CN105281383A - 一种移动式供电车及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种移动式供电车及其使用方法，获取所述供电车的蓄电单元的当前电量值，用所述蓄电单元的总电量值减去所述当前电量值，得到所述蓄电单元当前的损耗电量值；根据所述损耗电量值的大小启动充电系统为所述蓄电单元充电，直至所述当前电量值等于所述总电量值。本发明能够获取蓄电单元的电量的即时变化，并根据该变化启动相应的充电装置。以在满足预定的充电时间的情况下，根据需要补充的电量大小以及天气因素而选择对应的充电装置，保证蓄电单元的充电效果，而且能够充分利用自然资源提供的电力而减少有限资源的消耗。

Description

一种移动式供电车及其使用方法

技术领域

本发明涉及移动充电领域，特别是涉及一种移动式供电车及其使用方法。

背景技术

在野外作业时，使用电力的用电设备无法得到稳定的电力支持，一般需要相应的发电设备或蓄电设备提供电力。蓄电池作为供电设备其电力有限，需要即时补充，而野外常见的太阳能、风力等发电装置由于受天气的影响，发电状态不稳定，不能作为蓄电池的主要充电装置。此外，也有采用发电机作为直接供电设备或为蓄电池充电，但是采用发电机供电会增加大量油耗。

发明内容

本发明的一个目的是要提供一种能够根据蓄电单元的充电要求，合理的对充电装置进行组合，以在预定时间内完成充电目的的移动式供电车。

本发明另一个目的是要提供一种能够根据蓄电单元待充电量的变化自动选择合适的充电装置，以在预定时间内完成对蓄电单元的充电要求的充电方法。

特别地，本发明提供了一种移动式供电车的充电方法，包括：

首先获取所述供电车的蓄电单元的当前电量值，用所述蓄电单元的总电量值减去所述当前电量值，得到所述蓄电单元当前的损耗电量值；

然后根据所述损耗电量值的大小启动充电系统为所述蓄电单元充电，直至所述当前电量值等于所述总电量值。

进一步地，在所述获取所述蓄电单元的当前电量值的步骤中，还包括获取所述蓄电单元当前正在输出的输出电量速度，以确定所述蓄电单元的所述损耗电量值在单位时间内的变化，并根据此变化调整充电方式。

进一步地，在所述获取所述蓄电单元的当前电量值的步骤中，还包括获取接收所述蓄电单元的输出电量的用电设备的总电量需求值，以预先确定所述蓄电单元最终的所述损耗电量值的范围，并根据此范围调整充电方式。

进一步地，在所述启动充电系统为所述蓄电单元充电的步骤前，还包括对所述充电系统中不同的充电装置的充电速度进行确认的步骤，以便于根据所述损耗电量值的大小选择对应充电速度的充电装置。

进一步地，在所述启动充电系统为所述蓄电单元充电的步骤前，还包括对所述充电系统中的各充电装置的当前状态检测的步骤，以确认各所述充电装置是否能够满足预定的充电要求。

进一步地，还包括电压调整步骤，其根据所述蓄电单元在充电过程中的电压变化相应的调整所述充电系统的充电电压。

进一步地，还包括电路监控步骤，其对所述供电车的工作过程进行监控并对发生的问题进行报警。

本发明还提供一种移动式供电车，包括：

蓄电单元，作为接收电量和输出电量的载体，连接有电量输入接口和电量输出接口；

充电系统，用于为所述蓄电单元补充电量，包括太阳能充电装置、风力充电装置、发电机充电装置和市电充电装置；

控制器，用于分析所述蓄电单元的电量信息，并根据所述电量信息启动所述充电设备为所述蓄电单元补充电量。

进一步地，所述控制器包括：

充电速度检测模块，用于检测当前环境下所述充电设备中各充电装置的充电速度；

蓄电状态检测模块，用于获取蓄电单元的电量信息；

充电装置选择模块，用于根据所述蓄电单元的电量信息和各充电装置的充电速度按预定策略或指令选择当前为所述蓄电单元充电的充电装置。

进一步地，还包括调整单元，用于对所述充电系统输出的电压和电流进行调整，以符合所述蓄电单元的使用要求；其包括调整电压的逆变电路，调整电流的整流电路以及检测所述蓄电单元输出电压、电流变化的直流/交流检测电路。

本发明的供电车由于采用控制器监控整个充电过程，因此能够根据蓄电单元的电量变化自动选择相应的充电装置，以在预定时间内完成蓄电单元的电量补充。而且控制器还能够根据蓄电单元的电量变化和充电装置的发电变化不断更换充电装置，保证蓄电单元的充电效果，而且能够充分利用自然资源提供的电力而减少有限资源的消耗。

进一步地，本发明的使用方法，能够获取蓄电单元的电量的即时变化，并根据该变化启动相应的充电装置。以在满足预定的充电时间的情况下，根据需要补充的电量大小以及天气因素而选择对应的充电装置，保证蓄电单元的充电效果，而且能够充分利用自然资源提供的电力而减少有限资源的消耗。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明一个实施例的使用方法的流程图；

图2是图1所示方法的判断过程流程图；

图3是根据本发明一个实施例的供电车的结构示意图；

图4是图3中控制器的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的目的之一是要随时维持蓄电单元的电量处于满电状态。因此，不论蓄电单元是处于休息状态还是对外输出电量的工作状态，在检测到蓄电单元不满电时，即可为蓄电单元补充电量。

本发明的移动式供电车的充电方法，一般性地可以包括如下步骤：

步骤100.获取供电车的蓄电单元的当前电量值，用蓄电单元的总电量值减去当前电量值，得到蓄电单元当前的损耗电量值。

其中的总电量值可以是蓄电单元能够存储的理论电量值，也可以是其实际能够存储的电量值上限。当前电量值表示蓄电单元目前剩下的电量值，因此只要损耗电量值不为零，即表示蓄电单元处于需要补充电量的状态。

该当前电量值既可以是蓄电单元自然损耗造成的，也可以是蓄电单元输出电量后造成的。蓄电单元持续为相应用电设备输出的电量值，其可以是一个在单位时间内持续输出的固定电量值，也可以是随连接的用电设备的数量变化而变化的相对固定电量值。而该输出电量可以利用在一定电压下的输出电量速度来计算出单位时间内蓄电单元减少的电量，从而根据其流失电量的速度来选择相应的充电方式，以使蓄电单元的充电速度大于或等于其输出电量速度，最终使蓄电单元的电量保持不变或持续恢复。

另一个计算蓄电单元输出电量的方式为：直接检测接收蓄电单元的输出电量的用电设备的总电量需求值，并根据此总电量需求值预先确定蓄电单元最终输出电量的范围，再据此范围调整充电方式。如：检测到用电设备的蓄电池的蓄电量为50％，则根据此蓄电池参数换算出其充满所需要的相应电压和相应时间，再根据上述计算结果换算本发明的蓄电单元需要输出多少电量能够使此蓄电池达到充满状态(即确定损耗电量值)。然后再计算本方案的蓄电单元在缺少上述电量的情况下充满所需要的相应电压和相应时间，最终决定相应的充电方式。此方式可以和输出电量的计算步骤同时进行，以对蓄电单元的整个充电时间做出预估，从而更好的分配充电方式。

步骤200.根据损耗电量值的大小启动充电系统为蓄电单元充电，直至当前电量值等于总电量值。

在本发明中充电系统采用多种充电装置并存的结构，其包括太阳能发电装置、风力发电装置、发电机发电装置以及在有条件时利用的市电充电装置。上述各装置提供的电压和充电速度并不一致，如太阳能和风力充电的速度远远低于发电机和市电充电的速度。本方法根据损耗电量值的大小来确定充电的装置，如在损耗电量值较小时，可以启动太阳能发电装置和/或风力发电装置。而在损耗电量值较大时，可以在同时启动太阳能发电装置和/或风力发电装置，以及发电机发电装置。在有市电可以利用的情况下，优先用市电充电代替发电机发电装置。在满足预定时间的条件下，尽量利用自然资源提供的电力。

本方法不仅考虑充电速度还需要考虑充电时间，以保证蓄电单元随时处于可用状态。因此需要随时掌握充电系统中不同的充电装置的充电速度，以便于根据损耗电量值的大小选择对应充电速度的充电装置。如当前损耗电量值较小时，可以仅启动发电速度较慢的太阳能发电装置和/或风力发电装置对蓄电单元进行充电。如当然前损耗电量低较大或蓄电单元同时输出电量较大，为在预定时间内将蓄电单元充满，则可根据计算在启动太阳能发电装置和风力发电装置的同时，再启动充电速度较快的市电充电装置或发电机发电装置，以确保在预定时间内蓄电单元的电量能够充满。本发明中，预定时间充满蓄电单元的优先级大于充分利用能源的优先级。

此外，天气、环境、资源等因素对各发电装置易造成影响，因此还需要随时对充电系统中的各充电装置的当前状态进行检测，以确认各充电装置是否处于理论工作状态下，避免达不到预期充电标准而不能完成充电目的。如无太阳的阴天、夜晚时影响太阳能发电装置。而无风的天气时影响风力发电装置。在野外时影响市电充电装置。而油料的多少又影响发电机发电装置，因此，在考虑补充蓄电单元的损耗电量值时，需要同时针对各充电装置的状态进行检测，以首先确保完成充电目的。

可以理解，本方法在执行过程中，可以随时改变充电装置的组合。如：原待充电的用电设备在完成充电前停止充电，则损耗电量值会小于预期，此时可以改变原充电装置的组合，以尽量利用太阳能、风力为主。又如：在原输出电量值的基础上，又增加了充电的用电设备，则损耗电量值会大于预期，此时可以增加充电装置或延长充电时间。

进一步地，本发明在蓄电单元的充电过程中还包括电压调整步骤，其根据蓄电单元在充电过程中发生的电压变化相应的调整充电系统的充电电压。一般地，充电系统发出的电压是处于波动状态，都需要整流器或稳压器一类设备进行调理后输出指定的稳定电压。而蓄电单元在输出电量时其自身的电压也处于波动状态，但其输出的不稳定电压同样是经过整流器或稳压器调理后输出的，因此其不影响输出电压。但是此波动却导致蓄电单元的实际电压与充电系统针对的蓄电单元的电压产生偏差。因此通过电压调整步骤能够实刻监测蓄电单元的电压变化，并根据此变化去调整充电系统充电时针对的蓄电单元的电压，使充电系统充电时的输出电压始终与蓄电单元的实际需要电压保持一致，以提高充电过程的安全性。

特别地，本方法还包括电路监控步骤，其对供电车的工作过程进行监控并对发生的问题进行报警。一般性地包括直流电监控单元和交流电监控单元。该直流电监控单元具备直流输出过电流保护、直流输出短路保护、自动判断充电线缆是否连接、充电安全保护、过热保护等监控功能。而交流电监控单元具备交流输入过电压保护、交流输入欠电压告警、交流输入过电流保护、自动判断充电线缆是否连接、充电安全保护、过热保护等监控功能。通过上述监控可确保蓄电单元的充电过程和输出电量过程保持正常。

如图2所示，下面以一个具体的实例来说明本方法的判断过程。

正常工作时：太阳能发电功率为3.75千瓦/时；风力良好时发电量大约为3千瓦/时；发电机功率为50千瓦/时；市电转换功率为10瓦/时。每次为蓄电单元充满电的预定时间不超过10小时。

设：蓄电单元的总电量值为W0；蓄电单元的当前电量值为W1；外接用电设备所需的总电量需求值为W2。

设：输出电量速度为P0；

太阳能发电装置和风能发电装置同时工作为模式一，且发电速度为P1；

太阳能发电装置、风能发电装置和市电充电装置同时工作为模式二，且发电速度为P21

太阳能发电装置、风能发电装置和发电机发电装置同时工作为模式三，且发电速度为P3；

发电机发电装置独立工作为模式四，且发电速度为P4；

市电充电装置独立工作为模式五，且发电速度为P5。

一、当供电车处于休息时的停驻状态；

若W0-W1≤68时，则自动选择模式一发电。

在有市电接入条件时，若168≥W0-W1≥68，则自动选择模式二发电。

若W0-W1≥168，则自动选择模式三发电。

在无市电接入条件时，W0-W1≥68，则自动选择模式三发电。

若天气情况较差，则可手动选择模式五发电。

二、当供电车处于输出电量时的运行状态；

若有市电接入条件时：

P1≥P0，则自动选择模式一发电。

P1≤P0≤P2，则自动选择模式二发电。

P2≤P0≤P3，则自动选择模式三发电。

若无市电接入条件时：

P1≥P0，则自动选择模式一发电。

P1≤P0，则自动选择模式三发电。

W1≤W2，则紧急启动模式四发电。

如图3所示，本发明还公开一种移动式供电车，该供电车一般性地可以包括蓄电单元、充电系统和控制器。其中，蓄电单元作为接收电量和输出电量的载体，连接有电量输入接口和电量输出接口。充电系统用于为蓄电单元补充电量，与蓄电单元的电量输入接口连接。该充电系统可以包括太阳能充电装置、风力充电装置、发电机充电装置和市电充电装置。控制器可以用于分析蓄电单元的电量信息，并根据电量信息启动相应的充电设备为蓄电单元补充电量。

本发明的充电系统提供直流25-68V直流电压和220V交流电压。其中，太阳能发电装置输出48伏的直流电，风力发电装置输出13～25V的交流电，市电充电装置提供25～67.6V的直流电，而发电机发电装置提供220V的交流电。该发电机发电装置可以通过整流器转变成直流电为蓄电单元充电，也可以通过蓄电单元的电量输出接口直接为待充电的用电设备进行充电。该电量输出接口包括6个充电接口：2个220V交流电充电接口、1个48V直流电充电接口、1个500V/200A充电接口、2个350V/100A充电接口。可以满足电动汽车、电动自行车以及其它用电设备的充电需求。

充电系统和蓄电单元在工作时通过调整单元对电流、电压进行调整，其一般性地可以包括调整电压的逆变电路，调整电流的整流电路以及检测蓄电单元输出电压、电流变化的直流/交流检测电路。上述各电路主要实现220V的市电转换为25-67.6V的直流电、检测蓄电单元的电压和充电状态、自动调节充电系统的输出电压等功能。

如图4所示，控制器作为供电车的控制中心一般性的可以包括：用于检测当前环境下充电系统中各充电装置的充电速度的充电速度检测模块21；用于获取蓄电单元的电量信息的蓄电状态检测模块23；和用于根据蓄电单元10的电量信息和各充电装置的充电速度按预定策略或指令选择当前为蓄电单元10充电的充电装置的充电装置选择模块22。

该供电车的各设备都是在控制器下进行工作，而控制器的使用方法以及上述设备所起的作用，与前述使用方法所限定的一致，这里不再重复。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

1.一种移动式供电车的充电方法，包括如下步骤：

首先获取所述供电车的蓄电单元的当前电量值，用所述蓄电单元的总电量值减去所述当前电量值，得到所述蓄电单元当前的损耗电量值；

然后根据所述损耗电量值的大小启动充电系统为所述蓄电单元充电，直至所述当前电量值等于所述总电量值。

2.如权利要求1所述的充电方法，其中，

在所述获取所述蓄电单元的当前电量值的步骤中，还包括获取所述蓄电单元当前正在输出的输出电量速度，以确定所述蓄电单元的所述损耗电量值在单位时间内的变化，并根据此变化调整充电方式。

3.如权利要求1所述的充电方法，其中，

在所述获取所述蓄电单元的当前电量值的步骤中，还包括获取接收所述蓄电单元的输出电量的用电设备的总电量需求值，以预先确定所述蓄电单元最终的所述损耗电量值的范围，并根据此范围调整充电方式。

4.如权利要求1所述的充电方法，其中，

在所述启动充电系统为所述蓄电单元充电的步骤前，还包括对所述充电系统中不同的充电装置的充电速度进行确认的步骤，以便于根据所述损耗电量值的大小选择对应充电速度的充电装置。

5.如权利要求1所述的充电方法，其中，

在所述启动充电系统为所述蓄电单元充电的步骤前，还包括对所述充电系统中的各充电装置的当前状态检测的步骤，以确认各所述充电装置是否能够满足预定的充电要求。

6.如权利要求1所述的充电方法，其中，

还包括电压调整步骤，其根据所述蓄电单元在充电过程中的电压变化相应的调整所述充电系统的充电电压。

7.如权利要求1所述的充电方法，其中，

还包括电路监控步骤，其对所述供电车的工作过程进行监控并对发生的问题进行报警。

8.一种移动式供电车，包括：

蓄电单元，作为接收电量和输出电量的载体，连接有电量输入接口和电量输出接口；

充电系统，用于为所述蓄电单元补充电量，包括太阳能充电装置、风力充电装置、发电机充电装置和市电充电装置；

控制器，用于分析所述蓄电单元的电量信息，并根据所述电量信息启动所述充电设备为所述蓄电单元补充电量。

9.如权利要求8所述的移动式供电车，其中，所述控制器包括：

充电速度检测模块，用于检测当前环境下所述充电设备中各充电装置的充电速度；

蓄电状态检测模块，用于获取蓄电单元的电量信息；

充电装置选择模块，用于根据所述蓄电单元的电量信息和各充电装置的充电速度按预定策略或指令选择当前为所述蓄电单元充电的充电装置。

10.如权利要求8所述的移动式供电车，其中，

还包括调整单元，用于对所述充电系统输出的电压和电流进行调整，以符合所述蓄电单元的使用要求；其包括调整电压的逆变电路，调整电流的整流电路以及检测所述蓄电单元输出电压、电流变化的直流/交流检测电路。