CN110395121B - 一种车载供电系统、供电方法及车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种车载供电系统,所述供电系统包括供电单元、双向逆变器、电源分配单元和至少一套增程器;所述供电单元包括直流供电装置和/或交流供电装置;所述直流供电装置和所述交流供电装置分别与所述电源分配单元电连接;所述双向逆变器设置于所述交流供电装置和所述电源分配单元之间;所述增程器与所述电源分配单元电连接,所述增程器用于将化学能转变为电能以作为向外部供电的电源。本发明还公开了一种使用该供电系统的供电方法,还公开了一种具有该供电系统的车辆。采用本发明,具有即能够为承载车辆提供电能,也能为待充电设备提供电能;能够适应多种功率需求;应用范围广;能够适应各种路面的需求以及野外露天作业需求等优点。
Description
技术领域
本发明涉及移动式供电系统,特别涉及一种车载供电系统,还涉及供电方法和具有该系统的车辆。
背景技术
目前电动汽车主要是通过充电站进行充电,大部分充电站的应用环境为户外运行,充电站长期放置在室外,很容易遭到空气和水的腐蚀,单层的外壳遭到腐蚀后,很容易损害到内部电子元器件。同时由于场地等原因,如果车辆不能够停在充电站范围内,充电枪不能够到达车辆上,还需要再次移动车辆,造成不必要的麻烦,浪费时间。另外,充电站还存在分布不均的问题,城市的充电站相对较多,而农村则相对较少,甚至完全没有,没有从使用者的分布密度进行建设。而且,充电站建设成本高、占地面积大,快速充电的要求对于动力电池的寿命有影响,还需要配备谐波处理设施,建设成本高,其普及需要一定的时间以及周密的规划与布局。
当电动车长距离行驶时,常常会因为充电站等基础设施较少,而限制其使用范围。如果车辆因电量不足等原因,无法去往充电站,则需要移动式的供电装置去进行救助。
发明内容
本发明要解决车载供电系统的问题。
为解决上述技术问题,本发明公开了一种车载供电系统,所述供电系统包括供电单元、双向逆变器、电源分配单元和至少一套增程器;所述供电单元与所述电源分配单元连接,所述供电单元包括直流供电装置和/或交流供电装置;
所述双向逆变器设置于所述交流供电装置和所述电源分配单元之间;
所述增程器与所述电源分配单元电连接,所述增程器用于向车辆和/或外部待供电设备供电。
进一步的,所述供电单元还包括直流-直流转换器,所述直流-直流转换器设置于所述直流供电装置和所述电源分配单元之间,用于根据充电需要将电源转换为所需电压输出。
进一步的,所述供电系统还包括动力电池和动力电池管理模块,
所述动力电池与所述电源分配单元电连接;所述动力电池管理模块与所述动力电池电连接。
进一步的,所述增程器包括发动机、发电机和增程器控制器;
所述发动机与车辆的油箱连接,所述发电机与所述发动机连接,所述电源分配单元与所述发电机电连接,
所述增程器控制器与所述发动机电连接。
进一步的,所述供电系统还包括供电控制器,所述供电控制器分别与所述增程器控制器、发动机、动力电池、双向逆变器、直流-直流转换器、交流供电装置和动力电池管理模块连接。
相应的,本发明还提供了一种供电方法,所述供电方法使用上述的车载供电系统,所述供电方法包括:
获取供电需求,所述供电需求包括承载车辆的供电需求和待充电设备的供电需求;
根据所述供电需求控制相应个数的所述增程器工作。
进一步的,所述根据所述供电需求控制相应个数的所述增程器工作包括:
若无待充电设备,则根据承载车辆的供电需求控制所述动力电池或所述增程器供电;
若有待充电设备,则根据承载车辆的供电需求和待充电设备的供电需求控制相应个数的所述增程器供电。
相应的,本发明还提供了一种车辆,所述车辆包括上述的供电系统。
进一步的,所述车辆内设有设备间和工作间,
所述增程器设置于所述设备间内;
所述工作间内设有工具箱、工作台和生活区。
进一步的,所述车辆还包括交流充电输入接口和直流充电输入接口;
所述交流充电输入接口与所述双向逆变器连接,所述直流充电输入接口与所述电源分配单元连接。
相应的,本发明还提供了一种计算机存储介质,所述存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集,所述至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集由处理器加载并执行如上述的供电方法。
相应的,本发明还提供了一种终端,包括:处理器以及存储器;其中,
所述处理器用于调用并执行所述存储器中存储的程序;
所述存储器用于存储程序,所述程序用于:获取供电需求,所述供电需求包括承载车辆的供电需求和待充电设备的供电需求;根据所述供电需求控制相应个数的所述增程器工作。
采用上述技术方案,本发明所述的具有如下有益效果:本发明将增程器作为供电电源,即能够为承载车辆本身提供电能,也能为外部待充电设备提供电能,便于实现;另外,根据供电需求只要增设和启动相应个数的增程器即可,能够适应多种功率需求;供电单元内集成有交流输出和直流输出,能够根据需要提供相应种类和大小的电源,应用范围广;所述供电系统能够搭载各类车型,能够适应各种路面的需求以及野外露天作业需求,具有整体性能稳定可靠、操作简便、噪音低、排放性好、便于维护等特点,能很好的满足纯电动车紧急的充电需求;并且,车内配备有工作间和设备间,能够为操作人员提供较为舒适的工作空间。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明所述供电系统的组成结构示意图;
图2是本发明所述供电方法的流程图;
图3是本发明所述步骤S200的流程图;
图4为本发明所述车辆电气系统的基本架构;
图5为本发明所述车辆的结构示意图;
图6为本发明所述车辆的内部示意图;
图7为本发明所述车辆的内部示意图。
以下对附图作补充说明:
1-供电单元;101-直流供电装置;102-交流供电装置;103-直流-直流转换器;2-双向逆变器;3-电源分配单元;4-增程器;401-发动机;402-发电机;403-增程器控制器;404-发动机控制器;405-发电机控制器;5-动力电池;6-动力电池管理模块;7-供电控制器;8-车辆;801-设备间;802-工作间;9-交流充电接口;10-直流充电接口;11-整车控制器;12驱动控制器;13-动力电机;14-减速器;15-差速器;16-空调;17-组合仪表;18-驾驶员接口;19-辅件;20-直流-直流降压器;21-蓄电池;22-油箱;23-油门制动。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本发明的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“顶”、“底”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的包括一个或者更多个该特征。而且,术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
实施例:
如图1所示,本发明公开了一种车载供电系统,所述供电系统包括供电单元1、双向逆变器2、电源分配单元3和至少一套增程器4;所述供电单元1与所述电源分配单元3连接,所述供电单元1包括直流供电装置101和/或交流供电装置102;
所述双向逆变器2设置于所述交流供电装置102和所述电源分配单元3之间;
所述增程器4与所述电源分配单元3电连接,所述增程器4用于向车辆和/或外部待供电设备供电。
可以理解的是,对于传统的增程式车辆,车内可能只搭载一套增程器4,用于增加车辆的续航能力。在本发明中,所述增程器4除了能够发挥传统增程器4提高续航能力的作用,还能够在外部需要的时候,作为电源向外部供电,因此,本发明中的增程器4可以有多台,其具体的数目视车辆的供电规格、空间大小以及运载能力等而定。
另外,所述双向逆变器2一方面能够将电源分配单元3输出的电能变为交流电输出,以向外部供电;另一方面还能够将外部交流电变为直流电,以向车辆8供电。比如,当有电网资源时可将电网连接至交流充电接口9,正常供电后由双向逆变器2进行配电分别提供人员工作间供电和交流供电装置102供电,同时多余电量转化成直流电辅助增程器4向外部供电以提高供电能力,实现节能减排。在没有电网资源情况下,双向逆变器2可实现直流转交流功能,分别提供人员工作间供电和交流供电装置102供电。
进一步的,所述交流供电装置102可以为220V/380V插座。
在一些实施例中,所述供电单元1还包括直流-直流转换器103,所述直流-直流转换器103设置于所述直流供电装置101和所述电源分配单元3之间,用于根据充电需要将电源转换为所需电压输出。
可以理解的是,现有电动汽车电压有很多规格,比如车辆动力电池有350V、400V、750V等。通过直流-直流转换器103能够将来自电源分配单元3的电能转化为所需的电压,其能够向外部供电。
在一些实施例中,所述增程器4包括发动机401、发电机402和增程器控制器403;
所述发动机401与车辆8的油箱22连接,所述发电机402与所述发动机401连接,所述电源分配单元3与所述发电机402电连接,所述增程器控制器403与所述发动机401电连接。
具体的,所述发电机402与所述发动机401通过曲轴直联。
进一步的,多个所述增程器4的发动机401能够共用同一油箱22。
进一步的,所述增程器4还包括发动机控制器404和发电机控制器405,所述发动机控制器404与所述发动机401连接,所述发电机控制器405与所述发电机402连接,所述发电机控制器405还与所述电源分配单元3连接。
在一些实施例中,所述供电系统还包括动力电池5和动力电池管理模块6,
所述动力电池5与所述电源分配单元3电连接;所述动力电池管理模块6与所述动力电池5电连接。
可以理解的是,在承载车辆运载时,动力电池5和增程器4对车辆进行供电,以满足车辆运载等使用需求;在对外界进行供电时,动力电池5和增程器4也能够协调控制,根据所需电量的多少对承载车辆和外界待充设备进行供电,或只对外界待充设备进行供电。
在一些实施例中,所述供电系统还包括供电控制器7,所述供电控制器7分别与所述增程器控制器403、发动机401、动力电池5、双向逆变器2、直流-直流转换器103、交流供电装置102和动力电池管理模块6连接,用于控制所述供电系统工作。
进一步的,所述供电控制器7可以集成于整车控制器11内。
相应的,如图2所示,本发明还提供了一种供电方法,所述供电方法使用上述的车载供电系统,所述供电方法包括:
S100:获取供电需求,所述供电需求包括承载车辆的供电需求和待充电设备的供电需求;
S200:根据所述供电需求控制相应个数的所述增程器4工作。
在一些实施例中,如图3所示,控制所述增程器4工作包括;
S210:将所述供电需求解析成发动机控制指令和发电机控制指令;
S220:根据所述发动机控制指令和所述发电机控制指令分别控制所述发动机401和所述发电机402工作。
其中,所述发动机控制指令可以是对发动机401转速的控制,所述发电机控制指令可以是对发电机402扭矩的控制。
可以理解的是,结合具体的器件,可以通过所述增程器控制器403能够将外界的功率请求解析成发动机401的控制指令和发电机402的控制指令,并可以将发动机控制指令发送给发动机控制器404,以控制发动机401转速;以及可以将发电机控制指令发送给发电机控制器405,以控制发电机402扭矩,从而实现增程器4输出所需功率。
在一些实施例中,所述根据所述供电需求控制相应个数的所述增程器4工作包括:
若无待充电设备,则根据承载车辆的供电需求控制所述动力电池5或所述增程器4供电;
若有待充电设备,则根据承载车辆的供电需求和待充电设备的供电需求控制相应个数的所述增程器4供电。
可以理解的是,比如,没有待充电设备,车辆正常行驶,若动力电池5电能充足,则只需要动力电池5供电即可;若动力电池5电量消耗到一定程度无法供电,则通过增程器4进行供电。
有待充电设备,车辆驻车,则根据待充电设备的功率控制能满足该功率输出的增程器4个数启动。在此过程中,还要结合考虑车辆本身的供电需求。
以及若所需功率超过增程器4能够提供的功率,则以增程器4能提供的最大功率供电。
相应的,本发明还提供了一种车辆,所述车辆8包括上述任意一种的供电系统。
在一些实施例中,如图5、6和7所示,所述车辆8内设有设备间801和工作间802,所述增程器4设置于所述设备间801内;所述工作间802内设有工具箱、工作台和生活区。
可以理解的是,采用工作间802、设备间801分区布置方式,达到设备间801独立运行,工作间802能够满足办公需求且安全舒适;根据需要,工作间802内可以配备冷暖空调16、工具箱、工作台、饮水机、物品存放柜等基本工作及生活设施。
在一些实施例中,如图4所示,所述车辆8还包括交流充电接口9和直流充电接口10;
所述交流充电接口9与所述双向逆变器2连接,所述直流充电接口10与所述电源分配单元3连接。
可以理解的是,在有外部电网或者其他充电设备比如充电站等,能够通过所述交流充电接口9或所述直流充电接口10对车辆8进行充电。
进一步的,如图4所示,所述车辆8还包括整车控制器11,所述供电系统中的所述发动机控制器404、所述发电机控制器405、所述增程器控制器403、所述直流-直流转换器103、所述交流供电装置102、所述双向逆变器2、所述动力电池管理模块6通过CAN总线与所述整车控制器11通信。
进一步的,如图4所示,所述车辆8还包括驱动控制器12、动力电机13、减速器14和差速器15,所述差速器15与所述减速器14连接,所述减速器14与所述动力电机13连接,所述动力电机13与所述电源分配单元3连接;
所述驱动控制器12与所述动力电机13连接,所述驱动控制器12还通过CAN总线与所述整车控制器11连接。
进一步的,如图4所示,所述车辆8还包括空调16、组合仪表17、驾驶员接口18以及其它辅件19,空调16和辅件19与所述电源分配单元3连接;空调16、组合仪表17、驾驶员接口18和辅件19通过CAN总线与所述整车控制器11连接。
可以理解的是,所述电源分配单元3能够根据外部供电的需要以及车辆8本身电量的需要对电量进行合理的分配,从而在对外部设备充电的同时,也能满足车辆8本身的电能需求。
其中,所述辅件19包括PTC、空压机、冷却水泵和转向油泵等设备。另外,所述驾驶员接口18还与车辆8油门制动23连接。
可以理解的是,上述内容中,给出了车辆8电气系统的基本架构。若供电控制器7集成于所述整车控制器11内,在具体使用时,整车控制器11能够根据车辆8的使用需求进行相应的协调控制。比如,当车辆8在正常行驶时,动力电池5和增程器4能够提供车辆8所需能源,保障车辆8各个功能的正常进行,其中增程器4能够提高车辆8的续航能力;当车辆8驻车向外部供电时,能够根据待充电设备的功率需求,启动相应个数的增程器4进行供电。当车辆8对外部进行供电时,如果车辆8内部需要电能使用,也能对内部进行供电。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种车载供电系统,其特征在于,所述供电系统包括供电单元(1)、双向逆变器(2)、电源分配单元(3)、动力电池(5)和至少一套增程器(4);
所述供电单元(1)与所述电源分配单元(3)连接,所述供电单元(1)包括直流供电装置(101)和/或交流供电装置(102),所述直流供电装置(101)与所述电源分配单元(3)相连接;
所述双向逆变器(2)设置于所述交流供电装置(102)和所述电源分配单元(3)之间,所述双向逆变器(2)与所述交流充电接口(9)连接,所述交流充电接口(9)用于与外部电网相连接;所述双向逆变器(2)能够向人员工作间和交流供电装置(102)供电,所述双向逆变器(2)还能够辅助增程器(4)向外部供电设备供电;
所述电源分配单元用于根据承载车辆的供电需求和外部待充电设备的供电需求对电量进行分配;
所述增程器(4)与所述电源分配单元(3)电连接,所述增程器(4)包括发动机(401)、发电机(402)和增程器控制器(403),所述发动机(401)与车辆(8)的油箱连接,所述发电机(402)与所述发动机连接,所述增程器控制器(403)与所述发动机(401)电连接;所述电源分配单元(3)与所述发电机(402)电连接;
所述动力电池(5)与所述电源分配单元(3)连接;
所述至少一套增程器(4)用于根据所述外部供电设备的供电需求进行供电。
2.根据权利要求1所述的车载供电系统,其特征在于,所述供电单元(1)还包括直流-直流转换器(103),所述直流-直流转换器(103)设置于所述直流供电装置(101)和所述电源分配单元(3)之间,用于根据充电需要将电源转换为所需电压输出。
3.根据权利要求1所述的车载供电系统,其特征在于,所述供电系统还包括动力电池管理模块(6),
所述动力电池管理(6)与所述动力电池(5)电连接。
4.根据权利要求1所述的车载供电系统,其特征在于,所述供电系统还包括供电控制器(7),所述供电控制器(7)分别与所述增程器控制器(403)、发动机(401)、动力电池(5)、双向逆变器(2)、直流-直流转换器(103)、交流供电装置(102)和动力电池管理模块(6)连接。
5.一种供电方法,其特征在于,所述供电方法使用权利要求1-4中任意一项所述的车载供电系统,所述供电方法包括:
获取供电需求,所述供电需求包括承载车辆(8)的供电需求和待充电设备的供电需求;
根据所述供电需求控制相应个数的所述增程器(4)工作。
6.根据权利要求5所述的供电方法,其特征在于,所述根据供电需求控制相应个数的所述增程器(4)工作包括:
若无待充电设备,则根据承载车辆(8)的供电需求控制所述动力电池(5)或所述增程器(4)供电;
若有待充电设备,则根据承载车辆(8)的供电需求和待充电设备的供电需求控制相应个数的所述增程器(4)供电。
7.一种车辆,其特征在于,所述车辆(8)包括权利要求1-4中任意一项所述的供电系统。
8.根据权利要求7所述的车辆,其特征在于,所述车辆(8)内设有设备间(801)和工作间(802),
所述增程器(4)设置于所述设备间(801)内;
所述工作间(802)内设有工具箱、工作台和生活区。
9.根据权利要求7所述的车辆,其特征在于,所述车辆(8)还包括交流充电接口(9)和直流充电接口(10);
所述交流充电接口(9)与所述双向逆变器(2)连接,所述直流充电接口(10)与所述电源分配单元(3)连接。
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