CN205202763U - 电动汽车及其供电系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电动汽车及其供电系统，所述供电系统包括：电池组件，所述电池组件包括蓄电池、太阳能电池和燃料电池，其中，所述蓄电池、太阳能电池和燃料电池分别与所述电动汽车的电机控制器相连；电池管理器，所述电池管理器通过控制所述蓄电池、所述太阳能电池和所述燃料电池中的至少一个为所述电机控制器供电以驱动电机，以及控制所述太阳能电池和/或所述燃料电池为所述蓄电池充电，从而将电能作为主能源、太阳能和燃料电池作为辅助，有效利用新能源，增加电动汽车的续航里程，节能环保。
Description
技术领域
本实用新型涉及车辆技术领域，特别涉及一种电动汽车以及一种电动汽车的供电系统。
背景技术
现如今各国科学家正致力开发产生较少污染的电动汽车，希望可以取代燃烧汽油的汽车。但是，城市电网电力大都来自燃料化石燃料，而使用电动汽车会增加用电的需求，从而间接增加发电厂释放的污染物，容易造成二次污染。
实用新型内容
本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种电动汽车的供电系统，该供电系统将电能作为主能源、太阳能和燃料电池作为辅助，增加电动汽车的续航里程，节能环保。
本实用新型的另一个目的在于提出一种电动汽车。
根据本实用新型一方面提出的电动汽车的供电系统，包括：电池组件，所述电池组件包括蓄电池、太阳能电池和燃料电池，其中，所述蓄电池、太阳能电池和燃料电池分别与所述电动汽车的电机控制器相连；电池管理器，所述电池管理器通过控制所述蓄电池、所述太阳能电池和所述燃料电池中的至少一个为所述电机控制器供电以驱动电机，以及控制所述太阳能电池和/或所述燃料电池为所述蓄电池充电。
根据本实用新型提出电动汽车的供电系统，电池管理器通过控制蓄电池、太阳能电池和燃料电池中的至少一个为电机控制器供电以驱动电机，以及控制太阳能电池和/或燃料电池为蓄电池充电，从而将电能作为主能源、太阳能和燃料电池作为辅助，有效利用新能源，增加电动汽车的续航里程，节能环保。
具体地，所述太阳能电池用于将光能转换为电能，其中，所述电池管理器用于控制所述太阳能电池直接为所述电机控制器供电；或者，所述电池管理器还用于控制所述太阳能电池为所述蓄电池充电，并控制所述蓄电池为所述电机控制器供电；或者，所述电池管理器还用于控制所述太阳能电池和所述蓄电池为所述电机控制器供电。
具体地，所述燃料电池用于将化学能转换为电能，其中，所述电池管理器用于控制所述燃料电池直接为所述电机控制器供电；或者，所述电池管理器还用于控制所述燃料电池为所述蓄电池充电，并控制所述蓄电池为所述电机控制器供电；或者，所述电池管理器还用于控制所述燃料电池和所述蓄电池为所述电机控制器供电。
具体地，所述电池管理器用于控制所述蓄电池直接为所述电机控制器供电，以及在所述电动汽车处于制动能量回收模式时利用回收的制动能量为所述蓄电池充电。
进一步地，所述蓄电池可具有外接充电接口以通过外部电源为所述蓄电池充电。
优选地，所述太阳能电池可安装在所述电动汽车的车顶上。
具体地，所述太阳能电池可包括多个太阳能电池单体，所述多个太阳能电池单体以串联或并联方式连接，每个所述太阳能电池单体包括半导体光电二极管。
具体地，当所述燃料电池为氢燃料电池时，所述供电系统还包括：供氢组件，所述供氢组件与所述燃料电池的燃气输入端相连，以使所述供氢组件中的氢气进入所述燃料电池；空气源组件，所述空气源组件与所述燃料电池的空气输入端相连，以使所述空气源组件中的空气进入所述燃料电池；其中，所述电池管理器用于控制所述供氢组件和所述空气源组件。
具体地，所述电机为三相交流电机，其中，所述电机控制器用于将所述电池组件提供的直流电转换为三相交流电以驱动所述电机。
本实用新型另一方面提出了一种电动汽车，包括：车轮；传动组件；电机，所述电机用于通过所述传动组件驱动所述车轮；电机控制器，所述电机控制器用于驱动所述电机；所述的电动汽车的供电系统，用于为所述电机控制器供电。
根据本实用新型提出电动汽车，通过上述电动汽车的供电系统为电机控制器供电，从而将电能作为主能源、太阳能和燃料电池作为辅助，有效利用新能源，增加电动汽车的续航里程，节能环保。
附图说明
图1是根据本实用新型实施例的电动汽车的供电系统的方框示意图；
图2是根据本实用新型实施例的电池组件的结构示意图；
图3是根据本实用新型一个实施例的太阳能电池工作过程的原理示意图；
图4是根据本实用新型一个实施例的燃料电池工作过程的原理示意图；
图5是根据本实用新型一个实施例的蓄电池工作过程的原理示意图；以及
图6是根据本实用新型实施例的电动汽车的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
下面结合附图来描述本实用新型实施例的电动汽车的供电系统及具有其的电动汽车，其中，电动汽车可为纯电动汽车也可为混合电动汽车。
图1是根据本实用新型实施例的电动汽车的供电系统的方框示意图。如图1所示，该电动汽车的供电系统100包括：电池组件10和电池管理器20。
如图1-2所示，电池组件10包括蓄电池11、太阳能电池12和燃料电池13，其中，蓄电池11、太阳能电池12和燃料电池13分别与电动汽车的电机控制器200相连；电池管理器20通过控制蓄电池11、太阳能电池12和燃料电池13中的至少一个为电机控制器200供电以驱动电动汽车的电机300，以及控制太阳能电池12和/或燃料电池13为蓄电池11充电。
需要说明的是，太阳能电池12是一种将光能转化成电能的装置，太阳能电池12采用可再生、清洁的太阳能，具有绿色环保、不产生任何的环境污染、以及所用太阳能免费、无需运输等优点。燃料电池是一种将存在于燃料和氧化剂中的化学能直接转化为电能的装置，燃料电池具有能量转化效率高、环境友好、可实现低排放或零排放、运行噪声低、发电效率受负荷变化影响小、以及所用燃料来源广泛等优点。
由此，电池组件10具有电池容量高、使用寿命长、能量转换效率高、绿色环保等优点。
具体而言，电池组件10包括可蓄电池11、太阳能电池12和燃料电池13，太阳能电池12和燃料电池13产生的电能可存储于蓄电池11中备用，也可直接用来驱动电机300。举例来说，电池管理器20可在晴天时控制太阳能电池12启动并为蓄电池11充电，电池管理器20也可控制燃料电池13启动并为蓄电池11充电。
由此，本实用新型实施例的电动汽车的供电系统，以电能为主能源、太阳能和燃料电池为辅助能源，有效利用新能源，增加了电动汽车的续驶里程，节能环保，使得电动汽车得以广泛推广使用。
根据本实用新型的一个实施例，电机300可为三相交流电机，其中，电机控制器200用于将电池组件10提供的直流电转换为三相交流电以驱动电机300。
根据本实用新型的一个具体示例，太阳能电池12可安装在电动汽车的车顶上，以采集到较多的光能。
根据本实用新型的一个实施例，如图3所示，太阳能电池12用于将光能转换为电能。具体来说，太阳能电池12可采集阳光并产生电流，进而通过电机控制器200驱动电机300，最终驱动电动汽车行驶。而且太阳能电池12采集阳光而产生电流也可通过电机控制器20给蓄电池11充电以储存能量。
其中，电池管理器20用于控制太阳能电池12直接为电机控制器200供电；或者，电池管理器20还用于控制太阳能电池12为蓄电池11充电，并控制蓄电池11为电机控制器200供电；或者，电池管理器20还用于控制太阳能电池12和蓄电池11为电机控制器200供电。
也就是说，如图3所示，电机控制器200的第一端与太阳能电池12相连，电机控制器200的第二端与蓄电池11相连，电机控制器200的第三端与电机300相连。
太阳能电池12可以三种方式即直接驱动式、间接驱动式和混合驱动式工作。
直接驱动式：太阳能电池12产生的电流不经过蓄电池11，直接通过电机控制器200、电机300、传动组件来驱动电动汽车的车轮500行驶；
间接驱动式：太阳能电池12产生的电流通过电机控制器200先给蓄电池11充电，当电动汽车需要行驶时，电流从蓄电池11中流出，通过电机控制器200、电机300、传动组件来驱动电动汽车的车轮500行驶；
混合驱动模式：太阳能电池12既可以把产生的电流直接驱电动汽车行驶，也可以利用之前存储在蓄电池11中的电能驱动汽车行驶，还可以在汽车行驶过程中给蓄电池11充电。
根据本实用新型的一个具体实施例，蓄电池11可具有外接充电接口以通过外部电源为蓄电池11充电，从而满足长途行驶或连续阴雨天气的行驶需求。
更具体地，如图3所示，太阳能电池12包括多个太阳能电池单体121，多个太阳能电池单体121以串联或并联方式连接，每个太阳能电池单体121包括半导体光电二极管。
太阳能电池12是利用光产生伏特效应而将太阳光直接转化为电能的器件。当太阳光照到半导体光电二极管上时，半导体光电二极管就会把太阳的光能变成电能并产生电流。其中，将多个太阳能电池单体121串联或并联以构成太阳能电池方阵，可以使太阳能电池12具有比较大的输出功率。
根据本实用新型的一个实施例，如图4所示，燃料电池13用于将化学能转换为电能，其中，电池管理器20用于控制燃料电池13直接为电机控制器200供电；或者，电池管理器20还用于控制燃料电池13为蓄电池11充电，并控制蓄电池11为电机控制器200供电；或者，电池管理器20还用于控制燃料电池13和蓄电池11为电机控制器200供电。
也就是说，如图3所示，电机控制器200的第四端与燃料电池13相连，电机控制器200的第二端与蓄电池11相连，电机控制器200的第三端与电机300相连。
燃料电池13可以三种方式即直接驱动式、间接驱动式和混合驱动式工作。
直接驱动式：燃料电池13产生的电流不经过蓄电池11，直接通过电机控制器200、电机300、传动组件来驱动电动汽车的车轮500行驶；
间接驱动式：燃料电池13产生的电流通过电机控制器200先给蓄电池11充电，当电动汽车需要行驶时，电流从蓄电池11中流出，通过电机控制器200、电机300、传动组件来驱动电动汽车的车轮500行驶。
混合驱动模式：燃料电池13既可以把产生的电流直接驱动电动汽车行驶，也可以利用之前存储在蓄电池11中的电能驱动电动汽车行驶，还可以在电动汽车行驶过程中给蓄电池11充电。
具体地，当燃料电池13为氢燃料电池时，供电系统还包括：供氢组件14和空气源组件15。
其中，供氢组件14与燃料电池13的燃气输入端相连，以使供氢组件14中的氢气进入燃料电池13；空气源组件15与燃料电池13的空气输入端相连，以使空气源组件15中的空气进入燃料电池13；电池管理器20用于控制供氢组件14和空气源组件15。
需要说明的是，供氢组件14可将储存的氢气输送到燃料电池13内，空气源组件15可经空气输送到燃料电池13内，在燃料电池13内氢气和氧气进行氧化还原反应并释放电能，电能可经过电机控制器200转换后传递至蓄电池11进行存储，或者经过电机控制器200直接传递至电机300。
燃料电池13的输出电压与氢压力、电池内温度和湿度、催化剂状态等多方面因素相关。
更具体地，供氢组件14包括储氢单元和监测单元，其中，储氢单元用于加注、存储和供应氢气；监测单元用于监测供应单元的温度、氢压力、电流、泄露状态和碰撞状态，并根据温度、氢压力、电流、泄露状态和碰撞状态对燃料电池进行保护，例如监测单元可通过监传感器测氢气是否泄露以判断泄漏状态，从而，供氢组件14具备超温保护功能、超压保护功能、过流保护功能、防泄露功能和防碰撞功能。
空气源组件15包括过滤器、鼓风机和增湿器以将空气源组件15中的空气过滤、加湿后供给到燃料电池13。即言，空气源组件15中的空气通过过滤器、鼓风机、增湿器过滤、加湿后供给到燃料电池13内，以使氢气与空气中的氧气进行反应产生电流。
根据本实用新型的一个实施例，如图5所示，电池管理器20用于控制蓄电池11直接为电机控制器200供电，以及在电动汽车处于制动能量回收模式时利用回收的制动能量为蓄电池11充电。
也就是说，蓄电池11可以直接驱动式工作：蓄电池11产生的电流直接通过电机控制器200、电机300、传动组件来驱动电动汽车的车轮500行驶，驱动过程的能量传输如图5中“→”所示。并且，在电动汽车制动时还可通过制动能量回收为蓄电池11充电，制动能量回收过程的能量传输如图5中“←”所示。
综上所述，根据本实用新型实施例提出电动汽车的供电系统，电池管理器通过控制蓄电池、太阳能电池和燃料电池中的至少一个为电机控制器供电以驱动电机，以及控制太阳能电池和/或燃料电池为蓄电池充电，从而将电能作为主能源、太阳能和燃料电池作为辅助，有效利用新能源，增加电动汽车的续航里程，节能环保。
最后本实用新型实施例还提出了一种电动汽车。
图6是根据本实用新型实施例的电动汽车的结构示意图。如图3-6所示，电动汽车包括：车轮500、传动组件、电机300、电机控制器200和电动汽车的供电系统100。
其中，传动组件可包括减速器400；电机300用于通过传动组件驱动车轮500；电机控制器200用于驱动电机300；电动汽车的供电系统100用于为电机控制器200供电。
应当理解的是，供电系统100的具体结构、工作原理已在前面实施例中描述，这里处于简洁的目的，不再一一赘述。
具体地，电机控制器200可通过直流高压线束1与电动汽车的供电系统100中的电池组件10相连，并且，电机控制器200可通过交流高压线束2与电机300相连。
根据本实用新型的一个具体实施例，电机300可为三相交流电机，其中，电机控制器200用于将电池组件10提供的直流电转换为三相交流电以驱动电机300。
在供电系统100为电动汽车进行供电时，电池组件10输出电能经过电机控制器200的转换后转换为三相交流电以驱动电机300，进而经过减速器400驱动车轮500转动。
综上所述，根据本实用新型实施例提出电动汽车，通过上述电动汽车的供电系统为电机控制器供电，从而将电能作为主能源、太阳能和燃料电池作为辅助，有效利用新能源，增加电动汽车的续航里程，节能环保。
在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种电动汽车的供电系统，其特征在于，包括：
电池组件，所述电池组件包括蓄电池、太阳能电池和燃料电池，其中，所述蓄电池、太阳能电池和燃料电池分别与所述电动汽车的电机控制器相连；
电池管理器，所述电池管理器通过控制所述蓄电池、所述太阳能电池和所述燃料电池中的至少一个为所述电机控制器供电以驱动电机，以及控制所述太阳能电池和/或所述燃料电池为所述蓄电池充电。
2.根据权利要求1所述的电动汽车的供电系统，其特征在于，所述太阳能电池用于将光能转换为电能，其中，
所述电池管理器用于控制所述太阳能电池直接为所述电机控制器供电；
或者，所述电池管理器还用于控制所述太阳能电池为所述蓄电池充电，并控制所述蓄电池为所述电机控制器供电；
或者，所述电池管理器还用于控制所述太阳能电池和所述蓄电池为所述电机控制器供电。
3.根据权利要求1所述的电动汽车的供电系统，其特征在于，所述燃料电池用于将化学能转换为电能，其中，
所述电池管理器用于控制所述燃料电池直接为所述电机控制器供电；
或者，所述电池管理器还用于控制所述燃料电池为所述蓄电池充电，并控制所述蓄电池为所述电机控制器供电；
或者，所述电池管理器还用于控制所述燃料电池和所述蓄电池为所述电机控制器供电。
4.根据权利要求1所述的电动汽车的供电系统，其特征在于，所述电池管理器用于控制所述蓄电池直接为所述电机控制器供电，以及在所述电动汽车处于制动能量回收模式时利用回收的制动能量为所述蓄电池充电。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的电动汽车的供电系统，其特征在于，所述蓄电池具有外接充电接口以通过外部电源为所述蓄电池充电。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的电动汽车的供电系统，其特征在于，所述太阳能电池安装在所述电动汽车的车顶上。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的电动汽车的供电系统，其特征在于，所述太阳能电池包括多个太阳能电池单体，所述多个太阳能电池单体以串联或并联方式连接，每个所述太阳能电池单体包括半导体光电二极管。
8.根据权利要求1-4中任一项所述的电动汽车的供电系统，其特征在于，当所述燃料电池为氢燃料电池时，所述供电系统还包括：
供氢组件，所述供氢组件与所述燃料电池的燃气输入端相连，以使所述供氢组件中的氢气进入所述燃料电池；
空气源组件，所述空气源组件与所述燃料电池的空气输入端相连，以使所述空气源组件中的空气进入所述燃料电池；
其中，所述电池管理器用于控制所述供氢组件和所述空气源组件。
9.根据权利要求1-4中任一项所述的电动汽车的供电系统，其特征在于，所述电机为三相交流电机，其中，所述电机控制器用于将所述电池组件提供的直流电转换为三相交流电以驱动所述电机。
10.一种电动汽车，其特征在于，包括：
车轮；
传动组件；
电机，所述电机用于通过所述传动组件驱动所述车轮；
电机控制器，所述电机控制器用于驱动所述电机；
根据权利要求1-9中任一项所述的电动汽车的供电系统，用于为所述电机控制器供电。
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