一種用于電動汽車的應(yīng)急救援充電車電氣系統(tǒng)及其工作方法
【專利摘要】一種用于電動汽車的應(yīng)急救援充電車電氣系統(tǒng)，包括柴油發(fā)電機、移動式交直流快慢充一體化裝置、車載蓄電池、市電及電動汽車，移動式交直流快慢充一體化裝置包括整流調(diào)壓模塊、逆變模塊及二次調(diào)壓模塊；柴油發(fā)電機、市電均接入整流調(diào)壓模塊連接，整流調(diào)壓模塊的車載蓄電池輸出端口與車載蓄電池的輸入端連接；整流調(diào)壓模塊輸出端與逆變模塊輸入端連接，車載蓄電池輸出端分別與逆變模塊、二次調(diào)壓模塊的車載蓄電池接入端口連接；逆變模塊、二次調(diào)壓模塊與電動汽車連接。在電動汽車閑置狀態(tài)下，由市電接入給車載蓄電池充電直至充滿；充電狀態(tài)下，采用車載蓄電池與柴油發(fā)電機單獨或聯(lián)合充電。本發(fā)明有效解決充電車體積過大及柴油發(fā)電機利用率低的問題。
【專利說明】—種用于電動汽車的應(yīng)急救援充電車電氣系統(tǒng)及其工作方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電動汽車應(yīng)急救援【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種用于電動汽車的應(yīng)急救援充電車電氣系統(tǒng)及其工作方法。

【背景技術(shù)】
[0002]目前國內(nèi)很少有電動車應(yīng)急救援充電車。既使已有研發(fā)的的應(yīng)急救援設(shè)備但缺乏通用性，占地面積大，缺乏便捷性和靈活性，而且不能實現(xiàn)交直流快慢充一體化功能。同時目前國內(nèi)沒有完善的應(yīng)急救援服務(wù)體系，救援服務(wù)能力差。因此需要在應(yīng)急救援設(shè)備通用性、便捷性上展開研究，提升應(yīng)急救援體系服務(wù)能力。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有電動車應(yīng)急救援存在的上述不足，提供一種用于電動汽車的應(yīng)急救援充電車電氣系統(tǒng)及其工作方法，有效解決了充電車體積過大及柴油發(fā)電機利用率低的問題。
[0004]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0005]—種用于電動汽車的應(yīng)急救援充電車電氣系統(tǒng)，包括:柴油發(fā)電機、移動式交直流快慢充一體化裝置、車載蓄電池、市電及電動汽車，所述移動式交直流快慢充一體化裝置包括整流調(diào)壓模塊、逆變模塊及二次調(diào)壓模塊，其中，整流調(diào)壓模塊配置有市電接入端口、柴油發(fā)電機接入端口、車載蓄電池輸出端口，逆變模塊配置有車載蓄電池接入端口、多路交流輸出端口，二次調(diào)壓模塊配置有車載蓄電池接入端口、多路直流輸出端口 ；
[0006]所述柴油發(fā)電機的輸出端與整流調(diào)壓模塊的柴油發(fā)電機接入端口連接，市電與整流調(diào)壓模塊的市電接入端口連接，整流調(diào)壓模塊的車載蓄電池輸出端口與車載蓄電池的輸入端連接；整流調(diào)壓模塊的輸出端與逆變模塊的輸入端連接，車載蓄電池的輸出端分別與逆變模塊、二次調(diào)壓模塊的車載蓄電池接入端口連接；逆變模塊的多路交流輸出端口與電動汽車連接，二次調(diào)壓模塊的多路直流輸出端口與電動汽車連接。
[0007]按上述方案,所述整流調(diào)壓模塊包括單相或三相整流橋及boost/buck電路,整流調(diào)壓模塊用于將柴油發(fā)電機輸出或市電輸入的交流電經(jīng)單相或三相整流橋后變?yōu)橹绷?，再?jīng)boost/buck電路使輸出電壓幅值與車載蓄電池的電壓匹配。
[0008]按上述方案，所述逆變模塊包括逆變橋(以及DSP)，逆變模塊用于將整流調(diào)壓模塊與車載蓄電池輸出的直流電經(jīng)逆變橋后變?yōu)榉蹬c頻率可調(diào)的交流電；逆變模塊經(jīng)DSP發(fā)出的PWM控制信號進(jìn)行PWM調(diào)制后實現(xiàn)寬范圍電壓電流輸出，其中，針對不同量程的電壓或電流設(shè)置單獨的多路交流輸出端口，交流輸出端口輸出的交流電壓幅值及頻率可調(diào)，輸出交流電流幅值可調(diào)。
[0009]按上述方案，所述二次調(diào)壓模塊包括boost/buck電路，二次調(diào)壓模塊用于將車載蓄電池輸出的直流電壓經(jīng)boost/buck電路后變?yōu)榉悼烧{(diào)的直流電；二次調(diào)壓模塊經(jīng)PWM調(diào)制后可以實現(xiàn)寬范圍直流電壓輸出，其中，針對不同量程的電壓設(shè)置單獨的多路直流輸出端口，直流輸出端口輸出的直流電壓幅值可調(diào)。
[0010]按上述方案，所述電動汽車包括純電動小轎車、中巴車及大巴車。所述移動式交直流快慢充一體化裝置中逆變模塊的多路交流輸出端口與二次調(diào)壓模塊的多路直流輸出端口可同時，即同時給具有交流接入口、直流接入口 2種充電接口的電動汽車充電:其中針對只具有交流接入口的電動汽車實行交流充電，由移動式交直流快慢充一體化裝置中逆變模塊的多路交流輸出端口接入；針對只具有直流接入口的電動汽車實行直流充電，由移動式交直流快慢充一體化裝置中二次調(diào)壓模塊的多路直流輸出端口接入。
[0011]本發(fā)明還提供了一種上述用于電動汽車的應(yīng)急救援充電車電氣系統(tǒng)的工作方法，包括如下過程:
[0012]I)在電動汽車閑置狀態(tài)下，應(yīng)急救援充電車電氣系統(tǒng)由市電接入給車載蓄電池充電直至充滿；
[0013]2)在電動汽車充電狀態(tài)下，當(dāng)電動汽車為小轎車時，應(yīng)急救援充電車電氣系統(tǒng)僅采用車載蓄電池充電；當(dāng)電動汽車為中巴車或大巴車時，應(yīng)急救援充電車電氣系統(tǒng)采用車載蓄電池與柴油發(fā)電機聯(lián)合充電。
[0014]按上述方案，在電動汽車充電狀態(tài)下，當(dāng)電動汽車僅有交流接入口時，應(yīng)急救援充電車電氣系統(tǒng)僅采用柴油發(fā)電機經(jīng)交流輸出端口充電；當(dāng)電動汽車僅有直流接入口時，應(yīng)急救援充電車電氣系統(tǒng)采用柴油發(fā)電機與車載蓄電池聯(lián)合充電，經(jīng)直流輸出端口輸出；當(dāng)電動汽車同時配有交流接入口和直流接入口時，應(yīng)急救援充電車電氣系統(tǒng)采用柴油發(fā)電機或車載蓄電池中任意一種方式充電，僅經(jīng)直流輸出端口輸出(直流充電時間短，從而節(jié)約充電時間)。
[0015]按上述方案，整個用于電動汽車的應(yīng)急救援充電車電氣系統(tǒng)之間的通訊包括:柴油發(fā)電機與車本監(jiān)控平臺間通訊、車本體監(jiān)控平臺與后臺監(jiān)控系統(tǒng)間通訊、車本體監(jiān)控平臺與移動式交直流快慢充一體化裝置間通訊、移動式交直流快慢充一體化裝置與車載蓄電池間通訊、移動式交直流快慢充一體化裝置與待充電的電動汽車間通訊；
[0016]所述后臺監(jiān)控系統(tǒng)用于對某一城市區(qū)域內(nèi)現(xiàn)有在運行電動汽車的位置信息進(jìn)行跟蹤，接收電動汽車發(fā)回的電池電壓、電流、溫度、SOC等信息，并記錄電動汽車運行特性與電池充放電特性；所述車本監(jiān)控平臺用于實時刷新并顯示電動汽車的位置信息與電池信息；
[0017]所述柴油發(fā)電機與車本監(jiān)控平臺間通訊內(nèi)容包括:柴油發(fā)電機將輸出電壓、電流、功率等數(shù)據(jù)發(fā)送至車本體監(jiān)控平臺；
[0018]所述車本體監(jiān)控平臺與后臺監(jiān)控系統(tǒng)間通訊內(nèi)容包括:后臺監(jiān)控系統(tǒng)將電動汽車的位置信息與電池信息(待救援電動車輛地理位置信息、電動汽車運行特性數(shù)據(jù)及電池型號種類等數(shù)據(jù))發(fā)送至車本體監(jiān)控平臺；
[0019]所述車本體監(jiān)控平臺與移動式交直流快慢充一體化裝置間通訊內(nèi)容包括:車本體監(jiān)控平臺發(fā)送控制信號給交直流快慢充一體化裝置實現(xiàn)啟停及參數(shù)設(shè)置等功能，同時，移動式交直流快慢充一體化裝置返回裝置狀態(tài)信息及參數(shù)更改結(jié)果給車本體監(jiān)控平臺，并由車本體監(jiān)控平臺顯示相關(guān)數(shù)據(jù)；
[0020]所述移動式交直流快慢充一體化裝置與車載蓄電池間通訊內(nèi)容包括:車載蓄電池上的傳感單元將電池電壓、電流、SOC等數(shù)據(jù)發(fā)至移動式交直流快慢充一體化裝置；
[0021]所述移動式交直流快慢充一體化裝置與待充電的電動汽車間通訊容包括:待充電電動車將電池電壓、電流、SOC等數(shù)據(jù)發(fā)至移動式交直流快慢充一體化裝置。
[0022]本發(fā)明的有益效果在于:采用特定的控制方法實現(xiàn)充電車在不同的工作模式下經(jīng)濟(jì)高效運轉(zhuǎn)，充分發(fā)揮柴油儲能密度高與電池儲能清潔的優(yōu)勢，有效解決了充電車體積過大及柴油發(fā)電機利用率低的問題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明用于電動汽車的應(yīng)急救援充電車電氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0024]圖2為本發(fā)明用于電動汽車的應(yīng)急救援充電車電氣系統(tǒng)的通訊系統(tǒng)框圖。

【具體實施方式】
[0025]下面根據(jù)具體實施例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0026]參照圖1所示，本發(fā)明所述的用于電動汽車的應(yīng)急救援充電車電氣系統(tǒng)，包括:柴油發(fā)電機、移動式交直流快慢充一體化裝置、車載蓄電池、市電及電動汽車，所述移動式交直流快慢充一體化裝置(用于實現(xiàn)交直流一體輸出)包括整流調(diào)壓模塊、逆變模塊及二次調(diào)壓模塊，其中，整流調(diào)壓模塊配置有市電接入端口、柴油發(fā)電機接入端口、車載蓄電池輸出端口，逆變模塊配置有車載蓄電池接入端口、多路交流輸出端口，二次調(diào)壓模塊配置有車載蓄電池接入端口、多路直流輸出端口 ；所述柴油發(fā)電機的輸出端與整流調(diào)壓模塊的柴油發(fā)電機接入端口連接，市電與整流調(diào)壓模塊的市電接入端口連接，整流調(diào)壓模塊的車載蓄電池輸出端口與車載蓄電池的輸入端連接；整流調(diào)壓模塊的輸出端與逆變模塊的輸入端連接，車載蓄電池的輸出端分別與逆變模塊、二次調(diào)壓模塊的車載蓄電池接入端口連接；逆變模塊的多路交流輸出端口與電動汽車連接，二次調(diào)壓模塊的多路直流輸出端口與電動汽車連接。
[0027]在電動汽車閑置狀態(tài)下，應(yīng)急救援充電車電氣系統(tǒng)由市電接入移動式交直流快慢充一體化裝置，由移動式交直流快慢充一體化裝置中的整流調(diào)壓模塊經(jīng)整流和調(diào)幅后給車載蓄電池充電直至充滿；在電動汽車充電狀態(tài)下，車載蓄電池輸出經(jīng)二次調(diào)壓模塊后由直流輸出端口給具有直流充電口的電動汽車(如大巴車、中巴車)快速充電或經(jīng)逆變模塊后通過相應(yīng)的交流輸出端口給只具有交流充電口的電動汽車充電，同時柴油發(fā)電機輸出經(jīng)整流調(diào)壓模塊與逆變模塊后給只具有交流充電口的電動汽車充電。
[0028]參照圖2所示，由后臺監(jiān)控系統(tǒng)傳來的電動汽車(待救援電動車輛)地理位置信息、電動汽車運行特性數(shù)據(jù)及電池型號種類等數(shù)據(jù)，經(jīng)計算后確定電動汽車(待救援電動車輛)駛離故障點的最優(yōu)路徑規(guī)劃及電動汽車(待救援電動車輛)電池最小充電量，同時根據(jù)電動汽車(待救援電動車輛)車型及充電接口類型選擇最佳充電工作模式。后臺監(jiān)控系統(tǒng)將電池電壓、電流、溫度、SOC等信息發(fā)至車本體監(jiān)控平臺。柴油發(fā)電機將輸出電壓、電流、功率等數(shù)據(jù)發(fā)送至車本體監(jiān)控平臺。車本體監(jiān)控平臺發(fā)送控制信號給移動式交直流快慢充一體化裝置實現(xiàn)啟停及參數(shù)設(shè)置等功能。同時，移動式交直流快慢充一體化裝置返回裝置狀態(tài)信息及參數(shù)更改結(jié)果等給車本體監(jiān)控平臺，并由車本體監(jiān)控平臺顯示相關(guān)數(shù)據(jù)。車載蓄電池上的傳感單元將電池電壓、電流、SOC等數(shù)據(jù)發(fā)至移動式交直流快慢充一體化裝置。
[0029] 顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而這些屬于本發(fā)明的精神所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之中。
【權(quán)利要求】
1.一種用于電動汽車的應(yīng)急救援充電車電氣系統(tǒng)，其特征在于，包括:柴油發(fā)電機、移動式交直流快慢充一體化裝置、車載蓄電池、市電及電動汽車，所述移動式交直流快慢充一體化裝置包括整流調(diào)壓模塊、逆變模塊及二次調(diào)壓模塊，其中，整流調(diào)壓模塊配置有市電接入端口、柴油發(fā)電機接入端口、車載蓄電池輸出端口，逆變模塊配置有車載蓄電池接入端口、多路交流輸出端口，二次調(diào)壓模塊配置有車載蓄電池接入端口、多路直流輸出端口 ； 所述柴油發(fā)電機的輸出端與整流調(diào)壓模塊的柴油發(fā)電機接入端口連接，市電與整流調(diào)壓模塊的市電接入端口連接，整流調(diào)壓模塊的車載蓄電池輸出端口與車載蓄電池的輸入端連接；整流調(diào)壓模塊的輸出端與逆變模塊的輸入端連接，車載蓄電池的輸出端分別與逆變模塊、二次調(diào)壓模塊的車載蓄電池接入端口連接；逆變模塊的多路交流輸出端口與電動汽車連接，二次調(diào)壓模塊的多路直流輸出端口與電動汽車連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電動汽車的應(yīng)急救援充電車電氣系統(tǒng)，其特征在于，所述整流調(diào)壓模塊包括單相或三相整流橋及boost/buck電路，整流調(diào)壓模塊用于將柴油發(fā)電機輸出或市電輸入的交流電經(jīng)單相或三相整流橋后變?yōu)橹绷?，再?jīng)boost/buck電路使輸出電壓幅值與車載蓄電池的電壓匹配。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電動汽車的應(yīng)急救援充電車電氣系統(tǒng)，其特征在于，所述逆變模塊包括逆變橋，逆變模塊用于將整流調(diào)壓模塊與車載蓄電池輸出的直流電經(jīng)逆變橋后變?yōu)榉蹬c頻率可調(diào)的交流電。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電動汽車的應(yīng)急救援充電車電氣系統(tǒng)，其特征在于，所述二次調(diào)壓模塊包括boost/buck電路，二次調(diào)壓模塊用于將車載蓄電池輸出的直流電壓經(jīng)boost/buck電路后變?yōu)榉悼烧{(diào)的直流電。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電動汽車的應(yīng)急救援充電車電氣系統(tǒng)，其特征在于，所述電動汽車包括純電動小轎車、中巴車及大巴車。
6.—種上述用于電動汽車的應(yīng)急救援充電車電氣系統(tǒng)的工作方法,其特征在于，包括如下過程: 1)在電動汽車閑置狀態(tài)下，應(yīng)急救援充電車電氣系統(tǒng)由市電接入給車載蓄電池充電直至充滿； 2)在電動汽車充電狀態(tài)下，當(dāng)電動汽車為小轎車時，應(yīng)急救援充電車電氣系統(tǒng)僅采用車載蓄電池充電；當(dāng)電動汽車為中巴車或大巴車時，應(yīng)急救援充電車電氣系統(tǒng)采用車載蓄電池與柴油發(fā)電機聯(lián)合充電。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于電動汽車的應(yīng)急救援充電車電氣系統(tǒng)的工作方法，其特征在于，在電動汽車充電狀態(tài)下，當(dāng)電動汽車僅有交流接入口時，應(yīng)急救援充電車電氣系統(tǒng)僅采用柴油發(fā)電機經(jīng)交流輸出端口充電；當(dāng)電動汽車僅有直流接入口時，應(yīng)急救援充電車電氣系統(tǒng)米用柴油發(fā)電機與車載蓄電池聯(lián)合充電，經(jīng)直流輸出端口輸出；當(dāng)電動汽車同時配有交流接入口和直流接入口時，應(yīng)急救援充電車電氣系統(tǒng)采用柴油發(fā)電機或車載蓄電池中任意一種方式充電，僅經(jīng)直流輸出端口輸出。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于電動汽車的應(yīng)急救援充電車電氣系統(tǒng)的工作方法，其特征在于，整個用于電動汽車的應(yīng)急救援充電車電氣系統(tǒng)之間的通訊包括:柴油發(fā)電機與車本監(jiān)控平臺間通訊、車本體監(jiān)控平臺與后臺監(jiān)控系統(tǒng)間通訊、車本體監(jiān)控平臺與移動式交直流快慢充一體化裝置間通訊、移動式交直流快慢充一體化裝置與車載蓄電池間通訊、移動式交直流快慢充一體化裝置與待充電的電動汽車間通訊； 所述后臺監(jiān)控系統(tǒng)用于對某一城市區(qū)域內(nèi)現(xiàn)有在運行電動汽車的位置信息進(jìn)行跟蹤，接收電動汽車發(fā)回的電池電壓、電流、溫度、SOC等信息，并記錄電動汽車運行特性與電池充放電特性；所述車本監(jiān)控平臺用于實時刷新并顯示電動汽車的位置信息與電池信息； 所述柴油發(fā)電機與車本監(jiān)控平臺間通訊內(nèi)容包括:柴油發(fā)電機將輸出電壓、電流、功率等數(shù)據(jù)發(fā)送至車本體監(jiān)控平臺； 所述車本體監(jiān)控平臺與后臺監(jiān)控系統(tǒng)間通訊內(nèi)容包括:后臺監(jiān)控系統(tǒng)將電動汽車的位置信息與電池信息發(fā)送至車本體監(jiān)控平臺； 所述車本體監(jiān)控平臺與移動式交直流快慢充一體化裝置間通訊內(nèi)容包括:車本體監(jiān)控平臺發(fā)送控制信號給交直流快慢充一體化裝置實現(xiàn)啟停及參數(shù)設(shè)置等功能，同時，移動式交直流快慢充一體化裝置返回裝置狀態(tài)信息及參數(shù)更改結(jié)果給車本體監(jiān)控平臺，并由車本體監(jiān)控平臺顯示相關(guān)數(shù)據(jù)； 所述移動式交直流快慢充一體化裝置與車載蓄電池間通訊內(nèi)容包括:車載蓄電池上的傳感單元將電池電壓、電流、SOC等數(shù)據(jù)發(fā)至移動式交直流快慢充一體化裝置； 所述移動式交直流快慢充一體化裝置與待充電的電動汽車間通訊容包括:待充電電動車將電池電壓、電流、SOC等數(shù)據(jù)發(fā)至移動式交直流快慢充一體化裝置。
【文檔編號】H02J7/34GK104333108SQ201410650497
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月14日
【發(fā)明者】劉波, 劉飛, 蘭貞波, 張 杰 申請人:國網(wǎng)電力科學(xué)研究院武漢南瑞有限責(zé)任公司