CN115366712A - 移动充电装置及汽车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移动充电装置及汽车，涉及充电领域，包括电池包、能量转换模块、控制模块及充电模块；控制模块的第一端与电池包的BMS连接，控制模块的第二端与能量转换模块的控制端连接，控制模块的第三端与待充电车辆连接；能量转换模块的输入端与电池包的电池组的输出端连接，能量转换模块的输出端与充电模块的输入端连接，充电模块的输出端与待充电车辆连接；控制模块用于根据BMS确定电池组的状态。控制模块确定待充电车辆的需求后控制能量转换模块将电池包中的电池组的能量进行转换后通过充电模块为待充电车辆供电。电池包可以为车载电池，便于移动，同时不受峰谷电价影响。

Description

移动充电装置及汽车

技术领域

本发明涉及充电领域，特别是涉及一种移动充电装置及汽车。

背景技术

现有的充电桩一般安装于固定地基上，无法移动，充电站在节假日有时段性充电桩需求增加，若增加充电桩，需要新增固定地基，导致成本增加，待节假日后，又造成充电站利用率降低。充电桩的运营成本受峰谷电价影响较大，运营成本较高，且无法为亏电电动汽车提供应急充电服务。

发明内容

本发明的目的是提供一种移动充电装置及汽车，控制模块确定待充电车辆的需求后控制能量转换模块将电池包中的电池组的能量进行转换后通过充电模块为待充电车辆供电。电池包可以为车载电池，便于移动，同时不受峰谷电价影响。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种移动充电装置，包括电池包、能量转换模块、控制模块及充电模块；

所述控制模块的第一端与所述电池包的BMS连接，所述控制模块的第二端与所述能量转换模块的控制端连接，所述控制模块的第三端与待充电车辆连接；所述能量转换模块的输入端与所述电池包的电池组的输出端连接，所述能量转换模块的输出端与充电模块的输入端连接，所述充电模块的输出端与待充电车辆连接；

所述控制模块用于根据所述BMS确定所述电池组的状态，根据所述待充电车辆的需求控制所述能量转换模块将所述电池组的电量进行转换后输出至充电模块以为所述待充电车辆充电，所述电池组的状态包括可供电状态及不可供电状态。

优选的，所述充电模块包括充电枪线、充电枪头及电表；

所述充电枪线的一端与所述能量转换模块的输出端连接，所述充电枪线的另一端与所述充电枪头的一端连接，所述充电枪头的另一端与所述待充电车辆连接；所述电表设置于所述充电枪线与所述充电枪头之间，所述电表还与所述控制模块连接；

所述充电枪线及所述充电枪头用于将所述能量转换模块输出的电能传输至所述待充电车辆；

所述电表用于记录所述能量转换模块的充电信息，所述充电信息包括输出电压、输出电流及输出功率。

优选的，所述能量转换模块包括DCDC变换器；

所述控制模块具体用于根据BMS确定所述电池组的电池状态及最大允许输出功率，与待充电车辆通讯确定所述待充电车辆的需求，根据所述需求控制所述DCDC变换器的输出电压及输出电流，所述电池状态包括正常状态及异常状态。

优选的，所述控制模块与所述BMS、所述能量转换模块及所述待充电车辆之间均通过CAN总线连接。

优选的，还包括网络通讯模块，所述控制模块还用于通过所述网络通讯模块与用户通讯。

优选的，所述充电枪线包括第一可控开关及第二可控开关，所述第一可控开关的第一端与所述DCDC变换器的输出正端连接，所述第二可控开关的第一端与所述DCDC变换器的输出负端连接，所述第一可控开关的第二端及所述第二可控开关的第二端均与所述电表的第一端连接，所述电表的第二端与所述充电枪头连接，所述第一可控开关的控制端及所述第二可控开关的控制端均与所述控制模块连接；所述第一可控开关及所述第二可控开关用于根据所述控制模块导通或关断。

优选的，所述充电模块还包括绝缘监测模块及熔断器；

所述绝缘监测模块的第一端与所述DCDC变换器的输出正端连接，所述绝缘监测模块的第二端与所述DCDC变换器的输出负端连接，所述绝缘监测模块的第三端接地，所述绝缘检测模块用于判断所述充电模块的绝缘性能；

所述熔断器的第一端与所述第一可控开关的第二端连接，所述熔断器的第二端与所述充电枪头的输入正端连接，所述熔断器用于在所述充电模块过流时进行过流保护。

优选的，所述电表包括电压采集模块及分流器；

所述电压采集模块的第一端及所述分流器的第一端分别与所述第一可控开关的第二端连接，所述电压采集模块的第二端及所述分流器的第二端分别与所述第二可控开关的第二端连接；

所述电压采集模块用于采集电压，所述分流器用于采集电流。

优选的，在所述能量转换模块包括第一DCDC变换器及第二DCDC变换器时，所述充电模块还包括第三可控开关及第四可控开关；

所述第三可控开关的第一端与所述第一DCDC变换器的输出负端连接，所述第三可控开关的第二端与所述第二DCDC变换器的输出负端连接，所述第四可控开关的第一端与所述第一DCDC变换器的输出正端连接，所述第四可控开关的第二端与所述第二DCDC变换器的输出正端连接，所述第三可控开关的控制端及所述第四可控开关的控制端均与所述控制模块连接；

所述控制模块还用于在所述第一DCDC变换器及所述第二DCDC变换器并联使用时控制所述第三可控开关及所述第四可控开关闭合，在所述第一DCDC变换器及所述第二DCDC变换器单独使用时控制所述第三可控开关及所述第四可控开关断开。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种汽车，包括上述的移动充电装置。

本申请提供了一种移动充电装置及汽车，包括电池包、能量转换模块、控制模块及充电模块；控制模块的第一端与电池包的BMS连接，控制模块的第二端与能量转换模块的控制端连接，控制模块的第三端与待充电车辆连接；能量转换模块的输入端与电池包的电池组的输出端连接，能量转换模块的输出端与充电模块的输入端连接，充电模块的输出端与待充电车辆连接；控制模块用于根据BMS确定电池组的状态。控制模块确定待充电车辆的需求后控制能量转换模块将电池包中的电池组的能量进行转换后通过充电模块为待充电车辆供电。电池包可以为车载电池，便于移动，同时不受峰谷电价影响。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例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为本发明提供的一种移动充电装置的结构示意图；

图2为本发明提供的一种充电模块的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种移动充电装置及汽车，控制模块确定待充电车辆的需求后控制能量转换模块将电池包中的电池组的能量进行转换后通过充电模块为待充电车辆供电。电池包可以为车载电池，便于移动，同时不受峰谷电价影响。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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做出创造性劳动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。

图1为本发明提供的一种移动充电装置的结构示意图，移动充电装置包括电池包1、能量转换模块2、控制模块3及充电模块4；

控制模块3的第一端与电池包1的BMS11连接，控制模块3的第二端与能量转换模块2的控制端连接，控制模块3的第三端与待充电车辆连接；能量转换模块2的输入端与电池包1的电池组12的输出端连接，能量转换模块2的输出端与充电模块4的输入端连接，充电模块4的输出端与待充电车辆连接；

控制模块3用于根据BMS11确定电池组12的状态，根据待充电车辆的需求控制能量转换模块2将电池组12的电量进行转换后输出至充电模块4以为待充电车辆充电，所述电池组12的状态包括可供电状态及不可供电状态。

考虑到现有的充电桩一般安装于固定地基上，无法移动，充电站在节假日有时段性充电桩需求增加，若增加充电桩，需要新增固定地基，导致成本增加，待节假日后，又造成充电站利用率降低。充电桩的运营成本受峰谷电价影响较大，运营成本较高，且无法为亏电电动汽车提供应急充电服务。

电池包1中包括电池组12以及BMS11(Battery Management System，电池管理系统)，BMS11管理电池组12的电压、温度、SOC(State of Charge，剩余电量)等状况。控制模块3通过BMS11获取电池组12的信息，以及电池组12的状态，例如可以正常供电或不可以正常供电。考虑到电池组12输出的能量可能与待充电车辆需要的能量不匹配，所以在电池组12可以正常供电时，能量转换模块2将电池组12输出的能量进行转换，转换为待充电车辆需要的能量后通过充电模块4为待充电车辆充电。具体的，控制模块3控制能量转换模块2的电压与电流。

本申请提供的电池包1可以为车载电池，车载电池可以随着车辆移动，解决了现有技术中充电桩固定不可移动的问题。同时电池包1供电可以解决充电桩的电量收到峰谷电价的影响，造成的成本问题，节约了成本。

综上，本申请提供了一种移动充电装置，包括电池包1、能量转换模块2、控制模块3及充电模块4；控制模块3的第一端与电池包1的BMS11连接，控制模块3的第二端与能量转换模块2的控制端连接，控制模块3的第三端与待充电车辆连接；能量转换模块2的输入端与电池包1的电池组12的输出端连接，能量转换模块2的输出端与充电模块4的输入端连接，充电模块4的输出端与待充电车辆连接；控制模块3用于根据BMS11确定电池组12的状态。控制模块3确定待充电车辆的需求后控制能量转换模块2将电池包1中的电池组12的能量进行转换后通过充电模块4为待充电车辆供电。电池包1可以为车载电池，便于移动，同时不受峰谷电价影响。

在上述实施例的基础上：

图2为本发明提供的一种充电模块4的结构示意图；

作为一种优选的实施例，充电模块4包括充电枪线41、充电枪头42及电表43；

充电枪线41的一端与能量转换模块2的输出端连接，充电枪线41的另一端与充电枪头42的一端连接，充电枪头42的另一端与待充电车辆连接；电表43设置于充电枪线41与充电枪头42之间，电表43还与控制模块3连接；

充电枪线41及充电枪头42用于将能量转换模块2输出的电能传输至待充电车辆；

电表43用于记录能量转换模块2的充电信息，充电信息包括输出电压、输出电流及输出功率。

能量转换模块2将电池组12输出的电压及电流进行调节后输出至充电枪线41，通过充电枪线41传输至充电枪头42，充电枪头42与待充电车辆连接，为待充电车辆充电。考虑到无法确定具体为待充电车辆供电的电压或电流，设置了电表43，电表43与控制模块3进行通信，确定能量转换模块2的输出电压及输出电流，进而根据输出电压及输出电流计算输出功率。

具体的，电表43与控制模块3之间通过RS485通信。

此外，充电枪线41、充电枪头42及电表43可以为多个，充电枪线41、充电枪头42及电表43的数量需要与待充电车辆的数量匹配。

能量转换模块2通过充电枪线41及充电枪头42为待充电车辆充电，同时设置电表43记录输出电压、输出电流及输出功率，更加直观记录充电过程。

作为一种优选的实施例，能量转换模块2包括DCDC(Direct Current-DirectCurrent，直流-直流)变换器；

控制模块3具体用于根据BMS11确定电池组12的电池状态及最大允许输出功率，与待充电车辆通讯确定待充电车辆的需求，根据需求控制DCDC变换器的输出电压及输出电流，电池状态包括正常状态及异常状态。

考虑到电池组12输出为高压，与待充电车辆的需求不一定匹配，所以设置了能量转换模块2将其进行转换。考虑到电池组12输出直流电，所以能量转换模块2包括DCDC变换器，将高压直流电进行降压，进而为待充电车辆供电。

具体的，能量转换模块2可以由多个DCDC变换器组成，多个DCDC变换器并联在一起工作。由BMS11下发“是否允许充电，是否终止充电，可以接受多大电压，多大电流充电”的指令给控制模块3，控制模块3再下发给能量转换模块2。DCDC变换器将电池组12输出的高压直流电转换为待充电车辆需要的范围内，进而为待充电车辆进行充电。

作为一种优选的实施例，控制模块3与BMS11、能量转换模块2及待充电车辆之间均通过CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)总线连接。

考虑到CAN总线构成的网络各节点之间的数据通信实时性强，并且容易构成冗余结构，提高系统的可靠性和系统的灵活性。所以本申请中多个DCDC变换器通过CAN总线来实现多个模块的均流。控制模块3通过CAN总线与能量转换模块2进行通信，实现多个模块的均流。

作为一种优选的实施例，还包括网络通讯模块，控制模块3还用于通过网络通讯模块与用户通讯。

考虑到在充电的过程中用户不一定要实时观测，所以设置了网络通讯模块，控制模块3通过网络通讯模块与用户通讯。

具体的，控制模块3可以通过WiFi或4G网络通讯模块和后台连接，实现远程交互。

作为一种优选的实施例，充电枪线41包括第一可控开关S1及第二可控开关S2，第一可控开关S1的第一端与DCDC变换器的输出正端连接，第二可控开关S2的第一端与DCDC变换器的输出负端连接，第一可控开关S1的第二端及第二可控开关S2的第二端均与电表43的第一端连接，电表43的第二端与充电枪头42连接，第一可控开关S1的控制端及第二可控开关S2的控制端均与控制模块3连接；第一可控开关S1及第二可控开关S2用于根据控制模块3导通或关断。

在充电枪线41对应的待充电车辆需要充电时，S1与S2同时导通，在充电枪线41对应的待充电车辆不需要充电时，S1与S2同时关断。通过S1和S2的导通或关断实现对待充电车辆的充电控制。

具体的，S1和S2可以为高压直流继电器，也可以为其他可控开关例如MOS管，本申请在此处不做过多限定。

作为一种优选的实施例，充电模块4还包括绝缘监测模块JC及熔断器FU；

绝缘监测模块JC的第一端与DCDC变换器的输出正端连接，绝缘监测模块JC的第二端与DCDC变换器的输出负端连接，绝缘监测模块JC的第三端接地，绝缘检测模块JC用于判断充电模块4的绝缘性能；

熔断器FU的第一端与第一可控开关S1的第二端连接，熔断器FU的第二端与充电枪头42的输入正端连接，熔断器FU用于在充电模块4过流时进行过流保护。

考虑到在充电的过程中可能会发生漏电或过流的现象，本申请设置了绝缘检测模块JC以及熔断器FU，绝缘检测模块JC用于判断回路的绝缘性能，熔断器FU用于实现过流保护。

作为一种优选的实施例，电表43包括电压采集模块CCU及分流器WHZ；

电压采集模块CCU的第一端及分流器WHZ的第一端分别与第一可控开关S1的第二端连接，电压采集模块CCU的第二端及分流器WHZ的第二端分别与第二可控开关S2的第二端连接；

电压采集模块CCU用于采集电压，分流器WHZ用于采集电流。

考虑到电表43需要检测输出电流以及输出电压，所以电表43包括电压采集模块CCU用于采集电压，分流器WHZ用于采集电流，根据采集到的电压及电流得到输出功率。

作为一种优选的实施例，在能量转换模块2包括第一DCDC变换器21及第二DCDC变换器22时，充电模块4还包括第三可控开关S3及第四可控开关S4；

第三可控开关S3的第一端与第一DCDC变换器21的输出负端连接，第三可控开关S3的第二端与第二DCDC变换器22的输出负端连接，第四可控开关S4的第一端与第一DCDC变换器21的输出正端连接，第四可控开关S4的第二端与第二DCDC变换器22的输出正端连接，第三可控开关S3的控制端及第四可控开关S4的控制端均与控制模块3连接；

控制模块3还用于在第一DCDC变换器21及第二DCDC变换器22并联使用时控制第三可控开关S3及第四可控开关S4闭合，在第一DCDC变换器21及第二DCDC变换器22单独使用时控制第三可控开关S3及第四可控开关S4断开。

当能量转换模块2包括第一DCDC变换器21及第二DCDC变换器22时，则在第二DCDC变换器22连接的第二充电枪线41上设置了第五可控开关S5、第六可控开关S6、绝缘监测模块JC、熔断器FU、电压采集模块CCU及分流器WHZ，作用同上，本申请在此处不再赘述。

当需要单独使用时，打开S3和S4，同时闭合开关S1和S2、S5和S6，此时第一充电枪头421和第二充电枪头422可以单独使用，每个枪的功率分别为第一DCDC变换器21和第二DCDC变换器22单独的功率。

当需要并联使用时，比如第一充电枪头421需要增大功率，此时闭合S3和S4，同时闭合S1和S2，这时第一充电枪头42的最大输出功率即为第一DCDC变换器21及第二DCDC变换器22输出功率之和，同时继电器开关S5和S6断开，第二充电枪头422不能对外输出功率。如果需要单独使用第二充电枪头422最大功率输出，则闭合继电器开关S3和S4，同时闭合S5和S6，断开继电器开关S1和S2，那么第二充电枪头422可以输出第一DCDC变换器21及第二DCDC变换器22的功率之和，第一充电枪头421不能输出功率。

本申请还提供了一种汽车，包括上述的移动充电装置。

本申请提供的汽车的介绍请参照上述实施例，在此处不再赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种移动充电装置，其特征在于，包括电池包、能量转换模块、控制模块及充电模块；

所述控制模块的第一端与所述电池包的BMS连接，所述控制模块的第二端与所述能量转换模块的控制端连接，所述控制模块的第三端与待充电车辆连接；所述能量转换模块的输入端与所述电池包的电池组的输出端连接，所述能量转换模块的输出端与充电模块的输入端连接，所述充电模块的输出端与待充电车辆连接；

所述控制模块用于根据所述BMS确定所述电池组的状态，根据所述待充电车辆的需求控制所述能量转换模块将所述电池组的电量进行转换后输出至充电模块以为所述待充电车辆充电，所述电池组的状态包括可供电状态及不可供电状态。

2.如权利要求1所述的移动充电装置，其特征在于，所述充电模块包括充电枪线、充电枪头及电表；

所述充电枪线的一端与所述能量转换模块的输出端连接，所述充电枪线的另一端与所述充电枪头的一端连接，所述充电枪头的另一端与所述待充电车辆连接；所述电表设置于所述充电枪线与所述充电枪头之间，所述电表还与所述控制模块连接；

所述充电枪线及所述充电枪头用于将所述能量转换模块输出的电能传输至所述待充电车辆；

所述电表用于记录所述能量转换模块的充电信息，所述充电信息包括输出电压、输出电流及输出功率。

3.如权利要求1所述的移动充电装置，其特征在于，所述能量转换模块包括DCDC变换器；

所述控制模块具体用于根据BMS确定所述电池组的电池状态及最大允许输出功率，与待充电车辆通讯确定所述待充电车辆的需求，根据所述需求控制所述DCDC变换器的输出电压及输出电流，所述电池状态包括正常状态及异常状态。

4.如权利要求1所述的移动充电装置，其特征在于，所述控制模块与所述BMS、所述能量转换模块及所述待充电车辆之间均通过CAN总线连接。

5.如权利要求1所述的移动充电装置，其特征在于，还包括网络通讯模块，所述控制模块还用于通过所述网络通讯模块与用户通讯。

6.如权利要求1至5任一项所述的移动充电装置，其特征在于，所述充电枪线包括第一可控开关及第二可控开关，所述第一可控开关的第一端与所述DCDC变换器的输出正端连接，所述第二可控开关的第一端与所述DCDC变换器的输出负端连接，所述第一可控开关的第二端及所述第二可控开关的第二端均与所述电表的第一端连接，所述电表的第二端与所述充电枪头连接，所述第一可控开关的控制端及所述第二可控开关的控制端均与所述控制模块连接；所述第一可控开关及所述第二可控开关用于根据所述控制模块导通或关断。

7.如权利要求6所述的移动充电装置，其特征在于，所述充电模块还包括绝缘监测模块及熔断器；

所述绝缘监测模块的第一端与所述DCDC变换器的输出正端连接，所述绝缘监测模块的第二端与所述DCDC变换器的输出负端连接，所述绝缘监测模块的第三端接地，所述绝缘检测模块用于判断所述充电模块的绝缘性能；

所述熔断器的第一端与所述第一可控开关的第二端连接，所述熔断器的第二端与所述充电枪头的输入正端连接，所述熔断器用于在所述充电模块过流时进行过流保护。

8.如权利要求6所述的移动充电装置，其特征在于，所述电表包括电压采集模块及分流器；

所述电压采集模块的第一端及所述分流器的第一端分别与所述第一可控开关的第二端连接，所述电压采集模块的第二端及所述分流器的第二端分别与所述第二可控开关的第二端连接；

所述电压采集模块用于采集电压，所述分流器用于采集电流。

9.如权利要求6所述的移动充电装置，其特征在于，在所述能量转换模块包括第一DCDC变换器及第二DCDC变换器时，所述充电模块还包括第三可控开关及第四可控开关；

所述第三可控开关的第一端与所述第一DCDC变换器的输出负端连接，所述第三可控开关的第二端与所述第二DCDC变换器的输出负端连接，所述第四可控开关的第一端与所述第一DCDC变换器的输出正端连接，所述第四可控开关的第二端与所述第二DCDC变换器的输出正端连接，所述第三可控开关的控制端及所述第四可控开关的控制端均与所述控制模块连接；

所述控制模块还用于在所述第一DCDC变换器及所述第二DCDC变换器并联使用时控制所述第三可控开关及所述第四可控开关闭合，在所述第一DCDC变换器及所述第二DCDC变换器单独使用时控制所述第三可控开关及所述第四可控开关断开。

10.一种汽车，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的移动充电装置。

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