一种具有模块化电池的电动汽车的制作方法

1.本发明属于电动汽车领域，尤其涉及一种具有模块化电池的电动 汽车。


背景技术：

2.当前，汽车与能源、交通、信息通信等领域有关技术加速融合， 电动化、网联化、智能化成为汽车产业的发展潮流和趋势。纯电动汽 车成为新销售车辆的主流，公共领域用车全面电动化，燃料电池汽车 实现商业化应用，高度自动驾驶汽车实现规模化应用，充换电服务网 络便捷高效。目前汽车仍以燃油车为主，所以电动汽车发展空间巨大， 而影响电动汽车发展的主要制约因素是动力电池。电池续航短以及在 寒冷地区电池不耐用是亟需解决的问题。


技术实现要素：

3.为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种具有模块 化电池的电动汽车可通过增加或者更换模块化电池单元从而进行续 航，通过保温层和保温介质的设置，有效延长了电池的续航时间。而 且，电动汽车的电池管理系统可与模块化电池及云端服务器双向通 讯，实时交互数据，对模块化电池可以做到来源可查、去向可追、状 态实时监控。
4.技术方案如下：
5.一种具有模块化电池的电动汽车，包括：
6.汽车车体，其设有电池组和电池管理系统；
7.所述电池管理系统与所述电池组连接；
8.所述电池组包括：
9.中央电池单元，分别与若干个模块化电池单元可拆卸连接。
10.进一步的，所述模块化电池单元包括：
11.电池箱，其内置若干充电电池；
12.所述充电电池上设有可折叠的充电电池把手；
13.用于封盖电池箱的电池箱上盖，其上方设置上盖把手；
14.用于与汽车车体进行连接的电池单元定位结构，其位于所述电池 箱上。
15.进一步的，所述电池箱上盖上设有若干上盖定位柱，所述充电电 池上设置有与所述上盖定位柱配合连接的电池定位孔。
16.进一步的，还包括电池抱紧连杆，分别与用于抱紧电池的电池抱 紧左连杆和电池抱紧右连杆连接。
17.进一步的，所述电池箱上设有充电接口和用于反向供电的储能电 源接口。
18.进一步的，所述模块化电池单元包括：
19.保温层，其底部、周边和上层分别设置有保温介质。
20.进一步的，还包括：
21.保温层传感器，其位于所述保温层内部；
22.传感器触点，设置在所述充电电池下部；
23.所述充电电池下方设置充电电池传感器。
24.进一步的，所述电池组包括1个中央电池单元和若干个模块化电 池单元，所述中央电池单元位于所述汽车车体底部。
25.进一步的，所述模块化电池单元分别设置在所述汽车车体的前部 和/或后部；所述模块化电池单元之间采用串联和/或并联的连接方 式。
26.进一步的，所述模块化电池单元中的充电电池都设有一个具备唯 一身份标识及充放电次数记录功能的芯片和/或类rfid标签，可与智 能电动汽车电池管理系统、智能充放电装置等通过芯片读写接口做实 时交互。
27.进一步的，电动汽车的电池系统包括电池组和电池管理系统，电 池管理系统具备如下模块/装置：
①
核心控制模块，
②
信息显示&交互 模块，
③
开关控制装置，
④
通讯控制装置，
⑤
电池状态监测装置，
⑥ꢀ
充电控制装置，
⑦
交流电输出装置，
⑧
网络通讯模块。电池管理系统 可以与充电电池的芯片双向信息交互，识别充电电池的有效性、获取 和设置充放电次数等信息。电池管理系统通过控制“网络通讯模块
”ꢀ
连接到internet，与云端服务器进行通讯，实时交互数据，实现电 动汽车、电池箱及充电电池的状态、数据信息全网共享，来源可查、 去向可追、状态实时监控。
28.本发明的有益效果是：
29.本发明所述的具有模块化电池的电动汽车可通过增加或者更换 模块化电池单元从而进行续航，通过保温层和保温介质的设置，有效 延长了电池的续航时间。
30.本发明解决了困扰电动汽车车主的里程焦虑问题，使用模块化电 池的电动汽车，其电池标准化，替换方便。
31.本电动汽车可作为储能电源，可作为一种有效的移动供电装置， 可作为220v电源使用。
32.外围的保温设计可以避免电池在冬季严寒的季节电量消耗过快， 保证汽车可以随时发动。
33.本电动汽车的电池管理系统可与模块化电池及云端服务器双向 通讯，实时交互数据，对模块化电池可以做到来源可查、去向可追、 状态实时监控。
附图说明
34.图1为本发明实施方式1结构示意图；
35.图2为本发明实施方式2结构示意图；
36.图3为本发明电池组结构示意图；
37.图4为本发明模块化电池单元俯视图；
38.图5本发明模块化电池单元结构示意图；
39.图6为本发明模块化电池单元保温结构示意图；
40.图7为本发明模块化电池单元抱紧结构示意图；
41.图中附图标记如下：1-汽车车体、2-电池组、3-中央电池单元、 4-模块化电池单元、5-保温层、6-保温介质、7-电池单元定位结构、 8-电池箱、9-电池箱上盖、10-上盖把手、11-上盖定位柱、12-充电 接口、13-储能电源接口、14-充电电池、15-电池抱紧连杆、16-充
电 电池把手、17-电池定位孔、18-充电电池传感器、19-传感器触点、 20-保温层传感器、21-电池抱紧左连杆、22-电池抱紧右连杆、23
‑ꢀ
电池下部定位结构、51-上盖保温层、52-周边保温层、53-底层保温 层。
具体实施方式
42.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合 附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描 述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。下面结 合附图1-7对具有模块化电池的电动汽车做进一步说明。
43.实施例1
44.一种具有模块化电池的电动汽车，包括：
45.汽车车体1，其设有电池组2；
46.所述电池组2包括：
47.中央电池单元3，分别与若干个模块化电池单元4可拆卸连接。
48.所述模块化电池单元4包括：电池箱8，其内置若干充电电池14； 所述充电电池14上设有可折叠的充电电池把手16；用于封盖电池箱 8的电池箱上盖9(可根据需要，将电池箱和上盖设计为一体式或分 离式)，其上方设置上盖把手10；用于与汽车车体1进行连接的电池 单元定位结构7，其位于所述电池箱8上。所述电池箱上盖9上设有 若干上盖定位柱11，所述充电电池14上设置有与所述上盖定位柱11 配合连接的电池定位孔17。还包括电池抱紧连杆15，分别与用于抱 紧电池的电池抱紧左连杆21和电池抱紧右连杆22连接。
49.优选地，所述电池箱8上设有充电接口12和用于反向供电的储 能电源接口13。电动汽车的电池组可用做储能电源，通过储能电源 接口13输出电能。
50.进一步的，所述模块化电池单元4包括：
51.保温层5，其底部、周边和上层分别设置有保温介质6。
52.进一步的，还包括：保温层传感器20，其位于所述保温层5内 部；传感器触点19，设置在所述充电电池14；所述充电电池14下方 设置充电电池传感器18。
53.优选地，所述充电电池14下方设置电池下部定位结构23，用于 将充电电池14下部与电池箱8定位。
54.进一步的，所述电池组2包括1个中央电池单元3和若干个模块 化电池单元4，所述中央电池单元3位于所述汽车车体1底部。
55.或者，所述模块化电池单元4分别设置在所述汽车车体1的前部 和/或后部；所述模块化电池单元4之间采用串联和/或并联的连接方 式。
56.进一步的，所述模块化电池单元3中的充电电池14都设有一个 具备唯一身份标识及充放电次数记录功能的芯片和/或类rfid标签。 芯片会记录电池的充放电次数并可与智能电动汽车电池管理系统、智 能充放电装置等通过芯片读写接口做实时交互。
57.模块化电池单元4由电池箱8、电池箱上盖组件、充电电池14、 充电接口12、储能电源接口13、电池抱紧左连杆21、电池抱紧右连 杆22等组成。
58.电池箱8外部有电池单元定位结构7，插到汽车内的槽内。
59.每个充电电池14有提拉结构-充电电池把手16，该结构可以折 叠，收纳到电池凹槽内。
60.每个充电电池14有两个电池定位孔17，与电池箱上盖9的上 盖定位柱11配合，当拉起电池箱上盖9时，电池抱紧连杆15带动电 池抱紧左连杆21和电池抱紧右连杆22，两者分别向左向右移动，远 离电池下部的定位结构；当上盖组件落下时，电池箱上盖9上的上盖 定位柱11到电池定位孔17内，电池抱紧连杆15带动电池抱紧左连 杆21和电池抱紧右连杆22，两者分别向右向左移动，抱紧电池下部 的定位结构，使上盖、电池位置稳定。
61.实施例2
62.作为一种新的实施例或者是对实施例1的补充。
63.本实施例主要解决电动汽车续航和智能管理问题。新结构电动汽 车的动力电池采用小型模块化的电池单元，电池单元由一组中央电池 单元3和若干组模块化电池单元4组成，中央电池单元3采用整块电 池，或者其可以和模块化电池单元4都是由多节电池组成，每节电池 采用小型化、标准化的结构，将其一定数量的电池串联达到需要的电 压，作为一个基本电池单元，再将数个基本电池单元并联。
64.中央电池单元3作为核心单元，单独作为一个电池箱固定在汽车 车体1内，可独立驱动整车，模块化电池单元4可以放在前部，后部， 也可以分开放置，以基本单元为单位，可以是数个基本单元并联。模 块化电池单元4可以全车充电，也可以方便快捷地在充电桩上充电或 者进行电池替换，其中每个模块化电池单元4可独立驱动整车，两个 模块化电池单元可以完全实现所有功能。各模块化电池单元4还可以 作为电源，在行车过程中给中央电池单元3充电，随时补充中央电池 单元3的电量，实现电能转移和增程。
65.车主在汽车系统的显示屏幕上了解到前方或附近的充电站位置 和可替换充电电池信息，此信息实时与后台系统信息交互，可以根据 电量多少及时在充电站充电，保证车主的里程需求。车主可以根据需 求自由选择随车配备的模块化电池单元4的数量，可以根据行驶距离 选择模块化电池单元4的数量，也可在各充电站随时充电其中电量不 足的电池或者替换掉电量不足的电池，各充电站有现成充好的电池， 无需等待。
66.每个模块化电池单元4的充电电池的芯片内都存有唯一的身份 标识，并可以存储电池的基础信息、使用时间、充放电次数等信息。
67.电动汽车的电池系统包括电池单元和电池管理系统，后者旨在较 大程度地提高电池使用率和安全性。本电动汽车具有智能充电功能， 可以设定充电比例，比如50％，75％，100％等比例，也可以选择其他 比例，用户可以根据自己的实际需要在电池管理系统的菜单选项中进 行选择，还可以设定分时充电，在用电低谷时段进行充电，避免电力 浪费，完成电力储能，不需要占用开车时间，这些都可以在电池管理 系统进行设置选择。
68.电池单元根据不同车型选择不同的安装方式，将中央电池单元3 固定在车体内，若干组模块化电池单元4根据车体结构安装在中央电 池的附近。
69.通过设定电池充电比例，根据用户需求灵活调整充电多少。设定 为分时充电，或者避开用电高峰时充电，在用电低谷时段进行充电， 降低成本，还能完成电力储能，不需要占用开车时间，助力碳达峰和 碳中和。
70.本汽车的电池系统可以选择保温和常温不同方式，保温方式，当 电池温度下降到设定温度-5℃时，保温层5中的温度传感器(保温层 传感器20)将数据传感到汽车管理系统，汽车管理系统可以自动开 启升温模式，保温层5中的保温介质6开始加热，当电池温度升到设 定的温度5℃时，升温停止。避免电池在冬季严寒的季节电量消耗过 快，保证汽车
可以随时发动。
71.此电动汽车的模块化电池箱可以放在前部，后部，也可以分开放 置，只要电池换取方便。模块化电池单元4都是由多节电池组成，每 节电池采用小型化、标准化的结构，将其一定数量的电池串联达到需 要的电压，作为一个基本电池单元，再将数个基本电池单元并联。模 块化电池箱内放置多个基本电池，这些基本单元进行并联。电池单元 采用小体积多数量的方案，可以根据里程需要及时更换和提前储备充 好电的电池。电池标准化，各充电站、充电桩都有可替换电池，可以 快充也可随走随换。电池里面有记忆芯片，每块电池模块都有一个唯 一一物一码的身份标识进行标识，并可以存储电池的基础信息、使用 时间、充放电次数等信息，方便不同扫码设备进行设备识别，通过系 统的支撑，可以实现对电池模块从生产出厂、销售流转、使用状况监 控及回收报废的全流程监管。用户可以使用系统联网和手机app直接 读取信息，查询，操作。
72.汽车电池的保温方案是在电池箱的外围加有含有加热装置的保 温层，此保温层是选用项，用户可以根据需要选择采用也可以不采用 此设备。此保温层内部装有温度传感器，采用此设备时，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快，保证汽车可以随时发动。
73.换取电池单元方案：
74.当汽车屏幕显示电池电量低时，选择充电或换电池，选择充电时 直接将充电线插到指定插口即可，充电比例和各个电池充电顺序都可 以设置。选择换电池时，按换电池选项，将要更换的电池放置到指定 位置，与充电站的充电桩接触，开始充电，充电完成后，送回到电池 箱内。
75.用户指示某个电池组在用电低谷时段充电到70％，“核心控制模 块”收到指令后，在指定的时间段的开始时点控制“开关控制装置
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打开“充电控制装置”的充电开关，监控由“电池状态监测装置”反 馈回来的充电电量，达到70％充电量时，控制“开关控制装置”关闭
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充电控制装置”的充电开关，完成充电，并将每块电池的状态数据 通过“网络通讯模块”，上传到云端服务器。
76.电池管理系统主要由如下模块/装置构成：
①
核心控制模块，
77.②
信息显示&交互模块，
③
开关控制装置，
④
通讯控制装置，
⑤
电池 状态监测装置，
⑥
充电控制装置，
⑦
交流电输出装置，
⑧
网络通讯模 块。
78.系统的“电池状态监测装置”的通讯接口和相关传感器，监测电 池模块的状态和数据，然后通过“通讯控制装置”将信息实时传送给
ꢀ“
核心控制模块”，“核心控制模块”通过控制“网络通讯模块”连接 到internet，与云端服务器进行通讯，交互数据。
79.用户通过“信息显示&交互模块”可以查看每块电池的状态和数 据，并可以设置充/放电的策略指示，“核心控制模块”根据用户的指 示，通过“通讯控制装置”，控制“开关控制装置”的开关状态，进 而控制“充电控制装置”或“交流电输出装置”进行充/放电动作。 本电池单元还可作为储能电源，将储能接口接上电源线，通过控制开 关控制装置中的“交电流输出”进行放电，对外供电，从而把智能换 电汽车变成了一个移动的供电设备，可以对外提供安全稳定的交流电 服务。
80.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范 围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技 术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改 变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。