专利名称：用于静止电动汽车蓄电池的自动充电装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及汽车零部件技术领域，特别涉及充电装置技术领域，具体是指一种用于静止电动汽车蓄电池的自动充电装置，采用电动汽车的动力电池(标称电压为380V)为蓄电池自动充电的系统，其能够自动检测蓄电池亏电并自动为其进行充电，从而防止电动汽车因长时间停放导致蓄电池亏电而无法正常启动的问题。
背景技术：
汽车的出现已经有上百年的时间，然而经过多年的发展，汽车的动力仍然主要采用汽油或柴油(统称为燃油)为燃料，以燃油的燃烧释放的能量作为 动力来驱动汽车行驶。然而，随着世界汽车保有量的持续上升，采用燃油的燃烧作为动力的汽车也带来了环境污染的问题。并且更重要的是，汽车燃料的快速消耗，导致燃油的价格持续上涨，用车成本快速提高。而且燃油的储量也在快速消耗，能源危机严重制约了汽车工业的发展。在国家可持续发展战略和节能减排政策的鼓励下，以电能为动力的电动汽车的研究成为当今汽车工业的热点课题。电动汽车采用车载动力电池来为汽车提供动力。该车载动力电池一般采用铅酸/镍氢/镍铬电池，目前已还发展出容量更大的锂电池和铁电池。车载动力电池的电压为380V，其通过驱动电动机来将电能转化为动能，从而驱动汽车行驶。无论是燃料动力汽车还是电动汽车，在车辆的结构中都设有蓄电池。该蓄电池为汽车的车载电子器件提供电力，例如汽车照明系统、车载音响系统、车载电脑控制系统等。而且，蓄电池还具有一个更重要的作用，即为汽车的点火系统提供电力，从而使得汽车发动机能够正常的启动。因此蓄电池能否正常、稳定的工作关系到汽车能否的正常使用。现有的汽车中，不管是燃料动力汽车还是电动汽车，其蓄电池通常都是只有在汽车发动之后才能对蓄电池进行充电。因此，采用这种充电方式对蓄电池充电，将导致一系列的问题。比如说，汽车使用者由于出差或者其他缘由而长时间不使用汽车的情况下，蓄电池由于汽车的长时间停放而得不到电能的补充，蓄电池的电能将因为自然损耗而出现亏电现象。当使用者再次使用汽车时，由于蓄电池的亏电而将无法正常启动汽车。
实用新型内容本实用新型针对现有的电动汽车因长时间停放导致的蓄电池由于亏电而无法正常启动的问题，提出了一种用于静止电动汽车蓄电池的自动充电装置，该用于静止电动汽车蓄电池的自动充电装置设计巧妙，结构简洁，通过采用该充电装置，从而避免出现蓄电池出现亏电的问题，适于大规模推广应用。为了解决上述问题，本实用新型的用于静止电动汽车蓄电池的自动充电装置，其特点是，包括动力电池、直流-直流转换器、蓄电池、启动开关和充电控制器，所述动力电池通过所述直流-直流转换器电路连接所述蓄电池，所述蓄电池电路连接所述启动开关，所述充电控制器分别电路连接所述直流-直流转换器、所述蓄电池和所述启动开关。较佳地，所述充电控制器包括555定时器，所述555定时器分别电路连接所述直流-直流转换器、所述蓄电池和所述启动开关。更佳地，所述充电控制器还包括停止充电紧急开关，所述停止充电紧急开关电路连接所述555定时器。更佳地，所述充电控制器还包括可变电阻器，所述可变电阻器电路连接所述555定时器。 本实用新型提出的用于静止电动汽车蓄电池的自动充电装置包括直流-直流转换器(DC-DC)，该直流-直流转换器(DC-DC)与汽车动力电池连接；充电控制器，当该充电控制器在汽车启动开关开启的情况下，直接接通直流-直流转换器(DC-DC)，使得直流-直流转换器(DC-DC)工作，利用汽车的动力电池为蓄电池充电，而当该充电控制器在汽车启动开关关闭的情况下，自动检测蓄电池的电压，并在蓄电池电压过低(即亏电)的同时，触发直流-直流转换器(DC-DC)工作，并通过车载动力电池为蓄电池充电；以及汽车启动开关，其用于发动或熄灭汽车。·
图I为本实用新型用于静止电动汽车蓄电池的自动充电装置的原理框图；图2为本实用新型用于静止电动汽车蓄电池的自动充电装置的充电控制器原理图；图3为充电控制器的电压波形图；图4为充电控制器中采用的555定时器的功能具体实施方式
为了能够更清楚地理解本实用新型的技术内容，特举以下实施例详细说明。参照图1，电动汽车的动力电池I与直流-直流转换器(DC-DC)2连接，该动力电池
I的输出电压为380V，直流-直流转换器(DC-DC) 2能够将动力电池I输出的380V直流电压转换为给蓄电池3充电的12V直流电压；电动汽车的启动开关4连接至充电控制器5，当启动开关4设置为ON的状态，即拧动汽车钥匙至ON档时，充电控制器5直接接通直流-直流转换器(DC-DC) 2，通过直流-直流转换器(DC-DC) 2将动力电池I输出的380V直流电压转换为12V直流电压来为蓄电池3充电，当电动汽车长时间停放，此时启动开关4处于关闭状态，充电控制器5自动检测蓄电池3的电压，如果蓄电池3的电压低于设定值(10. 5V)，充电控制器5将触发直流-直流转换器(DC-DC)2工作，从而通过动力电池I为蓄电池3进行充电。参照图2和图3，通过结合充电控制器5的原理图和电路电压波形图来介绍蓄电池的自动充电过程。当电动汽车在使用的情况下，即车钥匙处于启动开关的ON档时，ON当信号直接接通直流-直流转换器(DC-DC)的触发信号，使得直流-直流转换器(DC-DC)工作，此时车载动力电池(380V Battery)通过直流-直流转换器(DC-DC)在输出12+和输出12-两个端子之间输出12V直流电压来为蓄电池(12V Battery)充电。结合图4所示的555定时器的功能表，介绍充电控制器5的控制过程。当电动汽车没有被使用而停放时，车钥匙处于启动开关的OFF档。充电控制器检测蓄电池的电压，当蓄电池的电压为满电的12V时，即图3中的时刻tl到来之前，图2中Vcc的电压为5V，Vi的电压为2. 4V，由于该Vi电压大于555定时器管脚2的电压(Vcc/3=1. 67V)，因此555定时器的输出管脚3输出低电平，即输出端OUT的电压Vo=0，此时三极管Q1、开关Kl和K2都处于不导通的截止状态，直流-直流转换器(DC-DC) 2由于没有触发信号而不工作，因此动力电池I将无法通过直流-直流转换器(DC-DC)来为蓄电池3充电。另外，555定时器的管脚7也被置为低电平，因此电容C没有电压。调节变阻器Rprt的阻值为3000欧姆，当蓄电池电压由于亏电而低于10. 5V时，即处于图3中的tl时刻，Vi的电压为I. 6V，即输入到555定时器的管脚2的电压小于Vcc/3(I. 67V)，此时555定时器的管脚3和管脚7都被置为高电平，三极管Q1、开关Kl和K2导通，触发信号将触发直流-直流转换器(DC-DC)2工作，此时动力电池I输出的380V电压经直流-直流变换器2后在蓄电池3的两端输入12V的电压，从而对蓄电池3进行充电。与此同时，由于555定时器的管脚7也为高电平，因此电容C将被充电。当充电开始后，蓄电池3的电压很快升高，当在图3中的t2时刻时，蓄电池3的电压高于10. 5V，此时图2中的电压Vi将大于Vcc/3 (即I. 67V);但是由于蓄电池尚未充满， 因此图2中的电容电压Vc还处在小于2Vcc/3 (即3. 3V)的范围，因此，555定时器的管脚2的电压大于Vcc/3，而管脚6的电压小于2Vcc/3。参照图4的功能图，555定时器进入暂稳态，即输出管脚3的输出电压Vo不变，其仍然处在高电平状态，动力电池I继续通过直流-直流转换器(DC-DC)对蓄电池3进行充电。参见图3，经过一段时间的充电后，即到达t3时刻后，电容C被充电至电压Vc=2Vcc/3时，555定时器的管脚6将触发，从而使得555定时器管脚3的输出电压Vo由高电平变为低电平，即0，此时充电结束。同时555定时器的管脚7也被置为低电平，电容C迅速放电，充电控制器3停止输出触发信号，直流-直流转换器(DC-DC)停止工作，蓄电池进入满电状态。待到蓄电池下一次亏电时,重复上述充电步骤。通过上文的描述，充电时间为从时刻tl到t3所需的时间，即电容电压Vc从O上升至2Vcc/3所需要的时间，充电时间由公式I给出T 充=RCln [(Vcc-Vc) / (Vcc_2Vcc/3) (公式 I)其中R为电容C端的总电容，即R3和R4之和，因此根据本实用新型上述实施例的充电时间即为T^= (R3+R4) Cln[(Vcc-O)/ (Vcc_2Vcc/3) =2. IMΩ X2200 μ FX 1η3=1· 4 小时。此外，本实用新型通过调节变阻器Rprt的阻值来设定启动自动充电时蓄电池对应的电压，在本实用新型的实施例中，变阻器Rprt的阻值设定为3000欧姆，在该电阻值下，启动自动充电的条件是亏电的蓄电池电压为10. 5V。并且，在本实用新型中，蓄电池自动充电的充电控制器还设有停止充电的紧急开关SI，一旦出现紧急状况，按下紧急开关SI，电容C的电压Vc将立刻被置为几乎等于Vcc的电压，即555定时器的管脚6的电压将立刻被置为几乎等于Vcc电压，从而马上触发555定时器的输出Vo由高电平变为0，从而停止充电。综上，本实用新型的用于静止电动汽车蓄电池的自动充电装置设计巧妙，结构简洁，通过采用该充电装置，从而避免出现蓄电池出现亏电的问题，适于大规模推广应用。在此说明书中，本实用新型已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本实用新型的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。
权利要求1.一种用于静止电动汽车蓄电池的自动充电装置，其特征在于，包括动力电池、直流-直流转换器、蓄电池、启动开关和充电控制器，所述动力电池通过所述直流-直流转换器电路连接所述蓄电池，所述蓄电池电路连接所述启动开关，所述充电控制器分别电路连接所述直流-直流转换器、所述蓄电池和所述启动开关。
2.根据权利要求I所述的用于静止电动汽车蓄电池的自动充电装置，其特征在于，所述充电控制器包括555定时器，所述555定时器分别电路连接所述直流-直流转换器、所述蓄电池和所述启动开关。
3.根据权利要求2所述的用于静止电动汽车蓄电池的自动充电装置，其特征在于，所述充电控制器还包括停止充电紧急开关，所述停止充电紧急开关电路连接所述555定时器。
4.根据权利要求2所述的用于静止电动汽车蓄电池的自动充电装置，其特征在于，所述充电控制器还包括可变电阻器，所述可变电阻器电路连接所述555定时器。
专利摘要本实用新型涉及一种用于静止电动汽车蓄电池的自动充电装置，包括动力电池、直流-直流转换器、蓄电池、启动开关和充电控制器，动力电池通过直流-直流转换器电路连接蓄电池，蓄电池电路连接启动开关，充电控制器分别电路连接直流-直流转换器、蓄电池和启动开关。较佳地，充电控制器包括555定时器，分别电路连接直流-直流转换器、蓄电池和启动开关。更佳地，充电控制器还包括停止充电紧急开关，电路连接所述555定时器。充电控制器还包括可变电阻器，电路连接555定时器。本实用新型的用于静止电动汽车蓄电池的自动充电装置设计巧妙，结构简洁，通过采用该充电装置，从而避免出现蓄电池出现亏电的问题，适于大规模推广应用。
文档编号H02J7/02GK202712948SQ20122040557
公开日2013年1月30日 申请日期2012年8月16日 优先权日2012年8月16日
发明者孙江明, 罗建, 袁一卿 申请人:上海中科深江电动车辆有限公司