车载综合充电系统及电动汽车的制作方法

1.本实用新型涉及汽车供电技术领域，特别涉及一种车载综合充电系统及电动汽车。


背景技术：

2.目前，“科技创新，自主创新”已成为当今工业发展的主流，我国工业逐步向集约型、节能减排、低碳的方向发展。油、气动力汽车消耗石化能源，排放尾气，污染大气环境；随着国际石化能源日益减少，价格不断上涨，新能源汽车应运而生。
3.随着新能源汽车领域的发展，市面上的混合动力汽车大量增加，除小轿车外，混合动力新能源货车也出现在人们的视野中，但普通充电场所对这类货车的充电有着诸多限制，如场地限制等，因此，对充电的需求成为制约混合动力货车发展的瓶颈。


技术实现要素：

4.本实用新型的主要目的是提出一种车载综合充电系统，旨在提高汽车的能源利用率与充电便利性。
5.为实现上述目的，本实用新型提出的车载综合充电系统，应用于电动汽车中，所述电动汽包括发动机，包括：
6.动力电池组；
7.动力单元，所述动力单元与所述发动机传动连接，所述动力单元的输出端与所述动力电池组连接，所述动力单元用于在所述发动机的带动下将机械能转换为电能，并对所述电能进行电能转换，以产生供电电能后输出至所述动力电池组进行充电。
8.优选地，所述车载综合充电系统还包括：
9.控制模块，所述控制模块与所述发动机、所述动力电池组以及所述动力单元连接，所述控制模块用于检测所述发动机的转速、以及所述动力单元的输出电压、转速，以及所述动力电池组的电量信息，以根据所述发动机的转速、以及所述动力单元的输出电压、转速，以及所述动力电池组的电量信息控制所述动力单元工作。
10.优选地，所述控制模块包括：
11.发动机编码器，设置于所述发动机上，所述发动机编码器用于检测所述发动机的转速并输出对应的转速信号；
12.动力单元编码器，设置于所述动力单元上，所述动力单元编码器用于检测所述动力单元的转速并输出对应的转速信号；
13.电压检测电路，所述电压检测电路的检测端与所述动力单元的电源输出端连接，所述电压检测电路用于检测所述动力单元的输出电压并输出对应的电压检测信号；
14.电池电量检测电路，所述电池电量检测电路的检测端与所述动力电池组连接，所述电池电量检测电路用于检测所述动力电池组的电池电量，并输出对应的电量检测信号；
15.微处理器，所述微处理器分别与所述发动机编码器、所述动力单元编码器、所述电
压检测电路、所述电池电量检测电路以及所述动力单元电连接，所述微处理器用于根据所述转速信号、所述电压检测信号以及所述电量检测信号控制所述动力单元工作。
16.优选地，所述动力单元包括：
17.发电机，所述发电机与所述发动机传动连接，所述发电机用于在所述发动机的带动下将机械能转换为电能；
18.整流稳压模块，所述整流稳压模块的输入端与所述发电机的输出端连接，所述整流稳压模块的输出端与所述动力电池组连接，所述整流稳压模块用于将所述发电机输出的电能进行整流稳压后输出至所述动力电池组。
19.优选地，所述车载综合充电系统还包括：
20.分动器，所述发电机通过所述分动器与所述发动机传动连接。
21.优选地，所述动力单元还包括一电子开关，所述电子开关串联设置于所述整流稳压模块与所述动力电池组之间，所述电子开关的受控端与所述控制模块的控制端连接；
22.所述控制模块还用于控制所述电子开关闭合/断开，以控制所述动力单元与所述动力电池组之间电连接通/断。
23.优选地，所述动力单元还包括散热器，所述散热器对应所述动力单元设置，所述散热器用于对所述动力单元进行散热。
24.优选地，所述车载综合充电系统还包括：
25.温度检测电路，所述温度检测电路的多个检测端分别与所述动力单元及所述动力电池组连接，所述温度检测电路还与所述控制模块连接，所述温度检测电路用于检测所述动力单元及所述动力电池组的温度，并输出对应的温度检测信号；
26.所述控制模块还用于根据所述温度检测信号控制所述散热器工作。
27.优选地，所述动力电池组包括：
28.多个电池单体，多个电池单体串联和/或并联设置；
29.电池管理系统，分别与所述动力单元及多个所述电池单体连接。
30.本实用新型还提出一种电动汽车，所述电动汽车包括上述的车载综合充电系统。
31.本实用新型技术方案通过设置动力电池组、动力单元，动力单元与发动机传动连接，在发动机工作时，动力单元在发动机的带动下将机械能转换为电能，并对所述电能进行电能转换，以产生供电电能后输出至所述动力电池组进行充电；本实用新型通过设置动力单元，使得动力单元能够在发动机的带动下发电以对动力电池组进行充电，提高了汽车的能源利用率与充电便利性，也起到了节能减排的效果。
附图说明
32.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
33.图1为本实用新型车载综合充电系统一实施例的电路模块示意图；
34.图2为本实用新型车载综合充电系统一实施例的电路模块示意图；
35.图3为本实用新型车载综合充电系统一实施例的电路模块示意图。
36.附图标号说明：
37.标号名称标号名称10发动机31发电机20动力电池组32整流稳压模块30动力单元33散热器40控制模块q1电子开关
38.本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
39.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
40.需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
41.另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
42.本实用新型提出一种车载综合充电系统，应用于电动汽车中，所述电动汽包括发动机10。
43.目前，随着电动汽车领域的发展，市面上的混合动力汽车大量增加，除小轿车外，混合动力新能源货车也出现在人们的视野中，但普通充电场所对这类货车的充电有着诸多限制，如场地限制等，因此，对充电的需求成为制约混合动力货车发展的瓶颈。
44.为解决上述问题，参照图1至图3，在本实用新型一实施例中，所述车载综合充电系统包括：
45.动力电池组20；
46.动力单元30，所述动力单元30与所述发动机10传动连接，所述动力单元30的输出端与所述动力电池组20连接，所述动力单元30用于在所述发动机10的带动下将机械能转换为电能，并对所述电能进行电能转换，以产生供电电能后输出至所述动力电池组20进行充电。
47.在本实施例中，发动机10与动力电池组20可以选用齿轮组和转动轴来实现传动连接，如此，发动机10在工作运转时，除了将化学能转换为机械能以为驱动汽车行驶外，还可以带动动力单元30一起运转，动力单元30具有电磁转换的功能，动力单元30利用了电磁感应的原理，能够在发动机的带动下工作，以将发动机10的机械能转换为电能，可以理解的是，在发动机10的带动下，当发动机10的转速变化时，动力单元30所输出的电能也会随之变
化，在本实施例中，动力单元30还可以对所产生的电能进行变换、整流、稳压、调节，以将动力单元30输出到动力电池组20的电能限制在适宜动力电池组20充电的范围内，如此，在车辆行驶过程中，动力单元30可以在发动机10的带动下，稳定地输出电能对动力电池组20进行充电；系统还可以根据动力电池组20的电量来控制动力单元30连通或断开动力电池组20，以控制动力单元30是否对动力电池组20进行充电，当动力电池组20不需要充电时，可以控制动力单元30断开与动力电池组的连接，此时动力单元30仍然会在发动机的带动下工作，但无法对动力电池组20进行充电，直到用户下发充电指令，或动力电池组20电量下降到预设值时，系统会控制动力单元30连通动力电池组20进行充电，可以理解的是，当车辆处于停止状态且需要对动力电池组20进行充电时，需要用户启动发动机10，并等待发动机10的转速提高到一定程度时，动力单元30才能在发动机10的带动下产生足够的电能，此时，系统会控制动力单元30连通动力电池组20，以对动力电池组20进行充电。
48.本实用新型通过设置动力单元30利用发动机10的能量，将发动机10的机械能，转换为电能，从而实现车辆动力能源的额外利用和存储，实现了对动力电池组20的充电，动力电池组20还支持国际充电桩进行充电，使车辆的充电场所不受限制，在任意场所都能通过动力单元30对动力电池组20进行充电，因此，本实用新型可充分利用于货车上，能够很好地解决货车充电场所受限制的问题，可以大大提高目前城市货车的使用率，提升社会资源利用率；本实用新型还可以在行驶过程中利用发动机10带动动力单元30在动力电池组电量较低时对动力电池组20进行充电，可以大大提高发动机10的利用率，还可以增加动力电池组20的使用时长，从而提高车辆的续航，同时还可以减少用户额外充电所花费的时间，也实现了节能减排；本实用新型还能用于将传统的汽车改造成混合动力的电动汽车，从而实现降低排放的目的，提高车辆的适应性；同时，本实用新型还可以控制发动机10的功率，可以控制发动机10根据实际的使用需求改变其功率，使其处于最佳的工作状态，可以大大提高发动机10的利用率，延长其使用寿命，还能降低车辆的排放，节约能源。
49.参照图1至图3，在本实用新型一实施例中，所述车载综合充电系统还包括：
50.控制模块40，所述控制模块40与所述发动机10、所述动力电池组20以及所述动力单元30连接，所述控制模块40用于检测所述发动机10的转速、以及所述动力单元30的输出电压、转速，以及所述动力电池组20的电量信息，以根据所述发动机10的转速、以及所述动力单元30的输出电压、转速，以及所述动力电池组的电量信息控制所述动力单元工作。
51.参照图1至图3，在本实用新型一实施例中，所述控制模块包括：
52.发动机编码器，设置于所述发动机上，所述发动机编码器用于检测所述发动机的转速并输出对应的转速信号；
53.动力单元编码器，设置于所述动力单元上，所述动力单元编码器用于检测所述动力单元的转速并输出对应的转速信号；
54.电压检测电路，所述电压检测电路的检测端与所述动力单元的电源输出端连接，所述电压检测电路用于检测所述动力单元的输出电压并输出对应的电压检测信号；
55.电池电量检测电路，所述电池电量检测电路的检测端与所述动力电池组连接，所述电池电量检测电路用于检测所述动力电池组的电池电量，并输出对应的电量检测信号；
56.微处理器，所述微处理器分别与所述发动机编码器、所述动力单元编码器、所述电压检测电路、所述电池电量检测电路以及所述动力单元连接，所述微处理器用于根据所述
dc功率变换器进行搭配，本实施例中选用的ac-dc功率变换器拥有超宽的输入范围，可以适应永磁发电机在不同转速下的输出电压，同时，控制模块40还可以控制ac-dc功率变换器调节其输出的电压，使其能输出适宜的电压对动力电池组20进行充电；永磁发电机通过分动器与发动机10连接，在发动机10的带动下将机械能转换为电能，分动器可利用车辆原先所设有的，也可以是额外增加的；发动机10在工作运转时，通过分动器带动永磁发电机一起工作运转并输出三相交流电，ac-dc功率变换器将永磁发电机输出的三相交流电转换为直流电并进行整流稳压后再输出给动力电池组20；
65.参照图1至图3，在本实用新型一实施例中，所述动力单元30还包括一电子开关q1，所述电子开关q1串联设置于所述整流稳压模块32与所述动力电池组20之间，所述电子开关q1的受控端与所述控制模块40的控制端连接；
66.所述控制模块40还用于控制所述电子开关q1闭合/断开，以控制所述动力单元30与所述动力电池组20之间电连接通/断。
67.在本实施例中，在ac-dc功率变换器与动力电池组20之间串联有一电子开关q1，电子开关q1可以选用继电器、接触器以及断路器等；在车辆行驶过程中，当动力电池组20不需要充电时，控制模块40会控制电子开关q1处于断开状态，此时发电机31仍然会在发动10的带动下工作，但由于电子开关q1没有闭合，此时发电机31处于空转状态，当动力电池组20的电量需要进行充电时，控制模块40就会控制电子开关q1闭合，以连通动力电池组20，使发电机31对动力电池组20进行充电；在车辆停止的情况下，当动力电池组20需要充电时，由用户启动发动机10，发动机10的转速会逐渐提高，在发动机10的带动下，发电机31的转速也会提高，当发电机31的转速在发动机10的带动下超过750rpm时，控制模块40就会控制电子开关q1闭合，以连通动力电池组20，使发电机31对动力电池组20进行充电，可以理解的是，在车辆正常行驶过程中，发电机31在发动机10的带动下，发电机31的转速大于750rpm。
68.参照图1至图3，在本实用新型一实施例中，所述动力单元还包括散热器33，所述散热器33对应所述动力单元设置，所述散热器33用于对所述动力单元进行散热；
69.温度检测电路，所述温度检测电路的多个检测端分别与所述动力单元30及所述动力电池组20连接，所述温度检测电路还与所述控制模块40连接，所述温度检测电路用于检测所述动力单元30及所述动力电池组20的温度，并输出对应的温度检测信号；
70.所述控制模块40还用于根据所述温度检测信号控制所述散热器33工作。
71.在本实施例中，发电机31在发动机的带动下，会长期处于工作状态，因此需要有散热器33对其进行散热冷却，散热冷却的工作在夏季会显得格外重要，如果不及时的进行散热冷却，很有可能会引起机械故障；温度检测电路可以选用温度传感器来获取动力单元30的温度数据,并输出至控制模块40，控制模块40可以根据温度检测电路输出的温度检测信号控制散热器33启动，散热器33可以与发动机10同步启动，也可以是温度检测电路检测的温度值达到一定程度时再启动散热器33；散热器33可以选用风冷散热器、氢冷散热器以及液冷散热器等，如图2所示，本实施例中所选用的散热器33为液冷散热器，液冷散热器通过绝缘水管与发电机31和整流稳压模块32形成散热回路，冷却水在绝缘水管中流经发电机31和整流稳压模块32时吸收热量，水的散热性能远高于空气和氢气，带走同样的热量，所需水的流量比空气小得多，因此，选用液冷散热器可以大大降低发电机31的温升，延缓发电机31的绝缘老化，增长发电机31寿命。
72.参照图1至图3，在本实用新型一实施例中，所述动力电池组包括：
73.多个电池单体，多个电池单体串联和/或并联设置；
74.电池管理系统，分别与所述动力单元及多个所述电池单体连接。
75.在本实施例中，电池管理系统用于智能化管理及维护动力电池组20中的各个电池单元，监测电池的工作状态，防止电池出现过充电和过放电，可以延长电池的使用寿命，电池管理系统可以采集动力电池组20的电量，并输出对应的信号至控制模块40，以使控制模块40可以根据接收到的信号控制动力单元30连通动力电池组20进行充电。
76.本实用新型还提出一种电动汽车，该电动汽车包括上述的车载综合充电系统，该车载综合充电系统的具体结构参照上述实施例，由于本电动汽车采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。该电动汽车为油电混合汽车，动力电池组存储的电能可以为汽车提供驱动。
77.以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。