一種插電式混合動(dòng)力汽車用雙向供電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種插電式混合動(dòng)力汽車用雙向供電系統(tǒng)，是在具有增程器功能動(dòng)力總成的插電式混合動(dòng)力汽車基礎(chǔ)上，通過在配置直流快充技術(shù)的基礎(chǔ)上增加1個(gè)配電繼電器，配以相應(yīng)的軟件控制功能，實(shí)現(xiàn)車輛對(duì)外按需供應(yīng)直流電；通過在配置交流慢充技術(shù)的基礎(chǔ)上，配備車載充電機(jī)雙向變換(AC/DC&DC/AC，即交流變換到直流和直流變換到交流)，配以相應(yīng)的軟件控制功能，實(shí)現(xiàn)車輛對(duì)外按需供應(yīng)交流電。具有對(duì)電動(dòng)車野外電能用盡拋錨時(shí)提供充電救援和在野外為家用電器提供供電的功能。
【專利說明】
一種插電式混合動(dòng)力汽車用雙向供電系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于插電式混合動(dòng)力汽車整車系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及配置增程器功能的電動(dòng)汽車充電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在政策法規(guī)導(dǎo)向和電動(dòng)汽車產(chǎn)品技術(shù)已進(jìn)入成熟期的背景下，插電式混合動(dòng)力汽車和純電動(dòng)汽車市場(chǎng)快速發(fā)展，由此帶給人類社會(huì)更多的駕乘新體驗(yàn)和需求想象的空間，比如，車輛間能否實(shí)現(xiàn)互為充電以實(shí)現(xiàn)野外緊急充電救援服務(wù)，車輛能否對(duì)外提供工頻電源以給人類在野外為家用電器取電帶來方便。對(duì)于配置了增程器功能的插電式混合動(dòng)力汽車，只要通過簡(jiǎn)單的技術(shù)創(chuàng)新、實(shí)現(xiàn)對(duì)外供電(直流電或交流電)，即可實(shí)現(xiàn)這些增強(qiáng)人類使用電動(dòng)汽車體驗(yàn)的功能。
[0003]在電動(dòng)汽車上提供對(duì)外供電的技術(shù)已有應(yīng)用，如日產(chǎn)和比亞迪的電動(dòng)車產(chǎn)品可以提供以車載動(dòng)力電池為儲(chǔ)能器實(shí)現(xiàn)對(duì)車外供應(yīng)電力。但日產(chǎn)和比亞迪只能從車上動(dòng)力電池取能對(duì)外供電，可提供的總能量受限。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述問題，本發(fā)明的目的是提供了插電式混合動(dòng)力汽車用雙向供電系統(tǒng)，電動(dòng)車野外電能用盡拋錨時(shí)的充電救援和為家用電器在野外的電能供應(yīng)服務(wù)，本發(fā)明提出了一種基于配置增程器功能的插電式混合動(dòng)力汽車，通過如下技術(shù)創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)的:基于配置增程器的插電式混合動(dòng)力汽車，通過將充電接口與整車高壓系統(tǒng)電路的連接點(diǎn)設(shè)定在逆變器和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)供電電路的配電繼電器之間，同時(shí)在充電線路上增加I個(gè)配電繼電器，配以相應(yīng)的軟件控制功能，實(shí)現(xiàn)車輛對(duì)外按需供應(yīng)直流電或按需接受外部直流電供應(yīng)，如對(duì)電動(dòng)車輛野外充電救援的服務(wù)功能;基于配置增程器的插電式混合動(dòng)力汽車，通過配置雙向變換(AC/DC&DC/AC)的車載充電機(jī)，配以相應(yīng)的軟件控制功能，實(shí)現(xiàn)車輛對(duì)外按需供應(yīng)交流電或按需接受外部交流電供應(yīng)，如在野外為家用電器供電的使用功能。
[0005]本發(fā)明與已有應(yīng)用的技術(shù)主要差異在于:本發(fā)明是基于配置增程器功能的插電式混合動(dòng)力汽車實(shí)現(xiàn)的，在實(shí)際應(yīng)用中增程器可以發(fā)電機(jī)組(包括發(fā)動(dòng)機(jī)、啟動(dòng)發(fā)電機(jī)以及傳動(dòng)部件皮帶或分離離合器)的形式對(duì)外實(shí)現(xiàn)更長(zhǎng)時(shí)間的供電，即儲(chǔ)能器包括車載動(dòng)力電池和油箱兩部分。
[0006]本發(fā)明創(chuàng)新性地實(shí)現(xiàn)配置增程器的插電式混合動(dòng)力汽車具有移動(dòng)供電(如對(duì)電動(dòng)汽車提供充電服務(wù)，為家用電器供電)的功能，為人類的野外活動(dòng)提供保障并增添樂趣。
【附圖說明】
[0007]圖1是本發(fā)明中車輛對(duì)外供應(yīng)直流電技術(shù)方案的原理示圖；
[0008]圖2是本發(fā)明中車輛對(duì)外供應(yīng)交流電技術(shù)方案的原理示圖；
[0009]圖3-圖5是實(shí)現(xiàn)增程器功能的三種方案。
[0010](附圖標(biāo)記說明)
[0011]1-插電式混合動(dòng)力汽車，101-包括整車控制器，102-逆變器，103-充電接口，104-配電繼電器，105-動(dòng)力電池，106-變速器，107-離合器，108-雙向變換車載充電機(jī)，200-增程器，201-發(fā)動(dòng)機(jī)，201-發(fā)動(dòng)機(jī)，203-發(fā)電機(jī)，204-分離離合器。
【具體實(shí)施方式】
[0012]以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做進(jìn)一步的闡述。
[0013]基于配置增程器功能、具備對(duì)外供應(yīng)直流電的插電式混合動(dòng)力汽車，如圖1，包括整車控制器101，逆變器102，充電接口 103，配電繼電器104，動(dòng)力電池105，變速器106，離合器107，增程器200，在充電接口 103與外部用電負(fù)載連接后，當(dāng)車輛使用者發(fā)出對(duì)外供電指令后，整車控制器101發(fā)出控制指令，變速器106置于空擋，離合器107置于自然物理狀態(tài)，充電電路的配電繼電器104保持觸點(diǎn)斷開，主電路的配電繼電器104觸點(diǎn)接合，動(dòng)力電池105供電，逆變器102工作，啟動(dòng)增程器200工作，主電路的配電繼電器104觸點(diǎn)斷開，充電電路的配電繼電器104觸點(diǎn)接合，實(shí)現(xiàn)增程器200發(fā)出的交流電經(jīng)逆變器102變換為直流電后向車外用電負(fù)載供應(yīng)。
[0014]其中配電繼電器、交流供電控制開關(guān)和直流供電控制開關(guān)是本發(fā)明獨(dú)創(chuàng)性的，其余部件是現(xiàn)有系統(tǒng)配備的。現(xiàn)有系統(tǒng)包括増程器、逆變器、充電接口、動(dòng)力電池、變速器和離合器。
[0015]基于配置增程器功能、具備對(duì)外供應(yīng)交流電的插電式混合動(dòng)力汽車，如圖2，包括整車控制器101，逆變器102，充電接口 103，配電繼電器104，動(dòng)力電池105，變速器106，離合器107，增程器200，雙向變換車載充電機(jī)108，在充電接口 103與外部用電負(fù)載連接后，當(dāng)車輛使用者發(fā)出對(duì)外供電指令后，整車控制器101發(fā)出控制指令，變速器106置于空擋，離合器107置于自然物理狀態(tài)，主電路的配電繼電器104觸點(diǎn)接合，充電電路的配電繼電器205觸點(diǎn)接合，動(dòng)力電池105供電，逆變器102工作，啟動(dòng)增程器200工作，雙向變換車載充電機(jī)108啟動(dòng)工作，實(shí)現(xiàn)由增程器200發(fā)出的交流電經(jīng)逆變器102變換為直流電、再經(jīng)動(dòng)力電池105穩(wěn)壓后通過雙向變換車載充電機(jī)108變換為交流電后向車外用電負(fù)載供應(yīng)。
[0016]圖1是基于“配置增程器功能、具備對(duì)外供應(yīng)直流”的方案，電圖2相較圖1，通過多配置雙向變換車載充電機(jī)108，具備對(duì)外供應(yīng)交流電。
[0017]其中，增程器200包括發(fā)動(dòng)機(jī)201、啟動(dòng)發(fā)電機(jī)202以及傳動(dòng)部件皮帶203或分離離合器204，共有以下3種實(shí)現(xiàn)方案，基于以下三種方案均可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明效果:
[0018](I)如圖3，發(fā)動(dòng)機(jī)201裝備皮帶式啟動(dòng)發(fā)電機(jī)202，啟動(dòng)發(fā)電機(jī)202可以通過皮帶203啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)201，發(fā)動(dòng)機(jī)201的機(jī)械動(dòng)力也可以經(jīng)皮帶203傳遞給啟動(dòng)發(fā)電機(jī)202后以交流電的形式輸出；
[0019](2)如圖4，發(fā)動(dòng)機(jī)201通過飛輪集成啟動(dòng)發(fā)電機(jī)202，啟動(dòng)發(fā)電機(jī)202可以直接啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)201，發(fā)動(dòng)機(jī)201的機(jī)械動(dòng)力也可以直接經(jīng)過啟動(dòng)發(fā)電機(jī)202后以交流電的形式輸出；
[0020](3)如圖5，發(fā)動(dòng)機(jī)201通過分離離合器204與驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)202實(shí)現(xiàn)動(dòng)力耦合關(guān)系，在分離離合器204結(jié)合條件下，驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)202可以啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)201，發(fā)動(dòng)機(jī)201的機(jī)械動(dòng)力也可以經(jīng)過驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)202后以交流電的形式輸出。
[0021]圖3所示方案可以配置的啟動(dòng)發(fā)電機(jī)202功率小于20kW，圖4和圖5所示方案可以配置的啟動(dòng)發(fā)電機(jī)202或驅(qū)動(dòng)電機(jī)202功率小于80kW。三種方案都具備車輛發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)、車輛增程和發(fā)電機(jī)組的功能，圖5所示方案還可以提供整車純電驅(qū)動(dòng)功能。應(yīng)用中，根據(jù)整車性能和功能需求，選擇其中一種方案實(shí)現(xiàn)整車布置匹配。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種插電式混合動(dòng)力汽車用雙向供電系統(tǒng)，其特征在于， 包括整車控制器、逆變器、充電接口、配電繼電器、動(dòng)力電池、變速器、離合器、增程器，還包括動(dòng)力電池控制器、變速器控制器、離合器控制器、増程器控制器、交流供電控制開關(guān)和直流供電控制開關(guān)， 其中整車控制器、逆變器、動(dòng)力電池控制器、配電繼電器、變速器控制器、離合器控制器、増程器控制器、交流供電控制開關(guān)和直流供電控制開關(guān)通過低壓電路連接實(shí)現(xiàn)信號(hào)通信和控制驅(qū)動(dòng)，逆變器、充電接口、配電繼電器、動(dòng)力電池和増程器通過高壓電路連接實(shí)現(xiàn)高壓電傳送，通過選擇交流供電控制開關(guān)或直流供電控制開關(guān)，實(shí)現(xiàn)交流或直流兩種不同供電模式間的切換。2.基于權(quán)利要求1所述的一種插電式混合動(dòng)力汽車用雙向供電系統(tǒng)，其特征在于， 所述系統(tǒng)具有直流和交流供電模式: 直流供電模式:基于配置增程器的插電式混合動(dòng)力汽車，通過將充電接口與整車高壓系統(tǒng)電路的連接點(diǎn)設(shè)定在逆變器和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)供電電路的配電繼電器之間，同時(shí)在充電線路上增加I個(gè)配電繼電器，實(shí)現(xiàn)車輛對(duì)外按需供應(yīng)直流電或按需接受外部直流電供應(yīng)； 交流供電模式:基于配置增程器的插電式混合動(dòng)力汽車，通過配置雙向變換即交流變換到直流和直流變換到直流的車載充電機(jī)，實(shí)現(xiàn)車輛對(duì)外按需供應(yīng)交流電或按需接受外部交流電供應(yīng)。3.基于權(quán)利要求1或2所述的插電式混合動(dòng)力汽車用雙向供電系統(tǒng)，其特征在于:所述增程器，包括在發(fā)動(dòng)機(jī)上配置動(dòng)力發(fā)電機(jī)，其中，動(dòng)力發(fā)電機(jī)是皮帶式啟動(dòng)發(fā)電機(jī)、集成式啟動(dòng)發(fā)電機(jī)、離合器親合式驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)。4.基于權(quán)利要求1或2所述的插電式混合動(dòng)力汽車用雙向供電系統(tǒng)，其特征在于:所述配電繼電器，繼電器觸點(diǎn)常開，在非充電和非對(duì)外供電條件下，繼電器觸點(diǎn)保持開路狀態(tài)，而在充電和對(duì)外供電條件下，繼電器觸點(diǎn)閉合。5.基于權(quán)利要求1或2所述的插電式混合動(dòng)力汽車用雙向供電系統(tǒng)，其特征在于:充電口與外界無(wú)連接或未能正常連接的情況下，充電電路的配電繼電器觸點(diǎn)開路，在充電口與外界實(shí)現(xiàn)正常連接的情況下，整車控制器根據(jù)需求指令發(fā)出充電或?qū)ν夤╇娒?，充電電路的配電繼電器觸點(diǎn)閉合，在對(duì)外供電時(shí)，增程器也會(huì)根據(jù)整車控制器指令適時(shí)啟動(dòng)工作、輸出電力，實(shí)現(xiàn)車輛對(duì)外按需供應(yīng)直流電或按需接受外部直流電供應(yīng)的軟件控制功能。6.基于權(quán)利要求2所述的插電式混合動(dòng)力汽車用雙向供電系統(tǒng)其特征在于:所述車載充電機(jī)雙向變換，在整車發(fā)出充電請(qǐng)求時(shí)，車載充電機(jī)可以將外部供應(yīng)的交流電變換為直流電給動(dòng)力電池充電，在整車發(fā)出對(duì)外供電請(qǐng)求時(shí)，車載充電機(jī)可以將動(dòng)力電池或增程器經(jīng)逆變器輸出的直流電變換為交流電對(duì)外輸出。7.基于權(quán)利要求1或2所述的插電式混合動(dòng)力汽車用雙向供電系統(tǒng)，其特征在于:充電口與外界無(wú)連接或未能正常連接的情況下，充電電路的配電繼電器觸點(diǎn)開路，車載充電機(jī)休眠待機(jī)，在充電口與外界實(shí)現(xiàn)正常連接的情況下，整車控制器根據(jù)需求指令發(fā)出充電或?qū)ν夤╇娒?，充電電路的配電繼電器觸點(diǎn)閉合，充電時(shí)，車載充電機(jī)將外部輸入的交流電變換為直流電向動(dòng)力電池供應(yīng)，在對(duì)外供電時(shí)，增程器會(huì)根據(jù)整車控制器指令適時(shí)啟動(dòng)工作、輸出電力，車載充電機(jī)將動(dòng)力電池或增程器輸出的動(dòng)力經(jīng)逆變器變換的直流電再變換為交流電對(duì)外輸出，實(shí)現(xiàn)車輛對(duì)外按需供應(yīng)交流電或按需接受外部交流電供應(yīng)的軟件控制 bο n tJ rye*
【文檔編號(hào)】H02J3/32GK106042885SQ201610532611
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年7月7日
【發(fā)明人】董秀輝, 趙子亮, 王宇, 錢志超, 李元
【申請(qǐng)人】中國(guó)第汽車股份有限公司, 中國(guó)第一汽車股份有限公司