CN109278554A - 取力发电装置和包括其的移动充电车 - Google Patents

取力发电装置和包括其的移动充电车 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种取力发电装置和包括其的移动充电车，所述装置包括发电机和离合器，其中，所述发电机包括机械输入端口、机械输出端口和输电端口；所述机械输入端口与动力机构相连接，所述动力机构用于为所述发电机提供动力；驱动桥和所述机械输出端口分别与所述离合器相连接，所述离合器用于控制发电机和驱动桥的通断，所述驱动桥用于驱动车辆移动；所述输电端口与充电系统相连接，用于向所述充电系统输出电能。本发明通过在原车传动系统串联发电机进行取力发电，减轻了整车总质量，简化了车辆的结构，提高了油电转化效率。

Description

取力发电装置和包括其的移动充电车
技术领域
本发明涉及新能源技术领域，尤其涉及一种取力发电装置和包括其的移动充电车。
背景技术
随着整个新能源汽车的快速发展，新能源汽车的充电需求也日益增强，充电基础设施供给不足、整体规模滞后的问题日益凸显。为补齐短板，充电桩等配套基础设施建设再提速已成燃眉之急，在此背景之下，为了弥补充电资源不足的情况，移动充电车应运而生。
现有的移动充电车包括取力发电式充电车，即通过移动车的发动机31带动发电机发电。现有的取力发电式充电车通常是通过增加分动箱的形式来实现取力发电，如图1所示，但是，现有的取力发电式充电车的车辆结构复杂，零部件较多，且增加分动箱使得车辆重量增加，充电的油电转化效率低，经济性不够好。
发明内容
本发明目的在于，提供一种取力发电装置和包括其的移动充电车，通过在原车传动系统串联发电机进行取力发电，减轻了整车总质量，简化了车辆的结构，提高了油电转化效率。
为了解决上述技术问题，根据本发明第一实施例，提供了一种取力发电装置，包括:
发电机和离合器，其中，
所述发电机包括机械输入端口、机械输出端口和输电端口；
所述机械输入端口与动力机构相连接，所述动力机构用于为所述发电机提供动力；
驱动桥和所述机械输出端口分别与所述离合器相连接，所述离合器用于控制发电机和驱动桥的通断，所述驱动桥用于驱动车辆移动；
所述输电端口与充电系统相连接，用于向所述充电系统输出电能。
进一步的，所述输电端口可输出直流电或交流电。
进一步的，所述机械输入端口与所述动力机构之间，以及所述机械输出端口与离合器之间均采用传动轴结构相连接；
所述传动轴结构包括传动轴和位于传动轴两端的万向节，所述机械输入端口、动力机构、机械输出端口以及离合器均与所述万向节相连接。
进一步的，所述动力机构包括发动机和变速箱，所述变速箱一端连接所述发动机，另一端与所述发电机的机械输入端口相连接。
进一步的,所述发电机的输电端口与所述充电系统之间设有控制开关，用于控制所述输电端口的通断，从而控制所述发电机工作在发电状态或行车状态。
进一步的，所述离合器处于断开状态时，所述控制开关接合，所述输电端口接通，所述发电机工作在发电状态，将机械能转化为电能输出给所述充电系统；
所述离合器处于接合状态时，所述控制开关断开，所述输电端口断开，所述发电机工作在行车状态，将机械能传递给驱动桥。
进一步的，所述变速箱可调节档位，从而调节所述发动机输出转速与发电机输入转速比。
进一步的，所述装置还包括调速机构，所述发电机工作在发电状态时，在所述变速箱调节档位后，所述调速机构通过整车控制器将发动机转速调节至第一预设转速，从而使发电机输入转速维持在第二预设转速，所述第二预设转速根据发电机所需输出的电压值和电流值来决定。
进一步的，所述离合器为手动离合器、电动离合器、气动离合器或液压离合器；
所述发电机为永磁发电机或电励磁发电机。
进一步的，所述装置还包括第一电源转换器、第一开关、第二电源转换器、第二开关和储能电池，其中，所述发电机的输电端口、控制开关、第一电源转换器、第一开关、第二电源转换器依次连接，所述储能电池、第二开关、第二电源转换器依次连接，所述第二电源转换器与所述充电系统连接。
进一步的，所述第一电源转换器为AC/DC转换器或DC/DC转换器，所述第二电源转换器为双向DC/DC转换器。
进一步的，所述发电机处于发电工作状态下：
所述第一开关和所述第二开关均闭合，所述双向DC/DC转换器仅接通第一方向，所述发电机和储能电池同时给所述充电系统供电；
所述第一开关和所述第二开关均闭合，所述双向DC/DC转换器同时接通第一方向和第二方向，所述发电机给所述充电系统供电，同时对所述储能电池充电；
所述第一开关闭合，所述第二开关断开，所述发电机单独给所述充电系统供电；
所述第一开关断开，所述第二开关闭合，所述储能电池单独给所述充电系统供电。
根据本发明第二实施例，提供了一种移动充电车，包括所述取力发电装置。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本发明一种取力发电装置和包括其的移动充电车可达到相当的技术进步性及实用性，并具有产业上的广泛利用价值，其至少具有下列优点：
本发明的取力发电装置结构紧凑、简单，使得移动充电车空间利用率高，底盘结构布置更为紧凑，对移动充电车的车厢内部的空间要求降低；且传动系统中不再需要加装分动箱，减轻了整车的总质量，发电系统中减小了分动箱传递级，发电效率提升，发电成本降低。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图,详细说明如下。
附图说明
图1为现有的取力发电装置示意图；
图2为本发明一实施例提供的取力发电装置；
图3为本发明另一实施例提供的取力发电装置示意图。
【符号说明】
1：发电机 2：离合器
3：动力机构 4：驱动桥
5：充电系统 6：前传动轴
7：后传动轴 11：机械输入端口
12：机械输出端口 13：输电端口
31：发动机 32：变速箱
101:第一电源转换器 102:第一开关
103:第二电源转换器 104:第二开关
105:储能电池
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种取力发电装置和包括其的移动充电车的具体实施方式及其功效，详细说明如后。
本发明实施例，提供了一种取力发电装置，如图2所示，包括:发电机1和离合器2，其中，发电机1包括机械输入端口11、机械输出端口12和输电端口13；所述机械输入端口11与动力机构3相连接，动力机构3用于为所述发电机1提供动力；驱动桥4和所述机械输出端口12分别与离合器2相连接，离合器2用于控制发电机1和驱动桥4的通断，从而使传动系统接通或断开；驱动桥4为车辆传动系统的组成部分，可连接驱动轮，通过驱动驱动轮驱动车辆移动；所述输电端口13与充电系统5相连接，用于向所述充电系统输出电能，车辆可连接所述充电系统5进行充电。
输电端口13可输出直流电(AC)或交流电(DC)，充电系统5中可根据输电端口13输电模式选取对应的充电机，充电系统5采用现有的充电系统5结构即可，具体结构在此不再赘述，作为一种示例，发电机1可再用恒压输出,便于控制。
机械输入端口11与动力机构3之间，以及机械输出端口12与离合器2之间均采用传动轴结构相连接；所述传动轴结构为动力传输装置，包括传动轴和位于传动轴两端的万向节，所述机械输入端口、动力机构、机械输出端口以及离合器均与所述万向节相连接，所述万向节可实现变角度动力传递，通过使用所述传动轴结构，既能实现动力传递，还能通过万向节调节动力传递的角度，可调性大，且机械布局的空间要求低，可节约所占据的空间。
作为是一种示例，动力机构3包括发动机31和变速箱32，变速箱32一端连接发动机31，另一端与发电机1的机械输入端口11相连接。变速箱32和发电机1的机械输入端口11可通过前传动轴6相连接，离合器2和驱动桥4通过可通过后传动轴7相连接，其中，前传动轴6和后传动轴7均为所述传动轴结构。
作为一种示例，所述发电机1与充电系统5之间设有控制开关(图中未示出)，用于控制输电端口13的通断，从而控制发电机1工作在发电状态或行车状态，从而使移动充电车实现行车和发电功能。作为一种示例，所述控制开关为断路器。
具体的，所述离合器2处于断开状态时，控制开关接合，输电端口13接通，发电机1工作在发电状态，将动力机构3提供的机械能转化为电能输出给充电系统5。所述离合器2处于接合状态时，控制开关断开，输电端口13断开，发电机1工作在行车状态，将机械能传递给驱动桥4。发电机1中的控制开关通过感应离合器2的通断，实现在发电状态和行车状态下的切换，且控制开关使的发电机1实现了在发电状态和行车状态两种工作模式下的互锁功能。离合器2根据不同的应用场景接合或断开，即在行车状态下，离合器2接合，在发电状态下，离合器2断开，需要说明的是，移动充电车通常为驻车发电，因此可将离合器2默认状态设置为接合状态，在驻车充电时，断开离合器2，使发电机1处于发电状态。
作为示例，所述离合器2可为手动离合器、电动离合器、气动离合器或液压离合器，所述发电机为永磁发电机或电励磁发电机。
移动充电车发电时，通常流程为停车熄火，拉起手刹，发动机31点火，变速箱32挂挡，变速箱32可调节档位，从而调节发动机31输出转速与发电机1输入转速比，例如挂入5档，变速箱32的输入输出比例为1：1。所述装置还可包括调速机构，所述发电机1工作在发电状态时，在变速箱32调节档位后，所述调速机构可通过整车控制器将发动机31转速调节至第一预设转速，从而使发电机1输入转速维持在第二预设转速，其中，第二预设转速根据发电机1所需输出的电压值和电流值来决定，作为示例，变速箱32挂5挡，变速箱32的输入输出比例为1：1，发动机31默认转速为800r/min，而根据所述输出的电压值和电流值可知，第二预设转速为1500r/min，此时通过调速开关，将发动机31转速调整为1500r/min，此时，发电机1输入转速也维持在1500r/min，通过调速开关可是发电机1输入转速维持在所需转速，且能提高发电机1的效率，发电机1在此输入转速下能够发出所需要的电流电压。
作为一种示例，如图3所示，所述装置还可拓展一路储能电池，与发电机1实现并联输入，具体的，所述装置包括第一电源转换器101、第一开关102、第二电源转换器103、第二开关104和储能电池105，其中，发电机1的输电端口13、控制开关(图中未示出)、第一电源转换器101、第一开关102、第二电源转换器103依次连接；所述储能电池105、第二开关104、第二电源转换器103依次连接，所述第二电源转换器103与所述充电系统5连接。其中，所述第一电源转换器101为AC/DC转换器或DC/DC转换器，所述第二电源转换器103为双向DC/DC转换器，双向DC/DC转换器可接通第一方向和/或第二方向。
图3所示的取力发电装置，在所述发电机1处于发电工作状态下，可处于以下几种工作模式：
模式一、
第一开关102和第二开关104均闭合，双向DC/DC转换器仅接通第一方向，所述发电机1和储能电池105同时给所述充电系统5供电。
模式二、
第一开关102和所述第二开关104均闭合，双向DC/DC转换器同时接通第一方向和第二方向，发电机1给所述充电系统5供电，同时对储能电池105充电。
模式三、
第一开关102闭合，第二开关104断开，发电机1单独给所述充电系统5供电。
模式四、
第一开关102断开，第二开关104闭合，储能电池105单独给充电系统5供电。
此外，所述取力发电装置可根据应用需求选择对应的冷却系统，例如水冷系统、风冷系统等。
本发明实施例，还提供了一种移动充电车，包括本发明实施例所述的取力发电装置。
本发明实施例的取力发电装置结构紧凑、简单，使得移动充电车空间利用率高，底盘结构布置更为紧凑，对移动充电车的车厢内部的空间要求降低；且传动系统中不再需要加装分动箱，减轻了整车的总质量，发电系统中减小了分动箱传递级，发电效率提升，发电成本降低。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (13)

1.一种取力发电装置，其特征在于：包括:
发电机和离合器，其中，
所述发电机包括机械输入端口、机械输出端口和输电端口；
所述机械输入端口与动力机构相连接，所述动力机构用于为所述发电机提供动力；
驱动桥和所述机械输出端口分别与所述离合器相连接，所述离合器用于控制发电机和驱动桥的通断，所述驱动桥用于驱动车辆移动；
所述输电端口与充电系统相连接，用于向所述充电系统输出电能。
2.根据权利要求1所述的取力发电装置，其特征在于：
所述输电端口可输出直流电或交流电。
3.根据权利要求1所述的取力发电装置，其特征在于：
所述机械输入端口与所述动力机构之间，以及所述机械输出端口与离合器之间均采用传动轴结构相连接；
所述传动轴结构包括传动轴和位于传动轴两端的万向节，所述机械输入端口、动力机构、机械输出端口以及离合器均与所述万向节相连接。
4.根据权利要求1所述的取力发电装置，其特征在于：
所述动力机构包括发动机和变速箱，所述变速箱一端连接所述发动机，另一端与所述发电机的机械输入端口相连接。
5.根据权利要求4所述的取力发电装置，其特征在于：
所述发电机的输电端口与所述充电系统之间设有控制开关，用于控制所述输电端口的通断，从而控制所述发电机工作在发电状态或行车状态。
6.根据权利要求5所述的取力发电装置，其特征在于：
所述离合器处于断开状态时，所述控制开关接合，所述输电端口接通，所述发电机工作在发电状态，将机械能转化为电能输出给所述充电系统；
所述离合器处于接合状态时，所述控制开关断开，所述输电端口断开，所述发电机工作在行车状态，将机械能传递给驱动桥。
7.根据权利要求6所述的取力发电装置，其特征在于：
所述变速箱可调节档位，从而调节所述发动机输出转速与发电机输入转速比。
8.根据权利要求7所述的取力发电装置，其特征在于：
所述装置还包括调速机构，所述发电机工作在发电状态时，在所述变速箱调节档位后，所述调速机构通过整车控制器将发动机转速调节至第一预设转速，从而使发电机输入转速维持在第二预设转速，所述第二预设转速根据发电机所需输出的电压值和电流值来决定。
9.根据权利要求1所述的取力发电装置，其特征在于：
所述离合器为手动离合器、电动离合器、气动离合器或液压离合器；
所述发电机为永磁发电机或电励磁发电机。
10.根据权利要求4-8中任意一项所述的取力发电装置，其特征在于：
所述装置还包括第一电源转换器、第一开关、第二电源转换器、第二开关和储能电池，其中，所述发电机的输电端口、控制开关、第一电源转换器、第一开关、第二电源转换器依次连接，所述储能电池、第二开关、第二电源转换器依次连接，所述第二电源转换器与所述充电系统连接。
11.根据权利要求10所述的取力发电装置，其特征在于：
所述第一电源转换器为AC/DC转换器或DC/DC转换器，所述第二电源转换器为双向DC/DC转换器。
12.根据权利要求11所述的取力发电装置，其特征在于：
所述发电机处于发电工作状态下：
所述第一开关和所述第二开关均闭合，所述双向DC/DC转换器仅接通第一方向，所述发电机和储能电池同时给所述充电系统供电；
所述第一开关和所述第二开关均闭合，所述双向DC/DC转换器同时接通第一方向和第二方向，所述发电机给所述充电系统供电，同时对所述储能电池充电；
所述第一开关闭合，所述第二开关断开，所述发电机单独给所述充电系统供电；
所述第一开关断开，所述第二开关闭合，所述储能电池单独给所述充电系统供电。
13.一种移动充电车，其特征在于：包括权利要求1-12中任意一项所述取力发电装置。
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