一種電動汽車大功率快速智能充電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】實(shí)用新型公開了一種電動汽車大功率快速智能充電系統(tǒng)，其中，包括單片機(jī)、充電電路、溫度檢測電路、電流檢測電路、電壓檢測電路和顯示屏，所述顯示屏、充電電路、溫度檢測電路、電流檢測電路和電壓檢測電路分別連接單片機(jī)。本實(shí)用新型充電過程中的充電電壓、電流通過單片機(jī)實(shí)時控制，能快速穩(wěn)定地為不同類型和不同容量的蓄電池充電，并具有保護(hù)和延長蓄電池使用壽命的特性。
【專利說明】一種電動汽車大功率快速智能充電系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于電動汽車充電領(lǐng)域，特別是一種電動汽車大功率快速智能充電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會的發(fā)展，我國的汽車擁有量越來越大，而環(huán)境污染、能源短缺問題也日益嚴(yán)重。但目前的電動汽車還處在繼續(xù)研究階段，現(xiàn)階段存在的電動汽車整體結(jié)構(gòu)都不理想，其原因是:結(jié)構(gòu)復(fù)雜、底盤超重、成本高、耗能太大。電動汽車車載電池儲能太少，經(jīng)不起差速器、變速箱等過重、耗能太多的結(jié)構(gòu)的浪費(fèi)，因而導(dǎo)致電動汽車?yán)m(xù)行里程過短。蓄電池為電動汽車提供動力，而蓄電池充電性能直接影響蓄電池的使用和壽命。蓄電池一般分為鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池和鋰離子電池，由于蓄電池種類繁多且容量不一，不同種類和容量的蓄電池往往需要不同的充電器匹配，如果蓄電池的充電器匹配不合理，就會出現(xiàn)過充過熱等不安全現(xiàn)象，從而影響蓄電池的正常使用并縮短蓄電池壽命。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]有鑒于此，本實(shí)用新型的目的是提供一種電動汽車大功率快速智能充電系統(tǒng)，其充電過程中的充電電壓、電流通過單片機(jī)實(shí)時控制，能快速穩(wěn)定地為不同類型和不同容量的蓄電池充電，并具有保護(hù)和延長蓄電池使用壽命的特性。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:
[0005]一種電動汽車大功率快速智能充電系統(tǒng)，其中，包括單片機(jī)、充電電路、溫度檢測電路、電流檢測電路、電壓檢測電路和顯示屏，所述顯示屏、充電電路、溫度檢測電路、電流檢測電路和電壓檢測電路分別連接單片機(jī)。
[0006]作為優(yōu)選，所述單片機(jī)采用MC9S12XS128芯片。
[0007]作為優(yōu)選，所述電動汽車大功率快速智能充電系統(tǒng)還包括時鐘芯片，所述時鐘芯片連接單片機(jī)。
[0008]作為優(yōu)選，所述電動汽車大功率快速智能充電系統(tǒng)還包括鍵盤電路，所述鍵盤電路連接單片機(jī)。
[0009]作為優(yōu)選，所述電流檢測電路采用霍爾式電流傳感器。
[0010]作為優(yōu)選，所述溫度檢測電路采用熱敏電阻。
[0011]本實(shí)用新型的有益效果為:
[0012]本實(shí)用新型充電過程中的充電電壓、電流通過單片機(jī)實(shí)時控制，整個充電系統(tǒng)為反饋控制系統(tǒng)，單片機(jī)通過實(shí)時檢測充電過程中的電流、電壓及溫度監(jiān)測整個充電過程，有效地避免了充電過程中過流、過壓及過熱現(xiàn)象，使充電過程安全穩(wěn)定地進(jìn)行，能快速穩(wěn)定地為不同類型和不同容量的蓄電池充電，并具有保護(hù)和延長蓄電池使用壽命的特性。
[0013]本實(shí)用新型的其 他優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進(jìn)行闡述，并且在某種程度上，基于對下文的考察研究對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的，或者可以從本實(shí)用新型的實(shí)踐中得到教導(dǎo)。本實(shí)用新型的目標(biāo)和其他優(yōu)點(diǎn)可以通過下面的說明書或者附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)和獲得。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型的硬件原理圖；
[0015]圖2為本實(shí)用新型IBGT驅(qū)動芯片電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面通過具體實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0017]如圖1所示，本實(shí)用新型包括單片機(jī)、充電電路、溫度檢測電路、電流檢測電路、電壓檢測電路、時鐘芯片、看門狗、矩陣鍵盤和顯示屏，充電電路、溫度檢測電路、電流檢測電路、電壓檢測電路、時鐘芯片、看門狗、矩陣鍵盤和顯示屏。
[0018]本系統(tǒng)采用開關(guān)電源技術(shù)，最大功率為3500W，先將220V單相工頻交流電，經(jīng)4個二極管組成全橋電路進(jìn)行整流，再經(jīng)過大電容濾波得到300V左右的直流電，此時直流電中紋波較大。直流電通過由4個絕緣柵雙極晶體管(IGBT)組成的全橋逆變器，得到電壓可調(diào)的高頻交流電，經(jīng)高頻變壓器耦合到副邊，再經(jīng)全橋整流，最后經(jīng)電感電容濾波得到紋波很小的直流電為蓄電池充電。本系統(tǒng)能為不同類型的蓄電池及容量不同的蓄電池充電，其充電過程中的充電電壓、電流通過單片機(jī)實(shí)時控制，整個充電系統(tǒng)為反饋控制系統(tǒng)，單片機(jī)通過實(shí)時檢測充電過程中的電流、電壓及溫度監(jiān)測整個充電過程，有效地避免了充電過程中過流、過壓及過熱現(xiàn)象，使充電過程安全穩(wěn)定地進(jìn)行。
[0019]如圖2所示，本系統(tǒng)采用了逆變橋前的空氣開關(guān)，是為了防止電路中出現(xiàn)短路或大電流損壞蓄電池或電子器件。單片機(jī)通過檢測充電電流、電壓及溫度與充電前的設(shè)定值進(jìn)行比較，控制輸出4路PWM波到4個IGBT的柵極，從而控制其集電極到發(fā)射極電流通斷時間，達(dá)到控制輸出電壓的目的。由于選用了 4只IGBT組成全橋逆變器，每個IGBT需要一個M57962L芯片驅(qū)動，而每個M57662L芯片需要3個電壓等級即15V、10V、5v為其供電，其中5v電壓同時為MC9S12XS128單片機(jī)供電，本實(shí)施例中為一款功率為50W的變壓器，為單片機(jī)及4個M57962L芯片供電，其次級繞組輸出3組電壓，經(jīng)整流濾波穩(wěn)壓后，得到上述所需的3個電壓。
[0020]選用MC9S12XS128單片機(jī)作為控制核心進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和控制，其內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器8KB、程序存儲器 128KB，2 個 SC1、1 個 SP1、1 個 IICU 個 CAN、16 路 A/D、8 路 PWM、8 路 ECT模塊，其工作頻率為80MHz，運(yùn)算速度快，處理能力大大提高。該芯片集成了 16路12位高精度的A/D轉(zhuǎn)換器，能直接對蓄電池的充電電壓、電流及溫度進(jìn)行檢測，8路PWM可直接輸出到M57962L芯片控制IGBT的通斷，簡化了單片機(jī)外圍電路的設(shè)計。
[0021]電壓檢測電路選用電阻分壓式結(jié)構(gòu)，并聯(lián)在充電電路中監(jiān)測電壓信號，電壓信號從PADO 口經(jīng)單片機(jī)自帶A/D轉(zhuǎn)換器傳至單片機(jī)進(jìn)行處理，這種結(jié)構(gòu)能根據(jù)外面的實(shí)際電壓自動選用相應(yīng)的量程檢測電壓，使電壓越小時，檢測到的電壓精度越高，有助于更精確地控制充電過程中的充電電壓的變化。
[0022]電流檢測電路選用霍爾式電流傳感器檢測充電電流信號，并將檢測到的電流信號經(jīng)過一定的換算處理從PADl 口經(jīng)單片機(jī)自帶的A/D轉(zhuǎn)換器傳至單片機(jī)進(jìn)行處理，該傳感器精度高，能精確的檢測到充電電流0.1A的變化。
[0023]溫度檢測電路選用熱敏電阻檢測充電過程中電池溫度信號，實(shí)際應(yīng)用時將熱敏電阻貼在電池上檢測電池溫度，該熱敏電阻能準(zhǔn)確檢測到充電過程中電池溫度的變化量，溫度信號經(jīng)PAD2 口傳至單片機(jī)進(jìn)行處理，防止充電過程中電池過熱，使充電過程能平穩(wěn)、安全的進(jìn)行。
[0024]顯示屏選用帶中文字庫的12864液晶屏，液晶屏模塊與單片機(jī)的PA、PB 口相連，能實(shí)時顯示充電過程中的充電電壓、充電電流以及電池的端電壓和溫度，并在空閑時能顯示日歷、4路PWM波的占空比等。
[0025]鍵盤電路選用4x4矩陣鍵盤。通過按鍵可切換到蓄電池充電方法選擇、充電參數(shù)設(shè)定、日歷調(diào)整、4路PWM波的占空比顯示及充電電壓、充電電流、電池的端電壓和溫度顯示等界面。
[0026]電池檢測程序完成后，開始對電池進(jìn)行小電流充電，充電速率約為1/5C左右；當(dāng)小電流充電至電池電壓達(dá)到參考值時，系統(tǒng)進(jìn)入恒流充電階段，此階段為蓄電池的快速充電階段，充電速率為1-2C;當(dāng)充電電壓達(dá)到設(shè)定的電池的最大充電電壓時，系統(tǒng)進(jìn)入恒壓充電階段，隨著電池電壓逐漸上升，充電電流逐漸減??；當(dāng)充電電流減d，N設(shè)定參考值時，系統(tǒng)判斷蓄電池充足停止充電。
[0027]充電過程中不斷監(jiān)測電池電壓是否超過安全值、溫度或溫度變化率是否達(dá)到限定值，如有上述情況立即終止充電。檢測電池電壓是為了防止鋰離子電池和鉛蓄電池過充，檢測溫度和溫度變化率是否達(dá)到限定值，是為了防止鎳氫和鎳鎘電池過充。
[0028]最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本實(shí)用新型的技術(shù)方案所做的其他修改或者等同替換，只要不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種電動汽車大功率快速智能充電系統(tǒng)，其特征在于:包括單片機(jī)、充電電路、溫度檢測電路、電流檢測電路、電壓檢測電路和顯示屏，所述顯示屏、充電電路、溫度檢測電路、電流檢測電路和電壓檢測電路分別連接單片機(jī)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種電動汽車大功率快速智能充電系統(tǒng)，其特征在于:所述單片機(jī)采用MC9S12XS128芯片。
3.如權(quán)利要求1所述的一種電動汽車大功率快速智能充電系統(tǒng)，其特征在于:所述電動汽車大功率快速智能充電系統(tǒng)還包括時鐘芯片，所述時鐘芯片連接單片機(jī)。
4.如權(quán)利要求1所述的一種電動汽車大功率快速智能充電系統(tǒng)，其特征在于:所述電動汽車大功率快速智能充電系統(tǒng)還包括鍵盤電路，所述鍵盤電路連接單片機(jī)。
5.如權(quán)利要求1所述的一種電動汽車大功率快速智能充電系統(tǒng)，其特征在于:所述電流檢測電路采用霍爾式電流傳感器。
6.如權(quán)利要求1所述的一種電動汽車大功率快速智能充電系統(tǒng)，其特征在于:所述溫度檢測電路采用熱敏電阻。
【文檔編號】H02J7/00GK203617756SQ201320821491
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2013年12月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月16日
【發(fā)明者】李復(fù)活 申請人:河南速達(dá)電動汽車科技有限公司