一种电动汽车供电系统及其控制方法

本发明涉及电动汽车技术领域，公开了一种电动汽车供电系统及其控制方法，该系统包括双电源装置和充电装置，采用双电源装置给电动汽车的驱动电机供电；双电源装置包括有主电源模块、备用电源模块和电源切换模块；充电装置设置有充电隔间；备用电源模块与电源切换模块之间设有带插头的底座，实现插接式连接；电源切换模块可以控制主电源模块与备用电源模块切换供电续航，充电装置为充电墙形式，备用电源模块能够在充电墙集中充电，备用电源模块电量耗尽时可以与充满电的备用电源模块互换，解决续航能力，不再局限于城市交通，实现跑高速不受限制；不需要充电桩，节省大量土地资源，大大减少电动汽车充电桩投资成本和改造建设成本。

技术领域

本发明属于电动汽车技术领域，特别涉及一种电动汽车供电系统及其控制方法。

背景技术

随着地球环境的日益恶化，如何节能减排，降低环境污染，已经成为世界关注的焦点问题，而传统交通运输业的迅速发展也是导致环境污染的重要因素之一。传统的汽车发动机在给汽车提供强大动力的同时也消耗了大量的能源，并排放大量尾气而导致严重的大气污染。

因此，发展电动汽车，采用清洁能源，已成为各国城市公共运输系统的发展方向，这将对降低城市环境污染发挥重要作用。

但是，目前电动汽车无法给汽车提供长久的动力，当电动汽车自带电源的电量不足时需要在固定位置的充电桩进行充电，而建造充电桩需要增加投资成本和改造建设成本，并且如果充电时间长或者需要频繁地充电都会给电动汽车的使用带来极大地不便。

并且，由于传统的电动汽车续航能力低，充电时间长，而由于充电桩建设成本高，高速上许多地方并没有建造充电桩，因此传统的电动汽车会局限于城市交通，不适合上高速跑长途。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种电动汽车供电系统及其控制方法，可以通过电源切换模块切换至备用电源模块为电动汽车的汽车供电，延长行驶时间，续航能力强，不再局限于城市交通，实现跑高速不受限制。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种电动汽车供电系统，包括双电源装置和充电装置，所述双电源装置与电动汽车的驱动电机电连接，所述双电源装置包括有主电源模块、备用电源模块和电源切换模块；所述充电装置设置有2个以上的能够对备用电源模块进行充电的充电隔间；

所述主电源模块与备用电源模块分别与电源切换模块电连接，所述电源切换模块与电动汽车的驱动电机电连接，且所述电源切换模块能够控制主电源模块输出至电动汽车的驱动电机时，切断备用电源模块输出至电动汽车的驱动电机；或控制备用电源模块输出至电动汽车的驱动电机时，切断主电源模块输出至电动汽车的驱动电机；

所述备用电源模块与电源切换模块之间设置有能够固定备用电源模块的带有插头的底座，使备用电源模块与电源切换模块之间通过带有插头的底座实现插接式连接，从而使备用电源模块能够拆卸更换。

在本发明中，所述主电源模块为电动汽车的自带电源，当主电源模块的电量消耗一定程度时，可以通过电源切换模块切换至备用电源模块为电动汽车的汽车供电，延长行驶时间，备用电源模块电量耗尽时可以通过充电装置进行更换，续航能力强，不再局限于城市交通，实现跑高速不受限制；充电装置可以设置于加油站、高速公路服务区等充电点，由于备用电源模块可以拆下放置于充电装置的充电隔间内进行充电，然后从充电装置另外的充电隔间中拿出充满电的备用电源模块进行更换，整个过程只需要3-5分钟，电动汽车就能够离开充电点继续行驶，而传统的通过充电桩对电动汽车充电则需要几个小时；而且充电装置可以设置多个充电隔间，占地面积小，投资成本少，而且改造安装具有间隔式充电隔间的充电装置更加方便快捷，不需要充电桩形式的车位，节省大量土地资源，而且大大减少电动汽车充电桩投资成本和改造建设成本。

进一步地，所述电源切换模块包括有主电源输入端、备用电源输入端、开关电路和电源输出端，所述开关电路通过主电源输入端与主电源模块电连接，所述开关电路通过备用电源输入端与备用电源模块电连接，所述开关电路通过电源输出端与电动汽车的驱动电机电连接，所述开关电路能够控制主电源输入端有电压输入时，切断所述备用电源模块输出至电源输出端，或控制备用电源输入端有电压输入时，切断所述主电源模块输出至电源输出端。在发明中，开关电路为现有技术，能够控制主电源模块和备用电源模块可以相互切换给电动汽车的驱动电机供电的即可。

进一步地，所述充电装置包括有支撑座和充电箱，所述支撑座固定于充电箱的底部起到支撑作用，可以将充电装置直接放置于地面上；或者，所述充电装置包括有充电箱，所述充电箱的背部设置有安装结构，能够将充电箱安装于墙面上，形成充电墙，合理利用空间，减少占地面积。

所述充电隔间设置于充电箱内，所述充电隔间内设置有能够对备用电源模块进行充电的充电设备。

在本发明中，备用电源模块为电动汽车的备用电池，能够对备用电池进行充电的充电设备为现有技术，将备用电池放入充电隔间内，即可通过充电设备对备用电池进行充电。

进一步地，所述充电箱内的充电隔间为前后两端设有开口的方形空腔，2个以上的充电隔间间隔均匀的排列于充电箱内，相邻的充电隔间之间设有阻挡壁。在本发明中，充电隔间的尺寸大小与备用电池的大小相适配，根据不同规格的备用电池可以建造不同大小的充电隔间，充电间隔的数量可以根据现场的安装条件以及车流量而设置。

进一步地，所述充电隔间的前端开口处设置有自动开关门，所述充电箱还设置有控制装置，所述控制装置连接有操作显示屏，所述操作显示屏凸出于充电箱的前侧外壁，所述控制装置与自动开关门电连接，使控制装置能够控制自动开关门的开关。在本发明中，控制装置、自动开关门以及操作显示屏的操作界面为现有技术，能够通过操作显示屏使控制装置控制自动开关门的开关即可，所述操作显示屏上可以设置有二维码，用户可以通过扫描二维码或者其他方式进行付费后，控制装置控制某个装有充满电的备用电池的充电隔间的自动开关门打开，从而可以用没有电的备用电池更换已经充满电的备用电池，操作方便。

进一步地，所述充电箱的前端安装有支撑架，所述支撑架对应每个充电隔间的位置均设置有安装卡位，所述自动开关门安装于所述安装卡位内。在本发明中，通过支撑架的设置能够更加稳定的将自动开关门安装于对应位置。

进一步地，所述自动开关门的外侧设置有弧形把手。在本发明中，当用户通过操作显示屏的操作进行付费后，控制装置会随机打开任意一个装有满电的备用电池的充电隔间的自动开关门，自动开关门弹出后可以拉动弧形把手，方便将备用电池放入充电隔间内，然后关上自动开关门，使用更方便。

进一步地，所述充电隔间的后端开口处设置有散热风扇。在本发明中，通过散热风扇的设置能够使充电隔间内的备用电池更好的散热，防止备用电池过热影响使用寿命，安全性更好。

进一步地，所述散热风扇包括有扇叶、电机和外壳，所述外壳固定于充电隔间的后端开口处，所述外壳为镂空结构，所述电机的一端与外壳固定，所述电机的另一端设有输出轴，且所述电机的输出轴与扇叶连接，从而带动扇叶转动。在本发明中，通过上述外壳的设置使散热风扇方便安装，其镂空结构的设置为了更好的进行散热，电机可以内置电源也可以连接外部电源。

进一步地，当充电箱固定于墙面上时，需要在充电箱的背部设置安装结构，没有设置散热风扇时，可以直接将充电箱固定于墙面上，当设置有散热风扇时，安装结构设置为固定架，所述固定架包括有固定板和安装板，所述安装板安装于墙面上，所述固定板固定于充电箱的顶部，且所述固定板的一端往充电箱的后侧延伸后与安装板固定连接，使安装板与散热风扇之间形成通风腔，散热效果好；

当充电箱通过支撑座放置于地面上时，则无需设置安装结构，设置有散热风扇使，只需在充电箱的背部留有空隙，方便散热即可。

本发明还提供一种电动汽车供电系统的控制方法，包括：

双电源装置通过电源切换模块控制切断备用电源模块输出至电动汽车的驱动电机；

将备用电源模块与电源切换模块的连接端从带有插头的底座拔出；

打开充电隔间，将充满电的备用电源模块拿出，替换原有的备用电源模块通过带有插头的底座与电源切换模块连接，电源切换模块控制备用电源模块输出至电动汽车的驱动电机。

在本发明中，通过上述控制方法可以使电动汽车从充电需要的几个小时缩短至更换电池形式的几分钟，将备用电池可以独立分离出来，采用插接式的连接方便替换，使用更方便。

本发明的有益效果在于：相比于现有技术，在本发明中，当主电源模块的电量消耗一定程度时，可以通过电源切换模块切换至备用电源模块为电动汽车的汽车供电，延长行驶时间，备用电源模块电量耗尽时可以通过充电装置进行更换；充电装置可以设置于加油站、高速公路服务区等充电点，由于备用电源模块可以拆下放置于充电装置的充电隔间内进行充电，然后从充电装置另外的充电隔间中拿出充满电的备用电源模块进行更换，整个过程只需要3-5分钟，电动汽车就能够离开充电点继续行驶，而传统的通过充电桩对电动汽车充电则需要几个小时；而且充电装置可以设置多个充电隔间，占地面积小，投资成本少，而且改造安装具有间隔式充电隔间的充电装置更加方便快捷，不需要充电桩形式的车位，节省大量土地资源，而且大大减少电动汽车充电桩投资成本和改造建设成本。

附图说明null实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖向”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

参见图1-8所示，本实施例提供一种电动汽车供电系统，包括双电源装置和充电装置，双电源装置与电动汽车的驱动电机1电连接，双电源装置包括有主电源模块2、备用电源模块3和电源切换模块4；充电装置设置有多个能够对备用电源模块3进行充电的充电隔间521；

主电源模块2与备用电源模块3分别与电源切换模块4电连接，电源切换模块4与电动汽车的驱动电机1电连接，且电源切换模块4能够控制主电源模块2输出至电动汽车的驱动电机1时，切断备用电源模块3输出至电动汽车的驱动电机1；或控制备用电源模块3输出至电动汽车的驱动电机1时，切断主电源模块2输出至电动汽车的驱动电机1；

备用电源模块3与电源切换模块4之间设置有能够固定备用电源模块3的带有插头的底座，底座与备用电源模块3固定连接，对备用电源模块3起到支撑作用，使备用电源模块3与电源切换模块4之间通过带有插头的底座实现插接式连接，从而使备用电源模块3能够拆卸更换。

在本发明中，主电源模块2为电动汽车的自带电源，当主电源模块2的电量消耗一定程度时，可以通过电源切换模块4切换至备用电源模块3为电动汽车的汽车供电，延长行驶时间，备用电源模块3电量耗尽时可以通过充电装置进行更换；充电装置可以设置于加油站、高速公路服务区等充电点，由于备用电源模块3可以拆下放置于充电装置的充电隔间521内进行充电，然后从充电装置另外的充电隔间521中拿出充满电的备用电源模块3进行更换，整个过程只需要3-5分钟，电动汽车就能够离开充电点继续行驶，而传统的通过充电桩对电动汽车充电则需要几个小时；而且充电装置可以设置多个充电隔间521，占地面积小，投资成本少，而且改造安装具有间隔式充电隔间521的充电装置更加方便快捷，不需要充电桩形式的车位，节省大量土地资源，而且大大减少电动汽车充电桩投资成本和改造建设成本。

实施例2：

参见图1所示，本实施例是在上述实施例1的基础上进行优化限定。

电源切换模块4包括有主电源输入端41、备用电源输入端42、开关电路43和电源输出端44，开关电路43通过主电源输入端41与主电源模块2电连接，开关电路43通过备用电源输入端42与备用电源模块3电连接，开关电路43通过电源输出端44与电动汽车的驱动电机1电连接，开关电路43能够控制主电源输入端41有电压输入时，切断备用电源模块3输出至电源输出端44，或控制备用电源输入端42有电压输入时，切断主电源模块2输出至电源输出端44。在发明中，开关电路43为现有技术，能够控制主电源模块2和备用电源模块3可以相互切换给电动汽车的驱动电机1供电的即可。

实施例3：

参见图7-8所示，本实施例是在上述实施例1的基础上进行优化限定。

充电装置包括有支撑座51和充电箱52，支撑座51固定于充电箱52的底部起到支撑作用，可以将充电装置直接放置于地面上，充电隔间521设置于充电箱52内，充电隔间521内设置有能够对备用电源模块3进行充电的充电设备。在本发明中，备用电源模块3为电动汽车的备用电池，能够对备用电池进行充电的充电设备为现有技术，将备用电池放入充电隔间521内，即可通过充电设备对备用电池进行充电。

实施例4：

参见图2-6所示，本实施例是在上述实施例1的基础上进行优化限定。

充电装置包括有充电箱52，充电箱52的背部设置有安装结构，能够将充电箱52安装于墙面上，形成充电墙，合理利用空间，减少占地面积。充电隔间521设置于充电箱52内，充电隔间521内设置有能够对备用电源模块3进行充电的充电设备。

实施例5：

参见图2-8所示，本实施例是在上述实施例3或4的基础上进行优化限定。

充电箱52内的充电隔间521为前后两端设有开口的方形空腔，充电隔间521设置为6排8列间隔均匀的排列于充电箱52内，相邻的充电隔间521之间设有阻挡壁522。

充电隔间521的前端开口处设置有自动开关门53，充电箱52还设置有控制装置，控制装置连接有操作显示屏54，操作显示屏54凸出于充电箱52的前侧外壁，控制装置与自动开关门53电连接，使控制装置能够控制自动开关门53的开关。在本发明中，控制装置、自动开关门53以及操作显示屏54的操作界面为现有技术，能够通过操作显示屏54使控制装置控制自动开关门53的开关即可，操作显示屏54上可以设置有二维码，用户可以通过扫描二维码或者其他方式进行付费后，控制装置控制某个装有充满电的备用电池的充电隔间521的自动开关门53打开，从而可以用没有电的备用电池更换已经充满电的备用电池，操作方便。

其中，左侧的6列充电隔间521每列均有6个充电隔间521，右侧的2列设有6个充电隔间521，使充电箱52的右侧上部空出一部分位置，用于安装操作显示屏54。

在本发明中，充电隔间521的尺寸大小与备用电池的大小相适配，根据不同规格的备用电池可以建造不同大小的充电隔间521，充电间隔的数量可以根据现场的安装条件以及车流量而设置。

实施例6：

参见图2、5、7所示，本实施例是在上述实施例5的基础上进行优化限定。

充电箱52的前端安装有支撑架6，支撑架6对应每个充电隔间521的位置均设置有安装卡位，自动开关门53安装于安装卡位内。在本实施例中，通过支撑架6的设置能够更加稳定的将自动开关门53安装于对应位置。

实施例7：

参见图2、5、7所示，本实施例是在上述实施例5的基础上进行优化限定。

自动开关门53的外侧设置有弧形把手7。在本实施例中，当用户通过操作显示屏54的操作进行付费后，控制装置会随机打开任意一个装有满电的备用电池的充电隔间521的自动开关门53，自动开关门53弹出后可以拉动弧形把手7，方便将备用电池放入充电隔间521内，然后关上自动开关门53，使用更方便。

实施例8：

参见图3-4、6、8所示，本实施例是在上述实施例5的基础上进行优化限定。

每个充电隔间521的后端开口处均独立设置有散热风扇8。在本实施例中，每个充电隔间521的散热风扇8独立设置，当充电隔间521内的充电设备工作时，该充电隔间521对应的散热风扇8才会启动，可以通过现有技术控制；通过散热风扇8的设置能够使充电隔间521内的备用电池更好的散热，防止备用电池过热影响使用寿命，安全性更好。

具体地，散热风扇8包括有扇叶81、电机82和外壳83，外壳83固定于充电隔间521的后端开口处，外壳83为镂空结构，电机82的一端与外壳83固定，电机82的另一端设有输出轴，且电机82的输出轴与扇叶81连接，从而带动扇叶81转动。在本实施例中，通过上述外壳83的设置使散热风扇8方便安装，其镂空结构的设置为了更好的进行散热，电机82可以内置电源也可以连接外部电源。

实施例9：

参见图5-6所示，本实施例是在上述实施例8的基础上进行优化限定。

充电箱52固定于墙面上时，需要在充电箱52的背部设置安装结构，当设置有散热风扇8时，安装结构设置为固定架，固定架包括有固定板10和安装板20，安装板20安装于墙面上，固定板10固定于充电箱52的顶部，且固定板10的一端往充电箱52的后侧延伸后与安装板20一体成型垂直固定连接，使安装板20与散热风扇8之间形成通风腔，散热效果好。

实施例10：

参见图1-8所示，本实施例提供一种电动汽车供电系统的控制方法，包括：

双电源装置通过电源切换模块4控制切断备用电源模块3输出至电动汽车的驱动电机1；

将备用电源模块3与电源切换模块4的连接端从带有插头的底座拔出；

通过操作显示屏54进行付费后，控制装置控制自动开关门53打开，从而将充电隔间521内的充满电的备用电源模块3拿出，替换原有的备用电源模块3通过带有插头的底座与电源切换模块4连接，电源切换模块4控制备用电源模块3输出至电动汽车的驱动电机1。

在本发明中，通过上述控制方法可以使电动汽车从充电需要的几个小时缩短至更换电池形式的几分钟，备用电池相对于电动汽车的自带电池，可以设置为功率较小的电池，方便更换，备用电池可以通过底座固定于电动汽车内，可以安装于电动汽车的空余位置，将备用电池可以独立分离出来，采用插接式的连接方便替换，使用更方便。

本发明的电动汽车供电系统的应用具有如下优势：

1、使用本发明的电动汽车供电系统的电动汽车可以通过备用电池像燃油车一样轻松解决续航能力，不再局限于城市交通。完全实现跑高速没有限制。

2、不需要充电桩。

3、不需要占用停车场车位。

4、不改变原车结构，不改变原车电池安装布局。

5、可以直接对多电池块充电。

6、采用集中的能够形成充电墙的充电装置充电可以满足更多电动汽车数量。

7、节约大量土地资源。

8、备用电池体积小重量轻，不需要专业人员，不需要专用设备就可以更换安装，适用于多种类型的车。

9、投资成本最小化，技术简单化。

10、故障率更少。

11、更便于电动汽车的推广使用，符合节能减排环保的国家政策。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。