具有向外部供電的發電機的充電汽車的製作方法
2023-05-20 19:35:21 1
專利名稱：具有向外部供電的發電機的充電汽車的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及汽車能源技術，特別涉及一種基於常用汽車改裝而成的具有向外部供電的發動機的充電汽車。
背景技術：
為了大幅減少汽車的二氧化碳排放量，汽車業正投入大量的人力和物力來研發以電力作為動力源的新型汽車，例如混合動力汽車和電動汽車。在新型汽車中，動力以電能的形式被存儲在電池中。考慮到安全性、成本和使用壽命，目前開發的電動汽車的電池能量密度並不高，這限制了汽車每次充電後的續航距離。另外，為了提高用戶體驗，還希望能夠提供快速充電的能力。考慮到上述因素，充電基礎設施的完善將是電動汽車獲得普及的重要前提。實際上，企業與政府共同完善充電基礎設施的行動正在世界各國如火如荼地開展著。但是數量眾多的充電站將佔據面積不菲的用地，在規劃時還要充分考慮建造位置對交通流量的影響，這些無疑使電動汽車的普及推廣面臨棘手的困境。
實用新型內容本實用新型的一個目的是提供一種充電汽車，其能夠以低成本的方式實現移動充電的功能。本實用新型的上述目的通過下列技術方案實現一種充電汽車，包括發動機；發動機控制單元，用於控制所述發動機的運行；變速器，其與所述發動機耦合；其中，進一步包括用於向所述汽車外部供電的發電機，其配置為在所述變速器處於預設檔位時與所述發動機的輸出耦合，在所述預設檔位下，所述發動機與所述充電汽車的傳動系中斷動力傳遞；以及充電控制單元，其與所述發動機控制單元耦合，用於在所述變速器處於所述預設檔位時，藉助所述發動機控制單元控制所述發動機的運行，其中，所述發動機經離合器和滑動花鍵套與所述變速器相連，在所述發電機的轉軸上設置取力器，並且當所述變速器處於預設檔位時，所述滑動花鍵套處於第一位置，在該第一位置上，所述滑動花鍵套與所述取力器耦合以將所述發動機的輸出耦合至所述發電機，而當所述變速器處於預設檔位以外的檔位時，所述滑動花鍵套處於第二位置，在該第二位置上，所述滑動花鍵套與所述取力器脫開。本實用新型的上述目的還可以通過下列技術方案實現一種充電汽車，包括發動機；[0017]發動機控制單元，用於控制所述發動機的運行；變速器，其與所述發動機耦合；其中，進一步包括用於向所述汽車外部供電的發電機，其配置為在所述變速器處於預設檔位時與所述發動機的輸出耦合，在所述預設檔位下，所述發動機與所述充電汽車的傳動系中斷動力傳遞；以及充電控制單元，其與所述發動機控制單元耦合，用於在所述變速器處於所述預設檔位時，藉助所述發動機控制單元控制所述發動機的運行，其中，所述發動機經離合器和滑動花鍵套與所述變速器耦合，所述發電機設置在所述離合器與所述滑動花鍵套之間，並且當所述變速器處於預設檔位時，所述滑動花鍵套處於第一位置，在該第一位置上，所述滑動花鍵套與所述發電機耦合以將所述發動機的輸出耦合至所述發電機，而當所述變速器處於預設檔位以外的檔位時，所述滑動花鍵套處於第二位置，在該第二位置上，所述滑動花鍵套與所述發電機脫開。本實用新型的上述目的還可以通過下列技術方案實現一種充電汽車，包括發動機；發動機控制單元，用於控制所述發動機的運行；變速器，其與所述發動機耦合；其中，進一步包括用於向所述汽車外部供電的發電機，其配置為在所述變速器處於預設檔位時與所述發動機的輸出耦合，在所述預設檔位下，所述發動機與所述充電汽車的傳動系中斷動力傳遞；以及充電控制單元，其與所述發動機控制單元耦合，用於在所述變速器處於所述預設檔位時，藉助所述發動機控制單元控制所述發動機的運行，其中，所述發動機經滑動花鍵套和液力變矩器與所述變速器相連，在所述發電機的轉軸上設置取力器，並且當所述變速器處於預設檔位時，所述滑動花鍵套處於第一位置， 在該第一位置上，所述滑動花鍵套與所述取力器耦合以將所述發動機的輸出耦合至所述發電機，而當所述變速器處於預設檔位以外的檔位時，所述滑動花鍵套處於第二位置，在該第二位置上，所述滑動花鍵套與所述取力器脫開。本實用新型的上述目的還可以通過下列技術方案實現一種充電汽車，包括發動機；發動機控制單元，用於控制所述發動機的運行；變速器，其與所述發動機耦合；其中，進一步包括用於向所述汽車外部供電的發電機，其配置為在所述變速器處於預設檔位時與所述發動機的輸出耦合，在所述預設檔位下，所述發動機與所述充電汽車的傳動系中斷動力傳遞；以及充電控制單元，其與所述發動機控制單元耦合，用於在所述變速器處於所述預設檔位時，藉助所述發動機控制單元控制所述發動機的運行，其中，所述發動機經滑動花鍵套和液力變矩器與所述變速器耦合，所述發電機設置在所述滑動花鍵套與所述液力變矩器之間，並且當所述變速器處於預設檔位時，所述滑動花鍵套處於第一位置，在該第一位置上，所述滑動花鍵套與所述發電機耦合以將所述發動機的輸出耦合至所述發電機，而當所述變速器處於預設檔位以外的檔位時，所述滑動花鍵套處於第二位置，在該第二位置上，所述滑動花鍵套與所述發電機脫開。按照本實用新型實施例的充電汽車可以作為流動的充電站使用，這填補了電動汽車售後服務在裝備和服務形式上的空缺，有助於電動汽車的推廣使用。另外，按照本實用新型實施例的充電汽車是在原有車輛的動力總成上加裝發電機和充電控制單元而成的，無論是在充電模式還是在行駛模式下，對發動機的控制都藉助原車上已有的發動機控制單元實現，因此無需對車輛結構作大的改變，有利於加快設計開發速度和降低製造成本。再者， 加裝的發電機和充電控制單元都有現成的成熟產品可用，因此進一步降低了設計和製造成本。最後，按照本實用新型的實施例，在發電機內設置有低壓變換器和高壓變換器，因此在電機控制器的控制下，可以選擇性地向外部裝置提供大電流的快速充電或小電流的慢速充電，從而適應不同的應用需求。從結合附圖的以下詳細說明中，將會使本實用新型的上述和其它目的及優點更加
完全清楚。
圖1為按照本實用新型一個實施例的充電汽車的示意圖。圖2為按照本實用新型另一個實施例的充電汽車的示意圖。圖3為按照本實用新型還有一個實施例的充電汽車的示意圖。圖4為按照本實用新型還有一個實施例的充電汽車的示意圖。圖5為按照本實用新型還有一個實施例的充電汽車的示意圖。圖6為按照本實用新型還有一個實施例的充電汽車的示意圖。圖7為按照本實用新型還有一個實施例的充電汽車的示意圖。圖8為按照本實用新型還有一個實施例的充電汽車的示意圖。圖9a和9b為按照本實用新型還有一個實施例的充電汽車的電子控制系統的示意圖，其分別示出不同充電模式下的與作為外部用電裝置的電動汽車的電氣連接方式。圖10為圖9a和9b所示實施例中的充電控制器的工作流程圖。圖Ila和lib為按照本實用新型還有一個實施例的充電汽車的電子控制系統的示意圖，其分別示出不同充電模式下的與作為外部用電裝置的電動汽車的電氣連接方式。
具體實施方式
術語在本實用新型中，汽車或車輛指的是適於運輸人或物的器具或結構，例如包括但不限於載貨汽車、越野汽車、自卸汽車、牽引汽車、客車、轎車等，除非特別說明，在本說明書中，術語「汽車」和「車輛」 二者可以互換使用。一般地，汽車的總體構造雖有較大的差異， 但是基本結構都由發動機、底盤、車身和電氣設備組成，其中，底盤由傳動系、行駛系、轉向系和制動系組成，傳動系包含變速器和驅動橋等。在以內燃機作為發動機的汽車中，通常採用發動機控制單元(ECU)來控制發動機的點火、汽油噴射和廢氣再循環等過程。本領域內的技術人員在閱讀了本說明書之後將會認識到，本實用新型的思想對於具有各種構造的汽車都是適用的。此外，為了節省篇幅，本說明書將僅描述汽車結構中與本實用新型較為相關的部分，對於本領域內的技術人員來說，省略描述的部分都是易於理解的，並且這樣的省略並不會對本實用新型的實施帶來困難。在本實用新型中，「耦合」 一詞既被用來表示兩個單元之間直接連接的方式，也被用來表示兩個單元經其它單元實現間接連接的方式，並且這種連接可以例如是電學、光學信號的互連或機械連接。MM本實用新型的基本思想是在現有車輛內增設發電機以及相應的充電控制單元，從而使車輛能夠在行駛模式和充電模式這兩種模式下工作。為此，可使增設的發電機在車輛的變速器位於某個預設檔位時與發動機的輸出耦合，在該檔位下，車輛處於充電模式，發動機的動力不再傳輸給驅動輪，而是經發電機轉換為電能之後輸出至車輛外部。在充電模式下，充電過程由充電控制單元控制，但是對發動機的運轉的控制與在行駛模式下一樣，仍然由發動機控制單元實施。一般而言，在空檔(當採用手動變速器時)或停駛檔(P檔)(當採用自動變速器)時，車輛的發動機與傳動系之間的動力傳遞將中斷，因此可以將空檔或P 檔作為上述預設檔位。值得指出的是，在本說明書中，「在現有車輛內，，的表述應該廣義地理解，包括但不限於將增設的發電機以及充電控制單元安裝在車輛的外表面和內部空間的某一位置等各種布置方案。下面將根據表示本實用新型實施方式的附圖具體說明本實用新型。手雲力^jf器-禾U用耳又力器傳遞雲力力的布I1圖1為按照本實用新型一個實施例的充電汽車的示意圖。如上所述，為節省篇幅， 圖中僅示出與本實用新型特別相關的某些部分。在圖1所示的實施例中，發動機110經離合器120和滑動花鍵套130與變速器140耦合，發電機150的轉軸上設置有取力器160(其例如可以採用齒輪的形式)。操作人員可以踩下離合器，將變速器140切換到空檔，此時充電汽車進入充電模式。在該模式下，在下面將要詳細描述的充電控制單元的指令下，執行機構(未畫出)使滑動花鍵套130進入與取力器160耦合的位置，因此發動機110的轉動被傳遞到發電機150， 從而帶動發電機150轉動以向外部輸送電力。當充電汽車處於行駛模式時，變速器140處於空檔以外的其它檔位，執行機構根據充電控制單元的指令，使得取力器160處於與滑動花鍵套130脫開的位置，發電機150不再工作，變速器140相應檔位的齒輪與傳動軸接合，從而將發動機110的動力傳遞至驅動輪。圖2為按照本實用新型另一個實施例的充電汽車的示意圖。同樣，為節省篇幅，圖中僅示出與本實用新型特別相關的某些部分。與圖1所示的發電機150相對於發動機110 和變速器140垂直設置(也即發電機150的轉軸垂直於發動機110和變速器140的轉軸)的布局不同，在本實施例中，發電機150相對於發動機110和變速器140平行設置(也即發電機150的轉軸平行於發動機110和變速器140的轉軸)。同樣，在變速器140處於空檔時，執行機構根據充電控制單元的指令，使滑動花鍵套130位於與取力器160耦合的位置，因此發動機110的轉動被傳遞到發電機150，從而帶動發電機150轉動以向外部輸送電力。而當充電汽車處於行駛模式時，變速器140處於空檔以外的其它檔位，在執行機構的控制下，取力器160與滑動花鍵套130脫開，發電機150 不再工作，變速器140相應檔位的齒輪與傳動軸接合，從而將發動機110的動力傳遞至驅動輪。手動變諫器-串行布置圖3為按照本實用新型另一個實施例的充電汽車的示意圖。同樣，為節省篇幅，圖中僅示出與本實用新型特別相關的某些部分。與圖1和2所示的不同，在本實施例中，發動機110、離合器120、發電機150、滑動花鍵套130和變速器140以串行的方式設置，並且發電機150以下面將要描述的方式與發動機110聯動。具體而言，在充電模式下，變速器140處於空檔，與此同時，執行機構根據充電控制單元的指令，使發電機150的轉軸插入滑動花鍵套130，從而與發動機110的轉軸聯動，由此產生電力並向外部用電裝置輸出。與上述實施例相比，本實施例的布置省去了取力器並且使得結構更為緊湊。在行駛模式下，變速器140處於空檔以外的其它檔位，在執行機構的控制下，發電機150的轉軸退出滑動花鍵套130，發動機110的輸出動力仍然經離合器120、發電機150、 變速器140被傳送至驅動輪，從而驅動車輛行進。在圖1-3所示的實施例中，變速器140的檔位是通過手動切換的，但是需要指出的是，本實用新型的原理同樣也可適用於傳動系採用自動變速器的情形。自雲力^jf器-禾U用耳又力器傳遞雲力力的步g聚圖4為按照本實用新型另一個實施例的充電汽車的示意圖。如上所述，為節省篇幅，圖中僅示出與本實用新型特別相關的某些部分。在圖4所示的實施例中，發動機110經滑動花鍵套130、液力變矩器120』與變速器140耦合，發電機150的轉軸上設置有取力器 160。當將變速器140切換到P檔時，此時充電汽車進入充電模式。在該模式下，執行機構根據充電控制單元的指令，使滑動花鍵套130進入與取力器160耦合的位置，因此發動機 110的轉動被傳遞到發電機150，從而帶動發電機150轉動以向外部輸送電力。當充電汽車處於行駛模式時，變速器140處於P檔以外的其它檔位，執行機構根據充電控制單元的指令，使取力器160處於與滑動花鍵套130脫開的位置，發電機150不再工作，變速器140相應檔位的齒輪與傳動軸接合，從而將發動機110的動力傳遞至驅動輪。圖5為按照本實用新型另一個實施例的充電汽車的示意圖。同樣，為節省篇幅，圖中僅示出與本實用新型特別相關的某些部分。與圖4所示的發電機150相對於發動機110 和變速器140垂直設置的布局不同，在本實施例中，發電機150相對於發動機110和變速器 140平行設置。同樣，在變速器140處於P檔時，執行機構根據充電控制單元的指令，使滑動花鍵套130位於與取力器160耦合的位置，因此發動機110的轉動被傳遞到發電機150，從而帶動發電機150轉動以向外部輸送電力。而當充電汽車處於行駛模式時，變速器140處於P 檔以外的其它檔位，在執行機構的控制下，取力器160與滑動花鍵套130脫開，發電機150 不再工作，變速器140相應檔位的齒輪與傳動軸接合，從而將發動機110的動力傳遞至驅動輪。自動變諫器-串行布置圖6為按照本實用新型另一個實施例的充電汽車的示意圖。同樣，為節省篇幅，圖中僅示出與本實用新型特別相關的某些部分。與圖4和5所示的不同，在本實施例中，發動機110、液力變矩器120』、發電機150、滑動花鍵套130和變速器140以串行的方式設置，並且發電機150以下面將要描述的方式與發動機110聯動。 具體而言，在充電模式下，變速器140處於P檔，與此同時，執行機構根據充電控制單元的指令，使發電機150的轉軸插入滑動花鍵套130，從而與發動機110的轉軸聯動，由此產生電力並向外部用電裝置輸出。與上述實施例相比，本實施例的布置省去了取力器並且使得結構更為緊湊。在行駛模式下，變速器140處於P檔以外的其它檔位，執行機構根據充電控制單元的指令，使發電機150的轉軸退出滑動花鍵套130，發動機110的輸出動力仍然經液力變矩器120』、發電機150、變速器140被傳送至驅動輪，從而驅動車輛行進。翔·I-糊申遍a^.Bg^Ml1圖7為按照本實用新型另一個實施例的充電汽車的示意圖。如上所述，為節省篇幅，圖中僅示出與本實用新型特別相關的某些部分。與上述實施例不同的是，在圖7所示的實施例中，電磁離合器160包含在通電狀態相互吸合在一起的兩個部分，其中一個部分與發動機110的轉軸固定在一起以隨發動機轉動，而另一部分通過皮帶輪170與發電機150 相連。當操作人員踩下離合器時，變速器140切換到空檔，此時充電汽車進入充電模式。 在該模式下，充電控制單元使電磁離合器160通電而使兩個部分吸合，因此發動機110的轉動帶動皮帶輪170轉動，進而使發電機150轉動，從而產生電力。當充電汽車處於行駛模式時，變速器140處於空檔以外的其它檔位，充電控制單元使電磁離合器160斷電，它的兩個部分脫開，因此發電機150不再工作，變速器140相應檔位的齒輪與傳動軸接合，從而將發動機110的動力傳遞至驅動輪。圖8為按照本實用新型另一個實施例的充電汽車的示意圖。同樣，為節省篇幅，圖中僅示出與本實用新型特別相關的某些部分。在本實施例中，電磁離合器160也包含在通電狀態相互吸合在一起的兩個部分，但是其中一個部分與固定在發動機110轉軸上的飛輪齒輪180嚙合以隨發動機轉動，另一部分與發電機150的轉軸固定在一起。當操作人員踩下離合器時，變速器140切換到空檔，此時充電汽車進入充電模式。 在該模式下，充電控制單元使電磁離合器160通電而使兩個部分吸合，因此發動機110的轉動帶動飛輪齒輪180轉動，進而使發電機150轉動，從而產生電力。當充電汽車處於行駛模式時，變速器140處於空檔以外的其它檔位，充電控制單元使電磁離合器160斷電，它的兩個部分脫開，飛輪齒輪180雖然仍在轉動，但是動力不會傳遞給發電機150，此時變速器140相應檔位的齒輪與傳動軸接合，從而將發動機110的動力傳遞至驅動輪。[0090]值得指出的是，上述實施例適合於汽車各種傳動系的布局形式，這些布局形式包括但不限於前置發動機後輪驅動、前置發動機前驅動、發動機後置、後橋驅動及四輪驅動等方案。電子控制系統按照本實用新型，為了實現對充電過程的控制，將在現有車輛的電子控制系統中增設充電控制單元。以下描述該充電控制單元的結構及其工作流程。同樣，為了節省篇幅， 下面關於電子控制系統的文字描述和附圖省略了與充電過程不是特別相關的部分(例如底盤綜合控制和安全系統、通信與信息/娛樂系統和智能車身電子系統等)。圖9a和9b為按照本實用新型還有一個實施例的充電汽車的電子控制系統的示意圖，其分別示出與作為外部用電裝置的電動汽車不同的電氣連接方式。如圖9a和9b所示， 電子控制系統包含選擇開關310、發動機控制單元320、充電控制單元330和變速器控制器 340，其中，選擇開關310供用戶用來觸發充電過程以使車輛進入充電模式，發動機控制單元320根據來自油門踏板的信號或者來自充電控制單元330的油門仿真信號對發動機110 的運行進行控制，在行駛模式下，變速器控制器340根據發動機控制單元320的指令對變速器進行控制並將檔位信息反饋給發動機控制單元320。在充電模式下，充電控制單元330負責發出油門仿真信號以對發動機110的運行進行控制，協調電機控制器190及BMS 510的充電過程控制。充電汽車可包括與充電控制單元和發電機耦合的電機控制器，用於根據充電控制單元的指令，控制發電機的輸出功率、電壓或電流，以及用於對發電機的輸出作電壓變換和交流-直流變換。電機控制器可包含與發電機耦合的高壓交流/直流逆變器，用於根據充電控制器的指令將發電機的的三相交流電輸出轉換為高壓直流電以實現快速充電；以及與高壓交流/直流逆變器耦合的直流/直流轉換器，用於根據充電控制器的指令將高壓交流/直流逆變器的高壓直流電轉換為低壓直流電。電機控制器也可包含與發電機耦合的高壓交流/交流轉換器，用於根據充電控制器的指令將發電機的的三相交流電輸出轉換為單相交流電以實現慢速充電；以及與高壓交流/交流轉換器耦合的交流/直流轉換器，用於根據充電控制器的指令將高壓交流/交流轉換器的高壓交流電轉換為低壓直流電。此外，電機控制器配備有至少兩種標準插頭，充電控制單元根據標準插頭的連接狀態確定充電模式是快速充電模式還是慢速充電模式，並依此指令電機控制器接通高壓轉換器或直流-交流轉換器。在本實用新型中，發電機採用下列電機中的一種永磁同步電機、電激磁同步電機、直流無刷電機、感應電機、磁阻電機和直流電機。在本實施例中，為發電機150配備有電機控制器190，其用於根據充電控制單元 330的指令及BMS 510的指令控制發電機150的發電輸出功率、電壓或電流，和將發電機 150輸出的高壓直流電或高壓3相交流電轉換成低壓輔助直流電(例如可輸出12V和24V 的直流電)。在高壓直流電(例如如圖9a所示用於對電動汽車的高壓電池組520以直流方式快速充電)輸出模式下，為電機控制器190配置三相高壓交流/高壓直流逆變器和直流/ 直流轉換器。三相高壓交流/高壓直流逆變器具有恆功率輸出、恆壓輸出及恆流輸出模式以滿足高壓電池組520的快速充電要求，直流/直流轉換器將高壓直流轉換為12V/MV的直流輸出在標準直流充電連接接口上輸出。在高壓輸出交流電(例如如圖9b所示用於向電動汽車的車載充電器530供電以對高壓電池組520以交流方式慢速充電)模式下，電機控制器190配置包括三相高壓交流 /單相高壓交流轉換器(例如輸出電壓為220V或110V)和將單相高壓交流轉換為12V/24V 的直流輸出在標準交流充電連接接口上輸出的交流/直流轉換器。參見圖9a和％，充電控制單元330包括充電控制器331和與其相連的交互裝置 332(例如可以採用液晶顯示的觸控屏或帶顯示器的鍵盤以接收用戶設置參數的輸入和向用戶顯示充電狀態信息)，可選地，充電控制單元330還可以包含與充電控制器331相連的微型印表機333以列印記載充電電量、日期和計費信息等的票據。充電控制器331在充電控制單元330中起著核心的作用，其與發動機控制單元 320、變速器控制器340、電機控制器190和車輛外部的用電裝置(在本實施例中為電動汽車 50)的電池管理系統510耦合，協調發動機控制單元320和電機控制器190的運行。在本實施例中，在充電模式下，充電控制器331指示執行機構(未畫出)使得發電機150與發動機110的輸出耦合，有關耦合的實現方式參見上面藉助圖1-8所述實施例。此外，充電控制器331根據交互裝置332輸入的設置參數(例如充電時間和充電電流等)以及來自電池管理系統510的電池狀態信息，計算確定發電機150的發電功率、電壓或電流以及發動機110的輸出功率或轉速。隨後，充電控制器331向發動機控制單元320提供與計算確定的發動機轉速相對應的油門仿真信號以控制發動機110的運轉，並且向電機控制器 190提供控制命令，以使發電機150以設定的功率、電壓或電流向被充電車輛輸出電力。為了防止在發電運行工況中，因為變速器誤操作掛擋而導致充電汽車意外行駛， 在本實施例中採用了互鎖控制機制。根據該機制，充電控制器331從變速器控制器340接收關於換檔杆位置的信號，並且在確認換檔杆處於P檔時，充電控制器331向變速器控制器 340發送換檔杆閉鎖指令以強制鎖止換檔杆，此時才允許充電汽車進入充電模式。發動機控制單元320和用於控制自動變速器的變速器控制器340可以採用原有車輛上配置的電子控制器，對於本領域內的技術人員來說，這些控制器的結構和工作原理都是熟知的，因此這裡不再贅述。在行駛模式下，充電控制單元330處於非激活狀態，此時對於發動機和變速器等的控制可以採用原有車輛的控制方式。在本實施例中，採用下列方式使發動機控制單元320能夠選擇性地根據來自油門踏板的傳感器的信號或來自充電控制器331的油門仿真信號來控制發動機110的運行將發動機控制單元320中運行的控制程序修改為，當發動機控制單元320從充電控制器331 接收到充電模式指令時，即忽略來自油門踏板的傳感器的感測信號並將來自充電控制器 331的油門仿真信號作為控制過程所依據的信號。可選地，下列方式也是可行的在油門踏板的傳感器與發動機控制單元320之間加裝微控制器(未畫出)，並將其設置為，當從充電控制器331接收到充電模式指令時，則切斷油門踏板的傳感器信號電路並將自充電控制器331接收的油門仿真信號轉發給發動機控制單元320。優選地，上述兩種方式可以結合使用以提高電子控制系統的可靠性，即，一方面由充電控制單元331向發動機控制單元320發送油門仿真信號，另一方面由充電控制單元331指示微控制器切斷油門踏板的傳感器信號電路。圖10為按照本實用新型實施例的充電控制器331的工作流程圖。以下藉助該圖描述上述電子控制系統的工作原理。在本實施例的電子控制系統中，將斷開狀態設定為默認狀態，在該狀態下，充電汽車處於行駛模式，此時充電控制單元330、發電機150和電機控制器190均處於非激活狀態， 發動機110與發電機150之間的機械傳動處於斷開狀態，發動機控制單元320根據從油門踏板的傳感器接收的感測信號控制發動機的運行。當用戶手動將選擇開關310切換到閉合狀態時，如圖10所示，首先在步驟1001 中，充電控制器331被激活並開始工作。接著進入步驟1002，充電控制器330等待接收來自變速器控制器340的關於換檔杆位置的信號，如果接收到該信號，則進入步驟1003，否則繼續等待。在步驟1003中，充電控制器330確定換檔杆是否處於P檔，如果結果為真，則進入步驟1004，否則進入步驟1005，經交互裝置332向用戶提示變速器檔位設置不當的提示。在步驟1004，充電控制器330向變速器控制器340輸出換檔杆閉鎖指令以允許充電汽車進入充電模式。隨後進入步驟1006，充電控制器331向發動機控制單元320發送充電模式指令， 指示發動機控制單元320忽視來自油門踏板的傳感器的感測信號，改為從充電控制器331 接收油門仿真信號。或者，充電控制器331向油門踏板內加裝的微控制器發送充電模式指令，指示其切斷油門踏板的傳感器信號電路並將來自充電控制器331的油門仿真信號轉發給發動機控制單元320。或者，充電控制器331 —方面向油門踏板內加裝的微控制器發送充電模式指令，指示其切斷油門踏板的傳感器信號電路，另一方面將油門仿真信號發送給發動機控制單元320。接著進入步驟1007，充電控制器331指示執行機構使發電機150與發動機110的
輸出耦合。接著進入步驟1008，充電控制器331經CAN總線從被充電的電動汽車50的電池管理系統520接收高壓電池組520的狀態信息(例如溫度和SOC狀態等)。隨後進入步驟1009，充電控制器331根據根據交互裝置332輸入的設置參數以及來自電池管理系統510的電池狀態信息，計算確定發電機150的發電功率以及發動機110 的輸出功率或轉速。隨後在步驟1010中，充電控制器331向發動機控制單元320提供與計算確定的發動機轉速相對應的油門仿真信號，並且向電機控制器190提供使發電機150以設定的功率向被充電車輛輸出電力的控制命令。圖Ila和lib為按照本實用新型還有一個實施例的充電汽車的電子控制系統的示意圖，其分別示出與作為外部用電裝置的電動汽車不同的電氣連接方式。本實施例的電子控制系統包含選擇開關310、發動機控制單元320和充電控制單元330，這些組成單元的結構和工作原理與圖9所示的實施例類似，因此這裡不再贅述。但是在本實施例中，針對充電汽車配置手動變速器的情形，採用換檔杆控制器340』代替變速器控制器340來實現對換檔杆的強制鎖止。具體而言，為了防止在發電運行工況中因為變速器誤操作掛擋而導致充電汽車意外行駛，充電控制器331從換檔杆控制器340』接收關於換檔杆位置的信號，並且在確認換檔杆處於空檔時，充電控制器331向換檔杆控制器340』發送換檔杆閉鎖指令以強制鎖止換檔杆，此時才允許充電汽車進入充電模式。本實施例的電子控制系統的工作原理與圖9所示的實施例相似，對於本領域內的技術人員來說，在閱讀了上面的描述之後應該很容易理解，因此這裡不再贅述。由於可以在不背離本實用新型基本特徵的精神下，以各種形式實施本實用新型， 因此本實施方式是說明性的而不是限制性的，由於本實用新型的範圍由所附權利要求定義，而不是由說明書定義，因此落入權利要求的邊界和界限內的所有變化，或這種權利要求邊界和界限的等同物因而被權利要求包涵。
權利要求1.一種充電汽車，包括 發動機；發動機控制單元，用於控制所述發動機的運行； 變速器，其與所述發動機耦合； 其特徵在於，進一步包括用於向所述汽車外部供電的發電機，其配置為在所述變速器處於預設檔位時與所述發動機的輸出耦合，在所述預設檔位下，所述發動機與所述充電汽車的傳動系中斷動力傳遞； 以及充電控制單元，其與所述發動機控制單元耦合，用於在所述變速器處於所述預設檔位時，藉助所述發動機控制單元控制所述發動機的運行，其中，所述發動機經離合器和滑動花鍵套與所述變速器相連，在所述發電機的轉軸上設置取力器，並且當所述變速器處於預設檔位時，所述滑動花鍵套處於第一位置，在該第一位置上，所述滑動花鍵套與所述取力器耦合以將所述發動機的輸出耦合至所述發電機，而當所述變速器處於預設檔位以外的檔位時，所述滑動花鍵套處於第二位置，在該第二位置上，所述滑動花鍵套與所述取力器脫開。
2.一種充電汽車，包括 發動機；發動機控制單元，用於控制所述發動機的運行； 變速器，其與所述發動機耦合； 其特徵在於，進一步包括用於向所述汽車外部供電的發電機，其配置為在所述變速器處於預設檔位時與所述發動機的輸出耦合，在所述預設檔位下，所述發動機與所述充電汽車的傳動系中斷動力傳遞； 以及充電控制單元，其與所述發動機控制單元耦合，用於在所述變速器處於所述預設檔位時，藉助所述發動機控制單元控制所述發動機的運行，其中，所述發動機經離合器和滑動花鍵套與所述變速器耦合，所述發電機設置在所述離合器與所述滑動花鍵套之間，並且當所述變速器處於預設檔位時，所述滑動花鍵套處於第一位置，在該第一位置上，所述滑動花鍵套與所述發電機耦合以將所述發動機的輸出耦合至所述發電機，而當所述變速器處於預設檔位以外的檔位時，所述滑動花鍵套處於第二位置，在該第二位置上，所述滑動花鍵套與所述發電機脫開。
3.一種充電汽車，包括 發動機；發動機控制單元，用於控制所述發動機的運行； 變速器，其與所述發動機耦合； 其特徵在於，進一步包括用於向所述汽車外部供電的發電機，其配置為在所述變速器處於預設檔位時與所述發動機的輸出耦合，在所述預設檔位下，所述發動機與所述充電汽車的傳動系中斷動力傳遞； 以及充電控制單元，其與所述發動機控制單元耦合，用於在所述變速器處於所述預設檔位時，藉助所述發動機控制單元控制所述發動機的運行，其中，所述發動機經滑動花鍵套和液力變矩器與所述變速器相連，在所述發電機的轉軸上設置取力器，並且當所述變速器處於預設檔位時，所述滑動花鍵套處於第一位置，在該第一位置上，所述滑動花鍵套與所述取力器耦合以將所述發動機的輸出耦合至所述發電機，而當所述變速器處於預設檔位以外的檔位時，所述滑動花鍵套處於第二位置，在該第二位置上，所述滑動花鍵套與所述取力器脫開。
4.一種充電汽車，包括 發動機；發動機控制單元，用於控制所述發動機的運行； 變速器，其與所述發動機耦合； 其特徵在於，進一步包括用於向所述汽車外部供電的發電機，其配置為在所述變速器處於預設檔位時與所述發動機的輸出耦合，在所述預設檔位下，所述發動機與所述充電汽車的傳動系中斷動力傳遞; 以及充電控制單元，其與所述發動機控制單元耦合，用於在所述變速器處於所述預設檔位時，藉助所述發動機控制單元控制所述發動機的運行，其中，所述發動機經滑動花鍵套和液力變矩器與所述變速器耦合，所述發電機設置在所述滑動花鍵套與所述液力變矩器之間，並且當所述變速器處於預設檔位時，所述滑動花鍵套處於第一位置，在該第一位置上，所述滑動花鍵套與所述發電機耦合以將所述發動機的輸出耦合至所述發電機，而當所述變速器處於預設檔位以外的檔位時，所述滑動花鍵套處於第二位置，在該第二位置上，所述滑動花鍵套與所述發電機脫開。
5.如權利要求1-4中任意一項所述的充電汽車，其中，還包括與所述充電控制單元和所述發電機耦合的電機控制器，用於根據所述充電控制單元的指令，控制所述發電機的輸出功率、電壓或電流，以及用於對所述發電機的輸出作電壓變換和交流-直流變換。
6.如權利要求5所述的充電汽車，其中，所述電機控制器包含與所述發電機耦合的高壓交流/直流逆變器，用於根據所述充電控制器的指令將所述發電機的的三相交流電輸出轉換為高壓直流電以實現快速充電；以及與所述高壓交流/直流逆變器耦合的直流/直流轉換器，用於根據所述充電控制器的指令將所述高壓交流/直流逆變器的高壓直流電轉換為低壓直流電。
7.如權利要求5所述的充電汽車，其中，所述電機控制器包含與所述發電機耦合的高壓交流/交流轉換器，用於根據所述充電控制器的指令將所述發電機的的三相交流電輸出轉換為單相交流電以實現慢速充電；以及與所述高壓交流/交流轉換器耦合的交流/直流轉換器，用於根據所述充電控制器的指令將所述高壓交流/交流轉換器的高壓交流電轉換為低壓直流電。
8.如權利要求7所述的充電汽車，其中，所述電機控制器配備有至少兩種標準插頭，所述充電控制單元根據所述標準插頭的連接狀態確定充電模式是快速充電模式還是慢速充電模式，並依此指令所述電機控制器接通所述高壓轉換器或所述直流-交流轉換器。
9.如權利要求1-4中任意一項所述的充電汽車，其中，所述發電機採用下列電機中的一種永磁同步電機、電激磁同步電機、直流無刷電機、感應電機、磁阻電機和直流電機。
專利摘要本實用新型涉及汽車能源技術，特別涉及一種基於常用汽車改裝而成的具有向外部供電的發電機的充電汽車。按照本實用新型的充電汽車包括發動機；發動機控制單元，用於控制所述發動機的運行；變速器，其與所述發動機耦合；用於向所述汽車外部供電的發電機；以及充電控制單元，其中，所述發動機經離合器和滑動花鍵套與所述變速器相連，在所述發電機的轉軸上設置取力器，並且當所述變速器處於預設檔位時，所述滑動花鍵套處於第一位置，在該第一位置上，所述滑動花鍵套與所述取力器耦合以將所述發動機的輸出耦合至所述發電機，而當所述變速器處於預設檔位以外的檔位時，所述滑動花鍵套處於第二位置，在該第二位置上，所述滑動花鍵套與所述取力器脫開。
文檔編號B60K5/00GK202283868SQ201120151120
公開日2012年6月27日 申請日期2011年5月12日 優先權日2011年5月12日
發明者傅振興, 孟祥斐, 徐康聰, 浦金歡, 隋蕾, 韓永傑, 高衛民 申請人:上海汽車集團股份有限公司