CN207374139U - 一种电动汽车应急充电控制器 - Google Patents

Abstract

一种电动汽车应急充电控制器，包括充电发电机和充电控制器，充电发电机为直流发电机或交流发电机，由原动机带动，符合自励条件并且输出直流电力；充电控制器由辅助电压稳压部分、直流电压电流取样部分、单片机处理及人机交互界面部分、发电机磁场单元和CAN通讯总结单元组成；通过充电控制器接收电动汽车电池的参数，并且控制器同时控制发电机励磁来控制发电机的输出，从而实现对充电电压和电流的控制，完成对电动汽车电池的充电。本实用新型的有益效果是：充电方式新颖、实现方便、成本低廉、实用性强、节能环保，直接利用发电机对车辆进行充电，直接利用各种原动机驱动，特别适合移动场合以及周边没有直接市电等固定电源的情况。

Description

一种电动汽车应急充电控制器

技术领域

本实用新型涉及一种电动汽车的充电设备，尤其是一种利用各种发动机给电动汽车充电的一种电动汽车应急充电控制器。

背景技术

众所周知，随着人们生活水平的提高，汽车应用于各行各业，渗入到人们出行的各个方面，已经成为人们生活的重要交通工具，但汽车的大量使用带来了能源消耗、环境污染等一系列的问题，为了符合低碳环保，节能减排的环保要求，研制无污染的环保车，已成为各大汽车公司竞相研制的目标，而电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合零污染的环保需要，符合道路交通、安全法规各项要求。2015年，我国电动汽车生产37.9万辆，同比增长4倍。2015年10月，国务院办公厅印发《关于加快电动汽车充电基础设施建设的指导意见》，部署大力推进充电基础设施建设，随着电动汽车走进千家万户，充电设施的相对缺乏更加凸显。

电动汽车充电设备按充电方式可分为直流充电和交流充电桩充电两种，目前电动汽车快速充电设备全部为直流充电方式，而直流充电方式均采用交流电力经过整流、计量后给电动汽车充电。

目前电动汽车的充电方式为充电桩或市电，如果是在没有充电桩或市电的特殊环境下，一旦发生没电的突发情况，则没有相应的应急充电措施，这也使得电动汽车的应用受到了一定的局限性。为了满足电动汽车充电的需求以及推动电动汽车的更广阔应用，迫切需要创新电动汽车的充电方式。

发明内容

鉴于电动汽车现有充电方式的不足，本实用新型提供了一种直接利用发电机为电动汽车进行充电的一种电动汽车应急充电控制器，从而满足电动汽车在一些特殊情况下需要应急充电的需求。

本实用新型包括充电发电机和充电控制器，充电发电机为直流发电机或交流发电机，由原动机带动，符合自励条件并且输出直流电力；充电控制器由辅助电压稳压部分、直流电压电流取样部分、单片机处理及人机交互界面部分、发电机磁场单元和CAN通讯总结单元组成；充电发电机和充电控制器之间通过两组电缆连接，充电发电机输出的直流高压通过绝缘良好的多芯电缆和充电控制器进行连接，充电发电机的励磁控制部分通过绝缘软电缆和充电控制器连接，电缆末端压接接线端子和充电发电机以及充电控制器上的接线螺丝连接；充电发电机由任何原动机拖动运行，输出的直流高压电为整个系统提供能源；直流调压发电机的最大工作电压、电流、功率，选择满足国标充电制情况下的工作条件，其余数据由工作条件和工作环境确定；所述的辅助电压稳压部分，采用宽电压DC-DC变换方式，从发电机输出的变化直流高压中，获得稳定的低压电源，提供电源供应，同时为汽车提供低压12V/24V的辅助电力，满足车辆制造厂的相关要求；所述的直流电压电流取样部分直接从发电机输出的直流高压部分取得实时的电压、电流数据，送到充电控制器的单片机处理部分，作为实时充电状态的检测数据参与控制过程；所述的单片机处理及人机交互界面部分，单片机通过CAN总线部分和汽车车载电脑通讯，同时接收来自直流电压电流取样部分的实时参数，处理后发送到发电机磁场单元，控制发电机输出，完成闭环控制；所述的人机交互界面部分，为操控人员提供包括充电电压、电流、电量等实时数据，同时也作为操控人员控制整个系统的入口，完成人机交互工作；所述的发电机磁场控制单元接受单片机提供的数据，控制发电机励磁参数，调整充电发电机的输出，完成闭环控制，同时保证整个系统初始启动时发电机迅速完成自励；CAN通讯总线单元遵照国标规范及汽车CAN总线协议规范构建，完成控制器单片机和汽车车载电脑的通讯任务。

采用上述结构后，通过充电控制器接收电动汽车电池的参数，并且控制器同时控制发电机励磁来控制发电机的输出，从而实现对充电电压和电流的控制，完成对电动汽车电池的充电。

该设计技术与传统的采用交流电力整流后对车辆进行充电的方式相比较，存在如下明显优势：

1、具有充电方式新颖、实现方便、成本低廉、实用性强、节能环保等优点，符合当今社会低碳环保、节能减排的要求。

2、直接利用发电机对车辆进行充电，可以不需要交流市电，直接利用各种原动机驱动，特别适合移动场合以及周边没有直接市电等固定电源的情况。

3、可以直接实时读取车辆电池数据，同时调节发电机励磁参数来控制发电机的输出从而完成对电动汽车的充电，不需要使用大功率电力半导体器件。

4、既适合于控制整流式交流发电机，又适合于控制直流发电机，具有非常广泛的实际应用性。

5、可以采用单片机等多种控制形式完成通过控制发电机输出对电动汽车进行充电的操作。

6、能够实现使发电机的输出和控制器的数据格式都符合国家的相关技术标准。

附图说明 图1为本实用新型直流发电机控制示意图。

图2为本实用新型交流发电机控制示意图。

图3为本实用新型控制器内部示意图。

具体实施方式 下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细描述。

如图所示，本实用新型包括充电发电机1和充电控制器2，充电发电机为直流发电机或交流发电机，由原动机带动，符合自励条件并且输出直流电力；充电控制器由辅助电压稳压部分、直流电压电流取样部分、单片机处理及人机交互界面部分、发电机磁场单元和CAN通讯总结单元组成；充电发电机和充电控制器之间通过两组电缆连接，充电发电机输出的直流高压通过绝缘良好的多芯电缆和充电控制器进行连接，充电发电机的励磁控制部分通过绝缘软电缆和充电控制器连接，电缆末端压接接线端子和充电发电机以及充电控制器上的接线螺丝连接；充电发电机由任何原动机拖动运行，输出的直流高压电为整个系统提供能源；直流调压发电机的最大工作电压、电流、功率，选择满足国标充电制情况下的工作条件，其余数据由工作条件和工作环境确定；所述的辅助电压稳压部分，采用宽电压DC-DC变换方式，从发电机输出的变化直流高压中，获得稳定的低压电源，提供电源供应，同时为汽车提供低压12V/24V的辅助电力，满足车辆制造厂的相关要求；所述的直流电压电流取样部分直接从发电机输出的直流高压部分取得实时的电压、电流数据，送到充电控制器的单片机处理部分，作为实时充电状态的检测数据参与控制过程；所述的单片机处理及人机交互界面部分，单片机通过CAN总线部分和汽车车载电脑通讯，同时接收来自直流电压电流取样部分的实时参数，处理后发送到发电机磁场单元，控制发电机输出，完成闭环控制；所述的人机交互界面部分，为操控人员提供包括充电电压、电流、电量等实时数据，同时也作为操控人员控制整个系统的入口，完成人机交互工作；所述的发电机磁场控制单元接受单片机提供的数据，控制发电机励磁参数，调整充电发电机的输出，完成闭环控制，同时保证整个系统初始启动时发电机迅速完成自励；CAN通讯总线单元遵照国标规范及汽车CAN总线协议规范构建，完成控制器单片机和汽车车载电脑的通讯任务。

实施例 发电机由原动机带动以后，符合自励条件并且输出直流电力，充电控制器的各部分上电工作，当电动汽车与发电机控制器成套系统连接后，充电控制器向电动汽车电池管理系统提供12V/24V辅助电力，汽车电池管理系统(汽车车载电脑子系统)与发电机控制器通过CAN总线进行通讯；发电机控制器读取汽车充电参数字段；并且把充电发电机的数据发送到汽车车载电脑，由车载电脑确认可以开始执行充电，并且由车载电脑确定充电参数，车载电脑确认可以开始充电，充电器主直流开关接通，高压直流电输入汽车内进行蓄电池充电。此过程中发电机控制器不断读取车载电脑的实时数据，控制器根据此数据实时调节发电机励磁的参数，从而控制发电机电枢输出符合电动汽车需求的直流电力给电动汽车电池进行充电；同时，人机界面实时显示出充电电压、电流、电量等信息，同时将读取到车载电脑中的温度、充电进度等信息显示给操控人员。车辆蓄电池充电完成以后，车载电脑向控制器给出停止充电信息，充电控制器切断到车辆电池的高压直流电路，并且给出停止工作信号。此信号可以用于停止充电发电机的原动机工作，人机界面提醒操控人员结束充电作业，并显示出本次充电作业的相关数据。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种电动汽车应急充电控制器，包括充电发电机和充电控制器，其特征在于：充电发电机为直流发电机或交流发电机，由原动机带动，符合自励条件并且输出直流电力；充电控制器由辅助电压稳压部分、直流电压电流取样部分、单片机处理及人机交互界面部分、发电机磁场单元和CAN通讯总结单元组成；充电发电机和充电控制器之间通过两组电缆连接，充电发电机输出的直流高压通过绝缘良好的多芯电缆和充电控制器进行连接，充电发电机的励磁控制部分通过绝缘软电缆和充电控制器连接，电缆末端压接接线端子和充电发电机以及充电控制器上的接线螺丝连接。

2.根据权利要求1所述的一种电动汽车应急充电控制器，其特征在于：充电发电机由任何原动机拖动运行，输出的直流高压电为整个系统提供能源。

3.根据权利要求1所述的一种电动汽车应急充电控制器，其特征在于：直流发电机的最大工作电压、电流、功率，选择满足国标充电制情况下的工作条件，其余数据由工作条件和工作环境确定。

4.根据权利要求1所述的一种电动汽车应急充电控制器，其特征在于：所述的辅助电压稳压部分，采用宽电压DC-DC变换方式，从发电机输出的变化直流高压中，获得稳定的低压电源，提供电源供应，同时为汽车提供低压12V/24V的辅助电力，满足车辆制造厂的相关要求。

5.根据权利要求1所述的一种电动汽车应急充电控制器，其特征在于：所述的直流电压电流取样部分直接从发电机输出的直流高压部分取得实时的电压、电流数据，送到充电控制器的单片机处理部分，作为实时充电状态的检测数据参与控制过程。

6.根据权利要求1所述的一种电动汽车应急充电控制器，其特征在于：所述的单片机处理及人机交互界面部分，单片机通过CAN总线部分和汽车车载电脑通讯，同时接收来自直流电压电流取样部分的实时参数，处理后发送到发电机磁场单元，控制发电机输出，完成闭环控制。

7.根据权利要求1所述的一种电动汽车应急充电控制器，其特征在于：所述的人机交互界面部分，为操控人员提供包括充电电压、电流、电量等实时数据，同时也作为操控人员控制整个系统的入口，完成人机交互工作。

8.根据权利要求1所述的一种电动汽车应急充电控制器，其特征在于：所述的发电机磁场控制单元接受单片机提供的数据，控制发电机励磁参数，调整充电发电机的输出，完成闭环控制，同时保证整个系统初始启动时发电机迅速完成自励。

9.根据权利要求1所述的一种电动汽车应急充电控制器，其特征在于：CAN通讯总线单元遵照国标规范及汽车CAN总线协议规范构建，完成控制器单片机和汽车车载电脑的通讯任务。