[發明專利]電動車用標準通用電池模組

無效

• 申請號: 200610159757.0
• 申請日: 2006-10-08
• 公開（公告）號: CN101159339A
• 公開（公告）日: 2008-04-09
• 發明（設計）人: 鄭玉民
• 申請（專利權）人: 鄭玉民
• 主分類號: H01M10/42
• 分類號: H01M10/42;B60K1/04;H02J7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

目前純電動汽車的最大問題在于車載電池體積大、電量消耗快以及充電時間長，這樣大大限制了純電動汽車的發展和普及。我們現在的解決方向一直是在研制高能量電池和高效的快速充電器上，雖然現在的技術已經在高能量電池方面取得了一定的突破，但高效的快速充電器卻無法實現。從理論上講，要研制一種充電器能用10幾分鐘的時間(汽車加油的時間)給一塊電池充滿電，而這塊電池所充的電量要能支持電動車以80公里的時速行駛400公里以上的里程，這樣的充電器是根本不能用可普及的技術實現的。因為這樣的充電器必須功率巨大，能在瞬間釋放出驚人的電能。為解決這一技術瓶頸，我設想了車用標準通用電池模組的方法，其主要包括：標準的可更換的超薄電池單元(刀片電池，必需是高能電池)和標準的通用電池單元支架兩部分。主要思想是采用化整為零的方法，既然電動車要用很大的一塊電池供電，我們就不如把一塊大電池分成幾塊小電池，每塊小電池獨立的為電動車供電，那塊用完了就換下那一塊。由于每個小電池的容量相同、尺寸相同、接口相同，所以只要制造出足夠數量的電池單元，每輛電動車就可以不斷地更換電池單元，從而可以在公路上像現在的汽車一樣正常的連續行駛。而換下來的電池單元拿到專門的充電站充電，充好電后又可以再次使用。現在的加油站就可以改造為充電站，方便采用這一技術的電動車更換電池單元。所不同的只是現在的加油站里存儲的是汽油、柴油，而將來的充電站存儲的是電池單元。這樣電動車就再也不用當沒電的時候要停在一個地方用幾個小時充電，而只需要用幾分鐘的時間更換電池單元就可以了。

根據上面的描述，現總結具體的特點如下：

1.采用標準可更換的通用型超薄高能電池單元(刀片電池)，每個單元可獨立的供電，可根據需要隨意的更換和擴充，并單獨充電。每個單元預計能維持電動車行駛的里程為50～80公里(根據現在的技術是可以把這樣的電池做的比較小的)，每輛車可根據需要配置6～10個電池單元。電池單元本身帶有充電次數和電量指示器，以便告知使用者和維護者電池是否在正常的工作范圍內；

2.標準的通用電池單元支架除起到承載和固定電池單元的作用外，還要作為電池向電動車供電的基本橋梁。上面帶有電池的電極觸點，可保證電池供電和充電的順利進行。支架上帶有每個電池單元的電量指示器并帶電量不足報警功能。支架本身也應是標準的，可根據需要隨意擴展能夠支持的電池單元數量；

3.電池單元和支架之間的連接和固定形式可參考現代計算機系統中的刀片服務器技術；

4.為了給采用這一技術的電動車充電，要設立專門的充電站。由于每個電池單元可自由更換，所以電動車在充電站只需取下沒有電的電池單元，再將充好電電池單元安裝到車上的標準支架上，電動車的充電工作就完成了，可以直接開走。而換下的電池單元將放在充電站的標準充電設備上充電，待充好電后再次使用(可見附圖)；

5.每輛電動車出廠時可標配1～2個標準電池單元，車主在購車后直接到充電站添加自己所需的電池單元。這點就像現在剛從汽車商店提了新車后，再到加油站加油一樣；

6.每次到充電站更換電池單元的費用可用下面的假設公式計算：

每次更換一個電池單元的費用U、每個電池單元的制造費用W、單個電池單元每次充滿電的費用C、單個電池全壽命期的維護費用M、建立充電站而分攤到每個電池單元上的費用S、單個電池單元的全壽命期利潤B，單個電池單元的充電次數N，則：U＝C+(W+M+S+B)/N

7.優點：

①可以完全解決電動車電池充電時間長的問題，電池的充電工作都在充電站完成，車主在充電站只是更換電量耗盡的電池單元，再裝上充滿電的電池單元后就可以離開。車主在充電站停留的時間非常短，甚至可以比正常的汽車加油時間還短；

②車主不用為造價高昂的電動車電池付費，而只需每次支付電池單元的更換費用，相當于租用的價格，具體費用公式見上面第6條；

③由于每個電池單元都在標準的和規范的充電站進行充電和正常的維護工作，可有效的保證電池單元的使用效果和使用壽命；

④由于更換電池單元的工作很簡單，車主都可以在充電站獨立完成，所以可大大減少充電站的工作人員數量，甚至可以建立無人充電站；

⑤由于電池單元和電池支架都采用標準通用設計，所以電動車的制造廠家可根據電動車的外形尺寸、性能、承載能力、使用要求等對所裝載的電池單元數量進行任意設計，以滿足各種用戶要求。