CN109130941A - 一种光-储-燃料电池的电动汽车大功率充电装置及能量管理方法 - Google Patents

一种光-储-燃料电池的电动汽车大功率充电装置及能量管理方法 Download PDF

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杜玖玉
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李建秋
卢兰光
王贺武
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Abstract

一种光‑储‑燃料电池的电动汽车大功率充电装置及能量管理方法，涉及移动储能快速充电装置及控制技术。是为了解决电动汽车充电受充电桩地点限制的问题，当三元锂离子电池(3)的SOC大于90％时，令与燃料电池和光伏板连接的一号单向升压DC/DC电路和二号单向升压DC/DC电路停止工作，当三元锂离子电池的SOC低于90％时，启动一号单向升压DC/DC电路和二号单向升压DC/DC电路，使燃料电池和光伏板工作，为三元锂离子电池充电，进而使三元锂离子电池通过磁谐振无线电能传输变换器为汽车动力电池充电；充电结束条件为动电动汽车动力电池的SOC大于80％或三元锂离子的电池剩余电量低于20％。

Description

一种光-储-燃料电池的电动汽车大功率充电装置及能量管理 方法
技术领域
本发明涉及电动汽车快速充电技术。
背景技术
电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。由于对环境影响相对传统汽车较小，其前景被广泛看好。
但当前电动汽车的充电技术，尤其是快速充电技术尚不成熟，存在充电受充电桩地点限制的缺陷。
发明内容
本发明是为了解决电动汽车充电受充电桩地点限制的问题，从而提供了一种使用梯次利用电池的电动汽车充电装置及控制方法。
一种光-储-燃料电池的电动汽车大功率充电装置，它包括电动汽车动力电池(5)，所述电动汽车动力电池(5)用于给电动汽车提供动力；其特征是：它还包括移动储能装置(10)，所述移动储能装置(10)包括燃料电池(11)、光伏板(12)、一号单向升压DC/DC电路(21)、二号单向升压DC/DC电路(22)、三元锂离子电池(3)和磁谐振无线电能传输变换器(4)；
所述燃料电池(11)的电源输出端通过一号单向升压DC/DC电路(21)与三元锂离子电池(3)的一号电源输入端连接，所述三元锂离子电池(3)的电源输出端通过磁谐振无线电能传输变换器(4)与电动汽车动力电池(5)的电源输入端连接；
所述光伏板(12)的电源输出端通过二号单向升压DC/DC电路(22)与三元锂离子电池(3)的二号电源输入端连接。
实现该装置的能量管理方法，它的具体方法为：
当三元锂离子电池(3)的SOC大于90％时，令与燃料电池(11)和光伏板(12)连接的一号单向升压DC/DC电路(21)和二号单向升压DC/DC电路(22)停止工作，当三元锂离子电池(3)的SOC低于90％时，启动一号单向升压DC/DC电路(21)和二号单向升压DC/DC电路(22)，使燃料电池(11)和光伏板(12)工作，为三元锂离子电池(3)充电，进而使三元锂离子电池(3)通过磁谐振无线电能传输变换器(4)为汽车动力电池(5)充电；充电结束条件为电动汽车动力电池(5)的SOC大于80％或三元锂离子(3)的电池剩余电量低于20％。
本发明适合于工作工作在生活小区或公司停车场地区。储能电池采用电动汽车退役的电池，可有效解决大规模电动汽车电池退役的梯次利用问题。该装置可实时显示储能电池剩余电量，供用户决定是否适用该充电宝对电动汽车进行充电。本发明完全摆脱了电动汽车充电受充电桩地点的束缚。
附图说明
下面结合附图和具体实施方法对本发明做进一步详细的说明。
图1为本发明的装置结构示意图；
图2是本发明一号单向升压DC/DC电路(21)的电路示意图；
图3是本发明二号单向升压DC/DC电路(22)的电路示意图；
图4是本发明的磁耦合无线电能传输变换器(桥式逆变加S-S谐振)(4)的电路示意图；
具体实施方式
具体实施方式一、下面结合图说明本实施方式，一种光-储-燃料电池的电动汽车大功率充电装置，它包括电动汽车动力电池(5)，所述电动汽车动力电池(5)用于给电动汽车提供动力；其特征是：它还包括移动储能装置(10)，所述移动储能装置(10)包括燃料电池(11)、光伏板(12)、一号单向升压DC/DC电路(21)、二号单向升压DC/DC电路(22)、三元锂离子电池(3)和磁谐振无线电能传输变换器(4)；
所述燃料电池(11)的输出端通过一号单向升压DC/DC电路(21)与三元锂离子电池(3)的一号输入端连接，所述三元锂离子电池(3)的输出端通过磁谐振无线电能传输变换器(4)与电动汽车动力电池(5)的输入端连接；
所述光伏板(12)的电源输出端通过二号单向升压DC/DC电路(22)与三元锂离子电池(3)的二号电源输入端连接。
本发明适合于工作在生活小区或公司停车场地区。储能电池采用电动汽车退役的电池，可有效解决大规模电动汽车电池退役的梯次利用问题。该装置可实时显示储能电池剩余电量，供用户决定是否适用该充电宝对电动汽车进行充电。本发明完全摆脱了电动汽车充电受充电桩地点的束缚。
实现该装置的能量管理方法，它的具体方法为：
当三元锂离子电池(3)的SOC大于90％时，令与燃料电池(11)和光伏板(12)连接的一号单向升压DC/DC电路(21)和二号单向升压DC/DC电路(22)停止工作，当三元锂离子电池(3)的SOC低于90％时，启动一号单向升压DC/DC电路(21)和二号单向升压DC/DC电路(22)，使燃料电池(11)和光伏板(12)工作，为三元锂离子电池(3)充电，进而使三元锂离子电池(3)通过磁谐振无线电能传输变换器(4)为汽车动力电池(5)充电；充电结束条件为电动汽车动力电池(5)的SOC大于80％或三元锂离子(3)的电池剩余电量低于20％。
具体实施方式三、下面结合图1-3说明本实施方式，本具体实施方式与具体实施方式一所述的一种风-光-储-燃料电池的电动汽车充电大功率装置的区别在于，一号单向升压AC/DC电路(21)采用桥式整流结合BOOST电路实现。

Claims (5)

1.一种光-储-燃料电池的电动汽车大功率充电装置，它包括电动汽车动力电池(5)，所述电动汽车动力电池(5)用于给电动汽车提供动力；其特征是：它还包括移动储能装置(10)，所述移动储能装置(10)包括燃料电池(11)、光伏板(12)、一号单向升压DC/DC电路(21)、二号单向升压DC/DC电路(22)、三元锂离子电池(3)和磁谐振无线电能传输变换器(4)；
所述燃料电池(11)的电源输出端通过一号单向升压DC/DC电路(21)与三元锂离子电池(3)的一号输入端连接，所述三元锂离子电池(3)的电源输出端通过磁谐振无线电能传输变换器(4)与电动汽车动力电池(5)的电源输入端连接；
所述光伏板(12)的电源输出端通过二号单向升压DC/DC电路(22)与三元锂离子电池(3)的二号电源输入端连接。
2.根据权利要求1所述的一种光-储-燃料电池的电动汽车大功率充电装置，其特征在于一号单向升压AC/DC电路(21)采用BOOST电路实现。
3.根据权利要求2所述的一种光-储-燃料电池的电动汽车大功率充电装置，其特征在于二号单向升压DC/DC电路(22)采用BOOST电路实现。
4.根据权利要求2所述的一种光-储-燃料电池的电动汽车大功率充电装置，其特征在于磁谐振无线电能传输变换器(4)采用桥式逆变电路结合S-S谐振电路实现。
5.实现权利要求1的一种光-储-燃料电池的电动汽车大功率充电装置的能量管理方法，它的具体方法为：
当三元锂离子电池(3)的SOC大于90％时，令与燃料电池(11)和光伏板(12)连接的一号单向升压DC/DC电路(21)和二号单向升压DC/DC电路(22)停止工作，当三元锂离子电池(3)的SOC低于90％时，启动一号单向升压DC/DC电路(21)和二号单向升压DC/DC电路(22)，使燃料电池(11)和光伏板(12)工作，为三元锂离子电池(3)充电，进而使三元锂离子电池(3)通过磁谐振无线电能传输变换器(4)为汽车动力电池(5)充电；充电结束条件为动电动汽车动力电池(5)的SOC大于80％或三元锂离子(3)的电池剩余电量低于20％。
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