[發明專利]基于電池自主裝卸技術的電動汽車充換電系統及方法

有效

• 申請號: 201911265231.4
• 申請日: 2019-12-11
• 公開（公告）號: CN110979266B
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 吳佳杰
• 申請（專利權）人: 夸蛾科技（上海）有限公司
• 主分類號: B60L53/80
• 分類號: B60L53/80;B60L53/31;B60L53/66
• 代理公司: 上海申浩律師事務所 31280
• 代理人: 趙青

本發明一種基于電池自主裝卸技術的電動汽車充換電系統及方法：車載終端或用戶終端供電動汽車用戶發送電池需求請求；運營業務管理平臺據電池需求請求查找可用電池后向用戶推薦電池安裝/更換方案；車載終端或用戶終端根據推薦的電池安裝/更換方案確認電池安裝/更換方案，并發送電池需求確認指令，指令中包括確定的電池型號在確定的時間之前到達的指定區域；運營業務管理平臺將電池需求確認指令發送給確定的可用電池的電池終端，確定的可用電池的電池終端用于控制確定的可用電池到達指定區域；運營業務管理平臺通知電動汽車上虧電的動力電池的電池終端在指定區域內完成動力電池的卸載，通知確定的可用電池在指定區域內完成電池到電動汽車的裝載。

技術領域

本發明涉及電動汽車充換電技術領域，特別是涉及一種基于電池自主裝卸技術的電動汽車充換電系統及方法。

背景技術

電動汽車的普及和推廣一方面極大地降低了我國對石油燃料的依賴，促進了我國能源結構的改革，另一方面也有助于我國擺脫長期以來對內燃機核心技術的依賴。然而，電動車在帶來綠色環保、舒適安靜的駕乘體驗的同時，也帶來了充換電的需求。相較于燃油車在使用時間和空間上的靈活性，電動車的充換電在時間和空間上都顯現出了極大的不便利性，也因此抑制了大量普通用戶使用電動車的積極性。

當前的電動車充換電方式主要有四種：

1、換電站換電

2、直流快充

3、交流慢充

4、移動充電車充電

換電站通過為虧電的汽車直接更換預先充電的電池從而實現電動汽車在幾分鐘的時間內完成能量補給的高效體驗。在實施上，為了滿足大量備用電池在換電站同時進行大功率預充電的需求，換電站的建設需要為之部署大容量電網線路，搭建用于換電的自動化/半自動化機械設備，由于換電時間同燃油車加油類似，為了讓電動車用戶能夠在尋找換電站時間和排隊等待時間上獲得與燃油車加油相類似的體驗，這就要求企業部署同加油站密度相當的換電站，考慮到電池的續航里程在相當長的時間內不及燃油車，實際換電站的需求數量應大于當前加油站的密度——這在寸土寸金的人口聚集區顯得相當困難。此外，汽車設計、制造方面，換電方案的廣泛落地的一個潛在要求是需要各家汽車企業在設計電動汽車的時候統一電池規格，從而使換電站能夠為各種車型換電——而這樣的電池規格統一會極大地限制汽車企業所能研制的產品的豐富性和多樣性，長期來看，換電站的局限性也易阻礙日后汽車、電池技術進步后的產品更新換代。因此，在當前技術水平下，換電站雖然理論上能夠讓電動汽車用戶獲得類似燃油車的能量補給效率，但其耗費的土地、技術和資金代價卻很高，更適合作為擁有大量統一車型，擁有固定始發站和終點站的營運車輛的電力補充手段。

直流充電樁使用技術含量較高的大功率直流充電技術實現較高速率的充電，未來的3C大電流充電技術預期可以提供在20分鐘內完成充電的方案。在實施上，直流充電速度雖然較快，考慮到仍然有20分鐘至1小時的充電等候時間，因此依然需要用戶在用車過程中對行駛線路和充電時間有著提前規劃，加之電動汽車的續航里程和續航時間較燃油車更小，頻繁的充電需求和充電規劃使得用戶在使用電動車的時候需要額外費心為電動車提供服務，在用車過程中為顧及車的充電需求而將就自身的需求，這一點與普通非營運用戶購買和使用電動汽車從而為自己的出行方便提供服務的初衷是相互矛盾的，用戶體驗因此下降。加之直流充電樁的早期建設投資和后期運維成本高昂，使得這一技術更多地集中部署于商場，高速公路休息站、公共停車場等車流密集區以實現較高的利用率和周轉率，而在車輛流動率較低的居住區，或面積更廣，人煙更稀少的區域鋪設則表現為極大地不經濟。此外，直流充電樁的短時大功率電力需求和即充即走的特點使得其在對電網負荷提出高要求的同時卻難以在夜間用電低谷時間發揮削峰填谷的作用。