电动型移动充电车对外供电系统及移动充电车

摘要

本发明提供了一种电动型移动充电车对外供电系统，包括用于存储电能并对电动车进行充电的载能电池充电配电系统，所述载能电池充电配电系统包括载能电池、载能电池高压配电系统、第一电源接口、充电枪，还包括动力电池充电配电系统，所述动力电池充电配电系统用于存储电能并对移动充电车进行供电、以及对电动车进行充电。本发明还提出了一种包括上述载能电池充电配电系统和动力电池充电配电系统的移动充电车。本发明在不改变车辆结构不增加硬件设施的基础上，将移动充电车车辆本身的动力电池与充电服务的载能电池进行协同利用，大大提升了移动充电车的服务能力，大大提高了移动充电车的供电能力。

说明书

技术领域

本发明属于电动汽车充电领域，具体涉及一种电动型移动充电车对外供电系统及移动充电车。

背景技术

目前，纯电动汽车以及插电式混合动力汽车正快速产业化，由此直立式充电桩和壁挂式充电装置开始普及，由于其位置的固定性，只能满足车辆的定点充电需求。

现实生活中，经常发生电动车辆在行驶途中会因为没有到达充电站而动力电池中储存的电能耗尽而无法继续行驶的情况。如果到达充电站之前电能已经耗尽的话，则一般求助拖车将电动车拖到充电站，成本高且非常不方便，拖行过程还可能对电动车造成损坏。

为了解决电动汽车未到达充电站而耗尽电能无法移动的问题，有人设计了移动充电车，通过在车体内装载大量充电电池，并配置配电系统和充电枪构造成一个移动的载能电池充电配电系统，实现无电力的电动汽车的应急充电。载能电池充电配电系统包括载能电池、载能电池高压配电系统、用于载能电池充电的补能口、用于电动车充电的充电枪；对载能电池进行充电时，外部电源经补能口通过载能电池高压配电系统对载能电池进行充电；对电动车进行充电时，载能电池通过载能电池高压配电系统，经充电枪对电动车充电。

但是移动充电车由于载重量的限制，所装载的用于服务的电池容量有限，这大大限制了移动充电车的服务能力。

发明内容

为了解决上述技术问题，即为了在现有移动充电车基础上进一步增加可用电量，本发明提出了一种电动型移动充电车对外供电系统及移动充电车。

为了实现上述目的，本发明的一方面提供了一种电动型移动充电车对外供电系统，包括用于存储电能并对电动车进行充电的载能电池充电配电系统，所述载能电池充电配电系统包括载能电池、载能电池高压配电系统、第一电源接口、充电枪，还包括动力电池充电配电系统，所述动力电池充电配电系统用于存储电能并对移动充电车进行供电、以及对电动车进行充电。

优选地，所述的动力电池充电配电系统通过电源线与第一电源接口相连接，用于将动力电池充电配电系统中的电能通过载能电池充电配电系统进行输出，以对电动车进行充电。

优选地，所述动力电池充电配电系统包括动力电池、动力电池高压配电系统、第二电源接口；

所述动力电池高压配电系统，配置为用于对动力电池进行充放电、以及将动力电池的电能输送至移动充电车负载；

所述动力电池高压配电系统包括可以用于对动力电池进行充放电的双向DC/DC变换器；双向DC/DC变换器分别与动力电池和第二电源接口相连接。

优选地，还包括供电管理模块，所述供电管理模块用于切换载能电池充电配电系统中的储能电池或动力电池充电配电系统中的储能电池作为对电动车进行充电的供电电池。

优选地，载能电池充电配电系统和动力电池充电配电系统中设置有由供电管理模块控制的开关电路K1、K2、K3、K4、K5、K6，其中K1设置在载能电池高压配电系统与第一电源接口之间，K2设置在载能电池高压配电系统与充电枪之间，K3设置于载能电池与载能电池高压配电系统之间，K4设置于动力电池高压配电系统与第二电源接口之间，K5设置于动力电池高压配电系统的移动充电车负载供电端口，K6设置于动力电池高压配电系统与动力电池之间；

在工作状态下，载能电池作为对电动车进行充电的供电电池时，K3、K2闭合，K1断开；动力电池作为对电动车进行充电的供电电池时，K1、K2、K4、K6闭合，K3、K5断开。

优选地，所述开关电路K1、K2、K3、K4、K5、K6为电磁继电器；所述电磁继电器的控制端与供电管理模块的控制输出端相连接。

优选地，连接于第二电源接口和第一电源接口之间的电源线为具有双头充电枪的电源线。

优选地，还包括动力电池的剩余电量检测单元，该单元配置为动力电池剩余电量的检测；

供电管理模块还与动力电池的剩余电量检测单元相连接，用于在动力电池的剩余电量检测单元所检测到的动力电池剩余电量达到预设值时，断开K4，切断动力电池充电配电系统与载能电池充电配电系统的电源通路。

优选地，载能电池充电配电系统和动力电池充电配电系统中分别设置有电池控制器。

本发明的另一方面，还提供了一种移动充电车，包括上述任一所述的载能电池充电配电系统和动力电池充电配电系统。

本发明将移动充电车的动力电池充电配电系统作为对外部电动车进行充电的电源，增加了移动充电车的用于充电的可用电量；同时通过电源线将动力电池充电配电系统与载能电池充电配电系统进行连接，并在不改变车辆结构、不增加硬件设施的基础上，将移动充电车车辆本身的动力电池与充电服务的供电电池组进行协同利用，大大提升了移动充电车的服务能力，大大提高了移动充电车的供电能力。

方案1、一种电动型移动充电车对外供电系统，包括用于存储电能并对电动车进行充电的载能电池充电配电系统，所述载能电池充电配电系统包括载能电池、载能电池高压配电系统、第一电源接口、充电枪，其特征在于，还包括动力电池充电配电系统，所述动力电池充电配电系统用于存储电能并对移动充电车进行供电、以及对电动车进行充电。

方案2、根据方案1所述的系统，其特征在于，所述的动力电池充电配电系统通过电源线与第一电源接口相连接，用于将动力电池充电配电系统中的电能通过载能电池充电配电系统进行输出，以对电动车进行充电。

方案3、根据方案2所述的系统，其特征在于，所述动力电池充电配电系统包括动力电池、动力电池高压配电系统、第二电源接口；

所述动力电池高压配电系统，配置为用于对动力电池进行充放电、以及将动力电池的电能输送至移动充电车负载；

所述动力电池高压配电系统包括可以用于对动力电池进行充放电的双向DC/DC变换器；双向DC/DC变换器分别与动力电池和第二电源接口相连接。

方案4、根据方案3中任一项所述的系统，其特征在于，还包括供电管理模块，所述供电管理模块用于切换载能电池充电配电系统中的储能电池或动力电池充电配电系统中的储能电池作为对电动车进行充电的供电电池。

方案5、根据方案4所述的系统，其特征在于，载能电池充电配电系统和动力电池充电配电系统中设置有由供电管理模块控制的开关电路K1、K2、K3、K4、K5、K6，其中K1设置在载能电池高压配电系统与第一电源接口之间，K2设置在载能电池高压配电系统与充电枪之间，K3设置于载能电池与载能电池高压配电系统之间，K4设置于动力电池高压配电系统与第二电源接口之间，K5设置于动力电池高压配电系统的移动充电车负载供电端口，K6设置于动力电池高压配电系统与动力电池之间；

在工作状态下，载能电池作为对电动车进行充电的供电电池时，K3、K2闭合，K1断开；动力电池作为对电动车进行充电的供电电池时，K1、K2、K4、K6闭合，K3、K5断开。

方案6、根据方案5所述的系统，其特征在于，所述开关电路K1、K2、K3、K4、K5、K6为电磁继电器；所述电磁继电器的控制端与供电管理模块的控制输出端相连接。

方案7、根据方案6所述的系统，其特征在于，连接于第二电源接口和第一电源接口之间的电源线为具有双头充电枪的电源线。

方案8、根据方案1～7中任一项所述的系统，其特征在于，还包括动力电池的剩余电量检测单元，该单元配置为动力电池剩余电量的检测；

供电管理模块还与动力电池的剩余电量检测单元相连接，用于在动力电池的剩余电量检测单元所检测到的动力电池剩余电量达到预设值时，断开K4，切断动力电池充电配电系统与载能电池充电配电系统的电源通路。

方案9、根据方案1～7中任一项所述的系统，其特征在于，载能电池充电配电系统和动力电池充电配电系统中分别设置有电池控制器。

方案10、一种移动充电车，其特征在于，包括方案1-7中任一所述的载能电池充电配电系统和动力电池充电配电系统。

方案11、一种移动充电车，其特征在于，包括方案8所述的载能电池充电配电系统和动力电池充电配电系统。

附图说明

图1是本发明电动型移动充电车对外供电系统的简略框架示意图；

图2是本发明具有切换功能的电动型移动充电车对外供电系统模块示意图。

具体实施方式

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。

在本发明中为了更清楚地对技术方案进行描述，用移动充电车表示装载本发明电动型移动充电车对外供电系统的车辆，用电动车表示被充电的车辆。

本发明的设计初衷为：目前移动充电车车辆的自身的电池及服务电池基本是独立的、不能互用的，一般在一个服务循环中移动充电车的移动距离较少，如果动力电池中的剩余电量可以用于服务，将大大增加移动充电车的服务能力。

现有移动充电车的载能电池充电配电系统包括载能电池、载能电池高压配电系统、用于载能电池充电的第一电源接口(即补能口)、用于电动车充电的充电枪；对载能电池进行充电时，外部电源经第一电源接口通过载能电池高压配电系统对载能电池进行充电；对电动车进行充电时，载能电池通过载能电池高压配电系统，经充电枪对电动车充电。

本发明的一种电动型移动充电车对外供电系统，如图1所示，包括用于存储电能并对电动车进行充电的载能电池充电配电系统，所述载能电池充电配电系统包括载能电池、载能电池高压配电系统、第一电源接口、充电枪，还包括动力电池充电配电系统，所述动力电池充电配电系统用于存储电能并对移动充电车进行供电、以及对电动车进行充电。

为了实现对动力电池充电配电系中电能的利用，可以将动力电池充电配电系统与载能电池充电配电系统相对独立设置，例如，动力电池充电配电系统配备独立的充电枪设备，可以独立的对电动车进行充电；动力电池充电配电系统也可以通过电源线与第一电源接口相连接，用于将动力电池充电配电系统中的电能通过载能电池充电配电系统进行输出，以对电动车进行充电。本实施例采用的为后者。

动力电池充电配电系统包括动力电池、动力电池高压配电系统、第二电源接口；所述动力电池高压配电系统配置为用于对动力电池进行充放电、以及将动力电池的电能输送至移动充电车负载；所述第二电源接口为充放电接口；所述动力电池高压配电系统包括可以用于对动力电池进行充放电的双向DC/DC变换器；双向DC/DC变换器分别与动力电池和第二电源接口相连接。通过采用双向DC/DC变换器实现了对动力电池的充电和将动力电池的电能经由电源线输送至载能电池充电配电系统。

为了更好的实现载能电池充电配电系统和动力电池充电配电系统供电模式的切换，还设置有供电管理模块，该模块用于切换对电动车进行充电的供电电池，即通过供电管理模块切换载能电池充电配电系统中的储能电池或动力电池充电配电系统中的储能电池作为对电动车进行充电的供电电池。

为了实现上述供电模式的切换，如图2所示，本实施例在载能电池充电配电系统和动力电池充电配电系统中设置有由供电管理模块控制的开关电路K1、K2、K3、K4、K5、K6，其中K1设置在载能电池高压配电系统与第一电源接口之间，K2设置在载能电池高压配电系统与充电枪之间，K3设置于载能电池与载能电池高压配电系统之间，K4设置于动力电池高压配电系统与第二电源接口之间，K5设置于动力电池高压配电系统的移动充电车负载供电端口，K6设置于动力电池高压配电系统与动力电池之间；

在工作状态下：

(1)载能电池作为对电动车进行充电的供电电池时，K3、K2闭合，K1断开；

(2)当移动充电车自身运行于正常工作状态时，K6和K5合，K4分，动力电池带动车电动力总成；

(3)动力电池作为对电动车进行充电的供电电池时，K1、K2、K4、K6闭合，K3、K5断开。

其中，开关电路K1、K2、K3、K4、K5、K6为电磁继电器；所述电磁继电器的控制端与供电管理模块的控制输出端相连接。

为了达到更好的电力传输效果和设备的安装便捷性，更为了在不改变系统结构的基础上利用动力电池的电能，连接于第二电源接口和第一电源接口之间的电源线为具有双头充电枪的电源线；这样就可以在第二电源接口和第一电源接口均为常规的充电接口的情况下，方便的进行连接和断开。当然，也可以设置一条常态连接的电源线连接第二电源接口和第一电源接口，可以实现同样的功能。

为了保证移动充电车的返程电量，本实施例还设置有动力电池的剩余电量检测单元，该单元配置为动力电池剩余电量的检测。

此时，供电管理模块还与动力电池的剩余电量检测单元相连接，用于在动力电池的剩余电量检测单元所检测到的动力电池剩余电量达到预设值时，断开K4，切断动力电池充电配电系统与载能电池充电配电系统的电源通路。

进一步的，由于动力电池和载能电池都是由多个电池构成的电池组，为了达到更好的系统性能，载能电池充电配电系统和动力电池充电配电系统中分别设置有电池控制器，可以控制电池组的电压、温度、电流等参数，其中，电池控制器和可以使用电动汽车领域中现有的电池控制器(例如：CN96110458.9、CN301640639等公开的电池控制器)。

本发明还提出了一种移动充电车，包括上述任一所述的载能电池充电配电系统和动力电池充电配电系统。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。