[發(fā)明專利]電動車的充換電架構(gòu)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510629702.0
• 申請日: 2015-09-29
• 公開（公告）號: CN105172610A
• 公開（公告）日: 2015-12-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉新亮
• 申請（專利權(quán)）人: 上海大眾汽車有限公司
• 主分類號: B60L11/18
• 分類號: B60L11/18;B60K1/04;B60S5/06
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 陸嘉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電動車領(lǐng)域，更具體地說，涉及電動車的充換電的架構(gòu)和方法。

背景技術(shù)

無論對于傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)車輛還是電動車而言，續(xù)航能力，即加滿一箱油或滿充一次電的續(xù)駛歷程都是用戶關(guān)注的關(guān)鍵指標(biāo)。目前汽油車加滿一箱油能行駛350～500km得到了普遍認(rèn)同，因此對于電動車而言，用戶自然也希望具備相似的續(xù)駛歷程指標(biāo)，即充一次電，至少可滿負(fù)荷行駛350km。按照1度電行駛5km的驅(qū)動效率，電動車電池需要能夠容納70～100度電。對于70～100度電容量的電池來說，如果采用慢充的模式，例如7小時充滿，那么有效充電功率要達(dá)到10kW。傳統(tǒng)的居住小區(qū)電網(wǎng)和功率分配無法滿足這樣的慢充充電功率需求。而對于時間更短，功率更大的快充，例如50kW以上的快充功率需求則居住小區(qū)的電網(wǎng)功率更加無法滿足。

此外，對于居民小區(qū)中如果按照每臺車配一個充電樁的模式，那么每一個充電樁都只是間歇工作，很多時間都處于空閑狀態(tài)，這會造成明顯的資源浪費(fèi)。并且分散的大功率充電裝置也會給電磁環(huán)境造成很大的負(fù)面影響，但如果一個居民小區(qū)中只配備少數(shù)幾個充電樁，電動車普及后又會導(dǎo)致充電樁資源爭用的社會問題。考慮到城市中絕大多數(shù)的停車位是露天停車位，在露天場合安裝充電樁和進(jìn)行充電操作，風(fēng)吹、日曬、雨淋，都會導(dǎo)致安全風(fēng)險(xiǎn)。

總之，電動車的充電問題將對電網(wǎng)建設(shè)、用電安全、居住區(qū)規(guī)劃等提出很高的要求。上述因素都將成為制約電動車普及應(yīng)用的瓶頸問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在提出一種對電動車進(jìn)行充換電的架構(gòu)和方法。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，提出一種電動車的充換電架構(gòu)，包括：

電池組，電池組包括主電池、增程電池和副電池，主電池提供電動車的日常行駛的電能、增程電池提供電動車超長距離行駛的電能、副電池提供電動車應(yīng)急短距離行駛的電能，其中主電池和增程電池不進(jìn)行車載充電，但能進(jìn)行更換，副電池進(jìn)行車載充電但不更換；

電能分配器，主電池和增程電池向電能分配器輸出電能流，電能分配器與副電池之間有雙向的電能流；

行駛驅(qū)動單元，行駛驅(qū)動單元驅(qū)動電動車行駛，電能分配器與行駛驅(qū)動單元之間有雙向的電能流；

低壓用電設(shè)備，電能分配器向低壓用電設(shè)備輸出電能流，經(jīng)電壓轉(zhuǎn)換后驅(qū)動低壓用電設(shè)備工作。

在一個實(shí)施例中，該電動車的充換電架構(gòu)還包括電能計(jì)量單元，主電池和增程電池輸出的電能流先流經(jīng)電能計(jì)量單元，在由電能計(jì)量單元流向電能分配器。

在一個實(shí)施例中，該電動車的充換電架構(gòu)還包括顯示單元，電能分配器與主電池、增程電池、副電池和電能計(jì)量單元之間有信息流，顯示單元與電能分配器之間有信息流，顯示單元顯示信息流所承載的信息。

在一個實(shí)施例中，副電池向電能分配器輸出電能流以驅(qū)動電動車行駛，或者電能分配器向副電池輸出電能流為副電池充電。電能分配器向行駛驅(qū)動單元輸出電能流驅(qū)動電動車行駛，或者行駛驅(qū)動單元在剎車時回收電能并向電能分配器輸出電能流。

在一個實(shí)施例中，主電池、增程電池和副電池分別安裝在位于電動車底部的主電池倉、增程電池倉和副電池倉內(nèi)。主電池倉具有能夠朝向底部打開的倉門，主電池倉上還具有數(shù)據(jù)交換接口和定位標(biāo)記。增程電池倉具有能夠朝向底部打開的倉門，增程電池倉上還具有數(shù)據(jù)交換接口和定位標(biāo)記。副電池連接到具有充電接口的充電器，通過充電器進(jìn)行車載充電。

在一個實(shí)施例中，電能分配器向低壓用電設(shè)備輸出的電能流經(jīng)過DC/DC變換器，轉(zhuǎn)換成低電壓后提供給低壓用電設(shè)備。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，提出一種電動車的電池更換方法，對具有上述充換電架構(gòu)的電動車的電池進(jìn)行更換，其中更換的是主電池或者增程電池，電池更換方法包括：

電動車駛?cè)雽Ｓ密囄唬瑢Ｓ密囄辉诘陀诘孛娴奈恢迷O(shè)有通道，通道中具有沿通道移動的電池更換裝置；

電池更換裝置移動至主電池倉或者增程電池倉的下方，進(jìn)行定位及認(rèn)證步驟；

電池更換裝置打開主電池倉或者增程電池倉的倉門，解除主電池或者增程電池的機(jī)械鎖定，取下待充電的主電池或者增程電池；

電池更換裝置攜帶待充電的主電池或者增程電池沿通道移動，將待充電的主電池或者增程電池移動至充電位置，并獲取已充電的主電池或者增程電池；

電池更換裝置沿通道移動，返回電動車下方，將已充電的主電池或者增程電池裝入主電池倉或者增程電池倉，機(jī)械鎖定，關(guān)閉倉門。

在一個實(shí)施例中，定位及認(rèn)證步驟包括：

電池更換裝置通過定位標(biāo)記進(jìn)行與主電池倉或者增程電池倉的定位；