電池共享系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明關(guān)于一種電池系統(tǒng)。特別是關(guān)于一種可以通過(guò)確認(rèn)電池狀態(tài)、提供健康及滿電量電池的共享系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著充電電池生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步及環(huán)保節(jié)能觀念的落實(shí)于生活中，鋰質(zhì)充電電池組漸次取代傳統(tǒng)鉛酸電池，成為大型電動(dòng)車或電動(dòng)摩托車的動(dòng)力來(lái)源。但不可避免的，這些充電電池組有著以下的操作困擾:體積大、成本高及充電時(shí)間長(zhǎng)。體積大造成拆卸維修不易；成本高使得有的消費(fèi)者對(duì)這種環(huán)保節(jié)能的產(chǎn)品卻步，更有可能引起被盜竊的困擾；長(zhǎng)時(shí)間的充電則需要車商提供更多的充電設(shè)備，以便讓電動(dòng)車或電動(dòng)摩托車能利用閑置時(shí)間進(jìn)行充電。
[0003]因?yàn)橛星笆龅睦_，電動(dòng)車業(yè)界漸漸產(chǎn)生了電池交換的概念與系統(tǒng)。將充電電池組規(guī)格化，統(tǒng)一充電電池組的充電接口，并可利用不同的時(shí)間點(diǎn)對(duì)充電電池組進(jìn)行充電。一個(gè)目前使用的技術(shù)如圖1所描述。一電池交換統(tǒng)包含了充電電池組1、IA及IB (充電電池組IB為一充電電池交換站4中的備用充電電池組)。充電電池組IA裝在一電動(dòng)車2上使用，直到電量變低而無(wú)法有效開動(dòng)該電動(dòng)車2。至此，電動(dòng)車2的車主可以將充電電池組IA與充電電池交換站4中的充電電池組I交換。該車主可通過(guò)充電電池交換站4的數(shù)據(jù)知道這一次電池交換的服務(wù)費(fèi)用是多少(充電電費(fèi)及營(yíng)運(yùn)費(fèi)用)，并支付該服務(wù)費(fèi)用給充電電池交換站4。
[0004]上述的電池交換服務(wù)，有效地解決電動(dòng)車主必須花時(shí)間等待充電的困擾，也因而不必廣設(shè)充電站。對(duì)于充電電池組過(guò)重的問(wèn)題，有的電池交換站甚至以機(jī)械式交換設(shè)備取代人力搬運(yùn)，省時(shí)亦省人力。但詳宄這樣的電池交換統(tǒng)，有著以下的營(yíng)運(yùn)上的困擾。
[0005]首先，某一品牌(統(tǒng))電動(dòng)車所適用的充電電池組具有統(tǒng)一的規(guī)格，難以與其它品牌(統(tǒng))電動(dòng)車共享。因此，各車商要為了提高服務(wù)質(zhì)量，還是得不斷地?cái)U(kuò)建充電站，造成了許多資源的浪費(fèi)，同時(shí)也增加了消費(fèi)者的使用成本。再者，目前電動(dòng)車的市場(chǎng)是由車主買下充電電池組的所有權(quán)。當(dāng)新車主要進(jìn)行電池交換時(shí)，他會(huì)考慮換到的充電電池組是否效能跟自己新買的充電電池組相同。很多情況下，交換到的充電電池組已經(jīng)過(guò)了許多次反復(fù)充放電，除了電池滿電量比不上較新之外，若充電電池組安全監(jiān)控不好，所得到充電電池組還有發(fā)生失效意外的可能。
[0006]此外，一般的電池交換站所提供的服務(wù)，多半是針對(duì)某一類型的電動(dòng)設(shè)備(電動(dòng)車或電動(dòng)摩托車)設(shè)計(jì)，殊不知同一類型的充電電池組，也有可能運(yùn)用在其它的電動(dòng)設(shè)備(如電動(dòng)輪椅)上。然而如果要提供跨設(shè)備的電池交換站，必須得對(duì)各種適用的電動(dòng)設(shè)備提供對(duì)應(yīng)的服務(wù)(比如裝卸方便性)，最起碼也要讓各種設(shè)備的使用者相信他們拿到交換的充電電池組，不會(huì)因?yàn)榍按问褂谜叩脑O(shè)備不同而會(huì)影響效能。為此，充電電池組的電池管理系統(tǒng)需要能跟電池交換站同步運(yùn)作。另一個(gè)衍伸的問(wèn)題是電池交換站要怎樣管理不同所有權(quán)的充電電池組。
[0007]是故，考慮目前電動(dòng)車輛的發(fā)展前景，以及上述諸多電池交換站目前面臨的營(yíng)運(yùn)上困擾，本發(fā)明提供了一種新穎的電池共享系統(tǒng)。透過(guò)整合性的系統(tǒng)操作，前述問(wèn)題除可一一獲得解決，更能提供電動(dòng)車業(yè)界甚至充電電池界一種新的營(yíng)運(yùn)模式。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]已知的電池交換站具有以下的需求:一、能夠有效地提供不同電動(dòng)設(shè)備間使用的充電電池組交換；二、有效監(jiān)控進(jìn)行交換的充電電池組，使得使用者除了拿到充滿電量的充電電池組，也是安全及質(zhì)量佳的充電電池組；三、有效解決使用者對(duì)進(jìn)行交換的充電電池組所有權(quán)方面疑慮。本發(fā)明所提供的電池共享系統(tǒng)即滿足上述需求。
[0009]依照本發(fā)明的一種實(shí)施例，一種電池共享系統(tǒng)，包含:多個(gè)充電電池組，每一充電電池組包含:多個(gè)充電電池芯，彼此以串聯(lián)或并聯(lián)方式電連接，用以提供電能或儲(chǔ)存電能；及一電池管理單元，電連接至每一充電電池芯，用以偵測(cè)各充電電池芯的電池狀態(tài)、紀(jì)錄使用數(shù)據(jù)及傳輸該電池狀態(tài)與使用數(shù)據(jù)；至少一充電設(shè)備，每一充電設(shè)備包含:一電源，用以提供充電電力；一電力傳輸單元，用以將該電源提供的充電電力，在接到一充電指令后，對(duì)一充電電池組進(jìn)行充電；及一控制單元，用以收發(fā)與該電力傳輸單元連接的充電電池組的電池狀態(tài)與使用數(shù)據(jù)，及當(dāng)使用數(shù)據(jù)低于一門坎值時(shí)，發(fā)出該充電指令至該電力傳輸單元直到該充電電池組充飽為止；及一監(jiān)控設(shè)備，連接至該至少一充電設(shè)備的控制單元，接收與該至少一充電設(shè)備連接的充電電池組的電池狀態(tài)與使用數(shù)據(jù)，用以決定是否該充電電池組可以進(jìn)行交換，及控制該至少一充電設(shè)備的充電進(jìn)度。其中，一部分或全部充電電池組以一共享模式提供給用戶使用，當(dāng)一使用的充電電池組電量過(guò)低時(shí)，用戶將該使用的充電電池組，與未提供給用戶使用且充飽的充電電池組之一進(jìn)行交換。
[0010]依照本發(fā)明構(gòu)想，該電池狀態(tài)為健康狀態(tài)、電量狀態(tài)、溫度、輸出電壓或輸出電流。
[0011]依照本發(fā)明構(gòu)想，該使用數(shù)據(jù)為充放電循環(huán)次數(shù)、使用時(shí)間或充滿電至開始使用時(shí)間。
[0012]依照本發(fā)明構(gòu)想，該門坎值為最多充放電循環(huán)次數(shù)、最長(zhǎng)使用時(shí)間或最長(zhǎng)充滿電至開始使用時(shí)間。
[0013]依照本發(fā)明構(gòu)想，當(dāng)該充電電池組的電池狀態(tài)在充電時(shí)的變化未達(dá)到充電電池芯的一需維修狀況，可以被交換。
[0014]依照本發(fā)明構(gòu)想，該需維修狀況為充電電池芯間不平衡狀況超過(guò)預(yù)設(shè)容許值或一充電電池芯的容量低于最低運(yùn)作容量。
[0015]依照本發(fā)明構(gòu)想，若充電電池芯已達(dá)到該需維修狀況時(shí)，該充電電池組需進(jìn)行維修并替換前述充電電池芯。
[0016]依照本發(fā)明構(gòu)想，該充電進(jìn)度為充電設(shè)備進(jìn)行充電時(shí)間、同一時(shí)間充電電池組充電數(shù)量、充電電池組充電順序或暫停充電進(jìn)行維修。
[0017]依照本發(fā)明構(gòu)想，該共享模式為以合約長(zhǎng)期承租、臨時(shí)租用或買斷所有權(quán)。
[0018]依照本發(fā)明構(gòu)想，每一充電電池組進(jìn)一步包含一電池號(hào)碼，該監(jiān)控設(shè)備利用該電池號(hào)碼儲(chǔ)存相應(yīng)充電電池組的電池狀態(tài)與使用數(shù)據(jù)。
[0019]依照本發(fā)明構(gòu)想，用戶支付交換充電電池組間的電量差價(jià)。
[0020]本發(fā)明所提供的電池共享系統(tǒng)，因?yàn)閷⒊潆婋姵亟M納入統(tǒng)，有效運(yùn)作與監(jiān)控，并采用共享模式進(jìn)行充電電池組交換，以達(dá)成快速充電的目的，因而能滿足目前電池交換站的需求。
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1顯示電池交換統(tǒng)的一習(xí)知技術(shù)。
[0022]圖2為依照本發(fā)明之電池共享系統(tǒng)的方塊示意圖。
[0023]圖3為該電池共享系統(tǒng)的一充電電池組之細(xì)部結(jié)構(gòu)。
[0024]附圖標(biāo)記說(shuō)明:100-電池共享系統(tǒng)；101-第一充電電池組；102-第二充電電池組；103-第三充電電池組；104-第四充電電池組；105-第五充電電池組；106_第六充電電池組；107_第七充電電池組；110_充電電池芯群；120-電池管理單元；201-第一充電設(shè)備；202_第二充電設(shè)備；210-電源；220-電力傳輸單元；230_控制單元；300_監(jiān)控設(shè)備；400-市電網(wǎng)絡(luò)。
【具體實(shí)施方式】
[0025]本發(fā)明將通過(guò)參照下列的實(shí)施例而更具體地描述。
[0026]請(qǐng)參閱圖2與圖3。圖2為依照本發(fā)明的電池共享系統(tǒng)的方塊示意圖，圖3為該電池共享系統(tǒng)的一充電電池組之細(xì)部結(jié)構(gòu)。
[0027]本發(fā)明所提供的一種電池共享系統(tǒng)100，乃由7個(gè)充電電池組(第一充電電池組101、第二充電電池組102、第三充電電池組103、第四充電電池組104、第五充電電池組105、第六充電電池組106與第七充電電池組107)、2個(gè)充電設(shè)備(第一充電設(shè)備201與第二充電設(shè)備202)及I個(gè)監(jiān)控設(shè)備300所組成。依照本發(fā)明的精神，充電電池組與充電設(shè)備的數(shù)量并不分別限于7個(gè)與2個(gè)，而是隨著電池共享系統(tǒng)100的擴(kuò)大而增加，沒有限制。最少的數(shù)量則是要有2個(gè)充電電池組與I個(gè)充電設(shè)備，才能達(dá)成共享的目標(biāo)。
[0028]每一充電電池組包含一個(gè)充電電池芯群110及一個(gè)電池管理單元120。規(guī)格上或外觀上來(lái)說(shuō)，7個(gè)充電電池組是一致的。充電電池芯群110包含數(shù)個(gè)充電電池芯1101，彼此以串聯(lián)或并聯(lián)方式電連接。充電電池芯1101能提供電能，或儲(chǔ)存外界輸入的電能。請(qǐng)見圖3，該圖詳細(xì)地介紹充電電池芯1101的組裝方式。充電電池芯群110的充電電池芯1101由12個(gè)串聯(lián)成一子串，24個(gè)子串再進(jìn)行并聯(lián)。當(dāng)然，這樣的組合只是眾多的規(guī)格之一，本發(fā)明不限定充電電池組的規(guī)格，也就是不限定充電電池芯1101的組合方式。
[0029]電池管理單元120電連接至每一充電電池芯1101(圖3僅供示意，并未繪出詳細(xì)的電連接方式)，能偵測(cè)各充電電池芯1101的電池狀態(tài)、紀(jì)錄使用數(shù)據(jù)及傳輸該電池狀態(tài)與使用數(shù)據(jù)。此處的電池狀態(tài)可以包含以下的部分信息或全部信息:健康狀態(tài)、電量狀態(tài)、溫度、輸出電壓或輸出電流。而使用數(shù)據(jù)為充放電循環(huán)次數(shù)、使用時(shí)間或充滿電至開始使用時(shí)間。通過(guò)偵測(cè)充電電池芯1101的電池狀態(tài)，在電池共享系統(tǒng)100中，各充電電池組的實(shí)時(shí)狀況可以被監(jiān)控。
[0030]第一充電設(shè)備201與第二充電設(shè)備202皆各由一電源210、一電力傳輸單元220與一控制單元230所組成。在本實(shí)施例中，電源210為一市電接頭，連接到一市電網(wǎng)絡(luò)400，藉以獲得足夠的電力而對(duì)充電電池組充電。實(shí)作上，電源210也可為發(fā)電機(jī)，端視設(shè)計(jì)需求而定。電力傳輸單元220可以將電源210提供的充電電力，在接到一充電指令后，對(duì)一個(gè)連接的充電電池組進(jìn)行充電。
[0031]控制單元230是用來(lái)收發(fā)與電力傳輸單元220連接之充電電池組的電池狀態(tài)與使用數(shù)據(jù)。當(dāng)該充電電池組的使用數(shù)據(jù)低于一門坎值時(shí)，控制單元230會(huì)發(fā)出該充電指令至該電力傳