CN108973831B - 一种移动充电车对外供电系统以及方法 - Google Patents

一种移动充电车对外供电系统以及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种移动充电车对外供电系统,涉及一种电动汽车充电领域,解决了目前移动充电车由于载重量的限制,且所装载的用于服务的电池能量密度较低,充电时间较长,成本又高,大大限制了移动充电车的服务能力的问题,其技术方案要点是:包括设置于充电桩内以用于接收电池参数检测模块所检测数据的通讯装置、电能供给装置、控制电能供给装置供电与否的启闭装置、供电于启闭装置的动力电池,以及,与通讯装置交互通信且用于分配动力电池电能至启闭装置并用于控制电能供给装置的控制终端,本发明的一种移动充电车对外供电系统,缩短了充电周期,成本低、储能多,提高了供电效率。

Description

一种移动充电车对外供电系统以及方法
技术领域
本发明涉及一种电动汽车充电领域,特别涉及一种移动充电车对外供电系统以及方法。
背景技术
目前,纯电动汽车以及插电式混合动力汽车正快速产业化,由此直立式充电桩和壁挂式充电装置开始普及,由于其位置的固定性,只能满足车辆的定点充电需求。
现实生活中,经常发生电动车辆在行驶途中会因为没有到达充电站而动力电池中储存的电能耗尽而无法继续行驶的情况。如果到达充电站之前电能已经耗尽的话,则一般求助拖车将电动车拖到充电站,成本高且非常不方便,拖行过程还可能对电动车造成损坏。
为了解决电动汽车未到达充电站而耗尽电能无法移动的问题,有人设计了移动充电车,通过在车体内装载大量充电电池,并配置配电系统和充电枪构造成一个移动的载能电池充电配电系统,实现无电力的电动汽车的应急充电,现有的电动汽车上都设置有用于实时检测被充电车辆额定充电功率和剩余电量的电池参数检测模块3。
但是目前移动充电车由于载重量的限制,且所装载的用于服务的电池能量密度较低,充电时间较长,成本又高,大大限制了移动充电车的服务能力,还有改进的空间。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明的目的一在于提供一种移动充电车对外供电系统,缩短了充电周期,成本低、储能多,提高了供电效率。
本发明的上述技术目的一是通过以下技术方案得以实现的:
一种移动充电车对外供电系统,包括充电桩,移动充电车对外供电系统还包括、设置于充电桩内以用于接收电池参数检测模块所检测数据的通讯装置、供电于充电桩的电能供给装置、控制电能供给装置供电与否的启闭装置、供电于启闭装置的动力电池,以及,与通讯装置交互通信且用于分配动力电池电能至启闭装置并用于控制电能供给装置的控制终端、用于调节动力电池供给于控制终端电压和电能供给装置电压的电压转换装置;
当控制终端通过通讯装置获取被充电车辆电池参数检测模块所检测的剩余电量低于启动设定值时,控制终端控制启闭装置闭合从而使电能供给装置启动并通过充电桩供电于被充电车辆。
采用上述方案,通过电池参数检测模块及时获取检测待充电车辆的剩余电量是否低于启动设定值,在低于启动设定值的情况下,控制终端结合动力电池、启闭装置、电能供给装置的设置可以有效提高输出至被充电车辆的能量,有效缩短充电时间。
作为优选,电能供给装置包括发动机、电机、受控于控制终端且用于单独控制发动机的发动机控制装置、受控于控制终端且用于单独控制电机的电机控制装置。
采用上述方案,由于电能供给装置为增程器,相比于一般的电能供给装置,提高了供电的效率,且减少了移动充电车的电池载重。
作为优选,移动充电车对外供电系统还包括设置于控制终端内以反馈实际输出功率至通讯装置的功率调整单元;
若控制终端与通讯装置交互通信所获取的充电车辆额定充电功率,超过控制终端所能提供的充电功率,则控制终端控制功率调整单元反馈至通讯装置的充电功率为控制终端所能提供的充电功率;反之,则控制终端控制功率调整单元反馈至通讯装置的充电功率为充电车辆额定充电功率。
采用上述方案,通过功率调整单元的设置可以保证控制终端所反馈给通讯装置的实际充电功率为最佳的功率,从而进一步提高了移动充电车的对外供电效率,提高了被充电车辆的充电效率。
作为优选,移动充电车对外供电系统还包括设置于发动机控制装置以用于检测发动机转速的转速检测单元、存储有实际功率以及与之对应的发动机额定转速和电机额定扭矩的实际功率数据库;
若转速检测单元所检测到的转速达到控制终端预设的发动机怠速状态下的转速时,控制终端停止动力电池供给于启闭装置的电能,同时以功率调整单元所反馈的实际功率为查询对象于实际功率数据库,查询出与之匹配的发动机额定转速和电机额定扭矩,并控制发动机处于额定转速下工作。
采用上述方案,结合转速检测单元的设置有效判别发动机是否处于怠速状态,并且在判别发动机处于怠速状态的情况下,结合控制终端、实际功率数据库可以在动力电池不再供电于电机的情况下,以额定功率启动发动机,提高输出能量的效率。
作为优选,移动充电车对外供电系统还包括设置于电机控制装置内以用于调节电机发电后电压的电压控制单元,所述电压控制单元调节电机电压的调压方法为电压控制模式。
采用上述方案,通过添加电压控制模式可以有效解决动力电池断电后,电机母线电压出现急剧下降进而导致系统故障报警停机的问题。
作为优选,控制终端还包括充电模式切换模块;若控制终端与通讯装置交互通信所获取的的剩余电量,达到预设充电模式切换值,充电模式切换模块启动使动力电池再次供电于启闭装置且同时控制终端控制发动机控制装置停止发动机的工作,从而保证动力电池、电机分别同时单独供电于充电桩直至被充电车辆充满电为止。
采用上述方案,通过充电模式切换模块的设置可以在控制终端通过动力电池同时供电于电机和充电桩的情况下,在通过控制终端与通讯装置交互通信所获取的的剩余电量不多的情况下,通过充电模式切换模块及时切断动力电池供给于电机的电能,通过动力电池和增程器分别单独供电于充电桩,避免了由于发动机转换率较低而造成的能源浪费。
针对现有技术存在的不足,本发明的目的二在于提供一种移动充电车对外供电方法,缩短了充电周期,成本低、能量密度高,能够针对不同车辆采用不同充电模式,进而提高了供电效率。
本发明的上述技术目的二是通过以下技术方案得以实现的:
一种移动充电车对外供电方法,包括:
S1、获取被充电车辆的电池参数;
S2、根据被充电车辆的电池参数通过动力电池和增程器对充电桩进行供电;
S3、被充车辆的电池电量达到关机设定值,停止供电。
采用上述方案,结合步骤S1可以获取被充电车辆的电池信息,而步骤S2的设置可以根据被充电车辆的电池参数,通过动力电池和增程器进行相应协同供电,提高对充电桩的供电效率,步骤S3的设置可以在被充车辆的电池电量达到关机设定值的时候及时停止供电,减少能源的浪费。
作为优选,S1还包括:S1.1、将充电枪插入被充电车辆;S1.2、通过连接于充电枪的电池参数检测模块获取被充电车辆额定充电功率和剩余电量信息。
采用上述方案,通过步骤S1.1和步骤S1.2使用充电枪、以及连接于充电枪的电池参数检测模块有效获取被充电车辆的电池信息。
作为优选,S2还包括:S2.1、控制终端通过动力电池驱动电机,使电机拖动发动机至怠速状态;
S2.2、控制终端获取通讯装置所反馈的功率需求并基于实际条件将实际功率反馈给通讯装置;
S2.3、控制终端基于实际功率要求通过发动机控制装置对发动机进行扭矩控制已使输出功率满足充电桩的功率要求。
采用上述方案,结合步骤S2.1、步骤S2.2、步骤S2.3的设置有效缩短了充电周期,且输出能量大,提高了供电效率。
附图说明
图1为移动充电车对外供电系统实施例1的系统框图;
图2为移动充电车对外供电系统实施例2的系统框图;
图3为移动充电车对外供电系统实施例3的系统框图;
图4为移动充电车对外供电方法的系统框图一;
图5为移动充电车对外供电方法的系统框图二;
图6为移动充电车对外供电方法的系统框图三;
附图标记:1、充电桩;2、充电枪;3、电池参数检测模块;4、通讯装置;5、电能供给装置;6、启闭装置;7、动力电池;8、控制终端;9、发动机;10、电机;11、发动机控制装置;12、电机控制装置;13、功率调整单元;14、转速检测单元;15、电压控制单元;16、充电模式切换模块;17、电压转换装置;18、扭矩控制单元;19、实际功率数据库。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例1:
如图1所示,移动充电车对外供电系统包括充电桩1,充电桩1其功能类似于加油站里面的加油机,此处的充电桩1安装在移动充电车上,可以根据不同的电压等级为各种型号的电动汽车充电,在充电桩1上设置有充电枪2,以备于在需要的时候通过充电枪2插入被充电车辆内进行供电。
在被充电车辆上设置有用于实时检测被充电车辆额定充电功率和剩余电量的电池参数检测模块3,电池参数检测模块3类似于电池管理系统,在充电桩1内设置有用于接收电池参数检测模块3所检测数据的通讯装置4,其中通讯装置4优选通讯板。
移动充电车对外供电系统电能供给装置5、控制电能供给装置5供电与否的启闭装置6、供电于启闭装置6的动力电池7,以及,与通讯装置4交互通信且用于分配动力电池7电能至启闭装置6并用于控制电能供给装置5的控制终端8、用于调节动力电池7供给于控制终端8、电能供给装置5电压的电压转换装置17,其中启闭装置6优选继电器,电压转换装置17优选DC-DC电源模块,继电器的型号优选HH52P,电能供给装置5和控制终端8可以认为是增程器,控制终端8优选ECU,即汽车专用微型控制器,电能供给装置5包括发动机9、电机10、受控于控制终端8且用于单独控制发动机9的发动机控制装置11、受控于控制终端8且用于单独控制电机10的电机控制装置12,电机控制装置12以及发动机控制装置11均优选ECU,即汽车专用微型控制器,为保证电机控制单元12对电机10进行扭矩控制,电机控制单元12内还设置有扭矩控制单元18,以保证电机10在被动力电池7供电的时候能够及时处于扭矩状态,从而拖动发动机9进行工作。
当控制终端8通过通讯装置4获取电池参数检测模块3所检测的被充电车辆的剩余电量低于启动设定值时,控制终端8控制启闭装置6闭合从而使电能供给装置6启动并通过充电桩1供电于被充电车辆。
为保证移动充电车在对待测移动充电车供电的时候能够保持最佳功率,移动充电车对外供电系统还包括设置于控制终端8内以反馈实际输出功率至通讯装置4的功率调整单元13;若控制终端8与通讯装置4交互通信所获取的充电车辆额定充电功率,超过控制终端8所能提供的充电功率,则控制终端8控制功率调整单元13反馈至通讯装置4的充电功率为控制终端8所能提供的充电功率;反之,则控制终端8控制功率调整单元13反馈至通讯装置4的充电功率为充电车辆额定充电功率。
移动充电车对外供电系统还包括存储有实际功率以及与之对应的发动机9额定转速和电机10额定扭矩的实际功率数据库19。
整体过程如下:
S1、通过控制终端8与通讯装置4交互通信所获取的被充电车辆的剩余电量是否低于启动设定值;
S2、在被充电车辆的剩余电量低于启动设定值的时候,根据控制终端8与通讯装置4交互通信获取的充电车辆额定充电功率,控制终端8根据实际情况反馈最佳功率;
S3、控制终端8控制启闭装置6闭合从而使电能供给装置6启动并通过充电桩1供电于被充电车辆,同时以最佳功率为查询对象于实际功率数据库,查询出与之匹配的发动机9额定转速和电机10额定扭矩,并控制发动机9处于额定转速下工作,同时控制电机10处于额定扭矩。
实施例2:
如图2所示,不同于实施例1,实施例2中发动机9进入怠速后断开动力电池7,具体阐述如下:
移动充电车对外供电系统还包括设置于发动机控制装置11以用于检测发动机9转速的转速检测单元14、存储有实际功率以及与之对应的发动机9额定转速和电机10额定扭矩的实际功率数据库19;
若转速检测单元14所检测到的转速达到控制终端8预设的发动机9怠速状态下的转速时,控制终端8停止动力电池7供给于启闭装置6的电能,同时以功率调整单元13所反馈的实际功率为查询对象于实际功率数据库,查询出与之匹配的发动机9额定转速和电机10额定扭矩,并控制发动机9处于额定转速下工作。
为保证在发动机9进入怠速状态及时断开动力电池7,移动充电车对外供电系统还包括设置于发动机控制装置11以用于检测发动机9转速的转速检测单元14,转速检测单元14优选转速传感器。
若转速检测单元14所检测到的转速达到控制终端8预设的发动机9怠速状态下的转速时,控制终端8停止动力电池7供给于启闭装置6的电能,同时以功率调整单元13所反馈的实际功率为查询对象于实际功率数据库,查询出与之匹配的发动机9额定转速和电机10额定扭矩,并控制发动机9处于额定转速下工作。
进一步的,由于断开动力电池7后,电机母线电压出现急剧下降进而导致系统故障报警停机,移动充电车对外供电系统还包括用于调节电机10发电后电压的电压控制单元15,电压控制单元15调节电机电压的调压方法为电压控制模式,电压控制模式即电压反馈系统,一般指的是将输出电压采用负反馈的方式接入处理环节的方法,从而实现电压大小的调节。
具体过程如下:
S1、通过控制终端8与通讯装置4交互通信所获取的被充电车辆的剩余电量是否低于启动设定值;
S2、控制终端8调取动力电池7电能至启闭装置6从而启动电能供给装置5,通过转速检测单元14所检测到的发动机9转速,与控制终端8预设的发动机9怠速状态下的转速进行比较,判断发动机9是否进入怠速状态,在发动机9处于怠速状态的时候,及时断开动力电池7供给于电机10的电能;
S3、控制终端8启动电压控制单元15调节电机10的电压避免动力电池7断电后电机母线电压出现急剧下降的现象。
实施例3:
如图3所示,不同于实施例2,在实施例2的基础上,控制终端8还包括充电模式切换模块16,由于发动机9的转换率较低,当被充电车辆所需电量较少的时候;若控制终端8与通讯装置4交互通信所获取的的剩余电量,达到预设充电模式切换值,充电模式切换模块16启动使动力电池7再次供电于启闭装置6且同时控制终端8控制发动机9控制装置停止发动机9的工作,从而保证动力电池7、电机10同时单独供电于充电桩1直至被充电车辆充满电为止。
以上为对移动充电车对外供电系统的描述,以下对移动充电车对外供电方法进一步进行描述:
一种移动充电车对外供电方法,包括:S1、获取被充电车辆的电池参数;S2、根据被充电车辆的电池参数通过动力电池7和增程器对充电桩1进行供电;S3、被充车辆的电池电量达到关机设定值,停止供电。
其中,S1还包括:S1.1、将充电枪2插入被充电车辆;S1.2、通过电池参数检测模块3获取被充电车辆额定充电功率和剩余电量信息。
其中,S2还包括:S2.1、控制终端8通过动力电池7驱动电机10,使电机10拖动发动机9至怠速状态;S2.2、控制终端8获取通讯装置4所反馈的功率需求并基于实际条件将实际功率反馈给通讯装置4;S2.3、控制终端8基于实际功率要求通过发动机9控制装置对发动机9进行扭矩控制使输出功率满足充电桩1的功率要求。
具体实施例仅仅是对本发明的解释,其并不是对本发明的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改,但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (5)

1.一种移动充电车对外供电系统,包括充电桩(1),其特征是:移动充电车对外供电系统还包括设置于充电桩(1)内以用于接收电池参数检测模块(3)所检测数据的通讯装置(4)、电能供给装置(5)、控制电能供给装置(5)供电与否的启闭装置(6)、供电于启闭装置(6)的动力电池(7),以及,与通讯装置(4)交互通信且用于分配动力电池(7)电能至启闭装置(6)并用于控制电能供给装置(5)的控制终端(8)、用于调节动力电池(7)供给于控制终端(8)电压和电能供给装置(5)电压的电压转换装置(17);
当控制终端(8)通过通讯装置(4)获取被充电车辆电池参数检测模块(3)所检测的剩余电量低于启动设定值时,控制终端(8)控制启闭装置(6)闭合从而使电能供给装置(5)启动并通过充电桩(1)供电于被充电车辆;
控制终端(8)还包括充电模式切换模块(16);
若控制终端(8)与通讯装置(4)交互通信所获取的的剩余电量,达到预设充电模式切换值,充电模式切换模块(16)启动使动力电池(7)再次供电于启闭装置(6)且同时控制终端(8)控制发动机(9)控制装置停止发动机(9)的工作,从而保证动力电池(7)、电机(10)同时单独供电于充电桩(1)直至被充电车辆充满电为止。
2.根据权利要求1所述的一种移动充电车对外供电系统,其特征是:电能供给装置(5)包括发动机(9)、电机(10)、受控于控制终端(8)且用于单独控制发动机(9)的发动机控制装置(11)、受控于控制终端(8)且用于单独控制电机(10)的电机控制装置(12)。
3.根据权利要求1所述的一种移动充电车对外供电系统,其特征是:移动充电车对外供电系统还包括设置于控制终端(8)内以反馈实际输出功率至通讯装置(4)的功率调整单元(13);
若控制终端(8)与通讯装置(4)交互通信所获取的充电车辆额定充电功率,超过控制终端(8)所能提供的充电功率,则控制终端(8)控制功率调整单元(13)反馈至通讯装置(4)的充电功率为控制终端(8)所能提供的充电功率;反之,则控制终端(8)控制功率调整单元(13)反馈至通讯装置(4)的充电功率为充电车辆额定充电功率。
4.根据权利要求2所述的一种移动充电车对外供电系统,其特征是:移动充电车对外供电系统还包括设置于发动机控制装置(11)以用于检测发动机(9)转速的转速检测单元(14)、存储有实际功率以及与之对应的发动机(9)额定转速和电机(10)额定扭矩的实际功率数据库(19);
若转速检测单元(14)所检测到的转速达到控制终端(8)预设的发动机(9)怠速状态下的转速时,控制终端(8)停止动力电池(7)供给于启闭装置(6)的电能,同时以功率调整单元(13)所反馈的实际功率为查询对象于实际功率数据库(19),查询出与之匹配的发动机(9)额定转速和电机(10)额定扭矩,并控制发动机(9)处于额定转速下工作。
5.根据权利要求4所述的一种移动充电车对外供电系统,其特征是:移动充电车对外供电系统还包括设置于电机控制装置(12)内以用于调节电机(10)发电后电压的电压控制单元(15),所述电压控制单元(15)调节电机(10)电压的调压方法为电压控制模式。
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