一种电动汽车共享电池系统的制作方法

本实用新型属于电动汽车充电设施技术领域，具体说是一种电动汽车共享电池系统。

背景技术：

目前，随着新能源汽车特别是纯电动汽车在全球的迅速推广普及，电动汽车充电速度慢，续航里程较短，便利性不足的问题日益突出，成为制约电动汽车日常使用体验和电动汽行业进一步发展的最大瓶颈。因为，汽车电池本身电化学特性和电网节点功率制约，充电速度不可能在短期内得到大的提升，能与燃油车的加油速度相当。而更换汽车电池可以达到快速恢复电动汽车动力的需求，更符合传统汽车用户的使用习惯，是目前提高用户体验的最佳选择。但是，当前市场上的电动汽车，由于缺乏统一标准，各个厂家的电池、电气、机械接口，电池管理系统接口均不相同，成为建立汽车电池更换系统的最大障碍。

因此，亟待开发一种电动汽车共享电池系统，设计标准统一的电动汽车用的电池，可以共享使用，电动汽车换电柜可以自动接收电动汽车用的电池，并送到电动汽车换电柜的充电位充电，再并将满电的电池自动送到电动汽车换电柜外，实现全自动快速更换电池。

技术实现要素：

本实用新型为解决现有技术存在的上述问题，提供一种电动汽车共享电池系统，电池可以共享使用，电动汽车换电柜可以自动接收电动汽车用的电池，并送到电动汽车换电柜的充电位充电，再并将满电的电池自动送到电动汽车换电柜外，实现全自动快速更换电池。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种电动汽车共享电池系统，包括电动汽车换电柜、电动汽车用的电池及中心服务器，其特征在于，所述电动汽车换电柜包括柜体、多个用于电池充电的充电位、充电电路及控制系统，所述控制系统中包括识别电池ID的识别读取装置及通讯模块，所述充电位内设置一充电插座，在所述柜体内设置换电转换台或机械手；所述电池的壳体一端设置连接器插头，另一端设置连接器插座,所述电池上设置唯一ID的电子标签及通讯模块；所述中心服务器存储有所述电池的电池信息，所述中心服务器与所述电动汽车换电柜实现网络通讯。

对上述技术方案的改进：所述柜体正面设置电池进出口，所述换电转换台包括换电转换台框架、底座、电池托盘及电池托盘驱动机构，所述底座上设置所述电池托盘驱动机构及电池托盘，所述电池托盘上设置电池输送装置，所述底座与所述换电转换台框架活动连接，所述换电转换台框架上设置底座升降驱动装置，所述控制系统控制所述底座升降驱动装置驱动所述底座升降，由所述控制系统控制电池托盘驱动机构驱动所述电池托盘转动、纵向移动及横向移动，所述控制系统控制所述电池托盘的电池输送装置自动接收送达所述电池进出口的缺电电池，并送到空闲的所述充电位充电，接收从所述充电位输送出的满电电池，并输送出所述电池进出口。

对上述技术方案的进一步改进：所述电池的壳体为长方体形，所述壳体设置连接器插座的一端设置内凹槽,所述连接器插座设置在所述内凹槽中，所述的连接器插头与所述连接器插座通过所述壳体内的电路连接，所述壳体的侧面或/顶面上设置转轮；所述电动汽车换电柜的充电位内设置所述的电池，所述电池的连接器插头与所述充电位内的电池充电插座插接。

对上述技术方案的进一步改进：所述电动汽车共享电池系统还包括电动汽车，所述电动汽车包括车体、底盘、电力驱动系统、驾驶室及汽车控制系统，所述的电力驱动系统包括电池仓，所述电池仓固定在所述底盘下部，所述电池仓为长方形腔体，一端为电池出入口，另一端内侧设置电池连接器插座，所述的长方形腔体内设置电池自动推出及导入装置；所述电池仓的电池出入口朝向电动汽车行进的前方、后方或侧方；所述汽车控制系统控制所述电池仓内的电池自动推出及导入装置动作。

对上述技术方案的进一步改进：所述电池仓内的电池自动推出及导入装置包括在所述长方形腔体底面上设置的辊筒、电机、电机控制器及同步传动带，所述电池仓内至少放置一节所述的电池，所述电池通过连接器插头与所述电池仓内的电池连接器插座连接，各节所述的电池通过连接器插头与连接器插座首尾插接串联或并联在一起。

对上述技术方案的进一步改进：所述电池托盘驱动机构包括所述底座上设置的纵向移动导轨，有一横向移动机构安装板的底面上设有纵向移动滑块，所述纵向移动滑块设置在所述纵向移动导轨上，所述底座上设置由第一电机、第一减速机及第一丝杠组成的纵向驱动装置，所述纵向驱动装置驱动横向移动机构安装板纵向移动导轨移动；所述横向移动机构安装板上设置横向移动导轨、由第二电机、第二减速机及第二丝杠组成的横向驱动装置，有一转动支撑的底面上设置横向移动滑块，所述横向移动滑块设置在横向移动导轨上，由横向驱动装置驱动转动支撑横向移动，所述转动支撑上设置转动台，所述转动台上设置电池托盘，所述转动支撑上设置旋转驱动电机，由旋转驱动电机驱动所述转动台及电池托盘转动。

对上述技术方案的进一步改进：所述换电转换台框架为方形框架，方形框架内竖直设置4根滑杆，所述底座具有方形边框，所述方形边框4个角上各设置一上下移动滑块，4个所述上下移动滑块活分别套在4根所述滑杆上；所述底座升降驱动装置包括升降电机、转轮、索带、底座托盘及配重块，所述升降电机通过一电机安装板固定在所述换电转换台框架上端，所述升降电机的转轴上设置所述转轮，所述的索带绕在所述转轮上，所述的索带的一端连接所述配重块，所述的索带的另一端连接所述底座托盘，所述底座托盘与所述底座连接。

本实用新型与现有技术相比的优点和积极效果是：

1、本实用新型中的电池设计为标准通用结构，可以共享使用；本实用新型的电动汽车的电池仓内设置的电池自动推出及导入装置，可以自动推出其中的电池，也可自动导入电池，便于与充电设备的电池进行快速更换；本实用新型电动汽车换电柜可以自动接收电动汽车电池仓自动送出的缺电电池，并送到电动汽车换电柜的充电位充电，再并将满电的电池自动送到电动汽车换电柜外电动汽车的电池仓上，实现全自动快速更换电池；

2、本实用新型换电简单快捷，省去了人工操作，提高了换电效率，实现了无人工更换电动汽车的电池；

3、本实用新型电动汽车换电柜的控制系统中包括识别电池ID的识别读取装置，控制系统包括与电动汽车进行无线通讯的无线通讯模块，可以实现无网络条件下进行近距离通讯；

4、本实用新型电动汽车换电柜的控制系统包括中心服务器及与中心服务器通过网络连接的网络模块，可以实现通过网络进行通讯和远程控制。

附图说明

图1是本实用新型一种电动汽车共享电池系统中的换电转换台展示正面的立体图；

图2是本实用新型一种电动汽车共享电池系统中的换电转换台的主视图；

图3是本实用新型一种电动汽车共享电池系统中的换电转换台展示背面的立体图；

图4是本实用新型一种电动汽车共享电池系统中的电池托盘及其驱动机构的俯视图；

图5是本实用新型一种电动汽车共享电池系统中的电池托盘及其驱动机构的立体图；

图6是本实用新型一种电动汽车共享电池系统中的电池托盘及其驱动机构展示后部的立体图；

图7是本实用新型一种电动汽车共享电池系统中电动汽车换电柜的立体图；

图8是本实用新型一种电动汽车共享电池系统中电动汽车换电柜的使用状态示意图；

图9是本实用新型一种电动汽车共享电池系统中汽车电池的俯视图；

图10是本实用新型一种电动汽车换电系统中的电动汽车停在电动汽车换电柜前面更换电池的示意图；

图11是本实用新型一种电动汽车换电系统结构示意图；

图12是本实用新型一种电动汽车换电系统换电方法的流程框图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细描述：

参见图1-图11，本实用新型一种电动汽车共享电池系统的实施例，包括电动汽车换电柜25、电动汽车28用的电池26及中心服务器29，所述电动汽车换电柜25包括柜体、多个用于电池充电的充电位25.1、充电电路及控制系统。上述控制系统中包括识别电池ID的识别读取装置及通讯模块，在充电位25.1内设置一充电插座，在所述柜体内设置换电转换台或机械手。电池26的壳体一端设置连接器插头26.2，另一端设置连接器插座26.5,电池26上设置唯一ID的电子标签及通讯模块。中心服务器29存储有所述电池26的电池信息，中心服务器29与电动汽车换电柜25实现网络通讯。

具体而言：上述电动汽车换电柜25的柜体正面设置电池进出口，上述上述换电转换台包括换电转换台框架4、底座9、电池托盘1、电池托盘驱动机构及控制系统。在底座9上设置电池托盘驱动机构及电池托盘1，在电池托盘1上设置电池输送装置，将底座9与所述换电转换台框架4活动连接。换电转换台框架4上设置底座升降驱动装置，控制系统控制底座升降驱动装置驱动底座9升降。由控制系统控制电池托盘驱动机构驱动电池托盘1转动、纵向移动及横向移动。控制系统控制电池托盘1的电池输送装置自动接收送达电动汽车换电柜25的缺电的电池26，并送到电动汽车换电柜25空闲的充电位25.1充电，接收从充电位25.1输送出的满电电池，并输送出电动汽车换电柜25的电池进出口。

上述电池托盘驱动机构包括底座9上设置的两条纵向移动导轨23，有一横向移动机构安装板15的底面上设有两块纵向移动滑块24，两块纵向移动滑块24分别设置在两条纵向移动导轨23上。在底座9上设置由第一电机22、第一减速机及第一丝杠组成的纵向驱动装置，所述纵向驱动装置驱动横向移动机构安装板15纵向移动导轨移动。上述横向移动机构安装板15上设置横向移动导轨18、由第二电机21、第二减速机及第二丝杠16组成的横向驱动装置，第二丝杠16由轴承座17固定在横向移动机构安装板15上。有一转动支撑12的底面上设置横向移动滑块20，所述横向移动滑块20设置在横向移动导轨18上，由横向驱动装置驱动转动支撑12横向移动，所述转动支撑12上设置转动台，所述转动台上设置电池托盘1，在转动支撑12上设置旋转驱动电机19，由旋转驱动电机19驱动所述转动台及电池托盘1转动。

进一步地，上述换电转换台框架4为方形框架，在方形框架内竖直设置4根滑杆7，所述底座9具有方形边框，所述方形边框4个角上各设置一上下移动滑块8，4个所述上下移动滑块8活分别套在4根滑杆7上。

上述底座升降驱动装置包括升降电机13、转轮10、索带3、底座托盘14及配重块11，所述升降电机13通过一电机安装板5固定在换电转换台框架4上端，升降电机13的转轴上设置所述转轮10，将索带3绕在转轮10上，索带3的一端连接配重块11，索带3的另一端连接底座托盘14，底座托盘14与底座9连接。在所述换电转换台框架4上端设置夹紧机构6，将索带3穿过夹紧机构6，夹紧机构6由控制系统控制夹紧或松开索带3。夹紧机构6用于抱死带索3，控制上下运动的启停。

上述电池托盘1上的电池输送装置包括辊筒2、电机、电机控制器及同步传动带，由所述控制系统通过电机控制器控制电机通过同步传动带驱动辊筒2正向或反向转动，推动电池26移出或导入电池托盘1。电池托盘1包括底面和三个侧面，一端为电池出口，靠近电池出口的两个侧面内面设置不锈钢贴片1.1，可以减小电池26进出时的阻力。电池出口端的两个侧面向外侧弯折，便于电池26进入。

上述充电位25.1内设置的电池移动装置包括辊筒、电机、电机控制器及同步传动带，由控制系统通过电机控制器控制电机通过同步传动带驱动辊筒正向或反向转动，推动电池26移出或导入充电位25.1。在充电位25.1设置电池锁定机构25.2，控制系统控制电池锁定机构25.2的开闭。在电动汽车换电柜25的充电位25.1内设置电池26，电池26的连接器插头26.2与充电位25.1内的电池充电插座插接。

参见图9，上述电池26的壳体26.1为长方体形，壳体26.1设置连接器插座26.5的一端设置内凹槽26.4,连接器插座26.5设置在内凹槽26.4中，连接器插头26.2与连接器插座26.5通过壳体26.1内的电路连接，壳体26.1的四个角上各设置一转轮座26.6，在转轮座26.6上安装转轮26.3。转轮26.3的作用使电池26进出电池仓27更加顺畅，不易对电池26产生磨损或出现被卡住现象。

本实用新型的电动汽车共享电池系统还包括电动汽车28，所述电动汽车28车体、底盘、电力驱动系统、驾驶室及汽车控制系统，电力驱动系统包括电池仓27，电池仓27固定在电动汽车的底盘下部，电池仓27为长方形腔体，一端为电池出入口27.1，另一端内侧设置电池连接器插座27.2，电池仓27的长方形腔体内设置电池自动推出及导入装置。电池仓27的电池出入口朝向电动汽车行进的前方、后方或侧方（本实施例是电池仓27的电池出入口朝向电动汽车行进的前方），汽车控制系统控制所述电池仓27内的电池自动推出及导入装置动作，输送出电池26或导入电池26。

电池仓27内的电池自动推出及导入装置包括在所述长方形腔体底面上设置的辊筒27.2、电机、电机控制器及同步传动带，电池仓27内至少放置一节电池26，所述电池26通过连接器插头26.2与电池仓27内的连接器插座26.5连接，各节电池26通过连接器插头26.2与连接器插座26.5首尾插接串联或并联在一起。

如图7所示，本实用新型的一种电动汽车换电柜25中的使用状态，换电转换台设置柜体内中间位置，两侧为多层结构的充电位25.1。

如图8所示，电动汽车28到达电动汽车换电柜25电池出入口处的状态，由电池托盘1与具有电池驱动装置的电池仓27对接，实现电池26的更换。

参见图10-图12，本实用新型一种上述电动汽车共享电池系统的换电方法的实施例，包括如下步骤：

（1）电动汽车28行驶到电动汽车换电柜25前面较近距离后停下，用户发送车内电池信息给电动汽车换电柜25的控制系统；

（2）电动汽车换电柜25的控制系统接收到车内电池信息后转发给中心服务器1，中心服务器1搜索其内存储的电池信息，验证电池是否合法，并将结果发送给电动汽车换电柜25的控制系统；

（3）如果电池不合法，电动汽车换电柜25的控制系统发送验证失败信息给电动汽车28，电动汽车28显示验证失败的提示信息；如果电池合法，电动汽车换电柜25的控制系统发送准备取电池指令给换电转换台，换电转换台运行到电动汽车28电池仓的电池出入口；

（4）电动汽车换电柜25的控制系统发送换电准备就绪指令给电动汽车28，电动汽车28的汽车控制系统发送出仓指令给电池仓27，电池仓27内的电池自动推出及导入装置将缺电的电池26送出电池出入口，电动汽车换电柜25内的换电转换台从电池进出口处接收缺电的电池26；

（5）电动汽车28发送电池出仓完毕指令给电动汽车换电柜25控制系统，电动汽车换电柜25控制系统发送已取到电池指令给换电转换台，换电转换台将缺电的电池运送至空的充电仓27中进行充电；

（6）电动汽车换电柜25的控制系统读取电池信息发送给中心服务器1，中心服务器1修改电池信息，发送电池新的状态信息给电动汽车换电柜25的控制系统；

（7）电动汽车换电柜25的控制系统发送给换电转换台送出电池指令，换电转换台从充电位25.1中取出满电的电池送到电动汽车28电池仓的电池出入口27.3；

（8）电动汽车换电柜25的控制系统发送给电动汽车28电池进仓准备就绪指令，电动汽车28的汽车控制系统发送进仓指令给电池仓27，电池仓27的电池自动推出及导入装置将满电的电池26导入到电池仓27内部；电动汽车28发送给电动汽车换电柜25的控制系统进仓完毕指令；

（9）电动汽车换电柜25的控制系统发送进仓电池的信息给中心服务器1，中心服务器1修改进仓电池的信息并发送给电动汽车换电柜25的控制系统，电动汽车换电柜25的控制单元发送回位指令给换电转换台和电动汽车28，换电转换台回到初始位置；换电完毕。

进一步的，上述电动汽车28是采用用户智能手机或汽车控制系统与电动汽车换电柜25之间通过网络连接通讯或直接建立无线连接通讯。

再进一步的，通过无线连接通讯交换控制指令时，控制电动汽车28与电动汽车换电柜25完成电动汽车28内的缺电电池和电动汽车换电柜25内满电电池的交换，在电动汽车28远离电动汽车换电柜25后自动断开无线连接，所述无线连接包括wifi、ZigBee、Z-Wave、Bluetooth或RF无线通讯。

当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本实用新型的实质范围内所作出的变化、改型、添加或替换，也属于本实用新型的保护范围。