CN114851872A - 一种兼容新能源汽车、电动自行车的动力电池和换电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种兼容新能源汽车、电动自行车的动力电池和换电装置，其中，换电装置包括：柜体和感应部件，柜体设置有用于容纳充电电池的换电仓，感应部件用于感应识别电动车的电池容量并控制换电仓弹出对应数量的充电电池，充电电池上设有电源插头，换电仓上设有充电插头，充电插头通过电源连接线向电源插头充电。本发明实施例的换电装置，通过采用包括二维码和蓝牙的感应方式，根据预先注册的用户换电信息自动弹出对应数量的充电电池，方便用户换电；同时，用户将从电池仓换下的充电电池再置入兼容新能源汽车、电动自行车的换电装置，给其充电，满足了日益增加的新能源汽车和电动自行车/电动摩托车的换电需求。

Description

一种兼容新能源汽车、电动自行车的动力电池和换电装置
技术领域
本发明涉及电动车技术领域，具体而言，涉及一种兼容新能源汽车、电动自行车的动力电池和换电装置。
背景技术
电动车新国标目前已正式实施。新国标的实施是电动车发展的新机遇和新挑战。在电动车的发展过程中，充电难的问题一直存在。
目前解决电动车充电的方式主要包括：第一，将电动车的充电电池拿回家充电，这种充电方式的问题是充电电池重量重、体积较大，安全风险较高；第二，居民楼室外拉线充电，安全风险高；第三，充电桩集体充电，占地面积大，需要电动车在现场，充电时间长，充电桩数量少，灵活性较差；第四，换电柜换电，该种方式正被越来越多的电动车车主所采用。
目前市面上的电池充电柜，无法根据电动车的用电需求灵活调整供电能力，影响电动车车主的用户体验。
发明内容
为解决上述问题，本发明实施例的目的在于提供一种兼容新能源汽车、电动自行车的动力电池和换电装置。
第一方面，本发明实施例提供了一种兼容新能源汽车、电动自行车的换电装置，包括：柜体和感应部件，柜体设置有用于容纳充电电池的换电仓，感应部件用于感应识别电动车的电池容量并控制换电仓弹出对应数量的充电电池，充电电池上设有电源插头，换电仓上设有充电插头，充电插头通过电源连接线向电源插头充电。
优选地，还包括控制部件，感应部件通过控制部件控制换电仓弹出对应数量的充电电池，感应部件包括二维码和/或蓝牙组件。
优选地，二维码为柜体的唯一标识，当用户手机端的换电APP扫描该二维码并向远端的换电管理平台发起换电请求时，根据用户预先注册的换电需求信息，换电管理平台向控制部件下发控制指令，控制符合用户换电需求的换电仓柜门开启，供用户取用已充满电的充电电池。
优选地，控制部件检测换电仓有新的待充电的充电电池置入时，向换电管理平台发送电池置入信号，换电管理平台更新用户使用状态，并通知控制部件向充电插头发送开始充电的指令。
优选地，蓝牙组件接收远端的换电管理平台下发的用户信息，将用户信息进行广播，等待电动车上设置的蓝牙识别器的识别认证。
优选地，蓝牙组件与所述蓝牙识别器认证成功后，根据用户信息中预先注册的换电需求，蓝牙组件向控制部件下发控制指令，控制符合用户换电需求的换电仓柜门开启，供用户取用充满电的充电电池。
优选地，控制部件检测换电仓有新的待充电的充电电池置入时，向换电管理平台发送电池置入信号，换电管理平台更新用户使用状态，并通知控制部件向充电插头发送开始充电的指令。
优选地，控制部件通过NB-loT网络或LoRa网络与换电管理平台通信连接。
本发明实施例的兼容新能源汽车、电动自行车的换电装置，通过采用包括二维码和蓝牙的感应方式，根据预先注册的用户换电信息自动弹出对应数量的充电电池，方便用户换电；同时，用户将从动力电池仓换下的充电电池再置入换电装置，给其充电，满足了日益增加的新能源汽车和电动自行车/电动摩托车的换电需求。
第二方面，本发明实施例还提供了一种兼容新能源汽车、电动自行车的动力电池，包括：仓体和充电电池，充电电池呈长方体设置，仓体可适配容纳充电电池，仓体上设有供电插头，充电电池上设有电源插头，电源插头通过电源连接线向供电插头供电。
优选地，容纳于仓体内的充电电池外侧还设有电池提手。
本发明实施例的兼容新能源汽车、电动自行车的动力电池，适用于两轮或四轮电动车，例如，电动自行车、电动摩托车或新能源汽车，动力电池容纳的充电电池呈长方体设置，可以根据电动车动力电池的容量选择适配数量的充电电池置于动力电池仓内；动力电池结构简单，可以根据用电需求方便调整充电电池的数量，满足了日益增加的新能源汽车和电动自行车/电动摩托车的换电需求。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本发明实施例所提供的一种用于两轮电动车的动力电池的结构正视图；
图2示出了本发明实施例所提供的一种用于两轮电动车的动力电池的结构侧视图；
图3示出了本发明实施例所提供的一种用于四轮电动车的动力电池的结构正视图；
图4示出了本发明实施例所提供的一种用于四轮电动车的动力电池的结构侧视图；
图5示出了本发明实施例所提供的一种用于兼容新能源汽车、电动自行车的换电装置正视图。
附图标记：1-仓体，11-第一仓体，111-第二仓体，2-充电电池，21-第一充电电池，211-第二充电电池，3-电池提手，31-第一电池提手，311-第二充电提手，4-供电插头，41-第一供电插头，411-第二供电插头，5-电源插头，51-第一电源插头，511-第二电源插头，6-充电插头，7-柜体，8-换电仓，9-感应部件。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
图1示出了本发明实施例所提供的一种用于两轮电动车的动力电池的结构正视图，图2示出了本发明实施例所提供的一种用于两轮电动车的动力电池的结构侧视图。如图1和图2所示，设置于两轮电动车上的电池包括仓体1，仓体1容纳至少一个充电电池2，充电电池2呈长方体设置，充电电池2上设置电源插头5，仓体1上设置供电插头4，供电插头4与两轮电动车的动力***相连，仓体1上还设置有方便充电电池2取放的电池提手3。待持握电池提手3将充电电池2置入仓体1之后，通过电源连接线将供电插头4与电源插头5相连，充电电池2通过电源插头5向供电插头4供电。
图3示出了本发明实施例所提供的一种用于四轮电动车的动力电池的结构正视图，图4示出了本发明实施例所提供的一种用于四轮电动车的动力电池的结构侧视图。如图3和图4所示，与图1和图2相比，用于四轮电动车的动力电池可以容纳至少两个充电电池(第一充电电池21和第二充电电池211)，充电电池呈长方体设置。如图3和图4所示，包括第一仓体11和第二仓体111，第一仓体11容纳至少一个第一充电电池21，第二仓体111容纳至少一个第二充电电池211，第一充电电池21上设置有第一电源插头51和第一电池提手31，第二充电电池211上设置有第二电源插头511和第二电池提手311。第一仓体11上设置有第一供电插头41，第二仓体111上设置有第二供电插头411，第一供电插头41和第二供电插头411分别与四轮电动车的动力***相连。待持握第一电池提手31将第一充电电池21置入第一仓体11之后，通过电源连接线将第一供电插头41与第一电源插头51相连，第一充电电池21通过第一电源插头51向第一供电插头41供电。待持握第二电池提手311将第二充电电池211置入第二仓体111之后，通过电源连接线将第二供电插头411与第二电源插头511相连，第二充电电池211通过第二电源插头511向第二供电插头411供电。
如图1-图4所示，本发明实施例的兼容新能源汽车、电动自行车的动力电池，适用于两轮或四轮电动车，例如，电动自行车、电动摩托车或新能源汽车，动力电池容纳的充电电池呈长方体设置，可以根据电动车动力电池的容量选择适配数量的充电电池置于动力电池内；动力电池结构简单，可以根据用电需求方便调整充电电池的数量，满足了日益增加的新能源汽车和电动自行车/电动摩托车的换电需求。
图5示出了本发明实施例所提供的一种兼容新能源汽车、电动自行车的换电装置正视图，换电装置包括柜体7和换电仓8，换电仓8呈水平和竖直分散排布，每个换电仓8至少容纳一个充电电池2，充电电池2的外侧设有电池提手3，充电电池2上设有电源插头5。换电仓8上设有充电插头6和感应部件9。感应部件9包括二维码和/或蓝牙组件，该二维码为柜体7的唯一标识。
当电动车的用户拿起手机端内的换电APP扫描二维码时，远端的换电管理平台(图中未标示)收到该用户发起的换电请求，换电管理平台根据预先注册的换电需求信息(例如，该用户注册的电动车是两轮电动车还是四轮电动车，其充电电池的需求数量分别是多少)，向控制部件(图中未标示)下发控制指令，控制部件控制符合用户换电需求的对应数量的换电仓柜门(图中未标示)开启，供用户取用已充满电的充电电池2。
待用户从动力电池的仓体1取出需换电的充电电池2时，通过握持电池提手3将充电电池2置入换电仓8中，将充电插头6通过电源连接线与电源插头5相连。控制部件检测换电仓8有新的待充电的充电电池2置入时，向换电管理平台发送电池置入信号，换电管理平台更新用户的换电使用状态(例如，换电使用状态更新为“已换电完毕”)，通知控制部件向充电插头6发送开始充电的指令，充电插头6开始向电源插头5充电。
当感应部件9为蓝牙组件时，蓝牙组件接收远端的换电管理平台下发的用户信息(例如，一共在本兼容新能源汽车、电动自行车的换电装置注册了多少位用户，每位用户注册的电动车是两轮电动车还是四轮电动车，其充电电池的需求数量分别是多少)，该用户信息包括车辆编号、第一密钥和密码。
电动车上设置有蓝牙识别器，该蓝牙识别器具有唯一编号，在该蓝牙识别器中内置有第二密钥，该第二密钥与上述第一密钥对应。
当电动车开近本发明实施例的兼容新能源汽车、电动自行车的换电装置时，换电仓8上的蓝牙组件与电动车上蓝牙识别器的身份识别过程包括：
步骤601：蓝牙组件将该用户信息进行广播，等待蓝牙识别器的连接和认证；
步骤602：蓝牙识别器进行实时扫描，扫描蓝牙组件发出的广播信息；
步骤603：判断是否有蓝牙识别器能够识别的广播信息，如果是，则进入步骤604，否则，回到步骤602；
步骤604：蓝牙识别器向蓝牙组件发起连接请求，且连接到蓝牙组件；
步骤605：蓝牙组件判断是否连接成功，如果是，则进入步骤606，否则回到步骤604；
步骤606：蓝牙组件生成第一随机数，并用密钥对该第一随机数进行加密处理，将该加密过后的第一随机数发送给蓝牙识别器；
步骤607：蓝牙识别器在设定时间内判断是否收到蓝牙组件发送的第一随机数，如果是，则进入步骤608，否则回到步骤602；
步骤608：蓝牙识别器用第二密钥对加密的第一随机数进行解密，得到第一随机数；
步骤609：蓝牙识别器将得到的第一随机数作为密钥对数字密码进行AES加密处理，得到数字密码的密文；
步骤610：将该密文发送给蓝牙组件，且等待应答；
步骤611：蓝牙识别器判断应答是否超过，如果超时，则回到步骤602，否则，进入到步骤612；
步骤612：蓝牙组件利用第一随机数作为密钥对密文进行解密，将该解密的密文与数字密码进行匹配；
步骤613：判断解密的密文与数字密码是否匹配成功，如果成功，则进入步骤615，否则，进入步骤614；
步骤614：向蓝牙识别器发出失败信号，并断开连接，回到步骤602；
步骤615：发送后续指令或者数据。
蓝牙组件与蓝牙识别器认证成功后，根据用户信息中预先注册的换电需求(例如，该用户注册的电动车是两轮电动车还是四轮电动车，其充电电池的需求数量分别是多少)，蓝牙组件向控制部件下发控制指令，控制部件控制符合用户换电需求的换电仓柜门开启，供用户取用充满电的充电电池。
待用户从动力电池的仓体1取出需换电的充电电池2时，通过握持电池提手3将充电电池2置入换电仓8中，将充电插头6通过电源连接线与电源插头5相连。控制部件检测换电仓8有新的待充电的充电电池2置入时，向换电管理平台发送电池置入信号，换电管理平台更新用户的换电使用状态(例如，换电使用状态更新为“已换电完毕”)，通知控制部件向充电插头6发送开始充电的指令，充电插头6开始向电源插头5充电。
其中，上述控制部件通过NB-loT网络或LoRa网络与换电管理平台通信连接。
本发明实施例的兼容新能源汽车、电动自行车的换电装置，通过采用包括二维码和蓝牙的感应方式，根据预先注册的用户换电信息自动弹出对应数量的充电电池，方便用户换电；同时，用户将从动力电池换下的充电电池再置入兼容新能源汽车、电动自行车的换电装置，给其充电，满足了日益增加的新能源汽车和电动自行车/电动摩托车的换电需求。
本发明实施例的兼容新能源汽车、电动自行车的换电装置，利用蓝牙广播信息可灵活配置的特点，通过物联网通信技术将蓝牙识别器ID对应的广播内容发送到相应的蓝牙组件，蓝牙组件随即广播该内容，当拥有蓝牙识别器的电动车用户开车靠近该蓝牙组件时，蓝牙识别器扫描到相应信息后，进行与蓝牙识别器ID对应的加密身份识别过程进行连接登录。当蓝牙组件收到该蓝牙识别器身份失效或者不能连接登录该蓝牙组件时，蓝牙组件删除对应的信息，蓝牙识别器将不能连接登录该蓝牙组件，从而实现一个蓝牙识别器可识别多个蓝牙组件的功能。另外，本发明实施例采用唯一的蓝牙识别器ID和AES加解密技术，确保了身份认证识别的唯一性和安全性。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换的技术方案，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种兼容新能源汽车、电动自行车的换电装置，其特征在于，包括：柜体和感应部件，所述柜体设置有用于容纳充电电池的换电仓，所述感应部件用于感应识别电动车的电池容量并控制所述换电仓弹出对应数量的充电电池，所述充电电池上设有电源插头，所述换电仓上设有充电插头，所述充电插头通过电源连接线向所述电源插头充电。
2.根据权利要求1所述的换电装置，其特征在于，还包括控制部件，所述感应部件通过所述控制部件控制所述换电仓弹出对应数量的充电电池，所述感应部件包括二维码和/或蓝牙组件。
3.根据权利要求2所述的换电装置，其特征在于，所述二维码为所述柜体的唯一标识，当用户手机端的换电APP扫描该二维码并向远端的换电管理平台发起换电请求时，根据用户预先注册的换电需求信息，所述换电管理平台向所述控制部件下发控制指令，控制符合用户换电需求的换电仓柜门开启，供用户取用已充满电的充电电池。
4.根据权利要求3所述的换电装置，其特征在于，所述控制部件检测所述换电仓有新的待充电的充电电池置入时，向所述换电管理平台发送电池置入信号，所述换电管理平台更新所述用户使用状态，并通知所述控制部件向所述充电插头发送开始充电的指令。
5.根据权利要求2所述的换电装置，其特征在于，所述蓝牙组件接收远端的换电管理平台下发的用户信息，将所述用户信息进行广播，等待电动车上设置的蓝牙识别器的识别认证。
6.根据权利要求5所述的换电装置，其特征在于，所述蓝牙组件与所述蓝牙识别器认证成功后，根据所述用户信息中预先注册的换电需求，所述蓝牙组件向所述控制部件下发控制指令，控制符合用户换电需求的换电仓柜门开启，供用户取用充满电的充电电池。
7.根据权利要求6所述的换电装置，其特征在于，所述控制部件检测所述换电仓有新的待充电的充电电池置入时，向所述换电管理平台发送电池置入信号，所述换电管理平台更新所述用户使用状态，并通知所述控制部件向所述充电插头发送开始充电的指令。
8.根据权利要求3、4或7所述的换电装置，其特征在于，所述控制部件通过NB-loT网络或LoRa网络与所述换电管理平台通信连接。
9.一种兼容新能源汽车、电动自行车的动力电池，其特征在于，包括：仓体和充电电池，所述充电电池呈长方体设置，所述仓体可适配容纳所述充电电池，所述仓体上设有供电插头，所述充电电池上设有电源插头，所述电源插头通过电源连接线向所述供电插头供电。
10.根据权利要求9所述的动力电池，其特征在于，容纳于所述仓体内的所述充电电池外侧还设有电池提手。
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