專利名稱：電動汽車車載式永磁發(fā)電機智能充電控制裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電動汽車車載式永磁發(fā)電機智能充電控制裝置，特別是電動汽車行駛過程中電池電量不足時的自動充電控制裝置。
背景技術：
我國改革開放以來，國民經(jīng)濟快速增長，“科技創(chuàng)新，自主創(chuàng)新”已成為當今工業(yè)發(fā)展的主流，我國工業(yè)逐步向集約型、節(jié)能減排、低碳的方向發(fā)展。油、氣動力汽車消耗石化能源，排放尾氣，污染大氣環(huán)境；隨著國際石化能源日益減少，價格不斷上漲，作為新能源的電動汽車，由于其具有零排放，低能耗倍受各方的關注。而電動汽車的核心部件動力電池，目前由于其容量不能滿足電動汽車中、長距離的續(xù)航要求，因而限制了電動汽車的快速發(fā)展。為了解決這一問題，科研單位和企業(yè)科技人員在不斷地研究、探索，有些廠商嘗試將勵磁發(fā)電機或永磁發(fā)電機加到電動汽車中，當電動汽車行駛過程中電池電量不足時開啟發(fā)電機對電池充電，雖然勵磁發(fā)電機很容易實現(xiàn)發(fā)電機對電池充電時電壓及電流的精確控制，但由于其體積較大、價格較高、轉(zhuǎn)換效率較低而未廣泛使用；而永磁發(fā)電機雖然具有體積較小、價格較低、轉(zhuǎn)換效率較高等優(yōu)點，但較難實現(xiàn)其對電池充電時電壓及電流的精確控制。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種電動汽車車載式永磁發(fā)電機智能充電控制裝置，實現(xiàn)永磁發(fā)電機對電動汽車電池充電時電壓及電流的精確控制。當電動汽車行駛過程中電池電量不足時自動開啟永磁發(fā)電機，先使永磁發(fā)電機空載預熱一分多鐘，然后滿載對電池充電，電池充滿后自動關閉永磁發(fā)電機。亦可手動控制永磁發(fā)電機對電池充電。 本實用新型為解決上述技術問題采用以下技術方案:—種電動汽車車載式永磁發(fā)電機智能充電控制裝置，包括:電源模塊1、電壓和電流檢測模塊2、單片機控制充電模塊3、永磁發(fā)電機啟動模塊4、三相整流模塊5、充電電流控制模塊6 ;所述電源模塊I的輸入端與電動汽車電池連接，所述電源模塊I的第一輸出端與電壓和電流檢測模塊2連接，所述電源模塊I的第二輸出端與單片機控制充電模塊3連接，所述電源模塊I的第三輸出端與永磁發(fā)電機啟動模塊4連接；所述電壓和電流檢測模塊2的第一輸入端與電動汽車電池連接，所述電壓和電流檢測模塊2的第二輸入端與電源模塊I連接，所述電壓和電流檢測模塊2的第三輸入端與充電電流控制模塊6連接，所述電壓和電流檢測模塊2的輸出端與單片機控制充電模塊3連接；所述單片機控制充電模塊3的第一輸入端與電源模塊I連接，所述單片機控制充電模塊3的第二輸入端與電壓和電流檢測模塊2連接，所述單片機控制充電模塊3的第三輸入端與三相整流模塊5連接，所述單片機控制充電模塊3的第一輸出端與永磁發(fā)電機啟動模塊4連接，所述單片機控制充電模塊3的第二輸出端與充電電流控制模塊6連接；所述永磁發(fā)電機啟動模塊4的第一輸入端與電源模塊I連接，所述永磁發(fā)電機啟動模塊4的第二輸入端與單片機控制充電模塊3連接，所述永磁發(fā)電機啟動模塊4的第三輸入端與電動汽車電池連接，所述永磁發(fā)電機啟動模塊4的輸出端與三相永磁發(fā)電機連接；所述三相整流模塊5的輸入端與三相永磁發(fā)電機連接，所述三相整流模塊5的第一輸出端與單片機控制充電模塊3連接，所述三相整流模塊5的第二輸出端與充電電流控制模塊6連接；所述充電電流控制模塊6的第一輸入端與三相整流模塊5連接，所述充電電流控制模塊6的第二輸入端與單片機控制充電模塊3連接，所述充電電流控制模塊6的第一輸出端與電壓和電流檢測模塊2連接，所述充電電流控制模塊6的第二輸出端與電動汽車電池連接。所述電動汽車車載式永磁發(fā)電機智能充電控制裝置的工作過程如下:電源模塊I是將電動汽車電池的高壓直流電源轉(zhuǎn)換成15伏的低壓直流電源供其它電路工作；電壓和電流檢測模塊2是將電動汽車電池的電壓及充電電流檢測出，并轉(zhuǎn)換成單片機模擬口能識別的信號，傳給單片機控制充電模塊3 ；單片機控制充電模塊3收到電壓和電流檢測模塊2傳來的信息后執(zhí)行如下動作:當收到電池的電壓低的信息時，先使永磁發(fā)電機啟動模塊4工作，啟動永磁發(fā)電機，空載預熱一分多鐘，再控制充電電流控制模塊6對電池進行充電。充電過程中對充電電流進行調(diào)節(jié)，防止充電電流過大。電池充滿電后關閉永磁發(fā)電機；永磁發(fā)電機啟動模塊4是由單片機控制充電模塊3控制，產(chǎn)生三相交流電流供永磁發(fā)電機產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，使永磁發(fā)電機作為電動機為汽油機提供啟動的動力，啟動汽油機工作。三相整流模塊5是將永磁發(fā)電機發(fā)出的三相交流電轉(zhuǎn)換成直流電，為電動汽車電池充電。充電電流控制模塊6是對電池的充電電流進行控制。優(yōu)選地，所述單片機控制充電模塊3采用美國CYPRESS公司24533芯片；優(yōu)選地，所述三相整流模塊5采用臺灣強茂公司的MBR60200CT ；優(yōu)選地，所述永磁發(fā)電機啟動模塊4及充電電流控制模塊6所用場效應管采用無錫新潔能公司的NCE1579和NCE1521 ；本實用新型采用以上技術方案與現(xiàn)有技術相比，具有以下技術效果:1、利用三相永磁發(fā)電機發(fā)電給行駛過程中電池電量不足的電動汽車進行自動充電，解決了電動汽車中、長距離的續(xù)航能力不足的缺點。2、選用三相永磁發(fā)電機可實現(xiàn)啟動電動機和發(fā)電機合二為一，具有體積較小、價格較低、轉(zhuǎn)換效率較高等優(yōu)點。3、利用本實用新型的控制電路，可實現(xiàn)三相永磁發(fā)電機對電池充電時電壓及電流的精確控制。

圖1為本實用新型電路結構圖。圖2為本實用新型電源模塊I電路圖。圖3為本實用新型電壓和電流檢測模塊2電路圖。[0024]圖4為本實用新型單片機控制充電模塊3電路圖。圖5為本實用新型永磁發(fā)電機啟動模塊4電路圖。圖6為本實用新型三相整流模塊5電路圖。圖7為本實用新型充電電流控制模塊6電路圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的技術方案做進一步的詳細說明:如圖1為系統(tǒng)電路結構圖，本實用新型電動汽車車載式永磁發(fā)電機智能充電控制裝置包括:電源模塊1、電壓和電流檢測模塊2、單片機控制充電模塊3、永磁發(fā)電機啟動模塊4、三相整流模塊5、充電電流控制模塊6。電源模塊I是將電動汽車電池的高壓直流電源轉(zhuǎn)換成15伏的低壓直流電源分別供電壓和電流檢測模塊2、單片機控制充電模塊3、永磁發(fā)電機啟動模塊4工作；電壓和電流檢測模塊2是將電動汽車電池的電壓及充電電流檢測出，并轉(zhuǎn)換成單片機模擬口能識別的信號，傳給單片機控制充電模塊3 ;單片機控制充電模塊3收到電壓和電流檢測模塊2傳來的信息后執(zhí)行如下動作:當收到電動汽車電池電壓低于設定值的信息時，先使永磁發(fā)電機啟動模塊4工作，產(chǎn)生三相交流電供永磁發(fā)電機，這時永磁發(fā)電機擔當啟動電動機的角色，啟動永磁發(fā)電機空載運轉(zhuǎn)。之后永磁發(fā)電機回到發(fā)電機的角色，空載運轉(zhuǎn)預熱一分多鐘后，三相整流模塊5是將永磁發(fā)電機發(fā)出的三相交流電轉(zhuǎn)換成直流電，再由單片機控制充電模塊3控制充電電流控制模塊6對電動汽車電池進行充電。充電過程中對充電電流進行調(diào)節(jié)，防止充電電流過大。當電壓和電流檢測模塊2檢測出電動汽車電池充滿電后，將該信息傳給單片機控制充電模塊3，由它使永磁發(fā)電機停止工作。如圖2所示，電源模塊I由電阻RlOl為場效應管QlOl提供啟動電流，R102、C101為場效應管QlOl提供自激反饋，R103、Q102、Q103、C102、R104及R105組成過流保護電路，通過變壓器TlOl將電能耦合到次極由D102整流輸出，C104為輸出的電壓進行濾波，D103和R106的作用是將輸出直流電壓穩(wěn)定在15伏。分別為電壓和電流檢測模塊2、單片機控制充電模塊3、永磁發(fā)電機啟動模塊4提供工作電源。如圖3所示，電壓和電流檢測模塊2由電壓和電流放大器組成，由R201、R202、R203、R204及ICl組成電動汽車電池電壓檢測電路，由R205、R206、R207、R208及IC2組成充電電流檢測電路，將檢測到的信息轉(zhuǎn)換成單片機模擬口能識別的信息，傳給單片機控制充電模塊3。如圖4所示，單片機控制充電模塊3由美國CYPRESS公司生產(chǎn)的24533單片機、R401、R402、R403、D401、繼電器J及Q401組成。24533單片機的I腳收到電動汽車電池電壓低的信息時，由15腳、16腳、17腳、18腳、19腳、20腳輸出三相交流控制電壓至永磁發(fā)電機啟動模塊4，產(chǎn)生三相交流電流供永磁發(fā)電機，這時永磁發(fā)電機擔當啟動電動機的角色，啟動永磁發(fā)電機空載運轉(zhuǎn)，24533單片機的6腳收到三相整流模塊5發(fā)來的永磁發(fā)電機啟動成功信息后，24533單片機的15腳、16腳、17腳、18腳、19腳、20腳停止輸出，永磁發(fā)電機啟動模塊4停止工作。之后永磁發(fā)電機回到發(fā)電機的角色，空載運轉(zhuǎn)預熱一分多鐘后，24533單片機的27腳輸出信息至充電電流控制模塊6，控制充電電流控制模塊6對電動汽車電池進行充電。充電過程中對充電電流進行調(diào)節(jié)，防止充電電流過大。當電壓和電流檢測模塊2檢測出電動汽車電池充滿電后，將該信息傳給單片機控制充電模塊3，由它的12腳通過R403、Q401使使繼電器J常閉觸點閉合，永磁發(fā)電機停止工作。如圖5所示，永磁發(fā)電機啟動模塊4是將單片機控制充電模塊3輸出三相交流控制電壓轉(zhuǎn)換成三相交流電流供永磁發(fā)電機啟動。如圖6所示，三相整流模塊5是由D501、D502、D503、D504、D505、D506及D507組成，它將永磁發(fā)電機發(fā)出的三相交流電轉(zhuǎn)換成直流電，供電動汽車電池充電。如圖7所示，充電電流控制模塊6由R601、R602、R603、C601、D601及Q601組成。從單片機控制充電模塊3輸出的充電電流調(diào)節(jié)信息由C601隔直流、通交流后加到場效應管Q601的控制極，由R601、R602、D601組成電平調(diào)整電路，控制場效應管Q601的通斷，從而控制充電電流的大小。R603的作用是將充電電流的大小信息傳給電壓和電流檢測模塊2，由它將該信息轉(zhuǎn)換成單片機模擬口能識別的信號，傳給單片機控制充電模塊3，實現(xiàn)充電電流的閉環(huán)控制。
權利要求1.電動汽車車載式永磁發(fā)電機智能充電控制裝置，其特征在于包括:電源模塊(I)、電壓和電流檢測模塊(2)、單片機控制充電模塊(3)、永磁發(fā)電機啟動模塊(4)、三相整流模塊(5)、充電電流控制模塊(6);所述電源模塊⑴的輸入端與電動汽車電池連接，所述電源模塊(I)的第一輸出端與電壓和電流檢測模塊(2)連接，所述電源模塊(I)的第二輸出端與單片機控制充電模塊(3)連接，所述電源模塊(I)的第三輸出端與永磁發(fā)電機啟動模塊(4)連接；所述電壓和電流檢測模塊(2)的第一輸入端與電動汽車電池連接，所述電壓和電流檢測模塊(2)的第二輸入端與電源模塊(I)連接，所述電壓和電流檢測模塊(2)的第三輸入端與充電電流控制模塊(6)連接，所述電壓和電流檢測模塊(2)的輸出端與單片機控制充電模塊(3)連接；所述單片機控制充電模塊(3)的第一輸入端與電源模塊(I)連接，所述單片機控制充電模塊(3)的第二輸入端與電壓和電流檢測模塊(2)連接，所述單片機控制充電模塊⑶的第三輸入端與三相整流模塊(5)連接，所述單片機控制充電模塊(3)的第一輸出端與永磁發(fā)電機啟動模塊(4)連接，所述單片機控制充電模塊(3)的第二輸出端與充電電流控制模塊(6)連接；所述永磁發(fā)電機啟動模塊(4)的第一輸入端與電源模塊(I)連接，所述永磁發(fā)電機啟動模塊(4)的第二輸入端與單片機控制充電模塊(3)連接，所述永磁發(fā)電機啟動模塊(4)的第三輸入端與電動汽車電池連接，所述永磁發(fā)電機啟動模塊(4)的輸出端與三相永磁發(fā)電機連接；所述三相整流模塊(5)的輸入端與三相永磁發(fā)電機連接，所述三相整流模塊(5)的第一輸出端與單片機控制充電模塊(3)連接，所述三相整流模塊(5)的第二輸出端與充電電流控制模塊(6)連接；所述充電電流控制模塊￠)的第一輸入端與三相整流模塊(5)連接，所述充電電流控制模塊￠)的第二輸入端與單片機控制充電模塊(3)連接，所述充電電流控制模塊(6)的第一輸出端與電壓和電流檢測模塊(2)連接，所述充電電流控制模塊出)的第二輸出端與電動汽車電池連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的電動汽車車載式永磁發(fā)電機智能充電控制裝置，其特征在于:所述電源模塊(I)中的電源電路由變壓器TlOl及其外圍電路組成。
3.根據(jù)權利要求1所述的電動汽車車載式永磁發(fā)電機智能充電控制裝置，其特征在于:所述永磁發(fā)電機啟動模塊⑷由NCE1579及其外圍電路組成。
4.根據(jù)權利要求1所述的電動汽車車載式永磁發(fā)電機智能充電控制裝置，其特征在于:所述充電電流控制模塊(6)由R601、R602、R603、C601、D601及Q601組成。
專利摘要本實用新型公開了電動汽車車載式永磁發(fā)電機智能充電控制裝置，該裝置包括電源模塊(1)、電壓和電流檢測模塊(2)、單片機控制充電模塊(3)、永磁發(fā)電機啟動模塊(4)、三相整流模塊(5)、充電電流控制模塊(6)；當電動汽車電池電壓低時，啟動永磁發(fā)電機空載運轉(zhuǎn)預熱一分多鐘后，再由單片機控制充電模塊(3)控制充電電流控制模塊(6)對電動汽車電池進行充電。充電過程中對充電電流進行調(diào)節(jié)，防止充電電流過大。電動汽車電池充滿電后，單片機控制充電模塊(3)將使永磁發(fā)電機停止工作。本實用新型結構簡單、性能穩(wěn)定可靠、安裝方便。
文檔編號H02J7/14GK203027007SQ20122041188
公開日2013年6月26日 申請日期2012年8月20日 優(yōu)先權日2012年8月20日
發(fā)明者沈翠鳳, 裴玉兵, 成開友, 李家榮, 顧光旭, 朱學來, 朱曉琴 申請人:鹽城市宏盛新能源科技有限公司