專利名稱：電動汽車電池智能充電器的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及一種電動汽車電池充電裝置，尤其是涉及一種具有識別鎳氫電池和鉛酸蓄電池，并自動選擇相應控制模塊對所述鎳氫電池或鉛酸蓄電池進行快速充電的電動汽車電池智能充電裝置。
背景技術(shù)：
電池是電動汽車的關(guān)鍵動力輸出單位，在鉛酸蓄電池、鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰電池和燃料電池等幾種常用電池中，因為具有能量比大、重量輕、溫度特性好，污染低，記憶效果不明顯等特點，鉛酸蓄電池、鎳氫電池在電動汽車中使用很普遍。然而,往往由于充電方法的不正確，充電不穩(wěn)定，造成充電電池的實際使用壽命遠遠低于規(guī)定的壽命。也就是說,很多電池不是被用壞而是被充電充壞的。可見，充電器性能的優(yōu)劣對電池的使用壽命具有很大影響。

實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有汽車電池充電器不能識別不同電池類型、充電不穩(wěn)定，充電電池的實際使用壽命低的缺陷，提供一種具有識別鎳氫電池和鉛酸蓄電池，并能自動選擇相應控制模塊對所述鎳氫電池或鉛酸蓄電池進行快速充電的電動汽車電池智能充電器。
本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的其包括鍵盤，所述鍵盤與單片機輸入接口相連，所述單片機與顯示器、脈沖移相電路、電流互感器、電壓傳感器、電流傳感器、上位機接口相連，整流電路與電流互感器相連，所述電流互感器與功率開關(guān)電路相連，所述功率開關(guān)電路與高頻變壓器相連，所述高頻變壓器與整流濾波電路相連，所述脈沖移相電路與脈沖驅(qū)動電路相連。
所述單片機優(yōu)選C8051F040單片機。
功率開關(guān)優(yōu)選IGBT管。
所述脈沖移相電路優(yōu)選UCC3895芯片。
所述脈沖移相電路優(yōu)選UCC3895芯片，脈沖驅(qū)動電路優(yōu)選IR2110芯片所述顯示器優(yōu)選液晶顯示器。
使用時，將整流濾波電路與需充電的汽車動力電池相連。
本實用新型，充電器電路主要包括主充電電路和單片機控制電路兩部分，由于采用智能充電，根據(jù)不同的電池，每個階段充電電壓和充電電流都不同。充電時，單片機自動檢測充電電池的充電電流、充電電壓、電池溫度，防止電路過壓和過流，電池溫度過高，還可以通過檢測電池電壓電流值來決定是否應當切換到下一個充電階段。同時，通過單片機給出每一階段的充電電壓值或是電流值，與采樣所得的對應電壓電流值進行比較，通過脈沖移相芯片UCC3895改變PWM值來改變功率管的導通時間，達到在不同電池不同階段得到不同穩(wěn)定的輸出值的目的。
由于本實用新型具有識別鎳氫電池和鉛酸蓄電池，并能自動選擇相應控制模塊對所述鎳氫電池或鉛酸蓄電池進行充電的能力，可以實時監(jiān)測電動汽車的充電參數(shù)，因而可以實現(xiàn)對電動汽車蓄電池進行快速、穩(wěn)定、有效的充電控制，有利于大大延長汽車動力電池的使用壽命。


圖1為本實用新型一實施例的整體結(jié)構(gòu)框圖；圖2為圖1所示實施例PWM主充電電路圖；圖3為圖1所示實施例單片機脈寬調(diào)制電路圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明。
參照圖1,本實施例包括鍵盤8，鍵盤8與單片機C8051F040 10的I/O 口相連，通過鍵盤8可設置充電參數(shù)；單片機C8051F040 10與液晶顯示器9相連，單片機C8051F040 10控制液晶顯示器9顯示充電電流、充電電壓、電池溫度、充電時間及相關(guān)的充電階段及狀態(tài)；單片機C8051F040 10的內(nèi)部PWM(脈沖寬度調(diào)制)電路與脈沖移相控制芯片UCC3895 7相連，單片機C8051F040 10通過脈沖移相控制芯片UCC3895 7改變脈沖寬度來改變功率管的導通時間，達到在不同電池不同階段得到不同穩(wěn)定的輸出電流電壓值的目的；脈沖移相控制芯片UCC3895 7與脈沖驅(qū)動芯片IR2110 6相連，增加PWM脈沖信息驅(qū)動能力；單片機C8051F040 10的A/D電路輸入端與電流互感器2輸出端相連，電流互感器2對充電電流大小進行檢測，為單片機C8051F040提供充電電池電流大小的判斷依據(jù)；單片機C8051F040 10的A/D電路輸入端與電壓傳感器11雙向連接，為單片機C8051F040 IO提供充電電池電壓大小的判斷依據(jù)；單片機C8051F040 10的I2C部分與溫度傳感器12雙向連接，為單片機C8051F040 10提供充電電池溫度高低的判斷依據(jù)；單片機C8051F040 10的串行口部分與上位機13相連，完成檢測數(shù)據(jù)、充電數(shù)據(jù)上傳；220V整流電路l輸出端與電流互感器2輸入端相連，完成充電電流檢測；電流互感器2輸出端與功率開關(guān)電路3輸入端相連，為功率開關(guān)電路3提供電源電壓；功率開關(guān)電路3輸出端與高頻變壓器4輸入端相連，功率開關(guān)電路3與高頻變壓器4配合，將直流電壓變?yōu)槊}沖寬度可變的高頻電壓；高頻變壓器4輸出端與整流濾波電路5輸入
4端相連，將高頻變壓器饋送的可變的高頻電壓經(jīng)整流濾波電路得到所需的可控的直流電壓。
使用時，將整流濾波電路5輸出端與汽車動力電池14相連，為汽車不同動力電池、不同的充電階段提供充電電流與充電電壓。
參照圖2， 300伏以上的直流電源正端流經(jīng)電流互感器T1，為主充電電路提供電源，其一接到功率開關(guān)IGBTQ1管、功率開關(guān)IGBTQ3管的漏極，其二接到電容C1、電容C2、電容C5一個引腳，其三接二極管D1、 二極管D2、 二極管D5的負端，其四是與變壓器T2初級的一個腳相聯(lián)；300伏以上的直流電源負端其一接到功率開關(guān)IGBTQ2管、功率開關(guān)IGBTQ4管的源極，其二接到電容C3、電容C4、電容C6的一個引腳，其三是接到D3、 D4、 D6的正端；功率開關(guān)IGBTQ1管的源極與功率開關(guān)IGBTQ2管的漏相聯(lián)，并接到電容C1、電容C3的一個腳和二極管D1正端、二極管D3負端；功率開關(guān)IGBTQ3管的源極與功率開關(guān)IGBTQ4管的漏極相聯(lián)，并接到電容C2、電容C4的一個腳和二極管D2正端、二極管D4負端，且與電感L1、電感L2—端相聯(lián)電感L1的另一端與電容C5、電容C6的一個引腳相聯(lián)，接到二極管D5正、二極管D6負端；電感L2的另一端與變壓器T2初級的另一個腳相聯(lián)；變壓器次級的一個腳與二極管D7的正端相聯(lián)；變壓器次級的另一個腳與二極管D8的正端相聯(lián)；變壓器次級的中心抽頭接充電電池負端和電容C7的三個腳；二極管D7、 二極管D8的負端相聯(lián)接到電感L3的一個腳，電感L3的另一個腳接電容C7的另一個腳和充電電池正端。
參照圖3， (1)脈沖移相芯片U1相關(guān)引腳連接關(guān)系由單片機輸出的控制PWM脈沖加到脈沖移相芯片UCC3895的9、 10腳，完成對電池充電控制作用；脈沖移相芯片Ul的8腳外接電位器RW2， 7腳外接電容C9，同時連接到3腳；5腳接地；4腳接電容C8，并與電位器RW1的一個腳相聯(lián)；l腳和2腳相聯(lián)；ll腳接地；13腳與脈沖驅(qū)動芯片U3的12相聯(lián)；14腳與脈沖驅(qū)動芯片U3的9腳相聯(lián)；15腳接電源Vcc; 16腳外接電容C11; 17腳與脈沖驅(qū)動芯片U2的12腳相聯(lián)；18腳與脈沖驅(qū)動芯片U2的9腳相聯(lián)；19腳外接電容C10; 20腳外接電位器RW1的中心抽頭；(2)脈沖驅(qū)動芯片U2相關(guān)引腳連接關(guān)系1腳接電阻R2通過電阻R2控制附圖2中的功率開關(guān)IGBT管Q2柵極；2腳接電容C15，并接到功率開關(guān)IGBT管Q2的源極；3腳接電源Vcc; 5腳接電容C14的一個腳并接到附圖2中功率開關(guān)IGBT管Ql的源極；6腳外接電容C14的另外一個腳，并接到二級管D9的負端，二級管D9的正端接電源；7腳接電阻R1，并通過電阻R1控制附圖2中的功率開關(guān)IGBT管Q1的柵極；9腳接電源Vcc; IO腳與脈沖移
相芯片U1的18腳相聯(lián)；ll腳接地；12腳與脈沖移相芯片U1的17相聯(lián)；13腳接地。(2)
脈沖驅(qū)動芯片U3相關(guān)引腳連接關(guān)系1腳接電阻R4通過R4控制附圖2中的功率開關(guān)IGBT管Q4柵極;2腳接電容C17,并接到附圖2中的功率開關(guān)IGBT管Q4的源極；3腳接電源Vcc;5腳接電容C16的一個腳并接到附圖2中功率開關(guān)IGBT管Q3的源極；6腳外接電容C16的另外一個腳，并接到二極管D10的負端，二極管D10的正端接電源；7腳接電阻R3，并通過電阻R3控制附圖2中的功率開關(guān)IGBT管Q3的柵極；9腳接電源Vcc; 10腳與脈沖移相芯片Ul的14腳相聯(lián)；ll腳接地，12腳與脈沖移相芯片U1的17相聯(lián)；13腳接地。
本實施例開關(guān)電源的最大輸出功率為2. 6KW，交流輸入范圍為1 70V—270V。本實施例的核心基于Cygnal公司的單片機C8051F040為控制核心，將C8051F040特有的模擬電路模塊、高精度A/D轉(zhuǎn)換、12C總線接口以及高速PWM等功能運用到充電控制中。該充電器嵌入UC/0S-II實時操作系統(tǒng)并采用移相全橋軟開關(guān)的主電路拓撲，具有較高的效率,而且電流、電壓應力小，工作穩(wěn)定可靠。
權(quán)利要求1、一種電動汽車電池智能充電器，其特征在于，包括鍵盤，所述鍵盤與單片機輸入接口相連，所述單片機與顯示器、脈沖移相電路、電流互感器、電壓傳感器、電流傳感器、上位機接口相連，整流電路與電流互感器相連，所述電流互感器與功率開關(guān)電路相連，所述功率開關(guān)電路與高頻變壓器相連，所述高頻變壓器與整流濾波電路相連，所述脈沖移相電路與脈沖驅(qū)動電路相連。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電動汽車電池智能充電器，其特征在于，所述單片機為C8051F040單片機。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電動汽車電池智能充電器，其特征在于，功率開關(guān)為IGBT管。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的電動汽車電池智能充電器，，其特征在于，所述脈沖移相電路為UCC3895芯片，脈沖驅(qū)動電路為IR2110芯片。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的電動汽車電池智能充電器，其特征在于，所述顯示器為液晶顯示器。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電動汽車電池智能充電器，其特征在于，所述顯示器為液晶顯不器。
專利摘要電動汽車電池智能充電器，其包括鍵盤，所述鍵盤與單片機輸入接口相連，所述單片機與顯示器、脈沖移相電路、電流互感器、電壓傳感器、電流傳感器、上位機接口相連，整流電路與電流互感器相連，所述電流互感器與功率開關(guān)電路相連，所述功率開關(guān)電路與高頻變壓器相連，所述高頻變壓器與整流濾波電路相連，所述脈沖移相電路與脈沖驅(qū)動電路相連。本實用新型具有識別鎳氫電池和鉛酸蓄電池，并能自動選擇相應控制模塊對所述鎳氫電池或鉛酸蓄電池進行充電的能力，可以實時監(jiān)測電動汽車的充電參數(shù)，因而可以實現(xiàn)對電動汽車蓄電池進行快速、穩(wěn)定、有效的充電控制，有利于延長汽車動力電池的使用壽命。
文檔編號H01M10/44GK201355771SQ200920063110
公開日2009年12月2日 申請日期2009年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月4日
發(fā)明者黃會雄 申請人:黃會雄