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CN112706601A - 无线电池包组件、无线电池包车辆、无线电池包充电组件 - Google Patents

无线电池包组件、无线电池包车辆、无线电池包充电组件 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种一种无线电池包组件、无线电池包车辆、无线电池包充电组件，其特征是，所述无线电池包组件包括无线电池包机构、车端控制器、所述车端控制器与车身固定，所述无线电池包机构与车辆的车身可拆卸连接。无线电池包机构安装在车端控制器下方，无线电池包给车端控制器无线供电。所述无线电池包机构包括电池包、输电控制器和输电线圈，输电控制器设于电池包表面，输电线圈设于输电控制器上表面。无线电池包机构通过电磁感应给车辆输送电能，无需实体连接即可进行高质量供电；无线电池包机构和车体可拆卸连接，拆装过程简便，满足多次换电需求；无线电池包充电组件，移动充电和无线充电相结合，满足多种电池包充电需求。

Description

无线电池包组件、无线电池包车辆、无线电池包充电组件
技术领域
本发明涉及一种车辆内部电源领域，尤其涉及一种无线电池包组件、无线电池包车辆、无线电池包充电组件。
背景技术
随着技术的发展，对电动汽车产品的续航里程、可靠性提出了更高的要求。而电动汽车更换电池包技术即换电技术是解决电动车充电机时间久，续航里程低的最好解决方案，现有电池包的换电需满足安全、快速、可靠更换电池包的要求，换电接口及换电机构表面不应有毛刺，异物，飞边及类似尖锐边缘。换电接口及换电机构连接应牢固，并且有防止不能正确耦合的结构或设计，换电接口的连接顺序需满足电连接接口耦合及断开过程中应保持合理顺序以确保安全，耦合时顺序为：保护接地，高压正负极连接，低压连接，互锁信号连接。断开时顺序相反。存在高低压线无法精准对接，电池拆装过程繁琐零件易损耗，运行过程电池包连接出现松动或意外解锁的问题。例如，一种在中国专利文献上公开的“一种用于车辆的电池包组件及车辆”，其公告号CN111384468A，包括电池包机构，与车辆的车身可拆卸连接；和热交换器，与车辆的车身固定连接，当电池包机构安装至车辆上时，热交换器与电池包机构通过面接触实现热交换；其中，热交换器整体为长方体，其相对的两面中的一面与电池包机构中设置有电池包本体的一面相接触，另一面设置有制冷器进口与制冷剂出口，通过制冷剂在热交换器中的流动，从而吸收电池包本体的热量或提供热量至电池包本体。本发明还提供了一种车辆，包括上述电池包组件。本发明能够有效提高电池包更换速度，同时能够避免冷却液泄漏风险。上述技术方案通过将热交换器固定至车身提高电池安装速度，依旧存在高低压线无法精准对接，电池拆装过程繁琐零件易损耗，运行过程电池包连接出现松动或意外解锁的问题。
发明内容
本发明是为了克服现有电动汽车更换电池包技术存在高低压线无法精准对接，多次接换电后换电系统零件易损耗，运行过程电池包连接易出现松动或意外解锁的问题，提供一种通过电磁感应输送电能，避免物理对接，拆装过程简便，从根本上解决换电精准对接核心问题的用于车辆的无线电池包组件、无线电池包车辆、无线电池包充电组件。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种无线电池包组件，其特征是，包括无线电池包机构、车端控制器、所述车端控制器与车身固定，所述无线电池包机构与车辆的车身可拆卸连接。无线电池包机构安装在车端控制器下方，车端控制器读取无线电池包机构信息，控制无线电池包产生感应电动势，对车端控制器输送电能，无线电池包给车端控制器无线供电，控制器控制电池包开启关闭供电，省略电池包换电时电气连接及断开步骤，简化换电操作步骤，提高换电速度。
作为优选，所述无线电池包机构包括电池包、输电控制器和输电线圈，输电控制器设于电池包表面，输电线圈设于输电控制器上表面。输电控制器与车辆建立通信连接，获取车辆供电需求，根据需求信息判断车辆是否符合无线供电条件，若是，则建立无线电池包机构与车辆的无线供电。
作为优选，所述无线电池包机构还包括蓝牙通讯设备，所述蓝牙通讯设备设于电池包表面。当无线电池包机构安装到整车后，车载蓝牙设备搜索无线电池包机构的蓝牙通讯设备，并且匹配连接，此时车载蓝牙与无线电池包机构建立通讯。
作为优选，所述车端控制器包括接收线圈和接收控制器，所述接收线圈设于接收控制器下表面。无线电池包机构接收到给车辆供电的信息，接收线圈采用磁耦合谐振式无线充电电路以提高充电功率，缩短充电时间，输电控制器将电池包内的直流电转换为交流电，交流电通过输电线圈时在输电线圈周边产生磁场，磁场在接收线圈内产生交流电，接收控制器将接收线圈内的交流电转换成直流电输送给车辆使用。
作为优选，安装状态下，所述接收线圈置于输电线圈上方。接收线圈与输电线圈位置相对，由于无线供电时要保证供电效率，两者相对位置要求严格，在建立无线电池包机构与车辆通信连接后，还包括检测接收线圈和输电线圈相对位置，将检测结果反馈至车辆，以供调整检测线圈和输电线圈相对位置。
一种无线电池包充电组件，包括充电控制器，所述充电控制器用于给无线电池包机构。充电控制器包括通讯模块、充电模块、主控模块和检测模块，所述通讯模块与无线电池包机构与充电控制器通讯，检测模块检测充电模块温度、电流、电压等数据，超出阈值时及时切断电源，保护无线电池包充电组件和电池包。
作为优选，所述充电控制器，包括移动充电端和集成控制器，所述移动充电端与集成控制器可拆卸连接。充电模块包括移动充电端和集成控制器，移动充电端可用作连接式充电，集成控制器可用作无线充电。
作为优选，所述集成控制器包括控制器和充电线圈。待充电电池包放入充电位置后，通讯模块与电池包建立通讯连接，主控模块根据电池包信息选择充电模式，或者提供充电模式供用户选择，充电线圈采用磁耦合谐振式无线充电电路以提高充电功率，缩短充电时间。
一种无线电池包车辆，包括车身，其特征是，还包括如权利要求1-4任一项所述的无线电池包组件。本发明的无线电池包机构与车辆的车身可拆卸连接，当电池包机构安装至车辆上时，车载蓝牙设备搜索无线电池包机构的蓝牙通讯设备，并且匹配连接，此时车载蓝牙与无线电池包机构建立通讯，获取车辆供电需求，根据需求信息判断车辆是否符合无线供电条件，若是，则建立无线电池包机构与车辆的无线供电。
因此，本发明具有如下有益效果：（1）无线电池包机构通过电磁感应给车辆输送电能，无需实体连接即可进行高质量供电；（2）无线电池包机构和车体可拆卸连接，拆装过程简便，满足多次换电需求；（3）无线电池包充电组件，移动充电和无线充电相结合，满足多种电池包充电需求。
附图说明
图1是本发明实施例三的结构示意图。
图2是本发明实施例二结构示意图。
图3是本发明实施例一车端控制器机构示意图。
图4是本发明实施例一输电线圈结构示意图。
图中：1、无线电池包机构 2、车端控制器 3、电池包 4、输电控制器 5、输电线圈6、蓝牙通讯设备 7、接收线圈 8、接收控制器 9、充电控制器 10、移动充电端 11、集成控制器 12、控制器 13、充电线圈。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。
实施例1：如图1、3和4所示的一种汽车无线电池包，车端控制器2、无线电池包机构1，无线电池包机构1上设有电池包3、输电控制器4、输电线圈5和蓝牙通讯设备6，所述车端控制器2与车身固定，所述无线电池包机构1与车辆的车身可拆卸连接。无线电池包机构1安装在车端控制器2下方，车端控制器2读取无线电池包机构1信息，控制无线电池包产生感应电动势，对车端控制器2输送电能，无线电池包给车端控制器2无线供电，控制器控制电池包3开启或关闭供电，省略电池包3换电时电气连接及断开步骤，简化换电操作步骤，提高换电速度。
输电控制器4设于电池包3表面，输电线圈5设于输电控制器4上表面。输电控制器4与车辆建立通信连接，获取车辆供电需求，根据需求信息判断车辆是否符合无线供电条件，若是，则建立无线电池包机构1与车辆的无线供电。
蓝牙通讯设备6设于电池包3表面。当无线电池包机构1安装到整车后，车载蓝牙设备搜索无线电池包机构1的蓝牙通讯设备6，并且匹配连接，此时车载蓝牙与无线电池包机构1建立通讯。
所述车端控制器2包括接收线圈7和接收控制器8，所述接收线圈7设于接收控制器8下表面。无线电池包机构1接收到给车辆供电的信息，接收线圈7采用磁耦合谐振式无线充电电路以提高充电功率，缩短充电时间，输电控制器4将电池包3内的直流电转换为交流电，交流电通过输电线圈5时在输电线圈5周边产生磁场，磁场在接收线圈7内产生交流电，接收控制器8将接收线圈7内的交流电转换成直流电输送给车辆使用。
安装状态下，所述接收线圈7置于输电线圈5上方。接收线圈7与输电线圈5位置相对，由于无线供电时要保证供电效率，两者相对位置要求严格，在建立无线电池包机构1与车辆通信连接后，检测接收线圈7和输电线圈5相对位置，将检测结果反馈至车辆，以供调整检测线圈和输电线圈5相对位置。
实施例2：如图2所示的一种用于车辆的无线电池包的充电组件，包括充电控制器9，充电控制器9上设有移动充电端10和集成控制器11，集成控制上设有控制器和设于集成控制器11下表面的充电线圈13，充电控制器9用于给无线电池包机构1。充电控制器9包括通讯模块、充电模块、主控模块和检测模块，所述通讯模块与无线电池包机构1与充电控制器9通讯，检测模块检测充电模块温度、电流、电压等数据，超出阈值时及时切断电源，保护无线电池包充电组件和电池包3。
移动充电端10与集成控制器11可拆卸连接。充电模块包括移动充电端10和集成控制器11，移动充电端10可用作连接式充电，集成控制器11可用作无线充电，移动充电端10包括移动式电缆和充电头，充电头设于移动式电缆头末端，集成控制器11与充电头可拆卸连接，给电池包3无线充电时安装集成控制器11，给电池包3有线充电时，之间将充电头与电池包3连接。
所述集成控制器11包括控制器12和充电线圈13。待充电电池包3放入充电位置后，通讯模块与电池包3建立通讯连接，主控模块根据电池包3信息选择充电模式，或者提供充电模式供用户选择，充电线圈13采用磁耦合谐振式无线充电电路以提高充电功率，缩短充电时间。
实施例3：如图1所示的一种装有无线电池包的车辆包括车身，本发明的无线电池包机构1与车辆的车身可拆卸连接，当电池包机构安装至车辆上时，车载蓝牙设备搜索无线电池包机构1的蓝牙通讯设备6，并且匹配连接，此时车载蓝牙与无线电池包机构1建立通讯，获取车辆供电需求，根据需求信息判断车辆是否符合无线供电条件，若是，则建立无线电池包机构1与车辆的无线供电。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了输电线圈, 车端控制器、电池包、充电线圈、移动充电端等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (10)

1.一种无线电池包组件，其特征是，包括无线电池包机构（1）、车端控制器（2）、所述车端控制器（2）与车身固定，所述无线电池包机构（1）与车辆的车身可拆卸连接。
2.根据权利要求1所述的无线电池包组件，其特征是，所述无线电池包机构（1）包括电池包（3）、输电控制器（4）和输电线圈（5），输电控制器（4）设于电池包（3）表面，输电线圈（5）设于输电控制器（4）上表面。
3.根据权利要求2所述的无线电池包组件，其特征是，所述车端控制器（2）包括接收线圈（7）和接收控制器（8），所述接收线圈（7）设于接收控制器（8）下表面。
4.根据权利要求3所述的的无线电池包组件，其特征是，安装状态下，所述接收线圈（7）置于输电线圈（5）上方。
5.根据权利要求1-4任一项权利要求所述的无线电池包组件，其特征是，所述无线电池包机构（1）还包括蓝牙通讯设备（6），所述蓝牙通讯设备（6）设于电池包（3）表面。
6.一种无线电池包充电组件，其特征是，用于给上述1-5所述的电池包充电。
7.根据权利要求5所述的一种用于车辆的无线电池包充电组件，其特征是，还包括充电控制器（9），所述充电控制器（9）用于给无线电池包机构（1）充电。
8.根据权利要求1所述的无线电池包充电组件，其特征是，所述充电控制器（9），包括移动充电端（10）和集成控制器（11），所述移动充电端（10）与集成控制器（11）可拆卸连接。
9.根据权利要求1所述的无线电池包充电组件，其特征是，所述集成控制器（11）包括控制器（12）和充电线圈（13）。
10.一种无线电池包车辆，包括车身，其特征是，还包括如权利要求1-5任一项所述的无线电池包组件。
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