一种电动汽车大功率快速智能充电系统的制作方法
【专利摘要】实用新型公开了一种电动汽车大功率快速智能充电系统，其中，包括单片机、充电电路、温度检测电路、电流检测电路、电压检测电路和显示屏，所述显示屏、充电电路、温度检测电路、电流检测电路和电压检测电路分别连接单片机。本实用新型充电过程中的充电电压、电流通过单片机实时控制，能快速稳定地为不同类型和不同容量的蓄电池充电，并具有保护和延长蓄电池使用寿命的特性。
【专利说明】一种电动汽车大功率快速智能充电系统【技术领域】
[0001]本实用新型属于电动汽车充电领域，特别是一种电动汽车大功率快速智能充电系统。
【背景技术】
[0002]随着社会的发展，我国的汽车拥有量越来越大，而环境污染、能源短缺问题也日益严重。但目前的电动汽车还处在继续研究阶段，现阶段存在的电动汽车整体结构都不理想，其原因是:结构复杂、底盘超重、成本高、耗能太大。电动汽车车载电池储能太少，经不起差速器、变速箱等过重、耗能太多的结构的浪费，因而导致电动汽车续行里程过短。蓄电池为电动汽车提供动力，而蓄电池充电性能直接影响蓄电池的使用和寿命。蓄电池一般分为铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池和锂离子电池，由于蓄电池种类繁多且容量不一，不同种类和容量的蓄电池往往需要不同的充电器匹配，如果蓄电池的充电器匹配不合理，就会出现过充过热等不安全现象，从而影响蓄电池的正常使用并缩短蓄电池寿命。
实用新型内容
[0003]有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种电动汽车大功率快速智能充电系统，其充电过程中的充电电压、电流通过单片机实时控制，能快速稳定地为不同类型和不同容量的蓄电池充电，并具有保护和延长蓄电池使用寿命的特性。
[0004]为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案:
[0005]一种电动汽车大功率快速智能充电系统，其中，包括单片机、充电电路、温度检测电路、电流检测电路、电压检测电路和显示屏，所述显示屏、充电电路、温度检测电路、电流检测电路和电压检测电路分别连接单片机。
[0006]作为优选，所述单片机采用MC9S12XS128芯片。
[0007]作为优选，所述电动汽车大功率快速智能充电系统还包括时钟芯片，所述时钟芯片连接单片机。
[0008]作为优选，所述电动汽车大功率快速智能充电系统还包括键盘电路，所述键盘电路连接单片机。
[0009]作为优选，所述电流检测电路采用霍尔式电流传感器。
[0010]作为优选，所述温度检测电路采用热敏电阻。
[0011]本实用新型的有益效果为:
[0012]本实用新型充电过程中的充电电压、电流通过单片机实时控制，整个充电系统为反馈控制系统，单片机通过实时检测充电过程中的电流、电压及温度监测整个充电过程，有效地避免了充电过程中过流、过压及过热现象，使充电过程安全稳定地进行，能快速稳定地为不同类型和不同容量的蓄电池充电，并具有保护和延长蓄电池使用寿命的特性。
[0013]本实用新型的其 他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说明书或者附图中所特别指出的结构来实现和获得。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型的硬件原理图；
[0015]图2为本实用新型IBGT驱动芯片电路原理图。
【具体实施方式】
[0016]下面通过具体实施例，并结合附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的描述。
[0017]如图1所示，本实用新型包括单片机、充电电路、温度检测电路、电流检测电路、电压检测电路、时钟芯片、看门狗、矩阵键盘和显示屏，充电电路、温度检测电路、电流检测电路、电压检测电路、时钟芯片、看门狗、矩阵键盘和显示屏。
[0018]本系统采用开关电源技术，最大功率为3500W，先将220V单相工频交流电，经4个二极管组成全桥电路进行整流，再经过大电容滤波得到300V左右的直流电，此时直流电中纹波较大。直流电通过由4个绝缘栅双极晶体管(IGBT)组成的全桥逆变器，得到电压可调的高频交流电，经高频变压器耦合到副边，再经全桥整流，最后经电感电容滤波得到纹波很小的直流电为蓄电池充电。本系统能为不同类型的蓄电池及容量不同的蓄电池充电，其充电过程中的充电电压、电流通过单片机实时控制，整个充电系统为反馈控制系统，单片机通过实时检测充电过程中的电流、电压及温度监测整个充电过程，有效地避免了充电过程中过流、过压及过热现象，使充电过程安全稳定地进行。
[0019]如图2所示，本系统采用了逆变桥前的空气开关，是为了防止电路中出现短路或大电流损坏蓄电池或电子器件。单片机通过检测充电电流、电压及温度与充电前的设定值进行比较，控制输出4路PWM波到4个IGBT的栅极，从而控制其集电极到发射极电流通断时间，达到控制输出电压的目的。由于选用了 4只IGBT组成全桥逆变器，每个IGBT需要一个M57962L芯片驱动，而每个M57662L芯片需要3个电压等级即15V、10V、5v为其供电，其中5v电压同时为MC9S12XS128单片机供电，本实施例中为一款功率为50W的变压器，为单片机及4个M57962L芯片供电，其次级绕组输出3组电压，经整流滤波稳压后，得到上述所需的3个电压。
[0020]选用MC9S12XS128单片机作为控制核心进行数据采集和控制，其内部数据存储器8KB、程序存储器 128KB，2 个 SC1、1 个 SP1、1 个 IICU 个 CAN、16 路 A/D、8 路 PWM、8 路 ECT模块，其工作频率为80MHz，运算速度快，处理能力大大提高。该芯片集成了 16路12位高精度的A/D转换器，能直接对蓄电池的充电电压、电流及温度进行检测，8路PWM可直接输出到M57962L芯片控制IGBT的通断，简化了单片机外围电路的设计。
[0021]电压检测电路选用电阻分压式结构，并联在充电电路中监测电压信号，电压信号从PADO 口经单片机自带A/D转换器传至单片机进行处理，这种结构能根据外面的实际电压自动选用相应的量程检测电压，使电压越小时，检测到的电压精度越高，有助于更精确地控制充电过程中的充电电压的变化。
[0022]电流检测电路选用霍尔式电流传感器检测充电电流信号，并将检测到的电流信号经过一定的换算处理从PADl 口经单片机自带的A/D转换器传至单片机进行处理，该传感器精度高，能精确的检测到充电电流0.1A的变化。
[0023]温度检测电路选用热敏电阻检测充电过程中电池温度信号，实际应用时将热敏电阻贴在电池上检测电池温度，该热敏电阻能准确检测到充电过程中电池温度的变化量，温度信号经PAD2 口传至单片机进行处理，防止充电过程中电池过热，使充电过程能平稳、安全的进行。
[0024]显示屏选用带中文字库的12864液晶屏，液晶屏模块与单片机的PA、PB 口相连，能实时显示充电过程中的充电电压、充电电流以及电池的端电压和温度，并在空闲时能显示日历、4路PWM波的占空比等。
[0025]键盘电路选用4x4矩阵键盘。通过按键可切换到蓄电池充电方法选择、充电参数设定、日历调整、4路PWM波的占空比显示及充电电压、充电电流、电池的端电压和温度显示等界面。
[0026]电池检测程序完成后，开始对电池进行小电流充电，充电速率约为1/5C左右；当小电流充电至电池电压达到参考值时，系统进入恒流充电阶段，此阶段为蓄电池的快速充电阶段，充电速率为1-2C;当充电电压达到设定的电池的最大充电电压时，系统进入恒压充电阶段，随着电池电压逐渐上升，充电电流逐渐减小；当充电电流减d，N设定参考值时，系统判断蓄电池充足停止充电。
[0027]充电过程中不断监测电池电压是否超过安全值、温度或温度变化率是否达到限定值，如有上述情况立即终止充电。检测电池电压是为了防止锂离子电池和铅蓄电池过充，检测温度和温度变化率是否达到限定值，是为了防止镍氢和镍镉电池过充。
[0028]最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
【权利要求】
1.一种电动汽车大功率快速智能充电系统，其特征在于:包括单片机、充电电路、温度检测电路、电流检测电路、电压检测电路和显示屏，所述显示屏、充电电路、温度检测电路、电流检测电路和电压检测电路分别连接单片机。
2.如权利要求1所述的一种电动汽车大功率快速智能充电系统，其特征在于:所述单片机采用MC9S12XS128芯片。
3.如权利要求1所述的一种电动汽车大功率快速智能充电系统，其特征在于:所述电动汽车大功率快速智能充电系统还包括时钟芯片，所述时钟芯片连接单片机。
4.如权利要求1所述的一种电动汽车大功率快速智能充电系统，其特征在于:所述电动汽车大功率快速智能充电系统还包括键盘电路，所述键盘电路连接单片机。
5.如权利要求1所述的一种电动汽车大功率快速智能充电系统，其特征在于:所述电流检测电路采用霍尔式电流传感器。
6.如权利要求1所述的一种电动汽车大功率快速智能充电系统，其特征在于:所述温度检测电路采用热敏电阻。
【文档编号】H02J7/00GK203617756SQ201320821491
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2013年12月16日 优先权日:2013年12月16日
【发明者】李复活 申请人:河南速达电动汽车科技有限公司