CN113665462A - 多功能移动救援充电车 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多功能移动救援充电车，其包括电动车本体、动力电池模块、放电电池模块、充电模块和控制模块，动力电池模块用于对动力设备供电及电动车本体内的照明设备供电；放电电池模块用于对待充电车辆进行充电和对外部用电设备供电；充电模块用于对动力电池模块和放电电池模块充电；外部云端设备发送指令至控制模块，控制模块通过外围设备展示指令，以提醒驾驶员依据指令将电动车本体驾驶至指定地点以供对待充电车辆进行充电和/或对外部用电设备供电；本发明通过动力电池模块和放电电池模块为待充电车辆和外部用电设备提供移动救援充电、供电等多方位服务，实现一车多用。

Description

多功能移动救援充电车
技术领域
本发明涉及充电车技术领域，尤其涉及一种多功能移动救援充电车。
背景技术
随着环保与能源危机的大背景下，新能源电动汽车成了未来的趋势，而现实中传统充电桩普及较少，或者车主忘记充电，经常导致电动车电量用尽无法行驶，一般救助拖车将电动汽车拖到充电桩的方法成本、高效率低。
新出现移动充电车，行驶到现场为需电电动车进行充电，是一种比较便捷的应急救援选择。但是目前的移动充电车主要利用小形燃气轮机或燃油等燃烧发电后现场供电，效率低排放污染大，违背电动汽车的环保理念。
另外，还有一些的电动型充电车利用车载蓄电池蓄电后向外界需求车辆进行救援充电。但是由于电动型移动充电车的功能单一，自身的电池容量限制，再加上蓄电池蓄满电后的等待过程中，长时间的户外停放蓄电池会因自身的放电造成电量不足，这都降低了电动充电车的应用。
除此之外，在景区、广场等特殊场所，不同时节和时段的人员车流变动很大，对充电桩的需求量也不同。比如，在节假日的旅游景区或举办展览的展馆，此时人员车辆流动大，充电桩经常供不应求，出现车等桩的情况。如果在这类场所加大充电桩的建设投入，不仅投入大，在平常的淡季时车流量少的情况下，还会造成大量充电桩的闲置浪费。
发明内容
本发明的目的是提供一种多功能移动救援充电车，其以电动车为载体，通过动力电池模块和放电电池模块为待充电车辆和外部用电设备提供移动救援充电、供电等多方位服务，实现一车多用，且动力电池模块和放电电池模块通过电动车本体上的充电模块补充电能，更能满足当前社会的环保理念。
为了实现上有目的，本发明公开了一种多功能移动救援充电车，其包括电动车本体、动力电池模块、放电电池模块、充电模块和控制模块，所述电动车本体包括底盘、车厢和动力设备，所述车厢和动力设备分别安装于所述底盘上，所述动力设备用于驱动所述底盘移动；所述动力电池模块用于对所述动力设备供电及电动车本体内的照明设备供电；所述放电电池模块用于对待充电车辆进行充电和对外部用电设备供电；所述充电模块用于对所述动力电池模块和放电电池模块充电；所述控制模块分别连接所述动力电池模块、放电电池模块和外部云端设备，所述外部云端设备发送指令至所述控制模块，所述控制模块通过外围设备展示所述指令，以提醒驾驶员依据所述指令将所述电动车本体驾驶至指定地点以供对待充电车辆进行充电和/或对外部用电设备供电。
与现有技术相比，本发明以电动车为载体，通过动力电池模块和放电电池模块为待充电车辆和外部用电设备提供移动救援充电、供电等多方位服务，且动力电池模块和放电电池模块通过电动车本体上的充电模块补充电能，更能满足当前社会的环保理念。
较佳地，所述控制模块还依据所述动力电池模块和/或放电电池模块的剩余电量，通过将所述充电模块接入外部充电桩后，在电网用电低峰期间对所述动力电池模块和/或放电电池模块进行充电；所述动力电池模块和/或放电电池模块可作为储能电池使用，以削峰填谷的方式降低电网波动。
较佳地，所述外部充电桩包括交流充电桩和直流充电桩，所述充电模块包括可接入所述交流充电桩的交流充电单元和可接入所述直流充电桩的直流充电单元，所述交流充电单元电连接所述动力电池模块，以通过所述交流充电桩提供的交流电对所述动力电池模块进行普通充电；所述直流充电单元分别电连接所述动力电池模块和放电电池模块，以通过所述直流充电桩提供的直流电分别对所述动力电池模块和放电电池模块进行快速充电。
较佳地，所述交流充电单元包括车载交流充电口和AC/DC充电控制器，所述车载交流充电口设于所述车厢内，所述AC/DC充电控制器分别电连接所述车载交流充电口、动力电池模块和放电电池模块，所述车载交流充电口用于与所述交流充电桩插接电连接；所述直流充电单元包括车载直流充电口和DC/DC充电控制器，所述车载直流充电口设于所述车厢内，所述DC/DC充电控制器分别电连接所述车载直流充电口、动力电池模块和放电电池模块，所述车载直流充电口用于供所述直流充电桩插接电连接。
较佳地，所述动力电池模块包括第一电池管理系统和动力电池，所述第一电池管理系统分别电连接所述动力电池、交流充电单元和直流充电单元，所述第一电池管理系统采集所述动力电池的电池参数，并依据所述动力电池的电池参数控制所述交流充电单元和直流充电单元对所述动力电池进行充电。
较佳地，所述放电电池模块包括依次电连接的第二电池管理系统、放电电池、电池控制器和放电控制器，所述第二电池管理系统电连接所述直流充电单元，所述第二电池管理系统采集所述放电电池的电池参数，并依据所述放电电池的电池参数控制所述直流充电单元对所述放电电池进行充电，所述电池控制器和放电控制器共同通过所述放电电池对待充电车辆进行充电和对外部用电设备供电。
较佳地，所述电池控制器还电连接所述动力电池，所述电池控制器还用于将所述放电电池的电量转移至所述动力电池，及用于通过所述动力电池对待充电车辆进行充电和对外部用电设备供电。
较佳地，所述多功能移动救援充电车还包括市电充电模块，所述市电充电模块包括航空插头和AC/DC控制器，所述航空插头设于所述车厢内并用于电连接市电变压器，所述AC/DC控制器分别电连接所述航空插头和放电控制器，所述市电充电模块用于将市电变压器提供的电量通过所述放电控制器直接对外部用电设备供电；所述放电电池模块还包括直流充电枪和逆变器，所述直流充电强和逆变器分别电连接所述放电控制器，所述直流充电枪用于插接电连接待充电车辆，所述逆变器用于对外部用电器进行供电。
较佳地，所述指令包括救援指令和临时供电指令，所述控制模块依据所述救援指令控制所述电动车本体移动至指定地点以供对待充电车辆进行充电，及依据所述临时供电指令控制所述电动车本体移动至指定地点以供对外部用电设备进行临时供电。
较佳地，所述多功能移动救援充电车还包括设于所述车厢的光伏发电单元，所述光伏发电单元包括光伏发电控制器和设于所述车厢顶部的光伏发电板，所述光伏发电控制器分别电连接所述光伏发电板和放电电池模块，所述光伏发电单元用于将光能转化为电能，以对所述放电电池模块进行充电。
附图说明
图1是本发明的多功能移动救援充电车的电路框图；
图2是本发明的多功能移动救援充电车的一结构示意图；
图3是本发明的多功能移动救援充电车的又一结构示意图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
请参阅图1-图3所示，本实施例的多功能移动救援车1000包括电动车本体、动力电池模块、放电电池模块、充电模块和控制模块150，电动车本体包括底盘、车厢和动力设备10，车厢和动力设备10分别安装于底盘上，动力设备10用于驱动底盘移动；动力电池模块用于对动力设备10供电及电动车本体内的照明设备20供电；放电电池模块用于对待充电车辆4进行充电和对外部用电设备5供电；充电模块用于对动力电池模块和放电电池模块充电；控制模块150分别连接动力电池模块、放电电池模块和外部云端设备1，外部云端设备1发送指令至控制模块150，控制模块150通过外围设备展示指令，以提醒驾驶员依据指令将电动车本体驾驶至指定地点以供对待充电车辆4进行充电和/或对外部用电设备5供电。
这里的外围设备包括但不限于显示屏、喇叭等设备。充电和供电过程中，控制模块150通过无线网络与外部云端设备1通讯，将充电、供电时长、累计电量等数据交换至外部云端设备1，以保证充电过程的管理和价格统计服务。另外，当电动车本体具有无人驾驶功能时，控制模块150还可以连接动力设备10，以通过无人驾驶的方式依据指令将电动车本体驾驶至指定地点以供对待充电车辆4进行充电和/或对外部用电设备5供电。
较佳地，上述指令包括救援指令和临时供电指令，控制模块150依据救援指令控制电动车本体移动至指定地点以供对待充电车辆4进行充电，及依据临时供电指令控制电动车本体移动至指定地点以供对外部用电设备5进行临时供电。
需要说明的是，本实施例的动力设备10具体为本实施例的多功能移动救援车1000的诸如动力电机等驱动部件，动力电池模块驱动动力设备10运行，以实现电动车本体的移动。本实施例以电动车为移动载体，其充放电过程无燃气排放，节能环保。另外，通过控制充电时间，能够实现动力电池模块和放电电池模块在夜晚低价的电网低峰期蓄电，降低电网波动、削峰填谷。
具体地，控制模块150还依据动力电池模块和/或放电电池模块的剩余电量，通过将充电模块接入外部充电桩后，以削峰填谷的方式对动力电池模块和/或放电电池模块进行充电。具体地，在电网用电低峰期间对动力电池模块和/或放电电池模块进行充电，同时，动力电池模块和/或放电电池模块可作为储能电池使用，以削峰填谷的方式降低电网波动。
较佳地，外部充电桩包括均符合国标GB/T 20234要求的交流充电桩2和直流充电桩3，这里的外部充电桩一般设于公共停车场等充电场所。充电模块包括可接入交流充电桩2的交流充电单元和可接入直流充电桩3的直流充电单元，交流充电单元电连接动力电池模块，以通过交流充电桩2提供的交流电对动力电池模块进行普通充电；直流充电单元分别电连接动力电池模块和放电电池模块，以通过直流充电桩3提供的直流电分别对动力电池模块和放电电池模块进行快速充电。
需要说明的是，本实施例所提到的普通充电为传统意义上的慢速充电，快速充电指相对传统意义上的慢速充电的快速充电。普通和快速仅作为参考性的充电速度描述。
较佳地，交流充电单元包括车载交流充电口110和AC/DC充电控制器120，车载交流充电口110设于车厢内，AC/DC充电控制器120分别电连接车载交流充电口110、动力电池模块和放电电池模块，车载交流充电口110用于与交流充电桩2插接电连接；直流充电单元包括车载直流充电口130和DC/DC充电控制器140，车载直流充电口130设于车厢内，DC/DC充电控制器140分别电连接车载交流充电口110、动力电池模块和放电电池模块，车载直流充电口130用于供直流充电桩3插接电连接。
较佳地，动力电池模块包括第一电池管理系统30和动力电池40，第一电池管理系统30分别电连接动力电池40、交流充电单元和直流充电单元，第一电池管理系统30采集动力电池40的电池参数，并依据动力电池40的电池参数控制交流充电单元和直流充电单元对动力电池40进行充电。
较佳地，放电电池模块包括依次电连接的第二电池管理系统50、放电电池60、电池控制器70和放电控制器80，第二电池管理系统50电连接直流充电单元，第二电池管理系统50采集放电电池60的电池参数，并依据放电电池60的电池参数控制直流充电单元对放电电池60进行充电，电池控制器70和放电控制器80共同通过放电电池60对待充电车辆4进行充电和对外部用电设备5供电。
这里的第一电池管理系统30和第二电池管理系统50主要是监控动力电池40和放电电池60的电池的电压、电流和温度等工作状态、预测动力电池40的电池容量和相应的剩余行驶里程，对电池进行管理以避免出现过放、过充、过热和单体电池之间的电压严重不平衡等现象，最大限度地保护电池的储存能力和循环寿命，本实施例的外部充电桩为智能充电桩，能够根据电池管理系统反馈输出相应的电压电流。
较佳地，电池控制器70还电连接动力电池40，电池控制器70还用于将放电电池60的电量转移至动力电池40，及用于通过动力电池40对待充电车辆4进行充电和对外部用电设备5供电。上述设置的目的在于，放电电池60在给待充电车辆4充电时，如果放电电池60剩余电量不足时，就可以根据运营状态由动力电池40给待充电车辆4充电。如果多功能移动救援车1000的续航能力不足，可以让有富余的放电电池60给动力电池40充电，以满足续航要求。
较佳地，本实施例的多功能移动救援车1000还包括市电充电模块，市电充电模块包括航空插头160和AC/DC控制器170，航空插头160设于车厢内并用于电连接市电变压器6，AC/DC控制器170分别电连接航空插头160和放电控制器80，市电充电模块用于将市电变压器6提供的电量通过放电控制器80直接对外部用电设备5供电；放电电池模块还包括直流充电枪90和逆变器100，直流充电强和逆变器100分别电连接放电控制器80，直流充电枪90用于插接电连接待充电车辆4，逆变器100用于对外部用电器进行供电。这里的直流充电枪90可以为单个或多个，以实现多个待充电车辆4的同时充电。另外，车厢内配备有几十米长的接入线缆，可以通过航空插头160连接远距离的市电变压器6。
较佳地，多功能移动救援车1000还包括设于车厢的光伏发电单元，光伏发电单元包括光伏发电控制器180和设于车厢顶部的光伏发电板190，光伏发电控制器180分别电连接光伏发电板190和放电电池模块，光伏发电单元用于将光能转化为电能，以对放电电池模块进行充电。通过上述设置，以使放电电池模块保持满电状态，增加供电时长，以满足本实施例的多功能移动救援车1000等待救援过程中的长时间户外静置的电量损耗问题。
值得注意的是，本实施例的动力电池40和放电电池60可以为具有相同容量或不同容量的磷酸铁锂离子电池、锰酸锂电池或铅酸蓄电池等。动力电池40和放电电池60可以采用相同电压或者不同电压，放电电池60可以是单组或者多电池组并联。
下面对本实施例以削峰填谷的方式对动力电池模块和/或放电电池模块进行充电进行说明：
在动力电池40与放电电池60电量耗尽时(或两者中的任一者电量低于预设值时)，在夜晚电网低谷期间，采用交流充电桩2通过车载交流充电口110为动力电池40进行慢充电，以实现削峰填谷式充电，或采用直流充电桩3通过车载直流充电口130为动力电池40和放电电池60进行快速充电，并优先为动力电池40充电；当停车位具备直流充电桩3和交流充电桩2同时工作的能力时，充电模块会自动设置让直流充电单元服务于放电电池60，交流充电单元服务动力电池40。另外，充电模块同时与第一电池管理系统30和第二电池管理系统50通讯，根据电池的电池状态动态分配充电选择的优先顺序。
在接受到救援指令后，驾驶员驾驶本实施例的多功能移动救援车1000行至待充电车辆4处，放电电池60通过电池控制器70的控制，经过放电控制器80进行DC/DC转换，通过单个或多个直流充电枪90给被待充电车辆4充电。或者对外部用电设备5提供临时电源。
下面对动力电池40和放电电池60的切换中涉及的判断标准、触发和制约条件进行说明：
如果动力电池40与放电电池60相互独立，多功能移动救援车1000的充电量受当前放电电池60容量限制，多功能移动救援车1000行程受动力电池40限制，设充电车行程≤a，充电量≤b，当动力电池40和放电电池60联合控制时，可在降低航程的代价下，等量增加充电量；或可在降低充电量的情况下，等量增加充电车行程量。
由于连续工作等特性，经过一次救援后，多功能移动救援车1000的动力电池40(可行程量)和放电电池60(可充电量)的剩余电荷状态不一。当动力电池40和放电电池60互相独立，充电车需要全部满足：
1、余行程大于行驶至救援地和充电后开往最近的充电桩的距离；
2、多功能移动救援车1000的放电电池60电量大于所需充电量，才可救援。
假设待充电车辆4的所需电量为B，充电车救援距离为A(A＝待充电车辆4与多功能移动救援车1000之间的距离s+待充电车辆4与最近的外部充电桩之间的距离l)，当动力电池40与放电电池60相互独立，则接收救援的必要条件是a＞A且b＞B(忽略预测电量等误差)。
当动力电池40与放电电池60可以切换时，即使一方电池不足：a＜A或b＞B，只要(a+b)＞(A+B)，仍可接收救援命令，增加了多功能移动救援车1000的适用性。
例如，当接收到救援指令后，如本身放电电池60b＜所需充电量B，当根据动力电池40的容量所预测充电车的续航行程a，根据定位和地图信息预测救援距离A，当a大于A+(B-b)即可认为动力电池40有富余，仍允许救援，从而允许动力电池40代替放电电池60向待充电车辆4充电，在放电控制器80的控制下进行DC/DC转换以通过直流充电枪90给待充电车辆4充电。
例如，当接收救援充电需求后，如预测动力电池40容量a＜所需救援距离A，但放电电池60容量b大于B+(A-a)即可认为放电电池60有富余，仍允许救援。允许放电电池60代替动力电池40为充电车提供动力，在放电控制器80的控制下进行DC/DC转换驱动动力负载。
值得注意的是，本实施例的多功能移动救援车1000的行驶特性与普通家用电动车相似。在统计的日行驶距离基础上，根据历史行驶状况，可模拟生成电动车每天不同时段的不同路况的单位里程耗电量，结合电动车动力电池40荷电状态，就可以求得剩余行程量。
动力电池40与放电电池60相互切换后，即可以增加多功能移动救援车1000的应用场景和应用范围，增加多功能移动救援车1000的救援率，还可以降低各个电池因过度放电而导致的电池寿命降低，提高电池使用次数。增加了多功能移动救援车1000的适用性
结合图1-图3，本发明以电动车为载体，通过动力电池模块和放电电池模块为待充电车辆4和外部用电设备5提供移动救援充电、供电等多方位服务，实现一车多用，且动力电池模块和放电电池模块通过电动车本体上的充电模块补充电能，更能满足当前社会的环保理念。
以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种多功能移动救援充电车，其特征在于，包括：
电动车本体，包括底盘、车厢和动力设备，所述车厢和动力设备分别安装于所述底盘上，所述动力设备用于驱动所述底盘移动；
动力电池模块，用于对所述动力设备供电及电动车本体内的照明设备供电；
放电电池模块，用于对待充电车辆进行充电和对外部用电设备供电；
充电模块，用于对所述动力电池模块和放电电池模块充电；
控制模块，分别连接所述动力电池模块、放电电池模块和外部云端设备，所述外部云端设备发送指令至所述控制模块，所述控制模块通过外围设备展示所述指令，以提醒驾驶员依据所述指令将所述电动车本体驾驶至指定地点以供对待充电车辆进行充电和/或对外部用电设备供电。
2.如权利要求1所述的多功能移动救援充电车，其特征在于，所述控制模块还依据所述动力电池模块和/或放电电池模块的剩余电量，通过将所述充电模块接入外部充电桩后，在电网用电低峰期间对所述动力电池模块和/或放电电池模块进行充电；所述动力电池模块和/或放电电池模块可作为储能电池使用，以削峰填谷的方式降低电网波动。
3.如权利要求1所述的多功能移动救援充电车，其特征在于，所述外部充电桩包括交流充电桩和直流充电桩，所述充电模块包括可接入所述交流充电桩的交流充电单元和可接入所述直流充电桩的直流充电单元，所述交流充电单元电连接所述动力电池模块，以通过所述交流充电桩提供的交流电对所述动力电池模块进行普通充电；所述直流充电单元分别电连接所述动力电池模块和放电电池模块，以通过所述直流充电桩提供的直流电分别对所述动力电池模块和放电电池模块进行快速充电。
4.如权利要求3所述的多功能移动救援充电车，其特征在于，所述交流充电单元包括车载交流充电口和AC/DC充电控制器，所述车载交流充电口设于所述车厢内，所述AC/DC充电控制器分别电连接所述车载交流充电口、动力电池模块和放电电池模块，所述车载交流充电口用于与所述交流充电桩插接电连接；所述直流充电单元包括车载直流充电口和DC/DC充电控制器，所述车载直流充电口设于所述车厢内，所述DC/DC充电控制器分别电连接所述车载直流充电口、动力电池模块和放电电池模块，所述车载直流充电口用于供所述直流充电桩插接电连接。
5.如权利要求3所述的多功能移动救援充电车，其特征在于，所述动力电池模块包括第一电池管理系统和动力电池，所述第一电池管理系统分别电连接所述动力电池、交流充电单元和直流充电单元，所述第一电池管理系统采集所述动力电池的电池参数，并依据所述动力电池的电池参数控制所述交流充电单元和直流充电单元对所述动力电池进行充电。
6.如权利要求5所述的多功能移动救援充电车，其特征在于，所述放电电池模块包括依次电连接的第二电池管理系统、放电电池、电池控制器和放电控制器，所述第二电池管理系统电连接所述直流充电单元，所述第二电池管理系统采集所述放电电池的电池参数，并依据所述放电电池的电池参数控制所述直流充电单元对所述放电电池进行充电，所述电池控制器和放电控制器共同通过所述放电电池对待充电车辆进行充电和对外部用电设备供电。
7.如权利要求6所述的多功能移动救援充电车，其特征在于，所述电池控制器还电连接所述动力电池，所述电池控制器还用于将所述放电电池的电量转移至所述动力电池，及用于通过所述动力电池对待充电车辆进行充电和对外部用电设备供电。
8.如权利要求6所述的多功能移动救援充电车，其特征在于，还包括市电充电模块，所述市电充电模块包括航空插头和AC/DC控制器，所述航空插头设于所述车厢内并用于电连接市电变压器，所述AC/DC控制器分别电连接所述航空插头和放电控制器，所述市电充电模块用于将市电变压器提供的电量通过所述放电控制器直接对外部用电设备供电；所述放电电池模块还包括直流充电枪和逆变器，所述直流充电强和逆变器分别电连接所述放电控制器，所述直流充电枪用于插接电连接待充电车辆，所述逆变器用于对外部用电器进行供电。
9.如权利要求1所述的多功能移动救援充电车，其特征在于，所述指令包括救援指令和临时供电指令，所述控制模块依据所述救援指令控制所述电动车本体移动至指定地点以供对待充电车辆进行充电，及依据所述临时供电指令控制所述电动车本体移动至指定地点以供对外部用电设备进行临时供电。
10.如权利要求1所述的多功能移动救援充电车，其特征在于，还包括设于所述车厢的光伏发电单元，所述光伏发电单元包括光伏发电控制器和设于所述车厢顶部的光伏发电板，所述光伏发电控制器分别电连接所述光伏发电板和放电电池模块，所述光伏发电单元用于将光能转化为电能，以对所述放电电池模块进行充电。
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