。电池更换机构相对电动车辆移动，从而将容量部分耗尽的位于电动车辆上的电池组件52拆卸下来，将充满电的电池组件安装至电动车辆上，快速为电动车辆补充能量。这个步骤中，电动车辆的数量可以是一台或者多台，相应的预定地点可以是一个或者多个。由于第二车体58的第二收容空间64尺寸相对较小，能够存储的电池组件数量少，相应的，第二车体能够为较少数量的电动车辆提供更换电池组件的服务。

本实施例中，仅示例性的揭示了一种具体的更换电池的方法。本领域技术人员可知，进一步的车头还可以与第三车体可替换的连接。第三车体同样具有电池更换机构和收容空间。第三车体的收容空间尺寸比第一收容空间尺寸小但是比第二收容空间的尺寸大。根据需要更换电池组件的电动车辆的数量的不同，车头可以连接具有不同收容空间尺寸的车体执行电池更换。

本领域技术人员可以想到的是，本发明还可以有其他的实现方式，但只要其采用的技术精髓与本发明相同或相近似，或者任何基于本发明做出的变化和替换都在本发明的保护范围之内。