一種電動汽車的在線充電和能量回收方法

2024-03-10 07:30:15

專利名稱：一種電動汽車的在線充電和能量回收方法
技術領域：
本發明屬於電動汽車再充電技術領域，特別涉及一種電動汽車的在線充電和能量 回收方法。
背景技術：
在能源危機和氣候變暖的雙重挑戰下，電動汽車日益成為全球矚目的新興產業， 汽車工業向小型化、節能化、電動化發展已成為必然趨勢，大力發展電動汽車符合我國能源 戰略，然而，擁有巨大發展前景的電動汽車的發展卻存在著不少的技術瓶頸，電池是電動汽 車的動力源泉，也是一直制約電動汽車發展的關鍵因素。現有電動汽車所使用的電池都不 能在儲存足夠能量的前提下保持小的外形和質量，如果電動汽車自身裝備質量大，就會影 響加速性能和最大車速的提高，近幾年電池技術的發展的確促進了電動汽車的較快發展， 然而，電池的更新換代速度很慢，需要幾年甚至幾十年的時間才能在電池技術上有比較大 的突破；電機技術發展日新月異，但仍跟不上電動汽車實際發展的需求的腳步。電池和電機的局限，直接導致了電動汽車的續駛裡程十分有限。目前市場上使用 的電動汽車一次充電後的續駛裡程一般為100 300km，這個裡程還需要保持適當的行駛 速度，並且配備有良好的電池調節系統才能得到保證，而絕大多數電動汽車在一般行駛環 境下的續駛裡程只有50 100km，比起傳統燃油汽車而言，電動汽車較短的續駛裡程成為 其致命的弱點，同時，現有的電動汽車已普遍採用了汽車再生制動，該項技術能在制動減速 的過程中有效的回收能量並減少由剎車帶來的熱量，然而，該系統普遍存在著能量回收不 夠充分的問題，由於制動能量回收時常存在過充電及急速充電等問題，使得電機和蓄電池 工作條件變得複雜，不能最大限度回收制動的能量，尤其在如上下坡、十字路口等功率變化 大，有密集加減速過程的場合，如何合理的利用其制動時的能量，並提供大加速度加速時的 大電流是一個值得研究的課題，國內外均未見有類似方面的研究。

發明內容
為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在於提供一種電動汽車的在線充電 和能量回收方法，具有提高續駛裡程，提高回收制動能量的優點。為了達到上述目的，本發明採用的技術方案是一種電動汽車的在線充電和能量回收方法，通過在十字路口或上下坡的這種車輛 頻繁加減速地區鋪設路面充電級C，並通過路面控制系統F和車載控制系統D的協同控制， 利用接觸或非接觸的方法，實現電動汽車的在線充電；同時，電動汽車急停或減速時釋放的 瞬時大電流給路面蓄電池G充電或直接提供給其他啟動或加速時的電動汽車。—種電動汽車的在線充電和能量回收方法，包括以下步驟第一步，在公路上的十字路口或上下坡鋪設測速傳感器E，同時鋪設至少一個路面 充電級C，將測速傳感器E和路面控制系統F連接，將路面充電級C和路面控制系統F雙向 連接，將路面控制系統F和路面蓄電池G雙向連接，路面控制系統F和電網接口 H雙向連接；將車載充電級D和車載控制系統I雙向連接，將車載控制系統I與驅動電機J雙向連接，將驅動電機J和電力轉換裝置κ雙向連接，將電力轉換裝置κ和車載控制系統ι雙向連接，將 電力轉換裝置κ和車載蓄電池L雙向連接，路面充電級C與車載充電級D採用接觸式和非 接觸式，測速傳感器E為光學傳感器、霍爾傳感器、壓電傳感器、壓阻傳感器、雷射傳感器或 超聲波傳感器，第二步，當電動汽車在啟動或加速需充電時，測速傳感器E將測速信息傳送至路 面控制系統F中，路面控制系統F對測速信息進行處理，並控制相應的路面充電級C開合， 將路面蓄電池G或電網接口 H的電能傳遞到與電動汽車當前相對應的路面充電級C，車載充 電級D通過接觸或非接觸的方法接收路面充電級C的電能，車載充電級D通過車載控制系 統I和電力轉換裝置K將收到的電能分配給驅動電機J或車載蓄電池L，第三步，在電動汽車急停或減速需進行能量回收時，電動汽車將制動產生的電能 分配給車載蓄電池L和車載充電級D，同時，測速傳感器E將測速信息傳送至路面控制系統 F中，並控制相應的路面充電級C開合，通過接觸或非接觸的方式將車載充電級D的電能傳 遞給路面充電級C，路面充電級C通過路面控制系統F將電能傳遞給路面蓄電池G，或傳遞 給電網接口 H。由於本發明將回收的能量直接傳遞路面充電級C，不存在電流過大限制能量回收 的問題，並在電動汽車行進過程中給電動汽車充電，從而具有提高續駛裡程，提高回收制動 能量的優點。


圖1為本發明的路面控制系統示意圖。圖2為本發明的車載控制系統示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作詳細描述。參照圖1和圖2，一種電動汽車的在線充電和能量回收方法，包括以下步驟第一步，在公路上的十字路口或上下坡鋪設測速傳感器E，用於檢測汽車經過時的 車速和所處的位置，同時鋪設至少一個路面充電級C，用於向電動汽車充電或回收電動汽車 制動電能，將測速傳感器E和路面控制系統F連接，將路面充電級C和路面控制系統F雙向 連接，將路面控制系統F和路面蓄電池G雙向連接，將路面控制系統F和電網接口 H雙向連 接；將車載充電級D和車載控制系統I雙向連接，將車載控制系統I與驅動電機J雙向連 接，將驅動電機J和電力轉換裝置K雙向連接，將電力轉換裝置K和車載控制系統I雙向連 接，將電力轉換裝置K和車載蓄電池L雙向連接，路面充電級C與車載充電級D採用接觸式 和非接觸式，測速傳感器E為光學傳感器、霍爾傳感器、壓電傳感器、壓阻傳感器、雷射傳感 器或超聲波傳感器，當採用壓電傳感器時，還可實現汽車經過時產生的振動使壓電元件發 電為路面蓄電池G充電，第二步，當電動汽車在啟動或加速需充電時，測速傳感器E將測速信息傳送至路 面控制系統F中，路面控制系統F對測速信息進行處理，並控制相應的路面充電級C開合， 將路面蓄電池G或電網接口 H的電能傳遞到與電動汽車當前相對應的路面充電級C，車載充電級D通過接觸或非接觸的方法接收路面充電級C的電能，車載充電級D通過車載控制系 統I和電力轉換裝置K將收到的電能分配給驅動電機J或車載蓄電池L，第三步，在電動汽車急停或減速需進行能量回收時，電動汽車將制動產生的電能 分配給車載蓄電池L和車載充電級D，同時，測速傳感器E將測速信息傳送至路面控制系統 F中，並控制相應的路面充電級C開合，通過接觸或非接觸的方式將車載充電級D的電能傳 遞給路面充電級C，路面充電級C通過路面控制系統F將電能傳遞給路面蓄電池G，給路面 蓄電池G充電，或傳遞給電 網接口 H給電網供電。附圖中E為測速傳感器；C為路面充電級；F為路面控制系統；G為路面蓄電池；H 為電網接口 ；D為車載充電級；I為車載控制系統J為驅動電機；K為電力轉換裝置；L為車 載蓄電池。
權利要求
一種電動汽車的在線充電和能量回收方法，其特徵在於通過在十字路口或上下坡的這種車輛頻繁加減速地區鋪設路面充電級(C)，並通過路面控制系統(F)和車載控制系統(D)的協同控制，利用接觸或非接觸的方法，實現電動汽車的在線充電；同時，電動汽車急停或減速時釋放的瞬時大電流給路面蓄電池(G)充電或直接提供給其他啟動或加速時的電動汽車。
2.根據權利要求1所述的一種電動汽車的在線充電和能量回收方法，其特徵在於包 括以下步驟第一步，在公路上的十字路口或上下坡鋪設測速傳感器(E)，同時鋪設至少一個路面充 電級(C)，將測速傳感器(E)和路面控制系統(F)連接，將路面充電級(C)和路面控制系統 (F)雙向連接，將路面控制系統(F)和路面蓄電池(G)雙向連接，路面控制系統(F)和電網 接口(H)雙向連接；將車載充電級(D)和車載控制系統(I)雙向連接，將車載控制系統(I) 與驅動電機(J)雙向連接，將驅動電機(J)和電力轉換裝置⑷雙向連接，將電力轉換裝置 (K)和車載控制系統(I)雙向連接，將電力轉換裝置(K)和車載蓄電池(L)雙向連接，路面 充電級(C)與車載充電級(D)採用接觸式和非接觸式，測速傳感器(E)為光學傳感器、霍爾 傳感器、壓電傳感器、壓阻傳感器、雷射傳感器或超聲波傳感器，第二步，當電動汽車在啟動或加速需充電時，測速傳感器(E)將測速信息傳送至路面 控制系統(F)中，路面控制系統(F)對測速信息進行處理，並控制相應的路面充電級(C)開 合，將路面蓄電池(G)或電網接口(H)的電能傳遞到與電動汽車當前相對應的路面充電級 (C)，車載充電級(D)通過接觸或非接觸的方法接收路面充電級(C)的電能，車載充電級(D) 通過車載控制系統I和電力轉換裝置⑷將收到的電能分配給驅動電機(J)或車載蓄電池 (L)，第三步，在電動汽車急停或減速需進行能量回收時，電動汽車將制動產生的電能分配 給車載蓄電池(L)和車載充電級(D)，同時，測速傳感器(E)將測速信息傳送至路面控制系 統(F)中，並控制相應的路面充電級(C)開合，通過接觸或非接觸的方式將車載充電級(D) 的電能傳遞給路面充電級(C)，路面充電級(C)通過路面控制系統(F)將電能傳遞給路面蓄 電池(G)，或傳遞給電網接口(H)。
全文摘要
一種電動汽車的在線充電和能量回收方法，通過在十字路口或上下坡的這種車輛頻繁加減速地區鋪設路面充電級，並通過路面控制系統和車載控制系統的協同控制，利用接觸或非接觸的方法，實現電動汽車的在線充電；同時，電動汽車急停或減速時釋放的瞬時大電流給路面蓄電池充電或直接提供給其他啟動或加速時的電動汽車，本發明最大限度地回收了電動汽車再生制動的能量，並在電動汽車行進過程中給電動汽車充電，具有提高續駛裡程、提高回收制動能量、節約能源的優點。
文檔編號B60L11/18GK101830182SQ20101012982
公開日2010年9月15日 申請日期2010年3月22日 優先權日2010年3月22日
發明者徐俊, 曹軍義, 曹秉剛 申請人:西安交通大學