插拔式網(wǎng)絡(luò)電池系統(tǒng)及其實現(xiàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電池系統(tǒng)，具體涉及一種插拔式網(wǎng)絡(luò)電池系統(tǒng)及其實現(xiàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著汽車工業(yè)的發(fā)展及社會經(jīng)濟的進步，社會上的汽車保有量越來越高，如美國、歐洲等部分發(fā)達國家或地區(qū)的人均汽車擁有量較高，尤其是在我國，汽車仍然處于高速增長階段。然而，傳統(tǒng)的汽油或柴油汽車的尾氣排放對環(huán)境的污染愈來愈嚴重，國際各車企巨頭近幾年都致力于清潔能源汽車的研發(fā)工作，其中，最多的即為電動能源代替?zhèn)鹘y(tǒng)的汽油或柴油，但是，現(xiàn)在較為成熟的還是混動汽車，電動汽車因其電池成本高、實施應(yīng)用不便(充電麻煩)等因素一直難以普及和被市場認可。
[0003]如何大量使用電動車，減少汽車排出污染氣體，成為科技發(fā)展的重點之一。而電池的成本高，是制約新能源的發(fā)展的主要因素之一。因此，如何有效管理、利用電池，盡量使用每一個電池，減少電池耗損數(shù)量，是環(huán)保技術(shù)的關(guān)鍵難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服上述缺陷，提供一種實施應(yīng)用便利、管理方便的插拔式網(wǎng)絡(luò)電池系統(tǒng)。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
插拔式網(wǎng)絡(luò)電池系統(tǒng)，包括:
插拔式電池，其上設(shè)置有充放電接口和光通信號接口，用于供電，可以通過插拔方式安裝在車上、換電站和充電站內(nèi)；
車用子系統(tǒng)，裝載于汽車上，包括電池管理器和車載通信終端，所述電池管理器收集插拔式電池的電池信息并將電池信息發(fā)送至車載通信終端，所述車載通信終端用于與外界通Is ;
充電站子系統(tǒng)，設(shè)置于充電站內(nèi)，包括充電單元、充電站路由器、光通信接口和與所述充電單元連接的充電控制器，充電站子系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)將充電站的充電信息發(fā)送至控制管理中心和服務(wù)器群；
換電站子系統(tǒng)，包括光電轉(zhuǎn)換接口、換電站路由器、換電服務(wù)終端和無線通信終端，換電站子系統(tǒng)向控制管理中心和服務(wù)器群報送站內(nèi)電池信息；
控制管理中心和服務(wù)器群，通過網(wǎng)絡(luò)連接所述車用子系統(tǒng)、充電站子系統(tǒng)和換電站子系統(tǒng)，其包括電腦控制管理終端、電池身份認證服務(wù)器、充電站管理服務(wù)器、帳戶管理服務(wù)器、操作員管理服務(wù)器和用戶注冊查詢服務(wù)器。
[0006]進一步的，所述電池管理器包括有第一處理器和直流電壓變換器；其中，直流電壓變換器通過電池動力總線與所述插拔式電池并聯(lián)，使得電池的電壓經(jīng)過升壓后供電；所述第一處理器通過CAN總線連接車載通信終端；所述第一處理器通過光電轉(zhuǎn)換接口與所述插拔式電池上的光通信號接口連接，所述直流電壓變換器通過電池動力總線與所述插拔式電池上的充放電接口連接。
[0007]進一步的，所述車用子系統(tǒng)收集并匯總的電池信息包括:用電設(shè)備代碼、用電設(shè)備位置、電池身份信息、放電信息及放電時間。
[0008]進一步的，所述充電單元包括有交流直流轉(zhuǎn)換電路和與所述充電站路由器連接的第二處理器，其中，交流直流轉(zhuǎn)換電路將市電轉(zhuǎn)換成直流對電池進行充電，第二處理器通過光電轉(zhuǎn)換接口與插拔式電池連接，所述充電站路由器連接到公共互聯(lián)網(wǎng)。
[0009]進一步的，所述充電信息包括:充電站編號、電池身份信息、充電狀態(tài)、充電時間。
[0010]進一步的，所述換電服務(wù)終端通過換電站路由器與所述無線通信終端和所述光電轉(zhuǎn)換接口連接，所述光電轉(zhuǎn)換接口用于連接插拔式電池。
[0011]進一步的，所述換電站子系統(tǒng)的站內(nèi)電池信息包括:換電站編號，電池身份信息，換電狀況和收費信息。
[0012]插拔式網(wǎng)絡(luò)電池系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，布置對電池進行集中充電的充電站；用于更換車輛使用后的電池的換電站；車載終端；三者的信息通過控制管理中心和服務(wù)器群實現(xiàn)收集、交互，其中，充電站內(nèi)設(shè)置充電站子系統(tǒng)，換電站內(nèi)設(shè)置換電站子系統(tǒng)，車載終端設(shè)置車用子系統(tǒng)；
充電階段，充電站的充電單元對插拔式電池進行充電，同時，通過網(wǎng)絡(luò)將充電站的充電信息發(fā)送至控制管理中心和服務(wù)器群；
換電階段，換電站接收充滿電的電池后，在車主進行電池更換時，將充滿電的電池更換給車主，并接收車主使用后的電池，再將使用后的電池輸送至充電站進行充電；同時，通過網(wǎng)絡(luò)將換電站的站內(nèi)電池信息發(fā)送至控制管理中心和服務(wù)器群；
用電階段，車輛安裝電池，電池管理器收集插拔式電池的電池信息并將電池信息發(fā)送至車載通信終端，然后由車載通信終端將電池信息發(fā)送至控制管理中心和服務(wù)器群。
[0013]進一步的，所述插拔式電池在充電階段、換電階段和用電階段的使用信息均被上傳至控制管理中心和服務(wù)器群。
[0014]進一步的，所述控制管理中心和服務(wù)器群與所述車用子系統(tǒng)、充電站子系統(tǒng)和換電站子系統(tǒng)之間的通訊經(jīng)過加密后進行。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
本發(fā)明將充電、車用、換電、控制管理中心和服務(wù)器群通過網(wǎng)絡(luò)連接為一體，把復(fù)雜龐大的控制和資料厙，分解成獨立的較小單元，將電池的使用(放電)、充電、換電池三個狀態(tài)分別獨立并統(tǒng)一進行跟蹤管理，使多個獨立團隊能夠有效配合，一同完成復(fù)雜任務(wù)，構(gòu)成高效益的汽車電池使用和管理技術(shù)。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)框圖。
[0017]圖2為本發(fā)明中車用子系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖。
[0018]圖3為本發(fā)明中充電站子系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖。
[0019]圖4為本發(fā)明中換電站的系統(tǒng)框圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明，本發(fā)明的實施方式包括但不限于下列實施例。
實施例
[0021]如圖1至4所示，本實施例提供了一種插拔式網(wǎng)絡(luò)電池系統(tǒng)，該網(wǎng)絡(luò)電池系統(tǒng)將電池獨立出來，作為一件可更換的產(chǎn)品，在其上設(shè)置有充放電接口和光通信號接口，同時，配置充電站、換電站，電池在充電站、換電站和車輛上進行使用，一個新出廠的電池，若需要先行充電則先輸送至充電站充電，然后再由充電站輸送至換電站，電動車在換電站進行電池的更換，而不直接到充電站對電池進行充電。在本實施例中電池不再是一直跟隨著電動車，而會在電動車、充電站、換電站之間輪換，電池通過網(wǎng)絡(luò)被統(tǒng)一集中管理，車主也無需再對電池進行買單，而只需對電池所攜帶的電量進行付費。
[0022]本實施例中，包括有以下四個系統(tǒng):車用子系統(tǒng)、充電站子系統(tǒng)、換電站子系統(tǒng)和控制管理中心和服務(wù)器群，四個子系統(tǒng)分別安裝在車輛上、充電站內(nèi)、換電站內(nèi)，而控制管理中心和服務(wù)器群則為后臺服務(wù)端。四個子系統(tǒng)分別對電池進行跟蹤管理，相關(guān)的信息被收集匯總到控制管理中心和服務(wù)器群。
[0023]本實施例中各子系統(tǒng)的介紹如下:
車用子系統(tǒng)對應(yīng)電池的使用階段(用電階段)，其裝載于汽車上，包括電池管理器和車載通信終端，電池管理器收集插拔式電池的電池信息并將電池信息發(fā)送至車載通信終端，車載通信終端用于與外界通信；其中，電池管理器設(shè)置有第一處理器和直流電壓變換器；其中，直流電壓變換器通過電池動力總線與插拔式電池并聯(lián)(最多可以連接256個插拔式電池)，使得電池的電壓經(jīng)過升壓后驅(qū)動電機和其他車載用電設(shè)備；第一處理器通過CAN總線連接車載通信終端；第一處理器通過光電轉(zhuǎn)換接口與插拔式電池上的光通信號接口連接，直流電壓變換器通過電池動力總線與插拔式電池上的充放電接口連接。在電池使用過程中，處理器收集插拔式電池的電池信息并將收集的電池信息發(fā)送至車載通信終端，然后由車載通信終端將電池信息發(fā)送至控制管理中心和服務(wù)器群，上述的電池信息包括有:用電設(shè)備代碼、用電設(shè)備位置、電池身份信息、放電信息及放電時間。
[0024]充電站子系統(tǒng)對應(yīng)電池的充電階段，即使用后的電池進行再充電，其設(shè)置于充電站內(nèi)，包括充電單元、充電站路由器、光通信接口和與充電單元連接的充電控制器；其中，充電控制器主要用于控制充電單元對電池的充放電，充電單元包括有交流直流轉(zhuǎn)換電路和與充電站路由器連接的第二處理器，交流直流轉(zhuǎn)換電路將市電轉(zhuǎn)換成直流對電池進行