CN116923128A - 用于对电动车辆进行放电的放电系统和计算机程序产品 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于对电动车辆进行放电的放电系统，所述放电系统包括：车辆放电接口模块，用于与所述电动车辆电连接，所述车辆放电接口模块包括放电枪和线束；用电设备接口模块，用于与用电设备电连接；和放电系统控制模块，其中，所述放电系统控制模块位于所述车辆放电接口模块与所述用电设备接口模块之间，且所述放电系统控制模块包括放电控制装置、低压辅助供电装置和逆变/整流模块，而且所述放电系统控制模块配置成，基于所述用电设备接口模块的电连接状态控制所述放电系统的放电模式。本发明还涉及一种计算机程序产品。通过本发明，能够在户外对家用用电设备或者另一电动车辆进行充电，从而增加了用户的便捷性。

Description

用于对电动车辆进行放电的放电系统和计算机程序产品

技术领域

本发明涉及一种用于对电动车辆进行放电的放电系统、尤其是便携式的放电系统。本发明还涉及一种计算机程序产品。

背景技术

当前，随着汽车产业朝着电气化、清洁化转型，电动车辆正在越来越多地进入到人们的生活中。在户外活动中，值得期望的是能够使用一些用电设备、尤其是家用用电设备，从而增加用户的便捷性和舒适性。此外，在户外时，如果附近没有充电桩或者其他电源设备，那么电动车辆的能量供给将会受到限制。此时，值得期望的是能够通过一个电动车辆对另一电动车辆进行临时补电。

为了解决这一问题，提出一种便携式的放电系统，通过该放电系统，使得用户能够客户从电动车辆取电，从而给家用用电设备提供220V交流电或者给另外的电动车辆供能。

发明内容

本发明提供一种用于对电动车辆进行放电的放电系统、尤其是便携式的放电系统。通过根据本发明的放电系统，能够从电动车辆取电，以供其他用电设备使用。例如，在户外能够外接220V的AC电源设备，或者，能够对另一电动车辆进行临时补电，从而增加客户的便捷性。

根据本发明的第一方面，提出一种用于对电动车辆进行放电的放电系统，所述放电系统包括：

-车辆放电接口模块，用于与所述电动车辆电连接，所述车辆放电接口模块包括放电枪和线束；

-用电设备接口模块，用于与用电设备电连接；和

-放电系统控制模块，其中，所述放电系统控制模块位于所述车辆放电接口模块与所述用电设备接口模块之间，且所述放电系统控制模块包括逆变/整流模块、放电控制装置和低压辅助供电装置，而且所述放电系统控制模块配置成，基于所述用电设备接口模块的电连接状态控制所述放电系统的放电模式。

根据本发明的放电系统优选实施为便携式的、特别优选为至少部分地一体式地构造的，使得用户能够在不同场景下、尤其是在户外场景下从车辆取电。在根据本发明的放电系统中，接口模块(与放电车辆进行电连接的接口模块和与用电设备进行电连接的接口模块)、尤其是与用电设备进行电连接的接口模块能够配置用于不同连接方式，使得用户能够以不同的模式对不同类型的用电设备进行供电。由此，在没有诸如交流电网和充电桩之类的常规能源供给的情况下给相应的用电设备进行供电，从而极大地增加了用户的便捷性。

在根据本方面的一种优选实施方式中，所述用电设备接口模块包括交流电供电接口和/或直流电供电接口，

其中，当所述用电设备与所述交流电供电接口电连接时，所述放电系统进入交流放电模式并且相应地提供交流电压；

其中，当所述用电设备与所述直流电供电接口电连接时，所述放电系统进入直流放电模式并且相应地提供直流电压。

在此，能够理解，对所述放电系统的放电模式的控制能够是硬件触发的。尤其地，对于多个或者多种供电接口的情况而言，所述放电系统控制模块能够根据相应的电连接状态来控制或者说选择对哪个/哪些装置激活，从而提供该供电接口所预期的电压。

在根据本方面的一种优选实施方式中，所述交流放电模式和所述直流放电模式以互斥的方式投入运行。

理论上来讲，能够同时对多个用电设备进行充电；然而，实际上，由于用电设备不同和/或直流供电和交流供电的电压不同等，为了安全起见，在一种模式下对外部用电设备充电时将禁止在另一种模式下对外部用电设备充电。

在根据本方面的一种优选实施方式中，所述用电设备接口模块构造为用于220V交流电的供电接口、尤其是三孔插座，也可以称为第一放电模式。由此，所述放电系统在与电动车辆的电池包电连接的情况下能够用作家用220V交流电的电源设备。附加地或者替代地，所述用电设备接口模块构造为用于另一电动车辆的供电插头或者供电插座，也可以称为第二放电模式。由此，所述放电系统在与电动车辆的电池包电连接的情况下能够用作充电桩(交流充电桩，直流充电桩)，并且能够以灵活的插接方式与待充电的另一电动车辆电连接。

在根据本方面的一种优选实施方式中，所述逆变/整流模块设有DC/AC逆变器，所述DC/AC逆变器位于所述车辆放电接口模块与所述用电设备接口模块之间并且用于将所述电动车辆的直流电转换成交流电，以便对外进行供电。

在根据本方面的一种优选实施方式中，所述直流整流模块设有AC/DC整流器，所述AC/DC整流器与所述低压辅助供电装置电连接并且用于将交流电转换成直流电，以便对构造为可充电设备的低压辅助供电装置进行充电。在此，所述AC/DC整流器构型为小功率整流器，从而能够对低压辅助供电装置进行充电。

在根据本方面的一种优选实施方式中，所述放电系统控制模块设有DC/DC转换器，所述DC/DC转换器布置在靠近所述车辆放电接口模块(10)的一侧和/或布置在靠近所述用电设备接口模块(30)的一侧。由此，能够对由放电车辆提供的直流电压或者对由AC/DC整流器输出的直流电压进行升压或者降压，从而合适幅值的直流电压进入可供使用。

在根据本方面的一种优选实施方式中，所述放电系统控制模块中的装置中的至少一个装置是可调设的。这意味着，基于用户选择地，能够开启或者关闭相应的装置，调整或设定或输出合适的交流电和/或直流电，尤其是在幅值和可能的频率方面。

在根据本方面的一种优选实施方式中，所述DC/DC转换器、所述DC/AC逆变器和/或所述AC/DC整流器能够在开关状态和/或幅值和/或频率方面进行调设。

根据本发明的第二方面，提出一种计算机程序产品、例如计算机可读程序介质，所述计算机程序产品包括或存储有计算机程序指令，当所述计算机程序指令被处理器运行时，所述计算机程序指令能够基于用电设备接口模块的电连接状态控制用于对电动车辆进行放电的放电系统的放电模式。

附图说明

下面通过参照附图更详细地描述本发明。附图示出：

图1示出根据本发明的用于对电动车辆进行放电的放电系统的示意图；和

图2示出根据本发明的用于对电动车辆进行放电的放电系统的示意性电路图。

具体实施方式

在图1中示出根据本发明的用于对电动车辆进行放电的放电系统1的示意图，其中，在上方的图示中示出所述放电系统1的示意性方框图，在下方的图示中以简化的方式示出所述放电系统1’的一个简单示例。

放电系统1包括车辆放电接口模块10，所述车辆放电接口模块配置用于与要放电的、即进行供电的电动车辆EV电连接。在此，如在下方的图示中所示出的那样，所述车辆放电接口模块包括放电枪和线束。

放电系统1包括用电设备接口模块30，所述用电设备接口模块配置用于与待用电的或者说待充电的用电设备或者说用户设备UE电连接。示例性地，所述用电设备UE能够是家用用电设备，其例如借助在下方的图示中所示出的三孔插座从所述电动车辆EV取电。附加地或者替代地，所述用电设备UE也能够是另一电动车辆，其借助这里没有示出的用电设备接口从所述电动车辆EV取电，以便进行临时补电。

放电系统1包括放电系统控制模块20，所述放电系统控制模块位于所述车辆放电接口模块10与所述用电设备接口模块30之间。如参照图2中所示出的示意性电路图所示出的那样，所述放电系统控制模块包括放电控制装置、低压辅助供电装置、电压传感器、电流传感器、绝缘监测装置(IMD，Insulation Monitoring Device)、泄放回路、继电器等。在此，所述放电系统控制模块或者说所述放电控制装置配置用于，基于所述用电设备接口模块30的电连接状态控制所述放电系统的放电模式。进一步地，基于用户选择，例如经由控制面板或者通过按钮，控制相应的放电模式和/或其参数。

在图2中示出根据本发明的用于对电动车辆进行放电的放电系统的示意性电路图。附加地，示出进行供电的电动车辆EV以及待用电的用电设备UE。在当前的图示中，电动车辆EV与车辆放电接口模块10处于电连接状态，用电设备UE与用电设备接口模块30处于电连接状态。

在电动车辆EV侧示出：车辆高压电池包、以下简称电池包01；车辆控制装置02；第五继电器K5和第六继电器K6，所述第五继电器的一端与所述电池包01的正极输出端连接，所述第五继电器的另一端与所述放电车辆EV的放电接口的DC+输出端连接，所述第六继电器的一端与所述电池包的负极输出端连接，所述第六继电器的另一端与所述放电车辆的放电接口的DC-输出端连接，其中，所述第五继电器K5和所述第六继电器K6的控制端与车辆控制装置02连接。此外，在电动车辆EV侧示出测量点MP2和电阻R4、R5。在此，车辆控制装置02能够基于测量点MP2处的电平信号确认电动车辆EV与车辆放电接口模块10是否处于电连接状态，并且能够控制第五继电器K5和第六继电器K6的导通和关断，所述控制在图2中通过从车辆控制装置02出发的虚线示出。

在用电设备UE侧，为了简单清楚起见，仅示出用于图1中所示出的三孔插座的L线(火线)、N线(零线)和PE线(地线)，用于示出用电设备UE与用电设备接口模块30的电连接状态。然而，这仅是示例性的，通过根据本发明的放电系统1还能够借助其他类型的用电设备接口与其他类型的用电设备连接。示例性地，用电设备接口模块30设有用于另一电动车辆的充电插头或者充电插座，从而相应地在用电设备接口模块30与用电设备UE之间存在符合相应国家标准或者行业标准的接口或者线路。例如，类似于在要放电的电动车辆EV与车辆放电接口模块10之间地，能够存在如下线路：直流电源线路DC+、DC-；设备地线PE；通讯线路S+、S-；连接确认线路CC1、CC2；低压辅助线路A+、A-。

尽管在图2中以彼此间隔开的方式示出车辆放电接口模块10、放电系统控制模块20和用电设备接口模块30，但是能够想到，所提到的模块不仅可以是可拆卸地连接的，而且可以是一体化地构造的。

在当前的实施例中，车辆放电接口模块10包括放电枪以及线束，在该示意性电路图中包括常闭开关S(例如枪头按键)和电阻R2、R3。

在当前的实施例中，用电设备接口模块30包括用于220V交流电的供电接口。然而，这仅是示例性的，用电设备接口模块30还能够包括用于另一电动车辆的供电插头或者供电插座。

在当前的实施例中，放电系统控制模块20包括放电控制装置21，其配置用于根据测量点MP1的电平信号确认车辆放电接口模块10与电动车辆EV是否处于电连接状态，其配置用于控制第一继电器K1和第二继电器K2的导通或关断，从而能够控制电池包01与逆变/整流模块23的电连接的导通或关断，其还配置用于控制第三继电器K3和第四继电器K4的导通或关断，从而控制低压辅助供电装置22对车辆控制装置02的供电，后两者在图2中通过从放电控制装置21出发的两个虚线分别示出。

放电系统控制模块20还包括低压辅助供电装置22，其配置用于给放电控制装置21、逆变/整流模块23和车辆控制装置02等装置进行供电。在此，能够在图2中看到常开按钮S2，该按钮能够控制低压辅助供电装置对车辆控制装置02的供电。

放电系统控制模块20还包括逆变/整流模块23。在此，逆变/整流模块23不仅具有将直流电转换成交流电的功能、还具有将交流电转换成直流电的功能，如这在图2中基于DC/AC转换器和AC/DC转换器所示出的那样。然而，应当指出的是，这里的图示仅是示意性和示例性的，逆变/整流模块23除此之外还能够包括为了输出所期望的电压而需要设置的其他类型的装置(例如，DC/DC转换器，AC/AC转换器等)，并且各个装置的连接方式可以是不同于在此示出的，各个装置的数量也是不限于一个的。总体而言，逆变/整流模块23能够基于放电控制装置21的控制命令地将由电动车辆EV提供的直流电转变为相应的用户设备所期望的直流电或者交流电。

在下文中，参照该放电系统1说明相应的用电设备UE借助该放电系统1从进行供电的电动车辆EV取电的过程。为了简单起见，将U1、U2和低压辅助供电装置22的电压示例性地设置为12V，将R1至R5的电阻示例性地设置为1kΩ。

按下不闭锁的常开按钮S2，使得该常开按钮S2闭合，从而低压辅助供电装置22能够对放电系统控制模块20内的装置、尤其是放电控制装置21进行供电。

放电控制装置21能够根据测量点MP1处的电平信号确认车辆放电接口模块10与电动车辆EV是否处于电连接状态。在此，在车辆接口连接确认阶段中，当按下常闭开关S(枪头按键)，将放电枪插入放电车辆EV接口，再放开枪头按键S时，在测量点MP1处将检测到12V-6V-4V的电压变化。一旦检测到4V，放电控制装置21将判定放电枪插入成功，车辆接口完全连接，并且将放电枪中的电子锁进行锁定，防止枪头脱落。

放电控制装置21还能够根据测量点MP1’处的电平信号确认用电设备接口模块10与用电设备UE是否处于电连接状态以及确认哪个用电设备接口与哪个用电设备UE处于电连接状态。在此，在用电设备接口连接确认阶段中，如在图2中基于电源U1’、电阻R1’、电阻R2’、开关S’和电阻R4’示意性示出的那样，放电控制装置21能够根据测量点MP1’处的电平信号、尤其是其变化过程来判定处于电连接状态的那个用电设备接口。能够想到，对于不同的用电设备接口而言，电阻R2’和电阻R4’中的至少一个电阻的值是不同的，使得不同的用电设备接口的连接导致测量点MP1’处的不同的电平信号、尤其是变化过程，从而放电控制装置21能够基于此地判定处于电连接状态的用电设备接口并且相应于此地设置(例如激活，调整参数等)所述逆变/整流模块23中的装置。

在一个实施例中，作为用电设备UE的三线插头与三口插座插接。相应于此地，放电控制装置21激活DC/AC转换器，使得用电设备UE能够从所述三口插座取得220V的交流三相电。示例性地，用电设备UE可以是排插、手机充电器以及带有充电枪的电动车辆等。相应于此地，放电控制装置21激活DC/AC转换器，使得用电设备UE能够从所述三口插座取得220V的交流三相电。

在一个实施例中，作为用电设备UE的另一电动车辆的充电插头与放电系统1的或者说用电设备接口模块30的充电插座插接，或者，作为用电设备UE的另一电动车辆的充电插座与放电系统1的或者说用电设备接口模块30的充电插头插接。相应于此地，放电控制装置21激活DC/AC转换器和/或AC/DC转换器，使得另一电动车辆UE能够从所述充电插座或者从所述充电插头取得相应的交流电或者直流电，以便进行临时补电。附加地，用户能够通过控制面板选择充电参数，例如在幅值方面和/或在频率方面进行选择。

为了匹配于给用户提供的接口/选项，进一步提高放电模式的多样性和灵活性，逆变/整流模块23附加地包括至少一个DC/DC转换器和AC/AC转换器等。例如，DC/DC转换器能够布置在DC/AC逆变器之前，以便对由进行供电的电动车辆EV提供的直流电压进行升压和/或降压。例如，附加地或者替代地，DC/DC转换器能够布置在AC/DC整流器之后，以便对由AC/DC整流器提供的电压进行升压和/或降压，从而达到所期望的直流放电电压。例如，对于低压辅助供电装置22构造为可充电设备的情况而言，所述逆变/整流模块23能够设有小功率AC/DC整流器，从而对该AC/DC整流器进行充电。

接下来，在车辆接口完全连接后，放电控制装置21将闭合第三继电器K3和第四继电器K4，使得低压辅助供电装置22能够为电动车辆EV、尤其是电动车辆EV的车辆控制装置02供电。在得到供电后，电动车辆EV将根据测量点MP2处的电平信号在车辆侧判定车辆接口是否连接：如果电压为6V，那么车辆控制装置02开始周期发送通信握手报文。

接下来，放电控制装置21闭合第一继电器K1和第二继电器K2，进行绝缘监测(例如借助绝缘监测装置M4)，即检测直流线路的绝缘性能，以便保证后续放电过程的安全性。在绝缘监测结束后，将投入泄放回路M3泄放能量，并且断开第一继电器K1和第二继电器K2，同时开始周期发送通信握手报文。

如上所述，车辆接口以及用户设备接口已经确认完全连接并且与相应的放电模式相匹配的、逆变/整流模块23中的相应装置已经激活或者调设完毕，车辆控制装置02控制第五继电器K5和第六继电器K6闭合，使得放电回路导通。

在放电阶段中：电动车辆EV的高压电池包01的电池正常，那么闭合第一继电器K1和第二继电器K2，直流放电线路导通，电池包01作为电源输出或者说提供直流电压。在此期间，放电系统1能够借助电压传感器M1和电流传感器M2实时监测电动车辆EV的放电电压和放电电流并且附加地实时接收用电设备UE所需要的参数，以便放电系统控制模块20能够根据前述数据实时地调设放电电压和放电电流并且相互发送各自的状态信息。

最后，根据用电设备UE是否达到充满状态，或者根据“中止充电/放电报文”来判定是否结束放电阶段。满足以上放电结束条件，放电控制装置21或者车辆控制装置01会发送“中止放电报文”，在确认放电电流小于安全阈值后断开第五继电器K5和第六继电器K6。放电系统1在达到设定的放电结束条件或者收到“中止放电报文”时控制所述放电系统1停止对外放电，在确认放电电流小于安全阈值后断开第一继电器K1和第二继电器K2，并且再次投入泄放回路M3，然后断开第三继电器K3和第四继电器K4。

如上所述，借助根据本发明的放电系统，能够将电动车辆作为电源设备对其他各种类型的用电设备进行供电，例如家用用电设备、其他电动汽车等。基于此地，在户外或者甚至野外的情况下，在没有常规电源设备的情况下，能够实现及时的和方便的供电功能，这在很大程度上增加了用户用电的便捷性。

尽管在此详细描述了本发明的特定实施方式，但它们仅是为了解释的目的而给出的，而不应认为它们对本发明的范围构成限制。在不偏离本发明的核心和范围的前提下，能够提出各种替换方案和修改方案。

Claims (10)

1.一种用于对电动车辆进行放电的放电系统(1)，所述放电系统包括：

-车辆放电接口模块(10)，用于与所述电动车辆电连接，所述车辆放电接口模块包括放电枪和线束；

-用电设备接口模块(30)，用于与用电设备电连接；和

-放电系统控制模块(20)，其中，所述放电系统控制模块(20)位于所述车辆放电接口模块(10)与所述用电设备接口模块(30)之间，且所述放电系统控制模块(20)包括放电控制装置(21)、低压辅助供电装置(22)和逆变/整流模块(23)，而且所述放电系统控制模块(20)配置成，基于所述用电设备接口模块(30)的电连接状态控制所述放电系统(1)的放电模式。

2.根据权利要求1所述的放电系统(1)，其中，所述用电设备接口模块(30)包括交流电供电接口和/或直流电供电接口，

其中，当所述用电设备与所述交流电供电接口电连接时，所述放电系统进入交流放电模式并且相应地提供交流电压；

其中，当所述用电设备与所述直流电供电接口电连接时，所述放电系统进入直流放电模式并且相应地提供直流电压。

3.根据权利要求2所述的放电系统(1)，其中，所述交流放电模式和所述直流放电模式以互斥的方式投入运行。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的放电系统(1)，

其中，所述用电设备接口模块(30)构造为用于220V交流电的供电接口、尤其是三孔插座；和/或

其中，所述用电设备接口模块(30)构造为用于另一电动车辆的供电插头或者供电插座。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的放电系统(1)，其中，所述逆变/整流模块(23)设有DC/AC逆变器，所述DC/AC逆变器位于所述车辆放电接口模块(10)与所述用电设备接口模块(30)之间并且用于将所述电动车辆的直流电转换成交流电，以便对外进行供电。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的放电系统(1)，其中，所述逆变/整流模块(23)设有AC/DC整流器，所述AC/DC整流器与所述低压辅助供电装置电连接并且用于将交流电转换成直流电，以便对构造为可充电设备的低压辅助供电装置(22)进行充电。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的放电系统(1)，其中，所述放电系统控制模块(20)设有DC/DC转换器，所述DC/DC转换器布置在靠近所述车辆放电接口模块(10)的一侧和/或布置在靠近所述用电设备接口模块(30)的一侧。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的放电系统(1)，其中，所述放电系统控制模块(20)中的装置中的至少一个装置是可调设的。

9.根据权利要求8所述的放电系统(1)，其中，所述DC/DC转换器、所述DC/AC逆变器和/或所述AC/DC整流器能够在开关状态和/或幅值和/或频率方面进行调设。

10.一种计算机程序产品、例如计算机可读程序介质，所述计算机程序产品包括或存储有计算机程序指令，当所述计算机程序指令被处理器运行时，所述计算机程序指令能够基于用电设备接口模块的电连接状态控制用于对电动车辆进行放电的放电系统的放电模式。