一种新型新能源车辆能源加充方法及其实现装置

本发明涉及一种可以为新能源车辆提供能源快速加充的方法及其实现装置，尤其 是能进 行同类型新能源车辆动力电池的共享使用，属于国家重点支持的高新技术领 域——六、新能 源与节能(三)新型高效能量转换与储存技术2.新型动力电池(组)与储能 电池技术中的电 池管理系统技术。

目前，公知的新能源车辆充电桩基本构造是由基座、电路、加充接口组合构成，部 分充电 桩增加了互联网软件，实现远程结算和信息查询功能，但是就充电桩本身而言，不 仅一个充 电桩只能对应1-2个充电接口，而且仍需要进行较长时间的车辆停止，进行电量 加充，这就 大幅降低了新能源车辆的使用效率；并且新能源车辆的动力电池受技术限制， 车辆行驶距离 受到局限，致使目前市场使用的新能源车辆难以进行长途行驶；而现有解决 方式仅仅是加大 充电桩建设力度，通过提升充电桩分布密度实现新能源车辆的远程行驶， 但是这种方法依然 受限于加充时间的限制，其实用价值不高，致使新能源车辆的远程行驶 无法真正实现，也因 此而局限了新能源车辆的推广使用。

而且，目前许多新能源车辆的动力电池采用电池组的方式在车体后备箱中安放， 单个动力 电池体积小，重量也不大，可以十分方便的进行电池更换，为本发明的实现提供 了良好基础。

本发明的目的是提供一种新的新能源车辆动力(或能源)补充方法，通过动力电池 的快 速更换，能方便地进行新能源车辆的动力补充，以实现车辆的远程行驶；该方法的实 现装置 可由所述的多功能充电桩系统具体实现，解决了制约新能源车辆长距离行驶的问 题。

技术方案

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种新的新能源车辆 动力(或 能源)补充方法，通过动力电池的快速更换，能方便地进行新能源车辆的动力补 充，以实现 车辆的远程行驶；该方法由所述多功能充电桩系统具体实现，解决了动力电池 的快速更换所 面临的问题。

本发明的有益效果是：

可以方便新能源车辆的使用者在行驶过程中查看电量信息，明确电量不足的电 池；通过 移动互联网进行加充点地理位置查询，在加充地点进行动力电池的快速更换。由 于采用上述 方案，可以改进现有新能源车辆的能源加充方式，实现车辆动力电池的快速更 换，大幅减少 新能源车辆的能源补充时间，使新能源车辆的能源补充在短短的几分钟内完 成，从而大幅提 升了新能源车辆的可持续行驶能力，解决了新能源车辆推广使用的一个瓶 颈问题。

本发明所涉及的技术领域与分支技术均已成熟，本发明提出的方法和实现装置可 以快速 实现。不仅可以广泛应用于各类新能源汽车，也适用于各类电动自行车(只需要对 电池规格 型号与加充接口进行调整即可)。相较于现有的汽车充电桩，具有快速、方便、自 动化程度 高的新特征，而且操作简单，成本低；整体技术成熟度高，可以进行延展开发，例 如：增加 机器人功能组件，可以实现行电池自动化更换的功能，更加节约时间和人力。

下面结合附图和实例对本发明进一步说明。

图1整体应用效果示意图是本发明所述方法的工作原理示意图。

图2系统整体构造示意图是本发明实现装置的整体结构示意图。

图3固锁装置运行示意图是图2中的关键部件闭锁装置6工作示意图。

如图中所示，具体部件名称与主要功能为：

1 充电桩基座：为系统装置整体提供子装置固定和基础保护作用；

2 电源电路：接外接电源，内部电路布设于基座内；

3 显示屏：显示电池状态(电池型号、充电状态、是否损坏)，信息发布、支付结算；

4 电池状态检测器：对放置好的电池进行实时检测，形成数据信息，传输显示在显 示屏 上和用户APP前端或车辆信息系统中；

5 充电接口：包括电池充电接口和车辆充电接口；与电池状态检测器一起安装的 是电池 充电接口，其功能是为防止好的电量不足的电池进行自动充电，充电完毕后会自动 断开； 显示屏旁边的是车辆充电接口，去功能是为不需要快速更换的新能源车辆进行常规 充电；

6 固锁装置：提供电池固定作用，并且联接电池状态检测器，当电池未放置时，固 锁装 置处于打开状态；电池放置后，电池状态检测器检测电池状态无误后，固锁装置关闭， 固定好电池；当电量充足的电池需要提取时(技术方案1所述)，固锁装置打开；其工 作示意 图如下图2所示；并且可以根据需要进行尺寸调节，以适用于不同规格的电池。

7 监控报警装置：对系统设备整体及周边进行监控，避免设备人为损坏、盗窃或电 池意 外脱落情况，并在意外情况发生时，向监管人员发出警报信号，现场发出报警提示音， 便于进行设备维护。

8 汽车电池：安置于固锁装置上，充满电后可以更换为电量不足的电池进行加充， 并可 预设不同规格要求以适用于不同的新能源车辆使用要求。

1.在图1所示为本发明所述的方法(方案)整体系统实施示意图示例，当新能源车 辆行 驶中车内电池8电量不足时，电池状态检测器4发出提示信息，用户可以通过后台系 统进行设施位置精确搜索，选择合适的电池更换地点；到达电池更换地点后，取出车 内电 量不足的电池8，从本发明中所述的设施中按使用要求进行电池8更换，从而实 现短时间内 的新能源汽车的能源补充，继续行驶。

2.本发明所述的具体实现装置示意图如图2所示，在充电桩基座1上布设电池固锁 装置 6，对放置的电量不足的新能源车辆动力电池8进行电池自动检测，确定型号与电池状 态无误后进行电池电量的自动加充；随后解锁一个加充完毕的同类型动力电池8，使 用户 可以将电量充足的同类电池更换到新能源车辆内，从而实现新能源车辆动力的快 速补充。 其特征在于：在电池更换时，必须先将电量不足的电池放置在充电桩基座1 上的固定位置 (即固锁装置6上)，由电池状态检测器4进行自动检测，明确电池电 量和电池状态，避免电 量充足的电池和故障电池放到充电桩上；并且将电池状态在充 电桩的显示屏3上显示出 来；并且显示屏3还提供相关的加充电结算服务和辅助功能， 例如：地图查询、充电桩分布 图、信息发布；此外，电池状态检测器4还可以加装在 新能源车辆的动力电池8系统中，使用 户可以实时查看车辆电池8使用情况，明确电 量不足的具体电池，便于电池更换；并且电池 状态检测器4还会对放置在固锁装置6 上的电量不足电池进行加充预检测，判断电池规格 型号、电量剩余情况和电池有无质 量问题，避免有质量问题的电池放入，只有符合更换标 准的电池才能放入固锁装置6 上，同规格型号、已经加充完毕的电池才被允许更换，从而避 免损失；而且固锁装置 6不仅用于电池的固定，还与监控报警装置7结合，避免人为损坏、盗 窃和电池脱落， 影响使用。

3.在图2所述的过程前后，用户还可以通过移动互联技术，检索查询是否具有数量 足够 的电量加充完毕的更换电池，筛选合适的更换地点，并进行预约和支付结算。而更换 后的电量不足的电池，则在充电桩上进行自动充电，并且将具体信息实时传输至用户 前端 APP或车辆信息系统中，供后续用户使用。

4.本发明所述充电桩系统是由充电桩基座1、电源电路2、显示屏3、电池状态检测 器4、 充电接口5、固锁装置6、监控报警装置7与配套控制软件组成，其特征是不仅可以为 有充电需求的新能源车辆提供传统的充电功能，还可以通过配套控制软件技术，利用 信息 技术和互联网技术，使同类型新能源电池可以共享使用，降低使用成本，改进现 有新能源 车辆的能源加充方式，实现车辆电池的快速更换。

5.本发明所述的一种新型新能源车辆能源加充方法及其实现装置，其特征还在 于：可以 调节整体装置的尺寸大小和充电基座1(或充电接口5)数量和规格，以适用于不同 类 型的新能源汽车的电池8要求，并尽可能多的提供电池数量，满足电池更换频率较高 的 使用需求；此外，还可以为充电桩配备一些助力设施，帮助力量较小的用户(例如： 女性用 户或老年用户)进行电池更换或者对重量较大的电池进行更换。

6.在图2中，充电桩基座1为各子装置提供固定和一定的基础保护，各子装置根据 功能 按需求分布在基座上，可以按如图所示的方案做常规布设，也可以根据实际需要进行 调整，以适用于不同类型的新能源车辆；

7.在图1中，当用户有使用需求时，可以通过显示屏3进行操作，显示屏3选用液晶 触 摸屏幕，可以方便用户操作；例如：用户可以选择需要更换的电池型号(或车辆型号) 与 电池数量，支付结算；并可以与相匹配开发的APP进行实时信息交互，即可通过手 机进行类 似操作；用户在选定更换电池的具体要求后，对应的固锁装置6由紧固状态 打开，电池解 锁，用户便可将充满电的电池取出，与电量不足的电池进行更换；

8.在图2中，电源电路2为系统装置的总能源接入口，为各子装置运行和电池8加充 提 供能源；可以根据实际需求安置在基座1的前部、后部、侧面或者底部；监控报警装 置7 为系统整体的安防监控设备，对系统设备整体及周边进行监控，避免设备人为损 坏、盗窃 或电池意外脱落情况，并在意外情况发生时，向监管人员发出警报信号，现 场发出报警提 示音，便于进行安全保障和设备维护；

9.在图1中，充电接口5还可以根据实际需求，在基座1上的前部、侧面和后部加装 常 规的新能源车辆加充插头，为不需要进行电池更换的新能源车辆提供常规加充。

10.在图3所示实施示例中，可以看到，固锁装置6在未放入电池8的时候处于打开 状态， 当电池8放入后，便自动进行紧固，固定电池8，放置加充过程中发生位移，导致安 全 事故。

附注：在说明书附图中没有对配套APP、控制系统、一些附属零件/配件进行图 例 说明，主要是考虑这些内容主要属于软件配置，不便于在本发明中进行完全 表述；一些附 属零件/配件则要根据不同的装置制作要求进行具体匹配(例如紧固 螺丝、电路布置需要 根据不同需求进行调整)，并且对本发明的功能实现不具有决 定性作用，故不做具体表述。