电动车辆车载在途交替自动充供电系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种电动车辆车载在途交替自动充电与供电的系统，属于电动车辆充电与供电领域。
【背景技术】
[0002]随着国家对绿色环保、节能减排的大力提倡，电动车辆成为了我国未来汽车发展的方向。
[0003]现阶段，我国部分地区已初步研究并制造出了纯电动车辆，但制造技术尚不成熟，存在以下缺陷:纯电动车辆的充电完全依赖充电粧，不具备在途充电的功能，由此限制了续航里程的提升，且成为纯电动车辆最大的技术瓶颈。
[0004]目前，也有研究者设计出了在已有电动车辆上安装风能发电机的方案，来解决电动车辆在供电与充电方面存在的问题。在此方案中，风能发电机发出的电能用一根导线直接与蓄电池简单的连接起来。从实际运行角度来看，此方案仍存在以下缺陷:第一，这种简单的直接连接方式不能解决蓄电池自身在充电与供电过程中所面临的各种复杂问题，无法实现对蓄电池的有效充电。第二，电动车辆在行驶中，蓄电池和风能发电机的工况都处于大范围的动态变化中，由于风能的功率密度低，风能发电机的发电量有限，而电动车辆的蓄电池容量很大，两者之间差距明显，因此在实际使用过程中，风能发电机与蓄电池两者之间的功率失衡呈常态，而这种失衡会使充电过程处于非正常状态，对风能发电机和蓄电池都很不利。由此，如何使风能发电机在充电过程中处于平稳状态并确保蓄电池良好的充电效果，是目前亟待解决的问题。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的在于提供一种电动车辆车载在途交替自动充供电系统，其设计有互相独立的第一、第二蓄电池组，可周期性地交替作为充电电池组、工作电池组而实现自身充电与向电动车辆的用电装置供电的功能，确保电动车辆在任意速度下都可顺畅行驶，同时延长电动车辆的续航里程并减少使用充电粧充电的次数。
[0006]为了实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案:
[0007]—种电动车辆车载在途交替自动充供电系统，其特征在于:它包括风能发电机，风能发电机经过整流器、DC-DC变换器、恒流充电器后向电子开关组中的第一、第二组电子开关提供充电电流，第一组电子开关的充电接口直接与第一蓄电池组连接而供电接口与第二蓄电池组和电动车辆的用电装置连接，第二组电子开关的充电接口直接与第二蓄电池组连接而供电接口与第一蓄电池组和用电装置连接，第一、第二组电子开关受切换控制器控制交替打开，第一组电子开关打开时实现第一蓄电池组充电以及第二蓄电池组向用电装置供电，第二组电子开关打开时实现第二蓄电池组充电以及第一蓄电池组向用电装置供电。
[0008]所述第一组电子开关包括第一蓄电池组充电电子开关、第二蓄电池组供电电子开关，第一蓄电池组充电电子开关、第二蓄电池组供电电子开关的信号输入端均与第一光电耦合器的信号输出端连接，第一光电耦合器的信号输入端与所述切换控制器的第一控制信号输出端连接，第一蓄电池组充电电子开关的充电输入端、充电输出端分别与所述恒流充电器的输出端、所述第一蓄电池组的正极连接，第二蓄电池组供电电子开关的两个供电接线端分别与所述第二蓄电池组的正极、所述用电装置的输入端连接；
[0009]所述第二组电子开关包括第二蓄电池组充电电子开关、第一蓄电池组供电电子开关，第二蓄电池组充电电子开关、第一蓄电池组供电电子开关的信号输入端均与第二光电耦合器的信号输出端连接，第二光电耦合器的信号输入端与所述切换控制器的第二控制信号输出端连接，第二蓄电池组充电电子开关的充电输入端、充电输出端分别与所述恒流充电器的输出端、所述第二蓄电池组的正极连接，第一蓄电池组供电电子开关的两个供电接线端分别与所述第一蓄电池组的正极、所述用电装置的输入端连接；
[0010]所述切换控制器的第一控制信号输出端、第二控制信号输出端两者输出的控制信号反相。
[0011]较佳地，所述第一、第二蓄电池组充电电子开关包括达林顿晶体管;所述第一、第二蓄电池组供电电子开关包括IGBT驱动电路以及接收IGBT驱动电路输出的驱动信号的IGBT 管。
[0012]所述切换控制器包括方波发生电路，方波发生电路的方波输出端分两路，一路直接与第一晶体管的基极连接，另一路经由反相器与第二晶体管的基极连接，第一、第二晶体管的发射极分别与所述第一光电親合器的输入侧正端、所述第二光电親合器的输入侧正端连接。
[0013]在实际设计中，所述切换控制器、所述第一、第二组电子开关由车载电源供电。进一步地，所述第一、第二蓄电池组供电电子开关中的所述IGBT驱动电路由车载电源通过与其相连的DC-DC变换器隔离供电。
[0014]在实际设计中，所述第一、第二蓄电池组为多节锂电池或多节铅酸电池构成。
[0015]在实际设计中，所述风能发电机的进风口设置在所述电动车辆的原有气动外形的迎风面积范围内。
[0016]本实用新型的优点是:
[0017]本实用新型在电动车辆的原有结构上增设，在充分利用电动车辆行驶过程中形成的风能基础上，互相独立的第一、第二蓄电池组周期性地交替作为充电电池组、工作电池组而实现自身充电与向电动车辆上的用电装置供电的功能。
[0018]进一步来说，本实用新型采取了独特的动力蓄电池分组方式，这是本实用新型的一大特点，这使得当工作电池组在为电动车辆的用电装置放电的同时，充电电池组在完全独立隔绝的条件下被有效地充电，有效提高了风能发电机对充电电池组的实际充电效果，确保了电动车辆在任意速度下都可顺畅行驶，同时可明显地延长电动车辆的续航里程，并可减少使用充电粧充电的次数。
【附图说明】
[0019]图1是本实用新型电动车辆车载在途交替自动充供电系统的组成框图。
[0020]图2是本实用新型系统的一较佳实施例示意图。
【具体实施方式】
[0021]如图1所示，本实用新型电动车辆车载在途交替自动充供电系统包括风能发电机
10、被分解成两个独立的动力蓄电池组——第一蓄电池组71和第二蓄电池组72(每个动力蓄电池组的容量等于1/2电动车辆原动力电池组的总容量)，风能发电机10经过整流器20交直流变换、DC-DC变换器30稳压、恒流充电器40稳流后向电子开关组60中的第一、第二组电子开关610、620提供充电电流，需要提及的是，DC-DC变换器30把整流器20对风能发电机10随风速变化而大幅度变化的输出电压进行变换后得到的直流电压稳定在固定值(此固定值与向第一、第二蓄电池组71、72充电的充电电流相关，视实际充电需求而设定)上，并经恒流充电器40产生出稳定的充电电流。第一组电子开关610的充电接口直接与第一蓄电池组71连接而第一组电子开关610的供电接口与第二蓄电池组72和电动车辆的用电装置(图中未示出)连接，第二组电子开关620的充电接口直接与第二蓄电池组72连接而第二组电子开关620的供电接口与第一蓄电池组71和电动车辆的用电装置连接，第一、第二组电子开关610、620受切换控制器50控制而周期性地交替打开，第一组电子开关610打开时实现第一蓄电池组71充电以及第二蓄电池组72向用电装置供电，第二组电子开关620打开时实现第二蓄电池组72充电以及第一蓄电池组71向用电装置供电。
[0022]换句话说，电子开关组60中的第一、第二组电子开关610、620在切换控制器50的控制下使得第一、第二蓄电池组71、72周期性地交替进行充、放电，其中，当第一蓄电池组71作为充电电池组在隔离状态下被充电时其不参与放电，而此时第二蓄电池组72作为工作电池组对外供电，同理，当第二蓄电池组72作为充电电池组在隔离状态下被充电时其不参与放电，而此时第一蓄电池组71作为工作电池组对外供电，这种独立隔离的充电方式可有效排除外部各种因素对蓄电池充电造成的影响。
[0023]如图1，对于本实用新型系统，风能发电机10的输出端经由整流器20与DC-DC变换器30的输入端连接，DC-DC变换器30的输出端与恒流充电器40的输入端连接，恒流充电器40的输出端与电子开关组60的充电电压输入接口连接，电子开关组60的第一充电接口与第一蓄电池组71的正极连接，第一供电接口与第二蓄电池组72的正极、电动车辆的用电装置(图中未示出)的供电接口连接，第一、第二蓄电池组71、72的负极接地，电子开关组60的第二充电接口与第二蓄电池组72的正极连接，第二供电接口与第一蓄电池组71的正极、电动车辆的用电装置的供电接口连接，电子开关组60的第一、第二控制接口与切换控制器50的相应控制信号输出端连接。
[0024]在实际设计中，较佳地，如图1，第一组电子开关610包括第一蓄电池组充电电子开关63、第二蓄电池组供电电子开关62，第一蓄电池组充电电子开关63、第二蓄电池组供电电子开关62的信号输入端均与第一光电親合器61的信号输出端连接，第一光电親合器61的信号输入端与切换控制器50的第一控制信号输出端连接，第一蓄电池组充电电子开关63的充电输入端、充电输出端分别与恒流充电器4 O的输出端、第一蓄电池组71的正极连接，第二蓄电池组供电电