電動汽車的充電系統的製作方法
2024-03-11 06:25:15
專利名稱：電動汽車的充電系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電動汽車的充電系統。
背景技術：
以電動汽車為代表的新一代環保汽車是汽車工業發展的必然趨勢。圖1所示便為一種典型的電動汽車的結構示意圖，該電動汽車包括一外接電源充電模塊1』、一蓄電池模塊2』以及一電動機3』，其中，在該電動汽車行走時，由該蓄電池模塊2』向該電動機3』供電，再由該電動機3』驅動汽車行駛，而在該電動汽車停止時，該蓄電池模塊2』則通過該外接電源充電模塊1』連接至一外接電源，從而獲得充電。但是，由於目前的電動汽車產業的發展仍不成熟，因此現有的電動汽車仍然存在著諸多缺陷，例如由於蓄電池模塊儲能有限，而採用外接電源的充電配套設施又不夠完善，因此造成電動汽車充電不便、續駛裡程短。這些因素都制約了電動汽車的推廣普及。於是，有人提出除了外接電源充電的方式之外，還可以在車輛結構上採用太陽能電池通過將光能轉化為電能來為蓄電池模塊及時充電，或者是在車輛結構上採用風能發電機來為蓄電池模塊及時充電。但是，由於太陽能和風能均容易受到氣候以及行駛環境的影響，而且實現成本也相對較高，因此這些改進方案目前暫時都還處於試製階段。另外，若是直接採用傳統的內燃充電機作為車載充電電源使用，則一方面目前業內仍然缺乏一種針對蓄電池模塊的供電管理以及充電管理並且快速高效、反應靈敏、控制精確的自動化控制系統，另一方面，傳統的內燃充電機還有著體積龐大、重量較重、排放性能不達標等等缺點。
實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是為了克服現有技術中的電動汽車缺乏一種快速高效、反應靈敏、控制精確的自動化的車載充電系統的缺陷，提供一種具有一快速高效、反應靈敏、控制精確的自動化的車載充電系統的電動汽車的充電系統。本實用新型是通過下述技術方案來解決上述技術問題的一種電動汽車的充電系統，該電動汽車包括外接電源充電模塊、蓄電池模塊及電動機，其特點在於，該電動汽車的充電系統包括車載充電系統、切換模塊及控制模塊，該車載充電系統包括發動機、充電機模塊及車載充電模塊，該發動機用於驅動該充電機模塊輸出電能，該充電機模塊的電能輸出端連接至該車載充電模塊的電能輸入端，該車載充電模塊與該外接電源充電模塊的電能輸出端均連接至該切換模塊的電能輸入端，該切換模塊的電能輸出端連接至該蓄電池模塊的電能輸入端，該控制模塊用於在該電動汽車行走時，根據該蓄電池模塊的電量，控制該蓄電池模塊單獨向該電動機供電、控制該車載充電系統與該蓄電池模塊共同向該電動機供電或控制該車載充電系統單獨向該電動機供電；在該電動汽車停止時，若有外接電源，則控制該外接電源單獨向該蓄電池模塊充電或控制該外接電源與該車載充電系統共同向該蓄電池模塊充電，若無外接電源，則控制該車載充電系統向該蓄電池模塊充電。[0008]較佳地，在該電動汽車行走時，若該蓄電池模塊的電量高於一放電較高值，則該控制模塊控制該車載充電系統停止工作、並控制該蓄電池模塊單獨向該電動機供電，若該蓄電池模塊的電量降至一放電較低值，則該控制模塊控制該車載充電系統啟動工作並控制該切換模塊切換至使該車載充電系統與該蓄電池模塊共同向該電動機供電，若該蓄電池模塊的電量降至一放電最低值，則該控制模塊控制該車載充電系統啟動工作並控制該切換模塊切換至使該車載充電系統經過該蓄電池模塊向該電動機供電、且該蓄電池模塊不向該電動機供電。較佳地，在該電動汽車停止且有外接電源時，若駕駛員未下達並充指令，則該控制模塊控制該車載充電系統停止工作、並控制該切換模塊切換至使該外接電源單獨向該蓄電池模塊充電，若駕駛員下達並充指令，則該控制模塊控制該車載充電系統啟動工作並控制該切換模塊切換至使該外接電源與該車載充電系統共同向該蓄電池模塊充電。較佳地，在該電動汽車停止且無外接電源時，若該蓄電池模塊的電量低於一充電最低值，則該控制模塊控制該車載充電系統啟動工作並控制該切換模塊切換至使該車載充電系統向該蓄電池模塊充電，若該蓄電池模塊的電量升至一充電最高值，則該控制模塊控制該車載充電系統停止工作。較佳地，當駕駛員下達該蓄電池模塊電量足夠的指令時，該控制模塊控制該車載充電系統停止工作。較佳地，當該蓄電池模塊的電量低於一充電較低值時，該車載充電模塊採用快充方式向該蓄電池模塊充電，當該蓄電池模塊的電量處於該充電較低值與一充電較高值之間時，該車載充電模塊採用慢充方式向該蓄電池模塊充電；當該蓄電池模塊的電量高於該充電較高值時，該車載充電模塊採用浮充方式向該蓄電池模塊充電。較佳地，當出現下列異常狀態時，該控制模塊控制該車載充電系統停止工作該發動機油位過低、該充電機模塊溫度過高、該車載充電模塊溫度過高、該外接電源充電模塊反饋的電壓過高或電流過大。較佳地，該發動機為一採用電噴燃油噴射系統的靜音型發動機。較佳地，該充電機模塊包括兩個分別設於該發動機的曲軸兩端的充電機。較佳地，該兩個充電機均為永磁電機。較佳地，每個該永磁電機的轉子均相對於定子沿著轉子的旋轉軸向並沿著遠離該發動機的方向錯位0. 2mm 0. 5mm。較佳地，當外接電源為市電時，該外接電源充電模塊將市電整流逆變至符合該蓄電池模塊的充電要求、然後輸出至該切換模塊；當外接電源符合該蓄電池模塊的充電要求時，該外接電源充電模塊直接導通該外接電源與該切換模塊。較佳地，該蓄電池模塊由單個蓄電池構成、由多個串聯的蓄電池構成或由多個並聯的蓄電池構成。本實用新型的積極進步效果在於1、本實用新型為電動汽車提供了一種極具實用意義的車載充電系統，其可以快速高效地向蓄電池模塊充電。這便解決了電動汽車到達無外接充電電源的地方時無法及時地為蓄電池模塊充電的後顧之憂，並且也極大地增加了電動汽車的續駛裡程，有利於純電動汽車的推廣普及。[0022]2、本實用新型為電動汽車提供的這種充電系統是一種自動化的控制系統，其能夠根據一車載充電系統以及蓄電池模塊所反饋的信號，適時地為蓄電池模塊充電，並且還具有反應靈敏、控制精確的優點。
圖1為現有的電動汽車的結構示意圖。圖2為本實用新型中的電動汽車的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖給出本實用新型較佳實施例，以詳細說明本實用新型的技術方案。如圖2所示，本實用新型中的電動汽車中仍然保留有一外接電源充電模塊1、一蓄電池模塊2以及一電動機3，其中，該蓄電池模塊2仍然與該電動機3直接相連，而該外接電源充電模塊1則不再與該蓄電池模塊2直接相連。另外，該蓄電池模塊2既可以由單獨的蓄電池構成，也可以由多個串聯的蓄電池構成，還可以由多個並聯的蓄電池構成。本實用新型的該電動汽車的充電系統中則包括有一車載充電系統、一切換模塊4 以及一控制模塊5。該車載充電系統則進一步包括一發動機6、一充電機模塊7以及一車載充電模塊8，其中，該發動機6驅動該充電機模塊7輸出電能，該充電機模塊7的電能輸出端則連接至該車載充電模塊8的電能輸入端。由此，該外接電源充電模塊1與一外接電源(圖中未示)便構成了一外接充電系統，該外接充電系統與該車載充電系統、該切換模塊4以及該控制模塊5便一同構成了本實用新型的該電動汽車的充電系統。該外接充電系統與該車載充電系統的電能輸出端均連接至該切換模塊4的電能輸入端，即該車載充電模塊8與該外接電源充電模塊1的電能輸出端均連接至該切換模塊4的電能輸入端，而該切換模塊4的電能輸出端則又進一步連接至該蓄電池模塊2的電能輸入端。該控制模塊5能夠根據該電動汽車是否處於行駛狀態、若處於停止狀態時又是否連接有外接電源以及該蓄電池模塊2的當前電量，對該外接充電系統與該車載充電系統的工作狀態進行統一的控制管理。其中，如圖2所示，該控制模塊5與該發動機6和該切換模塊4均以實線相連，這表示該控制模塊5能夠直接控制該發動機6的啟動、運行以及停止， 從而控制該車載充電系統的啟動、運行以及停止，該控制模塊5還能夠直接控制該切換模塊4在不同的工作狀態之間切換；而圖2中所有的虛線則代表著各種狀態信息的反饋，例如該蓄電池模塊2會將其電量信息反饋至該控制模塊5。這些狀態信息的反饋可以通過各種現有手段實現，例如該發動機6可以具有一用於將該發動機的節氣門位置反饋至該控制模塊5的節氣門位置傳感器、一用於將該發動機的進氣溫度及進氣壓力反饋至該控制模塊5的進氣溫度壓力傳感器、一用於將該發動機的缸溫反饋至該控制模塊5的缸溫傳感器，以及一用於將該發動機的曲軸位置反饋至該控制模塊5的曲軸位置傳感器等等。在該電動汽車行走時，該控制模塊5會根據該蓄電池模塊2的當前電量選擇使該蓄電池模塊2單獨地向該電動機3供電，或是使該車載充電系統與該蓄電池模塊2共同地向該電動機3供電，或是使該車載充電系統單獨地向該電動機3供電。而在該電動汽車停止時，若是連接有外接電源，則該控制模塊5會根據駕駛員的指令，控制該外接電源單獨地向該蓄電池模塊2充電，或是控制該外接電源與該車載充電系統共同地向該蓄電池模塊2 充電；若是未連接有外接電源，則該控制模塊5便會控制該車載充電系統單獨地向該蓄電池模塊2充電。在本實用新型中，該發動機6較佳地為一採用電噴燃油噴射系統的靜音型發動機。相較於傳統的發動機而言，這種發動機更加節約能源、排放環保，其所採用的消音器通過小結構、加大膨脹腔一定比例及阻抗混成出口管的方式，減少了發動機的排氣出口脈衝， 約束了發動機的排氣噪聲，從而極大地改善了發動機對外界環境的噪音汙染情況。在本實用新型中，該充電機模塊7較佳地包括兩個分別設於該發動機6的曲軸兩端的充電機，進一步地該兩個充電機較佳地均採用永磁電機。由於永磁電機的體積比通用電機的體積小，這樣就大大地減少了用銅量，並使充電機組結構緊湊、重量減輕，由此降低了成本。另外，由於兩個充電機組分別設置在了該發動機6的曲軸兩端，因此其滿足了發動機軸向兩端等同大小的平衡要求，這將能夠顯著地克服發動機一端輸出主動力時可能產生的端振動影響。再進一步地，在本實用新型中更佳地將每個該永磁電機的轉子設置為相對於定子沿著轉子的旋轉軸向、並沿著遠離該發動機6的方向錯位0. 2mm 0. 5mm，這將能夠形成軸向相對的分磁力預設，由此抵消和控制雙電機運行時磁振動，以使充電機組運行時更加平穩。以下，對本實用新型的該電動汽車的充電系統的工作原理和工作過程進行詳細說明該車載充電系統可以根據駕駛員的需要設置成休眠狀態或激活狀態。處於休眠狀態時，該車載充電系統停止工作；而處於激活狀態時，該車載充電系統會在該控制模塊5的控制之下適時工作。例如1)當該電動汽車行走時，該控制模塊5會根據該蓄電池模塊2的當前電量，控制該發動機6的啟動、運行或停止。a)若該控制模塊5獲知該蓄電池模塊2的電量高於一放電較高值，則該控制模塊 5便會命令該車載充電系統停止工作，由該蓄電池模塊2單獨地向該電動機3供電；b)若該控制模塊5獲知該蓄電池模塊2的電量降至一放電較低值，則該控制模塊 5便會啟動該發動機6、該充電機模塊7以及該車載充電模塊8開始工作，並控制該切換模塊4切換至使該車載充電系統與該蓄電池模塊2共同地向該電動機3供電；c)若該控制模塊5獲知該蓄電池模塊2的電量降至一放電最低值，為了避免過度放電給該蓄電池模塊2造成的損壞以及由此導致的壽命縮短現象的發生，該控制模塊5便會在已經啟動該發動機6、該充電機模塊7以及該車載充電模塊8進行工作的前提下，進一步地將該切換模塊4切換至使該車載充電系統單獨地向該電動機3供電，此時來自該車載充電系統的電能僅僅單純地流經該蓄電池模塊2，但該蓄電池模塊2本身則不參與供電；2)當該電動汽車停止不動時，若是該外接電源充電模塊1連接上了一外接電源， 則該電動汽車便會對駕駛員進行某種形式的提示，例如使車載蜂鳴器發出持續30秒的提示音等等，以等待駕駛員做出選擇；a)若是在該提示時間段內始終未得到駕駛員的指令，則該控制模塊5便會控制該車載充電系統停止工作，並控制該切換模塊4切換至使該外接電源單獨地向該蓄電池模塊 2充電；較佳地，該外接電源充電模塊1具有自動整流逆變的功能，即當該外接電源為市電時，該外接電源充電模塊1便會相應地將市電整流逆變至符合該蓄電池模塊的充電要求，然後再經該切換模塊4將電能輸入至該蓄電池模塊2;而當外接電源已經符合該蓄電池模塊的充電要求時，該外接電源充電模塊1便直接導通該外接電源與該切換模塊4 ；b)若是在該提示時間段內得到了駕駛員下達的並充指令，則該控制模塊5便會啟動該發動機6、該充電機模塊7以及該車載充電模塊8開始工作，並控制該切換模塊4切換至使該外接電源與該車載充電系統共同地向該蓄電池模塊2充電；3)當該電動汽車停止不動，並且未連接外接電源時，該控制模塊5會根據獲知的該蓄電池模塊2的電量，控制該發動機6的啟動、運行或停止a)若該控制模塊5獲知該蓄電池模塊2的電量低於一充電最低值，則該控制模塊 5便會啟動該發動機6、該充電機模塊7以及該車載充電模塊8開始工作，並控制該切換模塊4切換至使該車載充電系統向該蓄電池模塊2充電；其中，優選地，當該蓄電池模塊2的電量低於一充電較低值時，該車載充電模塊8 會採用快充方式向該蓄電池模塊2充電，當該蓄電池模塊2的電量處於該充電較低值與一充電較高值之間時，該車載充電模塊8會採用慢充方式向該蓄電池模塊2充電；當該蓄電池模塊2的電量高於該充電較高值時，該車載充電模塊8則會採用浮充方式向該蓄電池模塊 2充電；b)若該控制模塊5獲知該蓄電池模塊2的電量已經升至一充電最高值，則該控制模塊5便會使該車載充電系統停止工作，即控制發動機6關機，以停止向該蓄電池模塊2充電，從而防止發生過充並影響其使用壽命的情況。當然，當駕駛員認為該蓄電池模塊2的電量已經足夠時，也可以主動地控制該車載充電系統停止工作，進入休眠狀態，以節約能源、減少排放。其中，上文中提及的該放電較高值、該放電較低值、該放電最低值、該充電最低值、 該充電最高值、該充電較低值以及該充電較高值均可以由本領域技術人員根據所使用的蓄電池的具體參數適當選定，其具體數值在此不做限定。另外，當該控制模塊5從該外接電源充電模塊1、該發動機6、該充電機模塊7以及該車載充電模塊8反饋的狀態信息中獲知這些模塊出現工作狀態異常時，該控制模塊5便會及時地控制該車載充電系統停止工作，以保護該車載充電系統，提高其使用壽命，其中， 異常的工作狀態包括該發動機油位過低、該充電機模塊溫度過高、該車載充電模塊溫度過高、該外接電源充電模塊反饋的電壓過高或電流過大等等。另外，上文中涉及的各個功能模塊均可以在現有的硬體條件下結合現有的軟體編程手段加以實現，故在此對其具體實現過程不做贅述。綜上所述，本實用新型為電動汽車提供了一種極具實用意義的車載充電系統，其可以快速高效地向蓄電池模塊充電。這便解決了電動汽車到達無外接充電電源的地方時無法及時地為蓄電池模塊充電的後顧之憂，並且也極大地增加了電動汽車的續駛裡程，有利於純電動汽車的推廣普及。另外，本實用新型為電動汽車提供的這種充電系統是一種自動化的控制系統，其能夠根據該車載充電系統以及該蓄電池模塊所反饋的信號，適時地為蓄電池模塊充電，並且還具有反應靈敏、控制精確的優點。 雖然以上描述了本實用新型的具體實施方式
，但是本領域的技術人員應當理解， 這些僅是舉例說明，本實用新型的保護範圍是由所附權利要求書限定的。本領域的技術人員在不背離本實用新型的原理和實質的前提下，可以對這些實施方式做出多種變更或修改，但這些變更和修改均落入本實用新型的保護範圍。
權利要求1.一種電動汽車的充電系統，該電動汽車包括外接電源充電模塊、蓄電池模塊及電動機，其特徵在於，該電動汽車的充電系統包括車載充電系統、切換模塊及控制模塊，該車載充電系統包括發動機、充電機模塊及車載充電模塊，該發動機用於驅動該充電機模塊輸出電能，該充電機模塊的電能輸出端連接至該車載充電模塊的電能輸入端，該車載充電模塊與該外接電源充電模塊的電能輸出端均連接至該切換模塊的電能輸入端，該切換模塊的電能輸出端連接至該蓄電池模塊的電能輸入端。
2.如權利要求1所述的電動汽車的充電系統，其特徵在於，該發動機為一採用電噴燃油噴射系統的靜音型發動機。
3.如權利要求1所述的電動汽車的充電系統，其特徵在於，該充電機模塊包括兩個分別設於該發動機的曲軸兩端的充電機。
4.如權利要求3所述的電動汽車的充電系統，其特徵在於，該兩個充電機均為永磁電機。
5.如權利要求4所述的電動汽車的充電系統，其特徵在於，每個該永磁電機的轉子均相對於定子沿著轉子的旋轉軸向並沿著遠離該發動機的方向錯位0. 2mm 0. 5mm。
6.如權利要求1所述的電動汽車的充電系統，其特徵在於，該蓄電池模塊由單個蓄電池構成、由多個串聯的蓄電池構成或由多個並聯的蓄電池構成。
專利摘要本實用新型公開了一種電動汽車的充電系統，其包括車載充電系統、切換模塊及控制模塊，該車載充電系統包括發動機、充電機模塊及車載充電模塊，該發動機用於驅動該充電機模塊輸出電能，該充電機模塊的電能輸出端連接至該車載充電模塊的電能輸入端，該車載充電模塊與該外接電源充電模塊的電能輸出端均連接至該切換模塊的電能輸入端，該切換模塊的電能輸出端連接至該蓄電池模塊的電能輸入端。本實用新型能夠為電動汽車提供一種快速高效、反應靈敏、控制精確的自動化的車載充電系統。
文檔編號H02J9/04GK202014119SQ20112012290
公開日2011年10月19日 申請日期2011年4月22日 優先權日2011年4月22日
發明者夏永勝, 黃長明 申請人:上海獅虎能源科技發展有限公司