CN207573077U - 移动充电车的启动供电装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种移动充电车的启动供电装置，所述装置包括:铅酸电池供电电路、储能电池供电电路和负载控制单元，其中，铅酸电池供电电路和储能电池供电电路均与负载控制单元相连接，用于为所述负载控制单元供电；移动充电车的启动供电分为第一启动阶段和第二启动阶段；在第一启动阶段，由铅酸电池供电电路为负载控制单元供电，负载控制单元控制所述储能电池供电电路启动；在第二启动阶段，负载控制单元的供电电路由铅酸电池供电电路切换为储能电池供电电路。本实用新型在移动充电车对外服务时，使系统负载、控制器等启动及稳态供电由铅酸电池切换到储能电池的过程中，供电电压能平滑切换，从而提高了整个充电车对外服务的安全性和可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及电动汽车充电技术领域，尤其涉及一种移动充电车的启动供电装置。
背景技术
移动充电车可以在城市区域范围内和紧急情况下给电动汽车充电，以提高充电的便捷性，增强使用电动车的体验。移动充电车主要的能量来源包括：车载铅酸电池，对外服务用的储能电池，若移动充电车本身为电动车，还包括自身的动力电池。移动充电车在提供服务(补能或者充电)时首先需要一定的能量将整个系统启动起来，动力电池和储能电池由于在启动时均需要额外的供电使得其BMS工作，然后才能对外输出，所以它们本身不能作为系统的启动电源。因此，车载铅酸电池成为系统的启动电源，但是，铅酸电池容量有限，在移动充电车服务全过程中，其能量不足以保证移动充电车本身电气及系统和控制供电；同时随着铅酸电池的能量下降，其电压值也跟着下降，当电压值下降到一定大小时，会低于系统负载和控制的欠压点，导致整个系统的供电崩溃，因此车载铅酸电池不能作为稳态时的供电电源，而储能电池的能量远大于铅酸电池，因此储能电池作为系统负载和控制稳态供电的能量来源。
由此可知，在移动充电车对外服务时，如何使系统负载、控制启动及稳态供电需由铅酸电池切换到储能电池的过程中，供电电压能平滑切换，没有电压过冲和过大的电压跌落，从而保证整个系统安全可靠的启动，成为亟待解决的技术问题。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种移动充电车的启动供电装置，在移动充电车对外服务时，使系统负载、控制器等启动及稳态供电由铅酸电池切换到储能电池的过程中，供电电压能平滑切换，从而提高了整个充电车对外服务的安全性和可靠性。
为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种移动充电车的启动供电装置，包括:
铅酸电池供电电路、储能电池供电电路和负载控制单元，其中，所述铅酸电池供电电路和储能电池供电电路均与所述负载控制单元相连接，用于为所述负载控制单元供电；
所述移动充电车的启动供电分为第一启动阶段和第二启动阶段；
在所述第一启动阶段，由所述铅酸电池供电电路为所述负载控制单元供电，所述负载控制单元控制所述储能电池供电电路启动；
在所述第二启动阶段，所述负载控制单元的供电电路由所述铅酸电池供电电路切换为所述储能电池供电电路。
进一步的，所述铅酸电池供电电路包括铅酸电池和第一保护二极管，其中，所述铅酸电池的正极与所述第一保护二极管的正极相连，所述铅酸电池的负极和所述第一保护二极管的负极均与所述负载控制单元相连接。
进一步的，所述储能电池供电电路包括储能电池，DC/DC变换器和第二保护二极管，其中，所述DC/DC变换器的输入端与所述储能电池的正极和负极相连接，所述DC/DC变换器的一个输出端与所述第二保护二极管的正极相连接，另一输出端与所述负载控制单元相连接；所述第二保护二极管的负极与所述负载控制单元相连。
进一步的，所述负载控制单元还用于进行系统自检，自检通过后，启动所述储能电池供电电路。
进一步的，所述负载控制单元通过控制所述DC/DC变换器的启动，来启动所述储能电池供电电路。
进一步的，所述负载控制单元包括所述充电车的电气负载和控制器。
进一步的，所述启动供电装置还包括常闭触点继电器，所述常闭触点继电器包括线圈和常闭触点，其中，
所述线圈一端与所述第二保护二极管的正极以及所述DC/DC变换器的一端相连接，所述线圈另一端与所述DC/DC变换器的另一端以及负载控制单元相连接；
所述常闭触点具有两个，分别为第一常闭触点和第二常闭触点，所述第一常闭触点一端连接所述第一保护二极管的负极，另一端连接所述负载控制单元；所述第二常闭触点一端连接所述铅酸电池负极，另一端连接所述负载控制单元。
进一步的，所述铅酸电池供电电路还包括启动开关，用于闭合所述铅酸电池供电电路。
本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本实用新型一种移动充电车的启动供电装置可达到相当的技术进步性及实用性，并具有产业上的广泛利用价值，其至少具有下列优点：
本实用新型使移动充电车在启动运营服务时，分为两个启动阶段，第一启动阶段由铅酸电池给负载控制单元供电，第二启动阶段由铅酸电池供电平滑的切换到车内储能电池供电，供电切换过程为无缝切换，响应快，且供电跌电压跌落小，实现了移动充电车的可靠稳定地启动。移动充电车稳态服务时，采用储能电池供电，保证了移动充电车在服务时不会出现溃电的情况，大大提高了移动充电车服务的安全性和可靠性。
上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图,详细说明如下。
附图说明
图1为本实用新型一实施例提供的移动充电车的启动供电装置示意图；
图2为本实用新型一实施例提供的移动充电车的启动供电装置电路图；
图3为图2所示移动充电车的启动供电装置的启动供电电压波形图；
图4为本实用新型又一实施例提供的移动充电车的启动供电装置电路图；
图5为图4所示移动充电车的启动供电装置的情况1的启动供电电压波形图；
图6为图4所示移动充电车的启动供电装置的情况2的启动供电电压波形图；
图7为本实用新型一实施例提供的移动充电车的启动供电装置对应的启动供电方法示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的一种移动充电车的启动供电装置的具体实施方式及其功效，详细说明如后。
本实用新型实施例提供一种移动充电车的启动供电装置，如图1所示，包括:铅酸电池供电电路1、储能电池供电电路2和负载控制单元3，其中，铅酸电池供电电路1和储能电池供电电路2均与所述负载控制单元3相连接，用于为负载控制单元3供电。
移动充电车的启动供电分为第一启动阶段和第二启动阶段；在第一启动阶段，由铅酸电池供电电路1为负载控制单元3供电，负载控制单元3上电后，控制储能电池供电电路2启动，从而进入第二启动阶段。第二启动阶段，负载控制单元3的供电电路由所述铅酸电池供电电路1切换为所述储能电池供电电路2。经历上述两个启动阶段后，移动充电车运营服务时的供电电源便由铅酸电池切换到了储能电池，运营服务稳态时由储能电池供电，从而保证移动充电车在服务的时候不会出现溃电的情况，系统安全可靠性得到了大大的提高。
为了进一步提高移动充电车的供电的安全性和可靠性，负载控制单元3上电后，可先进行系统自检，自检通过后，再控制启动储能电池供电电路2。负载控制单元3包括充电车的电气负载和控制器等。
以下通过两个具体实施例进行说明：
实施例一、
如图2所示，铅酸电池供电电路1包括铅酸电池和第一保护二极管D1，其中，铅酸电池的正极与第一保护二极管D1的正极相连，铅酸电池的负极和第一保护二极管D1的负极均与负载控制单元3相连接。铅酸电池供电电路1的输出电压设为V0，与铅酸电池输出电压相等，负载控制单元3所接收的供电电压设为V1。铅酸电池供电电路1还可包括启动开关S1，可通过闭合启动开关S1，来启动铅酸电池供电电路1。
储能电池供电电路2包括储能电池，DC/DC变换器(直流-直流变换器，是一种将直流基础电源转变为其他电压种类的直流变换装置。)和第二保护二极管D2，其中，DC/DC变换器的输入端与储能电池的正极和负极相连接，DC/DC变换器的一个输出端与第二保护二极管D2的正极相连接，另一输出端与负载控制单元3相连接；第二保护二极管D2的负极与所述负载控制单元3相连。储能电池供电电路2的输出电压设为V2，与DC/DC变换器的输出电压相等。负载控制单元3可通过控制所述DC/DC变换器的启动，来启动所述储能电池供电电路2。
第一保护二极管D1和第二保护二极管D2均具有防止电压反灌的作用，即当第一保护二极管D1和第二保护二极管D2负极一端的电压大于正极一端电压时，进行电路截止，防止电压反灌至铅酸电池或储能电池，有效地保护了铅酸电池、储能电池以及整个电路。
基于图2所示电路结构，移动充电车的启动过程中，V0、V1、V2随时间变化的示意图，如图3所示，具体地：
闭合开关S1，铅酸电池通过第一保护二极管D1后，给负载控制单元3供电，对应图3中的t0-t1时刻，V1＝V0，此阶段为第一启动阶段。
负载控制单元3上电后，先进行系统自检，自检通过后，向储能电池供电电路2的DC/DC变换器发送启动指令，启动储能电池供电电路2，进入第二启动阶段。
储能电池供电电路2将储能电池的电压通过DC/DC变换器和二极管D2对外输出，V2电压开始上升，对应图3中t1时刻，当V2已经上升到V2>V0时，如图3所示t2时刻，第一保护二极管D1截止，第二保护二极管D2导通，V1很快跟随V2的上升而上升，最终V1＝V2，通过上述过程实现了移动充电车供电由铅酸电池到储能电池的无缝切换。
实施例二、
图3所示实施例的基础上，实施例二还包括常闭触点继电器，所述常闭触点继电器包括线圈R2和常闭触点，其中，线圈R2一端与第二保护二极管D2的正极以及DC/DC变换器的一端相连接，线圈R2另一端与所述DC/DC变换器的另一端以及负载控制单元3相连接；
常闭触点具有两个，分别为第一常闭触点K1和第二常闭触点K2，所述第一常闭触点K1一端连接第一保护二极管D1的负极，另一端连接所述负载控制单元3；第二常闭触点K2一端连接所述铅酸电池负极，另一端连接负载控制单元3。
基于图4所示电路结构，移动充电车的启动过程中，V0、V1、V2随时间t变化的示意图，如图5和图6所示，具体地：
闭合开关S1，铅酸电池通过二极管D1和第一常闭触点K1后，给系统的负载控制单元3供电，对应图5、图6中的t0-t1时刻，V1＝V0，此阶段为第一启动阶段。
负载控制单元3上电后，先进行系统自检，自检通过后，向储能电池供电电路2的DC/DC变换器发送启动指令，启动储能电池供电电路2，进入第二启动阶段。
储能电池供电电路2将储能电池的电压通过DC/DC变换器和二极管D2对外输出，V2电压开始上升，对应图5、图6中的t1时刻，DC/DC变换器同时给继电器的线圈R2供电，线圈R2得电后，假设在t2时刻，V2电压达到继电器的动作电压Vop，继电器的常闭触点K1和K2断开，根据常闭触点K1和K2断开前V2与V0电压大小关系的不同，分为图5和图6两种情况。
情况1、如果常闭触点K1和K2断开前，V2已经上升到V2大于等于V0时，假设图5所示t2’时刻，V2＝V0，则接下来第一保护二极管D1截止，第二保护二极管D2导通，t2’时刻起V1会有一个很小的电压跌落，V1电压跌落范围可控制在20％V1以内。然后V1被DC/DC变换器快速充电，V1很快跟随V2上升，V1＝V2；当t2时刻常闭触点K1和K2断开后，V1仍然等于V2；所述负载控制单元3的供电电路由所述铅酸电池供电电路1切换为所述储能电池供电电路2。
情况2、如果常闭触点K1和K2断开时，V2仍然小于V0，则第一保护二极管D1和第二保护二极管D2保持当前的状态不变，接下来，V1仍等于V0。t2时刻常闭触点断开后，V1会有一个很小的电压跌落，V1电压跌落范围可控制在20％V1以内。当V1跌落到小于V2时，第二保护二极管D2导通，V1被充电，电压上升，之后V1＝V2。最终系统负载和控制供电由铅酸电池切换到储能电池，负载控制单元3的供电电路由铅酸电池供电电路1切换为储能电池供电电路2。
基于上述移动充电车的启动供电装置，启动供电方法如图7所示，包括：
步骤S1、闭合铅酸电池供电电路1，进入第一启动阶段，铅酸电池供电电路1为负载控制单元3供电；
步骤S2、负载控制单元3向储能电池供电电路2发送启动指令，启动储能电池供电电路2，进入第二启动阶段；
为了提高移动充电车的供电的安全性和可靠性，所述步骤S2还包括：负载控制单元3上电后，先进行系统自检，自检通过后，再控制启动储能电池供电电路2。
步骤S3、储能电池供电电路2的输出电压不断增大，当储能电池供电电路2的输出电压大于铅酸电池供电电路1的输出电压时，铅酸电池供电电路1截止，负载控制单元3的供电电路由所述铅酸电池供电电路1切换为所述储能电池供电电路2。
负载控制单元3包括充电车的电气负载和控制器等。
经历上述两个启动阶段后，移动充电车运营服务时的供电电源便由铅酸电池切换到了储能电池，运营服务稳态时由储能电池供电，从而保证移动充电车在服务的时候不会出现溃电的情况，系统安全可靠性得到了大大的提高。
以下基于两个不同的电路组成示例，对所述移动充电车的启动供电方法进行详细说明：
实施例三、
如图2所示，铅酸电池供电电路1包括铅酸电池和第一保护二极管D1，其中，铅酸电池的正极与第一保护二极管D1的正极相连，铅酸电池的负极和第一保护二极管D1的负极均与负载控制单元3相连接。铅酸电池供电电路1的输出电压设为V0，与铅酸电池输出电压相等，负载控制单元3所接收的供电电压设为V1。铅酸电池供电电路1还可包括启动开关S1，可通过闭合启动开关S1，来启动铅酸电池供电电路1。
储能电池供电电路2包括储能电池，DC/DC变换器和第二保护二极管D2，其中，DC/DC变换器的输入端与储能电池的正极和负极相连接，DC/DC变换器的一个输出端与第二保护二极管D2的正极相连接，另一输出端与负载控制单元3相连接；第二保护二极管D2的负极与所述负载控制单元3相连。储能电池供电电路2的输出电压设为V2，与DC/DC变换器的输出电压相等。负载控制单元3可通过控制所述DC/DC变换器的启动，来启动所述储能电池供电电路2。
第一保护二极管D1和第二保护二极管D2均具有防止电压反灌的作用，即当第一保护二极管D1和第二保护二极管D2负极一端的电压大于正极一端电压时，进行电路截止，防止电压反灌至铅酸电池或储能电池，有效地保护了铅酸电池、储能电池以及整个电路。
基于图2所示电路结构，移动充电车的启动过程中，V0、V1、V2随时间变化的示意图，如图3所示，具体地：
步骤S1具体包括：闭合开关S1，铅酸电池通过第一保护二极管D1后，给负载控制单元3供电，对应图3中的t0-t1时刻，V1＝V0，此阶段为第一启动阶段。
步骤S2具体包括：负载控制单元3上电后，先进行系统自检，自检通过后，向储能电池供电电路2的DC/DC变换器发送启动指令，启动储能电池供电电路2，进入第二启动阶段。
步骤S3具体包括：储能电池供电电路2将储能电池的电压通过DC/DC变换器和二极管D2对外输出，V2电压开始上升，对应图3中t1时刻，当V2已经上升到V2>V0时，如图3所示t2时刻，第一保护二极管D1截止，第二保护二极管D2导通，V1很快跟随V2的上升而上升，最终V1＝V2，通过上述过程实现了移动充电车供电由铅酸电池到储能电池的无缝切换。
实施例四、
图3所示实施例的基础上，实施例四所采用的电路结构还包括常闭触点继电器，所述常闭触点继电器包括线圈R2和常闭触点，其中，线圈R2一端与第二保护二极管D2的正极以及DC/DC变换器的一端相连接，线圈R2另一端与所述DC/DC变换器的另一端以及负载控制单元3相连接；
常闭触点具有两个，分别为第一常闭触点K1和第二常闭触点K2，所述第一常闭触点K1一端连接第一保护二极管D1的负极，另一端连接所述负载控制单元3；第二常闭触点K2一端连接所述铅酸电池负极，另一端连接负载控制单元3。
基于图4所示电路结构，移动充电车的启动过程中，V0、V1、V2随时间t变化的示意图，如图5和图6所示，具体地：
步骤S1包括：闭合开关S1，铅酸电池通过二极管D1和第一常闭触点K1后，给系统的负载控制单元3供电，对应图5、图6中的t0-t1时刻，V1＝V0，此阶段为第一启动阶段。
步骤S2包括：负载控制单元3上电后，先进行系统自检，自检通过后，向储能电池供电电路2的DC/DC变换器发送启动指令，启动储能电池供电电路2，进入第二启动阶段。
步骤S3包括：储能电池供电电路2将储能电池的电压通过DC/DC变换器和二极管D2对外输出，V2电压开始上升，对应图5、图6中的t1时刻，DC/DC变换器同时给继电器的线圈R2供电，线圈R2得电后，假设在t2时刻，V2电压达到继电器的动作电压Vop，继电器的常闭触点K1和K2断开，根据常闭触点K1和K2断开前V2与V0电压大小关系的不同，分为图5和图6两种情况：
情况1、如果常闭触点K1和K2断开前，V2已经上升到V2大于等于V0时，假设图5所示t2’时刻，V2＝V0，则接下来第一保护二极管D1截止，第二保护二极管D2导通，t2’时刻起V1会有一个很小的电压跌落，V1电压跌落范围可控制在20％V1以内。然后V1被DC/DC变换器快速充电，V1很快跟随V2上升，V1＝V2；当t2时刻常闭触点K1和K2断开后，V1仍然等于V2；所述负载控制单元3的供电电路由所述铅酸电池供电电路1切换为所述储能电池供电电路2。
情况2、如果常闭触点K1和K2断开时，V2仍然小于V0，则第一保护二极管D1和第二保护二极管D2保持当前的状态不变，接下来，V1仍等于V0。t2时刻常闭触点断开后，V1会有一个很小的电压跌落，V1电压跌落范围可控制在20％V1以内。当V1跌落到小于V2时，第二保护二极管D2导通，V1被充电，电压上升，之后V1＝V2。最终系统负载和控制供电由铅酸电池切换到储能电池，负载控制单元3的供电电路由铅酸电池供电电路1切换为储能电池供电电路2。
本实用新型所述移动充电车的启动供电装置使移动充电车在启动运营服务时，分为两个启动阶段，第一启动阶段由铅酸电池给负载控制单元3供电，第二启动阶段由铅酸电池供电平滑的切换到车内储能电池供电，供电切换过程为无缝切换，响应快，且供电跌电压跌落小，实现了移动充电车的可靠稳定地启动。移动充电车稳态服务时，采用储能电池供电，保证了移动充电车在服务时不会出现溃电的情况，大大提高了移动充电车服务的安全性和可靠性。
本实用新型实施例还提供一种控制器，其包括存储器与处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述程序在被所述处理器执行时能够实现所述方法的步骤。
本实用新型实施例还提供一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述指令在由一计算机或处理器执行时实现所述方法的步骤。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
Claims (8)
1.一种移动充电车的启动供电装置，其特征在于：
所述装置包括:铅酸电池供电电路、储能电池供电电路和负载控制单元，其中，所述铅酸电池供电电路和储能电池供电电路均与所述负载控制单元相连接，用于为所述负载控制单元供电；
所述移动充电车的启动供电分为第一启动阶段和第二启动阶段；
在所述第一启动阶段，由所述铅酸电池供电电路为所述负载控制单元供电，所述负载控制单元控制所述储能电池供电电路启动；
在所述第二启动阶段，所述负载控制单元的供电电路由所述铅酸电池供电电路切换为所述储能电池供电电路。
2.根据权利要求1所述的移动充电车的启动供电装置，其特征在于：
所述铅酸电池供电电路包括铅酸电池和第一保护二极管，其中，所述铅酸电池的正极与所述第一保护二极管的正极相连，所述铅酸电池的负极和所述第一保护二极管的负极均与所述负载控制单元相连接。
3.根据权利要求2所述的移动充电车的启动供电装置，其特征在于：
所述储能电池供电电路包括储能电池，DC/DC变换器和第二保护二极管，其中，所述DC/DC变换器的输入端与所述储能电池的正极和负极相连接，所述DC/DC变换器的一个输出端与所述第二保护二极管的正极相连接，另一输出端与所述负载控制单元相连接；所述第二保护二极管的负极与所述负载控制单元相连。
4.根据权利要求1所述的移动充电车的启动供电装置，其特征在于：
所述负载控制单元还用于进行系统自检，自检通过后，启动所述储能电池供电电路。
5.根据权利要求3所述的移动充电车的启动供电装置，其特征在于：
所述负载控制单元通过控制所述DC/DC变换器的启动，来启动所述储能电池供电电路。
6.根据权利要求1所述的移动充电车的启动供电装置，其特征在于：
所述负载控制单元包括所述充电车的电气负载和控制器。
7.根据权利要求3所述的移动充电车的启动供电装置，其特征在于：
所述启动供电装置还包括常闭触点继电器，所述常闭触点继电器包括线圈和常闭触点，其中，
所述线圈一端与所述第二保护二极管的正极以及所述DC/DC变换器的一端相连接，所述线圈另一端与所述DC/DC变换器的另一端以及负载控制单元相连接；
所述常闭触点具有两个，分别为第一常闭触点和第二常闭触点，所述第一常闭触点一端连接所述第一保护二极管的负极，另一端连接所述负载控制单元；所述第二常闭触点一端连接所述铅酸电池负极，另一端连接所述负载控制单元。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的移动充电车的启动供电装置，其特征在于：
所述铅酸电池供电电路还包括启动开关，用于闭合所述铅酸电池供电电路。
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| CN108400648A (zh) * | 2017-12-14 | 2018-08-14 | 蔚来汽车有限公司 | 移动充电车的启动供电装置和方法 |
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2017
- 2017-12-14 CN CN201721746796.0U patent/CN207573077U/zh active Active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108400648A (zh) * | 2017-12-14 | 2018-08-14 | 蔚来汽车有限公司 | 移动充电车的启动供电装置和方法 |
| WO2019114304A1 (zh) * | 2017-12-14 | 2019-06-20 | 蔚来汽车有限公司 | 移动充电车的启动供电装置和方法 |
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