電動車輛車載在途交替自動充供電系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電動車輛車載在途交替自動充電與供電的系統(tǒng)及方法，屬于電動車輛充電與供電領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著國家對綠色環(huán)保、節(jié)能減排的大力提倡，電動車輛成為了我國未來汽車發(fā)展的方向。
[0003]現(xiàn)階段，我國部分地區(qū)已初步研究并制造出了純電動車輛，但制造技術(shù)尚不成熟，存在以下缺陷:純電動車輛的充電完全依賴充電粧，不具備在途充電的功能，由此限制了續(xù)航里程的提升，且成為純電動車輛最大的技術(shù)瓶頸。
[0004]目前，也有研究者設(shè)計出了在已有電動車輛上安裝風(fēng)能發(fā)電機的方案，來解決電動車輛在供電與充電方面存在的問題。在此方案中，風(fēng)能發(fā)電機發(fā)出的電能用一根導(dǎo)線直接與蓄電池簡單的連接起來。從實際運行角度來看，此方案仍存在以下缺陷:第一，這種簡單的直接連接方式不能解決蓄電池自身在充電與供電過程中所面臨的各種復(fù)雜問題，無法實現(xiàn)對蓄電池的有效充電。第二，電動車輛在行駛中，蓄電池和風(fēng)能發(fā)電機的工況都處于大范圍的動態(tài)變化中，由于風(fēng)能的功率密度低，風(fēng)能發(fā)電機的發(fā)電量有限，而電動車輛的蓄電池容量很大，兩者之間差距明顯，因此在實際使用過程中，風(fēng)能發(fā)電機與蓄電池兩者之間的功率失衡呈常態(tài)，而這種失衡會使充電過程處于非正常狀態(tài)，對風(fēng)能發(fā)電機和蓄電池都很不利。由此，如何使風(fēng)能發(fā)電機在充電過程中處于平穩(wěn)狀態(tài)并確保蓄電池良好的充電效果，是目前亟待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種電動車輛車載在途交替自動充供電系統(tǒng)及方法，其設(shè)計有互相獨立的第一、第二蓄電池組，可周期性地交替作為充電電池組、工作電池組而實現(xiàn)自身充電與向電動車輛的用電裝置供電的功能，確保電動車輛在任意速度下都可順暢行駛，同時延長電動車輛的續(xù)航里程并減少使用充電粧充電的次數(shù)。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:
[0007]—種電動車輛車載在途交替自動充供電系統(tǒng)，其特征在于:它包括風(fēng)能發(fā)電機，風(fēng)能發(fā)電機經(jīng)過整流器、DC-DC變換器、恒流充電器后向電子開關(guān)組中的第一、第二組電子開關(guān)提供充電電流，第一組電子開關(guān)的充電接口直接與第一蓄電池組連接而供電接口與第二蓄電池組和電動車輛的用電裝置連接，第二組電子開關(guān)的充電接口直接與第二蓄電池組連接而供電接口與第一蓄電池組和用電裝置連接，第一、第二組電子開關(guān)受切換控制器控制交替打開，第一組電子開關(guān)打開時實現(xiàn)第一蓄電池組充電以及第二蓄電池組向用電裝置供電，第二組電子開關(guān)打開時實現(xiàn)第二蓄電池組充電以及第一蓄電池組向用電裝置供電。
[0008]所述第一組電子開關(guān)包括第一蓄電池組充電電子開關(guān)、第二蓄電池組供電電子開關(guān)，第一蓄電池組充電電子開關(guān)、第二蓄電池組供電電子開關(guān)的信號輸入端均與第一光電耦合器的信號輸出端連接，第一光電耦合器的信號輸入端與所述切換控制器的第一控制信號輸出端連接，第一蓄電池組充電電子開關(guān)的充電輸入端、充電輸出端分別與所述恒流充電器的輸出端、所述第一蓄電池組的正極連接，第二蓄電池組供電電子開關(guān)的兩個供電接線端分別與所述第二蓄電池組的正極、所述用電裝置的輸入端連接；
[0009]所述第二組電子開關(guān)包括第二蓄電池組充電電子開關(guān)、第一蓄電池組供電電子開關(guān)，第二蓄電池組充電電子開關(guān)、第一蓄電池組供電電子開關(guān)的信號輸入端均與第二光電耦合器的信號輸出端連接，第二光電耦合器的信號輸入端與所述切換控制器的第二控制信號輸出端連接，第二蓄電池組充電電子開關(guān)的充電輸入端、充電輸出端分別與所述恒流充電器的輸出端、所述第二蓄電池組的正極連接，第一蓄電池組供電電子開關(guān)的兩個供電接線端分別與所述第一蓄電池組的正極、所述用電裝置的輸入端連接；
[0010]所述切換控制器的第一控制信號輸出端、第二控制信號輸出端兩者輸出的控制信號反相。
[0011]較佳地，所述第一、第二蓄電池組充電電子開關(guān)包括達(dá)林頓晶體管；所述第一、第二蓄電池組供電電子開關(guān)包括IGBT驅(qū)動電路以及接收IGBT驅(qū)動電路輸出的驅(qū)動信號的IGBT 管。
[0012]所述切換控制器包括方波發(fā)生電路，方波發(fā)生電路的方波輸出端分兩路，一路直接與第一晶體管的基極連接，另一路經(jīng)由反相器與第二晶體管的基極連接，第一、第二晶體管的發(fā)射極分別與所述第一光電親合器的輸入側(cè)正端、所述第二光電親合器的輸入側(cè)正端連接。
[0013]在實際設(shè)計中，所述切換控制器、所述第一、第二組電子開關(guān)由車載電源供電。進一步地，所述第一、第二蓄電池組供電電子開關(guān)中的所述IGBT驅(qū)動電路由車載電源通過與其相連的DC-DC變換器隔離供電。
[0014]在實際設(shè)計中，所述第一、第二蓄電池組為多節(jié)鋰電池或多節(jié)鉛酸電池構(gòu)成。
[0015]在實際設(shè)計中，所述風(fēng)能發(fā)電機的進風(fēng)口設(shè)置在所述電動車輛的原有氣動外形的迎風(fēng)面積范圍內(nèi)。
[0016]—種電動車輛車載在途交替自動充供電方法，其特征在于，包括如下步驟:
[0017]所述風(fēng)能發(fā)電機輸出的電能經(jīng)過所述整流器交直流電壓變換、所述DC-DC變換器穩(wěn)壓、所述恒流充電器穩(wěn)流后向所述第一、第二組電子開關(guān)輸送充電電流，所述第一、第二組電子開關(guān)受所述切換控制器控制而周期性交替打開，其中:
[0018]當(dāng)所述第一組電子開關(guān)打開時，所述第二組電子開關(guān)關(guān)閉，所述第一組電子開關(guān)的打開使得所述第一蓄電池組被所述恒流充電器充電以及所述第二蓄電池組向所述電動車輛上的所述用電裝置供電；
[0019]當(dāng)所述第二組電子開關(guān)打開時，所述第一組電子開關(guān)關(guān)閉，所述第二組電子開關(guān)的打開使得所述第二蓄電池組被所述恒流充電器充電以及所述第一蓄電池組向所述用電裝置供電。
[0020]在實際實施時，所述切換控制器向所述第一、第二組電子開關(guān)輸出的控制信號之間反相。
[0021]本發(fā)明的優(yōu)點是:
[0022]本發(fā)明在電動車輛的原有結(jié)構(gòu)上增設(shè)，在充分利用電動車輛行駛過程中形成的風(fēng)能基礎(chǔ)上，互相獨立的第一、第二蓄電池組周期性地交替作為充電電池組、工作電池組而實現(xiàn)自身充電與向電動車輛上的用電裝置供電的功能。
[0023]進一步來說，本發(fā)明采取了獨特的動力蓄電池分組方式，這是本發(fā)明的一大特點，這使得當(dāng)工作電池組在為電動車輛的用電裝置放電的同時，充電電池組在完全獨立隔絕的條件下被有效地充電，有效提高了風(fēng)能發(fā)電機對充電電池組的實際充電效果，確保了電動車輛在任意速度下都可順暢行駛，同時可明顯地延長電動車輛的續(xù)航里程，并可減少使用充電粧充電的次數(shù)。
【附圖說明】
[0024]圖1是本發(fā)明電動車輛車載在途交替自動充供電系統(tǒng)的組成框圖。
[0025]圖2是本發(fā)明系統(tǒng)的一較佳實施例示意圖。
【具體實施方式】
[0026]如圖1所示，本發(fā)明電動車輛車載在途交替自動充供電系統(tǒng)包括風(fēng)能發(fā)電機10、被分解成兩個獨立的動力蓄電池組——第一蓄電池組71和第二蓄電池組72 (每個動力蓄電池組的容量等于1/2電動車輛原動力電池組的總?cè)萘?，風(fēng)能發(fā)電機10經(jīng)過整流器20交直流變換、DC-DC變換器30穩(wěn)壓、恒流充電器40穩(wěn)流后向電子開關(guān)組60中的第一、第二組電子開關(guān)610、620提供充電電流，需要提及的是，DC-DC變換器30