CN109808536A - 一种风-光-储-燃料电池的电动汽车充电大功率装置及能量管理方法 - Google Patents

一种风-光-储-燃料电池的电动汽车充电大功率装置及能量管理方法 Download PDF

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李建秋
卢兰光
王贺武
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Abstract

一种风‑光‑储‑燃料电池的电动汽车充电大功率装置及能量管理方法，涉及电动汽车快速充电技术。是为了解决电动汽车充电受充电桩地点限制的问题，本发明适合于工作在生活小区或公司停车场地区。本装置中，燃料电池连接单向升压DC/DC变换器，光伏板连接单向升压DC/DC变换器，风力发电机连接AC/DC变换器，三者共同为三元锂离子电池供电，三元锂离子电池与隔离型DC/DC变换器连接，隔离型DC/DC变换器输出连接电动汽车动力电池，为动力电池充电。

Description

一种风-光-储-燃料电池的电动汽车充电大功率装置及能量 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。
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，从而提供了一种风-光-储- 燃料电池的电动汽车充电大功率装置及能量管理方法。
一种风-光-储-燃料电池的电动汽车充电大功率装置，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)、风力发电机(13)、一号单 向升压DC/DC电路(21)、二号单向升压DC/DC电路(22)、AC/DC电路(23)、三元锂 离子电池(3)和隔离型DC/DC变换器路(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)通过隔离型DC/DC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)通过二号单向升压DC/DC电路(22)与三元锂离子电池(3)的二号输入端连接；
所述风力发电机(13)的电源输出端通过AC/DC电路(23)与三元锂离子电池(3)的三号电源输入端连接。
实现该装置的能量管理方法，它的具体方法为：
对于三元锂离子电池(3)：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)、光伏板(12)和风 力发电机(13)连接的一号单向升压DC/DC电路(21)、二号单向升压DC/DC电路(22) 和AC/DC电路(23)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)、二号单向升压DC/DC电路(22)和AC/DC电路(23)，)使 燃料电池(11)、光伏板(12)和风力发电机(13)工作/DC工作，共同为三元锂离子电池 (3)充电；三元锂离子电池(3)通过隔离型DC/DC变换器(4)为汽车动力电池(5)充电。 本发明适合于工作工作在生活小区或公司停车场地区。供用户决定是否适对电动汽车进行充 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)和二号单向升压DC/DC电路(22)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AC/DC电路(23)的电路示意图；
图5是本发明隔离型DC/DC变换器路(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1说明本实施方式，一种风-光-储-燃料电池的电动汽车充 电大功率装置，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)、风力发电机(13)、一号单向升压DC/DC电路(21)、二号单 向升压DC/DC电路(22)、AC/DC电路(23)、三元锂离子电池(3)和隔离型DC/DC变 换器路(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)通过隔离型DC/DC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)通过二号单向升压DC/DC电路(22)与三元锂离子电池(3)的二号输入端连接；
所述风力发电机(13)的电源输出端通过AC/DC电路(23)与三元锂离子电池(3)的三号电源输入端连接。
本发明适合于工作在光照、风力充足的地区，可以安置在停车场、道路停车位附近或者 高速公路应急车道旁。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。
电动汽车充电宝(10)中，光伏板(1)连接单向升压DC/DC变换器(2)单向升压DC/DC变换器(2)输出连接梯次利用储能电池(3)，梯次利用储能电池(3)输出连接单向DC/DC 变换电路(4)，单向DC/DC变换电路(4)输出连接电动汽车动力电池(5)，为动力电池 充电。当储能电池电量过低时，可以通过与之连接的单向AC/DC变换器，AC/DC输入端连 接电网，AC/DC输出端连接电源接口插座，为储能电池充电。
本发明适合于工作在生活小区或公司停车场地区。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：
对于三元锂离子电池(3)：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)、光伏板(12)和风 力发电机(13)连接的一号单向升压DC/DC电路(21)、二号单向升压DC/DC电路(22) 和AC/DC电路(23)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)、二号单向升压DC/DC电路(22)和AC/DC电路(23)，使燃 料电池(11)、光伏板(12)和风力发电机(13)工作工作，共同为三元锂离子电池(3)充 电；三元锂离子电池(3)通过隔离型DC/DC变换器(4)为汽车动力电池(5)充电。。
具体实施方式二、下面结合图1-2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 DC/DC电路(21)采用BOOST电路实现。
具体实施方式三、下面结合图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，二号单向升压DC/DC 电路(22)采用BOOST电路实现。
具体实施方式四、下面结合图4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，单相AC/DC电路(23) 采用桥式整流结合BUCK电路实现。

Claims (5)

1.一种风-光-储-燃料电池的电动汽车充电大功率装置，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)、风力发电机(13)、一号单向升压DC/DC电路(21)、二号单向升压DC/DC电路(22)、AC/DC电路(23)、三元锂离子电池(3)和隔离型DC/DC变换器路(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)通过隔离型DC/DC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)通过二号单向升压DC/DC电路(22)与三元锂离子电池(3)的二号输入端连接；
所述风力发电机(13)的电源输出端通过AC/DC电路(23)与三元锂离子电池(3)的三号电源输入端连接。
2.根据权利要求1所述的一种风-光-储-燃料电池的电动汽车充电大功率装置，其特征在于一号单向升压DC/DC电路(21)采用BOOST电路实现。
3.根据权利要求2所述的一种风-光-储-燃料电池的电动汽车充电大功率装置，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所述的一种风-光-储-燃料电池的电动汽车充电大功率装置，其特征在于单向AC/DC电路(23)采用桥式整流结合BUCK电路实现。
5.实现权利要求1的一种风-光-储-燃料电池的电动汽车充电大功率装置的能量管理方法，对于三元锂离子电池(3)：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)、光伏板(12)和风力发电机(13)连接的一号单向升压DC/DC电路(21)、二号单向升压DC/DC电路(22)和AC/DC电路(23)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)、二号单向升压DC/DC电路(22)和AC/DC电路(23)，)使燃料电池(11)、光伏板(12)和风力发电机(13)工作/DC工作，共同为三元锂离子电池(3)充电；三元锂离子电池(3)通过隔离型DC/DC变换器(4)为汽车动力电池(5)充电。
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