[发明专利]电动车辆快速补充电能的方法及其供电装置

说明书

技术领域

本发明属于交通运输领域，涉及电动车辆的能量供应，具体为一种电动车辆快速补充电能的方法及其相应的供电装置。 

背景技术

随着科技的进步和经济的发展，人们的生产生活空间在不断扩大，各种车辆已经成为人们出行所不可或缺的交通工具。过去，车辆的动力能源主要来自石油产品和各种燃气，但是，随着油气资源的日趋减少以及噪声污染、大气污染、全球气候变暖等问题日益严重，开发和利用环保的替代能源、减少CO2排放成为人们的共识。在这种背景下，电能作为一种环保、高效、可靠的能源在车辆的动力供应中得到了广泛的应用，各种电动自行车、电动汽车、电动公交车、有轨电车等电动车辆成为未来交通运输车辆发展的一种趋势。以充电电池为动力的纯电动车辆普遍存在一个问题，普通车用电池充电时间需要数小时，无法象各种油汽燃料一样在加油站快速地完成能量补充，因此极大地限制了电动车辆的普及。为了解决上述问题，申请号为200810006771.6的专利提出了一种快速更换大型蓄电池组的方法和装置，这些方法一般采用所谓的高压电池组或全压电池组作为更换单元，为了更换方便，电池的重量和体积都很大，由于不同型号、不同品牌的电动车辆外形各异，其内部空间差异较大，采用尺寸较大的大型高压蓄电池在客观上使电池的规格型号难以标准化，无法用有限几种型号的电池适用于市场上大部分车型，而尺寸形状各异的蓄电池组也增加了建设类似加油站的电能补充机构的难度，使各种电动车辆通过更换蓄电池来实现快速补充电能也变得十分困难，因此也进一步制约了电动车辆的普及。目前，相关技术的研究还停留在如何将这些大型蓄电池快速地充电，但目前即使快充也需要约10-20分钟，这就需要大量的场地，以便同时给很多车辆充电，显然无法适应大范围建设类似加油站的电能补充机构、进而推动电动车辆普及的需要。此外，由于采用高电压大容量的蓄电池，在保存、使用等各各环节，也都提出了较高的安全防护要求，这也在一定程度上增加了运营成本。有配套电弓电网提供电能的城市有线电车，由于架设电网线路不仅占用大量城市空间，而且还带来影响市容、增加维护成本等诸多问题，所以其应用前景更不容乐观。 

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种可以适用于市场上各种电动车电池组充电电 池快速更换，且无需外设配套电弓电网就可以实现电动车辆快速补充电能的方法。 

本发明电动车辆快速补充电能的方法是这样实现的，在电动车辆上设置可充电电池组，在换电站里设置电池更换装置、充电库和电池库，可充电电池组由电池箱和标准化的标准电池单元组成，标准电池单元的型号、大小和形状能够适用于市场上绝大多数电动车形状各异的电池箱，其区别仅在于不同车型的电动车辆电池箱所使用的标准电池单元型号不同、或/和数量不同、或/和电池排列不同、或/和电池单元之间的串并联连接方式不同，电池箱内设有至少一个容纳标准电池单元的电池腔室，电池腔室内沿电池装入方向设有导轨，电池腔室内沿电池装入方向设有多个容纳标准电池单元的工位，标准电池单元工作时位于电池箱内，并且能够沿导轨在电池箱中顺畅地装入和退出，标准电池单元的电极位于装入方向的侧面，标准电池单元到位后电池电极与电极触轨接触，电极触轨之间通过固定的串并联电路连接，一旦充足电的标准电池单元全部到位，电池组即达到所需的电池组额定电压和电池组容量，将上述可充电电池组预先装配在电动车辆上，电动车辆需要补充电能时，驶入换电站付费将电池箱内的乏电标准电池单元更换成充好电的标准电池单元。通常情况下，本发明电动车辆快速补充电能的方法包括如下步骤： 

1)电动车辆驶入换电站中的换电工位，司机根据所需标准电池单元的型号和数量订购要更换的标准电池单元，并将电池箱切换到换电状态，解除对电池箱内标准电池单元的定位锁定； 

2)按照订购电池量，利用电池更换装置将电动车辆电池箱内需要更换的乏电标准电池单元替换为充足电的标准电池单元； 

3)电池更换装置同步显示装入的标准电池单元型号、数量和价格； 

4)电池箱内乏电标准电池单元更换完毕后，移走电池更换装置，重新将电池组内标准电池单元锁定，电动车辆电能补充完毕； 

5)标准电池单元进入电池箱全部到位后即与电极触轨正确接触并通过电极触轨之间固定设置的串并联线路组合达到所需的电池组额定电压和电池组容量； 

6)期间司机按照预订的电池更换数量缴费，或按照最终显示的实际更换电池数量缴费； 

7)将更换下来的乏电标准电池单元送入充电库充电，将充好电的足电标准电池单元送入电池库备用。