阅读说明：本技术 电池动力机械的可扩充可插拔接口电池组及插板 (Extensible pluggable interface battery pack and plugboard of battery power machine ) 是由 田琛 于 2018-06-22 设计创作，主要内容包括：本发明为电池动力机械的可扩充可插拔接口电池组及插板,应用于采用纯电池动力或混合电池动力的机械领域,尤其应用于电动汽车、电动自行车、电动摩托车、其它电动乘用车及电动无人机行业。主要解决传统车载电池充电时间长,充电设备少,安全隐患大,充电综合成本高的诸多问题。为此本发明把着眼点放在获取电量的便利性上,由第三方专业充电服务商提供充电服务,使电池可以随时随地得到补给,从而缓解电池容量不足的瓶颈。本发明的主要技术方案是非固定可以分离的可扩充可插拔接口的带有插针的电池组及带插孔的电池插板。包括电池组,电池插板,检测电子器件和供电插头。(The invention relates to an extensible pluggable interface battery pack and a plugboard of a battery power machine, which are applied to the field of machines adopting pure battery power or hybrid battery power, in particular to the industries of electric automobiles, electric bicycles, electric motorcycles, other electric passenger vehicles and electric unmanned aerial vehicles. The main a great deal of problem of solving traditional on-vehicle battery charge time long, battery charging outfit is few, and the potential safety hazard is big, and the comprehensive cost of charging is high. Therefore, the invention puts the focus on the convenience of acquiring the electric quantity, and the third-party professional charging service provider provides the charging service, so that the battery can be replenished at any time and any place, thereby relieving the bottleneck of insufficient battery capacity. The main technical scheme of the invention is that the battery pack with the contact pin and the battery plugboard with the jack are not fixed and can be separated, and the extensible pluggable interface is provided with a plug pin. The battery pack, the battery plug board, the detection electronic device and the power supply plug are included.)

电池动力机械的可扩充可插拔接口电池组及插板

技术领域

本发明专利应用于采用纯电池动力或混合电池动力的机械领域，尤其应用于电动汽车、电动自行车、电动摩托车、其它电动乘用车及电动无人机行业。

背景技术

近年来，我国新能源汽车产业在政府各项叠加政策的推动下产销量呈逐年增长的态势，2017年新能源汽车产销均接近80万辆。然而新能源汽车同时也到了无比艰难的一年，主要面临续驶里程有限的问题。目前市场上使用的电动汽车一次充电后的续驶里程一般为100-300km，并且这个数字通常还需要保持适当的行驶速度及具有良好的电池调节系统才能得到保证，而绝大多数电动汽车在一般行驶环境下的续驶里程只有50-100km。比起传统燃油汽车而言，“电源”是新能源汽车发展的“技术瓶颈”，电动汽车的较短续驶里程成为其致命的弱点。续航距离取决于车载蓄电池容量，而车载电池存在以下缺点：

1．蓄电池尺寸和质量的制约。现有电动汽车所使用的电池都不能在储存足够能量的前提下保持合理的尺寸和质量。如果电动汽车自身装备质量大，就会影响加速性能和最大车速的提高。例如，现有电动汽车电池的外体积一般要达到550L，当把这么大体积的电池用于家庭轿车上时，就必然要挤占轿车的行李厢空间。

2．蓄电池使用寿命太短。蓄电池寿命短，几年就得更换。普通蓄电池充放电次数仅为300-400次，即使性能良好的蓄电池充放电次数也不过700-900次，按每年充放电200次计算，一个蓄电池的寿命最多为4年，与燃油汽车的寿命相比太短。

3．电动汽车价格昂贵。主要是电池技术复杂，成本太高，由于采用一系列新材料、新技术，致使电动汽车的造价居高不下。电动汽车蓄电池的价格约为100美元／kW.h，甚至有的高达350美元／kW.h，成本太高，用户难以承受。六年后2023年，更换一块电池的费用约0.94万元，而现时一块电池的费用大概在5-6万！电动汽车的电池，小轿车的话，一般是90多块单体电池并串联组成，单是电池的价格大概有6到8万元不等，加上电池包的外壳连接等附属，加起来要在10万元左右。电动汽车的电池消耗问题也值得人们考虑，一般来说一组电池价格至少为三千元左右。

4．新材料电池研发应用困难。虽然现阶段新材料电池层出不穷，但大部分还停留在实验室阶段，离商业化大规模还有很大距离。不同类型的电池在性能方面也都有各自的优势和不足。例如，铅酸电池成本低，原材料丰富且易于回收，但续驶里程短、加速动力差且寿命短。镍镉电池加速动力足、寿命较长，但其成本高、可回收性差。钠硫电池的比能量较高，能够提供较长的续驶里程，但它要求的工作环境较苛刻，且其活性物质具有强腐化性并易***。就整体来看，成熟电池的寿命都相对较短。在技术能力方面国内的汽车制造商虽然纷纷表示涉足新能源汽车研发和生产，但由于具有高科技含量并且能够量产的车型有限，且随着电动汽车竞争的开始加剧，由于研发经费过低，创新动力不足，直接影响我国拥有自主知识产权的电动汽车技术的能力。

5．电池问题集中反映到消费者体验层面就是充电时间长，网点少。电池充电是电解反应，充电的时候需要控制否则会有副反应发生，目前快充是半个小时充满80%，充电时间长，在将来很长一段时间内比较难提高充电速度。快速换电池的解决方案受制于电池质量、所有权、电池型号等问题，可能对于公交车有更多帮助，对私家乘用车来说，前景比较渺茫。电动汽车充电的过程很麻烦，快充一般至少需要两个小时，对汽车的电池损耗很大。慢充一般是八个小时以上。这样的话有任何紧急的事情，根本没有办法处理。新能源纯电动汽车本身投资比燃油汽车贵，其使用电力要建设发电厂，建设输电配电设施，还要建设充电站，还要建设蓄电池厂等，配套设施及配套服务的不健全，配套设施少，配套设施建设的滞后和维护保养不方便，充电站在国内如凤毛麟角，难寻其踪。

为解决以上电池缺陷应采用新思路新方法，由于现有车载电池均采用固定位置使得以上问题更加难以解决，由此本人发明了可扩充可插拔接口电池组及插板。

本发明主要由两大部件构成：

1.带插孔的电池插板，本电池插板固定安装在用电机械上，板面均匀分布电池插孔，用于***供电电池，板侧分布电池固定扣和用于向机械各部件供电的插头，制定统一的行业插头接口标准。板中安装用于监测电池电量和安全性的电子设备或芯片。

2.带有插针的电池组，将输出电流的电极设计为插针形式，每块电池以2针、4针、6针、8针、9针或更多根插针为宜，当电池充好电后可直接***电池板插孔，扣好固定扣即可。可根据需要***多块电池用于扩充电池总容量。

附图说明

图【1】是可扩充可插拔接口电池插板。

图【2】是可扩充可插拔接口的电池。

图【3】是可扩充可插拔接口的电池插板在汽车行业应用示意图。

图【4】是可扩充可插拔接口的电池应用的行业模式示意图。

实施例，

本发明着重以应用于纯电动汽车行业为例。现有传统纯电动车电池匀为整体固定，由消费者自行充电，造成充电时间长，充电设备少，安全隐患大，充电综合成本高等诸多问题。为此各电池生产商把着眼点放在单块电池容量上，想方设法提高单位电池密度，而本发明是把着眼点放在获取的便利性上，使电池可以随时随地得到补给，从而缓解电池容量不足的瓶颈。

本发明以9针可扩充可插拔接口三联电池组为例如说明书附图3图所示：

由于本发明采用了可分离可拔插电池，可由专业的第三方提供充电服务，消费者只需提出用 电需求支付充电服务费即可。通过采取固定网点与流动网点相结合，消费者自行更换与服务 商上门更换相结合，自营配送网络与第三方配送网络相结合的方式建立覆盖全国的充电网点， 培育一个庞大的第三产业。其经营模式如说明书附图4所示：

1.由电力企业、汽车生产企业、电池生产企业联合组建第三方充电服务商。该服务商主要提供三项服务：A.由该服务商集中进行充电，根据电池更换服务零售网点订单配送已充满 电量的电池，并回收从消费者中更换回来的电池进行充电以待二次配送。B.提供电池安全检 测服务，确保电池可靠性与安全性。C.提供报废电池集中回收处理服务，减少环境污染。

2.由遍布大街小巷的商店、维修厂、4S店、加油站、高速公路服务区作为电池更换服务经营网点。面向专业充电服务中心提出电池配送需求，面向消费者提供更换电池服务。

3.由专业充电服务中心授权加盟商直接提供充电服务，履行和专业充电中心同等职责。

经营流程：当电池插板内置电子监测设备或芯片检测出电池电量不足时即通过仪表盘向驾驶员作出提示，并通过手机App软件标出周边电池更换网点，通过手机App收集用户加油网点和时点，通过大数据分析优化网点布局。驾驶员可就近自行更换或由服务商上门配送。将相应位置需更换电池拔出后换上已充满电量的电池即可。换回电池由电池更换服务经营网点统一向专业充电服务中心回收集中充电或由自营充电服务加盟商自行充电。

电池成本由专业充电服务中心、电池更换服务经营网点或自营充电加盟商承担作为经营资产使用，在电池可使用次数或使用寿命期间分次摊销，可大幅度降低消费者车辆购置成本。

有益效果：

由于本发明采用了可扩充可插拔接口电池组及插板，可由第三方专业充电服务商提供充电服务，与现有由消费者自行充电的整体固定电池相比具有以下有益效果：

1.克服了电池容量的瓶颈问题。由于建立了密集灵活的电池更换网点，消费者可随时随地更换电池，无需担忧电池容量问题。

2.克服了充电时间慢的问题。由于采用专业充电服务商集中充电的模式，消费者无需考虑充电问题。更换电池数分钟即可完成，大大降低了等待时间。

3.降低了充电成本。由于消费者仅需支付电费和人工服务费，不承担电池费用，可大幅降低产品成本。电池由充电服务商做为经营资产周转使用集中充电，有效提高电池使用周转率，电池成本可分次分期摊销，实现规模效应降低单位充电成本。

提高电池安全性。由于专业充电服务商提供产品安全监测，在电池周转过程中可随时发现电池安全隐患及时采取措施应对，相比消费者无专业知识和条件而言可提高电池安全保证。

提高电池环保性。由于电池采用集中统一运营管理，可以集中报废分解，减少环境污染压力。

提高充电灵活性。由于采用配送网点和自营加盟网点的形式，无需另建充电场所和充电桩。各网点投入成本低，见效快，建立网点灵活，网点密度高。相比加油站消费者可自行定点更换也可坐等上门更换，灵活便捷迅速。可大大提高消费者对电动商品满意度。

电池更新换代迅速。由于集中统一经营管理和标准化电池接口，当新材料电池面市时仅需在现有网点渠道投放，新旧商品均可实现电池迅速更新换代。

培育出庞大的新的服务行业。由于本发明需要专业的充电服务商和高密度的充电网点，可以培育出媲美传统石油能源的新能源企业，提供大量的配送及充电服务业就业岗位。