TWI712521B - 換電系統及其換電方法 - Google Patents

Abstract

一種換電系統及其換電方法，包含有至少一電池裝置及一電池交換櫃所構成；該電池裝置包含有一電池芯、一識別單元、一微處理器、一無線收發裝置；該電池交換櫃包含有至少一換電接口、一指示燈、一顯示裝置、一揚聲器、一感測裝置及一控制裝置所組成，其特徵在於：換電系統只要裝載有電池裝置的設備靠近，即可透過該感測裝置進行電池裝置判讀，該電池交換櫃取得電池裝置的相關資訊後，即可推出可以使用的電池裝置供使用者交換使用。

Description

換電系統及其換電方法

本發明關於一種換電系統及其換電方法，可主動辨識靠近的電池裝置，進而指示使用者進行電池裝置交換與充電的系統。

按，燃油車輛(無論汽車或機車)的行駛是透過燃料燃燒後產生動能，燃燒後產生的廢氣有氮氧化物、一氧化碳、硫氧化物等成分，這些廢氣或多或少都有著微小顆粒(PM)，尤其如PM2.5、PM2等容易飄浮在空氣中，隨著呼吸吸入體內積存在如氣管、肺中影響健康。

目前國內最多的車輛為摩托車，國內各大業者都極積投入此領域開發出電動機車這類型的產品，配合政府補助政策，目前電動機車在國內非常容易見到，並且價格不高、不排放廢氣受到各類族群喜愛。

電動機車的電能來自電池，因此，相關業者在便利商店、購物中心等人口密集處設置電池交換站，當使用者欲更換電池時，先到電池交換站透過指示放入電池，等待確認電池狀態後，該電池交換站推出可以使用的電池完成換電工作。

然而，在等待電池的過程中相當耗時，使用者必須等待電池交換站確認電池狀態，並且電池交換站必須預留數個空的交換櫃，讓使用者將用過的電池插入交換櫃中充電，但這樣的做法無法提升電池交換站的使用效率，換言之，若一個電池交換站有八個交換櫃，但是只有六個交換 櫃裡面有放電池，若該地區電池交換量較大時，就有電池不足的問題。

如何改善習用結構的缺點，乃相關業者積極開發之課題。

本發明的主要目的即在於提供一種換電系統，包含有至少一電池裝置及一電池交換櫃所構成；前述的電池裝置包含有一電池芯、一識別單元、一微處理器、一無線收發裝置；前述的電池芯用於儲存電能，前述的識別單元用於紀錄該電池芯的相關資訊及提供該電池交換櫃識別該電池裝置相關資訊，該微處理器用於紀錄該電池芯的充電次數、監視電池裝置充電、放電時的相關狀態，且該微處理器與該無線收發裝置連線，將該電池裝置的識別資訊提供給該電池交換櫃讀取；前述的電池交換櫃包含有至少一換電接口、一指示燈、一顯示裝置、一揚聲器、一感測裝置及一控制裝置所組成；前述的換電接口用於容置前述的電池裝置並對其充電，所述的換電接口更包含有一充電模組，所述的充電模組與一電源連接，對該電池裝置進行充電，又該充電模組與該指示燈連線，提供使用者判讀該電池裝置的充電狀態，所述的顯示裝置、該揚聲器及該感測裝置互相連線，透過該感測裝置與該電池裝置的無線收發裝置感應連接，接著由該顯示裝置與該揚聲器提供相關操作資訊供使用者進行換電工作；所述的控制裝置與該換電接口、該顯示裝置、該揚聲器、感測裝置連接，藉由該感測裝置判讀該電池裝置的類型，提供該充電模組充電相關控制指令，以及取用以充滿電的電池裝置提供使用者更換使用。

在本發明的實施方式中，該無線收發裝置與該感測裝置係透過藍芽技術將資訊雙向傳輸。

在本發明的實施方式中，該無線收發裝置與該微處理器連線以無線射頻辨識傳輸之技術提供該感測裝置讀取電池裝置的相關資訊，以便進行換電工作。

在本發明的實施方式中，該控制裝置內更包含有一語音模組，該語音模組與該揚聲器連線，提供相關的語音服務。

一種運用前述換電系統的交換方法，乃該電池裝置進入該感測裝置的一感測範圍內，透過感測裝置讀取該無線收發裝置所提供的電池裝置資訊，由該控制裝置啟動一換電作業，將充滿電的電池裝置退出該換電接口，並由該顯示裝置與該揚聲器提供使用者操作資訊，接著將待更換的電池插入該換電接口，由該充電模組進行充電作業。

透過上述的結構說明，本發明具有下列的優點：

1.本發明的換電系統只要裝載有電池裝置的設備靠近，即可透過該感測裝置進行電池裝置判讀，該電池交換櫃取得電池裝置的相關資訊後，即可推出可以使用的電池裝置供使用者交換使用，同時，該電池裝置的微處理器透過電池芯供給電能，可編排出不同磁場的相關訊號，故，該電池裝置的使用次數、電能資訊、品牌、放電或使用者資訊等都能明確記錄。

2.透過本發明的設備，該電池交換櫃能交換不同類型的充電電池，大幅提升本發明的經濟效益。

(1)(1’):電池裝置

(11):電池芯

(12):識別單元

(13):微處理器

(14):無線收發裝置

(2):電池交換櫃

(21):換電接口

(211):充電模組

(212):電源

(22):指示燈

(23):顯示裝置

(24):揚聲器

(25):感測裝置

(26):控制裝置

(27):語音模組

(3):控制平台

(W):無線訊號

第1圖係本發明之系統圖。

第2圖係該電池裝置的結構方塊圖。

第3圖係該電池交換櫃的結構圖。

第4圖係該換電接口的結構方塊圖。

第5圖係該感測裝置之使用示意圖。

第6圖係該控制模組的結構方塊圖。

第7圖係本發明使用流程圖。

第8圖係本發明另一種實施方式系統圖。

請參閱第1至5圖，本發明之換電系統主要包含有：多個一電池裝置(1)及一電池交換櫃(2)所構成。以下說明以電動機車作為說明，但實際實施不侷限於此，亦可用在蓄電池、充電電池、行動電源之類需要電能的產品。

如第1、2圖所示，該電池裝置(1)提供電動機車驅動的電能，該電池裝置(1)包含有一電池芯(11)、一識別單元(12)、一微處理器(13)、一無線收發裝置(14)；前述的電池芯(11)儲存電能，前述的識別單元(12)用於紀錄該電池芯(11)的相關資訊，例如：充放電次數、電壓量、電流量、電池號碼(生產履歷)、電池廠牌；並且該識別單元(12)提供該電池交換櫃(2)識別該電池裝置(1)相關資訊，該微處理器(13)用於紀錄該電池芯(11)的充電次數、監視電池裝置(1)充電、放電時的相關狀態例如充放電時的溫度，電能 儲存量；請繼續參閱第2圖，該微處理器(13)與該無線收發裝置(14)連線，製造商能將識別單元(12)內的資訊寫入於該微處理器(13)中，將該電池裝置(1)的識別資訊提供給該電池交換櫃(2)讀取；前述無線收發裝置(14)可應用一無線射頻辨識傳輸裝置RFID，以提供該電池裝置(1)與該電池交換櫃(2)雙向無線訊號(W)溝通讀取之間可識別的任何訊息，以記錄電池裝置(1)數據及電池交換櫃(2)的更換位置與充電訊息。

如第1、3~5圖所示，該電池交換櫃(2)用於儲存電池裝置(1)以及對電池裝置(1)進行充電、管理；前述的電池交換櫃(2)包含有至少一換電接口(21)、一指示燈(22)、一顯示裝置(23)、一揚聲器(24)、一感測裝置(25)及一控制裝置(26)所組成。

如第4圖所示，前述的換電接口(21)用於容置前述的電池裝置(1)並對其充電，所述的換電接口(21)更包含有一充電模組(211)，所述的充電模組(211)與一電源(212)連接，對該電池裝置(1)進行充電，又該充電模組(211)與該指示燈(22)連線，當電池裝置(1)充滿電時產生綠色的燈號，若還在充電的電池裝置(1)則呈現紅色的燈號，進而提供使用者判讀該電池裝置(1)的充電狀態。

如第5、6圖所示，所述的顯示裝置(23)、該揚聲器(24)及該感測裝置(25)互相連線，透過該感測裝置(25)與該電池裝置(1)的無線收發裝置(14)藉無線訊號(W)感應連接，接著由該顯示裝置(23)與該揚聲器(24)提供相關操作資訊供使用者進行換電工作；所述的控制裝置(26)與該換電接口(21)、該顯示裝置(23)、該揚聲器(24)、感測裝置(25)連接，藉由該感測裝置(25)判讀該電池裝置(1)的類型，提供該充電模組(211)充電相關控制指令， 以及取用以充滿電的電池裝置(1)提供使用者更換使用。

如第2至6圖所示，本發明與習用結構最大的不同處在於：當電動機車到達電池交換櫃(2)的感應範圍時，即可透過該感測裝置(25)進行電池裝置(1)判讀，該電池交換櫃(2)取得電池裝置(1)的相關資訊後，即可推出充電可使用的電池裝置(1)供使用者交換使用；相較於目前的電池交換站的使用方式而言，使用者只要停車就能開始進行電池裝置(1)交換，無需等待；此外，該電池裝置(1)的微處理器(13)透過電池芯(11)供給電能，可編排出不同磁場的相關訊號，藉該無線收發裝置(14)的無線射頻辨識傳輸裝置RFID的無線訊號(W)傳輸與接收，故，該電池裝置(1)的使用次數、電能資訊、品牌、放電或充電的資訊等都能明確記錄。

在本發明的實施方式中，該無線收發裝置(14)與該感測裝置(25)可選用藍芽傳輸技術將電池裝置(1)的相關資訊提供給該電池交換櫃(2)作為充電的依據；或者該微處理器(13)與該無線收發裝置(14)連線，以無線射頻辨識傳輸(RFID)之技術提供該感測裝置(25)讀取電池裝置(1)的相關資訊，以便進行換電工作，由於電池芯(11)可提供微處理器(13)必要的電能，且該微處理器(13)可改寫電池裝置(1)的資訊、磁場的，因此，電池裝置(1)的使用次數、使用里程數、充放電資訊等皆能記錄並提供給該電池交換櫃(2)進行充電相關的參考數據。

請參閱第1至7圖，本發明實際的換電方法如下：步驟1：該電池交換櫃(2)的感應範圍內感測到該電池裝置(1)，並且，透過該無線收發裝置(14)與感測裝置(25)感應連接，接著由該控制裝置(26)啟動換電作業； 步驟2：該控制裝置(26)將以充滿電的電池裝置(1’)退出換電接口(21)，由該顯示裝置(23)、揚聲器(24)提供使用者操作資訊，在某些實施方式中，該控制裝置(26)更包含有一語音模組(27)，該語音模組(27)能使用相關的歡迎用語，換電作業教學等流程，配合該顯示裝置(23)、揚聲器(24)讓使用者能快速上手使用；步驟3：使用者取走充滿電的電池裝置(1’)並將需要充電的電池裝置(1)放入該電池交換櫃(2)之換電接口(21)即可完成換電工作；步驟4：該控制裝置(26)確認電池裝置(1)有放入換電接口(21)後，該控制裝置(26)命令該充電模組(211)對前述的電池裝置(1)進行充電，透過指示燈(22)讓後續的使用者判讀電池裝置(1)充電狀態。

透過上述說明，本發明至少一種電池裝置(1)進行充電，若未來電動機車有不同類型的電池裝置(1)，皆能透過本發明進行充電，大幅提升本發明的經濟效率。

除此之外，該電池交換櫃(2)無須預留空的換電接口(21)能增加電池裝置(1)的數量，有利於電池交換使用；此外，如第8圖所示，更可將多個電池交換櫃(2)連接並以一控制平台(3)將各該電池交換櫃(2)連接，提供電池裝置(1)進行充換電程序。

綜上所陳，乃是本發明之具體實施立即所運用之技術原理，若依本發明之構想所作之改變，其所產生之功能仍未超出說明書及圖式所涵蓋之精神時，均應在本發明之範圍內，合予陳明。

步驟1‧‧‧電池裝置1到電池交換櫃2的感測範圍辨識電池裝置1類型並啟動換電作業

步驟2‧‧‧依據指示取出電池裝置1’

步驟3‧‧‧依據指示放入電池裝置1

步驟4‧‧‧電池交換櫃2開始充電

Claims (7)

1. 一種換電系統，包含有：至少一電池裝置及一電池交換櫃所構成；前述的電池裝置包含有一電池芯、一識別單元、一微處理器、一無線收發裝置；前述的電池芯儲存電能，前述的識別單元用於紀錄該電池芯的相關資訊及提供該電池交換櫃識別該電池裝置相關資訊，該微處理器用於紀錄該電池芯的充電次數、監視電池裝置充電、放電時的相關狀態，且該微處理器與該無線收發裝置連線，將該電池裝置的識別資訊提供給該電池交換櫃讀取；該電池交換櫃用於儲存電池裝置以及對電池裝置進行充電、管理；前述的電池交換櫃包含有至少一換電接口、一指示燈、一感測裝置及一控制裝置所組成；前述的換電接口用於容置前述的電池裝置並對其充電，所述的換電接口更包含有一充電模組，所述的充電模組與一電源連接，對該電池裝置進行充電，又該充電模組與該指示燈連線，提供使用者判讀該電池裝置的充電狀態，以及一感測裝置與該電池裝置的無線收發裝置感應連接，接著由該指示燈提供相關操作資訊指示使用者進行換電工作；所述的控制裝置與該換電接口、該感測裝置連接，藉由該感測裝置判讀該電池裝置的類型，提供該充電模組充電相關控制指令，以及取用以充滿電的電池裝置提供使用者更換使用，另外該電池交換櫃無須預留空的換電接口；該微處理器與該無線收發裝置連線以無線射頻辨識傳輸，提供該感測裝置讀取電池裝置的相關資訊，以便進行換電工作，前述的無線射頻辨識是應用一RFID無線射頻辨識傳輸裝置，以提供該電池裝置與該電池交換 櫃雙向無線訊號溝通讀取之間可識別的任何訊息，以記錄電池裝置數據及電池交換櫃的更換位置與充電訊息。
2. 依據申請專利範圍第1項所述換電系統，更包含有一顯示裝置、一揚聲器，且分別與該控制裝置連線。
3. 依據申請專利範圍第1項所述換電系統，其中，該無線收發裝置與該感測裝置係透過藍芽技術將資訊雙向傳輸。
4. 依據申請專利範圍第1或2項所述換電系統，其中，該控制裝置內更包含有一語音模組，該語音模組與該揚聲器連線，提供相關的語音服務。
5. 依據申請專利範圍第1項所述換電系統，更可將多個電池交換櫃連接並以一控制平台將各該電池交換櫃連接，提供電池裝置進行充換電程序。
6. 一種換電系統的換電方法，包含有：步驟1：該電池交換櫃的感應範圍內感測到該電池裝置，並且，透過該無線收發裝置與感測裝置感應連接，接著由該控制裝置啟動換電作業；步驟2：該控制裝置將以充滿電的電池裝置退出換電接口，由該指示燈提供使用者操作資訊；步驟3：使用者取走充滿電的電池裝置並將需要充電的電池裝置放入該電池交換櫃之換電接口即可完成換電工作；步驟4：該控制裝置確認電池裝置有放入換電接口後，該控制裝置命令該充電模組對前述的電池裝置進行充電，透過指示燈讓後續的使用者判讀電池裝置充電狀態，又該電池交換櫃無須預留空的換電接口。
7. 依據申請專利範圍第6項所述換電系統的換電方法，其中，該控制裝置控制該顯示裝置、該揚聲器、該語音模組產生聲光提示說明服務。

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