本發(fā)明涉及汽車(chē)供電領(lǐng)域，尤其是一種多種供電形式、可智能變換的供電系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)車(chē)載供電系統(tǒng)采用柴油機(jī)組發(fā)電機(jī)或車(chē)載取力發(fā)電裝置，具有噪音大、污染大、供電可靠性不高等缺點(diǎn)。針對(duì)現(xiàn)有車(chē)用供電系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)，以各種能源互補(bǔ)、動(dòng)力互補(bǔ)為技術(shù)特點(diǎn)的車(chē)用供電系統(tǒng)成為車(chē)載供電技術(shù)的發(fā)展主流。引入可再生能源，采用合理的控制策略，充分發(fā)揮可再生能源、傳統(tǒng)燃油發(fā)電等多種發(fā)電系統(tǒng)各自的特點(diǎn)，提高系統(tǒng)的效率和燃油經(jīng)濟(jì)性，降低對(duì)燃油的依賴(lài)。傳統(tǒng)車(chē)用供電系統(tǒng)能量流向單一，不成網(wǎng)絡(luò)，因此供電可靠性較低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種車(chē)載智能供電系統(tǒng)，解決傳統(tǒng)車(chē)載供電系統(tǒng)噪聲大、污染大、供電效率不高、供電可靠性低的問(wèn)題。

具體的，本發(fā)明提供了一種車(chē)載智能供電系統(tǒng)，包括燃油發(fā)電機(jī)組、取力發(fā)電裝置、交流并網(wǎng)控制器一、交流并網(wǎng)控制器二、蓄電池、充放電控制器、光伏發(fā)電裝置、直流并網(wǎng)控制器、雙向交直流變換器、智能監(jiān)控系統(tǒng)、市電輸入接口、交流輸出接口、直流輸出接口；

燃油發(fā)電機(jī)組通過(guò)交流并網(wǎng)控制器一連接至交流母線；取力發(fā)電裝置通過(guò)交流并網(wǎng)控制器二連接至交流母線；市電輸入接口通過(guò)三相開(kāi)關(guān)連接至交流母線；蓄電池通過(guò)充放電控制器連接至直流母線；光伏發(fā)電裝置通過(guò)直流并網(wǎng)控制器連接至直流母線；交流母線上有交流輸出接口，直流母線上有直流輸出接口；雙向交直流變換器分別與直流母線和交流母線相連；智能監(jiān)控系統(tǒng)分別與充放電控制器、直流并網(wǎng)控制器、交流并網(wǎng)控制器一、交流并網(wǎng)控制器二、雙向交直流變換器相連。

進(jìn)一步地，所述燃油發(fā)電機(jī)組與交流并網(wǎng)控制器一通過(guò)導(dǎo)線相連，在交流并網(wǎng)控制器一的控制下發(fā)電，其發(fā)電為交流電，電壓為380v，頻率為50hz，交流電匯入交流母線。

進(jìn)一步地，所述取力發(fā)電裝置與交流并網(wǎng)控制器二相連，在交流并網(wǎng)控制器二的控制下，利用車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力組發(fā)電，所發(fā)電為交流電，電壓為380v，頻率為50hz，交流電匯入交流母線。

進(jìn)一步地，所述智能監(jiān)控系統(tǒng)與充放電控制器、直流并網(wǎng)控制器、交流并網(wǎng)控制器一、交流并網(wǎng)控制器二和雙向交直流變換器相連，采集其電壓、電流信息，并施加控制信號(hào)。

進(jìn)一步地，所述充放電控制器采集蓄電池所發(fā)直流電的電壓、電流，并對(duì)蓄電池的充放電進(jìn)行控制。

進(jìn)一步地，所述直流并網(wǎng)控制器采集光伏發(fā)電裝置所發(fā)直流電的電壓、電流，并進(jìn)行控制。

進(jìn)一步地，所述雙向交直流變換器分別連接直流母線和交流母線，在智能監(jiān)控系統(tǒng)的控制下實(shí)現(xiàn)直流母線和交流母線中的能量相互轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)能量雙向流動(dòng)。

特別地，一種所述的車(chē)載智能供電系統(tǒng)的控制方法，包括以下步驟：

步驟1：智能監(jiān)控系統(tǒng)判斷此時(shí)陽(yáng)光是否充足，能量需求是否超過(guò)預(yù)設(shè)值e，若陽(yáng)光充足，且能量需求小于預(yù)設(shè)值e，則智能監(jiān)控系統(tǒng)向交流并網(wǎng)控制器一、交流并網(wǎng)控制器二和雙向交直流變換器發(fā)出控制指令，斷開(kāi)燃油發(fā)電機(jī)組、取力發(fā)電裝置、市電的連接，并向直流并網(wǎng)控制器發(fā)出控制指令，由光伏發(fā)電裝置發(fā)電，同時(shí)智能監(jiān)控系統(tǒng)判斷蓄電池電量是否充足，若電量不充足，則向充放電控制器發(fā)出控制指令，對(duì)蓄電池進(jìn)行充電，若陽(yáng)光不充足或能量需求超過(guò)預(yù)設(shè)值e，則轉(zhuǎn)入步驟2；

步驟2：智能監(jiān)控系統(tǒng)判斷此時(shí)有無(wú)市電供應(yīng)，若有市電，則智能監(jiān)控系統(tǒng)向直流并網(wǎng)控制器、交流并網(wǎng)控制器一、交流并網(wǎng)控制器二和雙向交直流變換器發(fā)出控制指令，斷開(kāi)燃油發(fā)電機(jī)組、取力發(fā)電裝置的連接，由市電輸入接口輸入交流電，光伏發(fā)電裝置和市電輸入同時(shí)工作，以光伏發(fā)電為主，不足的能量由市電補(bǔ)充；同時(shí)智能監(jiān)控系統(tǒng)判斷蓄電池電量是否充足，若電量不充足，則向充放電控制器發(fā)出控制指令，對(duì)蓄電池進(jìn)行充電，若無(wú)市電，則轉(zhuǎn)入步驟3；

步驟3：智能監(jiān)控系統(tǒng)判斷此時(shí)取力發(fā)電裝置是否設(shè)備故障、能量需求是否超過(guò)預(yù)設(shè)值m(m＞e)，若取力發(fā)電裝置可正常工作，且能量需求未超過(guò)預(yù)設(shè)值m，則智能監(jiān)控系統(tǒng)向交流并網(wǎng)控制器一和雙向交直流變換器發(fā)出控制指令，斷開(kāi)燃油發(fā)電機(jī)組的連接，向交流并網(wǎng)控制器二發(fā)出控制指令，由取力發(fā)電裝置發(fā)電，光伏發(fā)電與取力發(fā)電裝置同時(shí)工作；同時(shí)智能監(jiān)控系統(tǒng)判斷蓄電池電量是否充足，若電量不充足，則向充放電控制器發(fā)出控制指令，對(duì)蓄電池進(jìn)行充電，若取力發(fā)電裝置故障或者能量需求超過(guò)預(yù)設(shè)值m，則轉(zhuǎn)入步驟4；

步驟4：智能監(jiān)控系統(tǒng)判斷此時(shí)燃油發(fā)電機(jī)組是否設(shè)備故障、能量需求是否超過(guò)預(yù)設(shè)值h(h＞m＞e)，若燃油發(fā)電機(jī)組可正常工作，且能量需求未超過(guò)預(yù)設(shè)值h，則智能監(jiān)控系統(tǒng)向交流并網(wǎng)控制器一發(fā)出控制指令，由燃油發(fā)電機(jī)組發(fā)電，此時(shí)光伏發(fā)電裝置、取力發(fā)電裝置、燃油發(fā)電機(jī)組同時(shí)協(xié)同工作；同時(shí)智能監(jiān)控系統(tǒng)判斷蓄電池電量是否充足，若電量不充足，則智能監(jiān)控系統(tǒng)向充放電控制器發(fā)出控制指令，對(duì)蓄電池進(jìn)行充電，若燃油發(fā)電機(jī)組故障或者能量需求超過(guò)預(yù)設(shè)值h，則轉(zhuǎn)入步驟5；

步驟5：智能監(jiān)控系統(tǒng)向充放電控制器發(fā)出控制指令，由蓄電池放電進(jìn)行用電功率補(bǔ)充。

本發(fā)明車(chē)載智能供電系統(tǒng)，首先在傳統(tǒng)車(chē)載供電系統(tǒng)基礎(chǔ)上，引入太陽(yáng)能等可再生能源，實(shí)現(xiàn)部分能源自主供給，減少燃油消耗；然后把車(chē)載供電系統(tǒng)分成交流和直流網(wǎng)絡(luò)，直流網(wǎng)絡(luò)基于儲(chǔ)能蓄電池形成，并采用雙向交直流變換器實(shí)現(xiàn)交流和直流的雙向能量流動(dòng)，蓄電池作為能源后備，在其他發(fā)電裝置故障時(shí)，實(shí)現(xiàn)快速切換不間斷供電，確保了供電的高可靠性。

附圖說(shuō)明

附圖僅用于示出具體實(shí)施例的目的，而并不認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制，在整個(gè)附圖中，相同的參考符號(hào)表示相同的部件。

圖1是本發(fā)明的車(chē)載智能供電系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)圖；

圖2是本發(fā)明的車(chē)載智能供電系統(tǒng)控制過(guò)程流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

本發(fā)明提供了一種車(chē)載智能供電系統(tǒng)，如圖1所示，包括燃油發(fā)電機(jī)組、取力發(fā)電裝置、交流并網(wǎng)控制器一、交流并網(wǎng)控制器二、蓄電池、充放電控制器、光伏發(fā)電裝置、直流并網(wǎng)控制器、雙向交直流變換器、智能監(jiān)控系統(tǒng)、市電輸入接口、交流輸出接口、直流輸出接口以及開(kāi)關(guān)，該車(chē)載供電系統(tǒng)具有多種能量來(lái)源，兩種輸出形式。

燃油發(fā)電機(jī)組通過(guò)交流并網(wǎng)控制器一連接至交流母線；取力發(fā)電裝置通過(guò)交流并網(wǎng)控制器二連接至交流母線；市電輸入接口通過(guò)三相開(kāi)關(guān)連接至交流母線；蓄電池通過(guò)充放電控制器連接至直流母線；光伏發(fā)電裝置通過(guò)直流并網(wǎng)控制器連接至直流母線；交流母線上有交流輸出接口，直流母線上有直流輸出接口；雙向交直流變換分別與直流母線和交流母線相連；智能監(jiān)控系統(tǒng)分別與充放電控制器、直流并網(wǎng)控制器、交流并網(wǎng)控制器一、交流并網(wǎng)控制器二、雙向交直流變換器相連。

交流母線為交流電路的總導(dǎo)線；直流母線為直流電路的總導(dǎo)線。

燃油發(fā)電機(jī)組與交流并網(wǎng)控制器一通過(guò)導(dǎo)線相連，在交流并網(wǎng)控制器一的控制下發(fā)電，其發(fā)電電壓為380v，頻率為50hz，交流電匯入交流母線；取力發(fā)電裝置與交流并網(wǎng)控制器二相連，在交流并網(wǎng)控制器二的控制下，利用車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力組發(fā)電，所發(fā)電為交流電，電壓為380v，頻率為50hz，交流電匯入交流母線；市電輸入接口通過(guò)三相開(kāi)關(guān)連接至交流母線。光伏發(fā)電裝置與直流并網(wǎng)控制器相連，光伏發(fā)電裝置在直流并網(wǎng)控制器的控制下輸出直流電，直流電匯合至直流母線；蓄電池通過(guò)充放電控制器與直流母線相連，可以實(shí)現(xiàn)直流母線對(duì)蓄電池的充電和蓄電池對(duì)直流母線的放電，充放電控制器對(duì)蓄電池的充電和放電進(jìn)行控制；雙向交直流變換器分別連接直流母線和交流母線，并可以在智能監(jiān)控系統(tǒng)的控制下實(shí)現(xiàn)直流母線和交流母線中的能量相互轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)能量雙向流動(dòng)。智能監(jiān)控系統(tǒng)與充放電控制器、直流并網(wǎng)控制器、交流并網(wǎng)控制器一、交流并網(wǎng)控制器二和雙向交直流變換器相連，采集其電壓、電流等信息，并施加控制信號(hào)。直流母線通過(guò)開(kāi)關(guān)與直流輸出接口相連；交流母線通過(guò)開(kāi)關(guān)與交流輸出接口相連。

交流并網(wǎng)控制器采集燃油發(fā)電機(jī)組、取力發(fā)電裝置所發(fā)交流電的電壓、頻率、相位等信號(hào)，并進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)燃油發(fā)電機(jī)組和取力發(fā)電裝置的平穩(wěn)接入和斷開(kāi)。

直流并網(wǎng)控制器采集光伏發(fā)電裝置所發(fā)直流電的電壓、電流等信號(hào)，并進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電裝置的平穩(wěn)接入和斷開(kāi)。

充放電控制器采集蓄電池所發(fā)直流電的電壓、電流等信號(hào)，并進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)蓄電池的智能充放電控制。

光伏發(fā)電裝置包括太陽(yáng)能接收板或柔性太陽(yáng)能膜，安裝于車(chē)輛的頂部和四周，盡可能多的增加采光面積，提高光伏發(fā)電功率。

取力發(fā)電裝置在行駛和駐車(chē)都可以發(fā)電。

在任一裝置突然供電故障的情況下，蓄電池轉(zhuǎn)入放電狀態(tài)實(shí)時(shí)供電，實(shí)現(xiàn)不間斷供電，在其他發(fā)電裝置恢復(fù)工作后，蓄電池轉(zhuǎn)入充電狀態(tài)或熱備份狀態(tài)。

智能監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)外部環(huán)境和供電設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行供電調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的供電。

與該結(jié)構(gòu)特征相對(duì)應(yīng)的，該車(chē)載供電系統(tǒng)的電能來(lái)源主要有：(1)利用燃油燃燒發(fā)電的燃油發(fā)電機(jī)組發(fā)出的交流電；(2)利用車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力發(fā)電的取力發(fā)電裝置發(fā)出的交流電；(3)市電輸入接口所提供的交流電；(4)光伏發(fā)電裝置利用可再生能源陽(yáng)光發(fā)出的直流電；(5)蓄電池作為儲(chǔ)能裝置，所提供的直流電。

該車(chē)載供電系統(tǒng)的供電形式有：(1)交流輸出與市電電壓規(guī)格一致，可以為三相或單相輸出，交流輸出接口不止一個(gè)；(2)直流輸出，交流輸出接口不止一個(gè)。

該車(chē)載智能供電系統(tǒng)中燃油發(fā)電機(jī)組發(fā)出的交流電和取力發(fā)電裝置發(fā)出的交流電可以在交流母線實(shí)現(xiàn)交流并網(wǎng)，形成交流網(wǎng)，光伏發(fā)電裝置發(fā)出的直流電和蓄電池發(fā)出的直流電可以在直流母線實(shí)現(xiàn)直流并網(wǎng)，形成直流網(wǎng)，交流網(wǎng)和直流網(wǎng)之間可以通過(guò)雙向交直流變換器進(jìn)行雙向能量轉(zhuǎn)換，即雙向交直流變換器可以將交流電變換為直流電，也可將直流電變換為交流電。交流并網(wǎng)、直流并網(wǎng)和雙向能量轉(zhuǎn)換是通過(guò)智能監(jiān)控系統(tǒng)采集電壓和電流信息并下發(fā)控制指令。

該車(chē)載智能供電系統(tǒng)主要有但不限于以下工作模式：

(1)在陽(yáng)光充足、能量需求比較小的情況下，主要采用光伏發(fā)電裝置發(fā)出直流電并經(jīng)過(guò)直流并網(wǎng)控制器并網(wǎng)輸出直流，同時(shí)向蓄電池充電，經(jīng)雙向交直流變換器形成交流輸出，滿(mǎn)足輕負(fù)載情況下的車(chē)載供電。

(2)在陽(yáng)光充足、能量需求比較大的情況下，光伏發(fā)電裝置發(fā)出直流電并經(jīng)過(guò)直流并網(wǎng)控制器并網(wǎng)輸出直流，同時(shí)向蓄電池充電。在車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)采用車(chē)載取力發(fā)電裝置發(fā)電，如果功率需求仍然不滿(mǎn)足，則啟動(dòng)燃油發(fā)電機(jī)組發(fā)電。

(3)在光線不好或者不適宜光伏發(fā)電的情況下，光伏發(fā)電裝置停止工作，由其他發(fā)電裝置發(fā)電。

(4)在有市電情況下，關(guān)閉燃油發(fā)電機(jī)組，接入市電，經(jīng)過(guò)雙向交直流變換器形成交流輸出，同時(shí)為蓄電池充電。

(5)在沒(méi)有市電、其他發(fā)電裝置故障停機(jī)狀態(tài)下，蓄電池自動(dòng)轉(zhuǎn)入放電狀態(tài)，形成直流輸出，并經(jīng)雙向交直流變換器形成交流輸出。

本車(chē)載智能供電系統(tǒng)的控制過(guò)程，如圖2所示，具體包括以下控制步驟：

步驟1：智能監(jiān)控系統(tǒng)判斷此時(shí)陽(yáng)光是否充足，能量需求是否超過(guò)預(yù)設(shè)值e，若陽(yáng)光充足，且能量需求小于預(yù)設(shè)值e，則智能監(jiān)控系統(tǒng)向交流并網(wǎng)控制器一、交流并網(wǎng)控制器二和雙向交直流變換器發(fā)出控制指令，斷開(kāi)燃油發(fā)電機(jī)組、取力發(fā)電裝置、市電的連接，并向直流并網(wǎng)控制器發(fā)出控制指令，由光伏發(fā)電裝置發(fā)電，同時(shí)智能監(jiān)控系統(tǒng)判斷蓄電池電量是否充足，若電量不充足，則向充放電控制器發(fā)出控制指令，對(duì)蓄電池進(jìn)行充電，若陽(yáng)光不充足或能量需求超過(guò)預(yù)設(shè)值e，則轉(zhuǎn)入步驟2；

步驟2：智能監(jiān)控系統(tǒng)判斷此時(shí)有無(wú)市電供應(yīng)，若有市電，則智能監(jiān)控系統(tǒng)向直流并網(wǎng)控制器、交流并網(wǎng)控制器一、交流并網(wǎng)控制器二和雙向交直流變換器發(fā)出控制指令，斷開(kāi)燃油發(fā)電機(jī)組、取力發(fā)電裝置的連接，由市電輸入接口輸入交流電，光伏發(fā)電裝置和市電輸入同時(shí)工作，以光伏發(fā)電為主，不足的能量由市電補(bǔ)充；同時(shí)智能監(jiān)控系統(tǒng)判斷蓄電池電量是否充足，若電量不充足，則向充放電控制器發(fā)出控制指令，對(duì)蓄電池進(jìn)行充電，若無(wú)市電，則轉(zhuǎn)入步驟3；

步驟3：智能監(jiān)控系統(tǒng)判斷此時(shí)取力發(fā)電裝置是否設(shè)備故障、能量需求是否超過(guò)預(yù)設(shè)值m(m＞e)，若取力發(fā)電裝置可正常工作，且能量需求未超過(guò)預(yù)設(shè)值m，則智能監(jiān)控系統(tǒng)向交流并網(wǎng)控制器一和雙向交直流變換器發(fā)出控制指令，斷開(kāi)燃油發(fā)電機(jī)組的連接，向交流并網(wǎng)控制器二發(fā)出控制指令，由取力發(fā)電裝置發(fā)電，光伏發(fā)電與取力發(fā)電裝置同時(shí)工作；同時(shí)智能監(jiān)控系統(tǒng)判斷蓄電池電量是否充足，若電量不充足，則向充放電控制器發(fā)出控制指令，對(duì)蓄電池進(jìn)行充電，若取力發(fā)電裝置故障或者能量需求超過(guò)預(yù)設(shè)值m，則轉(zhuǎn)入步驟4；

步驟4：智能監(jiān)控系統(tǒng)判斷此時(shí)燃油發(fā)電機(jī)組是否設(shè)備故障、能量需求是否超過(guò)預(yù)設(shè)值h(h＞m＞e)，若燃油發(fā)電機(jī)組可正常工作，且能量需求未超過(guò)預(yù)設(shè)值h，則智能監(jiān)控系統(tǒng)向交流并網(wǎng)控制器一發(fā)出控制指令，由燃油發(fā)電機(jī)組發(fā)電，此時(shí)光伏發(fā)電裝置、取力發(fā)電裝置、燃油發(fā)電機(jī)組同時(shí)協(xié)同工作；同時(shí)智能監(jiān)控系統(tǒng)判斷蓄電池電量是否充足，若電量不充足，則智能監(jiān)控系統(tǒng)向充放電控制器發(fā)出控制指令，對(duì)蓄電池進(jìn)行充電，若燃油發(fā)電機(jī)組故障或者能量需求超過(guò)預(yù)設(shè)值h，則轉(zhuǎn)入步驟5；

步驟5：智能監(jiān)控系統(tǒng)向充放電控制器發(fā)出控制指令，由蓄電池放電進(jìn)行用電功率補(bǔ)充。

供電量是否充足，主要取決于負(fù)載功率是否大于發(fā)電裝置的功率，本控制過(guò)程中，e、m、h均代表功率值。

綜上所述，本發(fā)明提供了一種車(chē)載智能供電系統(tǒng)，引入太陽(yáng)能等可再生能源，實(shí)現(xiàn)部分能源自主供給，減少燃油消耗；把車(chē)載供電系統(tǒng)分成交流和直流網(wǎng)絡(luò)，直流網(wǎng)絡(luò)基于儲(chǔ)能蓄電池形成，并采用雙向交直流變換器實(shí)現(xiàn)交流和直流的雙向能量流動(dòng)，蓄電池作為能源后備，在其他發(fā)電裝置故障時(shí)，實(shí)現(xiàn)快速切換不間斷供電，確保了供電的高可靠性。

盡管已經(jīng)結(jié)合優(yōu)選的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)地描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是在不違背本發(fā)明精神和實(shí)質(zhì)的情況下，各種修正都是允許的，它們都落入本發(fā)明的權(quán)利要求的保護(hù)范圍之中。