用于电驱动教练车蓄电池组的充电装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于电驱动教练车蓄电池组的充电装置，该充电装置由DC/DC降压变换器、输出电压电流检测电路、状态显示部分、以及单片机控制单元等组成，所述DC/DC降压变换器、输出电压电流检测电路，状态显示部分等分别与单片机控制单元连接。本发明能够解决电驱动教练车的蓄电池组充电过程中每一个电池单元都达到满充进而延长电池使用寿命的问题，能够增加用电驱动教练车的放电时长，并减少蓄电池的更换次数，大大促进了用电驱动教练车的大量应用，产生较大的直接、间接效益。
【专利说明】
用于电驱动教练车蓄电池组的充电装置
技术领域
[0001]本发明属于电动汽车充电领域，具体涉及一种用于电驱动教练车蓄电池组的充电装置。【背景技术】
[0002]铅酸蓄电池至今有100多年历史，随着技术的进步，铅酸蓄电池的工艺、结构不断改进，性能不断提高。铅酸蓄电池由于其制造成本低，容量大，价格低廉而广泛应用于电动车领域。目前商业使用的蓄电池充电器基本是恒压或恒流充电其，充电方式单一，难以达到蓄电池理想的充电曲线，而且在对串联连接的蓄电池组进行充电时，由于电池组中各基本单元的电化学特性存在差异，当一些单元电池被充满电时，而另一些单元电池尚需继续充电，这使得被充满电的单元发生过充电现象。过充电对蓄电池产生非常不利的影响。相反，那些长期充电不足的蓄电池，会使蓄电池容量下降，内阻增加，造成蓄电池的早期损坏， 严重地影响了蓄电池的使用寿命。因此，如何实现快速、高效、微损地对蓄电池科学充电成为制约蓄电池电动车发展的瓶颈。
【发明内容】
[0003]有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种用于电驱动教练车蓄电池组的充电装置。
[0004]为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的:本发明实施例提供一种用于电驱动教练车蓄电池组的充电装置，该充电装置由DC/DC 降压变换器、输出电压电流检测电路、状态显示部分、以及单片机控制单元等组成，所述DC/ DC降压变换器、输出电压电流检测电路，状态显示部分等分别与单片机控制单元连接。
[0005]上述方案中，所述DC/DC降压变换器采用两级DC/DC降压拓扑结构；市电通过EMI滤波器对尖峰浪涌进行抑制，再经过隔离降压变压器、全桥整流及滤波电路输出到第一级DC/ DC降压变换器，所述第一级DC/DC降压变换器将获得稳定的100V低压直流电源经滤波器输出至第二级DC/DC降压变换器，所述第二级DC/DC降压电路将输出电压范围为10V?90V的直流电源经滤波器和防倒灌输出电路后输出至充电端。
[0006]上述方案中，所述第一级DC/DC降压变换器和第二级DC/DC降压电路通过电压采样电路与单片机控制单元连接。
[0007]上述方案中，:所述防倒灌输出电路与充电端之间通过输出电压电流采样电路与单片机控制单元连接。
[0008]上述方案中，所述单片机控制单元连接有辅助电源。
[0009]与现有技术相比，本发明的有益效果:本发明能够解决电驱动教练车的蓄电池组充电过程中每一个电池单元都达到满充进而延长电池使用寿命的问题，能够增加用电驱动教练车的放电时长，并减少蓄电池的更换次数，大大促进了用电驱动教练车的大量应用，产生较大的直接、间接效益。【附图说明】
[0010]图1为本发明实施例提供一种用于电驱动教练车蓄电池组的充电装置的系统结构框图；图2为本发明实施例提供一种用于电驱动教练车蓄电池组的充电装置的系统原理框图；图3为本发明实施例提供一种用于电驱动教练车蓄电池组的充电装置与蓄电池连接示意图。【具体实施方式】
[0011]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0012]本发明实施例提供一种用于电驱动教练车蓄电池组的充电装置，如图1、2所示，该充电装置由充电控制单元、DC/DC降压变换器、单片机控制单元以及输出电压电流检测电路组成，所述充电控制单元、DC/DC降压变换器、输出电压电流检测电路分别与单片机控制单元连接。[〇〇13] 如图2所示，所述DC/DC降压变换器采用两级DC/DC降压拓扑结构，这样对隔离降压变换器的要求较低，第一级DC/DC降压变换器可以为后级提供稳定的低压直流电，这样，使得后级的输出精度极大地提高。；市电通过EMI滤波器对尖峰浪涌进行抑制，再经过隔离降压变压器、全桥整流及滤波电路输出到第一级DC/DC降压变换器，所述第一级DC/DC降压变换器将获得稳定的100V低压直流电源经滤波器输出至第二级DC/DC降压变换器，所述第二级DC/DC降压电路将输出电压范围为10V?90V的直流电源经滤波器和防倒灌输出电路后输出至充电端。
[0014]使用EMI滤波器对尖峰浪涌进行抑制，共模电感构成高抑制比的电源滤波，并在前级工频整流后加工频电感抑制电网上的尖峰浪涌对电源设备的干扰和损害，同时还可滤除电源设备产生的高频杂波对电网污染。
[0015]通过整流桥将50Hz交流电变换为直流电为下一级供电。采用BUCK电路拓扑，工作在PWM模式下，前馈电压型控制芯片产生20KHz驱动波形控制M0SFET功率开关管的开通与关断，将直流电逆变为高频方波交流电，通过电感滤波将高频方波转化为直流，供下一级整流滤波电路使用；监控部分通过隔离模块485与BMS(Battery Management System)通讯，满足客户需求;模块内部有多种保护电路如交流输入过、欠压保护、直流输出过压保护、直流输出欠压告警、直流输出过流或短路限流、模块过温保护等。[〇〇16] 通过电压采样电路，对第一级DC/DC降压电路采用恒压法控制，获取恒定的直流电压，而第二级DC/DC降压电路根据实际情况实现恒压、恒流、电流可调或电压可调的充电方式。所述单片机控制单元实现对DC/DC降压电路的控制、人机交互、数据通讯以及故障显示。
[0017]所述第一级DC/DC降压变换器和第二级DC/DC降压电路通过电压采样电路与单片机控制单元连接。
[0018]所述防倒灌输出电路与充电端之间通过输出电压电流采样电路与单片机控制单元连接。
[0019]所述单片机控制单元连接有辅助电源。
[0020]所述单片机控制单元实时检测各级DC/DC降压电路的电压、电流以及系统温度，保证系统可靠、稳定地运行。
[0021]进一步，如图3所示，再对蓄电池组进行串联充电时，每个电池单元都串接一个可控开关，依次分别为可控开关al，bl，cl，dl，el，f 1，并且在其每个开关和电池旁路并联另一个可控开关，依次分别为a2，b2，c2，d2，e2，f2，且对应每组两个开关工作状态正好相反。
[0022]以六节蓄电池串联充电为例，依次分别为蓄电池一到蓄电池六，其中在蓄电池组充电入口端即图1中〇点进行电流采集，传统蓄电池组串联充电的主要标志就是看蓄电池组的端电压是否达到饱和值电压，在此例中分别从蓄电池一到蓄电池六进行电压采集，即图1 中U，V，W，X，Y，Z六点进行电压采集，从而实现实时监测各个蓄电池的充电电压，单片机对每个蓄电池采集的电压数据进行分析计算与判断，其控制单元通过控制相应开关的闭合对蓄电池组每个蓄电池的充电状态做出不同反应，从而达到整组蓄电池组串联充电中每一个电池都获得充盈的电量，进而避免传统蓄电池组串联充电时，个别电池由于长期欠充而导致效能下降寿命减短，进而在使用过程中稍微一充电就充满，而放电时间却在减短的不好结果。
[0023]以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种用于电驱动教练车蓄电池组的充电装置，其特征在于:该充电装置由DC/DC降压变换器、输出电压电流检测电路、状态显示部分、以及单片机控制单元等组成，所述DC/DC降压变换器、输出电压电流检测电路，状态显示部分等分别与单片机控制单元连接。2.根据权利要求1所述的用于电驱动教练车蓄电池组的充电装置，其特征在于:所述DC/DC降压变换器采用两级DC/DC降压拓扑结构；市电通过EMI滤波器对尖峰浪涌进行抑制，再经过隔离降压变压器、全桥整流及滤波电路输出到第一级DC/DC降压变换器，所述第一级DC/DC降压变换器将获得稳定的10V低压直流电源经滤波器输出至第二级DC/DC降压变换器，所述第二级DC/DC降压电路将输出电压范围为1V?90V的直流电源经滤波器和防倒灌输出电路后输出至充电端。3.根据权利要求2所述的用于电驱动教练车蓄电池组的充电装置，其特征在于:所述第一级DC/DC降压变换器和第二级DC/DC降压电路通过电压采样电路与单片机控制单元连接。4.根据权利要求2或3所述的用于电驱动教练车蓄电池组的充电装置，其特征在于:所述防倒灌输出电路与充电端之间通过输出电压电流采样电路与单片机控制单元连接。5.根据权利要求1所述的用于电驱动教练车蓄电池组的充电装置，其特征在于:所述单片机控制单元连接有辅助电源。
【文档编号】B60L11/18GK105958607SQ201610363532
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年5月27日
【发明人】孟彦京, 张 焕, 吴辉, 陈君, 段明亮, 马汇海, 白伟东, 柴德喜
【申请人】陕西科技大学, 陕西科达电气有限公司