專利名稱：一種電動汽車蓄電池充電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種蓄電池充電機(jī)，特別涉及一種能夠在快速充電過程中對電 池放電能量回收的電動汽車蓄電池充電機(jī)。
背景技術(shù)：
當(dāng)今社會，節(jié)能減排、保護(hù)環(huán)境的意識深入人心，鑒于傳統(tǒng)汽車對石化能源的 依賴和對環(huán)境的污染，首當(dāng)其沖成為被改造和被革新的對象，而依靠電力驅(qū)動的電動汽 車由于不消耗石化燃料和能夠做到零排放越來越受到人們的青睞。在電動汽車這個龐大 而又復(fù)雜的系統(tǒng)工程中，承擔(dān)電池充電任務(wù)的充電機(jī)是其中一個非常重要的環(huán)節(jié)。雖然 作為蓄電池老搭檔的充電設(shè)備與蓄電池相伴出生，但它從未停止過自身的發(fā)展，而且對 其性能要求越來越高。現(xiàn)在的充電機(jī)不僅要能充電，而要充好電，打破“電池不是用壞 的，而是充壞的”傳統(tǒng)觀念?？焖俪潆姍C(jī)為了達(dá)到快速充電的目的，一般采用大電流脈沖充電，在充電的間 隙會對電池進(jìn)行短時間的大電流放電，以便消除電池在充電過程中形成的極化現(xiàn)象，維 持電池對充電電流比較大的接收率，縮短充電時間。該方法的缺點(diǎn)是電池的放電能量被 放電管、限流電阻等電路消耗掉了，不僅浪費(fèi)了能量，限制了充電機(jī)充電效率的進(jìn)一步 提高，同時使充電機(jī)的溫升提高，穩(wěn)定性變差。

實(shí)用新型內(nèi)容針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題與缺陷，本實(shí)用新型的目的在于提供一種電動 汽車蓄電池充電機(jī)。該充電機(jī)充電速度快、充電量足，使用壽命長，能夠在快速充電過 程中對電池放電能量回收并進(jìn)行回充，提高了充電機(jī)的充電效率。實(shí)現(xiàn)上述實(shí)用新型目的技術(shù)方案是一種電動汽車蓄電池充電機(jī)，由EMC濾波 器、整流器、有源PFC電路、橋式變換電路、PWM驅(qū)動電路、整流濾波電路、反接保 護(hù)電路依次聯(lián)系組成，所述的有源PFC電路還聯(lián)接有源PFC控制器和輔助電源，所述的 PWM驅(qū)動電路上還聯(lián)接有CPU控制器，所述的CPU控制器上還聯(lián)接有溫度檢測及風(fēng)扇 電路和通信接口 ；所述的反接保護(hù)電路分別向PWM驅(qū)動電路和CPU控制器輸出電壓電 流采樣，所述的整流器向有源PFC控制器輸出電壓電流采樣，所述的PWM驅(qū)動電路和 PFC控制器之間接有時鐘同步，所述的反接保護(hù)電路和流濾波電路之間還聯(lián)接有電池放 電能量回收逆變電路。

圖1是本實(shí)用新型充電器的電路原理方框圖，圖2是本實(shí)用新型充電器的橋式變換部分和電池能量回收部分的電路圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖與實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。圖1中示出的是本實(shí)用新型充電器的電路原理方框圖，由EMC濾波器、整流 器、有源PFC電路、橋式變換電路、PWM驅(qū)動電路、整流濾波電路、反接保護(hù)電路依次 聯(lián)系組成，所述的有源PFC電路還聯(lián)接有源PFC控制器和輔助電源，所述的PWM驅(qū)動 電路上還聯(lián)接有CPU控制器，所述的CPU控制器上還聯(lián)接有溫度檢測及風(fēng)扇電路和通信 接口；所述的反接保護(hù)電路分別向PWM驅(qū)動電路和CPU控制器輸出電壓電流采樣，所 述的整流器向有源PFC控制器輸出電壓電流采樣，所述的PWM驅(qū)動電路和PFC控制器 之間接有時鐘同步，所述的反接保護(hù)電路和流濾波電路之間還聯(lián)接有電池放電能量回收 逆變電路。本實(shí)用新型的充電機(jī)的主要工作過程是將輸入的交流電經(jīng)過整流、校正、升 壓、濾波，將交流電壓變?yōu)榧s400伏的直流電壓，使用了前饋和電壓反饋技術(shù)，輸出電 壓穩(wěn)定性好，電網(wǎng)輸入交流電路的波形接近理想的正弦波；功率因數(shù)校正電路輸出的直 流電壓通過PWM調(diào)制、橋式變換、變壓器隔離、整流，輸出滿足電池充電要求的電壓和 電流；單片機(jī)主要完成輸出電壓電流的監(jiān)測和控制、充電曲線的實(shí)現(xiàn)和設(shè)置、溫度檢測 和保護(hù)功能。圖2是本實(shí)用新型充電器的橋式變換部分和電池能量回收部分的電路圖。在電 池放電期間，繼電器JPl和JP2斷開，放電管Q5導(dǎo)通，放電電流對電容C13充電，C13 收集放電能量的同時由以Ul為核心的升壓型DC/DC變換器將電壓升高后回充給C6 C8，使該能量能夠在下一個充電時隙充給電池。Ql Q4為DC/DC變換全橋，橋的驅(qū) 動信號由PWM驅(qū)動電路生產(chǎn)(在此沒有畫出)，從插頭Jl接入；Tl為高頻開關(guān)變壓器， 將全橋輸出的高電壓脈沖波形變換到變壓器次級的低電壓脈沖波形，再經(jīng)過變壓器次級 的全波整流電路整流成直流；T2、L2、C6、C7、C8、T3為濾波電路，濾波后的直流電 壓供電池充電；JP1、JP2為串聯(lián)在充電回路中的大電流繼電器，主要作用是充電結(jié)束、 電池保護(hù)、電池放電時隙斷開充電回路。Q5是放電管，RlO是放電限流電阻，C13是放 電電容，放電時放電管導(dǎo)通，放電電流給放電電容充電；C13兩端的電壓經(jīng)LM5001組成 的升壓變換器升壓后回充給濾波電容C6 C8。本實(shí)用新型的充電機(jī)使電網(wǎng)輸入的交流電流波形形狀得到了很大改善，功率因 數(shù)提高到98%以上，電流波形的頻譜純凈度提高和各次諧波減少到5%，有效地減少了 充電機(jī)對電網(wǎng)的污染和對其他電子設(shè)備的干擾；充電機(jī)中在PFC部分和PWM部分有兩 個時鐘源和功率開關(guān)，會造成比較大的差拍干擾，而且該干擾頻率的不確定性使其很難 被濾除，本次設(shè)計的充電機(jī)將兩個時鐘源同步起來，使差拍干擾完全消除；為了減少元 件尺寸和提高效率，PFC和PWM的開關(guān)頻率提高到80kHz ；電池充電過程中的充電波 形、充電過程曲線都對充電效率和電池的壽命有影響，本設(shè)計中采用正反向脈沖的充電 波形，同時將反向放電能量回收使用，提高充電效率；充電曲線的確定借鑒電池充放電 效率(電池端放電能量與充電能量之比)來確定，使電池充好、充實(shí)；充電過程中不斷監(jiān) 視電池的溫度變化，根據(jù)溫度、電壓電流變化速率等參數(shù)動態(tài)的調(diào)整充電狀態(tài)。
權(quán)利要求1. 一種電動汽車蓄電池充電機(jī)，其特征在于，由EMC濾波器、整流器、有源PFC電 路、橋式變換電路、PWM驅(qū)動電路、整流濾波電路、反接保護(hù)電路依次聯(lián)系組成，所述 的有源PFC電路還聯(lián)接有源PFC控制器和輔助電源，所述的PWM驅(qū)動電路上還聯(lián)接有 CPU控制器，所述的CPU控制器上還聯(lián)接有溫度檢測及風(fēng)扇電路和通信接口；所述的反 接保護(hù)電路分別向PWM驅(qū)動電路和CPU控制器輸出電壓電流采樣，所述的整流器向有 源PFC控制器輸出電壓電流采樣，所述的PWM驅(qū)動電路和PFC控制器之間接有時鐘同 步，所述的反接保護(hù)電路和整流濾波電路之間還聯(lián)接有電池放電能量回收逆變電路。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種電動汽車蓄電池充電機(jī)，由EMC濾波器、整流器、有源PFC電路、橋式變換電路、PWM驅(qū)動電路、整流濾波電路、反接保護(hù)電路依次聯(lián)系組成，有源PFC電路還聯(lián)接有源PFC控制器和輔助電源，WM驅(qū)動電路上還聯(lián)接有CPU控制器，CPU控制器上還聯(lián)接有溫度檢測及風(fēng)扇電路和通信接口；接保護(hù)電路分別向PWM驅(qū)動電路和CPU控制器輸出電壓電流采樣，整流器向有源PFC控制器輸出電壓電流采樣，PWM驅(qū)動電路和PFC控制器之間接有時鐘同步，反接保護(hù)電路和整流濾波電路之間還聯(lián)接有電池放電能量回收逆變電路。該充電機(jī)工作的穩(wěn)定性好、干擾小、安全可靠、充電機(jī)本身效率高，發(fā)熱量小。
文檔編號H02J7/04GK201797365SQ20102019980
公開日2011年4月13日 申請日期2010年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月21日
發(fā)明者張良祖, 張鵬輝 申請人:西安茁森電子科技有限責(zé)任公司