CN203974579U - 一种电动汽车及充电系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供了一种电动汽车及充电系统，用以解决现有电动汽车行驶距离较短的问题。电动汽车包括：控制部分，以及与控制部分分别相连的发电部分、储能部分和电机耗能部分；发电部分包括：风力发电装置，用于将风能转化为电能；以及太阳能发电装置，用于将太阳能转化为电能；控制部分包括：控制模块和电力线路选择模块，控制模块控制电力线路选择模块选择风力发电装置、太阳能发电装置或/和储能部分向电机耗能部分供电，以及控制电力线路选择模块选择风力发电装置或/和太阳能发电装置向储能部分蓄电。充电系统包括：电动汽车和充电装置。本实用新型的电动汽车及充电系统有效提高了电动汽车行驶的距离。

Description

一种电动汽车及充电系统
【技术领域】
本实用新型涉及电动汽车领域，尤其是一种电动汽车及充电系统。
【背景技术】
随着工业化进程的日益推进，电动的交通工具越来越多，电动车已经广泛的应用在人们的生活中，电动汽车也逐步面向市场，电动汽车其动力普遍采用蓄电池供电方式，它比传统的汽车排放量小很多，对环境的影响非常小，在全球一致呼吁加强环保的今天，电动汽车一定因其无污染性和易扩展等优点而得到了迅猛发展和广泛应用。但电动汽车的行驶距离受到电池容量的限制，因此提高行驶路程成为需要解决的问题。
【发明内容】
本实用新型提供了一种电动汽车及充电系统，用以解决现有电动汽车行驶距离较短的问题。
本实用新型的一种电动汽车，包括：控制部分，以及与所述控制部分分别相连的发电部分、储能部分和电机耗能部分；其中，所述发电部分包括：风力发电装置，用于将风能转化为电能；以及太阳能发电装置，用于将太阳能转化为电能；所述控制部分包括：控制模块和电力线路选择模块，所述控制模块控制电力线路选择模块选择所述的风力发电装置、太阳能发电装置或/和储能部分向电机耗能部分供电，以及控制电力线路选择模块选择风力发电装置或/和太阳能发电装置向储能部分蓄电。
其中，所述的风力发电装置包括：交流永磁同步发电机，该交流永磁同步发电机包括至少2个电机转子进行风能至电能的转化。
其中，所述的风力发电装置还包括：整流器和AC/DC变换器，将交流永磁同步发电机输出的交流电通过所述整流器整流和所述AC/DC变换器稳压后，转换为储能部分和电机耗能部分所需的直流电。
其中，所述的风力发电装置还包括：与所述AC/DC变换器相连的卸荷器，用于缓存由AC/DC变换器转换后的直流电能，并向所述电力线路选择模块输出稳定的功率。
其中，所述的太阳能发电装置，包括：太阳能电池板，输出直流电。
其中，所述的太阳能发电装置还包括：整流器和DC/DC变换器，将太阳能电池板输出的直流电通过所述整流器整流和所述DC/DC变换器稳压后，转换为储能部分和电机耗能部分所需的直流电。
其中，所述的太阳能发电装置还包括：与所述DC/DC变换器相连的卸荷器，用于缓存由DC/DC变换器转换后的直流电能，并向所述电力线路选择模块输出稳定的功率。
其中，所述的太阳能发电装置还包括：与所述太阳能电池板相连的自动跟踪模块，用于检测太阳光强度，并控制太阳能电池板自动旋转角度，跟踪太阳光。
其中，所述的控制模块通过RS485串行线缆分别与风力发电装置、太阳能发电装置、储能部分和电机耗能部分相连；控制模块通过RS485串行线缆获取风力发电装置、太阳能发电装置、储能部分和电机耗能部分的参数，并根据所述参数控制电力线路选择模块选择所述的风力发电装置、太阳能发电装置或/和储能部分向电机耗能部分供电，以及控制电力线路选择模块选择风力发电装置或/和太阳能发电装置向储能部分蓄电。
其中，所述的电力线路选择模块是开关电路，与风力发电装置、太阳能发电装置、储能部分和电机耗能部分分别相连；电力线路选择模块收到控制模块发来的控制信号后，选通相应的电力线路。
本实用新型的一种电动汽车的充电系统，包括：电动汽车和充电装置；电动汽车是权利要求1至10任一项所述的电动汽车；充电装置，包括：直流充电模块或/和交流充电模块，与所述的控制模块和电力线路选择模块分别相连；所述控制模块控制电力线路选择模块选择直流充电模块或/和交流充电模块向储能部分蓄电。
本实用新型的电动汽车及充电系统，可以利用充电装置进行充电，也能利用风能、光能进行充电，实现了风光电互补。有效提高了电动汽车行驶的距离。
【附图说明】
图1是本实用新型实施例1的电动汽车的结构示意图；
图2是本实用新型实施例2的电动汽车的结构示意图；
图3是本实用新型实施例3的充电系统的结构示意图。
【具体实施方式】
发明人发现，太阳能和风能是可再生资源，可以从自然界不断的补充，在电动汽车内使用太阳能和风能可以极大地提高车辆的行驶距离，便于电动汽车的推广。发明人进一步研究发现，风光互补发电更利于提高电动车辆的行驶距离。这两种能源是经济可行的发电能源，并且风能和太阳能具有天然的互补性，有很广阔的应用前景。在资源利用方面，风光互补发电弥补了风力和太阳能独立发电的缺陷。地球上能源都是来自太阳能，而风能是太阳能在地球表面的另一种形式，风能和太阳能具有很强的互补性，白天太阳光照最强，风能小，晚上风能较大，没有了光照。在夏季太阳光照加强而风能变小，冬季正好相反，光照强度很弱风力资源丰富。由于风能和太阳能在时间上具有互补性，解决了风能和太阳能单独发电所引起的间歇性和随机性问题，风光互补发电可以给负载和储能环节持续供电。同时，利用风光互补发电的能量给电动汽车充电，减小了市电供电的负担，实现了可再生能源的发电功能。以下通过实施例进一步详述本实用新型的电动汽车和充电系统。
实施例1、本实施例的电动汽车，参见图1所示，包括：控制部分11，以及与控制部分11分别相连的发电部分12、储能部分13和电机耗能部分14。
其中，储能部分13主要是蓄电池或其他储能装置，电机耗能部分14主要是指驱动电动汽车行进的电机、引擎以及其它耗电装置。
发电部分12包括：风力发电装置121，用于将风能转化为电能；以及太阳能发电装置122，用于将太阳能转化为电能。
控制部分11包括：控制模块111和电力线路选择模块112，控制模块111控制电力线路选择模块112选择风力发电装置121、太阳能发电装置122或/和储能部分13向电机耗能部分14供电，以及控制电力线路选择模块112选择风力发电装置121或/和太阳能发电装置122向储能部分13蓄电。
在具体实现中，当电动汽车电机工作时，可以选择风力发电装置121供电、太阳能发电装置122供电或储能部分13供电，这3种方式可以单独使用，也可以配合使用，都由控制模块111统一控制，通过控制电力线路选择模块112对供电方式进行选择。并且当风力和太阳能的能量足够电动汽车电机工作时，剩余的能量还可以对储能部分13进行充电。
实施例2、本实施例的电动汽车，参见图2所示，包括：控制部分21、发电部分22、储能部分23和电机耗能部分24；进一步的，发电部分22包括：风力发电装置221和太阳能发电装置222，控制部分21包括：控制模块211和电力线路选择模块212。上述模块与实施例1中的控制部分11、发电部分12、储能部分13和电机耗能部分14，以及风力发电装置121、太阳能发电装置122、控制模块111和电力线路选择模块112分别对应，其功能和连接关系不再赘述。
更为优选的，本实施例的风力发电装置221常用交流永磁同步发电机2211发电，安装在车体内部风力比较好的地方，并且可以是同时采用很多个小的电机转子进行风能至电能的转化。风力发电装置221还包括：整流器2212和AC/DC变换器2213，交流永磁同步发电机2211输出的交流电通过整流器2212整流和AC/DC变换器2213稳压后，转换为储能部分23和电机耗能部分24所需的直流电。风力发电装置221还包括：卸荷器2214，与AC/DC变换器2213相连，用于缓存由AC/DC变换器2213转换后的直流电能，弥补了因为环境变化等原因造成的输出功率不稳定情况，功率输出进入电力线路选择模块212，根据控制模块211的选择进入汽车储能部分23或电机耗能部分24。
本实施例的太阳能发电装置222主要是利用太阳能电池板2221(可以是柔性的太阳能电池板)，放置在汽车车顶，输出主要是直流电压。太阳能发电装置222还包括：整流器2222和DC/DC变换器2223，将太阳能电池板2221输出的直流电通过整流器2222整流和DC/DC变换器2223稳压后，转换为储能部分23和电机耗能部分24所需的直流电。太阳能发电装置222还包括：与DC/DC变换器2223相连的卸荷器2224，用于缓存由DC/DC变换器2223转换后的直流电能，弥补了因为环境变化等原因造成的输出功率不稳定情况，功率输出进入电力线路选择模块212，根据控制模块211的选择进入汽车储能部分23或电机耗能部分24。太阳能发电装置222还包括：与太阳能电池板2221相连的自动跟踪模块2225，可以检测接收的光强并智能化的旋转太阳能电池板2221的角度，使得太阳能电池板2221能够得到最大程度的能量接收。
本实施例的控制模块211可通过RS485串行线缆分别与风力发电装置221、太阳能发电装置222、储能部分23和电机耗能部分24相连。控制模块211通过RS485串行线缆实时监测风力发电装置221、太阳能发电装置222、储能部分23和电机耗能部分24的参数，所述参数包括但不限于光照强度、风机转速、蓄电池电压和电流、蓄电池容量和电动汽车充电参数等，并根据上述参数控制电力线路选择模块212选择风力发电装置221、太阳能发电装置222、储能部分23中的一种或几种向电机耗能部分24供电，以及控制电力线路选择模块212选择风力发电装置221、太阳能发电装置222中的一种或两种向储能部分23蓄电。从而实现对整个车辆供电系统的统一管理，使得汽车安全可靠地运行。
本实施例的电力线路选择模块212主要可以采用开关电路(多路开关)，与风力发电装置221、太阳能发电装置222、储能部分23和电机耗能部分24分别连接，具体采用双线连接方式，即采用RS485串行线缆连接，用于传输数据、信号，同时还采用对应的电力线缆连接。电力线路选择模块212收到控制模块211发来的控制信号后，选通相应的电力线路，从而实现相应方式的供电、蓄电，例如：收到控制信号，相应导通储能部分23与电机耗能部分24之间的电力线路，则由储能部分23为电机耗能部分24供电。
实施例3、本实施例的电动汽车的充电系统，参见图3所示，包括：电动汽车31和充电装置32。
本实施例中的电动汽车31可采用上述实施例1或实施例2的电动汽车。以采用实施例2的电动汽车为例，包括：控制部分311、发电部分312、储能部分313和电机耗能部分314；发电部分312包括：风力发电装置3121和太阳能发电装置3122，控制部分311包括：控制模块3111和电力线路选择模块3112；风力发电装置3121包括：交流永磁同步发电机31211、整流器31212、AC/DC变换器31213和卸荷器31214；太阳能发电装置3122包括：太阳能电池板31221、整流器31222、DC/DC变换器31223、卸荷器31224和自动跟踪模块31225。上述模块的功能和连接关系与实施例2中相应模块一致，不再赘述。
充电装置32，用于外部能量(如充电站)对汽车的储能部分313充电。包括：直流充电模块321或/和交流充电模块322，与的控制模块3111和电力线路选择模块3112分别相连；控制模块3111控制电力线路选择模块3112选择直流充电模块321、交流充电模块322中的一种或两种向储能部分313蓄电。
结合实施例2的内容，在具体实现中，电动汽车31包含4种充电方式：直流充电、交流充电、风能充电和太阳能充电。当汽车电机停止工作时，处于蓄电池充电模式时，这几种充电方式可以独立工作，也可以配合一起工作，都由控制模块3111统一控制，通过控制电力线路选择模块3112对充电方式进行选择。当对蓄电池进行充电和放电的过程中，控制模块3111实时监测蓄电池的充电过程，智能化的调整充电电压和电流，使得蓄电池能储能过程合理和科学，提高蓄电池的使用寿命。
综上所述，本实用新型的优点在于：
1、当汽车运行时，因为采用了太阳能充电的方式，电动汽车可以采用太阳能对汽车电机进行供电，当太阳能提供的电量更多时，还可以对汽车蓄电池进行充电。充分利用了自然能量，有效提高了汽车的行车路程。
2、当汽车运行时，因为采用了风能充电的方式，电动汽车可以采用风能对汽车电机进行供电，当风能提供的电量更多时，还可以对汽车蓄电池进行充电。充分利用了自然能量，有效提高了汽车的行车路程。
3、当汽车运行时，因为采用了风能和太阳能充电的方式，电动汽车可以同时采用风能和太阳能对汽车电机进行供电，当提供的电量更多时，还可以对汽车蓄电池进行充电。充分利用了自然能量，有效提高了汽车的行车路程。
4、当汽车停止时，因为采用了太阳能充电的方式，电动汽车可以采用太阳能对蓄电池进行充电，充分利用自然能量，达到节能的目的。充分利用了自然能量，有效提高了汽车的行车路程。
5、太阳能光伏还有自动跟踪模块，可以检测接收的光强智能化的旋转角度，使得太阳能板能够得到最大程度的能量接收。
6、当对蓄电池进行充电和放电的过程中，控制模块实时监测蓄电池的充电过程，智能化的调整充电电压和电流，使得蓄电池能储能过程合理和科学，提高蓄电池的使用寿命。
7、汽车还支持常规的直流充电和交流充电的方式，支持常规的充电站的电力充电。
这里本实用新型的描述和应用都只是说明性和示意性的，并非是想要将本实用新型的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是完全可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说，实施例的替换和等效的各种部件均是公知的。本领域技术人员还应该清楚的是，在不脱离本实用新型的精神或本质特征的情况下，本实用新型可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现，以及在不脱离本实用新型范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。

Claims (11)

1.一种电动汽车，其特征在于，包括：控制部分，以及与所述控制部分分别相连的发电部分、储能部分和电机耗能部分； 
其中，所述发电部分包括：风力发电装置，用于将风能转化为电能；以及太阳能发电装置，用于将太阳能转化为电能； 
所述控制部分包括：控制模块和电力线路选择模块，所述控制模块控制电力线路选择模块选择所述的风力发电装置、太阳能发电装置或/和储能部分向电机耗能部分供电，以及控制电力线路选择模块选择风力发电装置或/和太阳能发电装置向储能部分蓄电。 
2.如权利要求1所述的电动汽车，其特征在于，所述的风力发电装置包括：交流永磁同步发电机，该交流永磁同步发电机包括至少2个电机转子进行风能至电能的转化。 
3.如权利要求2所述的电动汽车，其特征在于，所述的风力发电装置还包括：整流器和AC/DC变换器，将交流永磁同步发电机输出的交流电通过所述整流器整流和所述AC/DC变换器稳压后，转换为储能部分和电机耗能部分所需的直流电。 
4.如权利要求3所述的电动汽车，其特征在于，所述的风力发电装置还包括：与所述AC/DC变换器相连的卸荷器，用于缓存由AC/DC变换器转换后的直流电能，并向所述电力线路选择模块输出稳定的功率。 
5.如权利要求1所述的电动汽车，其特征在于，所述的太阳能 发电装置，包括：太阳能电池板，输出直流电。 
6.如权利要求5所述的电动汽车，其特征在于，所述的太阳能发电装置还包括：整流器和DC/DC变换器，将太阳能电池板输出的直流电通过所述整流器整流和所述DC/DC变换器稳压后，转换为储能部分和电机耗能部分所需的直流电。 
7.如权利要求6所述的电动汽车，其特征在于，所述的太阳能发电装置还包括：与所述DC/DC变换器相连的卸荷器，用于缓存由DC/DC变换器转换后的直流电能，并向所述电力线路选择模块输出稳定的功率。 
8.如权利要求5所述的电动汽车，其特征在于，所述的太阳能发电装置还包括：与所述太阳能电池板相连的自动跟踪模块，用于检测太阳光强度，并控制太阳能电池板自动旋转角度，跟踪太阳光。 
9.如权利要求1所述的电动汽车，其特征在于，所述的控制模块通过RS485串行线缆分别与风力发电装置、太阳能发电装置、储能部分和电机耗能部分相连；控制模块通过RS485串行线缆获取风力发电装置、太阳能发电装置、储能部分和电机耗能部分的参数，并根据所述参数控制电力线路选择模块选择所述的风力发电装置、太阳能发电装置或/和储能部分向电机耗能部分供电，以及控制电力线路选择模块选择风力发电装置或/和太阳能发电装置向储能部分蓄电。 
10.如权利要求1所述的电动汽车，其特征在于，所述的电力线路选择模块是开关电路，与风力发电装置、太阳能发电装置、储能部分和电机耗能部分分别相连；电力线路选择模块收到控制模块发来的 控制信号后，选通相应的电力线路。 
11.一种电动汽车的充电系统，其特征在于，包括：电动汽车和充电装置； 
电动汽车是权利要求1至10任一项所述的电动汽车； 
充电装置，包括：直流充电模块或/和交流充电模块，与所述的控制模块和电力线路选择模块分别相连；所述控制模块控制电力线路选择模块选择直流充电模块或/和交流充电模块向储能部分蓄电。 
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