專利名稱：電動(dòng)汽車電池智能充電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電動(dòng)汽車電池充電裝置，尤其是涉及一種具有識(shí)別鎳氫電池和鉛酸蓄電池，并自動(dòng)選擇相應(yīng)控制模塊對(duì)所述鎳氫電池或鉛酸蓄電池進(jìn)行快速充電的電動(dòng)汽車電池智能充電裝置。
背景技術(shù)：
電池是電動(dòng)汽車的關(guān)鍵動(dòng)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?yàn)榫哂心芰勘却蟆⒅亓枯p、溫度特性好，污染低，記憶效果不明顯等特點(diǎn)，鉛酸蓄電池、鎳氫電池在電動(dòng)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(shí)際使用壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于規(guī)定的壽命。也就是說(shuō),很多電池不是被用壞而是被充電充壞的。可見(jiàn)，充電器性能的優(yōu)劣對(duì)電池的使用壽命具有很大影響。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有汽車電池充電器不能識(shí)別不同電池類型、充電不穩(wěn)定，充電電池的實(shí)際使用壽命低的缺陷，提供一種具有識(shí)別鎳氫電池和鉛酸蓄電池，并能自動(dòng)選擇相應(yīng)控制模塊對(duì)所述鎳氫電池或鉛酸蓄電池進(jìn)行快速充電的電動(dòng)汽車電池智能充電器。
本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的其包括鍵盤，所述鍵盤與單片機(jī)輸入接口相連，所述單片機(jī)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(jī)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(dòng)電路相連。
所述單片機(jī)優(yōu)選C8051F040單片機(jī)。
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(dòng)電路優(yōu)選IR2110芯片所述顯示器優(yōu)選液晶顯示器。
使用時(shí)，將整流濾波電路與需充電的汽車動(dòng)力電池相連。
本實(shí)用新型，充電器電路主要包括主充電電路和單片機(jī)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(gè)階段充電電壓和充電電流都不同。充電時(shí)，單片機(jī)自動(dòng)檢測(cè)充電電池的充電電流、充電電壓、電池溫度，防止電路過(guò)壓和過(guò)流，電池溫度過(guò)高，還可以通過(guò)檢測(cè)電池電壓電流值來(lái)決定是否應(yīng)當(dāng)切換到下一個(gè)充電階段。同時(shí)，通過(guò)單片機(jī)給出每一階段的充電電壓值或是電流值，與采樣所得的對(duì)應(yīng)電壓電流值進(jìn)行比較，通過(guò)脈沖移相芯片UCC3895改變PWM值來(lái)改變功率管的導(dǎo)通時(shí)間，達(dá)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(shí)用新型具有識(shí)別鎳氫電池和鉛酸蓄電池，并能自動(dòng)選擇相應(yīng)控制模塊對(duì)所述鎳氫電池或鉛酸蓄電池進(jìn)行充電的能力，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電動(dòng)汽車的充電參數(shù)，因而可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)汽車蓄電池進(jìn)行快速、穩(wěn)定、有效的充電控制，有利于大大延長(zhǎng)汽車動(dòng)力電池的使用壽命。


圖1為本實(shí)用新型一實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)框圖；圖2為圖1所示實(shí)施例PWM主充電電路圖；圖3為圖1所示實(shí)施例單片機(jī)脈寬調(diào)制電路圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
參照?qǐng)D1,本實(shí)施例包括鍵盤8，鍵盤8與單片機(jī)C8051F040 10的I/O 口相連，通過(guò)鍵盤8可設(shè)置充電參數(shù)；單片機(jī)C8051F040 10與液晶顯示器9相連，單片機(jī)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(shí)間及相關(guān)的充電階段及狀態(tài)；單片機(jī)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(jī)C8051F040 10通過(guò)脈沖移相控制芯片UCC3895 7改變脈沖寬度來(lái)改變功率管的導(dǎo)通時(shí)間，達(dá)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(dòng)芯片IR2110 6相連，增加PWM脈沖信息驅(qū)動(dòng)能力；單片機(jī)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(duì)充電電流大小進(jìn)行檢測(cè)，為單片機(jī)C8051F040提供充電電池電流大小的判斷依據(jù)；單片機(jī)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(jī)C8051F040 IO提供充電電池電壓大小的判斷依據(jù)；單片機(jī)C8051F040 10的I2C部分與溫度傳感器12雙向連接，為單片機(jī)C8051F040 10提供充電電池溫度高低的判斷依據(jù)；單片機(jī)C8051F040 10的串行口部分與上位機(jī)13相連，完成檢測(cè)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(cè)；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(shí)，將整流濾波電路5輸出端與汽車動(dòng)力電池14相連，為汽車不同動(dòng)力電池、不同的充電階段提供充電電流與充電電壓。
參照?qǐng)D2， 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(gè)引腳，其三接二極管D1、 二極管D2、 二極管D5的負(fù)端，其四是與變壓器T2初級(jí)的一個(gè)腳相聯(lián)；300伏以上的直流電源負(fù)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(gè)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(gè)腳和二極管D1正端、二極管D3負(fù)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(gè)腳和二極管D2正端、二極管D4負(fù)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(gè)引腳相聯(lián)，接到二極管D5正、二極管D6負(fù)端；電感L2的另一端與變壓器T2初級(jí)的另一個(gè)腳相聯(lián)；變壓器次級(jí)的一個(gè)腳與二極管D7的正端相聯(lián)；變壓器次級(jí)的另一個(gè)腳與二極管D8的正端相聯(lián)；變壓器次級(jí)的中心抽頭接充電電池負(fù)端和電容C7的三個(gè)腳；二極管D7、 二極管D8的負(fù)端相聯(lián)接到電感L3的一個(gè)腳，電感L3的另一個(gè)腳接電容C7的另一個(gè)腳和充電電池正端。
參照?qǐng)D3， (1)脈沖移相芯片U1相關(guān)引腳連接關(guān)系由單片機(jī)輸出的控制PWM脈沖加到脈沖移相芯片UCC3895的9、 10腳，完成對(duì)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(shí)連接到3腳；5腳接地；4腳接電容C8，并與電位器RW1的一個(gè)腳相聯(lián)；l腳和2腳相聯(lián)；ll腳接地；13腳與脈沖驅(qū)動(dòng)芯片U3的12相聯(lián)；14腳與脈沖驅(qū)動(dòng)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(dòng)芯片U2的12腳相聯(lián)；18腳與脈沖驅(qū)動(dòng)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(dòng)芯片U2相關(guān)引腳連接關(guān)系1腳接電阻R2通過(guò)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(gè)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(gè)腳，并接到二級(jí)管D9的負(fù)端，二級(jí)管D9的正端接電源；7腳接電阻R1，并通過(guò)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(dòng)芯片U3相關(guān)引腳連接關(guān)系1腳接電阻R4通過(guò)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(gè)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(gè)腳，并接到二極管D10的負(fù)端，二極管D10的正端接電源；7腳接電阻R3，并通過(guò)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(shí)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(shí)施例的核心基于Cygnal公司的單片機(jī)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(yùn)用到充電控制中。該充電器嵌入U(xiǎn)C/0S-II實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)并采用移相全橋軟開關(guān)的主電路拓?fù)?，具有較高的效率,而且電流、電壓應(yīng)力小，工作穩(wěn)定可靠。
權(quán)利要求1、一種電動(dòng)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(jī)輸入接口相連，所述單片機(jī)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(jī)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(dòng)電路相連。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電動(dòng)汽車電池智能充電器，其特征在于，所述單片機(jī)為C8051F040單片機(jī)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)汽車電池智能充電器，其包括鍵盤，所述鍵盤與單片機(jī)輸入接口相連，所述單片機(jī)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(jī)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(dòng)電路相連。本實(shí)用新型具有識(shí)別鎳氫電池和鉛酸蓄電池，并能自動(dòng)選擇相應(yīng)控制模塊對(duì)所述鎳氫電池或鉛酸蓄電池進(jìn)行充電的能力，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電動(dòng)汽車的充電參數(shù)，因而可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)汽車蓄電池進(jìn)行快速、穩(wěn)定、有效的充電控制，有利于延長(zhǎng)汽車動(dòng)力電池的使用壽命。
文檔編號(hào)H01M10/44GK201355771SQ200920063110
公開日2009年12月2日 申請(qǐng)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(huì)雄 申請(qǐng)人:黃會(huì)雄