专利名称：一种电动汽车的在线充电和能量回收方法
技术领域：
本发明属于电动汽车再充电技术领域，特别涉及一种电动汽车的在线充电和能量 回收方法。
背景技术：
在能源危机和气候变暖的双重挑战下，电动汽车日益成为全球瞩目的新兴产业， 汽车工业向小型化、节能化、电动化发展已成为必然趋势，大力发展电动汽车符合我国能源 战略，然而，拥有巨大发展前景的电动汽车的发展却存在着不少的技术瓶颈，电池是电动汽 车的动力源泉，也是一直制约电动汽车发展的关键因素。现有电动汽车所使用的电池都不 能在储存足够能量的前提下保持小的外形和质量，如果电动汽车自身装备质量大，就会影 响加速性能和最大车速的提高，近几年电池技术的发展的确促进了电动汽车的较快发展， 然而，电池的更新换代速度很慢，需要几年甚至几十年的时间才能在电池技术上有比较大 的突破；电机技术发展日新月异，但仍跟不上电动汽车实际发展的需求的脚步。电池和电机的局限，直接导致了电动汽车的续驶里程十分有限。目前市场上使用 的电动汽车一次充电后的续驶里程一般为100 300km，这个里程还需要保持适当的行驶 速度，并且配备有良好的电池调节系统才能得到保证，而绝大多数电动汽车在一般行驶环 境下的续驶里程只有50 100km，比起传统燃油汽车而言，电动汽车较短的续驶里程成为 其致命的弱点，同时，现有的电动汽车已普遍采用了汽车再生制动，该项技术能在制动减速 的过程中有效的回收能量并减少由刹车带来的热量，然而，该系统普遍存在着能量回收不 够充分的问题，由于制动能量回收时常存在过充电及急速充电等问题，使得电机和蓄电池 工作条件变得复杂，不能最大限度回收制动的能量，尤其在如上下坡、十字路口等功率变化 大，有密集加减速过程的场合，如何合理的利用其制动时的能量，并提供大加速度加速时的 大电流是一个值得研究的课题，国内外均未见有类似方面的研究。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种电动汽车的在线充电 和能量回收方法，具有提高续驶里程，提高回收制动能量的优点。为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是一种电动汽车的在线充电和能量回收方法，通过在十字路口或上下坡的这种车辆 频繁加减速地区铺设路面充电级C，并通过路面控制系统F和车载控制系统D的协同控制， 利用接触或非接触的方法，实现电动汽车的在线充电；同时，电动汽车急停或减速时释放的 瞬时大电流给路面蓄电池G充电或直接提供给其他启动或加速时的电动汽车。—种电动汽车的在线充电和能量回收方法，包括以下步骤第一步，在公路上的十字路口或上下坡铺设测速传感器E，同时铺设至少一个路面 充电级C，将测速传感器E和路面控制系统F连接，将路面充电级C和路面控制系统F双向 连接，将路面控制系统F和路面蓄电池G双向连接，路面控制系统F和电网接口 H双向连接；将车载充电级D和车载控制系统I双向连接，将车载控制系统I与驱动电机J双向连接，将驱动电机J和电力转换装置κ双向连接，将电力转换装置κ和车载控制系统ι双向连接，将 电力转换装置κ和车载蓄电池L双向连接，路面充电级C与车载充电级D采用接触式和非 接触式，测速传感器E为光学传感器、霍尔传感器、压电传感器、压阻传感器、激光传感器或 超声波传感器，第二步，当电动汽车在启动或加速需充电时，测速传感器E将测速信息传送至路 面控制系统F中，路面控制系统F对测速信息进行处理，并控制相应的路面充电级C开合， 将路面蓄电池G或电网接口 H的电能传递到与电动汽车当前相对应的路面充电级C，车载充 电级D通过接触或非接触的方法接收路面充电级C的电能，车载充电级D通过车载控制系 统I和电力转换装置K将收到的电能分配给驱动电机J或车载蓄电池L，第三步，在电动汽车急停或减速需进行能量回收时，电动汽车将制动产生的电能 分配给车载蓄电池L和车载充电级D，同时，测速传感器E将测速信息传送至路面控制系统 F中，并控制相应的路面充电级C开合，通过接触或非接触的方式将车载充电级D的电能传 递给路面充电级C，路面充电级C通过路面控制系统F将电能传递给路面蓄电池G，或传递 给电网接口 H。由于本发明将回收的能量直接传递路面充电级C，不存在电流过大限制能量回收 的问题，并在电动汽车行进过程中给电动汽车充电，从而具有提高续驶里程，提高回收制动 能量的优点。
图1为本发明的路面控制系统示意图。图2为本发明的车载控制系统示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作详细描述。参照图1和图2，一种电动汽车的在线充电和能量回收方法，包括以下步骤第一步，在公路上的十字路口或上下坡铺设测速传感器E，用于检测汽车经过时的 车速和所处的位置，同时铺设至少一个路面充电级C，用于向电动汽车充电或回收电动汽车 制动电能，将测速传感器E和路面控制系统F连接，将路面充电级C和路面控制系统F双向 连接，将路面控制系统F和路面蓄电池G双向连接，将路面控制系统F和电网接口 H双向连 接；将车载充电级D和车载控制系统I双向连接，将车载控制系统I与驱动电机J双向连 接，将驱动电机J和电力转换装置K双向连接，将电力转换装置K和车载控制系统I双向连 接，将电力转换装置K和车载蓄电池L双向连接，路面充电级C与车载充电级D采用接触式 和非接触式，测速传感器E为光学传感器、霍尔传感器、压电传感器、压阻传感器、激光传感 器或超声波传感器，当采用压电传感器时，还可实现汽车经过时产生的振动使压电元件发 电为路面蓄电池G充电，第二步，当电动汽车在启动或加速需充电时，测速传感器E将测速信息传送至路 面控制系统F中，路面控制系统F对测速信息进行处理，并控制相应的路面充电级C开合， 将路面蓄电池G或电网接口 H的电能传递到与电动汽车当前相对应的路面充电级C，车载充电级D通过接触或非接触的方法接收路面充电级C的电能，车载充电级D通过车载控制系 统I和电力转换装置K将收到的电能分配给驱动电机J或车载蓄电池L，第三步，在电动汽车急停或减速需进行能量回收时，电动汽车将制动产生的电能 分配给车载蓄电池L和车载充电级D，同时，测速传感器E将测速信息传送至路面控制系统 F中，并控制相应的路面充电级C开合，通过接触或非接触的方式将车载充电级D的电能传 递给路面充电级C，路面充电级C通过路面控制系统F将电能传递给路面蓄电池G，给路面 蓄电池G充电，或传递给电 网接口 H给电网供电。附图中E为测速传感器；C为路面充电级；F为路面控制系统；G为路面蓄电池；H 为电网接口 ；D为车载充电级；I为车载控制系统J为驱动电机；K为电力转换装置；L为车 载蓄电池。
权利要求
一种电动汽车的在线充电和能量回收方法，其特征在于通过在十字路口或上下坡的这种车辆频繁加减速地区铺设路面充电级(C)，并通过路面控制系统(F)和车载控制系统(D)的协同控制，利用接触或非接触的方法，实现电动汽车的在线充电；同时，电动汽车急停或减速时释放的瞬时大电流给路面蓄电池(G)充电或直接提供给其他启动或加速时的电动汽车。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车的在线充电和能量回收方法，其特征在于包 括以下步骤第一步，在公路上的十字路口或上下坡铺设测速传感器(E)，同时铺设至少一个路面充 电级(C)，将测速传感器(E)和路面控制系统(F)连接，将路面充电级(C)和路面控制系统 (F)双向连接，将路面控制系统(F)和路面蓄电池(G)双向连接，路面控制系统(F)和电网 接口(H)双向连接；将车载充电级(D)和车载控制系统(I)双向连接，将车载控制系统(I) 与驱动电机(J)双向连接，将驱动电机(J)和电力转换装置⑷双向连接，将电力转换装置 (K)和车载控制系统(I)双向连接，将电力转换装置(K)和车载蓄电池(L)双向连接，路面 充电级(C)与车载充电级(D)采用接触式和非接触式，测速传感器(E)为光学传感器、霍尔 传感器、压电传感器、压阻传感器、激光传感器或超声波传感器，第二步，当电动汽车在启动或加速需充电时，测速传感器(E)将测速信息传送至路面 控制系统(F)中，路面控制系统(F)对测速信息进行处理，并控制相应的路面充电级(C)开 合，将路面蓄电池(G)或电网接口(H)的电能传递到与电动汽车当前相对应的路面充电级 (C)，车载充电级(D)通过接触或非接触的方法接收路面充电级(C)的电能，车载充电级(D) 通过车载控制系统I和电力转换装置⑷将收到的电能分配给驱动电机(J)或车载蓄电池 (L)，第三步，在电动汽车急停或减速需进行能量回收时，电动汽车将制动产生的电能分配 给车载蓄电池(L)和车载充电级(D)，同时，测速传感器(E)将测速信息传送至路面控制系 统(F)中，并控制相应的路面充电级(C)开合，通过接触或非接触的方式将车载充电级(D) 的电能传递给路面充电级(C)，路面充电级(C)通过路面控制系统(F)将电能传递给路面蓄 电池(G)，或传递给电网接口(H)。
全文摘要
一种电动汽车的在线充电和能量回收方法，通过在十字路口或上下坡的这种车辆频繁加减速地区铺设路面充电级，并通过路面控制系统和车载控制系统的协同控制，利用接触或非接触的方法，实现电动汽车的在线充电；同时，电动汽车急停或减速时释放的瞬时大电流给路面蓄电池充电或直接提供给其他启动或加速时的电动汽车，本发明最大限度地回收了电动汽车再生制动的能量，并在电动汽车行进过程中给电动汽车充电，具有提高续驶里程、提高回收制动能量、节约能源的优点。
文档编号B60L11/18GK101830182SQ20101012982
公开日2010年9月15日 申请日期2010年3月22日 优先权日2010年3月22日
发明者徐俊, 曹军义, 曹秉刚 申请人:西安交通大学