(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-10-13
(54)【発明の名称】バッテリー交換型ハイブリッド車両
(51)【国際特許分類】
B60L 53/80 20190101AFI20231005BHJP
B60K 1/04 20190101ALI20231005BHJP
B60K 6/28 20071001ALI20231005BHJP
B60K 6/46 20071001ALI20231005BHJP
B60L 58/18 20190101ALI20231005BHJP
B60L 50/61 20190101ALI20231005BHJP
【ＦＩ】
B60L53/80
B60K1/04 A
B60K6/28
B60K6/46
B60L58/18
B60L50/61
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023519181
(86)(22)【出願日】2020-12-24
(85)【翻訳文提出日】2023-05-15
(86)【国際出願番号】 CN2020139100
(87)【国際公開番号】W WO2022068099
(87)【国際公開日】2022-04-07
(31)【優先権主張番号】202011066323.2
(32)【優先日】2020-09-30
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】507362513
【氏名又は名称】浙江吉利控股集団有限公司
【氏名又は名称原語表記】ＺＨＥＪＩＡＮＧ ＧＥＥＬＹ ＨＯＬＤＩＮＧ ＧＲＯＵＰ ＣＯ．，ＬＴＤ．
【住所又は居所原語表記】１７６０ Ｊｉａｎｇｌｉｎｇ Ｒｏａｄ， Ｂｉｎｊｉａｎｇ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ， Ｈａｎｇｚｈｏｕ Ｚｈｅｊｉａｎｇ （ＣＮ）
(74)【代理人】
【識別番号】100124811
【弁理士】
【氏名又は名称】馬場 資博
(74)【代理人】
【識別番号】100187724
【弁理士】
【氏名又は名称】唐鎌 睦
(72)【発明者】
【氏名】李 書福
【テーマコード（参考）】
3D202
3D235
5H125
【Ｆターム（参考）】
3D202AA07
3D202EE03
3D202EE28
3D235AA01
3D235BB24
3D235CC32
3D235HH63
5H125AA01
5H125AC08
5H125AC13
5H125BC26
5H125BC29
5H125FF06
(57)【要約】
本発明は、バッテリー交換型ハイブリッド車両を提供する。バッテリー交換型ハイブリッド車両は、レンジエクステンダーと駆動モーターで構成されるレンジエクステンディング駆動システム及びクイックチェンジバッテリーを含む。前記クイックチェンジバッテリーは、バッテリー交換ステーションで、迅速に取り外して交換することができる。駆動モーターに接続されるクイックチェンジバッテリーと前記駆動モーターは、バッテリー交換駆動システムを構成する。前記バッテリー交換駆動システムと前記レンジエクステンダー駆動システムは、迅速に切り替えることができ、独立して主動力システムとして使用することができる。本発明において、バッテリー交換駆動システムとレンジエクステンダー駆動システムは迅速に切り替えることができ、独立して主動力システムとして使用することができるので、使用シーンや経済性によって、レンジエクステンダーを動力源とするレンジエクステンダー駆動システム及び／又は、クイックチェンジバッテリーを動力源とするバッテリー交換駆動システムを自由かつ柔軟に切り替え、車両を走行させることができる。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
レンジエクステンダーと駆動モーターで構成されるレンジエクステンダー駆動システム及びクイックチェンジバッテリーを含むバッテリー交換型ハイブリッド車両において、前記クイックチェンジバッテリーは、バッテリー交換ステーションで、迅速に取り外して交換することができ、
前記クイックチェンジバッテリーは駆動モーターに接続され、前記クイックチェンジバッテリーと前記駆動モーターとはバッテリー交換駆動システムを構成し、
前記バッテリー交換駆動システムと前記レンジエクステンダー駆動システムは、迅速に切り替えることができ、独立して主動力システムとして使用することができる、
ことを特徴とする、バッテリー交換型ハイブリッド車両。
【請求項2】
前記レンジエクステンダー駆動システムは、基本バッテリーをさらに含み、前記基本バッテリーは、前記レンジエクステンダー及び前記駆動モーターにそれぞれ接続されることを特徴とする、請求項１に記載のバッテリー交換型ハイブリッド車両。
【請求項3】
前記基本バッテリー及び前記クイックチェンジバッテリーは対で設置され、前記基本バッテリーは前記バッテリー交換型ハイブリッド車両に設置され、前記クイックチェンジバッテリーは前記バッテリー交換ステーションに設置されて循環及び充電され、又は、
前記クイックチェンジバッテリーは前記バッテリー交換型ハイブリッド車両に設置され、前記基本バッテリーは前記バッテリー交換ステーションに設置されて循環及び充電される、
ことを特徴とする、請求項２に記載のバッテリー交換型ハイブリッド車両。
【請求項4】
前記バッテリー交換型ハイブリッド車両は、インバーターをさらに含むことを特徴とする、請求項１～３のいずれかの一項に記載のバッテリー交換型ハイブリッド車両。
【請求項5】
前記クイックチェンジバッテリーの容量は、前記レンジエクステンダーが供給できる電気エネルギーの総量の２倍未満であることを特徴とする、請求項１に記載のバッテリー交換型ハイブリッド車両。
【請求項6】
前記クイックチェンジバッテリーの容量は、前記レンジエクステンダーが供給できる電気エネルギーの総量と等しいことを特徴とする、請求項５に記載のバッテリー交換型ハイブリッド車両。
【請求項7】
前記基本バッテリーの容量は、１～１．４７ｋｗｈ又は１．４７～５．５ｋｗｈであることを特徴とする、請求項２に記載のバッテリー交換型ハイブリッド車両。
【請求項8】
前記レンジエクステンダー駆動システムは、燃料タンクをさらに含み、前記燃料タンクの燃料は、ガソリン、ディーゼル、メタノール、エタノール、バイオ燃料、天然ガス、水素を含むことを特徴とする、請求項１に記載のバッテリー交換型ハイブリッド車両。
【請求項9】
前記バッテリー交換型ハイブリッド車両は、変速機構及び駆動軸をさらに含み、前記駆動モーターは、前記変速機構を介して前記駆動軸に接続され、
前記駆動軸は、前記バッテリー交換型ハイブリッド車両の車輪に接続されることを特徴とする、請求項１に記載のバッテリー交換型ハイブリッド車両。
【請求項10】
前記バッテリー交換型ハイブリッド車両は、クイックチェンジ装置をさらに備え、前記クイックチェンジ装置の一端は、前記バッテリー交換型ハイブリッド車両の車体下部に接続され、他端は、前記基本バッテリー又は前記クイックチェンジバッテリーに接続されることを特徴とする、請求項２に記載のバッテリー交換型ハイブリッド車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車両の技術分野に関し、特に、バッテリー交換型ハイブリッド車両に関する。
【背景技術】
【0002】
省エネルギーと排出削減という二重の圧力の下で、新エネルギー車の開発は、国際社会にとって避けられない選択となっている。電気自動車は、新エネルギー車の非常に有望な製品である。しかし、現在の電気自動車の走行距離が短いため、消費者は走行距離に対する不安を抱えており、消費者の電気自動車の購入意欲はある程度低下する。
【0003】
走行距離不安の問題を解決するために、現在、主に次の３つの方法が使用されている。第一の方法は、バッテリー交換型車両を利用することである。バッテリー交換型車両は、取り外し可能なパワーバッテリーを採用して、バッテリー交換ステーションを介して、パワーバッテリーを迅速に取り外して交換できるので、航続距離を確保できる。しかし、この方法は、バッテリー交換ステーションのレイアウトが不十分であったり、電源の交換が不便であるなどの問題がある。第二の方法は、レンジエクステンダー型電気自動車を利用することである。レンジエクステンダー型電気自動車は、燃料又はその他の種類の小型エンジンを使用して発電機を駆動し、電気を生成して電気自動車のパワーバッテリーの電力を補い、走行距離を延ばす。しかし、この方法は、主に燃料供給に依存するので、ユーザーにとって原油価格の変動不安などの問題が生じやすい。第三の方法は、取り外し可能な交換バッテリーをメインバッテリーとして使用し、燃料エンジンが補助駆動手段として車両を直接駆動することである。しかし、この方法は、燃料エンジンは補助駆動手段としてのみ使用されるので、バッテリー交換ステーションのレイアウトとバッテリー交換の利便性によって依然として制限される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上記の問題を考慮して、上記の問題を克服するか、又は上記の問題を少なくとも部分的に解決するバッテリー交換型ハイブリッド車両を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明の一つの目的は、レンジエクステンディング技術とバッテリー交換技術とを組み合わせ、両者を主動力源として柔軟に切り替えることができるバッテリー交換型ハイブリッド車両を提供することである。
【0006】
本発明のさらなる目的は、基本バッテリーとクイックチェンジバッテリーのデュアルバッテリーを設置することにより、さまざまなシーンで、バッテリー交換型ハイブリッド車両を使用する際の柔軟性をさらに向上させることである。
【0007】
特に、本発明の実施形態の一態様によれば、バッテリー交換型ハイブリッド車両を提供する。バッテリー交換型ハイブリッド車両は、レンジエクステンダーと駆動モーターで構成されるレンジエクステンダー駆動システム及びクイックチェンジバッテリーを含む。前記クイックチェンジバッテリーは、バッテリー交換ステーションで、迅速に取り外して交換することができる。前記クイックチェンジバッテリーは、駆動モーターに接続され、前記クイックチェンジバッテリーと前記駆動モーターは、バッテリー交換駆動システムを構成する。前記バッテリー交換駆動システムと前記レンジエクステンダー駆動システムは、迅速に切り替えることができ、独立して主動力システムとして使用することができる。
【0008】
前記レンジエクステンダー駆動システムは、基本バッテリーをさらに含み、前記基本バッテリーは、前記レンジエクステンダー及び前記駆動モーターにそれぞれ接続される。
【0009】
前記車両の基本バッテリー及びクイックチェンジバッテリーは、以下のように対で設置される。前記基本バッテリーは前記車両に設置され、前記クイックチェンジバッテリーは前記バッテリー交換ステーションに設置されて循環及び充電され、又は、前記クイックチェンジバッテリーは前記車両に設置され、前記基本バッテリーは前記バッテリー交換ステーションに設置されて循環及び充電される。
【0010】
前記車両は、インバーターをさらに含む。
【0011】
前記クイックチェンジバッテリーの容量は、前記レンジエクステンダーが供給できる電気エネルギーの総量の２倍未満である。
【0012】
前記クイックチェンジバッテリーの容量は、前記レンジエクステンダーが供給できる電気エネルギーの総量と等しい。
【0013】
前記基本バッテリーの容量は、１～１．４７ｋｗｈ又は１．４７～５．５ｋｗｈである。
【0014】
前記レンジエクステンダー駆動システムは、燃料タンクをさらに含み、前記燃料タンクの燃料は、ガソリン、ディーゼル、メタノール、エタノール、バイオ燃料、天然ガス、水素を含む。
【0015】
前記車両は、変速機構及び駆動軸をさらに含み、前記駆動モーターは、前記変速機構を介して前記駆動軸に接続され、前記駆動軸は、前記車両の車輪に接続される。
【0016】
前記車両は、クイックチェンジ装置をさらに備え、前記クイックチェンジ装置の一端は、前記車両の車体下部に接続され、他端は、前記基本バッテリー又は前記クイックチェンジバッテリーに接続される。
【0017】
本発明の実施形態によって提供されるバッテリー交換型ハイブリッド車両は、レンジエクステンダーと駆動モーターで構成されるレンジエクステンダー駆動システム及びクイックチェンジバッテリーと駆動モーターで構成されるバッテリー交換駆動システムを含み、クイックチェンジバッテリーは、バッテリー交換ステーションで迅速に取り外して交換することができる。バッテリー交換駆動システムとレンジエクステンダー駆動システムは迅速に切り替えることができ、独立して主動力システムとして使用することができるので、使用シーンや経済性によって、レンジエクステンダーを動力源とするレンジエクステンダー駆動システム及び／又は、クイックチェンジバッテリーを動力源とするバッテリー交換駆動システムを自由かつ柔軟に切り替え、車両を走行させることができる。
【0018】
さらに、本発明のバッテリー交換型ハイブリッド車両のレンジエクステンダー駆動システムは、基本バッテリーを含む。基本バッテリーとクイックチェンジバッテリーのデュアルバッテリーを設置することにより、レンジエクステンダー駆動システムとバッテリー交換駆動システムの切り替えや使用がさらに多様化する。さらに、さまざまなシーンで、バッテリー交換型ハイブリッド車両を使用する際の柔軟性が向上する。
【0019】
上記の説明は、本発明の技術的解決策の概要にすぎず、本発明の技術的解決策をよりよく理解するために、明細書の内容に従って実施することができる。また、本発明の上記及びその他の目的、特徴、及び利点をより明白に理解するために、本発明の具体的な実施形態を以下に列挙する。
【0020】
以下の本発明の具体的な実施形態の詳細な説明に基づいて、当業者は、本発明の上記及びその他の目的、利点及び特徴をより明確に理解することができる。
【図面の簡単な説明】
【0021】
以下、添付の図面を参照して、本発明のいくつかの具体的な実施形態を、限定ではなく例示として詳細に説明する。図面中の同一の参照符号は、同一又は類似の部品又は部分を示す。当業者は、図面が必ずしも一定の縮尺で描かれるとは限らないことを理解するべきである。
【図1】本発明の一つの実施形態によって提供されるバッテリー交換型ハイブリッド車両の構造を示す図である。
【図2】本発明の別の実施形態によって提供されるバッテリー交換型ハイブリッド車両の構造を示す図である。
【図3】本発明のさらに別の実施形態によって提供されるバッテリー交換型ハイブリッド車両の構造を示す図である。
【図4】本発明のさらに別の実施形態によって提供されるバッテリー交換型ハイブリッド車両の構造を示す図である。
【図5】本発明の一つの実施形態によって提供されるロック状態のクイックチェンジ装置の断面を示す図である。
【図6】本発明の一つの実施形態によって提供されるロック解除状態のクイックチェンジ装置の断面を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0022】
以下、添付の図面を参照して、本発明の例示的な実施形態をより詳細に説明する。図面に本発明の例示的な実施形態が示されているが、様々な形態で本発明を実施することができ、本明細書に記載の実施形態に限定されるべきではないことを理解されたい。むしろ、これらの実施形態は、本発明をより完全に理解し、本発明の範囲を当業者に十分に伝えるために提供される。
【0023】
上記の技術的問題を解決するか、又は部分的に解決するために、本発明の実施形態は、バッテリー交換型ハイブリッド車両を提供する。
【0024】
図１は、本発明の一つの実施形態によって提供されるバッテリー交換型ハイブリッド車両１００の構成を示す図である。図１を参照すると、バッテリー交換型ハイブリッド車両１００は、レンジエクステンダー１０と駆動モーター３１とで構成されるレンジエクステンダー駆動システム及びクイックチェンジバッテリー２０を少なくとも含む。レンジエクステンダー１０は、エンジン１４と発電機１５で構成される。レンジエクステンダー１０は、駆動モーター３１に接続され、発電機１５は、エンジン１４が出力する動力により駆動されて発電し、駆動モーター３１に電気エネルギーを供給する。バッテリー交換ステーションで、クイックチェンジバッテリー２０を迅速に取り外して交換することができ、電気エネルギーの迅速な補充を実現することができる。実際の適用では、例えば、バッテリー交換ツールを利用して、電力不足のクイックチェンジバッテリー２０を取り外した後、バッテリー交換型ハイブリッド車両１００に完全に充電されたクイックチェンジバッテリー２０を再装着することによって、クイックチェンジバッテリー２０の交換を実現することができる。クイックチェンジバッテリー２０は、駆動モーター３１と接続され、バッテリー交換駆動システムを構成する。レンジエクステンダー１０とクイックチェンジバッテリー２０は、互いに独立して駆動モーター３１に電気エネルギーを供給することができる。即ち、レンジエクステンダー１０とクイックチェンジバッテリー２０のいずれか一方は、他の一方が作動せず電気エネルギーを供給することができないとき、独立して駆動モーター３１に電気エネルギーを供給することができる。従って、バッテリー交換駆動システム１とレンジエクステンダー駆動システム２は迅速に切り替えることができ、独立してバッテリー交換型ハイブリッド車両１００の主動力システムとして使用することができる。クイックチェンジバッテリー２０は、レンジエクステンダー１０と接続してもよく（具体的には発電機１５と接続する）、それによって、レンジエクステンダー１０が作動しているときに、余剰の電気エネルギーを受け取って蓄えることができる。
【0025】
本発明の実施形態によって提供されるバッテリー交換型ハイブリッド車両１００は、レンジエクステンダー１０と駆動モーター３１で構成されるレンジエクステンダー駆動システム及びクイックチェンジバッテリー２０と駆動モーター３１で構成されるバッテリー交換駆動システムを含み、クイックチェンジバッテリー２０は、バッテリー交換ステーションで迅速に取り外して交換することができる。バッテリー交換駆動システムとレンジエクステンダー駆動システムは迅速に切り替えることができ、独立して主動力システムとして使用することができるので、使用シーンや経済性によって、レンジエクステンダー１０を動力源とするレンジエクステンダー駆動システム及び／又は、クイックチェンジバッテリー２０を動力源とするバッテリー交換駆動システムを自由かつ柔軟に切り替え、車両を走行させることができる。
【0026】
具体的には、例えば、非長距離運転シーン（都市部での運転など）の場合には、レンジエクステンダー１０に使用される燃料の価格（石油価格など）が低い場合、レンジエクステンダー１０が作動し、駆動モーター３１に電気エネルギーを供給して、電気料金が比較的低い場合、クイックチェンジバッテリー２０が使用され、バッテリー交換ステーションでクイックチェンジバッテリー２０を交換することによって、駆動モーター３１への電力供給を確保することができる。長距離運転シーンの場合には、燃料を満タンにしてレンジエクステンダー１０に十分な燃料を供給することを確保すると同時に、バッテリー交換ステーションでクイックチェンジバッテリー２０を交換することによって、最大航続距離を得ることができる。
【0027】
図２を参照すると、本発明の一つの実施形態では、レンジエクステンダー駆動システムは、基本バッテリー１２をさらに含む。基本バッテリー１２は、レンジエクステンダー１０（具体的には発電機１５に接続される）及び駆動モーター３１にそれぞれ接続される。基本バッテリー１２は、例えば、従来のパワーバッテリーであってもよい。基本バッテリー１２とクイックチェンジバッテリー２０のデュアルバッテリーを設置することにより、基本バッテリー１２とクイックチェンジバッテリー２０の様々な配置を採用することができ、レンジエクステンダー駆動システムとバッテリー交換駆動システムの切り替えや使用がさらに多様化する。さらに、さまざまなシーンで、バッテリー交換型ハイブリッド車両１００を使用する際の柔軟性が向上する。以下、基本バッテリー１２とクイックチェンジバッテリー２０の様々な配置について紹介する。
【0028】
一つの実施形態では、基本バッテリー１２及びクイックチェンジバッテリー２０は、車両１００に同時に設置される。基本バッテリー１２は、車両１００に固定され、クイックチェンジバッテリ２０は、迅速に取り外して交換することができ、車両１００に設置される。
【0029】
この場合、車両１００がレンジエクステンダー駆動システムによって駆動されるとき、基本バッテリー１２の電力が充足すると、基本バッテリー１２は、駆動モーター３１に電気エネルギーを供給する。基本バッテリー１２の電力が不足すると、エンジン１４が始動し、発電機１５を介して駆動モーター３１に電気エネルギーを供給しながら、基本バッテリー１２を充電する。車両１００が上り坂や急加速などの高負荷状態に遭遇した場合、レンジエクステンダー１０及び基本バッテリー１２は、同時に駆動モーター３１に電気エネルギーを供給する。車両１００が下り坂や滑走などの作業条件に遭遇した場合、駆動モーター３１が発電機として使用され、基本バッテリー１２を充電し、運動エネルギーを回収することができる。車両１００がバッテリー交換駆動システムによって動力を供給するとき、クイックチェンジバッテリー２０は、駆動モーター３１に電気エネルギーを直接供給する。本実施形態は、非長距離運転シーンにおいて、燃料価格及び電気価格に応じて、レンジエクステンダー１０又はクイックチェンジバッテリー２０を切り替え、動力源として使用するのに非常に便利であり、同時に長距離運転シーンで最大航続距離を確保することもできる。
【0030】
別の実施形態では、基本バッテリー１２及びクイックチェンジバッテリー２０が車両１００に同時に設置される。基本バッテリー１２は、迅速に取り外して交換することができ、車両１００に設置され、且つクイックチェンジバッテリー２０は、迅速に取り外して交換することもでき、車両１００に設置される。この場合、基本バッテリー１２とクイックチェンジバッテリー２０の両方をバッテリー交換ステーションで取り外し又は交換することができ、それによって、燃料消費を最大限に削減することができ、燃料価格が高く、電気料金が低い場合に非常に適している。また、車両１００の最大航続距離もある程度増加する。
【0031】
さらに別の実施形態では、車両１００の基本バッテリー１２及びクイックチェンジバッテリー２０は、以下のように対で設置することができる。基本バッテリー１２とクイックチェンジバッテリー２０の一方が車両１００に設置されるとき、もう一方がバッテリー交換ステーションに設置され、循環と再充電を行う。具体的には、次の二つの状況がある。
【0032】
第一の状況では、図３に示すように、基本バッテリー１２が車両１００に設置され、クイックチェンジバッテリー２０がバッテリー交換ステーションに設置されて、循環及び充電される。この状況は、燃料価格が低く、必要な走行距離が短い(都市部での運転など)使用シーンに特に適している。このとき、クイックチェンジバッテリー２０は取り外され、バッテリー交換ステーションに設置されて動作する。一方で、車両１００の全体重量が減少し、他方で、クイックチェンジバッテリー２０の動作時間も増加し、クイックチェンジバッテリー２０の使用効率が改善される。
【0033】
第二の状況では、図４に示すように、クイックチェンジバッテリー２０が車両１００に設置され、基本バッテリー１２がバッテリー交換ステーションに設置されて、循環及び充電される。この状況は、燃料価格が高く、特定の走行距離要件があり、バッテリー交換ステーションのレイアウトが十分であるという使用シーンに特に適している。このとき、基本バッテリー１２は取り外され、バッテリー交換ステーションに設置されて動作する。これにより、車両１００の全体重量がある程度減少し、それによって、クイックチェンジバッテリー２０のエネルギー利用効率が向上する。
【0034】
引き続き図２を参照すると、本発明の一つの実施形態では、レンジエクステンダー駆動システムは、燃料タンク１３をさらに含む。燃料タンク１３は、レンジエクステンダー１０のエンジン１４に接続され、エンジン１４に燃料を供給する。
【0035】
実際の適用では、燃料タンク１３に貯蔵される燃料は、レンジエクステンダー１０のエンジン１４のタイプに依存する。一般に、燃料タンク１３の内部の燃料は、ガソリン、ディーゼル、メタノール、エタノール、バイオ燃料、天然ガス、水素などを含む。それに対応して、エンジン１４は、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、メタノールエンジンなどであってもよい。
【0036】
クイックチェンジバッテリー２０の使用の柔軟性をさらに高めるために、いくつかの実施形態では、クイックチェンジバッテリー２０は、様々な仕様の容量及び重量を有するように設計することができる。この設計により、エネルギー効率と経済性を最大化するために、さまざまな使用シーンで、実際の適用要件に従って、さまざまな容量と重量を備えたクイックチェンジバッテリー２０を交換することができる。例えば、長距離運転中、燃料タンク１３に燃料を充填するとともに、大容量のクイックチェンジバッテリー２０をバッテリー交換ステーションで交換してもよく、より長い航続距離を得ることができる。都市部を走行し、且つバッテリー交換ステーションのレイアウトが都市部で十分である場合、小容量で軽量のクイックチェンジバッテリー２０をバッテリー交換ステーションで交換することによって、無負荷重量を減らすことができる。
【0037】
本発明の一つの実施形態では、クイックチェンジバッテリー２０の容量は、レンジエクステンダー１０が供給できる電気エネルギーの総量の２倍未満であり得る。レンジエクステンダー１０が供給できる電気エネルギーの総量とは、燃料タンク１３が燃料で満たされるときにレンジエクステンダー１０が供給できる電気エネルギーの最大量を指す。この設定は、レンジエクステンダー１０とクイックチェンジバッテリー２０が提供できる電気エネルギーを近づけ、従来技術におけるレンジエクステンダーが通常二次補助動力源としてのみ使用されるという設計を打ち破り、クイックチェンジバッテリー２０とレンジエクステンダー１０は相互にバックアップすることができ、それぞれ独立して主動力源とすることができる。
【0038】
好ましくは、クイックチェンジバッテリー２０の容量は、レンジエクステンダー１０が供給できる電気エネルギーの総量の０．５倍よりも大きく、レンジエクステンダー１０が供給できる電気エネルギーの総量の２倍未満であり得る。より好ましくは、クイックチェンジバッテリー２０の容量は、レンジエクステンダー１０が供給できる電気エネルギーの総量の０．５～１．５倍である。さらに好ましくは、クイックチェンジバッテリー２０の容量は、レンジエクステンダー１０が供給できる電気エネルギーの総量の１倍であり、即ち、クイックチェンジバッテリー２０の容量は、レンジエクステンダー１０が供給できる電気エネルギーの総量と等しい。このような設計により、レンジエクステンダー１０は、もはや補助動力エネルギーシステムとしてのみ使用されるのではなく、レンジエクステンダー１０とクイックチェンジバッテリー２０との間の切り替えがより柔軟で自由になる。
【0039】
いくつかの実施形態では、基本バッテリー１２は、１～１．４７ｋｗｈの範囲の容量を有する。この場合、基本バッテリー１２の容量は、ハイブリッド車両の一般的に使用される動力用バッテリーの容量（一般的に１５～６０ｋｗｈ）と比較して非常に小さく、それに応じて、基本バッテリー１２の重量は、一般的に使用される動力用バッテリーの重量と比較して非常に小さいので、一方では、車両の全体の重量を効果的に削減し、エネルギー利用効率を向上させることができ、他方では、小容量の基本バッテリー１２は、外部充電の機能を考慮する必要がなく、コスト管理とレイアウトの選択に役立つ。
【0040】
他の実施形態では、基本バッテリー１２は、１．４７～５．５ｋｗｈの範囲の容量を有する。この場合、基本バッテリー１２の容量（即ち、エネルギー密度）が適切に増加し、ハイブリッド車両１００の航続距離がある程度増加するが、基本バッテリー１２の容量は依然としてハイブリッド車両の一般的に使用される動力用バッテリーの容量と比較して非常に小さいので、バッテリー容量と車両重量との間のより良いバランスを達成することができる。
【0041】
引き続き図２を参照すると、本発明の一つの実施形態では、車両１００はインバーターをさらに含む。具体的には、インバーターは、基本バッテリー１２と駆動モーター３１との間及び発電機１５と駆動モーター３１との間に設置される第一インバーター５１、並びに、クイックチェンジバッテリー２０と駆動モーター３１との間に設置される第二インバーター５２を含む。ここでのインバーターの機能は、当業者にはよく知られているはずなので、ここでは詳細に説明しない。
【0042】
本発明の一つの実施形態では、車両１００は、変速機構６０及び駆動軸３２をさらに含む。駆動軸３２は、車両１００の車輪４０に接続される。変速機構６０は、駆動モーター３１と駆動軸３２との間に設置され、即ち、駆動モーター３１は、変速機構６０を介して駆動軸３１に接続され、変速機構６０を介して駆動モーター３１によって生成される駆動力を、駆動軸３２に伝達し、駆動輪４０を回転させる。
【0043】
本発明の一つの実施形態では、車両１００は、クイックチェンジ装置７０をさらに備える。クイックチェンジ装置７０の一端は、車両１００の車体下部に接続され、他端は、基本バッテリー１２又はクイックチェンジバッテリー２０に接続される。クイックチェンジ装置７０は、基本バッテリー１２又はクイックチェンジバッテリー２０を迅速に取り外して装着するために使用することができる。
【0044】
図５及び６を参照すると、具体的な実施形態では、クイックチェンジ装置７０は、リミットヒンジピン７１、ハウジング７２、ボルト７３、支持ロッド７４及びリミットボール７５を含む。リミットヒンジピン７１の一端は、車両１００の車体下部に接続される。ハウジング７２は、基本バッテリー１２又はクイックチェンジバッテリー２０に接続され、その内部に台形のキャビティを有する。具体的には、ハウジング７２は、基本バッテリー１２又はクイックチェンジバッテリー２０の端部に位置し、且つハウジング７２は、ハウジング７２の下部の左右の両側に位置するボルトを介して、基本バッテリー１２又はクイックチェンジバッテリー２０に接続される。ボルト７３は、キャビティの下部に位置し、キャビティの内部に延在し、且つハウジング７２とねじ込み接続される。支持ロッド７４は、キャビティに設置され、キャビティでボルト７３によって支持され、ボルト７３とともにハウジング７２に対して上下移動することができる。リミットボール７５は、支持ロッド７４の中間に位置する。リミットヒンジピン７１の中間部にはその軸方向に向かって窪んだ凹部７１１が形成され、支持ロッド７４の内部は中空となり、凹部７１１に対応する位置に切り欠き７４１が設けられ、リミットボール７５は、切り欠き７４１に嵌合する。クイックチェンジ装置７０がロック状態にあるとき、リミットヒンジピン７１が支持ロッド７４の内部に挿入され、リミットボール７５が凹部７１１に係止される。
【0045】
基本バッテリー１２又はクイックチェンジバッテリー２０を車両１００に搭載する必要がある場合、リミットヒンジピン７１がハウジング７２から分離され、ジャッキ機構は、基本バッテリー１２又はクイックチェンジバッテリー２０を車体下部のリミットヒンジピン７１に近づく位置に搬送する。このとき、リミットヒンジピン７１は、ハウジング７２に挿入されるが、リミットヒンジピン７１の凹部７１１とリミットボール７５は、同一の水平面上に位置しない。即ち、リミットボール７５は凹部７１１には嵌め込まれておらず、支持ロッド７４の切り欠き７４１に位置する。従って、基本バッテリー１２又はクイックチェンジバッテリー２０を車両１００に取り付ける必要がある場合、リミットボール７５が凹部７１１に嵌め込まれるまで、ボルト７３は、支持ロッド７４及びリミットボール７５を駆動して、ハウジング７２に対して上方に移動する必要がある。このように、クイックチェンジ装置７０は、リミットボール７５が凹部７１１に嵌め込まれることによりロック状態（図５を参照）となり、それによって、基本バッテリー１２又はクイックチェンジバッテリー２０を車両１００に取り付ける。
【0046】
基本バッテリー１２又はクイックチェンジバッテリー２０を取り外す必要がある場合、ジャッキ機構が基本バッテリー１２又はクイックチェンジバッテリー２０をわずかに押し上げると、モーターはボルト７３をハウジング７２に対して下方に移動させ、それによって、ロック解除状態にする（図６などを参照）。ここで、ジャッキ機構が基本バッテリー１２又はクイックチェンジバッテリー２０をわずかに押し上げると、リミットボール７５も付勢状態が解除されるので、ボルト７３はモーターの駆動により下方に移動することができ、支持ロッド７４も、ボルト７３に押し上げられる力を解除して、リミットボール７５が凹部７１１から出るまで下方に移動する。このとき、基本バッテリー１２又はクイックチェンジバッテリー２０は、ジャッキ機構に落下し、基本バッテリー１２又はクイックチェンジバッテリー２０の取り外す工程はここまでで完了する。
【0047】
本実施形態のクイックチェンジ装置７０は、ロック・ロック解除を簡単かつ迅速に実現でき、バッテリーの着脱作業の効率を向上させることができる。
【0048】
上述したことは、本発明におけるクイックチェンジ装置７０の一つの実施形態にすぎないことに留意されたい。もちろん、クイックチェンジ装置７０は、他の実施形態を有してもよい。本発明は、これに限定されない。
【0049】
上記の任意の実施形態のいずれか、又は複数の任意の実施形態の組み合わせによれば、本発明の実施形態は、以下の有益な効果を達成することができる。
【0050】
本発明の実施形態によって提供されるバッテリー交換型ハイブリッド車両は、レンジエクステンダーと駆動モーターで構成されるレンジエクステンディング駆動システム及びクイックチェンジバッテリーと駆動モーターで構成されるバッテリー交換駆動システムを備え、バッテリー交換ステーションで、クイックチェンジバッテリーを迅速に取り外して交換することができる。バッテリー交換駆動システムとレンジエクステンダー駆動システムは迅速に切り替えることができ、独立して主動力システムとして使用することができるので、使用シーンや経済性によって、レンジエクステンダーを動力源とするレンジエクステンダー駆動システム及び／又は、クイックチェンジバッテリーを動力源とするバッテリー交換駆動システムを自由かつ柔軟に切り替え、車両を走行させることができる。
【0051】
さらに、本発明のバッテリー交換型ハイブリッド車両のレンジエクステンダー駆動システムは、基本バッテリーをさらに含む。基本バッテリーとクイックチェンジバッテリーのデュアルバッテリーを設置することにより、レンジエクステンダー駆動システムとバッテリー交換駆動システムの切り替えや使用がさらに多様化する。さらに、さまざまなシーンで、バッテリー交換型ハイブリッド車両を使用する際の柔軟性が向上する。
【0052】
本明細書で提供される説明では、多数の具体的な詳細が示されている。しかしながら、本発明の実施形態は、これらの具体的な詳細がなくても実施できることが理解される。ある実施形態において、この説明の理解を曖昧にしないために、公知の方法、構造、及び技術は詳細には示されていない。
【0053】
最後に、上記の実施形態は、本発明の技術的解決策を説明するのみために使用され、本発明を限定するものではないことに留意されたい。上記の実施形態を参照して本発明を詳細に説明するにも関わらず、当業者であれば、本発明の技術構成の趣旨や範囲を逸脱しない前提下で、各々の実施形態に記載される技術的解決策に対して、いろいろな修正、変更及び同等の置換を行なうことができ、これらの修正、変更及び同等の置換はいずれも本発明の保護範囲に含まれることを、理解するべきである。
【符号の説明】
【0054】
１００ バッテリー交換型ハイブリッド車両
１０ レンジエクステンダー
１２ 基本バッテリー
１３ 燃料タンク
１４ エンジン
１５ 発電機
２０ クイックチェンジバッテリー
３１ 駆動モーター
３２ 駆動軸
４０ 駆動輪
５１ 第一インバーター
５２ 第二インバーター
６０ 変速機構
７０ クイックチェンジ装置
７１ リミットヒンジピン
７２ ハウジング
７３ ボルト
７４ 支持ロッド
７５ リミットボール
７１１ 凹部
７４１ 切り欠き
１０ レンジエクステンダー
１２ 基本バッテリー
１３ 燃料タンク
１４ エンジン
１５ 発電機
２０ クイックチェンジバッテリー
３１ 駆動モーター
３２ 駆動軸
４０ 駆動輪
５１ 第一インバーター
５２ 第二インバーター
６０ 変速機構
７０ クイックチェンジ装置
７１ リミットヒンジピン
７２ ハウジング
７３ ボルト
７４ 支持ロッド
７５ リミットボール
７１１ 凹部
７４１ 切り欠き
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【国際調査報告】