电动车辆及有关的运输设施的制作方法_3

文档序号:9601840阅读:来源:国知局
00C在不同路线中,站点 200A- 200D布置在不同车辆的路线上,这些站点形成用于车辆的停车站点,在所述停车站 点处,车辆的乘客可以要求上车或者下车。这些站点也可以形成用于车辆的充电站点,在 该充电站点处,充电站点可以对车载的能量存储装置进行再充电。为此,当车辆停在站点 处时,车辆连接至站点,如示意性地示出的车辆1〇〇Α(与站点200D)和车辆100B(与站点 200C)的情况。
[0070] 车辆配置为使其不需要在每个站点都停车。在附图所示的情况下,例如,车辆100A 停在站点200D,随后在站点200C的前方经过而不停车(特别地,由于车辆中没有乘客需要 停车),并且将在站点200B再次停车。
[0071] 车辆可以是借助于轮胎来循环行驶的大客车,或者可以借助于在公共轨道上预先 设置的轨道来进行循环行驶。无论其运动方法如何,车辆都通过加载能量的方式在站点之 间自主地循环行驶。
[0072] 上文已经大致说明了本发明的原理,现在将利用图2来更详细地描述车辆100和 充电站点200的架构(例如,它们属于根据本发明的实施方案的设施)。在该图中,电力电子 类型的连接如细实线所示,而旨在用于元件之间的通信的类型的连接利用双箭头来表示。
[0073] 如图2中所示,根据该实施方案的车辆100包括电动机102,一方面,电动机102 由第一能量存储装置104来供电(该第一能量存储装置104包括一个或多个超级电容器模 块),另一方面,由形成电池(例如,锂金属聚合物电池,该锂金属聚合物电池包括固态电解 质)的第二存储装置106来供电。可以知晓,超级电容器可以非常快速地进行充电与放电, 从而可以在很短的时间内提供大量的能量。而电池不可以快速地进行充电,然而相比于超 级电容器,电池可以将存储的能量保持更长时间并且可以存储更大量的能量。
[0074] 因此,设置有这两种能量存储装置的车辆可以在包括关闭站点的环境下循环行驶 许多个小时,而每次给能量存储装置(利用其超级电容器模块)进行再充电时无须停止超 过几秒钟。另一方面,当车辆到达由于空间和美观性限制而不可以安置站点的区域(例如, 城镇中心)时,车辆可以利用其电池106而在其路线的较短部分上进行循环行驶。显然电池 106必须进行再充电,但是由于其未被过多地使用,该车辆可以仅仅停止而进行少得多的再 充电(相比于只包括电池作为能量存储装置的车辆)。
[0075] 车辆还包括互连装置108,互连装置108-方面(于输出端)连接至电机102,而 另一方面(于输入端)连接至超级电容器模块104和电池106。更具体地,互连装置包括开 关,该开关配置为具有将超级电容器模块104连接至电机102的第一位置和将电池106连 接至电机102的第二位置。该开关更具体地配置为不允许同时将超级电容器模块104和电 池106连接至电机102。换言之,超级电容器模块104到电机的电连接和电池106到电机 的电连接互相排斥。如图2中所示,该开关还包括第三位置,在该第三位置处,超级电容器 模块104和电池106都不连接至电机。当然,该位置保留给车辆处于停止的模式,当开关装 置108放置于该位置时,车辆的电机不被供电。当然这是可选的。电机不连接至任何存储 装置的状态也可以通过车辆的其他元件来实现,例如,通过下文所描述的变速驱动器。
[0076] 互连装置108可以与控制装置109进行通信,控制装置109根据从车辆的其他元 件接收的参数来控制开关位置的改变,这一过程将在下文中进行描述。
[0077] 超级电容器模块104和电池106两者可以通过连接装置(分别为第一连接装置 110和第二连接装置112)而连接至外部充电装置,从而可以将能量存储装置104、106中的 每个电连接至外部电路。特别地,如上所述,在车辆的行驶过程中,超级电容器定期地借助 于站点来进行充电,而当车辆停止较长时间时,对电池106进行充电。图2的实施方案中所 描述的站点包括用于连接至第一连接装置110和第二连接装置112的装置,然而其不是强 制性包括可以连接至第二连接装置112 (第二连接装置112使得可以对电池充电)的装置。
[0078] 优选地,第一连接装置110包括位于可移动连接臂(特别地,可伸缩)的末端的连 接器,第二连接装置112位于具有可锁进出口(例如,具有钥匙)的活门(该活门位于车辆 上)。
[0079] 车辆10还包括充电器114,充电器114连接至电池106并且使得来自外部的能量 可以适应所述电池的负荷的需要。电池旨在接收直流电,并且充电器特别地包括直流电/ 直流电(DC/DC)转换器116和交流电/直流电(AC/DC)转换器118,所述DC/DC转换器116 和AC/DC转换器118用于允许从传送交流电或直流电的能量源对电池106进行充电。
[0080] 还应当注意,车辆包括变速驱动器118,变速驱动器118位于电机102的上游,特别 地布置在互连装置108与电机之间。变速驱动器特别地包括DC/DC转换器并且与控制装置 119联接,控制装置119可以与车辆的其他元件进行通信,并且根据从这些元件接收的数据 来控制变速驱动器118,以使得将与希望被施加至车辆的机械动力有关的电压传送至电机。
[0081] 互连装置108的控制装置109和变速驱动器118的控制装置119可以与特别地车 辆的CAN总线120通信,并且分别与监测装置122和124通信,分别用于有关能量存储装置 104和106的特性。
[0082] 车辆的CAN总线120可以获取有关除了存储装置之外的车辆单元的数据,例如车 辆的速度、油门踏板上的来自用户的机械命令等等。监测装置122、124可以获取由所述监 测装置122、124测量的、有关能量存储装置104、106的各个参数的数据(例如,存储装置的 充电状态),或者可以检测所述存储装置的工作故障。
[0083] 因此,根据来自CAN总线和来自监测装置的数据,可以例如通过执行下列方法来 尽可能精确地控制互连装置和控制器:
[0084]-当车辆停止时,将互连装置切换至停止位置,
[0085]-当超级电容器模块的充电水平低于低阀值水平时,将互连装置的位置切换至使 电池连接至电机的位置,
[0086]-相反,当超级电容器模块的充电水平高于高阀值水平时,将互连装置的位置切换 至使超级电容器连接至电机的位置,
[0087]-当两个存储装置的充电水平都低于阀值水平时,确定将电池连接至电机并且将 变速驱动器控制为不超过阀值电压,而不考虑由用户通过油门踏板所进行的请求,以便限 制不必要的能量消耗。
[0088] 当然,应当注意,可以通过上述系统将信息传送至车辆的CAN总线,以使得特别地 经由车辆的仪表板来警告用户一个或两个存储装置的充电水平较低,并且警告用户存储装 置中的一个具有故障操作。
[0089] 应当注意,车辆的某些存储装置(至少尤其是超级电容器模块)和有关的连接装 置可以布置在附加的车顶箱中,这些车辆的存储装置和有关的连接装置可以从该车顶箱连 接至已经安装于车辆中的元件(例如,电机或CAN总线)。这部分的所述设施维护允许加载 和存储能量。
[0090] 现在将详细地描述允许车辆进行停车和充电的站点200。
[0091] 站点200连接到至少一个能量源:在当前情况下,站点200连接至例如城市配电网 络的外部电网300,所述城市配电网络一方面将作为交流电的能量提供至单元电池(特别 地,可以位于站点的屋顶或距站点一定距离的光伏电池板400),另一方面分配作为直流电 的能量。站点的更简单形式可以仅仅连接至这些能量源中的一个,特别地,配电网络300。
[0092] 站点200还包括连接装置,称为第三连接装置204(与第一连接装置110配对)以 及第四连接装置204(与车辆的第二连接装置112配对)。在第三连接装置位于可伸缩臂的 末端的情况下,第三连接装置包括基本上与可伸缩臂位于同样高度的连接器。再次,应当注 意,第四连接装置204的存在并非是必不可少的。另一方面,需要第三连接装置的存在以使 车辆的超级电容器快速进行再充电。
[0093] 站点200还包括位于站点内的能量存储装置。具体而言,其包括电连接至第三连 接装置的第三能量存储装置(即,超级电容器模块206)和电连接至第四连接装置204的第 四连接装置(即,电池208)。
[0094] 因此,可以对站点200的超级电容器模块206进行
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