CN110997400A - 可交换电池*** - Google Patents

Abstract

用于实施电动交通工具的电池交换***的***和方法所述交通工具包括推进***、为所述推进***提供动力的第一电池和为所述推进***提供动力的另一动力源。所述交通工具还包括控制器，所述控制器被配置成能够通过所述交通工具朝向以及然后远离第一充电站的推进来将所述第一电池卸载到所述第一充电站。所述控制器还被配置成随后能够通过由所述另一动力源提供动力的所述交通工具朝向第二充电站的推进来从所述第二充电站装载第二电池。

Description

可交换电池***

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年8月10日提交的美国临时申请号62/543,883、2017年7月25日提交的美国临时申请号62/536,897和2017年7月19日提交的美国临时申请号62/534,640的权益，所述申请的公开内容在此以引用的方式整体并入本文。

技术领域

本公开的各方面总体上涉及装载和卸载为交通工具的电动马达供电的电池。

背景技术

随着由电动马达推进的交通工具的操作，交通工具的电池被放电以为电动马达供电。当电池完全放电后，电动马达不能再用于使用电池来推进交通工具。因此，这种交通工具需要一种机构，通过该机构获得额外的电能，以经由电动马达保持可操作。

发明内容

在一个示例性实施例中，一种交通工具包括推进***、为推进***提供动力的第一电池和另一动力源以及控制器。所述控制器被配置成能够通过交通工具朝向以及然后远离第一充电站的推进来将第一电池卸载到第一充电站。所述控制器还被配置成随后能够通过由另一动力源提供动力的所述交通工具朝向第二充电站的推进来从第二充电站装载第二电池。

在另一个示例性实施例中，一种用于操作包括为推进***提供动力的第一电池和另一动力源的交通工具的方法包括通过交通工具朝向以及然后远离第一充电站的推进来将第一电池对接并卸载到第一充电站，以及随后通过使用所述另一动力源的所述交通工具朝向第二充电站的推进来将来自所述第二充电站的第二电池对接并装载到所述交通工具上。

在另外的示例性实施例中，交通工具包括推进***以及包括为推进***提供动力的第一电池和另一动力源的电池交换***。所述电池交换***被配置成响应于朝向第一充电站以及然后远离第一充电站推进而将第一电池接合并卸载到第一充电站。所述电池交换***还被配置成随后响应于使用另一电源朝向第二充电站推进，而接合并装载来自第二充电站的第二电池。

附图说明

图1是用于交换电动交通工具的电池的示例性***的示意图。

图2是可以由图1的***执行以交换电动交通工具的电池的示例性过程的流程图。

图3是示出将一个或多个电池与充电枢纽交换的示例性电动汽车的图示。

图4是示出包括示例性可移除保护结构的示例性电动汽车的图示。

图5是示出将一个或多个电池与充电站交换的另外的示例性电动汽车的图示。

图6是示出电池之间的示例性连接的图示。

图7是进一步示出电池之间的示例性连接的图示。

图8是示出用于锁定相邻电池的锁定机构的图示。

图9是示出示例性可调整充电站的图示。

图10是示出另一示例性可调整充电站的图示。

图11是示出将一个或多个电池与充电枢纽交换的电动机器人交通工具的图示。

图12是示出将一个或多个电池与充电枢纽交换的电动无人驾驶飞行器的图示。

具体实施方式

根据需要，本文中公开了本发明的详细实施例；然而，应理解，所公开的实施例仅仅是可以体现为不同和替代形式的本发明的示例。附图不一定按比例绘制；一些特征可能会被放大或最小化以示出特定部件的细节。因此，本文公开的具体结构和功能细节并不解释为限制性，而仅解释为用于教导本领域技术人员以各种方式采用本发明的代表性基础。

诸如电池容量受限和充电时间长等不便因素限制了电动交通工具(诸如汽车、机器人、无人驾驶飞行器(UAV)(例如，无人机)和船只)的广泛采用。例如，将电动真空机器人的电池再次充满电可能需要几个小时或一整夜，并且可能仅提供约40分钟的清洁时间。如果40分钟不足以清洁分配给真空机器人的给定区域，则用户可能需要等待数小时，机器人才能完成该区域的清洁。作为另外的示例，耦合到超级充电站的电动汽车的电池可能需要多达75分钟来再次充满电，这在长途旅行中或驾驶员行程紧凑时可能不切实际。此外，用于电动汽车的公共充电站比这种超级充电站慢多达十六倍，后者的数量相对有限并且操作昂贵。

作为另一示例，UAV通常用作最后一英里递送***的组成部分，并且特别适用于距离可能较远、并不总是有铺设的道路且可能限制药品等高价值物品的可达性的农村地区的递送。但是，UAV需要较长的充电时间来获得相对较短的飞行航程。UAV的典型充电与使用时间之比是十六比一。换句话说，UAV通常需要为15分钟的飞行时间再充电4个小时。用于递送货物的自主机器人交通工具也存在类似的挑战。

图1示出了***100，所述***100通过提供用于在电动交通工具102和充电枢纽104之间交换电池的简单、具成本效益且可扩展的解决方案来帮助克服这些和其他障碍。当电动交通工具102需要额外的电力时，诸如由于交通工具102的电量不足或没有足够的电力来到达期望的目的地，交通工具102可以定位附近的充电枢纽104。充电枢纽104可以包括若干充电站105(例如，充电站105A、105B、105C)，每个充电站能够从交通工具102接收电池，对接收到的电池充电，并将电池装载到另一交通工具上。每个充电站105可能能够通过利用交通工具102的推进能力来执行这些功能，从而降低实施***100的成本和复杂性。

具体地，响应于到达充电枢纽104，交通工具102或交通工具102的驾驶员可以确定哪个充电站105(例如，充电站105A)来卸载交通工具102的一个或多个电池，以及哪个充电站105(例如，充电站105B)包括充满电的电池，所述充满电的电池可以被装载以为交通工具102供电。响应于确定用来卸载一个或多个电池的充电站105A，交通工具102可以执行朝向与交通工具102或更具体地交通工具102的一个或多个电池对接的充电站105A到达充电站105A的推进。一旦交通工具102被对接，交通工具102要卸载的一个或多个电池就可以接收到至少一个命令信号，诸如来自交通工具102或充电站105A，所述命令信号使一个或多个电池锁定到充电站105A，并从交通工具102解锁。之后，交通工具102可以执行远离充电站105A的推进(诸如使用交通工具102的另一动力源)，这可以使交通工具102与充电站105A脱离接合，使得交通工具102可以对接并装载来自另一充电站105B的电池。

因此，在远离充电站105A推进之后，交通工具102可以执行朝向充电枢纽104的具有一个或多个已充电电池的另一充电站105B的推进。与之前类似，朝向另一充电站105B的推进可以使交通工具102对接另一充电站105B，或更具体地，对接另一充电站105B的一个或多个已充电电池。一旦交通工具102被对接，一个或多个已充电电池就可以接收到至少一个命令信号，诸如来自交通工具102或另一充电站105B，所述命令信号使一个或多个已充电电池锁定到交通工具102，并从另一充电站105B解锁。响应于一个或多个已充电电池被锁定到交通工具102，一个或多个已充电电池可以耦合到交通工具102的推进***并能够为交通工具102的推进***供电。然后，交通工具102可以利用现在装载的并为交通工具102的推进***供电的所述一个或多个已充电电池来执行远离另一充电站105B的推进以与所述另一充电站105B脱离接合。与等待交通工具102的已安装的电池被再充电不同，上述电池的交换可以在几分钟内完成。

***100可以包括电动交通工具102、充电枢纽104和服务器106。这些***100部件中的每一个可以直接和/或通过网络110与一个或多个其他部件进行通信。网络110可以包括一种或多种互连通信网络，诸如因特网、有线电视分配网络、卫星链路网络、局域网、广域网以及电话网络中的一者或多者。

交通工具102可以包括由一个或多个电动马达提供动力的推进***112。每个电动马达可以被配置成将电力转换成机械能以推进交通工具102。具体地，推进***112可以包括推进装置，所述推进装置响应于从电动马达接收到机械能，而与交通工具102周围的环境交互以在给定方向上推进交通工具102。作为一些非限制性示例，推进装置可以包括将交通工具102推进越过路面的轮胎和/或在空中或水中推进交通工具102的螺旋桨。

交通工具102可以是纯电动交通工具，在这种情况下，推进***112可以仅包括电动马达。替代地，交通工具102可以是混合动力电动交通工具，在这种情况下，推进***112可以包括一个或多个电动马达以及一个或多个另一种类型的推进发电机(诸如内燃发动机)。交通工具102还可以是自主交通工具。作为一些非限制性示例，交通工具102可以是电动汽车、混合动力电动汽车、UAV、船只(诸如潜水艇)或机器人。

交通工具102还可以包括耦合到推进***112或更具体地耦合到推进***112的推进发电机(例如，电动马达、内燃发动机)的电池交换***114。电池交换***114可以被配置成响应于交通工具102朝向以及然后远离充电站105A的推进，而与充电站105(诸如充电站105A)对接并将一个或多个电池卸载到充电站105。随后，电池交换***114可以被配置成响应于由另一动力源提供动力的交通工具102朝向以及然后远离充电站105B的推进，而与不同的充电站105(诸如充电站105B)对接并从其装载一个或多个电池。

电池交换***114可以包括主动力源116、交通工具控制器118和一个或多个可交换电池120A。可交换电池120A可以被电连接并且以堆叠构造布置，其中堆叠的一端被锁定到电池交换***114的电池基座121A。电池基座121A可以将电连接的电池120A的堆叠电耦合到交通工具102的其他部件，诸如交通工具控制器118和推进***112。在交通工具102的操作期间，主动力源116和可交换电池120A可以各自为推进***112的一个或多个推进发电机提供动力，以便使发电机能够产生推进交通工具102的机械能。例如，主动力源116可以是燃料箱，所述燃料箱被配置成向推进***112的一个或多个内燃发动机提供汽油。替代地，主动力源116可以是电池，所述电池被配置成向推进***112的一个或多个电动马达提供电力。可交换电池120A可以类似地被配置成向推进***112的一个或多个电动马达提供电力。与可能不容易从交通工具102移除的主动力源116不同，可交换电池120A可以被配置用于频繁地从交通工具102卸载和装载到交通工具102。

电池交换***114，诸如经由交通工具控制器118的操作，还可以管理主动力源116和可交换电池120A向推进***112提供动力的速率，以便满足推进***112的当前需求。主动力源116和可交换电池120A还可以为交通工具102的其他部件提供动力，并且交通工具控制器118可以类似地被配置成管理向这些部件的动力供应。交通工具控制器118还可以监控可交换电池120A的状态，并根据交通工具102的当前目标，识别交通工具102何时电量低，或者交通工具102是否具有足够的可用电力(例如，是否具有足够的电力来到达交通工具102的导航***中输入的目的地，然后到达充电枢纽104)。如果需要额外的电力，则电池交换***114，诸如经由交通工具控制器118，可以被配置成经由交通工具102朝向以及然后远离充电站105A的推进来对接充电站105A并将一个或多个已耗尽的可交换电池120A卸载到充电站105A，并且随后经由由主动力源116提供动力的交通工具102朝向充电站105B的推进而将一个或多个已充电的可交换电池(例如，可交换电池120B)从充电站105B装载到交通工具102上。以此方式，交通工具102能够经由其自身的推进来快速重新得到另外的动力，而不依赖充电站105的显著移动，并且不依赖交通工具102需要保持***外部动力源中的较长再充电时间段。

电池交换***114的交通工具控制器118可以包括处理器122、存储器124和非易失性存储装置126。处理器122可以包括从以下各者中选择的一个或多个装置：微处理器、微控制器、数字信号处理器、微型计算机、中央处理单元、现场可编程门阵列、可编程逻辑装置、状态机、逻辑电路、模拟电路、数字电路或基于驻留在存储器124中的计算机可执行指令操纵信号(模拟或数字)的任何其他装置。存储器124可以包括单个存储器装置或多个存储器装置，所述单个存储器装置或多个存储器装置包括但不限于随机存取存储器(“RAM”)、易失性存储器、非易失性存储器、静态随机存取存储器(“SRAM”)、动态随机存取存储器(“DRAM”)、快闪存储器、高速缓冲存储器或能够存储信息的任何其他装置。非易失性存储装置126可以包括一个或多个持久数据存储装置，诸如硬盘驱动器、光盘驱动器、磁带驱动器、非易失性固态装置或能够持久存储信息的任何其他装置。

处理器122可以被配置成读取到存储器124中并且执行体现为驻留在非易失性存储装置126中的交通工具软件128的计算机可执行指令。该交通工具软件128可以包括操作***和应用程序，并且可以根据使用多种编程语言和/或技术创建的计算机程序来编译或解译，所述多种编程语言和/或技术包括但不限于以下各者的单一形式或组合形式：Java、C、C++、C#、Objective C、Fortran、Pascal、Java Script、Python、Perl和PL/SQL。交通工具软件128可以被配置成在由处理器122执行时使交通工具控制器118实施交通工具控制器118的本文描述的功能、特征和过程。

例如，交通工具软件128可以包括计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在由处理器122执行时使交通工具控制器118实施电池管理器130。电池管理器130可以被配置成监控每个可交换电池120A的状态(例如，电量水平)和每个可交换电池120A在交通工具102内的位置，并且可以被配置成使交通工具102能够经由交通工具102推进到充电枢纽104和从充电枢纽104推进来将可交换电池120装载到交通工具102和从交通工具102卸载，诸如通过将交通工具102的电池交换***114与充电站105对准，将可交换电池120锁定到交通工具102的电池交换***114和将可交换电池120从交通工具102的电池交换***114解锁，以及将电池120锁定到充电枢纽104的充电站105和将电池120从充电枢纽104的充电站105卸载。

交通工具控制器118的非易失性存储装置126还可以包括交通工具数据132。交通工具控制器118在执行交通工具软件128时可以存取交通工具数据132以提供交通工具控制器118的本文所述的功能、特征和过程。例如，交通工具数据132可以包括由电池管理器130维护的电池堆数据库134。电池堆数据库134可以包括交通工具102中所包括的每个可交换电池120A的记录，所述记录包含标识符、地址、类型、当前电量水平、添加到交通工具102的时间和日期以及关于可交换电池120A的任何其他相关信息。电池管理器130可以利用电池堆数据库134中的信息在给定时刻识别哪些可交换电池120A放电来为推进***112和其他交通工具102部件供电，哪些可交换电池120A从其他可交换电池120A充电，以及哪些可交换电池120A卸载到充电站105上。

电池交换***114可以直接地或者通过一个或多个车载网络136与交通工具102的其他部件通信。车载网络136可以包括交通工具控制器局域网(CAN)、以太网和面向媒体的***传送(MOST)网络和用于为其他交通工具102部件供电的电网中的一者或多者。取决于交通工具102的类型(例如，汽车、机器人、UAV、船只)，其他交通工具102部件可以包括制动***138、转向***140、主动悬架***142、访问***144、通信单元146、GPS模块148、信息娱乐******150、人机界面(HMI)152和接近度传感器154。例如，虽然一些类型的交通工具102，诸如汽车和机器人，可以包括制动***138、转向***140和主动悬架***142，但是其他类型的交通工具102，诸如UAV和船只，可以或可以不包括这些***，因为这些***的功能是经由此类交通工具102的推进***112(例如，螺旋桨)实施。尽管未示出，但是其他交通工具102部件中的一个或多个可以各自包括控制器，所述控制器类似于交通工具控制器118，并且被配置成在由控制器的处理器执行控制器的软件时实施本文所述的部件的特征、功能和过程。

制动***138和转向***140可以结合推进***112工作，以引导交通工具102从一个位置移动到另一个位置。具体地，虽然推进***112可以被配置成沿给定方向推进交通工具102，但是制动***138可以被配置成使交通工具102减速，并且转向***140可以被配置成改变交通工具102的当前前进方向。这些***中的每一个都可以由交通工具102的驾驶员手动操作，诸如经由耦合到这些***中的每一个的车载控件。另外或替代地，交通工具102可以诸如在交通工具控制器118的指示下自主地操作这些***。

主动悬架***142可以被配置成升高和降低交通工具102，诸如以将可交换电池120A放置在适当的高度以与充电枢纽104的充电站105对接。具体地，主动悬架***142可以被配置成竖直地单独地调整交通工具102的后部、交通工具102的前部和/或交通工具102的每个拐角。类似于推进***112、制动***138和转向***140，主动悬架***142可以由交通工具102的驾驶员手动操作，诸如经由车载控件。另外或替代地，交通工具102可以诸如在交通工具控制器118的指示下自主地操作该***。

访问***144可以被配置成控制诸如驾驶员或充电枢纽104的充电站105对交通工具102的访问。例如，响应于交通工具102经由无线控制装置(诸如钥匙扣)从用户接收到远程访问命令(例如，解锁、锁定、打开行李厢、起动发动机)，访问***144可以被配置成诸如通过解锁、锁定或远程起动交通工具102来实施命令。作为另外的示例，可交换电池120A可以位于交通工具102的保护结构(诸如举升式车门或滑门)后面。响应于交通工具102在充电枢纽104的充电站105的预定距离内移动，和/或推进以接合充电站105，交通工具控制器118可以被配置成将信号传送到访问***144，所述信号使访问***144移除保护结构，从而使可交换电池120A能够经由交通工具102朝向充电站105的推进而与充电站105对接。

通信单元146可以被配置成促进交通工具102部件与***100的其他部件之间通过网络110的无线通信。通信单元146可以被配置成促进经由射频(RF)传输的此类无线通信。通信单元146可以包括蜂窝调制解调器156或被配置成诸如通过蜂窝调制解调器156订阅的蜂窝网络连接到网络110的其他无线网络收发器(例如，Wi-Fi收发器)。其他交通工具102部件可以访问通信单元146的通信能力，从而经由车载网络136通过网络110与其他***100部件通信。

交通工具102的GPS模块148可以被配置成识别交通工具102的地理数据，诸如经由与一个或多个沿轨道环绕地球运转的卫星进行通信。交通工具102的地理数据可以包括交通工具102的当前位置(例如，经度和纬度坐标)，并且可以包括交通工具102的当前前进方向，所述当前前进方向可以从交通工具102在一段时间内的变化位置或从交通工具102的指南针中得出。GPS模块148可以被配置成自动地或基于请求将交通工具102的地理数据提供给其他交通工具102部件，诸如交通工具控制器118和信息娱乐***150。

信息娱乐***150可以被配置成向用户提供娱乐和信息服务，诸如经由在嵌入交通工具102中并且由信息娱乐***150驱动的显示器157上显示的GUI。例如，信息娱乐***150可以被配置成基于以下各者来提供导航：从GPS模块148接收的地理数据、无线电、来自连接的移动装置的播放音乐、经由连接的移动装置进行的免提电话呼叫、语音命令识别、以及基于从连接的移动装置或从网络110接收的数据的交通工具应用程序。信息娱乐***150还可以被配置成经由HMI 152和/或显示器157示出来自其他的交通工具102部件的交通工具信息，和/或经由HMI 152和/或显示器157(其可以包括用于接收这样的用户输入的触摸屏机构)接收用于交通工具102部件的输入，所述交通工具102部件包括信息娱乐***150。换句话说，信息娱乐***150可以用作用户与其他交通工具102部件中的一个或多个之间的网关，并且可以被配置成响应于接收到对给定交通工具102部件的用户输入，而将所述用户输入传送到给定交通工具102部件以进行处理。

HMI 152可以促进用户与其他交通工具102部件的交互。HMI 152可以包括一个或多个视频和字母数字显示器、扬声器***、以及能够将来自其他交通工具102部件的数据提供给用户的任何其他合适的音频和视觉指示器。HMI 152还可以包括传声器、物理控件以及能够从用户接收输入以调用其他交通工具102部件的功能的任何其他合适的装置。所述物理控件可以包括字母数字键盘、定点装置(例如，鼠标)、小键盘、按钮和控制旋钮。作为具体示例，所述物理控件可以包括方向盘音频按钮、通话按钮、仪表板控件等。HMI 152的显示器还可以包括用于接收用户输入的触摸屏机构。响应于接收到对给定交通工具102部件的用户输入，HMI 152可以被配置成将所述用户输入传送到给定交通工具102部件以进行处理。

交通工具102的接近度传感器154可以被配置成检测接近交通工具12的物体，并且生成指示接近物体相对于交通工具102(或更具体地，电池交换***114)的位置的接近度数据。作为示例，接近度传感器154可以包括激光传感器、相机、雷达传感器、超声波传感器和/或用于检测关于交通工具12的周围环境的信息的任何其他传感器中的一者或多者。接近度传感器154可以安装在交通工具102上的一个或多个位置。例如，接近度传感器154可以安装在交通工具102的车顶上，以便具有交通工具102周围的环境的360度视角。另外或替代地，各种接近度传感器154可以围绕交通工具102以提供交通工具102周围的360度视角。交通工具102可以包括用于调整各种接近度传感器154的视野的角度的致动器。基于接近度数据，交通工具控制器118可以被配置成确定在推进以对接充电站105期间交通工具102或更具体地交通工具102的电池交换***114是否与充电站105对准，和/或交通工具102是否与充电站105完全对接。

响应于从接近度传感器154接收到接近度数据，交通工具控制器118可以被配置成基于接近度数据，以在推进以将电池交换***114与充电站105对接时向驾驶员提供引导，或自主地推进交通工具102以将电池交换***114与充电站105对接。作为示例，当驾驶员执行朝向充电枢纽104的充电站105的推进以将可交换电池120A与充电站105对接时，交通工具控制器118可以基于指示充电站105相对于交通工具102的位置的接近度数据来向驾驶员提供引导以与充电站105对准。例如，交通工具控制器118可以使显示器157和/或HMI 152显示充电站105的视频，以示出指示与充电站105对接驾驶员需要进行的对准调整的图形对象，并播放指示所需的对准调整的声音(例如，较快的哔哔声可能指示未对准)。作为另外的示例，交通工具控制器118可以基于接近度数据自主地操作交通工具102的推进***112、制动***138、转向***140、主动悬架***142和访问***144中的一者或多者，以自动地将电池交换***114与充电站105对接，而很少有或没有驾驶员干预。

如前所述，充电枢纽104可以包括若干充电站105，每个充电站能够保持先前从交通工具102卸载的电池120B，对保持的电池120B充电，以及响应于交通工具经由朝向充电站105的推进而将其电池交换***114与充电站105对接来将保持的电池120B装载到另一交通工具上。类似于可交换电池120A，每个充电站105的电池120B可以处于堆叠构造，其中堆叠的一端可以锁定到充电站105的电池基座121B。电池基座121B可以将电池120B的堆叠电耦合到充电站105和充电枢纽104的其他部件，诸如以提供与动力源162和建筑物164的连接。每个充电站105还可以包括站控制器158，所述站控制器158可以类似于交通工具控制器118，并且因此可以被配置成在由站控制器158的处理器执行站控制器158的软件时实施站控制器158和充电站105的本文描述的功能、特征和过程。充电枢纽104可以包括耦合到每个充电站105的控制器，而不是每个充电站105包括其自己的站控制器158。每个充电站105可以诸如经由充电枢纽104通过网络110与服务器106通信。

每个充电站105还可以包括一个或多个无线收发器160，所述一个或多个无线收发器160被配置成在交通工具102位于无线收发器160本地(例如，在无线收发器160的直接无线通信范围内)时，诸如当交通工具102正在执行朝向充电站105推进以对接充电站105时，与交通工具102的接近度传感器154通信。特定地，当交通工具102正在执行朝向充电站105推进以对接充电站105时，用于充电站105的站控制器158可以经由无线收发器160向交通工具102发送归位信标信号。可以包括与无线收发器160相对应的无线收发器的交通工具102的接近度传感器154可以接收归位信标信号，并且可以生成对应的接近度数据，所述接近度数据使交通工具控制器118能够基于接收到的归位信标信号来确定交通工具102是否对准以对接充电站105。

例如，充电站105的无线收发器160和接近度传感器154的接收无线收发器可以定位在预定位置处，并且交通工具控制器118可以被配置成基于从无线收发器160接收的归位信标信号的性质来确定交通工具102是否对准以与充电站105对接。例如，接近度传感器154的每个接收无线收发器可以被配置成指示从充电站105的无线收发器160接收的归位信标信号的强度和接收角度，然后所述强度和接收角度可以被交通工具控制器118利用来确定每个无线收发器160相对于接近度传感器154的距离和角度。然后，知道了无线收发器160和/或接收接近度传感器154的位置之后，交通工具控制器118可以确定是否需要进行对准调整。交通工具控制器118可以诸如经由显示器157或HMI 152向交通工具102的驾驶员指示任何这种所需的对准调整，或者在自主实施例中，可以被配置成控制交通工具102的转向***140和/或主动悬架***142以提供任何所需的对准调整。

在一些实施例中，充电站105可以是固定的。换句话说，当交通工具102执行朝向充电站105的推进以使电池交换***114与充电站105对接，然后执行远离充电站105的推进以使电池交换***114与充电站105脱离接合时，充电站可以保持静止。换句话说，充电站105可以依靠交通工具102的移动来将电池交换***114与充电站105对接，并且可以不进行任何调整来促进对接。

在替代实施例中，每个充电站105可能能够进行一些有限的移动以辅助交通工具102将电池交换***114与充电站105对准以进行对接。例如，充电站105的移动可以是被动的，使得电池基座121B和锁定到电池基座121B的任何电池120B的位置可以偏向特定位置，诸如经由弹簧或类似机构。当交通工具102朝向充电站105推进以将电池基座121A和交通工具102的锁定到其上的任何电池120A对接到充电站105时，推进力可以克服该偏置而导致电池基座121B和任何电池120B移动与电池基座121A和任何电池120A对准。

例如，在交通工具102朝向充电站105的推进期间，电池交换***114可以包括朝向充电站105突出的一个或多个公连接器，诸如位于电池基座121A上，或者如果有任何电池120A被锁定到电池基座121A，则位于最外面的电池120A(例如，在推进期间离电池基座121A最远和/或最靠近充电站105的电池120A)上。充电站105可以包括用于在推进期间接收公连接器的一个或多个母连接器，诸如位于电池基座121B中，或者如果有任何电池120B被锁定到电池基座121B，则位于最外面的电池120B上。替代地，电池交换***114的电池基座121A或最外面的电池120A可以包括母连接器，并且电池基座121B或最外面的电池120B可以包括公连接器。在它们经由推进接合之后，母连接器和公连接器可以被构造成在推进力的作用下导致充电站105的电池基座121B和任何电池120B移动，以便使它们与电池交换***114的电池基座121A和任何电池120A对准。例如，每个突出的公连接器的尺寸可以从连接器的近端到连接器的远端减小，并且每个母连接器的形状可以与公连接器的形状相对应。因此，当在交通工具102的推进期间每个公连接器与母连接器接合时，随着交通工具102进一步朝向第一充电站105推进，连接器的形状和推进力可以导致充电站105移动成与电池交换***114对准。

作为另外的示例，充电站105的移动可以是主动的，使得如果需要，可以通过使用致动器来调整电池基座121B和锁定到其上的任何电池120B在充电站105上的位置。特定地，每个充电站105可以包括类似于交通工具102的接近度传感器154并且耦合到站控制器158的接近度传感器，所述站控制器158可以被配置成基于由耦合的接近度传感器生成的接近度数据来确定当交通工具102朝向充电站105推进以与充电站105对接时，电池基座121A和锁定到其上的任何电池120A相对于电池基座121B和锁定到其上的任何电池120B的位置。响应于确定相对位置，站控制器158可以被配置成对电池基座121B和锁定到其上的任何电池120B的位置实施微小调整，以使充电站105与电池基座121A和锁定到其上的任何电池120A更好地对准以进行对接。

此类主动调整可能限于沿着充电站105的x轴、y轴和z轴的小于预定距离的微小移动(诸如一英尺)，其中沿着z轴的移动可以对应于充电站105使电池基座121B、任何电池120B上下移动。如先前所讨论的，当电池120B由充电站105保持时，电池120B可以以具有平行于交通工具102的推进方向的堆叠轴线(在本文中也称为纵轴)的堆叠构造定位。如果交通工具102是地面交通工具(例如，机器人、汽车)或船只，并且主要水平行驶，则当电池120B由充电站105保持时，充电站105的x轴可以对应于交通工具102的推进方向和电池120B的纵轴。如果交通工具102是UAV，则当电池120B由充电站105保持时，充电站105的z轴可以对应于交通工具102的推进方向和电池120B的纵轴。

每个充电站105可以诸如经由充电枢纽104耦合到可持续动力源162。例如，动力源162可以是电网、太阳能电池板或某种其他可再生能源。响应于可交换电池120A从交通工具102卸载到充电站105中的一个上，并因此变为由充电站105保持的电池120B，充电站105可以开始经由动力源162对电池120B进行再充电。无需电池120B的任何进一步重新放置就可以进行这种再充电。一旦电池120B被再次充满电，另一交通工具就可以执行朝向同一充电站105的推进以与充电站105对接，从而将电池120B装载到交通工具上。这种用于将电池交换到电动交通工具中和从电动交通工具交换出来的***使得能够对电池进行再充电和再利用，而无需在独特的复杂机械机构或人工干预上支出太多来对电池进行卸载、装载和再充电。此外，通过在充电枢纽104处提供多个充电站105，其中充电站105中的至少一个具有从交通工具102接收已放电电池120A的能力，并且充电站105中的至少一个包括可装载到交通工具102中的充电电池120B，交通工具102能够在几分钟内为其推进***112获得额外的电能，而不必等待先前已放电的电池120A充电。

在一些实施例中，每个充电站105还可以诸如经由充电枢纽104耦合到建筑物164，诸如家庭或办公楼。以此方式，如果到建筑物164的电力将关闭，则充电站105的已充电电池120B可以提供备用电力，直到恢复到建筑物164的主电力。

服务器106可以被配置成通过网络110与交通工具102和充电枢纽104通信，诸如以提供或更新用户账户数据并向交通工具102提供引导。类似于交通工具控制器118，服务器106可以包括处理器、存储器和存储数据和软件的非易失性存储装置，所述数据和软件在由服务器106的处理器执行时使处理器实施服务器106的本文所述的特征、功能和过程。服务器106可以访问充电枢纽数据库166和用户帐户数据库168，所述充电枢纽数据库166和用户帐户数据库168可以位于服务器106的非易失性存储装置，或者可以位于服务器106可访问的外部存储装置中。

充电枢纽数据库166可以包括一个或多个充电枢纽104中的每一个的记录。每个充电枢纽104的记录可以包括充电枢纽104的位置、充电枢纽104的工作时间、以及充电枢纽104的每个充电站105的状态中的一者或多者，诸如当前由充电站105保持的电池120B的数量以及由充电站105保持的每个电池120B的电量水平。服务器106可以通过网络110从充电枢纽104周期性地接收和存储这样的数据。因此，当交通工具102需要额外的电能时，交通工具控制器118可以被配置成诸如基于交通工具102的地理数据，通过网络向服务器106查询交通工具102的当前位置附近具有至少一个可用于交通工具102的已充电电池120B的充电枢纽104的位置。响应于接收到查询，服务器106可以被配置成向充电枢纽数据库166查询满足这些标准的充电枢纽104。服务器106还可以被配置成确定哪个充电站105可供交通工具102使用来卸载一个或多个可交换电池120A，以及哪个充电站105可供交通工具102使用来装载已充电电池120B。替代地，当交通工具102到达充电枢纽104时，可以由交通工具102或服务器106做出该确定。

服务器106可以被配置成通过网络110将所确定的数据传输到交通工具控制器118，这可以负责地使显示器157示出所确定的充电枢纽104中的一个或多个以供驾驶员选择作为目的地，或者可以使交通工具102自主行驶到充电枢纽104。响应于交通工具102进入充电枢纽104的预定距离内，交通工具控制器118可以使显示器157示出如由服务器106基于充电枢纽数据库166确定的充电枢纽104的哪些充电站105可用于卸载，以及充电枢纽104的哪些充电站105可用于装载。替代地，交通工具控制器118可以基于服务器106的确定自主地控制交通工具102以从充电站105卸载和装载电池。

在一些实施例中，不是从服务器106接收指示可用充电站105的数据，而是交通工具102或更具体地交通工具控制器118可以经由无线收发器160和接近度传感器154直接从充电站105接收这样的数据。另外或替代地，每个充电站105可以包括从交通工具102可看见的一个或多个视觉指示器，所述一个或多个视觉指示器指示充电站105是否准备好从交通工具102接受一个或多个可交换电池120A，以及充电站105是否准备好将一个或多个已充电电池120B装载到交通工具102上。交通工具102的驾驶员或基于由接近度传感器154生成的接近度数据的交通工具控制器118然后可以基于视觉指示器在充电站105处卸载和装载电池。

对于一个或多个交通工具或一个或多个驾驶员中的每一个，用户账户数据库168可以包括记录，所述记录指示与先前由所述交通工具或驾驶员执行的电池交易有关的信息。例如，如果交通工具或驾驶员将电池120A卸载到充电站105上，则可以根据所卸载的电池的状态来调整针对交通工具驾驶员的记录以指示交通工具或驾驶员的贷记。另外，如果交通工具或驾驶员从充电站105装载电池120B，则可以将交通工具或驾驶员的记录调整为包括对电池120B的借记。可以基于用户帐户数据库168中包括的数据定期将***发送到交通工具或驾驶员的文件上的地址。

尽管在图1中示出了示例性***100，但是所述示例不意图是限制性的。实际上，***100可以具有更多或更少的部件，并且可以使用替代部件和/或实施方式。例如，所示的交通工具102部件中的两个或更多个可以被组合，使得所示的交通工具102部件中的一个被配置成实施一个或多个其他所示的交通工具102部件的所描述的特征、功能和过程中的至少一些或全部。作为附加示例，交通工具102可以包括附加部件，所述附加部件包括与交通工具控制器118类似的控制器，并且被配置成执行描述为由给定交通工具102部件执行的一个或多个功能。例如，交通工具控制器118的所描述的功能、特征和过程可以在类似于交通工具控制器118的交通工具102的两个或更多个控制器之间进行划分(例如，每个控制器都包括处理器、存储器以及包括数据和可执行软件的非易失性存储装置)。

图2示出了过程200，过程200可以由***100或更具体地由***100的交通工具102执行，以经由朝向以及然后远离充电站105的推进，将一个或多个耗尽的可交换电池120A从交通工具102卸载到充电枢纽104的充电站105A上，并将一个或多个已充电的可交换电池120B从充电枢纽104的充电站105B装载到交通工具102上。

在框202中，可以确定是否已经发生了电池交换事件。特定地，交通工具控制器118可以被配置成监控每个可交换电池120A的状态和/或交通工具102的能量需求以确定电池交换事件是否已经发生。例如，如果可交换电池120A的电量下降到预设水平以下，则交通工具控制器118可以被配置成确定电池交换事件已经发生。作为另外的示例，如果交通工具102诸如从驾驶员或经由服务器106接收到设定的目的地，则交通工具控制器118可以被配置成基于可交换电池120A的当前电量水平来确定交通工具102是否将能够行驶到目的地并且之后行驶到可用的充电枢纽104，而不会耗尽电力。如果不是，则交通工具控制器118可以被配置成确定交换事件已经发生。作为另一示例，交通工具102的用户可以经由显示器157、HMI 152或服务器106提交电池交换的请求。响应于用户发出这样的请求，交通工具控制器118可以被配置成确定电池交换事件已经发生。

响应于框204中的电池交换事件的识别(框202的“是”分支)，可以确定充电枢纽104的位置在交通工具102的预定距离内。具体地，交通工具控制器118可以被配置成将包括由交通工具102的GPS模块148生成的地理数据的枢纽位置请求传输到远程服务器106。枢纽位置请求还可以包括详细描述交通工具102的当前能量需求的信息，诸如可交换电池120A中剩余的电量，和/或交通工具102到达设定的目的地以及之后到达充电枢纽104可能需要的电量，和/或需要从交通工具102卸载的已耗尽的可交换电池120A的数量。

响应于接收到枢纽位置请求，服务器106可以被配置成基于请求中包括的信息来查询充电枢纽数据库166，以确定在交通工具102的当前位置的预定距离内并且满***通工具102的当前需求的充电枢纽104。例如，由服务器106响应于枢纽位置请求而确定的每个充电枢纽104可以包括具有足够的可用容量来接收需要从交通工具102卸载的一个或多个可交换电池120A的至少一个充电站105(例如，充电站105A)，并且可以包括具有足够的已充电电池120B来满***通工具102的需求的至少一个充电站105(例如，充电站105B)。然后，服务器106可以被配置成将每个确定的充电枢纽104的位置传输到交通工具102。

在框206中，响应于接收到确定的充电枢纽104的位置，可以将交通工具102导航到确定的充电枢纽104中的一个。例如，交通工具控制器118可以被配置成基于一个或多个预定因素自动地选择确定的充电枢纽104中的一个，诸如最靠近交通工具102的当前位置的确定的充电枢纽104，并自主地操作交通工具102到选定的充电枢纽104。替代地，可以将确定的充电枢纽104呈现给交通工具102的用户，诸如呈现在显示器157上或在远程计算装置上。响应于用户诸如经由显示器157或HMI 152选择显示的充电枢纽104中的一个，交通工具控制器118可以自主地将交通工具102操作到选定的充电枢纽104，或者信息娱乐***150可以在显示器157上提供驾驶员可以在操作交通工具102时遵循的导航引导以到达选定的充电枢纽104。

在框208中，响应于交通工具102进入充电枢纽104的预定距离内，交通工具102可以准备卸载一个或多个可交换电池120A，和/或装载一个或多个已充电电池120B。特定地，交通工具控制器118可以被配置成基于由GPS模块148生成的地理数据和/或基于由接近度传感器154生成的接近度数据(其指示充电枢纽104在交通工具102的预定距离内)来确定交通工具102何时进入选定的充电枢纽104的预定距离内。响应于交通工具102进入充电枢纽104的预定距离内，交通工具控制器118可以被配置成使交通工具102准备将一个或多个可交换电池120A从电池交换***114卸载到充电站105A上，和/或将一个或多个已充电电池120B从充电站105B装载到电池交换***114上。

特定地，当交通工具102到达充电枢纽104的预定距离内时，可交换电池120A可能不容易被用来卸载到充电枢纽104的充电站105A上，并且电池交换***114可能不处于从充电站105B装载一个或多个充电电池120B的状况。例如，可交换电池120A与每个充电站105之间可能存在保护结构，需要在移除所述保护结构之后，可交换电池120A才可以被卸载并且已充电电池120B才可以经由交通工具102朝向充电站105的推进而被装载。例如，所述保护结构可以是举升式车门、门或可拆卸结构。因此，在交通工具102卸载一个或多个可交换电池120A和/或装载一个或多个已充电电池120B之前，交通工具控制器118可以被配置成从可交换电池120A和充电站105之间移动保护结构或使保护结构能够从所述两者之间移动。例如，如果保护结构是举升式车门或门，则交通工具控制器118可以将命令信号传输到访问***144，所述命令信号使访问***144打开举升式车门或门。

替代地，如果保护结构是可拆卸结构，则交通工具控制器118或交通工具102的驾驶员可以使交通工具102朝向充电枢纽104的准备站推进，所述准备站被配置成响应于推进而抓取所述结构，并且还被配置成响应于交通工具102随后远离准备站推进而继续保持保护结构，使得随着交通工具102远离准备站推进而将保护结构从交通工具102移除。在一些实施例中，交通工具控制器118可以被配置成响应于交通工具102朝向准备站的推进以将保护结构与准备站接合而向保护结构传输一个或多个信号，所述一个或多个信号使保护结构从交通工具102解锁和/或使保护结构锁定到准备站。替代地，这些信号可以从准备站的控制器传输到保护结构。

作为框208的另外的示例，电池交换***114可以包括引导件，所述引导件从交通工具102内的可交换电池120A的常规存储位置延伸到交通工具102的端部，使得交通工具102的推进可以将可交换电池120A与充电站105中的一个对接。例如，在其中交通工具102不推进来交换电池120的交通工具102的操作期间，可交换电池120A可以位于交通工具102的中央部分中或附近，以便帮助平衡交通工具102中的重量。但是，为了使交通工具102推进以使可交换电池120A与充电站105中的一个对接，可交换电池120A可能需要移动到交通工具102的端部，诸如顶端、底端、后端、前端或侧端。因此，在从交通工具102卸载一个或多个可交换电池120A之前，交通工具控制器118可以被配置成使可交换电池120A沿着交通工具102的引导件滑动到交通工具102的端部，所述端部可在交通工具102的推进时与充电站105接合。

在框210中，交通工具102的电池交换***114，或更具体地交通工具102的可交换电池120A，可以经由交通工具102朝向充电站105A中的一个(诸如充电站105A)的推进与所述充电站105对接。如上所述，交通工具控制器118或交通工具102的驾驶员可以基于从服务器106接收的数据、从充电枢纽104接收的数据，和/或基于邻近充电站105的视觉指示器来确定哪些充电站105可用于从交通工具102卸载一个或多个可交换电池120A。使电池交换***114将可交换电池120A与充电站105A对接的交通工具102的推进可以通过交通工具102的驾驶员经由显示器157和/或HMI 152接收到引导而执行，或者通过交通工具控制器118基于由接近度传感器154生成的接近度数据而自主地执行。除了交通工具102的推进之外，交通工具控制器118或驾驶员可以被配置成利用交通工具102的主动悬架***142来将可交换电池120A与充电站105适当地对准。

更具体地，并且如下面另外详细地示出，电池交换***114和充电站105中的每一者可以被配置成将一个或多个电池120保持为堆叠构造。电池交换***114可以被配置成将电池120A保持成堆叠构造，使得堆叠中的每个电池120A电连接到彼此并电连接到交通工具102的其他部件，诸如推进***112、交通工具控制器118和信息娱乐***150。充电站105可以每个类似地被配置成将电池120B保持成堆叠构造，使得充电站105的每个电池120B电耦合到充电站105的其他电池120B以及与充电站105相关联的其他部件(诸如站控制器158、无线收发器160、动力源162和建筑物164)。

为此，每个电池120可以在电池120的相对端包括两个堆叠面，诸如前堆叠面和后堆叠面。在一个优选实施例中，电池120的前堆叠面和后堆叠面彼此平行。如果电池120具有多于一组的平行面，则每个电池120的堆叠面可以是电池120的最大面。每个电池120的前堆叠面可以被配置成物理地和电气地接合另一电池120的后堆叠面。另外，电池交换***114可以包括电池基座121A，所述电池基座121A具有与电池120的前堆叠面匹配的安装面，以便物理地和电气地接合每个电池120的后堆叠面。类似地，每个充电站105可以包括电池基座121B，所述电池基座121B具有与电池120的后堆叠面匹配的安装面，以便物理地和电气地接合每个电池120的后堆叠面。电池交换***114的电池基座121A还可以用于将与其接合的电池120A以及对应地堆叠在与电池基座121A接合的电池120A上的每个电池120A电耦合到其他交通工具102部件，并且每个充电站105的电池基座121B还可以用于将与其接合的电池120B以及对应地堆叠在与电池基座121B接合的电池120B上的每个电池120B电耦合到与充电站105相关联的其他部件，如上所述。

除了电池120的每个堆叠面包括用于将电力传送到相邻的电池120或电池基座121的连接之外，每个堆叠面还可以包括用于与相邻的电池120或电池基座121进行数据通信的连接，并且可以包括用于使冷却剂与相邻的电池120或电池基座121连通的连接，如果交通工具102是汽车，则使用后一连接。换句话说，电池120的堆叠中的每一对相邻电池120可以包括用于在相邻的电池120之间传送数据的接头，并且可以包括用于在相邻的电池120之间传送冷却剂的接头。在这些情况下，电池基座121可以各自包括使得控制器118、158能够形成有线连接并与堆叠中的每个电池120进行数据通信的连接。一个或多个电池基座121，诸如交通工具102的电池基座121A，还可以包括用于将冷却剂供应到电池120的堆叠的连接。作为在控制器118、158和堆叠中的每个电池120之间形成的有线通信网络的替代，每个电池120可以包括无线收发器，所述无线收发器被配置成当控制器118、158处于电池120的本地通信范围中时，诸如当交通工具102与充电站105对接时，从控制器118、158接收本地无线通信。

每个电池120还可以包括用于将另一电池120或电池基座121中的一个锁定到电池120的机构。类似地，电池基座121中的另一个可以包括用于将电池120锁定到电池基座121的机构。这种锁定可以机械地、磁性地和/或电磁地执行。作为示例，每个电池120的前堆叠面和后堆叠面中的一个可以包括向外突出的一个或多个公连接器，并且每个电池120的前堆叠面和后堆叠面中的另一个可以限定一个或多个母连接器，所述一个或多个母连接器对应于另一电池120的突出的公连接器并且被配置成接收所述突出的公连接器。

响应于一个电池120的突出的公连接器***另一电池120的对应母连接器中，这可能在电池交换***114经由交通工具102朝向充电站105的推进将电池120A与充电站105的电池120B对接时发生，具有突出的公连接器的电池120或限定母连接器的电池120可以被配置成将另一个电池120锁定在其上。类似地，响应于电池基座121中的一个的突出的公连接器***由电池120中的一个限定的母连接器中，包括突出的公连接器的电池基座121或限定母连接器的电池120可以被配置成将另一个电池锁定到其上，并响应于电池120中的一个的突出公连接器***由电池基座121中的另一个限定的母连接器中，限定母连接器的电池基座121中的另一个或包括突出的公连接器的电池120可以被构造成将另一个电池锁定在其上。可以响应于来自控制器118、158中的一个的信号来完成两个相邻的电池120之间以及电池120与电池基座121中的一个之间的锁定和解锁动作。在一些实施例中，默认情况下诸如使用机械弹簧来保持锁定状态，并且可能需要外部动力来实现解锁状态以确保故障安全锁定***。

例如，每个突出的连接器可以包括狭槽，所述狭槽用于在突出的连接器与孔完全接合时接收来自孔中的一个的锁定销，所述锁定销可以诸如在控制器118、158中的一者的指示下通过电池120限定孔而机械地延伸到孔和狭槽中或从孔和狭槽中延伸出来。替代地，每个孔可以包括狭槽，所述狭槽用于在突出的连接器完全接合在孔内时接收来自突出的连接器中的一个的锁定销。类似地，所述锁定销可以诸如在控制器118、158中的一者的指示下通过电池120包括突出的连接器而机械地延伸到孔的狭槽中并从孔的狭槽中延伸出来。作为另外的示例，每个电池120可以被配置成接合将电池120保持到另一电池120或一个电池基座121的电磁力，并且另一个电池基座121可以类似地被配置成接合将电池120保持到另一个电池基座121的电磁力。除了执行上述锁定功能之外，突出的连接器和孔还可以各自包括用于在电池120之间以及在电池120与电池基座121之间传送电力、数据和冷却剂的连接。

如上所讨论的，在一些实施例中，充电站105的位置以及其电池120B和电池基座121B的位置可以是固定的，使得电池交换***114和可交换电池120A与充电站105的对准仅经由交通工具102执行。替代地，充电站105还可以被配置成在交通工具102的推进力的作用下进行微小的被动调整，和/或在充电站105的致动器的力的作用下进行微小的主动调整以辅助对接。

作为被动调整的示例，在其中每个电池120和一个电池基座121的堆叠面包括突出的公连接器并且每个电池120和另一个电池基座121的堆叠表面限定对应的母连接器的上述示例中，每个突出的公连接器的宽度可以从其近端到其远端减小，并且每个母连接器的宽度可以从母连接器的开口减小以进一步进入电池120和电池基地121。因此，当交通工具102被朝向充电站105推进时，突出的公连接器的相对较小的远端可以***限定的母连接器的相对较宽的开口中，但不必在开口内居中。之后，随着交通工具102被进一步朝向充电站105推进，推进力可以导致被动地调整电池120B和电池基座121B的位置，以便使得突出的公连接器和对应的母连接器能够达到完全接合，使得突出的公连接器在对应的母连接器内居中并完全***其中。

电池交换***114可以被配置成经由交通工具102朝向充电站105的推进而与充电站105对接，在电池120A的堆叠由交通工具102承载时，所述推进是沿平行于电池120A的堆叠的纵轴的方向进行，而在电池120B的堆叠由充电站105保持时，所述推进是沿平行于电池120B的堆叠的纵轴的方向进行。所述纵轴可以是堆叠电池120所沿着的轴线。

当由电池交换***114所承载的电池120A的堆叠中的最外面的电池120A(例如，在推进期间离电池基座121A最远和/或最靠近充电站105的电池120A)，或者如果交通工具102中不存在电池120A，则当电池交换***114的电池基座121A与由充电站105保持的电池120B的堆叠的最外面的电池120B(例如，在推进期间离电池基座121B最远和/或最靠近交通工具102的电池120B)完全接合时，或者如果充电站105上不存在任何电池，则与充电站105上的电池基座121B完全接合时，电池交换***114可以被认为与充电站105对接。例如，在以上讨论的突出的公连接器和对应的母连接器的情况下，一旦最外面的电池120中的一个的突出的公连接器完全***最外面的电池120中的另一个的限定的母连接器中，电池交换***114或更具体地可交换电池120A就可以被认为与充电站105或更具体地电池120B对接。

在框212中，在电池交换***114与充电站105A对接之后，并且响应于从控制器118、158接收到的一个或多个信号，可以将一个或多个可交换电池120A锁定到充电站105A，并从电池交换***114解锁，优选地以该顺序进行。具体地，当电池交换***114与充电站105A对接时，可交换电池120A、电池基座121A、充电站105A的可交换电池120B和充电站105B的电池基座121B中的每一者可以耦合到交通工具控制器118以在其间进行数据通信，并且可以耦合到站控制器158以在其间进行数据通信，诸如经由由每对相邻电池120之间以及电池120与电池基座121之间的数据通信接头形成的有线数据通信网络，如上所述。因此，交通工具控制器118或站控制器158可以被配置成将一个或多个命令信号传输到可交换电池120A和/或电池基座121，所述一个或多个命令信号使一个或两个或更多个电池120A锁定到充电站105A并从电池交换***114解锁。

具体地，在电池交换***114与充电站105A对接之后，电池交换***114可以被配置成从电池交换***114卸载最外面的电池120A或两个或更多个最外面的电池120A，其中最外面的电池120A是离电池基座121A最远和/或最靠近充电站105A的电池120A。为此，命令信号可以被传输到由电池交换***114承载的最外面的电池120A和充电站105A的最外面的电池120B(或者如果充电站105A上当前不存在电池120B，则为电池基座121B)中的一者以使接收到该命令信号的电池120(或电池基座121B)锁定到另一者上。换句话说，命令信号可以被传输到最外面的电池120A，从而使最外面的电池120A将自身锁定到最外面的电池120B，或者如果充电站105A上不存在电池120B，则将其锁定到电池基座121B。替代地，命令信号可以被传输到最外面的电池120B，或者如果充电站105A上不存在电池120B，则可以被传输到电池基座121B，从而使最外面的电池120B或电池基座121B将其自身与最外面的电池120A锁定在一起。类似地，另一命令信号可以被传输到被卸载的最外面的电池120A中的最里面的电池120A(例如，最靠近电池基座121A和/或离充电站105最远的电池120A)和紧邻于该最里面的电池120A的未被卸载的电池120A(或者如果未被卸载的最里面的电池120A紧邻于堆叠内的电池基座121A，则为电池基座121A)中的一个以使接收到所述命令信号的电池120A(或电池基座121A)从另一者解锁。代替利用有线数据通信网络来传送这些命令信号，每个电池120可以包括用于从站控制器158或交通工具控制器118接收这样的命令信号的无线收发器。

在框214中，电池交换***114可以经由使用主动力源116来为推进***112提供动力而将交通工具102远离充电站105A推进，而与充电站105A脱离接合。特定地，由于现在可以将一个或多个或所有可交换电池120A锁定到充电站105A，因此交通工具102的驾驶员或自主控制交通工具102的交通工具控制器118可以使交通工具102执行使用主动力源116远离充电站105推进以卸载解锁的可交换电池120A。远离充电站105A的推进方向可以与朝向充电站105A的推进方向相反，并且在电池120的堆叠由电池交换***114和充电站105A承载时，可以类似地平行于电池120的堆叠的纵轴。

在框216中，电池交换***114然后可以经由使用主动力源116将交通工具102朝向充电站105B推进而与另一个充电站105(诸如充电站105B)对接，以装载一个或多个已充电电池120B。如上所述，具有一个或多个可用的已充电电池120B的充电站105B的识别可以基于从充电枢纽104、服务器106和/或邻近于每个充电站105的视觉指示器接收的数据。将电池交换***114与充电站105B对接可以与上述充电站105A的对接类似地发生。具体地，驾驶员可以基于由交通工具控制器118产生并经由显示器157和/或HMI 152提供的引导来控制交通工具102执行朝向充电站105B的推进。替代地，交通工具控制器118可以被配置成通过基于由接近度传感器154生成的接近度数据使交通工具102朝向充电站105B推进来自主地将电池交换***114与充电站105B对接。

在框218中，在电池交换***114经由交通工具102朝向充电站105B的推进而与充电站105B对接之后，由充电站105B保持的一个或多个已充电电池120B可以锁定到电池交换***114，并从充电站105B解锁，优选地以该顺序进行。类似于框212，交通工具控制器118或充电站105的站控制器158可以将一个或多个命令信号传输到电池120B、交通工具102的电池120A(如果存在)、电池基座121A和电池基座121B中的一者或多者，所述一个或多个命令信号使一个或多个已充电电池120B锁定到电池交换***114并从充电站105B解锁。

之后，在框220中，电池交换***114可以经由交通工具102远离充电站105B的推进，而与充电站105B脱离接合。具体地，一旦已充电电池120B锁定到电池交换***114，已充电电池120B就可以经由电池基座121A电耦合到交通工具102的推进***112。因此，交通工具102(诸如在被引导的驾驶员的指示下或经由交通工具控制器118自主地)可以在现在装载的已充电电池120B(现在其可以被视为为交通工具102的部件提供电力的可交换电池120A)的电力下执行远离充电站105B的推进，该推进使电池交换***114与充电站105B脱离接合。如果之前保护结构包裹了可交换电池120A，或者如果可交换电池120A和/或电池基座121A沿着引导件移动以进行卸载或装载，则可以将保护结构放回其保护位置，并且可以使可交换电池120A和电池基座121A分别沿着引导件移动回到其初始位置，诸如在交通工具控制器118的指示下。

响应于充电站105A从电池交换***114接收到可交换电池120A，充电站105A可以被配置成诸如经由充电枢纽104从动力源162对可交换电池120A充电。特定地，每个充电站105可以被配置成以后进先充为基础对卸载在其上的可交换电池120A进行充电，然后所述可交换电池120A可以被视为由充电站105A保持的电池120B。换句话说，可以首先对最近卸载到充电站105A上的最外面的电池120B进行充电，使得如果随后另一交通工具到达充电枢纽104寻找已充电电池120B，则另一交通工具可以经由所述另一交通工具朝向充电站105A的推进而从充电站105A装载一个或多个已充电电池120B，即使充电站105A上的最里面的电池120B中的一个或多个尚未充满电。

图3示出了其中呈汽车形式的交通工具102使用充电枢纽104来交换电池的示例性实施例。如所示的实施例中所示，电池交换***114的可交换电池120A可以在汽车的后端处位于电池交换***114的滑动电池罩302的后面。可以是类似于可交换电池120A的电池的主动力源116可以是由交通工具102承载的电池堆的一部分，诸如位于电池交换***114的电池基座121A上。具体地，主动力源116可以位于交通工具102的在所述堆叠内的最里面的可交换电池120A的后面。换句话说，主动力源116可以是所述堆叠中的最里面的电池，诸如在电池基座121A和可交换电池120A之间。

如上所述，交通工具102的驾驶员或交通工具控制器118可以利用由GPS模块148和信息娱乐***150提供的GPS导航来定位充电枢纽104并到达充电枢纽104的附近。交通工具控制器118然后可以从服务器106或从充电枢纽104的充电站105接收数据，所述数据指示哪个充电站105具有用于交通工具102的一个或多个已充电电池120B，和/或哪个充电站105具有从交通工具102接收一个或多个电池120A的能力。交通工具102然后可以前进到具有容量的充电站105中的一个，诸如充电站105A，以将一个或多个可交换电池120A卸载到充电站105A。交通工具控制器118然后可以利用由接近度传感器154生成的接近度数据，并且可以利用从充电站105A的无线收发器160传输的一个或多个信号，以对其相对于充电站105A的位置进行三角测量，使得交通工具102可以定位在充电站105A的前面。例如，交通工具控制器118可以经由显示器157和/或HMI 152向驾驶员提供引导，所述引导使驾驶员能够将交通工具102置于适当的位置，或者可以自主地将交通工具102操作到适当的位置。

在一些实施例中，充电枢纽104的每个充电站105可以包括一组轨道304，该组轨道304从充电站105的前方延伸出来以在交通工具102执行朝向充电站105的推进以使电池交换***114与充电站105对接时进一步引导交通工具102。如参考过程200的框208所述，响应于交通工具102进入充电枢纽104的预定距离内，和/或交通工具102执行朝向充电站105的推进以使电池交换***114与充电站105对接，交通工具控制器118可以被配置成打开滑动电池罩302，从而使得电池交换***114可接近以与充电站105对接。

随着交通工具102接近充电站105A，交通工具控制器118可以通过操作交通工具102或基于由接近度传感器154生成的接近度数据向驾驶员提供引导来确保与充电站105A的精确对准。除了后向/前向和转向运动，交通工具控制器118或驾驶员还可以利用交通工具102的主动悬架***142来升高或降低交通工具102的后端，以与充电站105A正确地定位在一起。另外，电池120上的连接器还可以提供对准功能。

朝向充电站105推进以使电池交换***114与充电站105A对接可以由交通工具102的可交换电池120A供电，所述可交换电池120A向交通工具102的推进***112的一个或多个电动马达提供电能。利用基于电动马达的推进，交通工具102能够精确地移动以确保平稳的对接。然而，如果需要，每个充电站105可以包括诸如阻尼器或减震器306之类的***，以吸收对接力并防止对电池120、充电站105和交通工具102的损坏。响应于经由交通工具102朝向充电站105A的推进电池交换***114的最外面的可交换电池120A，或更具体地对接充电站105A的最外面的电池120B(如果在充电站105A上不存在电池120B，则为电池基座121B)与充电站105A对接，可以从交通工具102、充电站105或集中式***(诸如远程服务器106)发送至少一个命令信号以将一个或多个可交换电池120A锁定到充电站105A，并将所述一个或多个可交换电池120A从交通工具102解锁。

交通工具102然后可以使用由其主动力源116提供动力远离充电站105A的推进而与充电站105A脱离接合。交通工具102然后可以以与上述类似的方式前进到充电站105B，以使电池交换***114与充电站105B上的最外面的已充电电池120B接合并对接。然后可以将至少一个命令信号发送到一个或多个已充电电池120B，以将所述一个或多个已充电电池120B从充电站105B解锁，并将一个或多个已充电电池120B锁定到电池交换***114。交通工具102然后可以利用新接收到的一个或多个已充电电池120B远离充电站105B向前移动。

如在所示实施例中进一步所示，每个充电站105的电池120B和每个充电站105可以安装在墙壁上，诸如房屋或停车场中的车库墙壁。在这种情况下，充电站105上的电池120B可以使用太阳能或其他可再生能源(例如，动力源162)来充电，并且可以向家庭或企业(例如，建筑物164)提供备用电力或在高峰时段期间将能量提供回到电网。当多个电池120B堆叠在给定的充电站105上时，最外面的电池120B可以首先被充电，并且最里面的电池120B可以首先被消耗来提供备用电力。

图4示出了示例性实施例，其中交通工具102是具有用于可交换电池120A的保护罩402的汽车，所述保护罩402可从交通工具102移除。具体地，如以上参考过程200的框208所述，响应于交通工具102进入选定的充电枢纽104的预定距离内，交通工具102可以准备从交通工具102卸载一个或多个可交换电池120A，以及将一个或多个已充电电池120B装载到交通工具102上。为此，交通工具102可以执行朝向准备站404的推进，使得保护罩402与准备站404接合。作为示例，这种推进可以在诸如经由显示器157和/或HMI 152从交通工具控制器118接收基于由接近度传感器154生成的接近度数据的对准指导的同时，在驾驶员的指示下发生。替代地，交通工具控制器118可以被配置成自主地操作交通工具102以将也可以是装饰性的保护罩402与准备站404对准。

响应于保护罩402与准备站404对接，准备站404可以被配置成抓取保护罩402，使得响应于交通工具102随后诸如经由驾驶员或经由交通工具控制器118自主地从准备站404向前推进，保护罩402可以与交通工具102脱离接合并保留在准备站404上，从而使得能够接近交通工具102的可交换电池120A。

在一些实施例中，交通工具102或保护罩402可以包括用于将保护罩402固定到交通工具102的电控锁定机构，和/或保护罩402或准备站404可以包括用于将保护罩402固定到准备站404的电控锁定机构。响应于交通工具102执行推进，所述推进经由交通工具102朝向准备站404的推进而使保护罩402与准备站404接合，每个锁定机构可以诸如从交通工具控制器118或准备站404的控制器接收信号，所述控制器可以与站控制器158类似地起作用，以从交通工具102解锁保护罩402，和/或将保护罩402锁定到准备站404。在一些实施例中，准备站404可以被配置成响应于交通工具102使保护罩402与准备站404接合、之后经由命令信号从交通工具102解锁保护罩402、以及之后交通工具102远离准备站404推进，而磁性地保持保护罩402。

在交通工具102已经与充电枢纽104的充电站105交换了电池120之后，交通工具102可以再次诸如经由驾驶员或经由交通工具控制器118自主地执行朝向准备站404的推进以将交通工具102与保护罩402接合。之后，交通工具102或保护罩402可以接收将保护罩402锁定到交通工具102的命令信号，和/或保护罩402和/或准备站404可以接收从准备站404解锁保护罩402的命令信号。以此方式，交通工具102可以在保持保护罩402的同时执行远离准备站404的推进，然后可以继续前进。在保护罩402由准备站404经由恒定的磁力保持的实施例中，交通工具102在保护罩402被锁定到交通工具102时时远离准备站404的推进可能足以克服磁力，从而使保护罩402从准备站404释放。

图5示出了示例性实施例，其中交通工具102是呈皮卡车形式的汽车，并且可交换电池120A位于汽车的发动机罩舱中，所述发动机罩舱在铰接到交通工具102的发动机罩502下方。这种定位可能是由于电动汽车中发动机罩502下方的可用自由空间，但对于小型内燃发动机也在发动机罩502下方的混合动力电动汽车来说也是可能的。如所示的实施例中所示，可以是备用电池或电容器的主动力源116可以位于交通工具102的地板下方，并且如果可交换电池120A不是交通工具102的一部分，则可以从主动力源116原本的尺寸减小。

图5的示例性实施例示出了过程200的若干框的示例。例如，如以上参考过程200的框208所述，响应于交通工具102进入充电枢纽104的预定距离内，交通工具控制器118可以将控制信号传输到交通工具102的访问***144，所述控制信号使访问***144打开交通工具102的发动机罩502，从而使得能够接近包括在发动机罩舱中的可交换电池120A。

此外，可交换电池120A可以在交通工具102的常规操作期间(即，当交通工具102不在交换电池120的过程中时)具有默认位置，所述默认位置可以由用户指定，使得用户可以根据需要利用发动机罩502下方的空间。例如，默认位置可以是发动机罩舱的后部，其可以在交通工具102的常规操作期间将可交换电池120A放置在交通工具102的中心附近，以便帮助平衡交通工具102的重量。因此，为了能够从电池交换***114卸载可交换电池120A，并且能够将已充电电池120B装载到电池交换***114上，电池交换***114可以包括引导件，所述引导件从发动机罩舱的后部延伸到发动机罩舱的前部，以诸如在交通工具控制器118的指示下使可交换电池120A朝向发动机罩舱的前部滑动。

之后，如以上参考过程200的框210所讨论，交通工具102可以***作以执行推进，诸如由交通工具102的驾驶员手动地或者由交通工具控制器118自主地执行，每种执行都基于由接近度传感器154生成的接近度数据被引导，所述推进将可交换电池120A与充电站105的电池120B对接。在一些实施例中，轨道503可以在与交通工具102的推进平行的方向上从充电站105延伸出来，以朝向与充电站105的电池120B正确对准的方向引导交通工具102。

可以将用于不同交通工具102中的电池120A标准化，并且如前所述，充电站105可以被配置成改变电池120B在其上的位置，以适应具有不同高度和悬垂的交通工具102。此外，交通工具102可以包括主动悬架***142，所述主动悬架***142升高或降低交通工具102的各个部分以将交通工具102的可交换电池120A与充电站105的电池120B对准，以进行适当的对接。在一些替代实施例中，诸如如果交通工具102的运动不能达到对接所需的精度，则交通工具102可以推进到轨道503上，并且作为响应，轨道503可以由特殊设计的托架504移动，所述托架504被配置成使轨道503以及相应地交通工具102移动到适当的位置，以便使可交换电池120A与充电站的电池120B或电池基座121B对接。

电池交换***114可以在交通工具102内具有附加配置。例如，在一些实施例中，交通工具102的可交换电池120A可以被配置成与交通工具102的外部样式和特征融合。在这种情况下，可交换电池120A可以具有集成在其上的安全结构，以用作交通工具102的后端或前端的一部分。作为另外的示例，电池交换***114可以将诸如固态电池单元之类的安全电池单元用于可交换电池120A，所述可交换电池120A可能不需要包含在保护性安全结构的后面。

作为另外的示例，诸如如果可交换电池120A的外观或结构性能不可接受，则可交换电池120A可以定位在另一模块后面以提供所需的外观或结构性能。例如，类似于图5中所示的其中可交换电池120A位于交通工具102的发动机罩502下方的实施例，可交换电池120A可以定位在交通工具102的举升式车门后面的行李厢舱室中。在过程200的框208中，交通工具控制器118可以使交通工具102通过打开举升式车门以使电池120A与充电站105对接，而准备装载和/或卸载电池120。在一些实施例中，交通工具102可以在交通工具102的相对侧(诸如汽车的前部和后部，或者UAV的顶部和底部)上包括可交换电池120A，以实现重量的平衡并改善交通工具的操纵。

在交通工具102在交通工具102的行李厢中包括一个或多个可交换电池120A的情况下，类似于图5所示的实施例，可交换电池120A在交通工具102的常规操作期间可以位于默认位置，所述默认位置可以由用户定制。例如，所述默认位置可以在行李厢的后部邻近于后排座椅处。行李厢还可以包括引导件，所述引导件从后排座椅延伸到交通工具102的端部以便使得交通工具控制器118在期望卸载和/或装载电池120时能够将可交换电池102A滑动到交通工具102的端部。因此，在过程200的框208中，当交通工具102正在准备装载和/或卸载电池120时，交通工具控制器118可以被配置成向访问***144传输信号，所述信号使访问***144打开阻止接近交通工具102的可交换电池120的行李厢或举升式车门。此外，交通工具控制器118可以使可交换电池120A沿着引导件滑动到交通工具102的端部，以便使得能够经由交通工具102朝向充电站105的推进而使可交换电池120A与充电站105对接。

图6示出了可以在每个可交换电池120上存在的示例性连接器，以及如何能够以自对准和故障安全方式将电池120接合。如先前所述，可交换电池120A可以位于交通工具102上，并且可交换电池120B可以位于充电站105上。如所示的实施例中所示，每个电池120可以包括前堆叠面600和后堆叠面601，其中在堆叠面600、601中的一个上具有公连接器，而在堆叠面600、601的另一个上具有匹配的母连接器。为了防止灰尘和污垢，母连接器可以被在电池120接合期间折入的翻盖所覆盖。一个或多个对应的公连接器和母连接器可以提供定位或对准功能。一个或多个对应的公连接器和母连接器可以提供电连接。所有电连接器都可以被设计成触摸外部是安全的。如果需要，可以提供一个或多个对应的公连接器和母连接器以在电池之间实施冷却***。一个或多个对应的公连接器和母连接器可以提供电池120之间以及与控制器118、158的数据通信。替代地，电池120与控制器118、158之间的数据通信连接可以通过包括在每个电池120中并耦合到控制器118、158的无线收发器来实现。

例如，在图6所示的特定实施例中，公连接器设置在每个电池120的前堆叠面600上，而母连接器设置在每个电池120的后堆叠面601上。这种布置可以颠倒。公连接器602在***母连接器604时可以提供竖直对准功能，而公连接器606在***母连接器608时可以提供水平对准功能，诸如由于公连接器602、606的尺寸从近端到远端减小，而母连接器604、608的尺寸从电池120A的表面向内减小以对应于公连接器602、606的尺寸减小。另外，公连接器610可以被配置成与母连接器612接合以提供电池120之间的电连接。

利用本文描述的可交换和可堆叠电池***，对电池120的快速充电的需求可能更少，因此在快速充电期间对电池120进行冷却的需求更少。因此，空气冷却***对于这些电池120来说可能足够了。然而，如果需要进行液体冷却，则冷却剂管线614可以在堆叠的电池120之间提供所需的冷却***连接。在这样的情况下，交通工具102上的冷却***可以提供用于电池120A的冷却剂，所述冷却剂可以经由电池基座121A，经由冷却剂管线614在电池120A之间传送。替代地，每个电池120可以容纳其自己的冷却***。

公连接器602、606和610中的一个或多个可以使用故障安全螺栓分别锁定在母连接器604、608和612内的适当位置，所述故障安全螺栓仅在被致动时才缩回，诸如经由从控制器118、158中的一个发送到电池120A、120B中的一个的命令信号致动。另外或替代地，连接器616和618可以在可交换电池102A、102B接合时提供故障安全磁性抓握动作。在该实施例中描述的连接器和接合方法仅出于说明的目的，并且可以在本发明的意图内设计电池120之间的其他接合方法。

如图6所示的实施例中所示，主动力源116可以是配置成与可交换电池120堆叠在一起的电池。换句话说，主动力源116可以类似地包括前堆叠面和后堆叠面，其中前堆叠面和后堆叠面中的一个包括与每个电池120上的公连接器成镜像的公连接器，而前堆叠面和后堆叠面中的另一个包括与每个电池120上的母连接器成镜像的母连接器。类似地，电池基座121A和电池基座121B中的一者可以包括与每个电池120的公连接器成镜像的公连接器，并且电池基座121A和电池基座121B中的另一者可以包括与每个电池120上的母连接器成镜像的母连接器。这种配置可以使一个或多个电池120A能够经由公连接器和母连接器堆叠在电池基座121A上，使一个或多个电池120B能够经由公连接器和母连接器堆叠在电池基座121B上，以及使一个或多个堆叠电池120A能够经由交通工具102朝向充电站105的推进而与一个或多个堆叠电池120B对接并堆叠在一个或多个堆叠电池120B上。

图7示出了每个电池120上可能存在的自对准连接器的示例性实施例。特定地，每个电池120可以包括公自对准连接器702，所述公自对准连接器702被设计成进入另一电池120的母自对准连接器704，所述母自对准连接器704可以竖直地逐渐变窄。当公自对准连接器702完全在母自对准连接器704内时，附接的电池120A和120B将正确地竖直定位。类似地，每个电池120可以包括公自对准连接器706，所述公自对准连接器706被设计成进入另一电池120的母自对准连接器708，所述母自对准连接器708可以水平地逐渐变窄。因此，当公自对准连接器706完全在母自对准连接器708内时，附接的电池120A和120B将正确地水平定位。

图8示出了两个电池120如何经由它们的连接器锁定到彼此。如所示的实施例中所示，每个电池120的公连接器，诸如图8所示的竖直对准连接器802，可以在上侧和下侧包括狭槽804，如图所示。当竖直自对准连接器802完全定位在另一电池120A的母自对准连接器806中时，电池120A可以将销808移动到竖直自对准连接器802的狭槽804中以将竖直自对准连接器802锁定在适当位置。销808可以被设计成在某种意义上是故障安全的，不需要外力来使其移动到锁定位置，但是需要外部致动(诸如响应于来自控制器118、158中的一个的命令信号)来将它们移出狭槽804进入解锁位置。

图9示出了充电站105中的一个的示例性实施例。如所示的实施例中所示，充电站105可以保持电池120B并且可以被支撑在竖直可调整的柱902上。充电站105还可以具有地面安装的支撑结构904，所述地面安装的支撑结构904可以被配置成进行调整以适应竖直可调整的柱902的变化。作为对地面安装的支撑结构904的补充或替代，充电站105可以包括壁装式支撑结构906。壁装式支撑结构906可以被配置成沿着狭槽908竖直地移动以适应竖直可调整的柱902的变化。该实施例允许调整电池120B的竖直位置以使具有不同高度的交通工具102适于其电池交换***114。

图10示出了充电站105的另一示例性实施例，其可以在更大规模的商业环境中用于存储电池、对电池进行充电、交换电池、共享电池和租赁电池。具体地，所示的充电站105可以是电池交换网络的一部分，其数据可以由服务器106保持在充电枢纽数据库166和用户账户数据库168中。如所示的实施例中所示，充电站105上的电池120B可以定位在辊1002上，并且可以水平堆叠。电池120B可以使用线性致动器1004向后或向前移动。可以使用竖直致动器1006来调整每个充电站105的高度。轨道1008可以引导交通工具102接近充电站105。如前所述，试图将电池120卸载到充电站105或从充电站105装载电池120的交通工具102可以使用其搭载的接近度传感器154、轨道1008和/或来自充电站105传感器的归位信号来进行适当定位，并将其电池交换***114与充电站105的最外面的电池120B对接。交通工具102或充电站105然后可以将充电站105的最外面的电池120B中的一个或多个适当地锁定到交通工具102的电池交换***114或将其解锁，以影响期望的电池交易。每个充电站105可以经由网络110连接到服务器106，以记录电池交易细节并做出必要的决定，如下面更详细描述的。

图11示出了示例性实施例，其中交通工具102是具有可交换和可堆叠电池交换***114的机器人交通工具(或简称为机器人)。机器人交通工具102的主动力源116可以堆叠在与机器人交通工具102的推进***112耦合的电池的堆叠的最里面的电池120A的后面。如以上参考过程200的框208所述，可交换电池120A可以位于滑动门1102的后面，滑动门1102可以打开以促进电池交换。如所示的实施例中所示，如果充电站105A不包括任何电池120B，则机器人交通工具102可以被配置成将电池交换***114对接到充电站105A的电池基座121B，以将一个或多个交换电池120A卸载到电池基座121B上。电池基座121B可以类似地包括多个公连接器1106，所述多个公连接器1106对应于可交换电池120A上的若干母连接器1108。机器人交通工具102的交通工具控制器118可以被配置成利用搭载的接近度传感器154和/或来自充电站105A的归位信号以导航并定位最外面的可交换电池120A以与电池基座121B对接。

公连接器1106可以被配置成通过定位在一个或多个匹配的母连接器1108内来提供上述自对准功能。公连接器1106中的一个或多个可以在电池120A与充电站105A之间提供电连接。公连接器1106中的一个或多个可以在机器人交通工具102的交通工具控制器118、可交换电池120A和充电站105A之间提供数据通信连接。替代地，机器人交通工具102、可交换电池120A和充电站105A之间的数据通信可以通过无线连接发生。响应于机器人交通工具102将最外面的可交换电池102A与电池基座121B对接，一个或更多个最外面的电池120A可以锁定到电池基座121B并且从机器人交通工具102解锁。之后，机器人交通工具102然后可以前进到充电站105B以从其拾取已充电电池120B。充电站105A和105B中的每一个可以连接到动力源162和/或计算机网络(诸如网络110)。充电站105A、105B中的每一个还可以具有阻尼器或隔离器1110，以在对接期间吸收任何多余的力，以防止对机器人交通工具102、电池120和充电站105的损坏。

图12示出了示例性实施例，其中交通工具102是被配置成将电池120与充电站105交换的飞行器或UAV。如在所示的实施例中所示，UAV 102可以包括在UAV 102的顶端处的主动力源116(诸如电池)和在UAV 102的底端处的一个或多个堆叠的可交换电池120A。被配置用于供UAV 102对接的每个充电站105可以包括电池基座，一个或多个电池120B以堆叠构造的形式存储在所述电池基座上。每个电池120可以在电池120的一个堆叠面上具有公连接器1202，所述公连接器1202与电池120的另一堆叠面上的母连接器相对应。在所示实施例中，堆叠在充电站105A上的最外面的电池120B包括暴露的公连接器1202，所述暴露的公连接器1202可以对应于交通工具102的最外面的电池120A的下侧上的暴露的母连接器。

每个电池120的堆叠面中的一个，诸如包括母连接器的堆叠面，还可以包括环绕母连接器的磁性/金属环，并且每个电池120的另一个堆叠面，诸如包括公连接器1202的堆叠面，可以在围绕公连接器1202的堆叠面上的选定位置处具有磁体1204。公连接器1202可以具有顶点较小的圆锥形状，以使其易于定位在可交换电池120A的下侧上的互补母连接器内。一旦正确定位，形成在公连接器1202和可交换电池120A上的对应的母连接器之间的接头就可以在电池120之间建立故障安全的机械和电气接合，诸如经由从可交换电池120A延伸到公连接器1202中的锁定销。另外，磁体1204与围绕可交换电池120A上的母连接器的环之间的磁体抓握动作可以进一步确保接合。

交通工具控制器118可以被配置成使用由GPS模块148生成的地理数据、从服务器106接收的枢纽位置数据和由接近度传感器154生成的接近度数据来操作UAV 102到达充电站105A。之后，交通工具控制器118可以操作UAV 102以将其悬停或盘旋在充电站105A上方，然后执行朝向充电站105A的向下推进，以便使可交换电池120A的母连接器设置在公连接器1202上，从而将电池交换***114与充电站105对接。公连接器1202的圆锥形状可以对应于可交换电池120A中的母连接器，所述母连接器因此可以具有大于公连接器1202的远端的进入开口，并且可以帮助将母连接器与公连接器1202对准并使它们对接以及使接合更容易完成。磁体1204还可以帮助将电池交换***14适当地定位在充电站105A上，并且一旦对接完成就可以提供抓握动作。每个充电站105可以在充电站105的柱上包括缓冲垫或阻尼器1206，所述缓冲垫或阻尼器1206有助于减少当UAV 102将其自身定位在充电站105上时引起的任何冲击影响。

UAV 102可以被配置成使其可交换电池120A与充电站105A的最外面的电池120B对接，以经由耦合到充电站105A的动力源162对其可交换电池120A和主动力源116进行充电。替代地，UAV 102的电池交换***114可以被配置成响应于UAV 102向下推进到充电站105A的最外面的电池120B上(这可以使电池交换***114或更具体地可交换电池120A与最外面的电池120B对接)，而将可交换电池120A卸载到充电站105上。之后，可交换电池120A可以锁定到最外面的电池120B并从UAV 102的电池交换***114解锁，诸如经由从充电站105或UAV102发送到可交换电池120A和最外面的电池120B中的一个或多个的至少一个命令信号。然后，UAV 102可以使用其主动力源116执行远离充电站105A的推进以从充电站105A脱离接合，留下可交换电池120A以由充电站105A充电并且随后诸如由需要额外的电能的另一UAV重新得到。

之后，UAV 102可以使用其主动力源116将其自身定位在充电站105B上方，并执行朝向充电站105B的推进，所述推进使电池交换***114接合充电站105B上的最外面的电池120B，所述最外面的电池120B可以是已充满电的。如上所述，然后可以将充电站105B上的一个或多个最外面的电池120B锁定到电池交换***114，并将其从充电站105B解锁。然后，UAV102可以利用为UAV 102的推进***112供电的一个或多个装载的电池120B执行远离充电站105B的推进，并且可以继续执行其任务。

更具体地，UAV 102的可交换电池120A可以被容纳于在UAV 102中限定并居中的圆柱形电池舱室内，其中圆柱形电池舱室的纵轴基本上垂直于并且平行于推进方向以将可交换电池120A与充电站105对接。圆柱形电池舱室的底部可以包括用于装载和卸载电池120A的开口，并且UAV 102的底端可以包括突片，所述突片被构造成在常规飞行期间摆动到圆柱形电池舱室的开口下方，从而另外使可交换电池120A锁定在圆柱形电池舱室内。另外或替代地，门可以封闭电池舱室以提供额外的安全性和气象保护。如以上参考过程200的框208所述，响应于UAV 102进入充电枢纽104的预定距离内以对一个或多个可交换电池120A进行充电或交换，交通工具控制器118可以被配置成使突片和/或门从圆柱形电池舱室的下方移出，以允许可交换电池120A与充电站105对接。在一些实施例中，电池120的形状和UAV 102的电池舱室可以是轴对称的，并且连接器1202也可以是轴对称的并且在每个电池120的堆叠面中的一个上居中，以独立于UAV 102的横摆取向使UAV 102与充电站105对接。

在一些实施例中，UAV 102还可以包括致动器，所述致动器被配置成在圆柱形电池舱室内使可交换电池120A上下滑动，以便将最底部的电池120A定位在适当位置以与充电站105对接。致动器还可以用于将可交换电池120与主动力源116电连接。可交换电池120A和主动力源116中的每一者还可以连接到UAV 102的其他部件，诸如推进***112，以便为此类其他部件提供动力。

作为图12所示的实施例的替代，UAV 102的可交换电池120A可以位于UAV 102的顶端，以便使UAV 102能够将可交换电池120A与顶板安装的充电站105对接。在这种情况下，主动力源116可以在UAV 20内位于可交换电池120A下方，可能与可交换电池120A形成堆叠和/或在UAV 102的底端处与可交换电池120A分开。在任一情况下，响应于UAV 102的交通工具控制器118将UAV 102操作到充电枢纽104，诸如使用由GPS模块148生成的地理数据和从远程服务器106提供的枢纽位置数据，交通工具控制器118可以使UAV 102将UAV 102以及相应地可交换电池120A与UAV 102上方的充电站105A的对接连接器对准，诸如使用UAV 102的盘旋或悬停运动。交通工具控制器118然后可以使UAV 102执行朝向充电站105A的向上推进，这可以用于将UAV 102的最外面的可交换电池120A与充电站105A的对接连接器对接。

然后，可以将UAV 102的一个或多个可交换电池120A锁定到充电站105A。如上所述，锁定可以用公-母电气-机械接头和/或故障安全强大的稀土磁体来完成。一旦对接，就可以通过充电站105A中的电线对UAV 102上的可交换电池120A和主动力源116进行充电。替代地，UAV 102可以从其侧面解锁一个或多个可交换电池120A，并将其留在充电站105A中，然后继续从附近的另一个顶板安装的充电站105B拾取一个或多个已充电电池120B。

在一些实施例中，交通工具102可以是船只，诸如水下交通工具(例如，个人潜水艇、无人驾驶水下交通工具)，其中电池交换***114包括位于水下交通工具102前端的一个或多个可交换电池120A，以及位于水下交通工具102后端的主动力源116，或反之亦然。对于这种暴露于水的应用，可以将电池交换***114、电池120A和120B以及充电站105适当地设计成防水的。水下交通工具102的交通工具控制器118可以被配置成利用由搭载的接近度传感器154生成的接近度数据和来自充电站105的无线收发器160(其也可以在水下)的归位信号通信以定位和接近充电站105。类似于先前针对地面交通工具102所述的方法，交通工具控制器118可以被配置成控制或引导水下交通工具102执行朝向充电站105A的推进，从而导致水下交通工具102的可交换电池120A与充电站105A或更具体地与充电站105A的最外面的电池120B或电池基座121B接合。然后，控制器118、158中的一个可以被配置成传输将可交换电池120A中的一个或多个锁定到充电站105A并使一个或多个电池120A从水下交通工具102卸载的一个或多个命令信号。

之后，交通工具控制器118可以被配置成操作或引导水下交通工具102使用其主动力源116执行远离充电站105的推进，这可以使水下交通工具102从充电站105A脱离接合。充电站105A可以连接到动力源162和数据通信网络110，以使得能够为一个或多个卸载的可交换电池102A充电，并使得能够与服务器106通信，服务器106可以被配置成跟踪充电枢纽数据库166中电池120的状态并跟踪用户帐户数据库168中各个用户的电池使用情况。可以将附加充电站105放置在不同的深度和位置，以为水下交通工具102的不间断操作提供覆盖。为此，在远离充电站105A的推进之后，交通工具控制器118可以被配置成引导或操作水下交通工具102到另一充电站105B以便将已充电电池120B装载到水下交通工具102上。

交通工具102可以被认为以各种模式操作，包括其中交通工具102根据其主要目的而操作的常规操作模式，诸如在交通工具102的可交换电池120A供电的情况下运输货物和/或乘客，以及交通工具102正在执行推进以与充电枢纽104交互和交换电池120的电池交换模式。至少在交通工具102处于其常规操作模式时，交通工具控制器118可以被配置成管理交通工具102的动力源的充电和放电，所述动力源包括主动力源116和可交换电池120A。在该过程中，“源电池”可以被认为是被放电以为交通工具102(诸如推进***112和/或其他部件)供电的电池，并且“阱电池”则可以被认为是当前正在充电的动力源。

当交通工具102以常规操作模式操作时，交通工具控制器118可以被配置成尝试使可交换电池120A的堆叠的顶部处最外面的可交换电池120A(例如，添加到交通工具102的最后一个电池120A、离电池基座121A最远的可交换电池120A)放电以满足来自交通工具102的电力请求，诸如为推进***112和交通工具102的其他部件提供动力；以及使用来自此可交换电池120A的任何多余电力首先为主动力源116充电(如果主动力源116是电池)，然后为来自所述堆叠底部的最里面的可交换电池120A(例如，相对于添加到交通工具102的最先的、最靠近电池基座121A的可交换电池120)充电。换句话说，在一个或多个电池120A从交通工具102卸载到充电站105上之前，交通工具控制器118可以被配置成使用一个或多个最外面的电池120A为推进***112和其他交通工具102部件供电，并且对主动力源116进行充电。

交通工具控制器118可以被配置成使来自所述堆叠的顶部的最外面的可交换电池120递归地放电，并且对主动力源116以及然后对在堆叠的底部处的最里面的可交换电池120进行充电。换句话说，最外面的电池120A可以最初被选择为源电池，而主动力源116可以最初被选择为阱电池。如果最外面的电池120A不足以满***通工具102的电力请求，则交通工具控制器118可以被配置为选择下一个最外面的电池120A作为另一个源电池，并且如果主动力源116充满电，则交通工具控制器118可以被配置为选择最里面的可交换电池120A作为下一个阱电池等等。此过程可以描述为“先进先充”和“后进先放”，并且可以使最外面的电池120A首先耗尽，并准备在下一个可用的充电站105处交换。充电站105可以使用相反的方法来对接收到的电池120B充电，即"后进先充"，以便使充电站105的最外面的电池120B首先被充电并准备好将其装载到接近的交通工具102。

在一些实施例中，***100可以被配置成实施商用电池网络，其中可以操作和连接若干充电枢纽104。每个充电枢纽104可以由个体企业家或企业或电池网络运营商所拥有并操作，并且用户(例如，驾驶员)可以订阅电池网络以从电池网络的任何充电枢纽104交换、共享或租用电池120。对于每个订阅电池网络的用户，数据库(诸如连接到服务器106的用户帐户数据库168)可以具有特定于该用户的帐户记录，所述帐户记录基于当前被用户租用的电池120的数量以及被该用户共享的电池120的数量、质量和电量来指示该用户的帐户余额。

特定地，当订阅的用户将可交换电池120A卸载到商用电池网络的充电站105时，耦合到网络110的***100部件(诸如充电站105、充电枢纽104或服务器106)可以被配置成执行快速电池运行状况检查。通过作为网络的一部分的卸载电池120A，可以将卸载电池120A的先前状态存储在诸如充电枢纽数据库166中，并且执行检查的***部件可以被配置成将卸载电池120A的当前状态与其先前存储的状态进行比较以记下卸载电池120A的任何显著劣化。如果卸载电池120A不再可用，则可以针对回收电池120而对用户进行贷记，这可以在用户帐户数据库168中的用户帐户记录中指出。

替代地，如果卸载电池120A尚未显著劣化并且仍然可以使用，则执行检查的***100部件可以被配置成基于卸载电池120A的运行状况水平向用户贷记预定量，这同样可以在用户帐户数据库168中的用户帐户记录中指出。执行检查的***100部件还可以被配置成诸如通过检测当前电量水平与电池120A恰在被用户装载之前的电量水平来检查卸载电池120A的电量水平，这可以在充电枢纽数据库166中电池120A的先前状态信息中指出。然后，可以基于卸载电池120A中存在的电荷量，诸如经由对用户账户数据库168中用户账户记录中的信贷的指示，来对用户进行贷记。最终，***100部件还可以针对一个基本水平的电池对用户进行贷记，这同样可以在用户帐户数据库168中的用户帐户记录中指出。

如果订阅的用户从充电站105装载作为电池网络的一部分的电池120B，则***100部件中的一个(诸如充电站105、充电枢纽104或服务器106)可以被配置成诸如从充电枢纽数据库166或充电站105获得装载电池120B的细节，并基于装载电池120B的质量和电量水平而针对装载电池120B对用户账户进行借记，这同样可以在用户帐户数据库168中的用户帐户记录中指出。然后，***100部件可以诸如基于用户账户数据库168中包括的用户账户记录来计算用户在电池120的数量中是否具有净贷或净借。如果用户有贷记，则该用户已与***共享电池以借给其他用户。在这种情况下，***100部件可以被配置成每天或每小时向用户提供借出电池的佣金。另一方面，如果用户具有净负电池120，则用户已经从***租用了电池，并且***100部件可以基于租用的时间段向用户收取租用费。充电站105的所有者然后可以针对交通工具102所拾取的电池120B中的电量被记入贷方。

***100部件中的一个(诸如服务器106或充电枢纽104)可以被配置成基于每个充电枢纽104的位置或区域中的供应和需求来调整租赁佣金和费用。这有助于确保用户根据价格在不同位置共享或出租电池，并响应市场以创建高效的***。充电枢纽104的所有者可以设置电池充电的价格($/kWh)，其类似于加油站操作员设定燃料价格。电池充电价格或多或少取决于位置、能源以及供需状况。这种基于市场的定价方法可确保有效的市场，使***可持续发展并最大程度地为用户带来收益。订阅了商用电池网络的用户可以在其计算机或移动装置上或经由其交通工具102信息娱乐***150接收有关充电枢纽104附近的可用电池120和电池充电价格的最新信息。

每个交通工具102的电池交换***114可以被配置成诸如根据交通工具102的需求以不同的电气配置电连接主动力源116和/或可交换电池120。在一些实施例中，可以根据交通工具102的当前需求由电池交换***114动态地改变该电气配置。例如，主动力源116和/或可交换电池120在位于和/或堆叠在电池交换***114内时可以以并联或串联配置电连接。另外，电池交换***114与主动力源116之间和/或与可交换电池120中的每一个之间可以包括继电器或开关，所述继电器或开关在诸如通过交通工具控制器118激活时可以切换主动力源116之间和/或可交换电池120之间的连接以在串联配置与并联配置之间改变。与主动力源116之间和/或与可交换电池120之间的电子配置类型可以通过交通工具控制器118基于整个电池交换***114的要求来选择诸如以增强整体能量容量、功率容量或电压。

本文描述了电动交通工具102的可交换和可堆叠的电池120。可以很容易地将该相同概念扩展到其他类型的能量存储装置，诸如用于燃料电池交通工具的氢容器和用于范围可扩展的电动交通工具的发电机组。此外，响应于图1所示的交通工具102与耦合到家庭或商用计算机网络的充电站105对接，可以使网络上的用户能够使用交通工具102的使用外部终端的车载计算能力。

体现在本文所描述的任何应用/模块中的程序代码能够以各种不同的形式被单独地或共同地分配为程序产品。特定地，可以使用其上具有计算机可读程序指令的计算机可读存储介质来分配程序代码，用于致使处理器执行本发明的实施例的各方面。计算机可读存储介质(固有非暂时性的)可以包括以任何方法或技术实施的用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的易失性和非易失性以及可移动和不可移动有形介质。计算机可读存储介质还可以包括RAM、ROM、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪存储器或其他固态存储器技术、便携式光盘只读存储器(CD-ROM)或其他光学存储装置、磁带盒、磁带、磁盘存储装置或其他磁性存储装置或可以用于存储所需信息并且可以由计算机读取的任何其他介质。计算机可读程序指令可以经由网络从计算机可读存储介质下载到计算机、另一种类型的可编程数据处理设备或另一种装置，或者下载到外部计算机或外部存储装置。

存储在计算机可读介质中的计算机可读程序指令可以用于指示计算机、其他类型的可编程数据处理设备或其他装置以特定方式起作用，使得存储在计算机可读介质中的指令产生制品，所述制品包括实施流程图、序列图/分道图和/或框图中指定的功能、动作和/或操作的指令。在某些替代实施例中，可以对在流程图、序列图/分道图和/或框图中指定的功能、动作和/或操作进行重新排序、串行处理和/或与本发明的实施例一致地处理。此外，流程图、序列图/分道图和/或框图中的任一者可以包括比与本发明的实施例一致的那些框更多或更少的框。

尽管已经通过对各种实施例的描述说明了本发明的全部，并且尽管已经相当详细地描述了这些实施例，但是申请人的意图不是将所附权利要求的范围限制或以任何方式限制于此类细节。对于本领域技术人员来说，另外的优点和修改将是显而易见的。因此，本发明在其更广泛的方面不限于所示出和描述的具体细节、代表性设备和方法以及说明性示例。因此，在不脱离总体创造性概念的精神或范围的情况下，可以偏离此类细节。

Claims (20)

1.一种交通工具，其包括：

推进***；

为所述推进***提供动力的第一电池和另一动力源；以及

控制器，其被配置成

能够通过所述交通工具朝向以及然后远离第一充电站的推进来将所述第一电池卸载到所述第一充电站；并且

随后能够通过由所述另一动力源提供动力的所述交通工具朝向第二充电站的推进来从所述第二充电站装载第二电池。

2.如权利要求1所述的交通工具，其中所述控制器被配置成响应于所述交通工具经由所述交通工具朝向所述第一充电站的所述推进而与所述第一充电站对接，而将所述第一电池锁定到所述第一充电站并将所述第一电池从所述交通工具解锁。

3.如权利要求1所述的交通工具，其中所述控制器被配置成响应于所述交通工具经由所述交通工具朝向所述第二充电站的所述推进而与所述第二充电站对接，而将所述第二电池锁定到所述交通工具并将所述第二电池从所述第二充电站解锁。

4.如权利要求1所述的交通工具，其中朝向所述第一充电站和所述第二充电站的所述推进将所述交通工具分别与所述第一充电站和所述第二充电站对接，并且所述第一充电站和所述第二充电站是固定的。

5.如权利要求1所述的交通工具，其还包括耦合到所述推进***并且包括所述第一电池的电连接的电池的堆叠，其中所述控制器被配置成响应于所述交通工具经由朝向所述第一充电站的所述推进将所述堆叠与所述第一充电站对接，而将第一信号传输到所述堆叠，所述第一信号使包括所述第一电池的所述堆叠的所述电池中的两个或更多个锁定到所述第一充电站，并使所述电池中的所述两个或更多个从所述交通工具解锁。

6.如权利要求5所述的交通工具，其中所述堆叠中的每一对相邻电池包括用于在所述相邻电池之间传送数据的接头和用于在所述电池之间传送冷却剂的接头。

7.如权利要求1所述的交通工具，其还包括引导件，所述引导件从在所述第一电池被卸载之前所述第一电池的位置延伸到所述交通工具的前端或后端，其中所述控制器被配置成在所述第一电池从所述交通工具卸载之前，使所述第一电池沿所述引导件滑动到所述交通工具的所述前端或所述后端以卸载到所述第一充电站。

8.如权利要求1所述的交通工具，其还在所述第一电池与所述第一充电站之间包括保护结构，其中所述控制器被配置成在所述交通工具朝向所述第一充电站的所述推进之前移动所述保护结构，所述交通工具朝向所述第一充电站的所述推进使所述交通工具与所述第一充电站对接。

9.如权利要求1所述的交通工具，其还包括用于升高和降低所述交通工具的主动悬架，其中所述控制器被配置成利用所述主动悬架来将所述交通工具与所述第一充电站和所述第二充电站对准。

10.如权利要求1所述的交通工具，其中所述第一充电站包括第四电池，所述第四电池响应于所述交通工具朝向所述第一充电站的所述推进而接合所述第一电池，并且所述第一电池和所述第四电池中的一者包括突出的连接器，所述突出的连接器被配置成在所述交通工具朝向所述第一充电站推进时将所述第一电池与所述第四电池对准。

11.如权利要求1所述的交通工具，其中所述另一动力源是第三电池，并且在将所述第一电池从所述交通工具卸载之前，所述控制器被配置成使用所述第一电池为所述推进***供电并对所述第三电池充电。

12.如权利要求1所述的交通工具，其还包电池的堆叠，所述电池的堆叠括包括所述第一电池，其中朝向所述第一充电站和所述第二充电站的所述推进各自沿与所述电池的堆叠的堆叠轴线平行的方向进行，并且所述第一充电站和所述第二充电站分别被配置成响应于沿平行于所述电池的堆叠的所述堆叠轴线的所述方向朝向所述第一充电站和所述第二充电站的所述推进来对接所述电池的堆叠。

13.如权利要求12所述的交通工具，其中每个电池包括两个堆叠面，每个堆叠面被构造成与所述堆叠的所述电池中的另一个电池的所述堆叠面中的一个接合，并且其中所述堆叠的每个电池的所述两个堆叠面是所述电池的最大的面。

14.如权利要求1所述的交通工具，其中所述第一充电站被配置成响应于将所述第一电池卸载到所述第一充电站，而执行以下操作：

对所述第一电池充电；并且

随后响应于另一交通工具朝向所述第一充电站的推进，而将所述第一电池装载到所述另一交通工具。

15.一种用于操作包括为推进***提供动力的第一电池和另一动力源的交通工具的方法，其包括：

通过所述交通工具朝向以及然后远离第一充电站的推进来将所述第一电池对接并卸载到所述第一充电站；以及

随后通过使用所述另一动力源的所述交通工具朝向第二充电站的推进来将来自所述第二充电站的第二电池对接并装载到所述交通工具上。

16.如权利要求15所述的方法，其还包括：

响应于所述交通工具对接所述第一充电站，并且在远离所述第一充电站的所述推进之前，将所述第一电池锁定到所述第一充电站并将所述第一电池从所述交通工具解锁；以及

响应于所述交通工具对接所述第二充电站，而将所述第二电池锁定到所述交通工具并将所述第二电池从所述第二充电站解锁。

17.如权利要求16所述的方法，其中所述第一充电站被配置成响应于所述交通工具对接所述第一充电站，并且在远离所述第一充电站的所述推进之前，向所述第一电池传输将所述第一电池锁定到所述第一充电站并将所述第一电池从所述交通工具解锁的一个或多个信号。

18.如权利要求15所述的方法，其中所述交通工具包括电池的堆叠，所述电池的堆叠包括所述第一电池，朝向所述第一充电站和所述第二充电站的所述推进各自沿与所述电池的堆叠的纵轴平行的方向进行，并且所述第一充电站和所述第二充电站被配置成响应于沿平行于所述电池的堆叠的所述纵轴的所述方向朝向所述第一充电站和所述第二充电站的所述推进来对接所述电池的堆叠。

19.如权利要求15所述的方法，其还包括：在所述交通工具与所述第一充电站对接之前，经由所述第一电池为所述推进***供电并对所述另一动力源进行充电。

20.一种交通工具，其包括：

推进***；以及

电池交换***，其包括为所述推进***提供动力的第一电池和另一动力源，所述电池交换***被配置成：

响应于朝向以及然后远离第一充电站的推进，而将所述第一电池接合并卸载到所述第一充电站，并且

随后响应于使用所述另一动力源朝向第二充电站的推进，而接合并装载来自所述第二充电站的第二电池。

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