CN105857099B - 用于延长电动汽车续驶里程的动力系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于延长电动汽车续驶里程的动力系统和方法，所述系统包括：储能模块，用于输出直流电；电压转换模块，与储能模块相连，用于对储能模块输出的直流电进行升压或降压转换；控制模块，用于建立与电动汽车之间的通信连接，并在与电动汽车通信成功后接收电动汽车下发的控制指令，以及根据电动汽车下发的充电控制指令生成电压转换指令，以使储能模块通过电压转换模块给电动汽车中的动力电池充电。该系统通过电压转换模块对输出的直流电进行升压或降压后，再给电动汽车中的动力电池充电，从而满足不同电压等级的电动汽车的需求，解决了电动汽车续驶里程短、充电桩少以及充电难的问题，提高了用户体验，且成本低、实用性高、可靠安全。

Description

用于延长电动汽车续驶里程的动力系统和方法

技术领域

本发明涉及电动汽车技术领域，特别涉及一种用于延长电动汽车续驶里程的动力系统，以及一种采用该动力系统以延长电动汽车续驶里程的方法。

背景技术

汽车是现代社会的重要交通工具，它为人们提供了便捷、舒适的出行服务。然而，传统燃油车辆在使用过程中产生了大量的有害废气，并加剧了对不可再生石油资源的依赖。在能源、环境形势日益严峻的今天，电动汽车因其清洁、节能的显著优势，成为世界各国与地区都倍加重视的新兴产业。

然而，由于电动汽车的续驶里程短、充电桩少和充电难的问题，影响用户的使用体验。因此，如何给用户提供一种更便捷的充电设施，延长电动汽车的续驶里程，成为目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种用于延长电动汽车续驶里程的动力系统，该系统通过电压转换模块对输出的直流电进行升压或降压后，再给电动汽车中的动力电池充电，从而满足了不同电压等级的电动汽车的需求，解决了电动汽车续驶里程短、充电桩少以及充电难的问题，提高了用户体验，且成本低、实用性高、可靠安全。

本发明的另一个目的在于提出一种用于延长电动汽车续驶里程的方法。

为实现上述目的，本发明一方面实施例提出了一种用于延长电动汽车续驶里程的动力系统，包括：储能模块，所述储能模块用于输出直流电；电压转换模块，所述电压转换模块与所述储能模块相连，所述电压转换模块用于对所述储能模块输出的直流电进行升压或降压转换；控制模块，所述控制模块用于建立与所述电动汽车之间的通信连接，并在与所述电动汽车通信成功后接收所述电动汽车下发的控制指令，以及根据所述电动汽车下发的充电控制指令生成电压转换指令，以使所述储能模块通过所述电压转换模块给所述电动汽车中的动力电池充电。

根据本发明实施例的用于延长电动汽车续驶里程的动力系统，通过电压转换模块对储能模块输出的直流电进行升压或降压转换，控制模块接收电动汽车下发的控制指令，并根据电动汽车下发的充电控制指令生成电压转换指令，以使储能模块通过电压转换模块给电动汽车中的动力电池充电，从而满足了不同电压等级的电动汽车的需求，解决了电动汽车续驶里程短、充电桩少以及充电难的问题，为用户提供了一种更便捷的电动汽车的辅助充电设施，提高了用户体验，且成本低、实用性高、可靠安全。

根据本发明的一个实施例，所述控制模块在与所述电动汽车通信成功后还用于获取所述动力电池的电压等级，其中，当所述动力电池的电压等级高于所述储能模块输出的直流电的电压等级，所述控制模块控制所述电压转换模块进行升压转换；当所述动力电池的电压等级低于所述储能模块输出的直流电的电压等级，所述控制模块控制所述电压转换模块进行降压转换。

根据本发明的一个实施例，所述储能模块由储能电池、储能电容器或储能电感器构成。

根据本发明的一个实施例，所述的用于延长电动汽车续驶里程的动力系统，还包括保护模块，所述保护模块与所述控制模块进行通信，所述保护模块在所述控制模块的控制下对所述动力电池的充电过程进行短路、过流、过压保护。

根据本发明的一个实施例，所述保护模块还用于在与所述控制模块之间通信中断时强制断开所述动力系统与所述动力电池之间的充电连接。

根据本发明的一个实施例，所述的用于延长电动汽车续驶里程的动力系统，还包括显示模块，所述显示模块与所述控制模块相连，所述显示模块在所述控制模块的控制下显示所述动力系统的状态信息。

为达到上述目的，本发明的另一方面实施例提出了一种采用上述的动力系统以延长电动汽车续驶里程的方法，包括以下步骤：在所述动力系统与所述电动汽车物理连接后，建立所述控制模块与所述电动汽车之间的通信连接；所述控制模块在与所述电动汽车通信成功后，接收所述电动汽车下发的控制指令，其中，所述控制指令包括充电控制指令；所述控制模块根据所述电动汽车下发的充电控制指令生成电压转换指令，并根据所述电压转换指令对所述电压转换模块进行控制，以使所述电压转换模块对所述储能模块输出的直流电进行升压或降压转换后给所述电动汽车中的动力电池充电。

根据本发明实施例的用于延长电动汽车续驶里程的方法，在动力系统与电动汽车物理连接后，建立控制模块与电动汽车之间的通信连接，然后控制模块在与电动汽车通信成功后，接收电动汽车下发的控制指令，并根据电动汽车下发的充电控制指令生成电压转换指令，以及根据电压转换指令对电压转换模块进行控制，以使电压转换模块对储能模块输出的直流电进行升压或降压转换后给电动汽车中的动力电池充电，从而满足了不同电压等级的电动汽车的需求，解决了电动汽车续驶里程短、充电桩少以及充电难的问题，提高了用户体验，且成本低、实用性高、可靠安全。

根据本发明的一个实施例，所述控制模块在与所述电动汽车通信成功后还用于获取所述动力电池的电压等级，其中，当所述动力电池的电压等级高于所述储能模块输出的直流电的电压等级，所述控制模块控制所述电压转换模块进行升压转换；当所述动力电池的电压等级低于所述储能模块输出的直流电的电压等级，所述控制模块控制所述电压转换模块进行降压转换。

根据本发明的一个实施例，所述的用于延长电动汽车续驶里程的方法，还通过保护模块对所述动力电池的充电过程进行短路、过流、过压保护。

根据本发明的一个实施例，所述保护模块在与所述控制模块之间通信中断时还强制断开所述动力系统与所述动力电池之间的充电连接。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中，

图1是根据本发明一个实施例的用于延长电动汽车续驶里程的动力系统的方框示意图；

图2是根据本发明另一个实施例的用于延长电动汽车续驶里程的动力系统的方框示意图；

图3是根据本发明又一个实施例的用于延长电动汽车续驶里程的动力系统的方框示意图；

图4是根据本发明一个实施例的用于延长电动汽车续驶里程方法的流程图；以及

图5是根据本发明的一个具体示例的用于延长电动汽车续驶里程方法的流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参照附图来描述根据本发明实施例提出的用于延长电动汽车续驶里程的动力系统和用于延长电动汽车续驶里程的方法。

图1是根据本发明一个实施例的用于延长电动汽车续驶里程的动力系统的方框示意图。如图1所示，该用于延长电动汽车续驶里程的动力系统包括：储能模块10、电压转换模块20和控制模块30。

其中，储能模块10用于输出直流电。电压转换模块20与储能模块10相连，电压转换模块20用于对储能模块10输出的直流电进行升压或降压转换。控制模块30用于建立与电动汽车之间的通信连接，并在与电动汽车通信成功后接收电动汽车下发的控制指令，以及根据电动汽车下发的充电控制指令生成电压转换指令，以使储能模块10通过电压转换模块20给电动汽车中的动力电池充电。

具体地，当用户需要给电动汽车中的动力电池充电时，先对动力系统和电动汽车进行物理连接，然后动力系统中的控制模块30建立与电动汽车之间的通信连接。当控制模块30与电动汽车通信成功后，控制模块30接收电动汽车下发的充电控制指令，并根据充电控制指令生成电压转换指令。然后，控制模块30将电压转换指令发送至电压转换模块20，电压转换模块20在接收到控制模块30发送的电压转换指令后，根据电压转换指令对储能模块10输出的直流电进行升压或降压转换，以满足电动汽车中的动力电池的充电电压需求。最后，电压转换模块20将转换后的直流电输送给动力电池，以给动力电池充电。从而满足了不同电压等级的电动汽车的需求，解决了电动汽车续驶里程短、充电桩少以及充电难的问题，为用户提供了一种更便捷的电动汽车的辅助充电设施，提高了用户体验，且成本低、实用性高、可靠安全。

需要说明的是，在本发明实施例中，储能模块10可以但不限于由储能电池、储能电容器或储能电感器构成，而且该储能模块10可以是移动式、便携式或车载式，提高了为动力电池充电的便捷性。

根据本发明的一个实施例，控制模块30在与电动汽车通信成功后还用于获取动力电池的电压等级，其中，当动力电池的电压等级高于储能模块10输出的直流电的电压等级，控制模块30控制电压转换模块20进行升压转换；当动力电池的电压等级低于储能模块10输出的直流电的电压等级，控制模块30控制电压转换模块20进行降压转换。

也就是说，在控制模块30成功建立与电动汽车之间的通信连接后，控制模块30获取动力电池所需的充电电压，并判断该充电电压与储能模块10输出的直流电的电压之间的差异。如果动力电池所需的充电电压高于储能模块10输出的直流电的电压，则控制模块30在接收到电动汽车下发的充电控制指令后，生成升压转换指令，并控制电压转换模块20进行升压转换；如果动力电池所需的充电电压低于储能模块10输出的直流电的电压，则控制模块30在接收到电动汽车下发的充电控制指令后，生成降压转换指令，并控制电压转换模块20进行降压转换。最后，将转换后的直流电输送给电动汽车中的动力电池，以给动力电池充电，从而满足了不同电压等级的电动汽车的需求。

根据本发明的一个实施例，如图2所示，上述的用于延长电动汽车续驶里程的动力系统还包括：保护模块40，保护模块40与控制模块30进行通信，保护模块40在控制模块30的控制下对动力电池的充电过程进行短路、过流、过压保护。

具体地，在动力系统给电动汽车中的动力电池进行充电的过程中，控制模块30实时监测动力系统的状态，并且控制模块30与保护模块40实时通信。当控制模块30监测到动力系统出现短路、过流、过压等故障时，控制模块30发出控制指令至保护模块40，以使保护模块40执行相应的保护措施。例如，在给动力电池充电过程中，如果经转换模块20转换后的直流电的电压高于动力电池所需的充电电压，则控制模块30将控制保护模块40执行过压保护，从而保证了动力系统的安全性和可靠性。

可以理解的是，在本发明的实施例中，还可以通过熔断器、断路器等进行过流保护，以进一步提高系统的安全性和可靠性。

根据本发明的一个实施例，保护模块40还用于在与控制模块30之间通信中断时强制断开动力系统与动力电池之间的充电连接。

具体地，保护模块40所提供的保护可以分为主动保护和被动保护。其中，主动保护是在动力系统处于正常运行状态下，保护模块40主动接收并执行控制模块30发出的保护指令，以对动力系统进行保护；被动保护是在动力系统出现异常状况，如控制模块30发生损坏或者其他原因导致的保护模块40与控制模块30之间的通信发生中断时，保护模块40强制执行断开指令，以断开动力系统与动力电池之间的充电连接，从而进一步提高动力系统的安全性。

为了方便用户能够实时了解动力系统的状态信息，在本发明的一个实施例中，如图3所示，上述的用于延长电动汽车续驶里程的动力系统还包括：显示模块50，显示模块50与控制模块30相连，显示模块50在控制模块30的控制下显示动力系统的状态信息。

其中，显示模块50可以但不限于是简单的仪表、显示屏等，也可以是手机、平板等移动终端。动力系统的状态信息可以包括：控制模块30与电动汽车之间的通信状态、控制模块30与保护模块40之间的通信状态、储能模块10输出的电压和电流、储能模块10的当前电量、电压转换模块20输出的电压和电流，动力电池的当前电量以及各种故障信息等，具体显示内容，可以根据重要等级进行设置。

综上所述，本发明实施例的用于延长电动汽车续驶里程的动力系统，通过电压转换模块对储能模块输出的直流电进行升压或降压转换，控制模块接收电动汽车下发的控制指令，并根据电动汽车下发的充电控制指令生成电压转换指令，以使储能模块通过电压转换模块给电动汽车中的动力电池充电，从而满足了不同电动汽车的需求，解决了电动汽车续驶里程短、充电桩少以及充电难的问题，为用户提供了一种更便捷的电动汽车的辅助充电设施，提高了用户体验，且成本低、实用性高、可靠安全。

图4是根据本发明一个实施例的用于延长电动汽车续驶里程方法的流程图。由于本发明实施例的用于延长电动汽车续驶里程的方法是采用上述的动力系统，因此与上述动力系统的相关信息可参照上述实施例，在本实施例中不再赘述。

如图4所示，该用于延长电动汽车续驶里程的方法，包括以下步骤：

S1，在动力系统与电动汽车物理连接后，建立控制模块与电动汽车之间的通信连接。

S2，控制模块在与电动汽车通信成功后，接收电动汽车下发的控制指令，其中，控制指令包括充电控制指令。

S3，控制模块根据电动汽车下发的充电控制指令生成电压转换指令，并根据电压转换指令对电压转换模块进行控制，以使电压转换模块对储能模块输出的直流电进行升压或降压转换后给电动汽车中的动力电池充电。

具体地，当用户需要给电动汽车中的动力电池充电时，先对动力系统和电动汽车进行物理连接，然后动力系统中的控制模块建立与电动汽车之间的通信连接。当控制模块与电动汽车之间的通信连接成功建立后，控制模块接收电动汽车下发的充电控制指令，并根据充电控制指令生成电压转换指令。然后，控制模块将电压转换指令发送至电压转换模块，电压转换模块在接收到控制模块发送的电压转换指令后，根据电压转换指令对储能模块输出的直流电进行升压或降压转换，以满足电动汽车中的动力电池的充电电压需求。最后，电压转换模块将转换后的直流电输送给动力电池，以给动力电池充电。从而满足了不同电压等级的电动汽车的需求，解决了电动汽车续驶里程短、充电桩少以及充电难的问题，为用户提供了一种更便捷的电动汽车的辅助充电设施，提高了用户体验，且成本低、实用性高、可靠安全。

根据本发明的一个实施例，控制模块在与电动汽车通信成功后还用于获取动力电池的电压等级，其中，当动力电池的电压等级高于储能模块输出的直流电的电压等级，控制模块控制电压转换模块进行升压转换；当动力电池的电压等级低于储能模块输出的直流电的电压等级，控制模块控制电压转换模块进行降压转换。

也就是说，在控制模块成功建立与电动汽车之间的通信连接后，控制模块获取动力电池所需的充电电压，并判断该充电电压与储能模块10输出的直流电的电压之间的差异。如果动力电池所需的充电电压高于储能模块输出的直流电的电压，则控制模块在接收到电动汽车下发的充电控制指令后，生成升压转换指令，并控制电压转换模块进行升压转换；如果动力电池所需的充电电压低于储能模块输出的直流电的电压，则控制模块在接收到电动汽车下发的充电控制指令后，生成降压转换指令，并控制电压转换模块进行降压转换。最后，将转换后的直流电输送给电动汽车中的动力电池，以给动力电池充电，从而满足了不同电压等级的电动汽车的需求。

根据本发明的一个实施例，上述的用于延长电动汽车续驶里程的方法，还通过保护模块对动力电池的充电过程进行短路、过流、过压保护。

具体地，在动力系统给电动汽车中的动力电池进行充电的过程中，控制模块实时监测动力系统的状态，并且控制模块与保护模块实时通信。当控制模块监测到动力系统出现短路、过流、过压等故障时，控制模块发出控制指令至保护模块，以使保护模块执行相应的保护措施。

根据本发明的一个实施例，保护模块在与控制模块之间通信中断时还强制断开动力系统与动力电池之间的充电连接。

具体地，保护模块所提供的保护可以分为主动保护和被动保护。其中，主动保护是在动力系统处于正常运行状态下，保护模块主动接收并执行控制模块发出的保护指令，以对动力系统进行保护；被动保护是在动力系统出现异常状况，如控制模块发生损坏或者其他原因导致的保护模块与控制模块之间的通信发生中断时，保护模块强制执行断开指令，以断开动力系统与动力电池之间的充电连接，从而进一步提高动力系统的安全性。为了方便用户能够实时了解动力系统的状态信息，上述的用于延长电动汽车续驶里程的方法还可以通过显示模块显示动力系统的状态信息。其中，显示模块可以但不限于是简单的仪表、显示屏等，也可以是手机、平板等移动终端。动力系统的状态信息可以包括：控制模块与电动汽车之间的通信状态、控制模块与保护模块之间的通信状态、储能模块输出的电压和电流、储能模块的当前电量、电压转换模块输出的电压和电流，动力电池的当前电量以及各种故障信息等。

为使本领域的技术人员更清楚地理解本发明，图5是根据本发明的一个具体示例的用于延长电动汽车续驶里程方法的流程图。如图5所示，该方法可以包括以下步骤：

S101，建立控制模块与电动汽车之间的通信连接。

S102，判断是否成功建立控制模块与电动汽车之间的通信连接。如果是，执行步骤S103；如果否，执行步骤S107。

S103，电压转换模块对储能模块输出的直流电进行升压或降压转换。

S104，判断保护模块是否执行断开指令，如果是，执行步骤S107；如果否，执行步骤S105。

S105，将转换后的直流电输送给电动汽车中的动力电池以给动力电池充电。

S106，显示模块显示动力系统的状态信息。

S107，结束动力系统对电动汽车中的动力电池的充电。

综上所述，本发明实施例的用于延长电动汽车续驶里程的方法，在动力系统与电动汽车物理连接后，建立控制模块与电动汽车之间的通信连接，然后控制模块在与电动汽车通信成功后，接收电动汽车下发的控制指令，并根据电动汽车下发的充电控制指令生成电压转换指令，以及根据电压转换指令对电压转换模块进行控制，以使电压转换模块对储能模块输出的直流电进行升压或降压转换后给电动汽车中的动力电池充电，从而满足了不同电动汽车的需求，解决了电动汽车续驶里程短、充电桩少以及充电难的问题，提高了用户体验，且成本低、实用性高、可靠安全。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种用于延长电动汽车续驶里程的动力系统，其特征在于，包括：

储能模块，所述储能模块用于输出直流电；

电压转换模块，所述电压转换模块与所述储能模块相连，所述电压转换模块用于对所述储能模块输出的直流电进行升压或降压转换；

控制模块，所述控制模块用于建立与所述电动汽车之间的通信连接，并在与所述电动汽车通信成功后接收所述电动汽车下发的控制指令，以及根据所述电动汽车下发的充电控制指令生成电压转换指令，以使所述储能模块通过所述电压转换模块给所述电动汽车中的动力电池充电；

所述控制模块在与所述电动汽车通信成功后还用于获取所述动力电池的电压等级，其中，

当所述动力电池的电压等级高于所述储能模块输出的直流电的电压等级，所述控制模块控制所述电压转换模块进行升压转换；

当所述动力电池的电压等级低于所述储能模块输出的直流电的电压等级，所述控制模块控制所述电压转换模块进行降压转换。

2.根据权利要求1所述的用于延长电动汽车续驶里程的动力系统，其特征在于，所述储能模块由储能电池、储能电容器或储能电感器构成。

3.根据权利要求1所述的用于延长电动汽车续驶里程的动力系统，其特征在于，还包括保护模块，所述保护模块与所述控制模块进行通信，所述保护模块在所述控制模块的控制下对所述动力电池的充电过程进行短路、过流、过压保护。

4.根据权利要求3所述的用于延长电动汽车续驶里程的动力系统，其特征在于，所述保护模块还用于在与所述控制模块之间通信中断时强制断开所述动力系统与所述动力电池之间的充电连接。

5.根据权利要求1所述的用于延长电动汽车续驶里程的动力系统，其特征在于，还包括显示模块，所述显示模块与所述控制模块相连，所述显示模块在所述控制模块的控制下显示所述动力系统的状态信息。

6.一种采用权利要求1-5中任一项所述的动力系统以延长电动汽车续驶里程的方法，包括以下步骤：

在所述动力系统与所述电动汽车物理连接后，建立所述控制模块与所述电动汽车之间的通信连接；

所述控制模块在与所述电动汽车通信成功后，接收所述电动汽车下发的控制指令，其中，所述控制指令包括充电控制指令；

所述控制模块根据所述电动汽车下发的充电控制指令生成电压转换指令，并根据所述电压转换指令对所述电压转换模块进行控制，以使所述电压转换模块对所述储能模块输出的直流电进行升压或降压转换后给所述电动汽车中的动力电池充电；

所述控制模块在与所述电动汽车通信成功后还用于获取所述动力电池的电压等级，其中，

当所述动力电池的电压等级高于所述储能模块输出的直流电的电压等级，所述控制模块控制所述电压转换模块进行升压转换；

当所述动力电池的电压等级低于所述储能模块输出的直流电的电压等级，所述控制模块控制所述电压转换模块进行降压转换。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还通过保护模块对所述动力电池的充电过程进行短路、过流、过压保护。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述保护模块在与所述控制模块之间通信中断时还强制断开所述动力系统与所述动力电池之间的充电连接。