可移动式应急充电装置及应急充电车的制作方法

本实用新型属于应急救援领域，特别是涉及一种可移动式应急充电装置及应急充电车。

背景技术：

近年来，在经济全球化的推动下，物流行业得到了迅猛的发展，随着人们环保节能意识的不断加强，为了满足这种需求纯电动物流车应运而生。

动力电池是电动汽车的动力来源，当动力电池的电力不足时需要对动力电池进行充电，以补充能量。目前，普遍使用的用于给电动汽车的动力电池进行充电的交流充电桩或直流充电桩都是不可移动的充电设备，并且公共充电设施的覆盖度不足。，在物流运输的过程中，如果纯电动物流车出现动力电池电力不足，无法及时行驶至有充电桩的地方进行充电，造成车辆无法继续行驶的情况，由于物流车的载重量比较大，很难使用拖车进行转移，从而将会影响交通，造成道路拥堵。

技术实现要素：

本实用新型实施例要解决的一个技术问题是：提供一种可移动式应急充电装置及应急充电车，利用电池单元进行充电，结构简单、机动性强，方便装载于交通工具上，实现充电装置的可移动化，从而能够对在行驶过程中动力电池电力不足的电动汽车进行及时充电。

根据本实用新型实施例的一个方面，提供一种可移动式应急充电装置，包 括：

电池单元；

主DC/DC变换单元，所述主DC/DC变换单元的输入端与所述电池单元的输出端连接，所述主DC/DC变换单元的输出端与第一充电接口连接，为电动汽车的动力电池提供电能；

辅助DC/DC变换单元，所述辅助DC/DC变换单元的输入端与所述电池单元的输出端连接，所述辅助DC/DC变换单元的输出端与第二充电接口连接，为电动汽车的电池管理系统提供电能；

充电控制单元，所述充电控制单元分别与所述主DC/DC变换单元、所述辅助DC/DC变换单元及通信接口连接，与电动汽车的电池管理系统进行通信。

根据本实用新型实施例的装置，所述主DC/DC变换单元包括：

第一高频DC/AC逆变器，所述第一高频DC/AC逆变器的输入端与所述电池单元的输出端连接；

第一高频变压器，所述第一高频变压器的输入端与所述第一高频DC/AC逆变器的输出端连接；

第一高频AC/DC整流器，所述第一高频AC/DC整流器的输入端与所述第一高频变压器的输出端连接，所述第一高频AC/DC整流器的输出端与所述第一充电接口连接；

所述辅助DC/DC变换单元包括：

第二高频DC/AC逆变器，所述第二高频DC/AC逆变器的输入端与所述电池单元的输出端连接；

第二高频变压器，所述高频第二变压器的输入端与所述第二高频DC/AC逆变器的输出端连接；

第二高频AC/DC整流器，所述第二高频AC/DC整流器的输入端与所述第二变压器的输出端连接，所述第二高频AC/DC整流器的输出端与所述第二充电接口连接。

根据本实用新型实施例的装置，所述主DC/DC变换单元与所述第一充电接口连接形成主供电回路，在所述主供电回路的两条连线上分别设有第一接触器及第二接触器，所述第一接触器及所述第二接触器分别与所述充电控制单元连接。

根据本实用新型实施例的装置，所述辅助DC/DC变换单元与所述第二充电接口形成辅助供电回路，在所述辅助供电回路的两条连线上分别设有第三接触器及第四接触器，所述第三接触器及所述第四接触器分别与所述充电控制单元连接。

根据本实用新型实施例的装置，在所述充电控制单元上设有显示屏、控制按键、读卡口及指示灯。

根据本实用新型实施例的装置，所述通信接口为CAN总线通信接口，所述可移动式应急充电装置还包括：CAN总线，所述CAN总线通信接口与所述CAN总线连接，并通过所述CAN总线与电动汽车的CAN总线接口连接。

根据本实用新型实施例的装置，还包括：充电线，所述第一充电接口及所述第二充电接口分别与所述充电线连接，并通过所述充电线与电动汽车的充电接口连接。

根据本实用新型实施例的装置，所述主DC/DC变换单元的输出端提供600V的电压，所述辅助DC/DC变换单元的输出端提供14V的电压。

根据本实用新型实施例的另一个方面，提供一种应急充电车，包括：上述任意一项所述的可移动式应急充电装置。

根据本实用新型实施例的应急充电车为燃油汽车或者新能源汽车。

基于本实用新型实施例提供的可移动式应急充电装置及应急充电车，采用电池单元提供电能，并通过设置两个DC/DC变换单元分别向电动汽车的动力电池和BMS提供电能，同时通过充电控制单元与BMS进行通信，对充电过程进行控制，结构简单、机动性强，方便装载于交通工具上，实现充电装置的可移动化，从而能够在电动汽车行驶过程中动力电池的电力不足时，及时对动力 电池进行充电，减少了电动汽车对充电站或充电桩的依赖性，有利于电动汽车的推广和普及。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本实用新型的实施例，并且连同描述一起用于解释本实用新型的原理。

参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本实用新型，其中：

图1是本实用新型可移动式应急充电装置一个实施例的结构图。

图2A及图2B是本实用新型可移动式应急充电装置的DC/DC变换单元的结构图。

图3是本实用新型可移动式应急充电装置与电动汽车连接的一个实施例的结构图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本实用新型的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。

同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

图1是本实用新型可移动式应急充电装置一个实施例的结构图。如图1所 示，本实用新型实施例的可移动式应急充电装置包括：电池单元110、主DC/DC变换单元120、辅助DC/DC变换单元130和充电控制单元140。其中，主DC/DC变换单元120的输入端与电池单元110的输出端连接，主DC/DC变换单元130的输出端与第一充电接口150连接，为电动汽车的动力电池提供电能。辅助DC/DC变换单元130的输入端与电池单元110的输出端连接，辅助DC/DC变换单元130的输出端与第二充电接口160连接，为电动汽车的电池管理系统提供电能。充电控制单元140分别与主DC/DC变换单元120、辅助DC/DC变换单元130及通信接口170连接，与电动汽车的电池管理系统(BATTERY MANAGEMENT SYSTEM，BMS)进行通信。

基于本实用新型实施例提供的可移动式应急充电装置，采用电池单元提供电能，并通过设置两个DC/DC变换单元分别向电动汽车的动力电池和BMS提供电能，同时通过充电控制单元与BMS进行通信，对充电过程进行控制，结构简单、机动性强，方便装载于交通工具上，实现充电装置的可移动化，从而能够在电动汽车行驶过程中动力电池的电力不足时，及时对动力电池进行充电，减少了电动汽车对充电站或充电桩的依赖性，有利于电动汽车的推广和普及。同时，本实用新型采用装载于交通工具上的方式，还可以方便在可移动式应急充电装置的组成元件出现故障时进行维修和更换。另外，相比于现有的以发动机带动发电机对动力电池进行充电的方式，由于这种充电方式是以消耗燃油将热能转换为动能，再将动能转为电能，转换效率不高，并且充电时需要根据充电的需要调节充电电流的大小，而此时发动机并不一定工作于高效工作区，导致发动机的排放差，而本实用新型由于采用电池作为电源进行充电，不存在上述问题，完全满足新能源行业发展的要求。

在本实用新型的一个实施例中，如图2A及2B所示，主DC/DC变换单元120包括：第一高频DC/AC逆变器210、第一高频变压器220和第一高频AC/DC整流器230。其中，第一高频DC/AC逆变器210的输入端与电池单元110的输出端连接，第一高频变压器220的输入端与第一高频DC/AC逆变器210的输 出端连接，第一高频AC/DC整流器230的输入端与第一高频变压器220的输出端连接，第一高频AC/DC整流器230的输出端与第一充电接口150连接。辅助DC/DC变换单元130包括：第二高频DC/AC逆变器240、第二高频变压器250和第二高频AC/DC整流器260。其中，第二高频DC/AC逆变器240的输入端与电池单元110的输出端连接，,高频第二变压器250的输入端与第二高频DC/AC逆变器260的输出端连接，第二高频AC/DC整流器260的输入端与第二变压器250的输出端连接，第二高频AC/DC整流器260的输出端与第二充电接口160连接。

基于本实施例提供的可移动式应急充电装置，通过对主DC/DC变换单元120采用先恒流后恒压的控制方式，使DC/DC变换单元120将输入的电池电压变换为满足电动汽车动力电池需要的直流电压输出，通过对辅助DC/DC变换单元130采用恒压控制，使辅助DC/DC变换单元130将输入的电池电压变换为满足电动汽车BMS需要的直流电压输出。例如，对于纯电动物流车，主DC/DC变换单元120的输出端提供600V的电压，辅助DC/DC变换单元的输出端提供14V的电压，即主DC/DC变换单元120为高压DC/DC变换单元，辅助DC/DC变换单元130为低压DC/DC变换单元。

进一步地，如图3所示，主DC/DC变换单元112与第一充电接口150连接形成主供电回路，在主供电回路的两条连线上分别设有第一接触器K1和第二接触器K2，其中第一接触器K1和第二接触器K2分别与充电控制单元140连接，辅助DC/DC变换单元120与第二充电接口160形成辅助供电回路，在辅助供电回路的两条连线上分别设有第三接触器K3和第四接触器K4，第三接触器K3和第四接触器K4分别与充电控制单元140连接。

基于本实施例提供的可移动式应急充电装置，通过充电控制单元140控制第一接触器K1和第二接触器K2闭合，使主供电回路导通，将主DC/DC变换单元120输出的电压提供给第一充电接口150，对电动汽车的动力电池进行充电，通过充电控制单元140控制第三接触器K3和第四接触器K4闭合，使辅 助供电回路导通，将辅助DC/DC变换单元130输出的电压提供给第二充电接口160，对电动汽车的BMS进行充电。例如，对于纯电动物流车，主供电回路为高压直流供电回路，辅助供电回路为低压直流供电回路。在充电完成时，通过充电控制单元140控制第一接触器K1、第二接触器K2、第三接触器K3和第四接触器K4断开。

进一步地，在充电控制单元140还上设有显示屏、控制按键、读卡口及指示灯等。其中，显示屏、控制按键、读卡口及指示灯等设置于控制面板上，通过显示屏和控制按键完成对充电控制单元140的操作，通过读卡口启动可移动式应急充电装置，通过指示灯指示可移动式应急充电装置当前的工作状态。

进一步地，通信接口170为CAN总线通信接口，可移动式应急充电装置还包括：CAN总线，CAN总线通信接口170与CAN总线连接，并通过CAN总线与电动汽车的CAN总线接口连接，本实施例的充电控制单元140与电动汽车的BMS采用CAN总线通信，实现对充电过程的控制，能够保证控制信息传输的准确性。

进一步地，可移动式应急充电装置还包括：充电线，第一充电接口150和第二充电接口160分别与充电线连接，并通过充电线与电动汽车的充电接口连接，将由第一充电接口150和第二充电接口160输出的直流电压分别输出至电动汽车的动力电池和BMS。

下面结合图3并以纯电动物流车为例对本实用新型可移动式应急充电装置一个实施例的控制过程进行说明：

首先，确认纯电动物流车是处于不可行驶状态，并且纯电动物流车停车静止后下高压，即纯电动物流车的动力电池的正极接触器和负极接触器都断开。

当纯电动物流车处于上述状态时，利用充电线连接可移动式应急充电装置的第一充电接口150和第二充电接口160与纯电动物流车的充电接口，利用CAN总线连接可移动式应急充电装置的通信接口170与纯电动物流车的CAN总线接口，完成可移动式应急充电装置与纯电动物流车的物理线路连接。

然后，启动可移动式应急充电装置，通过充电控制单元140控制辅助DC/DC变换单元130输出14V的直流电压，并控制第三接触器K3和第四接触器K4闭合，使辅助供电回路导通，从而通过第二充电接口160及充电线将14V的直流电压提供给纯电动物流车的BMS，对纯电动物流车的BMS进行供电。

BMS在获得电能后开始进行自检，在自检完成后通过CAN总线向充电控制单元140发送“电池充电准备就绪状态”报文，充电控制单元140在接收到“电池充电准备就绪状态”报文后，向BMS发送“充电输出准备就绪状态”报文，BMS在接收到“充电输出准备就绪状态”报文后控制纯电动物流车的充电接口与动力电池连线上的第五接触器K5和第六接触器K6闭合，使纯电动物流车中的充电回路导通，充电控制单元140控制第一接触器K1和第二接触器K2闭合，使可移动式应急充电装置中的主供电回路导通。

然后，BMS实时向充电控制单元140发送“充电电流需求”报文，充电控制单元140控制主DC/DC变换单元120根据此需求调整充电电压和充电电流，输出直流电压，并通过主供电回路、第一充电接口150及充电线将直流电压提供给纯电动物流车的动力电池，对纯电动物流车的动力电池进行供电，并保证充电过程正常进行。

最后，BMS根据电池系统是否达到满充状态或者是否收到充电控制单元140发送来的“充电机终止充电”报文来判断是否结束充电。在满足上述充电结束条件时，BMS开始向充电控制单元140发送“BMS终止充电”报文，并在一定时间，例如1s后，BMS控制第五接触器K5和第六接触器K6断开。

或者，操作人员对可移动式应急充电装置实施停止充电的操作或者充电控制单元140接收到“BMS终止充电”报文后，开始向BMS发送“充电机终止充电”报文，并控制可移动式应急充电装置停止充电，之后断开第一接触器K1、第二接触器K2、第三接触器K3和第四接触器K4。

本实用新型实施例的可移动式应急充电装置的接口符合国标GB-T20234.3-2011电动汽车传导充电用连接装置中直流充电接口的要求，具有 很好的通用性，待充电的电动汽车不需要做任何硬件设计的更改，充电控制流程符合国标GB-T27930-2011电动汽车非车载传导式充电机与电池管理系统之间的通信协议，待充电的电动汽车的BMS不需要做任何软件设计的修改。本实用新型实施例的可移动式应急充电装置通过装载于交通工具上具备可移动性，其中交通工具可以是汽车或者其他交通工具。

另外，本实用新型实施例还提供了一种应急充电车，设置有上述任一实施例的可移动式应急充电装置。

本实用新型实施例提供的应急充电车，设置有本实用新型上述任一实施例的可移动式应急充电装置，采用电池单元提供电能，并通过设置两个DC/DC变换单元分别向电动汽车的动力电池和BMS提供电能，同时通过充电控制单元与BMS进行通信，对充电过程进行控制，结构简单、机动性强，方便装载于交通工具上，实现充电装置的可移动化，从而能够在电动汽车行驶过程中动力电池的电力不足时，及时对动力电池进行充电，减少了电动汽车对充电站或充电桩的依赖性，有利于电动汽车的推广和普及。同时，本实用新型采用装载于交通工具上的方式，还可以方便在可移动式应急充电装置的组成元件出现故障时进行维修和更换。另外，相比于现有的以发动机带动发电机对动力电池进行充电的方式，由于这种充电方式是以消耗燃油将热能转换为动能，再将动能转为电能，转换效率不高，并且充电时需要根据充电的需要调节充电电流的大小，而此时发动机并不一定工作于高效工作区，导致发动机的排放差，而本实用新型由于采用电池作为电源进行充电，不存在上述问题，完全满足新能源行业发展的要求。

在本实用新型的一个实施例中，应急充电车为燃油汽车。在本实用新型的另一个实施例中，应急充电车为新能源汽车。

本说明书中各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似的部分相互参见即可。对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本对应，所以描述的比较简 单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本实用新型的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本实用新型限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本实用新型的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本实用新型从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。