CN104333108A - 一种用于电动汽车的应急救援充电车电气系统及其工作方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于电动汽车的应急救援充电车电气系统，包括柴油发电机、移动式交直流快慢充一体化装置、车载蓄电池、市电及电动汽车，移动式交直流快慢充一体化装置包括整流调压模块、逆变模块及二次调压模块；柴油发电机、市电均接入整流调压模块连接，整流调压模块的车载蓄电池输出端口与车载蓄电池的输入端连接；整流调压模块输出端与逆变模块输入端连接，车载蓄电池输出端分别与逆变模块、二次调压模块的车载蓄电池接入端口连接；逆变模块、二次调压模块与电动汽车连接。在电动汽车闲置状态下，由市电接入给车载蓄电池充电直至充满；充电状态下，采用车载蓄电池与柴油发电机单独或联合充电。本发明有效解决充电车体积过大及柴油发电机利用率低的问题。

Description

一种用于电动汽车的应急救援充电车电气系统及其工作方法
技术领域
本发明涉及电动汽车应急救援技术领域，具体涉及一种用于电动汽车的应急救援充电车电气系统及其工作方法。
背景技术
目前国内很少有电动车应急救援充电车。既使已有研发的的应急救援设备但缺乏通用性，占地面积大，缺乏便捷性和灵活性，而且不能实现交直流快慢充一体化功能。同时目前国内没有完善的应急救援服务体系，救援服务能力差。因此需要在应急救援设备通用性、便捷性上展开研究，提升应急救援体系服务能力。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对现有电动车应急救援存在的上述不足，提供一种用于电动汽车的应急救援充电车电气系统及其工作方法，有效解决了充电车体积过大及柴油发电机利用率低的问题。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种用于电动汽车的应急救援充电车电气系统，包括：柴油发电机、移动式交直流快慢充一体化装置、车载蓄电池、市电及电动汽车，所述移动式交直流快慢充一体化装置包括整流调压模块、逆变模块及二次调压模块，其中，整流调压模块配置有市电接入端口、柴油发电机接入端口、车载蓄电池输出端口，逆变模块配置有车载蓄电池接入端口、多路交流输出端口，二次调压模块配置有车载蓄电池接入端口、多路直流输出端口；
所述柴油发电机的输出端与整流调压模块的柴油发电机接入端口连接，市电与整流调压模块的市电接入端口连接，整流调压模块的车载蓄电池输出端口与车载蓄电池的输入端连接；整流调压模块的输出端与逆变模块的输入端连接，车载蓄电池的输出端分别与逆变模块、二次调压模块的车载蓄电池接入端口连接；逆变模块的多路交流输出端口与电动汽车连接，二次调压模块的多路直流输出端口与电动汽车连接。
按上述方案，所述整流调压模块包括单相或三相整流桥及boost/buck电路，整流调压模块用于将柴油发电机输出或市电输入的交流电经单相或三相整流桥后变为直流，再经boost/buck电路使输出电压幅值与车载蓄电池的电压匹配。
按上述方案，所述逆变模块包括逆变桥(以及DSP)，逆变模块用于将整流调压模块与车载蓄电池输出的直流电经逆变桥后变为幅值与频率可调的交流电；逆变模块经DSP发出的PWM控制信号进行PWM调制后实现宽范围电压电流输出，其中，针对不同量程的电压或电流设置单独的多路交流输出端口，交流输出端口输出的交流电压幅值及频率可调，输出交流电流幅值可调。
按上述方案，所述二次调压模块包括boost/buck电路，二次调压模块用于将车载蓄电池输出的直流电压经boost/buck电路后变为幅值可调的直流电；二次调压模块经PWM调制后可以实现宽范围直流电压输出，其中，针对不同量程的电压设置单独的多路直流输出端口，直流输出端口输出的直流电压幅值可调。
按上述方案，所述电动汽车包括纯电动小轿车、中巴车及大巴车。所述移动式交直流快慢充一体化装置中逆变模块的多路交流输出端口与二次调压模块的多路直流输出端口可同时，即同时给具有交流接入口、直流接入口2种充电接口的电动汽车充电：其中针对只具有交流接入口的电动汽车实行交流充电，由移动式交直流快慢充一体化装置中逆变模块的多路交流输出端口接入；针对只具有直流接入口的电动汽车实行直流充电，由移动式交直流快慢充一体化装置中二次调压模块的多路直流输出端口接入。
本发明还提供了一种上述用于电动汽车的应急救援充电车电气系统的工作方法，包括如下过程：
1)在电动汽车闲置状态下，应急救援充电车电气系统由市电接入给车载蓄电池充电直至充满；
2)在电动汽车充电状态下，当电动汽车为小轿车时，应急救援充电车电气系统仅采用车载蓄电池充电；当电动汽车为中巴车或大巴车时，应急救援充电车电气系统采用车载蓄电池与柴油发电机联合充电。
按上述方案，在电动汽车充电状态下，当电动汽车仅有交流接入口时，应急救援充电车电气系统仅采用柴油发电机经交流输出端口充电；当电动汽车仅有直流接入口时，应急救援充电车电气系统采用柴油发电机与车载蓄电池联合充电，经直流输出端口输出；当电动汽车同时配有交流接入口和直流接入口时，应急救援充电车电气系统采用柴油发电机或车载蓄电池中任意一种方式充电，仅经直流输出端口输出(直流充电时间短，从而节约充电时间)。
按上述方案，整个用于电动汽车的应急救援充电车电气系统之间的通讯包括：柴油发电机与车本监控平台间通讯、车本体监控平台与后台监控系统间通讯、车本体监控平台与移动式交直流快慢充一体化装置间通讯、移动式交直流快慢充一体化装置与车载蓄电池间通讯、移动式交直流快慢充一体化装置与待充电的电动汽车间通讯；
所述后台监控系统用于对某一城市区域内现有在运行电动汽车的位置信息进行跟踪，接收电动汽车发回的电池电压、电流、温度、SOC等信息，并记录电动汽车运行特性与电池充放电特性；所述车本监控平台用于实时刷新并显示电动汽车的位置信息与电池信息；
所述柴油发电机与车本监控平台间通讯内容包括：柴油发电机将输出电压、电流、功率等数据发送至车本体监控平台；
所述车本体监控平台与后台监控系统间通讯内容包括：后台监控系统将电动汽车的位置信息与电池信息(待救援电动车辆地理位置信息、电动汽车运行特性数据及电池型号种类等数据)发送至车本体监控平台；
所述车本体监控平台与移动式交直流快慢充一体化装置间通讯内容包括：车本体监控平台发送控制信号给交直流快慢充一体化装置实现启停及参数设置等功能，同时，移动式交直流快慢充一体化装置返回装置状态信息及参数更改结果给车本体监控平台，并由车本体监控平台显示相关数据；
所述移动式交直流快慢充一体化装置与车载蓄电池间通讯内容包括：车载蓄电池上的传感单元将电池电压、电流、SOC等数据发至移动式交直流快慢充一体化装置；
所述移动式交直流快慢充一体化装置与待充电的电动汽车间通讯容包括：待充电电动车将电池电压、电流、SOC等数据发至移动式交直流快慢充一体化装置。
本发明的有益效果在于：采用特定的控制方法实现充电车在不同的工作模式下经济高效运转，充分发挥柴油储能密度高与电池储能清洁的优势，有效解决了充电车体积过大及柴油发电机利用率低的问题。
附图说明
图l为本发明用于电动汽车的应急救援充电车电气系统的结构框图；
图2为本发明用于电动汽车的应急救援充电车电气系统的通讯系统框图。
具体实施方式
下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
参照图1所示，本发明所述的用于电动汽车的应急救援充电车电气系统，包括：柴油发电机、移动式交直流快慢充一体化装置、车载蓄电池、市电及电动汽车，所述移动式交直流快慢充一体化装置(用于实现交直流一体输出)包括整流调压模块、逆变模块及二次调压模块，其中，整流调压模块配置有市电接入端口、柴油发电机接入端口、车载蓄电池输出端口，逆变模块配置有车载蓄电池接入端口、多路交流输出端口，二次调压模块配置有车载蓄电池接入端口、多路直流输出端口；所述柴油发电机的输出端与整流调压模块的柴油发电机接入端口连接，市电与整流调压模块的市电接入端口连接，整流调压模块的车载蓄电池输出端口与车载蓄电池的输入端连接；整流调压模块的输出端与逆变模块的输入端连接，车载蓄电池的输出端分别与逆变模块、二次调压模块的车载蓄电池接入端口连接；逆变模块的多路交流输出端口与电动汽车连接，二次调压模块的多路直流输出端口与电动汽车连接。
在电动汽车闲置状态下，应急救援充电车电气系统由市电接入移动式交直流快慢充一体化装置，由移动式交直流快慢充一体化装置中的整流调压模块经整流和调幅后给车载蓄电池充电直至充满；在电动汽车充电状态下，车载蓄电池输出经二次调压模块后由直流输出端口给具有直流充电口的电动汽车(如大巴车、中巴车)快速充电或经逆变模块后通过相应的交流输出端口给只具有交流充电口的电动汽车充电，同时柴油发电机输出经整流调压模块与逆变模块后给只具有交流充电口的电动汽车充电。
参照图2所示，由后台监控系统传来的电动汽车(待救援电动车辆)地理位置信息、电动汽车运行特性数据及电池型号种类等数据，经计算后确定电动汽车(待救援电动车辆)驶离故障点的最优路径规划及电动汽车(待救援电动车辆)电池最小充电量，同时根据电动汽车(待救援电动车辆)车型及充电接口类型选择最佳充电工作模式。后台监控系统将电池电压、电流、温度、SOC等信息发至车本体监控平台。柴油发电机将输出电压、电流、功率等数据发送至车本体监控平台。车本体监控平台发送控制信号给移动式交直流快慢充一体化装置实现启停及参数设置等功能。同时，移动式交直流快慢充一体化装置返回装置状态信息及参数更改结果等给车本体监控平台，并由车本体监控平台显示相关数据。车载蓄电池上的传感单元将电池电压、电流、SOC等数据发至移动式交直流快慢充一体化装置。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种用于电动汽车的应急救援充电车电气系统，其特征在于，包括：柴油发电机、移动式交直流快慢充一体化装置、车载蓄电池、市电及电动汽车，所述移动式交直流快慢充一体化装置包括整流调压模块、逆变模块及二次调压模块，其中，整流调压模块配置有市电接入端口、柴油发电机接入端口、车载蓄电池输出端口，逆变模块配置有车载蓄电池接入端口、多路交流输出端口，二次调压模块配置有车载蓄电池接入端口、多路直流输出端口；
所述柴油发电机的输出端与整流调压模块的柴油发电机接入端口连接，市电与整流调压模块的市电接入端口连接，整流调压模块的车载蓄电池输出端口与车载蓄电池的输入端连接；整流调压模块的输出端与逆变模块的输入端连接，车载蓄电池的输出端分别与逆变模块、二次调压模块的车载蓄电池接入端口连接；逆变模块的多路交流输出端口与电动汽车连接，二次调压模块的多路直流输出端口与电动汽车连接。
2.根据权利要求1所述的用于电动汽车的应急救援充电车电气系统，其特征在于，所述整流调压模块包括单相或三相整流桥及boost/buck电路，整流调压模块用于将柴油发电机输出或市电输入的交流电经单相或三相整流桥后变为直流，再经boost/buck电路使输出电压幅值与车载蓄电池的电压匹配。
3.根据权利要求1所述的用于电动汽车的应急救援充电车电气系统，其特征在于，所述逆变模块包括逆变桥，逆变模块用于将整流调压模块与车载蓄电池输出的直流电经逆变桥后变为幅值与频率可调的交流电。
4.根据权利要求1所述的用于电动汽车的应急救援充电车电气系统，其特征在于，所述二次调压模块包括boost/buck电路，二次调压模块用于将车载蓄电池输出的直流电压经boost/buck电路后变为幅值可调的直流电。
5.根据权利要求1所述的用于电动汽车的应急救援充电车电气系统，其特征在于，所述电动汽车包括纯电动小轿车、中巴车及大巴车。
6.一种上述用于电动汽车的应急救援充电车电气系统的工作方法，其特征在于，包括如下过程：
1)在电动汽车闲置状态下，应急救援充电车电气系统由市电接入给车载蓄电池充电直至充满；
2)在电动汽车充电状态下，当电动汽车为小轿车时，应急救援充电车电气系统仅采用车载蓄电池充电；当电动汽车为中巴车或大巴车时，应急救援充电车电气系统采用车载蓄电池与柴油发电机联合充电。
7.根据权利要求6所述的用于电动汽车的应急救援充电车电气系统的工作方法，其特征在于，在电动汽车充电状态下，当电动汽车仅有交流接入口时，应急救援充电车电气系统仅采用柴油发电机经交流输出端口充电；当电动汽车仅有直流接入口时，应急救援充电车电气系统采用柴油发电机与车载蓄电池联合充电，经直流输出端口输出；当电动汽车同时配有交流接入口和直流接入口时，应急救援充电车电气系统采用柴油发电机或车载蓄电池中任意一种方式充电，仅经直流输出端口输出。
8.根据权利要求6所述的用于电动汽车的应急救援充电车电气系统的工作方法，其特征在于，整个用于电动汽车的应急救援充电车电气系统之间的通讯包括：柴油发电机与车本监控平台间通讯、车本体监控平台与后台监控系统间通讯、车本体监控平台与移动式交直流快慢充一体化装置间通讯、移动式交直流快慢充一体化装置与车载蓄电池间通讯、移动式交直流快慢充一体化装置与待充电的电动汽车间通讯；
所述后台监控系统用于对某一城市区域内现有在运行电动汽车的位置信息进行跟踪，接收电动汽车发回的电池电压、电流、温度、SOC等信息，并记录电动汽车运行特性与电池充放电特性；所述车本监控平台用于实时刷新并显示电动汽车的位置信息与电池信息；
所述柴油发电机与车本监控平台间通讯内容包括：柴油发电机将输出电压、电流、功率等数据发送至车本体监控平台；
所述车本体监控平台与后台监控系统间通讯内容包括：后台监控系统将电动汽车的位置信息与电池信息发送至车本体监控平台；
所述车本体监控平台与移动式交直流快慢充一体化装置间通讯内容包括：车本体监控平台发送控制信号给交直流快慢充一体化装置实现启停及参数设置等功能，同时，移动式交直流快慢充一体化装置返回装置状态信息及参数更改结果给车本体监控平台，并由车本体监控平台显示相关数据；
所述移动式交直流快慢充一体化装置与车载蓄电池间通讯内容包括：车载蓄电池上的传感单元将电池电压、电流、SOC等数据发至移动式交直流快慢充一体化装置；
所述移动式交直流快慢充一体化装置与待充电的电动汽车间通讯容包括：待充电电动车将电池电压、电流、SOC等数据发至移动式交直流快慢充一体化装置。
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