CN102510119A - 电动汽车的车载发电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电动汽车车载发电系统，包括：发动机(1)、电动机(2)、整流控制单元(3)和电池组(6)，发动机(1)和电动机(2)刚性地连接成一体，发动机(1)通过整流控制单元(3)与电池组(6)电连接，发动机(1)对电池组(6)充电。本发明的电动汽车设置一台与电动机同轴刚性连接的发动机，该发动机为内燃机，可以在电池电量不足时，发动机给电池充电，从而大大提高了现有电动汽车的续程能力。

Description

电动汽车的车载发电系统
技术领域
本发明涉及电动汽车领域，特别地，涉及一种电动汽车的车载发电系统。
背景技术
电动汽车作为国家提倡新能源汽车中的一大类，具有新技术、新结构等特点，但目前技术瓶颈在于电力储存技术，续驶里程不能满足大众消费要求。现有技术的实现方案有：一、双驱动混合电动方案；二、快速充电或更换电池方案。但是，两种方案都存在明显的缺陷：其中，双驱动混合电动方案是在原有活塞发动机动力的机械驱动的基础上增加一套电机驱动，要求车体尺寸较大，以满足活塞发动机、机械和电机驱动总成、电池组和控制器的布置，重量大，成本高。快速充电或更换电池方案是在汽车行驶前充足电力，或者在中途快速充电，目前电池供给和充电服务系统属于刚刚起步，尚未建立和完善，快速充电或更换电池方案较长时期内较难实现，需要的投入也非常浩大。
发明内容
本发明目的在于提供一种电动汽车的车载发电系统，以解决现有电动汽车需要同时安装两套动力驱动系统以及需要中途快速充电或者更换电池的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种电动汽车的车载发电系统，包括：发动机、电动机、整流控制单元和电池组，发动机和电动机刚性地连接成一体，发动机通过整流控制单元与电池组电连接，发动机对电池组充电。
进一步地，发动机为三角转子发动机，发动机与电动机共轴刚性连接。
进一步地，车载发电系统还包括电池管理单元，电池管理单元安装在电池组的壳体内，电池管理单元记载和反馈电池组的信息。
进一步地，整流控制单元设置在电动机和电池组之间，整流控制单元分别与电动机和电池组电连接。
进一步地，车载发电系统还包括固态继电器，整流控制单元通过开关电源整流单元与固态继电器连接，整流控制单元控制固态继电器通断。
进一步地，车载发电系统还包括固态继电器，整流控制单元通过无刷电调单元和固态继电器连接。
进一步地，车载发电系统还包括整车控制单元，整车控制单元与电池管理单元电连接，整车控制单元实时检测电池组的电量高低并发送是否充电的指令给所述电池管理单元。
进一步地，整流控制单元包括整流器，整流器分别与发动机和电池组电连接，整流器将发动机所发的电变成直流电后输出给电池组充电。
进一步地，整流控制单元还包括主控器、与主控器连接的启动控制驱动和步进电机驱动，主控器分别与整流器和整车控制单元电连接，启动控制驱动与电动机连接，步进电机驱动与发动机连接。
进一步地，主控器通过CAN总线与整车控制单元连接。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明的电动汽车设置一台与电动机同轴刚性连接的发动机，该发动机为内燃机，可以在电池电量不足时，发动机给电池充电，从而大大提高了现有电动汽车的续程能力。
2、本发明的采用发动机与电动机同轴刚性连接的方式，大大减小了该车载发电系统的空间尺寸和重量，使得电动汽车的前、后仓能够进行更合理的布置。
3、本发明的电动汽车，可以在行驶途中加油充电，无需投入巨资在公路沿线建立快速充电服务系统，能够有效地利用现有的加油服务系统。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明优选实施例的车载发电系统的单元布置及工作原理示意图；以及
图2是本发明优选实施例的整流控制单元的原理框图示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
参见图1，本发明的电动汽车车载发电系统包括：发动机1、电动机2、整流控制单元3、整车控制单元4、电池管理单元5和电池组6。发动机1和电动机2同轴刚性地连接成一体，该电动机2为电动汽车的动力驱动单元，将电能转换为动能，驱动汽车行驶；该发动机1负责在车载电池电量不足时，燃烧汽油或者柴油发电，输出电功率给电池充电。优选地，该发动机1和该电动机2可采用启发一体电机，该启发一体电机同时具有发电机和电动机的作用。优选地，该发动机1为三角转子发动机。电池管理单元5与电池组6电连接，该电池管理单元5记载和反馈电池组6的理化信息，并且负责传递和执行由整流控制单元3和整车控制单元4发出的指令；电池管理单元5安装在电池组6的壳体内，电池管理单元5和电池组6为一整体构件。电动机2通过整流控制单元3与电池管理单元5和电池组6电连接。整车控制单元4与电池管理单元5电连接，整车控制单元4实时检测电池组6的电量高低，当电池电量不足时，整车控制单元4向电池管理单元5发出需要充电的指令，电池管理单元5将该充电指令反馈给整流控制单元3，整流控制单元3向发动机1发出发电指令，发动机1发电后通过整流控制单元3给电池组6充电；电池组6的充电过程中，整车控制单元4实时检测电池组6电量是否充足，当电池组6电量充足时，整车控制单元4向电池管理单元5发出停止充电的指令，电池管理单元5将该停止充电指令反馈给整流控制单元3，整流控制单元3做出发动机1停止充电的指令。
结合参见图2，发动机1通过一个节气门和一个步进电机与整流控制单元3连接。整流控制单元3包括整流器31、主控器32、步进电机驱动33和启动控制驱动34。整流器31与电动机2电连接，整流器31通过电池管理单元5与电池组6电连接，发动机1发电后通过整流器31输出直流电给电池组6充电。主控器32与整车控制单元4通过CAN总线连接，以传递并执行整车控制单元4发出的指令。主控器32同时与整流器31、步进电机驱动33以及启动控制驱动34电连接，主控器32用于检测整流器31的输出电流、电压和温度信号，并控制整流器31输出功率；主控器32同时检测发动机1的转速。此外，主控器32通过检测发动机1的转速信号，发出控制发动机1恒定转速的指令。优选地，在主控器32与整车控制单元4之间设置电池管理单元5，因此，整车控制单元4向主控器32发出的指令经过电池管理单元5的传递。整流控制单元3还与一个固态继电器连接，该整流控制单元3采用开关电源整流单元与固态继电器连接，整流控制单元3只要控制固态继电器通断，当固态继电器接通后，开关电源整流单元将电流输出给电池组6，电池组6充电。作为另外的实施例，整流控制单元3还采用无刷电调单元和固态继电器连接，整流控制单元3只控制固态继电器通断，当固态继电器接通后，无刷电调单元驱使发动机1的转子转动，实现发电。
整流控制单元3的具体工作过程如下：当整车控制单元4检测到电池组6电量过低时，发送充电指令给整流控制单元3的主控器32，主控器32向启发一体电机发送启动信号，启动发动机1，并开始检测发动机1转速，运行启动控制策略。当检测到发动机1启动成功后发送停止启动信号，整流器开始工作，输出直流给电池组6充电。主控器检测整流器输出的电流、电压、温度等信号，并控制整流输出功率；同时通过检测发动机1转速信号，驱动步进电机调节节气门，控制发动机1恒定转速，并不断与整车控制单元4进行CAN通讯。当整车控制单元4发送停止充电命令时，发动机1执行停止指令。
本发明的电动汽车车载发电系统，安装在电动汽车上，当电动汽车行驶途中电池电量不足时，该车载发电系统工作，燃烧汽油或者柴油发电，输出电功率给电池充电。这样，在电动汽车上安装该车载发电系统，能够有效地解决电动汽车在行驶途中电池电量不足时需要更换电池或者停下来充电的问题；同时，无需像混合动力汽车一样，在车上安装两套动力驱动而导致车体尺寸过大、重量过大。本发明的车载发电系统还可以应用于其它户外作业用移动电源。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电动汽车的车载发电系统，其特征在于，包括：发动机(1)、电动机(2)、整流控制单元(3)和电池组(6)，所述发动机(1)和所述电动机(2)刚性地连接成一体，所述发动机(1)通过所述整流控制单元(3)与所述电池组(6)电连接，所述发动机(1)对所述电池组(6)充电。
2.根据权利要求1所述的电动汽车的车载发电系统，其特征在于，所述发动机(1)为三角转子发动机，所述发动机(1)与所述电动机(2)共轴刚性连接。
3.根据权利要求2所述的电动汽车的车载发电系统，其特征在于，所述车载发电系统还包括电池管理单元(5)，所述电池管理单元(5)安装在所述电池组(6)的壳体内，所述电池管理单元(5)记载所述电池组(6)的信息。
4.根据权利要求3所述的电动汽车的车载发电系统，其特征在于，所述整流控制单元(3)设置在所述电动机(2)和所述电池组(6)之间，所述整流控制单元(3)分别与所述电动机(2)和所述电池组(6)电连接。
5.根据权利要求4所述的电动汽车的车载发电系统，其特征在于，所述车载发电系统还包括固态继电器，所述整流控制单元(3)通过开关电源整流单元与所述固态继电器连接，所述整流控制单元(3)控制所述固态继电器通断。
6.根据权利要求4所述的电动汽车的车载发电系统，其特征在于，所述车载发电系统还包括固态继电器，所述整流控制单元(3)通过无刷电调单元和所述固态继电器连接。
7.根据权利要求4所述的电动汽车的车载发电系统，其特征在于，所述车载发电系统还包括整车控制单元(4)，所述整车控制单元(4)与所述电池管理单元(5)电连接，所述整车控制单元(4)实时检测所述电池组(6)的电量高低并发送是否充电的指令给所述电池管理单元(5)。
8.根据权利要求7所述的电动汽车的车载发电系统，其特征在于，所述整流控制单元(3)包括整流器(31)，所述整流器(31)分别与所述发动机(1)和所述电池组(6)电连接，所述整流器(31)将所述发动机(1)所发的电变成直流电后输出给所述电池组(6)充电。
9.根据权利要求8所述的电动汽车的车载发电系统，其特征在于，所述整流控制单元(3)还包括主控器(32)、与所述主控器(32)连接的启动控制驱动(34)和步进电机驱动(33)，所述主控器(32)分别与所述整流器(31)和所述整车控制单元(4)电连接，所述启动控制驱动(34)与所述电动机(2)连接，所述步进电机驱动(33)与所述发动机(1)连接。
10.根据权利要求9所述的电动汽车的车载发电系统，其特征在于，所述主控器(32)通过CAN总线与所述整车控制单元(4)连接。
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