CN109969000A - 一种纯电动车用增程式系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电动车自动控制技术领域，尤其涉及一种纯电动车用增程式系统，包括纯电动驱动系统、第一增程器系统和第二增程器系统；所述纯电动驱动系统包括电池、驱动电机控制器和驱动电机，所述驱动电机控制器和驱动电机连接；所述第一增程器包括第一发电机控制器和第一发电机；所述第二增程器包括第二发电机控制器和第二发电机。本发明采用的纯电动车用增程式系统降低了电动车充电过程的负载能耗，提高了电动车充电效率和续航能力；当电动车的电池电量消耗完或者高压系统出现故障时，可通过增程器进行充电、无需停车进行充电，并且电动车能够自行陂行回厂，无需等待道路救援，更为便捷和安全。
Description
技术领域
本发明涉及电动车自动控制技术领域，尤其涉及一种纯电动车用增程式系统。
背景技术
由纯电动车、混合动力电动车和氢燃料电池电动车三大车系构成了新能源汽车，即电动车领域。纯电动车由于电池技术的瓶颈以及城市道路工况的影响，纯电动汽车的续航里程较短，极大的制约了纯电动汽车的发展。
随着新能源技术的不断发展，纯电动的中型商用车也越来越多。中型商用车的多功能用途以及庞大的数量，对纯电动中型商用车的充电是一个巨大的挑战。很多中型商用车需要进行长时间的高速行驶，需要很大的续驶里程，但由于空间及能源的双重限制，电池的容量总是十分有限。电池的容量有限制之后，续驶里程有限制就导致纯电动中型商用车就无法满足所有的中型商用车功能的需求。庞大的纯电动中型商用体量，无法满足所有中型商用车辆的充电，如采用快充的方式，又会对电池的寿命造成极大问题。中型商用车的用途比较广泛，如在户外纯电动中型商用的高压系统出现故障时，无法得到及时的应急急救。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种易于控制、续航能力强的纯电动车用增程式系统。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种纯电动车用增程式系统，包括纯电动驱动系统、第一增程器系统和第二增程器系统；
所述纯电动驱动系统包括电池、驱动电机控制器和驱动电机，所述驱动电机控制器和驱动电机连接；
所述第一增程器包括第一发电机控制器和第一发电机，所述第一发电机控制器和第一发电机连接；
所述第二增程器包括第二发电机控制器和第二发电机，所述第二发电机控制器和第二发电机连接；
所述电池分别与驱动电机控制器、第一发电机控制器和第二发电机控制器连接；
所述第一发电机和第二发电机并联后与电池连接。
本发明的有益效果在于：提供一种纯电动车用增程式系统，包括纯电动驱动系统、第一增程器系统和第二增程器系统，将第一发电机和第二发电机并联后与驱动电机同轴连接，采用两台独立发电机并联对电池供电的方式，供电效率更高、负载能耗更低；而利用两台独立发电机切换单独对电池供电，在保证充电效率的前提下，可以减少发电机负载、降低能耗，进而提高电动车的续航能力。本发明采用的纯电动车用增程式系统降低了电动车充电过程的负载能耗，提高了电动车充电效率和续航能力；当电动车的电池电量消耗完或者高压系统出现故障时，可通过增程器进行充电、无需停车进行充电，并且电动车能够自行陂行回厂，无需等待道路救援，更为便捷和安全。
附图说明
图1所示为本发明实施例的纯电动车用增程式系统的结构示意图；
标号说明：
1-纯电动驱动系统； 11-电池； 12-驱动电机控制器； 13-驱动电机；
2-第一增程器系统； 21-第一发电机控制器； 22-第一发电机；
3-第二增程器系统； 31-第一发电机控制器； 32-第一发电机；
4-驱动电机监测组件； 41-信号衰减隔离转换单元； 42-模数转换单元； 43-信号处理单元；
5-功率控制组件； 51-单片机处理单元； 52-励磁功率控制输出单元。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
本发明最关键的构思在于：采用两台独立发电机并联对电池供电的方式，供电效率更高、负载能耗更低；利用两台独立发电机切换单独对电池供电，在保证充电效率的前提下，可以减少发电机负载、降低能耗，进而提高电动车的续航能力。
请参照图1所示，本发明的一种纯电动车用增程式系统，包括纯电动驱动系统、第一增程器系统和第二增程器系统；
所述纯电动驱动系统包括电池、驱动电机控制器和驱动电机，所述驱动电机控制器和驱动电机连接；
所述第一增程器包括第一发电机控制器和第一发电机，所述第一发电机控制器和第一发电机连接；
所述第二增程器包括第二发电机控制器和第二发电机，所述第二发电机控制器和第二发电机连接；
所述电池分别与驱动电机控制器、第一发电机控制器和第二发电机控制器连接；
所述第一发电机和第二发电机并联后与电池连接；
当所述电池的剩余电量低于35％时，所述第一发电机和第二发电机均启动并分别为电池供电；
当所述电池的剩余电量高于35％并且低于50％时，所述第一发电机为电池供电，所述第二发电机停机；
当所述电池的剩余电量高于50％并且低于90％时，所述第二发电机为电池供电，所述第一发电机停机；
当所述电池的剩余电量高于90％时，所述第一发电机和第二发电机均停机。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：为解决现有的中、小型纯电动车续航能力有限、无法及时充电的问题，本发明采用了将第一发电机和第二发电机并联后与驱动电机同轴连接，采用两台独立发电机并联对电池供电的方式，供电效率更高、负载能耗更低；而利用两台独立发电机切换单独对电池供电，在保证充电效率的前提下，可以减少发电机负载、降低能耗，进而提高电动车的续航能力。两个发电机控制器和驱动电机控制器采用共母线设计，并且同时与电池并接，达到不停机即可充电的目的。发电机控制器和驱动电机控制器分别控制发电机和驱动电机以实现启停、功率限制等。
控制过程为：当电池的剩余电量低于35％时，第一发电机控制器和第二发电机控制器分别控制第一发电机和第二发电机启动运作，同时对电池进行供电；当电池的剩余电量高于35％并且低于50％时，第一发电机控制器控制第一发电机对电池进行供电，第二发电机控制器控制第二发电机停机；当电池的剩余电量高于50％并且低于90％时，第二发电机控制器控制第二发电机对电池进行供电，第一发电机控制器控制第一发电机停机。
进一步的，根据电动车的配置及应用需求可以自主设计两个增程器的动力源，可采用燃油发电、燃气发电等，使所述电动车能够灵活的进行能源的补充。
进一步的，所述电池为功率型电池或能量型电池。
从上述描述可知，若装载电池的容量较小，则可选择功率型电池，电池的寿命即可得到保障；如装载电池容量较大，则可选择能量型电池，这样能够降低电池成本，且能够满足整车的充放电需求。
进一步的，所述第一发电机和第二发电机的功率均大于纯电动车的最高车速所需功率。
从上述描述可知，这样设计不管在任何工况下，都能保证两个增程器同时或分别发电之后，整车电池不会出现亏电的情况。
进一步的，所述纯电动车用增程式系统还包括驱动电机监测组件，所述驱动电机监测组件包括依次连接的信号衰减隔离转换单元、模数转换单元和信号处理单元，所述信号衰减隔离转换单元和驱动电机连接，所述信号处理单元和驱动电机控制器连接。
从上述描述可知，驱动电机监测组件通过上述单元实现采集信号、信号转换以及信号处理和发出，从而实现驱动电机的运行参数的检测。
进一步的，所述纯电动车用增程式系统还包括PC端，所述PC端和信号处理单元连接。
从上述描述可知，PC端用以显示上述参数，便于驱动电机的测试调节，便于使用者直接读出监测数据。
进一步的，所述纯电动车用增程式系统还包括功率控制组件，所述功率控制组件包括单片机处理单元和励磁功率控制输出单元，所述单片机分别与信号衰减隔离转换单元和模数转换单元连接，所述励磁功率控制输出单元分别与模数转换单元和驱动电机控制器连接。
从上述描述可知，单片机处理单元采集驱动电机的电压和电流信号，然后计算出电压和电流的相位差，将电压信号输出并控制电压调节器，利用电压调节器调整负载发电机的励磁功率实现功率控制。
进一步的，所述第一发电机与电池之间设有第一断路器。
进一步的，所述第二发电机与电池之间设有第二断路器。
从上述描述可知，根据上述不同的电池工况，控制第一断路器和第二断路器的开闭，实现不同的电池充电模式。
进一步的，所述纯电动车用增程式系统还包括分别与电池和驱动电机连接的散热组件。
从上述描述可知，散热组件用以对电池和驱动电机进行散热，提高了设备的安全性，从而保证电动车的续航能力。
请参照图1所示，本发明的实施例一为：一种纯电动车用增程式系统，包括纯电动驱动系统1、第一增程器系统2和第二增程器系统3；
所述纯电动驱动系统1包括电池11、驱动电机控制器12和驱动电机13，所述驱动电机控制器12和驱动电机13连接；
所述第一增程器包括第一发电机控制器21和第一发电机22，所述第一发电机控制器21和第一发电机22连接；
所述第二增程器包括第二发电机控制器31和第二发电机32，所述第二发电机控制器31和第二发电机32连接；
所述电池11分别与驱动电机控制器12、第一发电机控制器21和第二发电机控制器31连接；
所述第一发电机22和第二发电机32并联后与电池11连接；
当所述电池11的剩余电量低于35％时，所述第一发电机22和第二发电机32均启动并分别为电池11供电；
当所述电池11的剩余电量高于35％并且低于50％时，所述第一发电机22为电池11供电，所述第二发电机32停机；
当所述电池11的剩余电量高于50％并且低于90％时，所述第二发电机32为电池11供电，所述第一发电机22停机；
当所述电池11的剩余电量高于90％时，所述第一发电机22和第二发电机32均停机。
请参照图1所示，本发明的实施例二为：一种纯电动车用增程式系统，包括纯电动驱动系统1、第一增程器系统2和第二增程器系统3；所述纯电动驱动系统1包括电池11、驱动电机控制器12和驱动电机13，所述驱动电机控制器12和驱动电机13连接；所述第一增程器包括第一发电机控制器21和第一发电机22，所述第一发电机控制器21和第一发电机22连接；所述第二增程器包括第二发电机控制器31和第二发电机32，所述第二发电机控制器31和第二发电机32连接；所述电池11分别与驱动电机控制器12、第一发电机控制器21和第二发电机控制器31连接；所述第一发电机22和第二发电机32并联后与电池11连接；
所述第一发电机22与电池11之间设有第一断路器。所述第二发电机32与电池11之间设有第二断路器。所述第一断路器和第一发电机控制器21连接。所述第二断路器和第二发电机控制器31连接。当所述电池11的剩余电量低于35％时，所述第一发电机22和第二发电机32均启动并分别为电池11供电；当所述电池11的剩余电量高于35％并且低于50％时，所述第一发电机22为电池11供电，所述第二发电机32停机；当所述电池11的剩余电量高于50％并且低于90％时，所述第二发电机32为电池11供电，所述第一发电机22停机；当所述电池11的剩余电量高于90％时，所述第一发电机22和第二发电机32均停机。
所述电池11为功率型电池11。所述第一发电机22和第二发电机32的功率均超出纯电动车的最高车速所需功率的10％～15％。所述纯电动车用增程式系统还包括驱动电机监测组件4，所述驱动电机监测组件4包括依次连接的信号衰减隔离转换单元41、模数转换单元42和信号处理单元43，所述信号衰减隔离转换单元41和驱动电机13连接，所述信号处理单元43和驱动电机控制器12连接。所述纯电动车用增程式系统还包括PC端，所述PC端和信号处理单元43连接。所述纯电动车用增程式系统还包括功率控制组件5，所述功率控制组件5包括单片机处理单元51和励磁功率控制输出单元52，所述单片机分别与信号衰减隔离转换单元41和模数转换单元42连接，所述励磁功率控制输出单元52分别与模数转换单元42和驱动电机控制器12连接。所述纯电动车用增程式系统还包括分别与电池11和驱动电机13连接的散热组件。
综上所述，本发明提供一种纯电动车用增程式系统，包括纯电动驱动系统、第一增程器系统和第二增程器系统，将第一发电机和第二发电机并联后与驱动电机同轴连接，采用两台独立发电机并联对电池供电的方式，供电效率更高、负载能耗更低；而利用两台独立发电机切换单独对电池供电，在保证充电效率的前提下，可以减少发电机负载、降低能耗，进而提高电动车的续航能力。本发明采用的纯电动车用增程式系统降低了电动车充电过程的负载能耗，提高了电动车充电效率和续航能力；当电动车的电池电量消耗完或者高压系统出现故障时，可通过增程器进行充电、无需停车进行充电，并且电动车能够自行陂行回厂，无需等待道路救援，更为便捷和安全。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (9)
1.一种纯电动车用增程式系统，其特征在于，包括纯电动驱动系统、第一增程器系统和第二增程器系统；
所述纯电动驱动系统包括电池、驱动电机控制器和驱动电机，所述驱动电机控制器和驱动电机连接；
所述第一增程器包括第一发电机控制器和第一发电机，所述第一发电机控制器和第一发电机连接；
所述第二增程器包括第二发电机控制器和第二发电机，所述第二发电机控制器和第二发电机连接；
所述电池分别与驱动电机控制器、第一发电机控制器和第二发电机控制器连接；
所述第一发电机和第二发电机并联后与电池连接。
2.根据权利要求1所述的纯电动车用增程式系统，其特征在于，所述电池为功率型电池或能量型电池。
3.根据权利要求1所述的纯电动车用增程式系统，其特征在于，所述第一发电机和第二发电机的功率均大于纯电动车的最高车速所需功率。
4.根据权利要求1所述的纯电动车用增程式系统，其特征在于，所述纯电动车用增程式系统还包括驱动电机监测组件，所述驱动电机监测组件包括依次连接的信号衰减隔离转换单元、模数转换单元和信号处理单元，所述信号衰减隔离转换单元和驱动电机连接，所述信号处理单元和驱动电机控制器连接。
5.根据权利要求4所述的纯电动车用增程式系统，其特征在于，所述纯电动车用增程式系统还包括PC端，所述PC端和信号处理单元连接。
6.根据权利要求4所述的纯电动车用增程式系统，其特征在于，所述纯电动车用增程式系统还包括功率控制组件，所述功率控制组件包括单片机处理单元和励磁功率控制输出单元，所述单片机分别与信号衰减隔离转换单元和模数转换单元连接，所述励磁功率控制输出单元分别与模数转换单元和驱动电机控制器连接。
7.根据权利要求1所述的纯电动车用增程式系统，其特征在于，所述第一发电机与电池之间设有第一断路器。
8.根据权利要求1所述的纯电动车用增程式系统，其特征在于，所述第二发电机与电池之间设有第二断路器。
9.根据权利要求1所述的纯电动车用增程式系统，其特征在于，所述纯电动车用增程式系统还包括分别与电池和驱动电机连接的散热组件。
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