電動(dòng)汽車子母電池組動(dòng)力設(shè)計(jì)及分離式充電方法
【專利摘要】本實(shí)用新型針對(duì)目前純電動(dòng)汽車充電、換電的不便，提出了電動(dòng)汽車子母電池組動(dòng)力設(shè)計(jì)及分離式充電方法。電動(dòng)汽車安裝正常容量規(guī)格的母電池組和小容量小動(dòng)能的子電池組。即正常行駛情況下，使用母電池組正常驅(qū)動(dòng)行駛，滿足正常速度和續(xù)航要求；在母電池組電池能量快耗盡情況下，需要充電時(shí)，在充電站拆卸母電池組，電動(dòng)汽車啟動(dòng)子電池組工作，子電池組驅(qū)動(dòng)汽車電機(jī)低速行駛離開(kāi)充電站，找到合適的公用或自用停車點(diǎn)。待母電池組充電滿后，啟動(dòng)子電池組工作返回充電站，取回母電池組并切換到母電池組工作。本實(shí)用新型在于利用低動(dòng)能、低電量的子電池組工作解決了電動(dòng)汽車正常行駛、充電管理和停車場(chǎng)停放的兼顧。
【專利說(shuō)明】電動(dòng)汽車子母電池組動(dòng)力設(shè)計(jì)及分離式充電方法

【技術(shù)領(lǐng)域】 [0001]
[0002] 本發(fā)明屬于電動(dòng)汽車領(lǐng)域，涉及一種電動(dòng)汽車子母電池組動(dòng)力設(shè)計(jì)及分離式充電 方法。

【背景技術(shù)】
[0003] 電動(dòng)汽車是指以車載電源為動(dòng)力，用電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪行駛，符合道路交通、安全法規(guī) 各項(xiàng)要求的車輛。電動(dòng)汽車具有運(yùn)行經(jīng)濟(jì)，清潔環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，受到各國(guó)政府的大力推動(dòng)。目 前，電池充換電及管理系統(tǒng)是一個(gè)比較重要的難點(diǎn)問(wèn)題。
[0004] 目前，純電動(dòng)汽車一般以單電池組作為動(dòng)力能源，一旦能源耗盡，只能停止行駛， 因而在耗電完成之前，需要尋找公用充電樁、或者回到用戶充電樁，或者更換電池組。如果 是混合動(dòng)力電動(dòng)汽車，雖然可以啟動(dòng)備用能源，但是混合動(dòng)力電動(dòng)汽車，有兩套動(dòng)力，再加 上兩套動(dòng)力的管理控制系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，技術(shù)較難，價(jià)格較高，混合動(dòng)力不是電動(dòng)汽車的發(fā) 展方向。
[0005] 純電動(dòng)汽車使用充電樁進(jìn)行充電，如果尋找公用充電樁充電，需要尋找社會(huì)預(yù)安 裝的公用設(shè)備，公用設(shè)備一般離駕駛?cè)松罟ぷ鞯牡刂酚幸欢ň嚯x，一般只能選擇快充，快 速充電一般具有以下特征：充電電壓高，且為直流電壓充電，需要通過(guò)整流裝置將交流電變 換為直流電，對(duì)動(dòng)力電池組的耐壓性和保護(hù)提出更高要求；充電電流大，是常規(guī)充電電流 的十倍甚至幾十倍，對(duì)動(dòng)力電池組產(chǎn)生巨大電流沖擊，會(huì)降低動(dòng)力電池組的循環(huán)壽命；充 電一般不達(dá)到滿充狀態(tài)。另外，快充一般在白天進(jìn)行，容易造成電網(wǎng)負(fù)荷加大，電壓不穩(wěn)。
[0006] 純電動(dòng)汽車使用充電樁進(jìn)行充電，如果使用用戶充電樁充電，用戶充電樁一般安 裝在辦公寫字樓或者家庭社區(qū)，常采用交流的常規(guī)充電模式。對(duì)于中國(guó)城市的建筑，建筑結(jié) 構(gòu)以高樓為主，中國(guó)城市地面停車場(chǎng)數(shù)量有限，大部分車輛沒(méi)有固定停車場(chǎng)，無(wú)法滿足電動(dòng) 汽車對(duì)充電樁的需求，會(huì)造成有車充不上電的情況。
[0007] 純電動(dòng)汽車另外可以使用更換電池組的換電模式，一般一兩分鐘就可以完成，但 會(huì)導(dǎo)致如下問(wèn)題：1、如果電池用戶采購(gòu)，多購(gòu)一份備用電池，購(gòu)車起始成本高。2、如果電池 換電站采購(gòu)，各款車所需電池不同，差異較大；并且難以同時(shí)存放足夠多的各款電池；另 外隨著電池的使用次數(shù)增加，將產(chǎn)生很大差異，運(yùn)營(yíng)商很難判斷。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明針對(duì)目前純電動(dòng)汽車充電、換電的不便，提出了電動(dòng)汽車子母電池組動(dòng)力 及分離式充電方法設(shè)計(jì)。電動(dòng)汽車安裝正常容量規(guī)格的母電池組和小容量小動(dòng)能的子電池 組。即正常行駛情況下，使用母電池組正常驅(qū)動(dòng)行駛，滿足正常速度和續(xù)航要求；在母電池 組電池能量快耗盡情況下，需要充電時(shí)，在充電站拆卸母電池組，電動(dòng)汽車啟動(dòng)子電池組工 作，子電池組驅(qū)動(dòng)汽車電機(jī)低速行駛離開(kāi)充電站，找到合適的公用停車場(chǎng)停車或者返回家 庭、辦公點(diǎn)等專用停車場(chǎng)。待母電池組充電滿后，啟動(dòng)子電池組工作返回充電站，取回母電 池組并切換到母電池組工作。
[0009] 本發(fā)明的特征在于利用低動(dòng)能、低電量的子電池組工作解決了母電池組、充電站、 汽車停放彼此之間的矛盾，根據(jù)汽車行駛特點(diǎn)重新考慮汽車動(dòng)力方式，實(shí)現(xiàn)正常行駛、充電 管理和和停車場(chǎng)停放的兼顧。一般城市內(nèi)行駛，駕駛?cè)硕际窃诰用駞^(qū)或者辦公區(qū)充電，正常 情況，晚上停使進(jìn)行充電最為理想，如果母電池交給就近的充電站進(jìn)行充電，并使用子電池 組回到停車場(chǎng)停車，這樣，把電池集中統(tǒng)一充電管理，實(shí)現(xiàn)專業(yè)化的充電服務(wù)，又不影響當(dāng) 前城市的停車方式。城市小區(qū)沒(méi)有道路中心線的道路在30Km/s速度以內(nèi)，如子動(dòng)力系統(tǒng)提 供30Km/s速度動(dòng)能，10Km以內(nèi)的續(xù)航能力，在停車場(chǎng)5Km行車范圍內(nèi)找到充電站就可以完 全解決充電、停車，行駛的矛盾。不用用戶自建充電樁，使用公用充電站就可以實(shí)現(xiàn)慢充，同 時(shí)不影響正常的工作、生活、休息。公用充電站不用采購(gòu)備用電池組，使用正常的220V或者 380V交流電就可以實(shí)現(xiàn)電池充電，大大降低了設(shè)備成本和管理成本，很容易收回成本，并盈 利。大量公用充電站分布在城市街區(qū)，極大增加了電動(dòng)汽車的方便性和可用性，促進(jìn)電動(dòng)汽 車的繁榮發(fā)展。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010] 圖1子母動(dòng)力電池組的設(shè)計(jì)方案圖；
[0011] 圖2子母動(dòng)力電池組分離式充電使用方法圖。

【具體實(shí)施方式】
[0012] 本發(fā)明提出的電動(dòng)汽車子母電池組動(dòng)力設(shè)計(jì)及分離式充電方法。首先在電動(dòng)汽車 上改進(jìn)設(shè)計(jì)了子母動(dòng)力電池組及相關(guān)控制單元。如圖1子母動(dòng)力電池組的設(shè)計(jì)方案圖，主 要包括母電池組1、子電池組2、切換開(kāi)關(guān)3、變速裝置4、驅(qū)動(dòng)電機(jī)5、發(fā)電機(jī)6。母電池組1， 用于正常行駛，根據(jù)正常設(shè)計(jì)旅程和動(dòng)能設(shè)計(jì)容量和大小。子電池組2用于母電池拆卸后 輔助近距離低速行駛，體積和重量可以比母電池組小很多。切換開(kāi)關(guān)3用于子母電池組之 間的切換，可以是手動(dòng)或者自動(dòng)切換，根據(jù)子母電池組的安裝狀態(tài)自動(dòng)切換。變速裝置4用 于汽車的動(dòng)力速度控制，用于母電池組1時(shí)，能正常行駛變速，用于子電池組2時(shí)，變速裝置 4控制汽車只能低速行駛。驅(qū)動(dòng)電機(jī)5用于驅(qū)動(dòng)汽車行駛。發(fā)電機(jī)6用于將汽車在降速制 動(dòng)和下坡時(shí)的動(dòng)能自動(dòng)回饋蓄電池，回饋方式可優(yōu)先給子電池組2。另外母電池組1可以給 子電池組2進(jìn)行充電。多重機(jī)制保證子電池組充分有電，用于母電池組1卸載后的使用。
[0013] 根據(jù)電動(dòng)汽車的目前市場(chǎng)情況，母電池組1 一般要求滿足300Km續(xù)航里程，最大速 度140Km/s，一般在300Kg左右。子電池組2可以按照10Km續(xù)航里程，最大速度30Km/s設(shè) 計(jì)，這樣子電池組2重量在10Kg左右，即為母電池組的5%容量以內(nèi)。盡量減少子電池組的 經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)和安裝負(fù)擔(dān)。電池組設(shè)計(jì)支持發(fā)電機(jī)和母電池組1對(duì)子電池組2進(jìn)行充電，子電 池組2就可以一直待用狀態(tài)，可以不支持用戶更換，只支持維修拆換，簡(jiǎn)化管理和使用。
[0014] 電動(dòng)汽車子母動(dòng)力電池組的使用，這樣為分離式充電方式提供了條件，如圖2子 母動(dòng)力電池組分離式充電使用方法圖，電動(dòng)汽車分離式充電方法就把停車場(chǎng)和充電站分離 開(kāi)來(lái)。原來(lái)的電動(dòng)汽車一般只能采用換電和充電方式，換電方式只能更換電池組，只能備份 電池組或者使用換電站電池，如果是充電模式，充電樁必須在停車場(chǎng)附近。本發(fā)明使用的分 離式充電方法就是使用子電池組的動(dòng)力使得充電站的位置可以在子電池組的一半續(xù)航行 程范圍之中，l〇Km的續(xù)航里程就可以在5Km的行程范圍之中尋找充電站，這樣在城市中，很 容易解決充電站的設(shè)置，充電站也可以專業(yè)化工作，集中為大量用戶服務(wù)，解決成本，盈利 的問(wèn)題。特別是夜間低價(jià)電慢充模式服務(wù)，更能很好的適應(yīng)市場(chǎng)需求，客戶也不需要自建充 電樁，可以節(jié)省建站費(fèi)用，免除固定停車場(chǎng)要求，充電樁維護(hù)。
[0015] 本發(fā)明電動(dòng)汽車分離式充電方法要求把母電池拆卸下來(lái)進(jìn)行充電，可以沿用原來(lái) 的換電站工作場(chǎng)地。本方案的充電站不需要采購(gòu)電池組，可以不需要快充設(shè)備，僅采用低壓 220V或者380V的交流電進(jìn)行慢充服務(wù)，這樣大大降低了充電站的投資成本，簡(jiǎn)化了服務(wù)方 式。在現(xiàn)有的加油站，修車廠，洗車廠都可以改造建設(shè)。充電的就近方便、停車場(chǎng)的原樣靈 活、行駛的充分保障，三者互相兼顧，這樣就克服了電動(dòng)汽車發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題，將極大推動(dòng) 電動(dòng)汽車的發(fā)展。
【權(quán)利要求】
1. 一種電動(dòng)汽車子母電池組動(dòng)力設(shè)計(jì)及分離式充電方法，其特征在于：該電動(dòng)汽車動(dòng) 力裝置包括母電池組1、子電池組2、切換開(kāi)關(guān)3、變速裝置4、驅(qū)動(dòng)電機(jī)5、發(fā)電機(jī)6 ;正常容 量規(guī)格的母電池組和小容量小動(dòng)能的子電池組，兩種不同續(xù)航、動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)設(shè)備進(jìn)行組合 形成一種新型的電動(dòng)汽車動(dòng)力裝置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動(dòng)汽車子母電池組動(dòng)力設(shè)計(jì)及分離式充電方法，其特 征在于：該電動(dòng)汽車動(dòng)力裝置中的子電池組容量為母電池組容量的5%左右，切換開(kāi)關(guān)3對(duì) 母電池組1和子電池組2切換工作。
【文檔編號(hào)】B60L11/18GK203876598SQ201420325473
【公開(kāi)日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2014年6月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月18日
【發(fā)明者】陳梅蓀 申請(qǐng)人:北京太速科技有限公司