電動(dòng)車的充換電架構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電動(dòng)車領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及電動(dòng)車的充換電的架構(gòu)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]無(wú)論對(duì)于傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)車輛還是電動(dòng)車而言，續(xù)航能力，即加滿一箱油或滿充一次電的續(xù)駛歷程都是用戶關(guān)注的關(guān)鍵指標(biāo)。目前汽油車加滿一箱油能行駛350?500km得到了普遍認(rèn)同，因此對(duì)于電動(dòng)車而言，用戶自然也希望具備相似的續(xù)駛歷程指標(biāo)，即充一次電，至少可滿負(fù)荷行駛350km。按照1度電行駛5km的驅(qū)動(dòng)效率，電動(dòng)車電池需要能夠容納70?100度電。對(duì)于70?100度電容量的電池來(lái)說(shuō)，如果采用慢充的模式，例如7小時(shí)充滿，那么有效充電功率要達(dá)到10kW。傳統(tǒng)的居住小區(qū)電網(wǎng)和功率分配無(wú)法滿足這樣的慢充充電功率需求。而對(duì)于時(shí)間更短，功率更大的快充，例如50kW以上的快充功率需求則居住小區(qū)的電網(wǎng)功率更加無(wú)法滿足。
[0003]此外，對(duì)于居民小區(qū)中如果按照每臺(tái)車配一個(gè)充電粧的模式，那么每一個(gè)充電粧都只是間歇工作，很多時(shí)間都處于空閑狀態(tài)，這會(huì)造成明顯的資源浪費(fèi)。并且分散的大功率充電裝置也會(huì)給電磁環(huán)境造成很大的負(fù)面影響，但如果一個(gè)居民小區(qū)中只配備少數(shù)幾個(gè)充電粧，電動(dòng)車普及后又會(huì)導(dǎo)致充電粧資源爭(zhēng)用的社會(huì)問(wèn)題。考慮到城市中絕大多數(shù)的停車位是露天停車位，在露天場(chǎng)合安裝充電粧和進(jìn)行充電操作，風(fēng)吹、日曬、雨淋，都會(huì)導(dǎo)致安全風(fēng)險(xiǎn)。
[0004]總之，電動(dòng)車的充電問(wèn)題將對(duì)電網(wǎng)建設(shè)、用電安全、居住區(qū)規(guī)劃等提出很高的要求。上述因素都將成為制約電動(dòng)車普及應(yīng)用的瓶頸問(wèn)題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型旨在提出一種對(duì)電動(dòng)車進(jìn)行充換電的架構(gòu)。
[0006]根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施例，提出一種電動(dòng)車的充換電架構(gòu)，包括:
[0007]電池組，電池組包括主電池、增程電池和副電池，主電池提供電動(dòng)車的日常行駛的電能、增程電池提供電動(dòng)車超長(zhǎng)距離行駛的電能、副電池提供電動(dòng)車應(yīng)急短距離行駛的電能，其中主電池和增程電池不進(jìn)行車載充電，但能進(jìn)行更換，副電池進(jìn)行車載充電但不更換；
[0008]電能分配器，主電池和增程電池向電能分配器輸出電能流，電能分配器與副電池之間有雙向的電能流；
[0009]行駛驅(qū)動(dòng)單元，行駛驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車行駛，電能分配器與行駛驅(qū)動(dòng)單元之間有雙向的電能流；
[0010]低壓用電設(shè)備，電能分配器向低壓用電設(shè)備輸出電能流，經(jīng)電壓轉(zhuǎn)換后驅(qū)動(dòng)低壓用電設(shè)備工作。
[0011 ] 在一個(gè)實(shí)施例中，該電動(dòng)車的充換電架構(gòu)還包括電能計(jì)量單元，主電池和增程電池輸出的電能流先流經(jīng)電能計(jì)量單元，在由電能計(jì)量單元流向電能分配器。
[0012]在一個(gè)實(shí)施例中，該電動(dòng)車的充換電架構(gòu)還包括顯示單元，電能分配器與主電池、增程電池、副電池和電能計(jì)量單元之間有信息流，顯示單元與電能分配器之間有信息流，顯示單元顯示信息流所承載的信息。
[0013]在一個(gè)實(shí)施例中，副電池向電能分配器輸出電能流以驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車行駛，或者電能分配器向副電池輸出電能流為副電池充電。電能分配器向行駛驅(qū)動(dòng)單元輸出電能流驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車行駛，或者行駛驅(qū)動(dòng)單元在剎車時(shí)回收電能并向電能分配器輸出電能流。
[0014]在一個(gè)實(shí)施例中，主電池、增程電池和副電池分別安裝在位于電動(dòng)車底部的主電池倉(cāng)、增程電池倉(cāng)和副電池倉(cāng)內(nèi)。主電池倉(cāng)具有能夠朝向底部打開的倉(cāng)門，主電池倉(cāng)上還具有數(shù)據(jù)交換接口和定位標(biāo)記。增程電池倉(cāng)具有能夠朝向底部打開的倉(cāng)門，增程電池倉(cāng)上還具有數(shù)據(jù)交換接口和定位標(biāo)記。副電池連接到具有充電接口的充電器，通過(guò)充電器進(jìn)行車載充電。
[0015]在一個(gè)實(shí)施例中，電能分配器向低壓用電設(shè)備輸出的電能流經(jīng)過(guò)DC/DC變換器，轉(zhuǎn)換成低電壓后提供給低壓用電設(shè)備。
[0016]本實(shí)用新型的電動(dòng)車的充換電架構(gòu)根據(jù)電池的用途對(duì)電池進(jìn)行了區(qū)分，對(duì)于不同的電池采用不同的充電方式，對(duì)經(jīng)常使用的大容量電池采用更換而非車載充電的方式，對(duì)于應(yīng)急使用的小容量電池采用車載充電的方式，由此解決目前電動(dòng)車在充電過(guò)程中的矛盾。
【附圖說(shuō)明】
[0017]本實(shí)用新型上述的以及其他的特征、性質(zhì)和優(yōu)勢(shì)將通過(guò)下面結(jié)合附圖和實(shí)施例的描述而變的更加明顯，在附圖中相同的附圖標(biāo)記始終表示相同的特征，其中:
[0018]圖1揭示了根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施例的電動(dòng)車的充換電架構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2a和圖2b揭示了根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施例的電動(dòng)車的充換電架構(gòu)中的電池在車輛中的布置的示意圖。
[0020]圖3揭示了根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施例的電動(dòng)車的充換電架構(gòu)對(duì)電池進(jìn)行更換的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]要解決能夠普及的電動(dòng)車的充換電問(wèn)題，一種比較有效的方式是:以一定的密度布置充電站，充電站可以由專用的線路供電以減輕對(duì)于電網(wǎng)的影響。充電站連續(xù)工作，連續(xù)對(duì)電池進(jìn)行充電。而電動(dòng)車的電池為可更換的形式，在電動(dòng)車的電池電量用完時(shí)，電動(dòng)車前往充電站更換電池。由此解決了充電站使用效率、電網(wǎng)運(yùn)行安全性和電池更換便利性的問(wèn)題。為了提供滿足電動(dòng)車的不同續(xù)航能力要求，在電動(dòng)車中可以配備不通過(guò)規(guī)格的電池倉(cāng)，以多種電池組合的方式來(lái)滿足不同的續(xù)航能力要求。相應(yīng)的，電動(dòng)車也具備在多個(gè)電池之間進(jìn)行充電、切換、計(jì)費(fèi)等等功能。
[0022]圖1揭示了根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施例的電動(dòng)車的充換電架構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。參考圖1所示，該電動(dòng)車的充換電架構(gòu)包括:
[0023]主電池101、增程電池102、副電池105、電能計(jì)量單元112、電能分配器111、充電器104、顯示單元106、行駛驅(qū)動(dòng)單元107、電控單元108和轉(zhuǎn)換器110。
[0024]主電池101是電動(dòng)車的主要?jiǎng)恿?lái)源，作為正常使用情況下的電量?jī)?chǔ)備單元。主電池101的電量能夠滿足日常的長(zhǎng)距離行駛要求，例如，按照車型的不同，主電池101的電量能夠滿足350km?500km的日常長(zhǎng)距離行駛要求。主電池101的電池容量較大，能夠快速更換，但主電池不能車載充電，只能從車上卸下后在充電站充電。如圖1所示，主電池101向電能計(jì)量單元112輸出主電能流113。
[0025]增程電池102用于在需要超長(zhǎng)距離行駛時(shí)提供額外的電能。增程電池102的電池容量小于主電池101，一般增程電池102的電量能夠滿足100km?150km的行駛要求，作為在需要超長(zhǎng)距離行駛時(shí)對(duì)于主電池101的補(bǔ)充。增程電池102也能夠快速更換，但同樣不能車載充電，只能從車上卸下后在充電站充電。增程電池102在日常使用時(shí)可以不安裝在車上，以減輕車輛的整體重量。在需要超長(zhǎng)距離行駛時(shí)，再安裝增程電池102。如圖1所示，在安裝了增程電池102時(shí)，增程電池102向電能計(jì)量單元112輸出增程電能流115。在沒有安裝增程電池102時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)增程電能流115。
[0026]電能計(jì)量單元112匯聚主電能電流113和增程電能流115 (如果安裝了增程電池102)，對(duì)流經(jīng)電能計(jì)量單元112的電能流進(jìn)行計(jì)量。電能計(jì)量單元112向電能分配器111輸出經(jīng)計(jì)量的電能流117。繼續(xù)參考圖1所示，在主電池101、增程電池102、電能計(jì)量單元112和電能分配器111之間，除了具有傳遞電能的電能流之外，還具有信息流，信息流在上述各個(gè)部件之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。如圖1所示，在電能分配器111和主電池101之間存在主電池信息流114，在電能分配器111和增程電池102之間存在增程電池信息流116，在電能分配器111和電能計(jì)量單元112之間存在計(jì)量信息流118。
[0027]glj電池105用于提供電動(dòng)車短距離應(yīng)急行駛的電能。副電池105的容量比較小，對(duì)于應(yīng)急短距離行駛來(lái)說(shuō)，一般只需要30km?50km的電池容量。副電池105作為應(yīng)急電池，固定安裝在電動(dòng)車內(nèi)，不能更換，但可以進(jìn)行車載充電。在圖1所示的實(shí)施例中，充電器104用于通過(guò)外部電源給副電池105充電。充電器104具有充電接口 103，充電接口 103連接到外接電源，通過(guò)充電接口 103和充電器104，在充電器104與副電池105之間形成充電電能流119為副電池105充電。同時(shí)，在充電器104和副電池105之間還形成充電信息流120。在副電池105和電能分配器111之間形成雙向的副電池電能流121，在副電池電能流121由副電池105流向電能分配器111時(shí)，有副電池121提供電能進(jìn)行短距離應(yīng)急行駛。在副電池電能流121由電能分配器111流向副電池105時(shí)，電能分配器111可以使用來(lái)自主電池101或者增程電池102的電流為副電池105進(jìn)行充電。副電池105的充電通常通過(guò)充電器104由外接電源提供，但在需要時(shí)，也可以由主電池101或者增程電池102提供電能為副電池105充電。在副電池105與電能分配器111之間還存在副電池信息流122，副電池信息流122提供雙向的副電池電能流的信息。
[0028]電能分配器111向行駛驅(qū)動(dòng)單元107、電控單元108和轉(zhuǎn)換器110提供電能流。行駛驅(qū)動(dòng)單元107是電動(dòng)車的主要驅(qū)動(dòng)裝置，一般為大功率的電動(dòng)機(jī)。在圖1所示的實(shí)施例中，行駛驅(qū)動(dòng)裝置107被示為連接到車輪。電能分配器111與行駛驅(qū)動(dòng)單元107之間存在驅(qū)動(dòng)電能流123。驅(qū)動(dòng)電能流123被示為是雙向的。在正常行駛的過(guò)程中，驅(qū)動(dòng)電能流的方向是從電能分配器111至行駛驅(qū)動(dòng)單元107。電能分配器111將來(lái)自主電池101和/或增程電池102 (如果存在的話)和/或副電池105的電能輸出至行駛驅(qū)動(dòng)單元107，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車行駛。在車輛剎車時(shí)，行駛驅(qū)動(dòng)單元107的電動(dòng)機(jī)會(huì)回收部分能量，這部分回收的能量被反饋給電能分配器111。在剎車回收能量時(shí)，驅(qū)動(dòng)電能流123的方向是從行駛驅(qū)動(dòng)單元107至電能分配器111。進(jìn)一步的，由行駛驅(qū)動(dòng)單元107回收的剎車能量可以由電能分配器111通過(guò)副電池電能流121被提供給副電池1