專利名稱：充電汽車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及汽車能源技術(shù)，特別涉及一種基于常用汽車改裝而成的充電汽車。
背景技術(shù)：
為了大幅減少汽車的二氧化碳排放量，汽車業(yè)正投入大量的人力和物力來研發(fā)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?？紤]到安全性、成本和使用壽命，目前開發(fā)的電動汽車的電池能量密度并不高，這限制了汽車每次充電后的續(xù)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?？紤]到上述因素，充電基礎(chǔ)設(shè)施的完善將是電動汽車獲得普及的重要前提。實際上，企業(yè)與政府共同完善充電基礎(chǔ)設(shè)施的行動正在世界各國如火如荼地開展著。但是數(shù)量眾多的充電站將占據(jù)面積不菲的用地，在規(guī)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(nèi)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(xiàn)移動充電的功能。本實用新型的上述目的通過下列技術(shù)方案實現(xiàn)一種充電汽車，包括發(fā)動機；發(fā)動機控制單元，用于控制所述發(fā)動機的運行；變速器，其與所述發(fā)動機耦合；其特征在于，進一步包括用于向所述汽車外部供電的發(fā)電機，其在所述變速器處于預設(shè)檔位時與所述發(fā)動機的輸出耦合，在所述預設(shè)檔位下，所述發(fā)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(fā)動機控制單元耦合，用于在所述變速器處于所述預設(shè)檔位時控制充電過程，并且借助所述發(fā)動機控制單元對所述發(fā)動機的運行實施控制。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后服務(wù)在裝備和服務(wù)形式上的空缺，有助于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(fā)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(fā)動機的控制都借助原車上已有的發(fā)動機控制單元實現(xiàn)，因此無需對車輛結(jié)構(gòu)作大的改變，有利于加快設(shè)計開發(fā)速度和降低制造成本。再者， 加裝的發(fā)電機和充電控制單元都有現(xiàn)成的成熟產(chǎn)品可用，因此進一步降低了設(shè)計和制造成本。最后，按照本實用新型的實施例，在發(fā)電機內(nèi)設(shè)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(yīng)不同的應(yīng)用需求。從結(jié)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(yōu)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(tǒng)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(tǒng)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(shù)語在本實用新型中，汽車或車輛指的是適于運輸人或物的器具或結(jié)構(gòu)，例如包括但不限于載貨汽車、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(shù)語“汽車”和“車輛” 二者可以互換使用。一般地，汽車的總體構(gòu)造雖有較大的差異， 但是基本結(jié)構(gòu)都由發(fā)動機、底盤、車身和電氣設(shè)備組成，其中，底盤由傳動系、行駛系、轉(zhuǎn)向系和制動系組成，傳動系包含變速器和驅(qū)動橋等。在以內(nèi)燃機作為發(fā)動機的汽車中，通常采用發(fā)動機控制單元(ECU)來控制發(fā)動機的點火、汽油噴射和廢氣再循環(huán)等過程。本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員在閱讀了本說明書之后將會認識到，本實用新型的思想對于具有各種構(gòu)造的汽車都是適用的。此外，為了節(jié)省篇幅，本說明書將僅描述汽車結(jié)構(gòu)中與本實用新型較為相關(guān)的部分，對于本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員來說，省略描述的部分都是易于理解的，并且這樣的省略并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(jīng)其它單元實現(xiàn)間接連接的方式，并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(xiàn)有車輛內(nèi)增設(shè)發(fā)電機以及相應(yīng)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(shè)的發(fā)電機在車輛的變速器位于某個預設(shè)檔位時與發(fā)動機的輸出耦合，在該檔位下，車輛處于充電模式，發(fā)動
4機的動力不再傳輸給驅(qū)動輪，而是經(jīng)發(fā)電機轉(zhuǎn)換為電能之后輸出至車輛外部。在充電模式下，充電過程由充電控制單元控制，但是對發(fā)動機的運轉(zhuǎn)的控制與在行駛模式下一樣，仍然由發(fā)動機控制單元實施。一般而言，在空檔(當采用手動變速器時)或停駛檔(P檔)(當采用自動變速器)時，車輛的發(fā)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(shè)檔位。值得指出的是，在本說明書中，“在現(xiàn)有車輛內(nèi)，，的表述應(yīng)該廣義地理解，包括但不限于將增設(shè)的發(fā)電機以及充電控制單元安裝在車輛的外表面和內(nèi)部空間的某一位置等各種布置方案。下面將根據(jù)表示本實用新型實施方式的附圖具體說明本實用新型。-禾Iffl耳又力1#遞@力白句力胃圖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(jié)省篇幅， 圖中僅示出與本實用新型特別相關(guān)的某些部分。在圖1所示的實施例中，發(fā)動機110經(jīng)離合器120和滑動花鍵套130與變速器140耦合，發(fā)電機150的轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有取力器160 (其例如可以采用齒輪的形式)。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(zhí)行機構(gòu)(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(fā)動機110的轉(zhuǎn)動被傳遞到發(fā)電機150， 從而帶動發(fā)電機150轉(zhuǎn)動以向外部輸送電力。當充電汽車處于行駛模式時，變速器140處于空檔以外的其它檔位，執(zhí)行機構(gòu)根據(jù)充電控制單元的指令，使得取力器160處于與滑動花鍵套130脫開的位置，發(fā)電機150不再工作，變速器140相應(yīng)檔位的齒輪與傳動軸接合，從而將發(fā)動機110的動力傳遞至驅(qū)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(jié)省篇幅，圖中僅示出與本實用新型特別相關(guān)的某些部分。與圖1所示的發(fā)電機150相對于發(fā)動機110 和變速器140垂直設(shè)置(也即發(fā)電機150的轉(zhuǎn)軸垂直于發(fā)動機110和變速器140的轉(zhuǎn)軸) 的布局不同，在本實施例中，發(fā)電機150相對于發(fā)動機110和變速器140平行設(shè)置(也即發(fā)電機150的轉(zhuǎn)軸平行于發(fā)動機110和變速器140的轉(zhuǎn)軸)。同樣，在變速器140處于空檔時，執(zhí)行機構(gòu)根據(jù)充電控制單元的指令，使滑動花鍵套130位于與取力器160耦合的位置，因此發(fā)動機110的轉(zhuǎn)動被傳遞到發(fā)電機150，從而帶動發(fā)電機150轉(zhuǎn)動以向外部輸送電力。而當充電汽車處于行駛模式時，變速器140處于空檔以外的其它檔位，在執(zhí)行機構(gòu)的控制下，取力器160與滑動花鍵套130脫開，發(fā)電機150 不再工作，變速器140相應(yīng)檔位的齒輪與傳動軸接合，從而將發(fā)動機110的動力傳遞至驅(qū)動輪。手動變速器-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(jié)省篇幅，圖中僅示出與本實用新型特別相關(guān)的某些部分。與圖1和2所示的不同，在本實施例中，發(fā)動機110、離合器120、發(fā)電機150、滑動花鍵套130和變速器140以串行的方式設(shè)置，并且發(fā)電機150以下面將要描述的方式與發(fā)動機110聯(lián)動。具體而言，在充電模式下，變速器140處于空檔，與此同時，執(zhí)行機構(gòu)根據(jù)充電控制單元的指令，使發(fā)電機150的轉(zhuǎn)軸插入滑動花鍵套130，從而與發(fā)動機110的轉(zhuǎn)軸聯(lián)動，由此產(chǎn)生電力并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并且使得結(jié)構(gòu)更為緊湊。在行駛模式下，變速器140處于空檔以外的其它檔位，在執(zhí)行機構(gòu)的控制下，發(fā)電機150的轉(zhuǎn)軸退出滑動花鍵套130，發(fā)動機110的輸出動力仍然經(jīng)離合器120、發(fā)電機150、 變速器140被傳送至驅(qū)動輪，從而驅(qū)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于傳動系采用自動變速器的情形。禾Iffl耳又力1#遞@力白句^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(jié)省篇幅，圖中僅示出與本實用新型特別相關(guān)的某些部分。在圖4所示的實施例中，發(fā)動機110經(jīng)滑動花鍵套130、液力變矩器120’與變速器140耦合，發(fā)電機150的轉(zhuǎn)軸上設(shè)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(zhí)行機構(gòu)根據(jù)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(fā)動機 110的轉(zhuǎn)動被傳遞到發(fā)電機150，從而帶動發(fā)電機150轉(zhuǎn)動以向外部輸送電力。當充電汽車處于行駛模式時，變速器140處于P檔以外的其它檔位，執(zhí)行機構(gòu)根據(jù)充電控制單元的指令，使取力器160處于與滑動花鍵套130脫開的位置，發(fā)電機150不再工作，變速器140相應(yīng)檔位的齒輪與傳動軸接合，從而將發(fā)動機110的動力傳遞至驅(qū)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(jié)省篇幅，圖中僅示出與本實用新型特別相關(guān)的某些部分。與圖4所示的發(fā)電機150相對于發(fā)動機110 和變速器140垂直設(shè)置的布局不同，在本實施例中，發(fā)電機150相對于發(fā)動機110和變速器 140平行設(shè)置。同樣，在變速器140處于P檔時，執(zhí)行機構(gòu)根據(jù)充電控制單元的指令，使滑動花鍵套130位于與取力器160耦合的位置，因此發(fā)動機110的轉(zhuǎn)動被傳遞到發(fā)電機150，從而帶動發(fā)電機150轉(zhuǎn)動以向外部輸送電力。而當充電汽車處于行駛模式時，變速器140處于P 檔以外的其它檔位，在執(zhí)行機構(gòu)的控制下，取力器160與滑動花鍵套130脫開，發(fā)電機150 不再工作，變速器140相應(yīng)檔位的齒輪與傳動軸接合，從而將發(fā)動機110的動力傳遞至驅(qū)動輪。自動變速器-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(jié)省篇幅，圖中僅示出與本實用新型特別相關(guān)的某些部分。與圖4和5所示的不同，在本實施例中，發(fā)動機110、液力變矩器120’、發(fā)電機150、滑動花鍵套130和變速器140以串行的方式設(shè)置，并且發(fā)電機150以下面將要描述的方式與發(fā)動機110聯(lián)動。具體而言，在充電模式下，變速器140處于P檔，與此同時，執(zhí)行機構(gòu)根據(jù)充電控制單元的指令，使發(fā)電機150的轉(zhuǎn)軸插入滑動花鍵套130，從而與發(fā)動機110的轉(zhuǎn)軸聯(lián)動，由此產(chǎn)生電力并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并且使得結(jié)構(gòu)更為緊湊。在行駛模式下，變速器140處于P檔以外的其它檔位，執(zhí)行機構(gòu)根據(jù)充電控制單元的指令，使發(fā)電機150的轉(zhuǎn)軸退出滑動花鍵套130，發(fā)動機110的輸出動力仍然經(jīng)液力變矩器120’、發(fā)電機150、變速器140被傳送至驅(qū)動輪，從而驅(qū)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(jié)省篇幅，圖中僅示出與本實用新型特別相關(guān)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(tài)相互吸合在一起的兩個部分，其中一個部分與發(fā)動機110的轉(zhuǎn)軸固定在一起以隨發(fā)動機轉(zhuǎn)動，而另一部分通過皮帶輪170與發(fā)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(fā)動機110的轉(zhuǎn)動帶動皮帶輪170轉(zhuǎn)動，進而使發(fā)電機150轉(zhuǎn)動，從而產(chǎn)生電力。當充電汽車處于行駛模式時，變速器140處于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(fā)電機150不再工作，變速器140相應(yīng)檔位的齒輪與傳動軸接合，從而將發(fā)動機110的動力傳遞至驅(qū)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(jié)省篇幅，圖中僅示出與本實用新型特別相關(guān)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(tài)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(fā)動機110轉(zhuǎn)軸上的飛輪齒輪180嚙合以隨發(fā)動機轉(zhuǎn)動，另一部分與發(fā)電機150的轉(zhuǎn)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(fā)動機110的轉(zhuǎn)動帶動飛輪齒輪180轉(zhuǎn)動，進而使發(fā)電機150轉(zhuǎn)動，從而產(chǎn)生電力。當充電汽車處于行駛模式時，變速器140處于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(zhuǎn)動，但是動力不會傳遞給發(fā)電機150，此時變速器140相應(yīng)檔位的齒輪與傳動軸接合，從而將發(fā)動機110的動力傳遞至驅(qū)動輪。值得指出的是，上述實施例適合于汽車各種傳動系的布局形式，這些布局形式包括但不限于前置發(fā)動機后輪驅(qū)動、前置發(fā)動機前驅(qū)動、發(fā)動機后置、后橋驅(qū)動及四輪驅(qū)動等方案。電子控制系統(tǒng)按照本實用新型，為了實現(xiàn)對充電過程的控制，將在現(xiàn)有車輛的電子控制系統(tǒng)中增設(shè)充電控制單元。以下描述該充電控制單元的結(jié)構(gòu)及其工作流程。同樣，為了節(jié)省篇幅， 下面關(guān)于電子控制系統(tǒng)的文字描述和附圖省略了與充電過程不是特別相關(guān)的部分(例如底盤綜合控制和安全系統(tǒng)、通信與信息/娛樂系統(tǒng)和智能車身電子系統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)包含選擇開關(guān)310、發(fā)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(guān)310供用戶用來觸發(fā)充電過程以使車輛進入充電模式，發(fā)動機控制單元320根據(jù)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(fā)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(jù)發(fā)動機控制單元320的指令對變速
7器進行控制并將檔位信息反饋給發(fā)動機控制單元320。在充電模式下，充電控制單元330負責發(fā)出油門仿真信號以對發(fā)動機110的運行進行控制，協(xié)調(diào)電機控制器190及BMS 510的充電過程控制。在本實施例中，為發(fā)電機150配備有電機控制器190，其用于根據(jù)充電控制單元 330的指令及BMS 510的指令控制發(fā)電機150的發(fā)電輸出功率、電壓或電流，和將發(fā)電機 150輸出的高壓直流電或高壓3相交流電轉(zhuǎn)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所示用于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(zhuǎn)換器。三相高壓交流/高壓直流逆變器具有恒功率輸出、恒壓輸出及恒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(zhuǎn)換器將高壓直流轉(zhuǎn)換為12V/24V 的直流輸出在標準直流充電連接接口上輸出?？蛇x地，電機控制器配備有至少兩種標準插頭，充電控制單元根據(jù)標準插頭的連接狀態(tài)確定充電模式是快速充電模式還是慢速充電模式，并依此指令電機控制器接通所述高壓轉(zhuǎn)換器或所述直流-交流轉(zhuǎn)換器。在高壓輸出交流電(例如如圖9b所示用于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(zhuǎn)換器(例如輸出電壓為220V或110V)和將單相高壓交流轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(例如可以采用液晶顯示的觸控屏或帶顯示器的鍵盤以接收用戶設(shè)置參數(shù)的輸入和向用戶顯示充電狀態(tài)信息)，可選地，充電控制單元330還可以包含與充電控制器331相連的微型打印機333以打印記載充電電量、日期和計費信息等的票據(jù)。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(fā)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(tǒng)510耦合，協(xié)調(diào)發(fā)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(zhí)行機構(gòu)(未畫出)使得發(fā)電機150與發(fā)動機110的輸出耦合，有關(guān)耦合的實現(xiàn)方式參見上面借助圖1-8所述實施例。此外，充電控制器331根據(jù)交互裝置332輸入的設(shè)置參數(shù)(例如充電時間和充電電流等)以及來自電池管理系統(tǒng)510的電池狀態(tài)信息，計算確定發(fā)電機150的發(fā)電功率、電壓或電流以及發(fā)動機110的輸出功率或轉(zhuǎn)速。隨后，充電控制器331向發(fā)動機控制單元320提供與計算確定的發(fā)動機轉(zhuǎn)速相對應(yīng)的油門仿真信號以控制發(fā)動機110的運轉(zhuǎn)，并且向電機控制器 190提供控制命令，以使發(fā)電機150以設(shè)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(fā)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， 在本實施例中采用了互鎖控制機制。根據(jù)該機制，充電控制器331從變速器控制器340接收關(guān)于換檔桿位置的信號，并且在確認換檔桿處于P檔時，充電控制器331向變速器控制器 340發(fā)送換檔桿閉鎖指令以強制鎖止換檔桿，此時才允許充電汽車進入充電模式。發(fā)動機控制單元320和用于控制自動變速器的變速器控制器340可以采用原有車輛上配置的電子控制器，對于本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員來說，這些控制器的結(jié)構(gòu)和工作原理都是熟知的，因此這里不再贅述。在行駛模式下，充電控制單元330處于非激活狀態(tài)，此時對于發(fā)動機和變速器等的控制可以采用原有車輛的控制方式。在本實施例中，采用下列方式使發(fā)動機控制單元320能夠選擇性地根據(jù)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(fā)動機110的運行將發(fā)動機控制單元320中運行的控制程序修改為，當發(fā)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并將來自充電控制器 331的油門仿真信號作為控制過程所依據(jù)的信號?？蛇x地，下列方式也是可行的在油門踏板的傳感器與發(fā)動機控制單元320之間加裝微控制器(未畫出)，并將其設(shè)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并將自充電控制器 331接收的油門仿真信號轉(zhuǎn)發(fā)給發(fā)動機控制單元320。優(yōu)選地，上述兩種方式可以結(jié)合使用以提高電子控制系統(tǒng)的可靠性，即，一方面由充電控制單元331向發(fā)動機控制單元320發(fā)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。以下借助該圖描述上述電子控制系統(tǒng)的工作原理。在本實施例的電子控制系統(tǒng)中，將斷開狀態(tài)設(shè)定為默認狀態(tài)，在該狀態(tài)下，充電汽車處于行駛模式，此時充電控制單元330、發(fā)電機150和電機控制器190均處于非激活狀態(tài)， 發(fā)動機110與發(fā)電機150之間的機械傳動處于斷開狀態(tài)，發(fā)動機控制單元320根據(jù)從油門踏板的傳感器接收的感測信號控制發(fā)動機的運行。當用戶手動將選擇開關(guān)310切換到閉合狀態(tài)時，如圖10所示，首先在步驟1001 中，充電控制器331被激活并開始工作。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(guān)于換檔桿位置的信號，如果接收到該信號，則進入步驟1003，否則繼續(xù)等待。在步驟1003中，充電控制器330確定換檔桿是否處于P檔，如果結(jié)果為真，則進入步驟1004，否則進入步驟1005，經(jīng)交互裝置332向用戶提示變速器檔位設(shè)置不當?shù)奶崾?。在步驟1004，充電控制器330向變速器控制器340輸出換檔桿閉鎖指令以允許充電汽車進入充電模式。隨后進入步驟1006，充電控制器331向發(fā)動機控制單元320發(fā)送充電模式指令， 指示發(fā)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?；蛘撸潆娍刂破?31向油門踏板內(nèi)加裝的微控制器發(fā)送充電模式指令，指示其切斷油門踏板的傳感器信號電路并將來自充電控制器331的油門仿真信號轉(zhuǎn)發(fā)給發(fā)動機控制單元320?；蛘撸潆娍刂破?31 —方面向油門踏板內(nèi)加裝的微控制器發(fā)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(fā)送給發(fā)動機控制單元320。接著進入步驟1007，充電控制器331指示執(zhí)行機構(gòu)使發(fā)電機150與發(fā)動機110的
輸出耦合。接著進入步驟1008，充電控制器331經(jīng)CAN總線從被充電的電動汽車50的電池管理系統(tǒng)520接收高壓電池組520的狀態(tài)信息(例如溫度和SOC狀態(tài)等)。隨后進入步驟1009，充電控制器331根據(jù)根據(jù)交互裝置332輸入的設(shè)置參數(shù)以及來自電池管理系統(tǒng)510的電池狀態(tài)信息，計算確定發(fā)電機150的發(fā)電功率以及發(fā)動機110的輸出功率或轉(zhuǎn)速。隨后在步驟1010中，充電控制器331向發(fā)動機控制單元320提供與計算確定的發(fā)動機轉(zhuǎn)速相對應(yīng)的油門仿真信號，并且向電機控制器190提供使發(fā)電機150以設(shè)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(tǒng)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(tǒng)包含選擇開關(guān)310、發(fā)動機控制單元320和充電控制單元330，這些組成單元的結(jié)構(gòu)和工作原理與圖9所示的實施例類似，因此這里不再贅述。但是在本實施例中，針對充電汽車配置手動變速器的情形，采用換檔桿控制器340’代替變速器控制器340來實現(xiàn)對換檔桿的強制鎖止。具體而言，為了防止在發(fā)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從換檔桿控制器340’接收關(guān)于換檔桿位置的信號，并且在確認換檔桿處于空檔時，充電控制器331向換檔桿控制器340’發(fā)送換檔桿閉鎖指令以強制鎖止換檔桿，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(tǒng)的工作原理與圖9所示的實施例相似，對于本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員來說，在閱讀了上面的描述之后應(yīng)該很容易理解，因此這里不再贅述。值得指出的是，在上述實施例中，發(fā)電機可以采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(yīng)電機、磁阻電機和直流電機。由于可以在不背離本實用新型基本特征的精神下，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，由于本實用新型的范圍由所附權(quán)利要求定義，而不是由說明書定義，因此落入權(quán)利要求的邊界和界限內(nèi)的所有變化，或這種權(quán)利要求邊界和界限的等同物因而被權(quán)利要求包涵。
權(quán)利要求1.一種充電汽車，包括發(fā)動機；發(fā)動機控制單元，用于控制所述發(fā)動機的運行；變速器，其與所述發(fā)動機耦合；其特征在于，進一步包括用于向所述汽車外部供電的發(fā)電機，其在所述變速器處于預設(shè)檔位時與所述發(fā)動機的輸出耦合，在所述預設(shè)檔位下，所述發(fā)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(fā)動機控制單元耦合，用于在所述變速器處于所述預設(shè)檔位時，借助所述發(fā)動機控制單元控制所述發(fā)動機的運行。
2.如權(quán)利要求1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(fā)電機耦合的電機控制器，用于根據(jù)所述充電控制單元的指令，控制所述發(fā)電機的輸出功率、電壓或電流，以及用于對所述發(fā)電機的輸出作電壓變換和交流-直流變換。
3.如權(quán)利要求2所述的充電汽車，其中，所述電機控制器包含與所述發(fā)電機耦合的高壓交流/直流逆變器，用于根據(jù)所述充電控制器的指令將所述發(fā)電機的的三相交流電輸出轉(zhuǎn)換為高壓直流電以實現(xiàn)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(zhuǎn)換器，用于根據(jù)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(zhuǎn)換為低壓直流電。
4.如權(quán)利要求2所述的充電汽車，其中，所述電機控制器包含與所述發(fā)電機耦合的高壓交流/交流轉(zhuǎn)換器，用于根據(jù)所述充電控制器的指令將所述發(fā)電機的的三相交流電輸出轉(zhuǎn)換為單相交流電以實現(xiàn)慢速充電；以及與所述高壓交流/交流轉(zhuǎn)換器耦合的交流/直流轉(zhuǎn)換器，用于根據(jù)所述充電控制器的指令將所述高壓交流/交流轉(zhuǎn)換器的高壓交流電轉(zhuǎn)換為低壓直流電。
5.如權(quán)利要求4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(jù)所述標準插頭的連接狀態(tài)確定充電模式是快速充電模式還是慢速充電模式，并依此指令所述電機控制器接通所述高壓轉(zhuǎn)換器或所述直流-交流轉(zhuǎn)換器。
6.如權(quán)利要求1所述的充電汽車，其中，所述發(fā)電機采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(yīng)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(shù)，特別涉及一種基于常用汽車改裝而成的充電汽車、制造該充電汽車的方法、利用該充電汽車的充電方法。按照本實用新型的充電汽車包括發(fā)動機；發(fā)動機控制單元，用于控制所述發(fā)動機的運行；變速器，其與所述發(fā)動機耦合；進一步包括用于向所述汽車外部供電的發(fā)電機，其在所述變速器處于預設(shè)檔位時與所述發(fā)動機的輸出耦合，在所述預設(shè)檔位下，所述發(fā)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(fā)動機控制單元耦合，用于在所述變速器處于所述預設(shè)檔位時，借助所述發(fā)動機控制單元控制所述發(fā)動機的運行。
文檔編號B60L11/02GK202208253SQ201120151178
公開日2012年5月2日 申請日期2011年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月12日
發(fā)明者傅振興, 孟祥斐, 徐康聰, 浦金歡, 隋蕾, 韓永杰, 高衛(wèi)民 申請人:上海汽車集團股份有限公司