CN114590155A - 一种便携式增程器系统 - Google Patents
一种便携式增程器系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114590155A CN114590155A CN202210348714.6A CN202210348714A CN114590155A CN 114590155 A CN114590155 A CN 114590155A CN 202210348714 A CN202210348714 A CN 202210348714A CN 114590155 A CN114590155 A CN 114590155A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- subsystem
- range extender
- portable range
- bidirectional
- battery module
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
- B60L53/50—Charging stations characterised by energy-storage or power-generation means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
- B60L53/20—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by converters located in the vehicle
- B60L53/22—Constructional details or arrangements of charging converters specially adapted for charging electric vehicles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
- B60L53/50—Charging stations characterised by energy-storage or power-generation means
- B60L53/53—Batteries
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
- B60L53/60—Monitoring or controlling charging stations
- B60L53/62—Monitoring or controlling charging stations in response to charging parameters, e.g. current, voltage or electrical charge
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
- B60L53/60—Monitoring or controlling charging stations
- B60L53/64—Optimising energy costs, e.g. responding to electricity rates
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/44—Methods for charging or discharging
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L2210/00—Converter types
- B60L2210/10—DC to DC converters
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L2210/00—Converter types
- B60L2210/30—AC to DC converters
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
- Y02T90/12—Electric charging stations
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
- Y02T90/14—Plug-in electric vehicles
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
本发明公开了一种便携式增程器系统,包括:多个便携式增程器、多个接入开关、系统母线和能量管理子系统;所述能量管理子系统用于控制每个所述便携式增程器通过接入开关接入或断开系统母线,并控制每个所述便携式增程器的充电或放电;本发明设计的便携式增程器可以工作在移动模式和固定模式下,既能适配固定的充电系统,又能适配车内系统,本发明解决了传统式增程器与车内系统不可分割,需组合使用,以及传统式增程器只能为车辆提供能量的问题。
Description
技术领域
本发明涉及新能源汽车技术领域,具体涉及一种便携式增程器系统。
背景技术
在碳达峰、碳中和的背景下,新能源汽车蓬勃发展,2021年新能源汽车销量352.1万辆,占汽车总销量的13.4%。根据《节能与新能源汽车技术路线图2.0》的规划,2035年节能汽车与新能源汽车年销量各占50%,汽车产业实现电动化的转型。
纯电动汽车的续航里程是备受关注的问题,增程器可以为纯电动汽车提供额外的能量,增加纯电动汽车的续航里程。现有的增程器一般指能够提供额外的电能,从而使电动汽车增加行驶里程的电动汽车零部件,传统意义上的增程器指发动机与发电机的组合。现有的增程器是固定式的,通过精心设计的拓扑结构与车内其他零部件协同工作,为特定型号的车型提供能量,但是其不能灵活适配于差异化的车型。并且现有的增程器只能为车辆提供能量,不能适用于灵活的电能需求场景,例如带有用电负荷的固定充电系统。
发明内容
针对现有技术中的上述不足,本发明提供的一种便携式增程器系统解决了以下的问题:
1、传统式增程器与车内系统不可分割,需组合使用;
2、传统式增程器只能为车辆提供能量。
为了达到上述发明目的,本发明采用的技术方案为:一种便携式增程器系统,包括:多个便携式增程器、系统母线和能量管理子系统;
所述能量管理子系统用于控制每个所述便携式增程器接入或断开系统母线,并控制每个所述便携式增程器的充电或放电。
本发明的有益效果为:本系统可包括多个便携式增程器,由能量管理子系统进行统一调度和电能分配,便携式增程器接入系统母线时,可与系统母线进行电能交换,便携式增程器与系统母线断开时,便携式增程器可单独使用,适用于多种运用环境。
进一步地,所述便携式增程器包括:交流便携式增程器和直流便携式增程器。
上述进一步方案的有益效果为:便携式增程器包括交流便携式增程器和直流便携式增程器两种,使便携式增程器的适用范围更广,本发明设计的便携式增程器结构,对外连接接口丰富,对车内系统依赖程度低,内设电池管理子系统BMS,可以独立提供电能。
进一步地,所述交流便携式增程器包括:主控子系统、电池管理子系统BMS、双向AC/DC子系统、电池模组子系统、通讯接口、电气接口、切换开关、车充接口、220V电源和USB接口;
所述电池管理子系统BMS与电池模组子系统连接;所述主控子系统分别与通讯接口、切换开关、车充接口、双向AC/DC子系统和电池管理子系统BMS连接;所述双向AC/DC子系统通过切换开关分别与电气接口、车充接口、220V电源和USB接口连接;所述双向AC/DC子系统还与电池模组子系统连接。
进一步地,所述直流便携式增程器包括:双向DC/DC子系统、电池模组子系统、切换开关、车充接口、逆变器、220V电源、USB接口、电气接口、通讯接口、主控子系统和电池管理子系统BMS;
所述电池管理子系统BMS与电池模组子系统连接;所述主控子系统分别与电池管理子系统BMS、双向DC/DC子系统、通讯接口、切换开关和车充接口连接;所述双向DC/DC子系统通过切换开关分别与电气接口、车充接口和逆变器连接;所述逆变器还分别与220V电源和USB接口连接;所述双向DC/DC子系统还与电池模组子系统连接。
上述进一步方案的有益效果为:交流便携式增程器或直流便携式增程器同时设有通讯接口和电气接口,通讯接口用于与其他系统的通信,电气接口用于输送电能,本发明的增程器兼具数据传输通信和电能传输功能,还设有切换开关,灵活调整各个部分间的连接关系。
进一步地,所述能量管理子系统在控制所述便携式增程器通过接入开关接入系统母线时,便携式增程器内部与外部连接关系为:双向AC/DC子系统通过切换开关与电气接口连接,电气接口与接入开关连接;
所述能量管理子系统在控制所述便携式增程器通过接入开关断开系统母线时,便携式增程器内部与外部连接关系为:双向AC/DC子系统通过切换开关断开与电气接口的连接,并通过切换开关与车充接口、220V电源和USB接口连接。
进一步地,所述能量管理子系统在控制所述便携式增程器通过接入开关接入系统母线时,便携式增程器内部与外部连接关系为:双向DC/DC子系统通过切换开关与电气接口连接,电气接口与接入开关连接;
所述能量管理子系统在控制所述便携式增程器通过接入开关断开系统母线时,便携式增程器内部与外部连接关系为:双向DC/DC子系统通过切换开关断开与电气接口的连接,并通过切换开关与车充接口和逆变器连接。
进一步地,在所述便携式增程器通过接入开关接入系统母线的情况下,所述能量管理子系统的工作模式包括:指定SOC模式和优化调度模式;
所述指定SOC模式为:高于SOC荷电状态阈值的便携式增程器向其他用电负荷装置或者其他低于SOC荷电状态阈值的便携式增程器放电,低于SOC荷电状态阈值的便携式增程器被高于SOC荷电状态阈值的便携式增程器或其他充电子系统充电。
上述进一步方案的有益效果为:在接入系统母线的便携式增程器中,便携式增程器即可以进行充电又可以放电,其放电和充电方式,根据便携式增程器的SOC荷电状态而定,高于SOC荷电状态阈值的便携式增程器则可向低SOC荷电状态的便携式增程器进行充电,也可从其他充电子系统进行电能调度,实现电能的灵活分配。
进一步地,所述优化调度模式包括:削峰填谷方式、峰谷电价方式和需求响应方式;
所述削峰填谷方式为:在用电峰值段,便携式增程器对外放电,在用电谷值段,对便携式增程器进行充电;
削峰填谷方式下,充放电公式为:
其中,I为单个便携式增程器的实际充放电电流,I0为单个便携式增程器的额定工作电流,T为充电或放电持续时间,SOC为电池模组子系统的荷电状态,SOCmax为电池模组子系统的荷电状态上限,SOCmin为电池模组子系统的荷电状态下限,t1为用电峰值段开始时间,t2为用电峰值段结束时间,t3为用电谷值段开始时间,t4为用电谷值段结束时间,t为时间变量,n为接入系统母线的便携式增程器数量;
峰谷电价方式下,峰谷电价满足以下条件:
Pr{Prgird+Prbattery}min
Iload=Igrid+Ibattery
Imin<Ibattery<Imax
SOCmin<SOC<SOCmax
其中,Pr{}min为最小用电成本的优化目标,Prgird为电网用电成本,Prbattery为考虑电池寿命的电池模组子系统用电成本,Iload用电电流需求,Igrid为电网提供的电流,Ibattery为电池模组子系统的电流,Imin为设定的电池模组子系统充放电最小电流,Imax为设定的电池模组子系统充放电最大电流;
需求响应方式为:电池模组子系统响应用电需求,电池模组子系统对外放电,电池模组子系统响应存电需求,电池模组子系统被充电,其响应电流应满足:
I=Min{Irequired,Imax}
其中,I为响应电流,Irequired为需求的充放电电流,Imax为电池模组子系统充放电最大电流,Min{,}为取两者较小值。
上述进一步方案的有益效果为:能量管理子系统可以按照不同的使用情景对电池模组的能量进行调度,可以实现用电支撑,赚取峰谷电价的功能。
进一步地,在所述便携式增程器通过接入开关接入系统母线的情况下,主控子系统向能量管理子系统发送电池模组子系统的SOC荷电状态数据,能量管理子系统根据收到的SOC荷电状态数据向主控子系统发送控制指令,主控子系统区分控制指令内容,若控制指令为充电,则电池管理子系统BMS判断当前的电池模组子系统的SOC荷电状态是否高于等于上限值,若是,主控子系统向能量管理子系统发送调度失败指令,若否,主控子系统将收到的充电控制指令发送给双向AC/DC子系统或双向DC/DC子系统,双向AC/DC子系统或双向DC/DC子系统控制电池模组子系统进行充电;若控制指令为放电,电池管理子系统BMS判断当前的电池模组子系统的SOC荷电状态是否低于等于下限值,若是,主控子系统向能量管理子系统发送调度失败指令,若否,则主控子系统将收到的放电控制指令发送给双向AC/DC子系统或双向DC/DC子系统,双向AC/DC子系统或双向DC/DC子系统控制电池模组子系统进行放电。
上述进一步方案的有益效果为:能量管理子系统能够实时的感知便携式增程器的电池模组的SOC荷电状态,在主控子系统收到能量管理子系统的调度之后,首先通过BMS判断电池模组的SOC状态是否超过上下限,将电池模组使用的SOC限定在一定范围内,避免了电池模组的过充过放,延长电池模组的使用寿命。
进一步地,在所述便携式增程器断开系统母线的情况下,双向AC/DC子系统或双向DC/DC子系统与车充接口连接,车充接口与充电负载连接,主控子系统通过车充接口读取充电负载的充电需求,主控子系统根据充电需求,得到充电电流数据,主控子系统将充电电流数据发送给双向AC/DC子系统或双向DC/DC子系统,双向AC/DC子系统或双向DC/DC子系统根据接收到的充电电流数据,控制电池模组子系统放电。
上述进一步方案的有益效果为:便携式增程器通过车充接口与外部的充电负载连接,实时感知车主的充电需求,将车主的充电需求转换为具体的充电电流数据,从而控制双向AC/DC子系统或双向DC/DC子系统放电,实现通过车充接口匹配差异化的车型,能够满足不同车主的差异化充电需求。
附图说明
图1为一种便携式增程器系统的系统框图;
图2为一种便携式增程器系统的固定模式和移动模式对比图;
图3为交流便携式增程器的系统框图;
图4为直流便携式增程器的系统框图;
图5为便携式增程器在固定模式下的工作流程图;
图6为便携式增程器在移动模式下的工作流程图。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行描述,以便于本技术领域的技术人员理解本发明,但应该清楚,本发明不限于具体实施方式的范围,对本技术领域的普通技术人员来讲,只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内,这些变化是显而易见的,一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
如图1所示,一种便携式增程器系统,包括:多个便携式增程器、多个接入开关、系统母线和能量管理子系统;
所述能量管理子系统用于控制每个所述便携式增程器通过接入开关接入或断开系统母线,并控制每个所述便携式增程器的充电或放电。
在本实施例中,将便携式增程器接入系统母线实现便携式增程器的充电或放电命为:固定模式;将便携式增程器断开系统母线,进行独立使用,实现便携式增程器的充电或放电命为:移动模式,如图2所示。
便携式增程器可以工作在固定模式和移动模式两种模式下,并且可以实现“即插即用”和“即拔即用”的效果;在将本发明设计的便携式增程器在插入本系统时,可与系统母线进行电能交换,实现“即插即用”的效果,在将本发明设计的便携式增程器取出后,也可单独使用,实现“即拔即用”的效果。“即插即用”和“即拔即用”的效果保证了所述便携式增程器的灵活使用性。
便携式增程器包括:交流便携式增程器和直流便携式增程器。
如图3所示,所述交流便携式增程器包括:主控子系统、电池管理子系统BMS、双向AC/DC子系统、电池模组子系统、通讯接口、电气接口、切换开关、车充接口、220V电源和USB接口;
所述电池管理子系统BMS与电池模组子系统连接;所述主控子系统分别与通讯接口、切换开关、车充接口、双向AC/DC子系统和电池管理子系统BMS连接;所述双向AC/DC子系统通过切换开关分别与电气接口、车充接口、220V电源和USB接口连接;所述双向AC/DC子系统还与电池模组子系统连接。
如图4所示,所述直流便携式增程器包括:双向DC/DC子系统、电池模组子系统、切换开关、车充接口、逆变器、220V电源、USB接口、电气接口、通讯接口、主控子系统和电池管理子系统BMS;
所述电池管理子系统BMS与电池模组子系统连接;所述主控子系统分别与电池管理子系统BMS、双向DC/DC子系统、通讯接口、切换开关和车充接口连接;所述双向DC/DC子系统通过切换开关分别与电气接口、车充接口和逆变器连接;所述逆变器还分别与220V电源和USB接口连接;所述双向DC/DC子系统还与电池模组子系统连接。
在图3和图4中,各个部分间的实线表示电气连接,虚线表示通信连接。主控子系统与双向DC/DC子系统或双向AC/DC子系统的通信协议为CAN协议。
所述直流便携式增程器相比于交流便携式增程器增加了逆变器,同时将双向AC/DC改为双向DC/DC,使本发明的便携式增程器可以适用于直流和交流模式,增加了所述便携式增程器的适用范围。
在本实施例中,固定模式和移动模式的切换可通过切换开关的操作实现:所述能量管理子系统在控制所述便携式增程器通过接入开关接入系统母线时,即本实施例的固定模式下,便携式增程器内部与外部连接关系为:双向AC/DC子系统通过切换开关与电气接口连接,电气接口与接入开关连接。
所述能量管理子系统在控制所述便携式增程器通过接入开关断开系统母线时,即本实施例的移动模式下,便携式增程器内部与外部连接关系为:双向AC/DC子系统通过切换开关断开与电气接口的连接,并通过切换开关与车充接口、220V电源和USB接口连接。
所述能量管理子系统在控制所述便携式增程器通过接入开关接入系统母线时,即本实施例的固定模式下,便携式增程器内部与外部连接关系为:双向DC/DC子系统通过切换开关与电气接口连接,电气接口与接入开关连接;
所述能量管理子系统在控制所述便携式增程器通过接入开关断开系统母线时,即本实施例的移动模式下,便携式增程器内部与外部连接关系为:双向DC/DC子系统通过切换开关断开与电气接口的连接,并通过切换开关与车充接口和逆变器连接。
在本实施例中,电池管理子系统BMS采集电池模组子系统的电压、电流、温度等信号,从而感知电池模组子系统的状态,对电池模组子系统进行管理,电池管理子系统BMS将电池模组子系统的SOC荷电状态反馈到主控子系统,主控子系统通过通讯接口或车充接口交互信号,对信号进行逻辑处理,控制双向AC/DC子系统或双向DC/DC子系统对电池模组子系统按照规定的电流充放电,双向AC/DC子系统与220V电源和USB接口电气连接,双向DC/DC子系统通过逆变器和220V电源和USB接口电气连接。
在所述便携式增程器通过接入开关接入系统母线的情况下,即固定模式下,所述能量管理子系统的工作模式包括:指定SOC模式和优化调度模式;
所述指定SOC模式为:高于SOC荷电状态阈值的便携式增程器向其他用电负荷装置或者其他低于SOC荷电状态阈值的便携式增程器放电,低于SOC荷电状态阈值的便携式增程器被高于SOC荷电状态阈值的便携式增程器或其他充电子系统充电;
所述优化调度模式包括:削峰填谷方式、峰谷电价方式和需求响应方式;
所述削峰填谷方式为:在用电峰值段,便携式增程器对外放电,在用电谷值段,对便携式增程器进行充电;
削峰填谷方式下,充放电公式为:
其中,I为单个便携式增程器的实际充放电电流,I0为单个便携式增程器的额定工作电流,在本实施例中,额定工作电流I0为电池模组子系统额定容量的1/3,T为充电或放电持续时间,SOC为电池模组子系统的荷电状态,SOCmax为电池模组子系统的荷电状态上限,SOCmin为电池模组子系统的荷电状态下限,t1为用电峰值段开始时间,t2为用电峰值段结束时间,t3为用电谷值段开始时间,t4为用电谷值段结束时间,t为时间变量,n为接入系统母线的便携式增程器数量;
例如:便携式增程器系统中接入5个便携式增程器,即n=5,单个便携式增程器的电池模组子系统的额定容量为1200Ah,则额定工作电流I0为400A,则5个便携式增程器的电池模组子系统的总充放电流为2000A,设定t1=6:00,t2=22:00,则在t1-t2时间段内,所述5个便携式增程器的电池模组子系统可以放出电流2000A,放电时间T取决于设定的电池模组子系统的最低SOC下限SOCmin,若SOCmin为0,且电池模组子系统从满电开始放,则可以放电3小时,设定t3=23:00,t4=5:00,则在t3-t4时间段内可以2000A的电流进行充电,充电时间T取决于设定的电池模组的最高SOC上限SOCmax,若所述便携式增程器的电池模组初始的SOC荷电状态为0,SOCmax=1,则充电持续时间为3小时。
峰谷电价方式下,峰谷电价满足以下条件:
Pr{Prgird+Prbattery}min
Iload=Igrid+Ibattery
Imin<Ibattery<Imax
SOCmin<SOC<SOCmax
其中,Pr{}min为最小用电成本的优化目标,Prgird为电网用电成本,Prbattery为考虑电池寿命的电池模组子系统用电成本,Iload用电电流需求,Igrid为电网提供的电流(系统母线上提供的电流),Ibattery为电池模组子系统的电流,Imin为设定的电池模组子系统充放电最小电流,Imax为设定的电池模组子系统充放电最大电流;
例如,用电电流需求Iload为5000A,设定便携式增程器的电池模组子系统的工作电流最小值为Imin=500A,SOCmin=0,工作电流最大值为1500A,SOCmax=1,便携式增程器的电池模组子系统的电流Ibattery的提供可以在500A-2000A之间浮动,而电网电流Igrid也可以按需取得,综合两者达到最小用电成本的目标,如电网取电Igrid=4000A时,电池模组Ibattery=1000A时,使总电价成本Pr{}min最小。
需求响应方式为:电池模组子系统响应用电需求,电池模组子系统对外放电,电池模组子系统响应存电需求,电池模组子系统被充电,其响应电流应满足:
I=Min{Irequired,Imax}
其中,I为响应电流,Irequired为需求的充放电电流,Imax为电池模组子系统充放电最大电流,Min{,}为取两者较小值。
例如:在需求的充放电电流Irequired为3000A,电池模组子系统的最大充放电电流Imax为2000A,则需求响应电流I为2000A。
如图5所示,在所述便携式增程器通过接入开关接入系统母线的情况下,即固定模式下,主控子系统向能量管理子系统发送电池模组子系统的SOC荷电状态数据,能量管理子系统根据收到的SOC荷电状态数据向主控子系统发送控制指令,主控子系统区分控制指令内容,若控制指令为充电,则电池管理子系统BMS判断当前的电池模组子系统的SOC荷电状态是否高于等于上限值,若是,主控子系统向能量管理子系统发送调度失败指令,若否,主控子系统将收到的充电控制指令发送给双向AC/DC子系统或双向DC/DC子系统,双向AC/DC子系统或双向DC/DC子系统控制电池模组子系统进行充电;若控制指令为放电,电池管理子系统BMS判断当前的电池模组子系统的SOC荷电状态是否低于等于下限值,若是,主控子系统向能量管理子系统发送调度失败指令,若否,则主控子系统将收到的放电控制指令发送给双向AC/DC子系统或双向DC/DC子系统,双向AC/DC子系统或双向DC/DC子系统控制电池模组子系统进行放电。
如图6所示,在所述便携式增程器断开系统母线的情况下,即移动模式下,双向AC/DC子系统或双向DC/DC子系统与车充接口连接,车充接口与充电负载连接,主控子系统通过车充接口读取充电负载的充电需求,主控子系统根据充电需求,得到充电电流数据,主控子系统将充电电流数据发送给双向AC/DC子系统或双向DC/DC子系统,双向AC/DC子系统或双向DC/DC子系统根据接收到的充电电流数据,控制电池模组子系统放电,可以为车载动力电池组及时补充能量,提高车的续驶里程,起到增程的作用。同时,电动汽车和220V电源也可以通过双向DC/DC或双向AC/DC向便携式增程器内的电池模组子系统充电,增加了功能的丰富性。在本实施例中,主控子系统通过CAN协议读取充电负载的充电需求。
在本实施例中,将便携式增程器从移动模式变成固定模式时,具体操作为:通过切换开关,将双向AC/DC或DC/DC与电气接口连接,便携式增程器与能量管理子系统显示接入正常,再将接入开关闭合,实现移动模式切换成固定模式。
在本实施例中,将便携式增程器从固定模式变成移动模式时,具体操作为:断开接入开关,等待便携式增程器显示设备已断开,将便携式增程器从系统拔出,并将便携式增程器内切换开关进行切换,使得双向AC/DC或DC/DC与车充接口连接,实现固定模式切换成移动模式。
Claims (9)
1.一种便携式增程器系统,其特征在于,包括:多个便携式增程器、系统母线和能量管理子系统;
所述能量管理子系统用于控制每个所述便携式增程器接入或断开系统母线,并控制每个所述便携式增程器的充电或放电。
2.根据权利要求1所述的便携式增程器系统,其特征在于,所述便携式增程器包括:交流便携式增程器和直流便携式增程器。
3.根据权利要求2所述的便携式增程器系统,其特征在于,所述交流便携式增程器包括:主控子系统、电池管理子系统BMS、双向AC/DC子系统、电池模组子系统、通讯接口、电气接口、切换开关、车充接口、220V电源和USB接口;
所述电池管理子系统BMS与电池模组子系统连接;所述主控子系统分别与通讯接口、切换开关、车充接口、双向AC/DC子系统和电池管理子系统BMS连接;所述双向AC/DC子系统通过切换开关分别与电气接口、车充接口、220V电源和USB接口连接;所述双向AC/DC子系统还与电池模组子系统连接。
4.根据权利要求2所述的便携式增程器系统,其特征在于,所述直流便携式增程器包括:双向DC/DC子系统、电池模组子系统、切换开关、车充接口、逆变器、220V电源、USB接口、电气接口、通讯接口、主控子系统和电池管理子系统BMS;
所述电池管理子系统BMS与电池模组子系统连接;所述主控子系统分别与电池管理子系统BMS、双向DC/DC子系统、通讯接口、切换开关和车充接口连接;所述双向DC/DC子系统通过切换开关分别与电气接口、车充接口和逆变器连接;所述逆变器还分别与220V电源和USB接口连接;所述双向DC/DC子系统还与电池模组子系统连接。
5.根据权利要求3所述的便携式增程器系统,其特征在于,所述能量管理子系统在控制所述便携式增程器通过接入开关接入系统母线时,便携式增程器内部与外部连接关系为:双向AC/DC子系统通过切换开关与电气接口连接,电气接口与接入开关连接;
所述能量管理子系统在控制所述便携式增程器通过接入开关断开系统母线时,便携式增程器内部与外部连接关系为:双向AC/DC子系统通过切换开关断开与电气接口的连接,并通过切换开关与车充接口、220V电源和USB接口连接。
6.根据权利要求4所述的便携式增程器系统,其特征在于,所述能量管理子系统在控制所述便携式增程器通过接入开关接入系统母线时,便携式增程器内部与外部连接关系为:双向DC/DC子系统通过切换开关与电气接口连接,电气接口与接入开关连接;
所述能量管理子系统在控制所述便携式增程器通过接入开关断开系统母线时,便携式增程器内部与外部连接关系为:双向DC/DC子系统通过切换开关断开与电气接口的连接,并通过切换开关与车充接口和逆变器连接。
7.根据权利要求3或4所述的便携式增程器系统,其特征在于,在所述便携式增程器通过接入开关接入系统母线的情况下,所述能量管理子系统的工作模式包括:指定SOC模式和优化调度模式;
所述指定SOC模式为:高于SOC荷电状态阈值的便携式增程器向其他用电负荷装置或者其他低于SOC荷电状态阈值的便携式增程器放电,低于SOC荷电状态阈值的便携式增程器被高于SOC荷电状态阈值的便携式增程器或其他充电子系统充电;
所述优化调度模式包括:削峰填谷方式、峰谷电价方式和需求响应方式;
所述削峰填谷方式为:在用电峰值段,便携式增程器对外放电,在用电谷值段,对便携式增程器进行充电;
削峰填谷方式下,充放电公式为:
其中,I为单个便携式增程器的实际充放电电流,I0为单个便携式增程器的额定工作电流,T为充电或放电持续时间,SOC为电池模组子系统的荷电状态,SOCmax为电池模组子系统的荷电状态上限,SOCmin为电池模组子系统的荷电状态下限,t1为用电峰值段开始时间,t2为用电峰值段结束时间,t3为用电谷值段开始时间,t4为用电谷值段结束时间,t为时间变量,n为接入系统母线的便携式增程器数量;
峰谷电价方式下,峰谷电价满足以下条件:
Pr{Prgird+Prbattery}min
Iload=Igrid+Ibattery
Imin<Ibattery<Imax
SOCmin<SOC<SOCmax
其中,Pr{}min为最小用电成本的优化目标,Prgird为电网用电成本,Prbattery为考虑电池寿命的电池模组子系统用电成本,Iload用电电流需求,Igrid为电网提供的电流,Ibattery为电池模组子系统的电流,Imin为设定的电池模组子系统充放电最小电流,Imax为设定的电池模组子系统充放电最大电流;
需求响应方式为:电池模组子系统响应用电需求,电池模组子系统对外放电,电池模组子系统响应存电需求,电池模组子系统被充电,其响应电流应满足:
I=Min{Irequired,Imax}
其中,I为响应电流,Irequired为需求的充放电电流,Imax为电池模组子系统充放电最大电流,Min{,}为取两者较小值。
8.根据权利要求3或4所述的便携式增程器系统,其特征在于,在所述便携式增程器通过接入开关接入系统母线的情况下,主控子系统向能量管理子系统发送电池模组子系统的SOC荷电状态数据,能量管理子系统根据收到的SOC荷电状态数据向主控子系统发送控制指令,主控子系统区分控制指令内容,若控制指令为充电,则电池管理子系统BMS判断当前的电池模组子系统的SOC荷电状态是否高于等于上限值,若是,主控子系统向能量管理子系统发送调度失败指令,若否,主控子系统将收到的充电控制指令发送给双向AC/DC子系统或双向DC/DC子系统,双向AC/DC子系统或双向DC/DC子系统控制电池模组子系统进行充电;若控制指令为放电,电池管理子系统BMS判断当前的电池模组子系统的SOC荷电状态是否低于等于下限值,若是,主控子系统向能量管理子系统发送调度失败指令,若否,则主控子系统将收到的放电控制指令发送给双向AC/DC子系统或双向DC/DC子系统,双向AC/DC子系统或双向DC/DC子系统控制电池模组子系统进行放电。
9.根据权利要求3或4所述的便携式增程器系统,其特征在于,在所述便携式增程器断开系统母线的情况下,双向AC/DC子系统或双向DC/DC子系统与车充接口连接,车充接口与充电负载连接,主控子系统通过车充接口读取充电负载的充电需求,主控子系统根据充电需求,得到充电电流数据,主控子系统将充电电流数据发送给双向AC/DC子系统或双向DC/DC子系统,双向AC/DC子系统或双向DC/DC子系统根据接收到的充电电流数据,控制电池模组子系统放电。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210348714.6A CN114590155B (zh) | 2022-04-01 | 2022-04-01 | 一种便携式增程器系统 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210348714.6A CN114590155B (zh) | 2022-04-01 | 2022-04-01 | 一种便携式增程器系统 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN114590155A true CN114590155A (zh) | 2022-06-07 |
CN114590155B CN114590155B (zh) | 2022-12-06 |
Family
ID=81812934
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202210348714.6A Active CN114590155B (zh) | 2022-04-01 | 2022-04-01 | 一种便携式增程器系统 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN114590155B (zh) |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101966821A (zh) * | 2010-10-14 | 2011-02-09 | 超威电源有限公司 | 一种增程式纯电动汽车系统 |
US20130300126A1 (en) * | 2012-05-10 | 2013-11-14 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Range Extender, Drive and Motor Vehicle |
CA2787418A1 (en) * | 2012-08-21 | 2014-02-21 | Qutel Inc. | System and method for managing a multiphase motor in an electric automotive vehicle |
CN104103865A (zh) * | 2014-07-22 | 2014-10-15 | 合肥国轩高科动力能源股份公司 | 纯电动汽车的增程电池组系统 |
CN106042885A (zh) * | 2016-07-07 | 2016-10-26 | 中国第汽车股份有限公司 | 一种插电式混合动力汽车用双向供电系统 |
CN106300611A (zh) * | 2016-08-26 | 2017-01-04 | 北京长城华冠汽车科技股份有限公司 | 一种车载可充电储能系统的充电组件和电动汽车 |
CN108638874A (zh) * | 2018-04-09 | 2018-10-12 | 浙江吉利控股集团有限公司 | 一种基于增程式车辆的储能管理系统 |
CN109193047A (zh) * | 2018-09-07 | 2019-01-11 | 威马智慧出行科技(上海)有限公司 | 一种增程式电池系统 |
CN113619409A (zh) * | 2020-05-06 | 2021-11-09 | 威马智慧出行科技(上海)有限公司 | 车载电源系统、车辆及充放电的控制方法 |
CN215904349U (zh) * | 2021-08-23 | 2022-02-25 | 成都精锐环科技有限公司 | 一种基于分布式汽车电池的增程系统 |
-
2022
- 2022-04-01 CN CN202210348714.6A patent/CN114590155B/zh active Active
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101966821A (zh) * | 2010-10-14 | 2011-02-09 | 超威电源有限公司 | 一种增程式纯电动汽车系统 |
US20130300126A1 (en) * | 2012-05-10 | 2013-11-14 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Range Extender, Drive and Motor Vehicle |
CA2787418A1 (en) * | 2012-08-21 | 2014-02-21 | Qutel Inc. | System and method for managing a multiphase motor in an electric automotive vehicle |
CN104103865A (zh) * | 2014-07-22 | 2014-10-15 | 合肥国轩高科动力能源股份公司 | 纯电动汽车的增程电池组系统 |
CN106042885A (zh) * | 2016-07-07 | 2016-10-26 | 中国第汽车股份有限公司 | 一种插电式混合动力汽车用双向供电系统 |
CN106300611A (zh) * | 2016-08-26 | 2017-01-04 | 北京长城华冠汽车科技股份有限公司 | 一种车载可充电储能系统的充电组件和电动汽车 |
CN108638874A (zh) * | 2018-04-09 | 2018-10-12 | 浙江吉利控股集团有限公司 | 一种基于增程式车辆的储能管理系统 |
CN109193047A (zh) * | 2018-09-07 | 2019-01-11 | 威马智慧出行科技(上海)有限公司 | 一种增程式电池系统 |
CN113619409A (zh) * | 2020-05-06 | 2021-11-09 | 威马智慧出行科技(上海)有限公司 | 车载电源系统、车辆及充放电的控制方法 |
CN215904349U (zh) * | 2021-08-23 | 2022-02-25 | 成都精锐环科技有限公司 | 一种基于分布式汽车电池的增程系统 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN114590155B (zh) | 2022-12-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101257218B (zh) | 一种用于电力车辆的电池交互式充电的系统和方法 | |
CN103023089B (zh) | 电力供应系统、电动车辆及充电适配器 | |
CN103746422B (zh) | 一种基于接口智能识别技术的直流充放电控制方法 | |
CN104333077A (zh) | 电动汽车充电机分时复用的充电方法及充电系统 | |
CN111546942A (zh) | 高压动力电池在通讯基站中的低压直流充放电源管理系统 | |
CN201623523U (zh) | 一种应急充电车和充电系统 | |
CN115303107A (zh) | 电动汽车集中充电控制系统及方法 | |
CN114954313A (zh) | 电动汽车车载供电系统及其控制方法 | |
CN113270884B (zh) | 一种基于v2g微网系统的电力能源管理系统和方法 | |
CN205220414U (zh) | 一种基于燃料电池的电电混合电动汽车供电系统 | |
CN101624021B (zh) | 一种纯电动汽车12v蓄电池工作系统的管理方法 | |
CN114590155B (zh) | 一种便携式增程器系统 | |
CN209756815U (zh) | 一种纯电动车用增程式系统 | |
CN105896619A (zh) | V2g交直流混合微电网控制方法 | |
CN113352952B (zh) | 一种用于氢电混合动力汽车的动力控制集成方法及系统 | |
CN113752885B (zh) | 一种可支持直流充电国标的电动汽车充电宝 | |
CN213973600U (zh) | 一种高压控制装置 | |
CN211543271U (zh) | 一种电动汽车供电系统 | |
CN114784837A (zh) | 一种充电站能源管理系统及其管理方法 | |
CN113910931A (zh) | 一种用于电动汽车的无线充电系统及方法 | |
CN111211590B (zh) | 一种车辆、复合电源系统及其能量管理方法 | |
CN201839020U (zh) | 同时控制混合动力汽车电机和dc-dc电源的控制系统 | |
CN105253027A (zh) | 一种电动汽车分布式能源供给系统及其工作方法 | |
CN218343278U (zh) | 一种适用于phev车型的拓展充电系统 | |
CN220535428U (zh) | 一种小型化储能充电系统 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |