CN1459396A - 电动车电能供应站 - Google Patents

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Abstract

一种电动车电能供应站，由充电生产车间工蓄I、电池置换站点II、蓄电池产回收车间III结合构成，打破了传统电动车电能供应模式，建立了公用电能载体蓄电池周转站的新概念，电动车用完电后在一分钟内把用完电的蓄电池通过向电能供应站有偿置换充足电的蓄电池进行电能补充，极大地缩短了电能补充时间，由各个电能供应站结合构成城市的电能供应网站能方便地为电动车随时随地的补充电能，为清洁环保的电动车在城市的普及提供了技术保证。

Description

电动车电能供应站
本发明涉及一种电动车电能供应站的实施方法和技术。
现有技术的各种电动车因造车理念的局限将蓄电池所有权归属于购车者，以及蓄电池容量的有限，使得各种电动车的运行里程在40公里-100公里的范围内，一旦蓄电池电能耗尽，通常又需要充电3-8小时才能重新使用，如果蓄电池的电能在车辆运行途中耗尽，则给车主带来更大的不便，要么请车来拖，要么弃车而去，而携带备用电池不仅增加成本而且也增大电动车自重和载重电能损耗，而且效果也不显著；传统燃油汽车解决长途运行中能源补给是通过在沿途加油站加油来完成的，燃气汽车则是通过加液化气来完成，加油加气是可以在几分钟内完成的，因为油料是燃油汽车能量的载体，液化气则是燃气汽车能量的载体，而电动汽车要解决长途运行中能源补给，传统的办法是通过建立充电站来完成，但建立充电站就要首先解决给蓄电池快速充电的世界性难题，因为在几分钟之内为电动车蓄电池充足电必须采用大电流充电，但大电流充电不仅会缩短蓄电池的使用寿命，而且现有技术也很难做到在几分钟内为蓄电池充足电，这一技术难题全世界都正在努力解决但进展不大，如果电动车主在办事途中需补充电能，而不得不花一两个小时来等待，恐怕谁都宁愿不要这种交通工具了，因为这样的技术不能满足现代社会交通流的需要。而电动车电能的载体是蓄电池，在传统观念中，电动车的蓄电池的所有权归电动车及车主所有，更换蓄电池的工作是只有在蓄电池反复充放电用旧老化之后才能得以买新换旧，这种观念是根深蒂固不可动摇的，表现在电动车的制造上就是将电动车蓄电池固化在电动车车架上不易更换的位置上，蓄电池与车上的调速控制器和充电器的连接也是用螺钉或不便更换的接头紧固连接的。
本发明的目的是克服现有技术的不足，打破传统电动车电能供应模式，建立一种公用电能载体的新概念，提供一种电能载体蓄电池周转站即电动车电能供应站，将传统电动车一组蓄电池从新到旧所有权和使用权归一个车主所有，改变为将装有蓄电池组的一体化的蓄电池箱作为一种公用电能周转载体，电动车主将一组快用完电的蓄电池箱G送往电能供应站，在电能供应站的蓄电池箱置换站点II出钱购买换回充足电的另一个蓄电池箱E，电能供应站收钱卖出充足电的蓄电池中的充电电能和一定数额的蓄电池折旧费、电站建设费及毛利润，电能供应站负责充电、供应充足电的蓄电池箱E和蓄电池箱内的报废蓄电池的回收工作，这种新的能源补充模式的提出，彻底摆脱了传统电动车能量补充方式和方法，把电动车用完电后由车主回家耗费大量时间充电进行电能补充的工作交给了拥有大批量充电设备和蓄电池昼夜不间断充电时间的电能供应站，实现了为电动车补充电能专职化、专业化、社会化的社会劳动角色的重新分工，实现了电动车补充能量的即时化，使得电动车能量的补充能像汽车那样在短短的几分钟内完成，为电动车在城市的大规模普及创造了成熟的技术条件和物质基础。在城市市区和城际间建立电动车电能供应网站，相邻电能供应站间距小于蓄电池一次充足电后电动车的续行里程，从而避免了开发高容量和快速充电蓄电池投入大、费时长而收效微的难题，实现电动车运行里程无限延长，在城市和城际间普及环保无污染、廉价的电动车，取代污染严重耗费昂贵的机动车，为解决未来地球石油能源日渐枯竭导致的能源危机提供战略决策和实用技术解决方案。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明：
图1为一个电动车电能供应站的构成和工作流程结构示意图。
图2为城际公路电动车电能供应网站的构成和沿路布局结构示意图。
图3为城市市区电动车电能供应网站的构成环城布局结构示意图。
图1为一个电动车电能供应站的构成和工作流程结构示意图，图中I为充电生产车间，II为电能供应站的蓄电池箱置换站点，III为蓄电池箱内报废蓄电池生产回收车间，在充电生产车间I中，由220伏或110伏380伏等电压的交流电源供电，通过高效率充电器A1、A2…Am对蓄电池箱B1、B2…Bn，C1、C2…Cn，D1、D2…Dn进行充电，直至对各电池箱充足电，将充足电的各蓄电池箱E送至蓄电池箱置换站点II，卖给公路上处于欠电状态的电动车F交换蓄电池，补充电能，电动车F购买充足电的蓄电池箱E，并将欠电的蓄电池箱G留下，作为公共周转蓄电池箱，电动车主支付蓄电池箱E中电能充电费和平均的蓄电池折旧费和一定比率的电能供应站建站费及供电毛利润，电动车主支出的这一合计费用是行驶同样里程的汽车油耗费用的三分之一至四分之一，蓄电池箱G由电能供应站的蓄电池箱置换站点II通过站内流程a送至充电生产车间I重新充电；蓄电池箱内的蓄电池应选择高容量耐久可回收的环保蓄电池，如锂离子蓄电池、镍氢、镍镉蓄电池、铅酸蓄电池等，充电器应采用高效率充电技术，如负脉冲组合快速充电技术及其它先进充电技术，一组蓄电池的循环重复充电次数达到300-1800次后，该组蓄电池逐渐老化报废，报废的蓄电池由电能供应站通过流程b送至蓄电池回收车间III，该车间主要负责对报废蓄电池作无害化处理进行资源再利用或资源转移处理。
图2为城际公路电动车电能供应站的构成和沿路布局结构示意图，图中L1、L2…Li为公路沿线两侧分布的电能供应网站，L1、L2…Li中的各个电能供应站是由图1所示的一个个电能供应站结构单元组成，它们沿公路两侧分布，相邻两个电能供应站的间距小于蓄电池一次充足电后电动车的续行里程，如现有技术的电动自行车续行里程为45-60公里，则公路同侧相邻两电能供应站的间距选择20-40公里，如果统一使用高容量蓄电池，并携带两个蓄电池箱电动车续行里程提高到200公里，则相邻电站的间距应选择40-160公里，并在相邻电能供应站间安装应急欠电求助电话亭，并参照里程碑由电能供应站就近派车送换蓄电池箱，相邻的电能供应站之间还可安装排列太阳能和/或风能辅助供电充电***以充分利用的公路两旁空间和自然无偿能源来降低电能供应站的供电成本，增产增收，当然上述辅助供电***也可不安装。
图3为城市市区电动车电能供应网站的结构和环城布局结构示意图，城市市区电能供应网站的基本单元仍然是图1所示的一个电能供应站，各电能供应站(如图中矩形框所示)沿城市市区各级环城公路两侧均匀分布并在连通各环城公路的惯通公路和市区中心纵横主干道上适当分布电能供应站，以保证相邻两个电能供应站的间隔距离小于或等于电动车的最小续行里程或它的二分之一或三分之一或四分之一续行里程，以确保电动车可以随时随地方便的更换蓄电池箱，在市区内环线人口稠密区相邻电能供应站间距应缩短为0.5-15公里，以方便市民随时随地更换蓄电池箱，市区的电能供应站中的充电生产车间I可与蓄电池箱置换站点II分开，由集中的充电生产车间分时段向蓄电池箱置换站点送取蓄电池箱E。蓄电池生产回收车间III也可与蓄电池箱置换站点分开，由集中的报废蓄电池回收车间III对蓄电池箱中报废蓄电池进行统一的无害化处理，或者报废蓄电池回收车间与蓄电池生产车间合为一体，既对电能供应站提供新的蓄电池，又回收处理报废蓄电池，对报废蓄电池的无害化处理是针对蓄电池电解质以及各种金属材料电极板的无害化处理、资源的再利用或资源的转移处理以及对蓄电池外壳的翻新再利用等。
为了保证电能供应站运行的有序性、安全性，应对蓄电池外形进行统一规划，设计统一尺寸，尤其是外形为长方体智能蓄电池手提箱或智能蓄电池集装箱或蓄电池集装箱形结构，智能蓄电池手提箱和智能蓄电池集装箱内的供电充电电路上设置有智能充电供电控制器如以单板机CPU为核心的刷卡式或密码式智能充电供电控制器，智能蓄电池手提箱和智能蓄电池集装箱适用于社会公众使用的各种两轮、三轮电动车和电动汽车，蓄电池集装箱适用于城市交通运输公司内部各种电动汽车及电动汽车电能供应站使用。电能供应站还可对电动车主建立信用档案，以防蓄电池电芯被私自恶意更换和恶意大电流放电，电能供应站的充电车间的充电器与各种蓄电池箱之间统一采用插头、插座方式连接，以便迅速抽插补充电能。
本发明由于采用了全新的电动车供电技术和理念，从根本上打破了传统观念将蓄电池所有权归属购车者的局限，把电动车用完电后需费大量时间进行电能补充的工作交由电能供应站完成，使得电动车能够在短短的几分钟内完成电能的补充，具体解决方案是将蓄电池与电动车从一而终的一一对应关系拆开，把电能载体的蓄电池放入社会电动车群体的大循环中，即一套蓄电池在不同时间可为社会上同类型的不同电动车供电，一辆电动车在不同时间可以使用不同蓄电池供电，而蓄电池的折旧费、回收费是在每次电池置换过程中累计完成的。两轮电动自行车、两轮电动车、三轮电动车、四轮电动汽车四种类型电动车的蓄电池类别之间尺寸可以不同，但同一类型电动车的蓄电池尺寸必须相同，实行标准化尺寸，如采用可整体手工或机械化操作搬移的、可一次性快速完成更换作业的智能化蓄电池手提箱或集装箱或蓄电池集装箱，以便在同类型的不同车辆中通用，在电动车电能供应站内电动汽车的蓄电池集装箱或智能蓄电池集装箱的更换采用叉车叉装或吊车吊装方式，或采用专用集装箱搬运车或机械手、臂或机器人搬移安装来更换。
本发明的最佳实施例之一为一个电动车电能供应站由充电生产车间I、蓄电池箱置换站点II、报废蓄电池回收车间III结合构成，工作流程为充电生产车间I向蓄电池箱置换站点II供应充足电的蓄电池箱E，并接收蓄电池箱置换站点II送来的耗尽电的蓄电池箱G进行再充电。
本发明的最佳实施例之二为一个城际电动车供应网站，由相邻两站间隔距离为小于电动车续行里程，尤其是小于四轮电动汽车续行里程的二分之一的各个电动车电能供应站构成，各电能供应站之间可以安装也可不安装太阳能和/或风轮辅助电能充电器构成。
本发明的最佳实施例之三为一个城市市区电动车电能供应网站，相邻两站从市中心纵横主干道、内环、二环间隔0.5-15公里，三环4-30公里，四环10-60公里，五环20-100公里，六环30-160公里即市区内环线往外环线间隔距离逐渐增大到两轮、三轮、四轮电动车续行里程的四分之一、三分之一、二分之一构成城市市区电动车电能供应网站。由于蓄电池供电的电动车的生产制造技术难度和营运成本远远小于燃油机动车，而且运行过程中无尾气污染、无燥声污染，它们将会成为未来城市、城际的主要交通工具，因而具有极大的发展前景。

Claims (10)

1、一种电动车电能供应站，由充电生产车间I、蓄电池箱置换站点II、蓄电池生产回收车间III结合构成，其特征在于充电生产车间I将充足电的一体化的蓄电池箱E通过流程a送到蓄电池箱置换站点II，通过流程b接收置换点II送回的欠电蓄电池箱G进行充电，蓄电池箱置换站点II向社会电动车群体有偿提供充足电能的公用能源载体蓄电池箱E，供电动车置换蓄电池快速置换补充电能，蓄电池生产回收车间III向充电生产车间I提供新产高容量、环保蓄电池箱，并回收报废蓄电池作无害化处理和资源再利用及转移。
2、按权利要求1所述的电动车电能供应站，其特征在于分布在城际公路两侧的各个电动车电能供应站单元构成的城际公路电动车电能供应网站中，相邻两个电能供应站的的间距小于电动车蓄电池一次充足电后的续行里程，尤其为0.5-160公里间距。
3、按权利要求1所述的电动车电能供应站，其特征在于分布在城市市区各环城公路及环城公路惯通公路和市区中心纵横主干道两侧的各个电动车电能供应站单元构成的城市市区电动车电能供应网站中，市区中心纵、横、放射惯通主干道、内环、二环线相邻两个电能供应站间距为0.5-15公里，由三环向外扩展，各环线上相邻两个电能供应站间隔距离为：三环线4-30公里；四环线10-60公里；五环线20-100公里；六环线30-160公里。
4、按权利要求1或2或3所述的电动车电能供应站，其特征在于在相邻两个电能供应站之间安装太阳能和/或风能辅助电能充电器，以及安装应急欠电求助电话机、亭。
5、按权利要求1或2或3所述的电动车电能供应站，其特征在于城际和城市市区电动车电能供应网站的各个电能供应站的充电生产车间I和/或蓄电池生产回收车间III与蓄电池箱置换站点II分离，结合成一个或一个以上的大型充电车间I和/或蓄电池生产回收车间III，供集中统一充电并分时段向蓄电池箱置换站点II送取蓄电池，集中生产高容量环保蓄电池，集中回收无害化处理报废蓄电池。
6、按权利要求1所述的电动车电能供应站，其特征在于充电生产车间I的充电器与蓄电池箱之间采用插头—插座的快速抽插连接结构。
7、按权利要求1所述的电动车电能供应站，其特征在于公用能源载体的蓄电池箱体上安装有与蓄电池正负极相连的充电插座或充电引线、插头。
8、按权利要求1或7所述的电动车电能供应站，其特征在于在电动车电能供应站内使用的公用能源载体的蓄电池箱为智能蓄电池手提箱和/或智能蓄电池集装箱和/或蓄电池集装箱。
9、按权利要求1或2或3或4或7或8所述的电动车电能供应站，其特征在于两轮或轻型三轮电动车使用智能蓄电池手提箱，在电动车电能供应站内由人手工更换智能蓄电池手提箱，电动汽车和大型三轮车使用蓄电池集装箱或智能蓄电池集装箱，在电动车电能供应站内由集装箱吊车吊装或集装箱叉车叉装或集装箱搬运车安装或机械手、臂或机器人来更换蓄电池集装箱或智能蓄电池集装箱。
10、按权利要求1所述的电动车电能供应站，其特征在于蓄电池箱置换站点II有偿收取的电能费用内至少包含有电能充电费和平均的蓄电池折旧费和平均的电能供应站建站费。
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