專利名稱：一種電動(dòng)汽車車載光伏充電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于鉛酸蓄電池領(lǐng)域，具體涉及電動(dòng)汽車車載光伏充電裝置。
背景技術(shù)：
目前制約電動(dòng)汽車發(fā)展的一大瓶頸是與電池相關(guān)的問(wèn)題快速充電很難將電池充滿，一次性充電續(xù)駛里程短，受到循環(huán)壽命的限制等。采用光伏電池對(duì)電動(dòng)汽車動(dòng)カ電池補(bǔ)給充電，可長(zhǎng)時(shí)間對(duì)電動(dòng)汽車鉛酸蓄電池小電流充電，延長(zhǎng)一次性充電的續(xù)駛里程和維護(hù)動(dòng)カ電池，延長(zhǎng)其使用壽命。而且太陽(yáng)能作為ー種“取之不盡、用之不竭”既節(jié)能又環(huán)保的新能源，必將成為21世紀(jì)人類可持續(xù)發(fā)展的必然追求。為此，國(guó)家在“十一五”規(guī)劃中提出 了 “節(jié)能、降耗、大力發(fā)展太陽(yáng)能等清潔能源”的戰(zhàn)略性目標(biāo)。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型的目的在干，提供一種能夠?qū)﹄妱?dòng)汽車鉛酸蓄電池進(jìn)行充電的車載光伏充電裝置。為了實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)ー種電動(dòng)汽車車載光伏充電裝置，包括光伏電池、DC/DC升壓變換器、電池充電端ロ、溫度傳感器、CAN/USB轉(zhuǎn)換器和監(jiān)控單元，其中光伏電池與DC/DC升壓變換器相連，DC/DC升壓變換器與電池充電端ロ通過(guò)過(guò)流保護(hù)電路相連，光伏電池與DC/DC升壓變換器之間還連接有電壓采集檢測(cè)電路，DC/DC升壓變換器與電池充電端ロ之間還連接有電壓采集檢測(cè)電路和電流采集檢測(cè)電路，溫度傳感器、電壓采集檢測(cè)電路和電流采集檢測(cè)電路分別與CAN總線相連，CAN總線通過(guò)CAN/USB轉(zhuǎn)換器與監(jiān)控單元相連。本實(shí)用新型還具有如下技術(shù)特點(diǎn)所述的監(jiān)控單元包括數(shù)字信號(hào)處理器和LED監(jiān)控顯示器，所述的數(shù)字信號(hào)處理器采用TMS320F2808數(shù)字信號(hào)處理器芯片。所述的光伏電池米用GSM75規(guī)格的光伏電池。所述的電壓檢測(cè)電路和電流檢測(cè)電路分別包括一個(gè)運(yùn)算放大器LM358。本實(shí)用新型能夠?qū)︺U酸蓄電池的每單節(jié)電池的端電壓和電流進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并通過(guò)CAN通訊模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。本實(shí)用新型能夠?qū)崿F(xiàn)光伏電池以最大功率對(duì)鉛酸蓄電池進(jìn)行充電，同時(shí)鉛酸蓄電池的使用可以達(dá)到最佳工作狀態(tài)。本實(shí)用新型對(duì)鉛酸蓄電池的充電方式分為最大功率充電、恒壓充電和浮充電三種。本實(shí)用新型具有充電快速、防止過(guò)充電等優(yōu)勢(shì)。

圖1是本實(shí)用新型的連接關(guān)系示意圖。圖2是本實(shí)用新型的升壓變換器電路圖。圖3是本實(shí)用新型的電壓采集檢測(cè)電路圖。[0014]圖4是本實(shí)用新型的電流采集檢測(cè)電路圖。圖5是本實(shí)用新型的過(guò)流保護(hù)電路圖。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的具體內(nèi)容作進(jìn)ー步詳細(xì)地說(shuō)明。
具體實(shí)施方式
以下給出本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，需要說(shuō)明的是本實(shí)用新型并不局限于以下具體實(shí)施例，凡在本申請(qǐng)技術(shù)方案基礎(chǔ)上做的等同變換均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。遵從上述技術(shù)方案，如圖1所示，ー種電動(dòng)汽車車載光伏充電裝置，包括光伏電池、DC/DC升壓變換器、電池充電端ロ、溫度傳感器、CAN/USB轉(zhuǎn)換器和監(jiān)控單元，其中光伏電池與DC/DC升壓變換器相連，DC/DC升壓變換器與電池充電端ロ通過(guò)過(guò)流保護(hù)電路相連，光伏電池與DC/DC升壓變換器之間還連接有電壓采集檢測(cè)電路，DC/DC升壓變換器與電池 充電端ロ之間還連接有電壓采集檢測(cè)電路和電流采集檢測(cè)電路，溫度傳感器、電壓采集檢測(cè)電路和電流采集檢測(cè)電路分別與CAN總線相連，CAN總線通過(guò)CAN/USB轉(zhuǎn)換器與監(jiān)控單元相連。所述的監(jiān)控單元包括數(shù)字信號(hào)處理器和LED監(jiān)控顯示器，所述的數(shù)字信號(hào)處理器采用TMS320F2808數(shù)字信號(hào)處理器芯片。所述的光伏電池采用GSM75規(guī)格的光伏電池。本實(shí)用新型所述的電動(dòng)汽車車載光伏充電裝置所充電的對(duì)象為鉛酸蓄電池，該鉛酸蓄電池型號(hào)為3-DG-240，輸出端電壓為12V，額定容量為240Ah.所述的DC/DC升壓變換器包括開(kāi)關(guān)器件K1、儲(chǔ)能電感L1、ニ極管D1、旁路電容C1及輸出濾波電容C2，升壓變換器的電路如圖2所示。當(dāng)開(kāi)關(guān)器件接通時(shí)，ニ極管被短路，電源向儲(chǔ)能電感L1充電，流過(guò)電感L1的電流增加，電容C2儲(chǔ)存的能量向負(fù)載供電。當(dāng)開(kāi)關(guān)器件斷開(kāi)時(shí)，電感L1中儲(chǔ)存的能量經(jīng)ニ極管向負(fù)載供電，并同時(shí)向電容C2充電，電感L1中能量減少，其電流也減小。穩(wěn)態(tài)時(shí)，若儲(chǔ)能電感L1足夠大，則輸入電流Iin變化很小，可視為恒定值；若輸出濾波電容C2足夠大，則輸出電壓U。和輸出電流I0的變化也很小，也可視為恒定值。所述的電壓檢測(cè)電路包括運(yùn)算放大器LM358，由于數(shù)字信號(hào)處理器的內(nèi)部A/D轉(zhuǎn)換器的米樣輸入只允許0 3V的直流電壓信號(hào),且米樣電路的模擬地與光伏電池的負(fù)極不能短接，所以用精度為1%的電阻將電壓分壓至(T3V之間，再采用包括運(yùn)算放大器LM358的差動(dòng)放大電路將光伏電池的輸出電壓轉(zhuǎn)換成與數(shù)字信號(hào)處理器的內(nèi)部A/D轉(zhuǎn)換器共地的電壓信號(hào)，電壓采樣檢測(cè)電路如圖3所示。所述的電流檢測(cè)電路包括運(yùn)算放大器LM358，用精度為1%的0. 05 Q電阻串入回路，再采用包括運(yùn)算放大器LM358的差動(dòng)放大電路將此電阻兩端的電壓放大10倍，電流采集檢測(cè)電路如圖4所示。電路中電容為運(yùn)算放大器的電源旁路電容，用于濾除電源中高頻擾動(dòng)對(duì)運(yùn)放的影響。本實(shí)用新型處于工作狀態(tài)時(shí)，光伏電池將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能，通過(guò)DC/DC升壓變換器升壓后變?yōu)榭梢灾苯酉蜚U酸電池輸入的電壓，通過(guò)電池充電端ロ輸入到需要充電的鉛酸電池中。與此同時(shí)，在光伏電池和DC/DC升壓變換器之間連接有電壓采集檢測(cè)電路，電壓采集檢測(cè)電路采集DC/DC升壓變換器的輸入電壓，在DC/DC升壓變換器和電池充電端ロ之間連接有電壓采集檢測(cè)電路和電流采集檢測(cè)電路分別采集DC/DC升壓變換器的輸出電壓和輸出電流，并且將這三個(gè)電壓和電流信號(hào)通過(guò)CAN總線傳輸給監(jiān)控單元中的數(shù)字信號(hào)處理器，數(shù)字信號(hào)處理器將其信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)在LED顯示器上顯示。同時(shí)，數(shù)字信號(hào)處理器對(duì)上述DC/DC升壓變換器的輸入端的電壓信號(hào)、輸出端的電壓信號(hào)和輸出端的電流信號(hào)進(jìn)行判斷，當(dāng)日照情況比較弱，光伏電池的輸出功率較低，DC/DC升壓變換器的輸入端電壓低于數(shù)字信號(hào)處理器的設(shè)定范圍下限時(shí)，整個(gè)充電電路進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)，停止給鉛酸充電池充電；當(dāng)日照情況比轉(zhuǎn)強(qiáng)，光伏電池的輸出功率升高，DC/DC升壓變換器的輸入端電壓高于數(shù)字信號(hào)處理器的設(shè)定范圍的下限時(shí)，整個(gè)充電電路自動(dòng)進(jìn)入工作狀態(tài)。對(duì)DC/DC升壓變換器的輸出端的電壓信號(hào)的判斷方式與上述的對(duì)DC/DC升壓變換器的輸入端的電壓信號(hào)判斷方式相同。DC/DC升壓變換器的輸出端的電流值高于數(shù)字信號(hào)處理器的設(shè)定值時(shí)，主控制器發(fā)出控制信號(hào)，過(guò)流保護(hù)電路斷開(kāi)，停止對(duì)鉛酸蓄電池的充電。在電動(dòng)汽車車載光伏充電裝置中，數(shù)字信號(hào)處理器通過(guò)采樣電路的采樣值進(jìn)行判斷是否做出保護(hù)動(dòng)作，由于該保護(hù)方式會(huì)延長(zhǎng)保護(hù)動(dòng)作的時(shí)間，為了提高保護(hù)的可靠性，故采用過(guò)流保護(hù)電路進(jìn)行保護(hù)，過(guò)流保護(hù)電路如圖5所示。該電路的PWM接ロ與數(shù)字信號(hào)處理器的端ロ相連，當(dāng)檢測(cè)的電流信號(hào)傳送給數(shù)字信號(hào)處理器后，數(shù)字信號(hào)處理器判斷電流值是否超過(guò)預(yù)定值，當(dāng)超過(guò)預(yù)定值時(shí)，數(shù)字信號(hào)處理器向過(guò)流保護(hù)電路的PWM接ロ發(fā)出控制信號(hào)，過(guò)流保護(hù)電路斷開(kāi)，停止對(duì)蓄電池充電以保護(hù)蓄電池。溫度傳感器安裝在需要充電的鉛酸蓄電池上，溫度傳感器將采集到得溫度信息通過(guò)CAN總線傳遞給監(jiān)控單元中的數(shù)字信號(hào)處理器，數(shù)字信號(hào)處理器將溫度信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后顯示在LED顯示屏上，同時(shí)，數(shù)字信號(hào)處理器對(duì)溫度信號(hào)進(jìn)行判斷，當(dāng)溫度值低于數(shù)字信號(hào)處理器的設(shè)定值時(shí)，本實(shí)用新型所述的充電裝置正常工作，當(dāng)溫度值高于數(shù)字信號(hào)處理器的設(shè)定值時(shí)，顯示屏上進(jìn)行警告顯示，整個(gè)充電電路進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)，停止給鉛酸充電池充電。本實(shí)用新型對(duì)鉛酸蓄電池的充電方式分為最大功率充電、恒壓充電和浮充電三種。預(yù)先設(shè)定充電電流值和充電電壓值，首先充電裝置對(duì)鉛酸蓄電池以恒定電流充電，實(shí)現(xiàn)最大功率充電；當(dāng)蓄電池端電壓達(dá)到某一值時(shí)，充電模式變?yōu)楹銐撼潆姡藭r(shí)充電電壓保持恒定；當(dāng)蓄電池充滿后，充電裝置以浮充電方式進(jìn)行充電，以較小的電流向蓄電池充電，使蓄電池經(jīng)常處于滿充電狀態(tài)。
權(quán)利要求1.一種電動(dòng)汽車車載光伏充電裝置，其特征在于，包括光伏電池、DC/DC升壓變換器、電池充電端口、溫度傳感器、CAN/USB轉(zhuǎn)換器和監(jiān)控單元，光伏電池與DC/DC升壓變換器相連，DC/DC升壓變換器與蓄電池充電端口之間通過(guò)過(guò)流保護(hù)電路相連，光伏電池與DC/DC升壓變換器之間還連接有電壓采集檢測(cè)電路，DC/DC升壓變換器與電池充電端口之間還連接有電壓采集檢測(cè)電路和電流采集檢測(cè)電路，溫度傳感器、電壓采集檢測(cè)電路和電流采集檢測(cè)電路分別與CAN總線相連，CAN總線通過(guò)CAN/USB轉(zhuǎn)換器與監(jiān)控單元相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車車載光伏充電裝置，其特征在于，所述的監(jiān)控單元包括數(shù)字信號(hào)處理器和LED監(jiān)控顯示器，所述的數(shù)字信號(hào)處理器采用TMS320F2808數(shù)字信號(hào)處理器芯片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車車載光伏充電裝置，其特征在于，所述的光伏電池采用GSM75規(guī)格的光伏電池。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車車載光伏充電裝置，其特征在于，所述的電壓檢測(cè)電路和電流檢測(cè)電路分別包括一個(gè)運(yùn)算放大器LM358。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種電動(dòng)汽車車載光伏充電裝置，包括光伏電池、DC/DC升壓變換器、電池充電端口、溫度傳感器、CAN/USB轉(zhuǎn)換器和監(jiān)控單元，其中光伏電池與DC/DC升壓變換器相連，DC/DC升壓變換器與電池充電端口通過(guò)過(guò)流保護(hù)電路相連，光伏電池與DC/DC升壓變換器之間還連接有電壓采集檢測(cè)電路，DC/DC升壓變換器與電池充電端口之間還連接有電壓采集檢測(cè)電路和電流采集檢測(cè)電路，溫度傳感器、電壓采集檢測(cè)電路和電流采集檢測(cè)電路分別與CAN總線相連，CAN總線通過(guò)CAN/USB轉(zhuǎn)換器與監(jiān)控單元相連。本實(shí)用新型能夠根據(jù)實(shí)際日照情況對(duì)蓄電池進(jìn)行充電，能夠避免充電時(shí)蓄電池的溫度過(guò)高而引起的電池壽命折損。
文檔編號(hào)H02J7/00GK202856408SQ201220518559
公開(kāi)日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月10日
發(fā)明者康留旺, 肖廣朋, 賀伊琳 申請(qǐng)人:長(zhǎng)安大學(xué)