一种具有模块化电池的电动汽车的制作方法 专利技术说明

车辆装置的制造及其改造技术1.本实用新型涉及新能源汽车电池技术领域，具体是一种具有模块化电池的电动汽车。背景技术：2.伴随着国内新能源汽车的迅猛发展，困扰电动汽车车主的里程焦虑现象愈发突出，而核心问题就是如何能够快速、便捷地给电动汽车的电池充电。3.而现有技术中的充电桩一般都是直接给电动汽车进行充电，车主需要等待较长的时间，而快速充电对电池的损害较大，因此具有改进的必要。技术实现要素：4.本实用新型的目的在于提供一种具有模块化电池的电动汽车，以解决上述背景技术中提出的问题。5.本实用新型提出来一种技术方案是一种具有模块化电池的电动汽车，包括汽车车体，所述汽车车体内设置有模块化电池组以及与所述模块化电池组通信连接的电池管理系统，所述模块化电池组包括中央电池单元及易充电池单元，所述易充电池单元包括电池本体，所述电池本体包括壳体，以及设置在所述壳体内的若干个电池，每个所述电池可拆卸连接在所述壳体内，每个所述电池之间相互串联连接，所述模块化电池组还包括用于识别电池身份的识别模块,所述识别模块用于与云端处理器通信连接，用于统一管理所述模块化电池。6.所述电池本体还包括：用于封盖壳体的壳体上盖，所述壳体上盖上方设置上盖把手,所述壳体和壳体上盖为一体式或分离式；所述壳体背离所述壳体上盖的一侧还设置有用于与汽车车体进行连接的电池单元定位结构，所述壳体的内底壁上还设置有定位槽。7.所述电池还包括电池箱体，所述电池箱体上设置有提拉件、定位孔以及定位销，所述定位孔设置在所述电池箱体的上端，所述定位销设置在所述电池箱体的下端，且与所述壳体内的定位槽配合连接。8.所述电池还包括连接接口单元，所述连接接口包括充放电接口以及身份标识芯片接口模块。9.所述壳体上盖朝向电池的一侧面上设有若干上盖定位柱，所述上盖定位柱与所述定位孔配合连接。10.所述壳体上设有充电接口和放电接口，所述放电接口与中央电池单元的充电接口电性连接。11.所述中央电池单元设置在所述汽车车体的中间位置处，且与所述汽车车体固定连接。12.所述易充电池单元分别设置在所述汽车车体的前部和/或后部；所述易充电池单元与所述中央电池单元之间并联连接，所述易充电池单元与所述汽车车体可拆卸连接。13.所述识别模块包括身份标识芯片及类rfid标签，所述类rfid标签及身份标识芯片用于记录电池的身份信息、电池寿命、充放电次数等信息，并与云端处理器通信连接。14.每个所述电池本体内的电池的数量为14个，且同属于一组固定编组，每个所述电池的额定输出电压为24v；所述汽车车体上用于安装电池本体的位置处还设置有保温层。15.本实用新型通过改进在此提供一种具有模块化电池的电动汽车，与现有技术相比，具有如下改进及优点：16.提供一种具有模块化电池的电动汽车，配合电动汽车电池模块化管理系统以及模块化电池充换电装置，可以实现电池电量、寿命即充放电极限次数、充放电次数等信息的实时监控、电池充电与使用场景可以彻底分开或逆变充充或直接充电、快速完成电池更换与费用结算、电池生产-使用-回收销毁全生命周期的有效跟踪等，实现比加油更快捷、更便宜的用户体验，解决里程焦虑，助力电动汽车的普及和使用。附图说明17.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步解释:18.图1为本实用新型的等轴测结构示意图；19.图2为本实用新型的仰视轴测结构示意图；20.图3为本实用新型中电池本体的等轴测结构示意图；21.图4为本实用新型中电池本体的爆炸图；22.图5为本实用新型中壳体的轴测结构示意图；23.图6为本实用新型中电池的等轴测结构示意图；24.图7为本实用新型中电池的仰视图；25.图8为本实用新型中所提及的充电装置的结构示意图。具体实施方式26.本实用新型的核心是提供一种具有模块化电池的电动汽车，以解决背景技术中所提及的问题。27.下面将结合附图1至图8对本实用新型进行详细说明，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。28.需要说明的是，本实用新型实施例中所使用的“第一”“第二”等描述仅用于描述目的，不应当理解为其指示或隐含指示所限定的技术特征的数量，由此，本说明书各实施例中限定有“第一”“第二”的特征可以表明包括至少一个该被限定的技术特征。29.本说明书中所记载的本实用新型的各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时，应当认为该技术方案的结合不存在。30.如图1-8所示，本实用新型为一种具有模块化电池的电动汽车，所述汽车车体1内设置有模块化电池组2以及与所述模块化电池组通信连接的电池管理系统，所述模块化电池组2包括中央电池单元21及易充电池单元22，所述易充电池单元22包括电池本体23，所述电池本体23包括壳体24，以及设置在所述壳体24内的若干个电池25，每个所述电池25可拆卸连接在所述壳体24内，每个所述电池25之间相互串联连接，所述模块化电池组2还包括用于识别电池身份的识别模块,所述识别模块用于与云端处理器通信连接，用于统一管理所述模块化电池。31.需要说明的是，每个电池本体23内的电池25，同属于一组固定编组。32.本实用新型所提及的电动汽车具备标准化的模块化电池，配合电动汽车电池模块化管理系统以及模块化电池充换电装置，可以实现电池电量、寿命即充放电极限次数、充放电次数等信息的实时监控、电池充电与使用场景彻底分开、快速完成电池更换与费用结算、电池生产-使用-回收销毁全生命周期的有效跟踪等，实现比加油更快捷、更便宜的用户体验，解决里程焦虑，助力电动汽车的普及和使用。33.所述电池本体23还包括：用于封盖壳体24的壳体上盖241，其上方设置上盖把手242,所述壳体24和壳体上盖241为一体式或分离式；所述壳体24背离所述壳体上盖241的一侧还设置有用于与汽车车体1进行连接的电池单元定位结构243，所述壳体24的内底壁上还设置有定位槽244。34.所述电池25还包括电池箱体251，所述电池箱体251上设置有提拉件252、定位孔253以及定位销254，所述定位孔253设置在所述电池箱体251的上端，所述定位销254设置在所述电池箱体251的下端，且与所述壳体24内的定位槽244配合连接。35.所述电池25还包括连接接口单元255，所述连接接口255包括充放电接口256以及身份标识芯片接口模块257。36.通过提拉件252的设置，方便电池25的提拉和运输，并且提拉件252与电池箱体251铰接，从而可以折叠，收纳到电池箱体251的凹槽内。37.所述壳体上盖241朝向电池25的一侧面上设有若干上盖定位柱245，所述上盖定位柱245与所述定位孔253配合连接。38.所述壳体24上设有充电接口3和放电接口4，所述放电接口4与中央电池单元21的充电接口电性连接。39.所述易充电池单元分别设置在所述汽车车体1的前部和/或后部；所述易充电池单元22与所述中央电池单元21之间并联连接。40.所述识别模块包括身份标识芯片及类rfid标签，所述类rfid标签及身份标识芯片用于记录电池的身份信息、电池寿命、充放电次数等信息，并与云端处理器通信连接。41.每个所述电池本体23内的电池25的数量为14个，且同属于一组固定编组，每个所述电池的额定输出电压为24v。42.将同一电池本体23内的电池25，设置为一个固定编组，从而方便了对电池25的统一管理。43.通过设置中央电池单元21以及易充电池单元22，从而使得易充电池单元22可以作为移动的储能电源，在中央电池单元21电量低的情况下，可以选择将易充电池单元22作为储能电源给中央电池单元21进行充电，从而解决了电动汽车里程不足的问题，由此可以避开用电高峰时充电，可以在用电低谷时段对易充电池单元22和/或中央电池单元21进行充电，不需要占用开车时间，并且也有助于碳达峰和碳中和的发展。44.并且易充电池单元22可以实现充电和/或更换电池本体23的多样化选择，进一步提高电力储能的利用率。45.所述汽车车体1上用于安装电池本体23的位置处还设置有保温层5。46.汽车电池的保温方案是在壳体24的外围加有含有加热装置的保温层5，此保温层5是选用项，用户可以根据需要选择采用也可以不采用。47.采用加装保温层5时，用户可以根据环境温度设定不同温度控制方式，当电池温度下降到设定温度-5℃或其他温度指定时，可以自动开启升温模式，当电池温度升到设定的温度5℃或其他指定温度时，升温停止，保证电池温度在恒定的温度范围内，避免电池在低温时电量消耗过低，保证汽车可以随时发动。对于保温层5的散热，由于电池本体23大部分时间是在汽车车体1外分块单独充电，因此不会形成热积累效应，而在充电桩充电时，需要采用低速慢充的形式，因此避免热积累效应。48.需要进一步说明的是保温层5是可选项，对于环境温度始终不是低温的地方，可以不用保温层。49.本实用新型还提供一种模块化电池的充换电装置，用于电动汽车模块化电池的充电和/或更换，包括充换电本体，以及与所述充换电本体电性连接的中央处理模块，以及云端处理器，所述云端处理器与所述中央处理模块通信连接，所述云端处理器对电动汽车的模块化电池的身份信息进行分析，并将分析结果传输至中央处理模块，所述中央处理模块对模块化电池的充电模式进行选择。50.所述充换电本体包括充换电装置机身11，其设有信息显示/交互装置12和电池充换电箱13；所述充换电装置机身11上还设有输入电源装置14；所述充换电装置机身11上还设有用于直接对接智能电动汽车进行充电的装置外充电接口16；所述电池充换电箱13上设有若干个用于给电池25充电的电池插口18。51.所述模块化电池包括电池本体23及识别模块，所述电池本体包括若干个电池25，且同属于一组固定编组，若干个所述电池25串联连接，所述识别模块用于记录电池的身份信息，并与云端处理器通信连接。52.所述身份信息包括电池身份标识、电池寿命及电池历史充放电次数。53.充电模式包括整车充电、电池充电及更换电池。54.所述充换电本体还包括交流电输出装置17，所述交流电输出装置17设置在所述充换电装置机身11上，以及与所述电池插口18竖向相同的充电状态显示灯19，每个所述充电状态显示灯19分别位于对应电池插口18处。55.所述充换电装置机身11包括机体和机座，所述中央处理模块15位于所述机体上方，所述信息显示/交互装置12电池充换电箱13位于所述机体上，所述机座一侧设置所述输入电源装置14、另一侧设置所述交流电输出装置17，所述装置外充电接口16位于所述机座上。56.本充换电装置安装配套的换电管理模块和收银模块等，通过调取云端处理器提供的数据查询和提交接口，将收集到的电池信息、充换电装置信息及用户账号和请求信息等提交给云端处理器，并依据云端处理器的处理结果，拒绝、允许或实施客户的换电服务请求，实现换电服务。57.当需要更换电池时，费用结算方式为：用户的电池价值＝拥有的所有模块化电池的实际剩余充放电次数之和+盈余电池充放电次数。58.需要说明的是，用户拥有的电池都是固定电池编组的形式存在的，而电池的价值是以电池的剩余充放电次数来衡量和计算的。标准化模块电池的电池寿命即最大充放电次数是固定的，在本实用新型的一个实施例中，最大充放电次数为1000次；用户在购车时，随车的电池数量和每个电池内的模块化电池的数量，就决定了用户账户中的电池价值。59.说明：“盈余电池充放电次数”在购买新车时为0，在用户更换电池本体23内放置的电池组时，如果更换出去的电池组的合计剩余充放电次数比更换到手的电池组的合计剩余充放电次数还要多即更换出去的电池组比较新，这时，新旧电池的剩余充放电次数差就会累加保存在“盈余电池充放电次数”中，“盈余电池充放电次数”可以在后续更换比自己新的电池组时使用。需要说明的是“盈余电池充放电次数”不能为负。60.需要说明的是，该电池组为含若干块同属于此固定电池编组内的电池25。61.在本实用新型的实施例中，还包括电池组更换的价值交换，当更换出去的电池组比较新即更换出去的电池组的合计剩余充放电次数比更换到手的电池组的合计剩余充放电次数还要多时，新旧电池的剩余充放电次数差就会累加保存在用户账户的“盈余电池充放电次数”中，用户不必支付额外的费用；62.当更换出去的电池组比较旧即更换出去的电池组的合计剩余充放电次数比更换到手的电池组的合计剩余充放电次数少时，新旧电池的剩余充放电次数差优先从用户账户的“盈余电池充放电次数”中扣除，如果仍然不足，用户需要支付额外的费用，计算方式为差额次数*单次充放电次数的折价。63.需要说明的是，额外的费用可以是以押金的形式进行支付，也可以是单独支付单笔费用。64.需要说明的是，请求信息包括用户自行选择的充电模式类型信息。65.需要说明的是，本实用新型提及的模块化电池，包括电池本体23，以及用于识别电池身份的识别模块,所述识别模块用于与云端处理器通信连接，用于统一管理所述模块化电池；66.所述电池本体23包括壳体24，以及设置在所述壳体24内的若干个电池25，同一电池本体23内的电池25同属于一组固定编组，每个所述电池25可拆卸连接在所述壳体24内，每个所述电池25之间相互串联连接。67.在本实用新型的一个实施例中，一个电池本体23内的电池25通过串联相连，通过开关控制充电输入/动力输出。而且，一个电池本体23即可有效满足电动汽车基本的驱动和驾驶需求，而每增加一个电池本体23即可增加相应的续航里程。68.需要说明的是，可以根据一个电池本体23需要的电压和电流指标，按照一块电池25的设计荷载电压和电流参数，配套具体电池编组内的电池25的数量。69.在本实用新型的一个实施例中，将电池模块化设计可以有效减轻每块电池的重量，方便电池的生产、运输、检测和更换等工作，流通性和实用性更强。70.进一步的，每个电池本体23都可以单独充电、换电，可以做到一个电池本体23的电量完全耗光后，整体更换其内的电池组，有效保护电池，充分利用电池25的理论寿命。多个电池本体23的设计，可以实现把需要充电的电池本体23内的电池组单独拿出来放到智能充换电设备上进行充电，其他电池本体23仍然可以有效确保电动汽车的正常运行。71.在本实用新型的一个实施例中，所述识别模块电池识别单元，每个所述电池25上均设置有所述电池识别单元。72.所述识别模块包括身份标识芯片及类rfid标签，所述类rfid标签及身份标识芯片用于记录电池的身份信息、电池寿命、充放电次数等信息，并与云端处理器通信连接。73.在本实用新型的一个实施例中，电池的标识芯片和类rfid标签的设计标准、规格、位置、技术参数、软硬件接口协议标准化，确保与管理系统交互通讯畅通。其中，身份标识芯片可以实现接触式的信息交互，而类rfid标签可以实现非接触式的信息交互。74.所述类rfid标签包括读写器、天线以及电子标签，所述电子标签内置有唯一的uid码。75.每个所述电池本体23内的电池25的数量为14个，每个所述电池25的额定输出电压为24v。76.在本实用新型的一个实施例中，身份标识芯片和类rfid标签具有加密处理，从而确保电池本体23及其内的电池25信息可控，身份标识芯片和类rfid标签会记录电池25的身份信息、电池寿命、充放电次数等信息，并可与智能电动汽车、智能充放电装置、管理系统等通过芯片读写接口做实时交互，从而有效监控电池的流转和使用情况，做到来源可查、去向可追。77.需要说明的是芯片读写接口，可以是接触式的及非接触式的，具体的芯片读写接口为现有技术，固不做赘述。78.将每块电池25实行一物一码管理，相当于赋予每块电池25一个身份证。所有电池25的身份信息在云端处理器的数据库中集中统一存储，确保全网身份信息唯一，云端处理器提供数据的查询和提交接口，可随时查询和提交更新。79.进一步的，每块电池25都配备身份标识芯片和专门的唯一的rfid标签或可以提供类似功能的物联网标签，统称“类rfid标签”，身份标识芯片和类rfid标签可以单独使用，也可以组合使用，身份标识芯片和类rfid标签内的身份标识信息，写入后不可擦写，确保身份无法被恶意复制和篡改，电池的其他属性、电量及充放电次数等信息，也会保存在芯片内，可读写，信息实施加密处理，确保信息不被恶意篡改。80.需要说明的是，身份标识芯片及类rfid标签通过信息读写设备进行读取和写入，该类信息读写设备根据需要可以分别安装在智能手机/手持pda、电动汽车和智能充换电装置等设备或装置内，该类信息读写设备可以实时读写标识芯片和类rfid标签内的信息，并通过显示设备呈现给用户，该类信息读写设备具备实时上网功能，即“网络通讯模块”，可以采用lan、wifi、4g或5g等手段，可以通过云端处理器提供的数据查询和提交接口，与云端处理器进行数据交互，交互数据实施加密处理，实现信息的安全和实时双向传输，进而校验、同步后台处理器和芯片内的信息。81.实时汇总到云端处理器的信息，经整理和筛选后，又可以将有效信息及时反馈给用户，通过车载的信息显示和交互模块、智能充换电装置的信息显示和交互模块、手机app和小程序等方式呈现给用户，需要说明的是，信息交互方式包括但不限于屏幕显示、声音提示、报警灯提示等方式。82.标识芯片中包含配置分区和数据分区。可以对这两个分区分别进行锁定操作，在未做锁定操作前，两个分区都是可以任意读写的，一旦对分区进行了锁定操作，就只能读取，而无法进行写入，并且无法对锁定的分区再次进行解锁操作，确保信息的安全可靠；数据分区又包括密钥存储区和数据储存区，密钥存储区内保存密钥信息，数据存储区内保存电池型号、剩余电量、电池寿命、充放电次数等与电池相关的信息。83.标识芯片在出厂预配置的时候，由配套的芯片读写设备根据父密钥和加密算法生成唯一派生密钥，并写入到标识芯片的密钥存储区，密钥一旦写入，即被固化保护，将无法从外部进行读写操作。84.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并非因此限制本实用新型的专利保护范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。









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