电动叉车及用于电动叉车的充电系统的制作方法_2

文档序号:8716590阅读:来源:国知局
交流电的三相交流电压、三相交流电流、相位以及直流检测装置40检测的充电电压和充电电流控制充电装置以调节第一直流电的电压范围。
[0031]在本实用新型的实施例中,充电装置的工作模式包括恒压充电模式和恒流充电模式。
[0032]在本实用新型的实施例中,第一直流电的电压范围可以为0-600V,即当输入的交流电为380V交流市电时,该充电系统可以对输出的第一直流电的电压在0-600V之间灵活控制,进而表明该充电系统对于充电电压变化比较大的动力电池10来说也是适用的,而且充电效率比较高。
[0033]根据本实用新型的一个实施例,如图1所示,充电装置包括EMI滤波电路201、整流电路202和直流滤波电路203。其中,EMI滤波电路201的一端与输入的交流电相连,EMI滤波电路201对输入的交流电进行处理以输出第一交流电。整流电路202的一端与EMI滤波电路201的另一端相连,整流电路202将第一交流电转换为第二直流电。直流滤波电路203的一端与整流电路202的另一端相连,直流滤波电路203的另一端与动力电池10相连,直流滤波电路203对第二直流电进行滤波处理以输出第一直流电。
[0034]优选地,整流电路202可以为三相桥式全控整流电路,直流滤波电路203可以为LC滤波电路。
[0035]具体而言,如图1所示,EMI滤波电路201包括多个电阻和多个电感,其中,第一电阻Rl和第一电感LI串联后的一端与输入的交流电的Ua相相连以对Ua相进行滤波,第二电阻R2和第二电感L2串联后的一端与输入的交流电的Ub相相连以对Ub相进行滤波,第三电阻R3和第三电感L3串联后的一端与输入的交流电的Uc相相连以对Uc相进行滤波,从而对输入的交流电如380V交流市电进行滤波以输出稳定、平滑的第一交流电。
[0036]整流电路202由6个功率开关管组成,其中,每两个功率开关管组成一个桥臂,共组成三个桥臂,每个桥臂的上桥臂功率开关管的源极和下桥臂功率开关管的漏极相连,三个桥臂的中间节点分别与EMI滤波电路201中的第一电阻Rl和第一电感LI串联后的另一端、第二电阻R2和第二电感L2串联后的另一端以及第三电阻R3和第三电感L3串联后的另一端相连,并且,三个桥臂的上桥臂功率开关管的漏极相连,三个桥臂的下桥臂功率开关管的源极相连。
[0037]直流滤波电路203包括第四电感L4和第一电容Cl,其中第四电感L4的一端与整流电路202中的上桥臂功率开关管的漏极相连,第四电感L4的另一端与第一电容Cl的正极、动力电池10的正极分别相连,第一电容Cl的负极与整流电路202中的下桥臂功率开关管的源极、动力电池10的负极分别相连,以滤除整流电路202输出的电压脉冲干扰,使输出的第一直流电稳定、平滑。
[0038]根据本实用新型的一个实施例,如图1所示,交流检测装置30包括交流电压及相位检测单元301和交流电流检测单元302。其中,交流电压及相位检测单元301的一端与EMI滤波电路201的一端相连,交流电压及相位检测单元301的另一端与控制器50相连,交流电流检测单元302的一端与EMI滤波电路201的另一端相连,交流电流检测单元302的另一端与控制器50相连。
[0039]并且,如图1所示,直流检测装置40包括直流电流检测单元401和直流电压检测单元402。其中,直流电流检测单元401的一端与动力电池10的一端相连,直流电流检测单元402的另一端与控制器50相连,直流电压检测单元402连接到动力电池10的两端,且直流电压检测单元402与控制器50相连。
[0040]此外,如图1所示,控制器50包括主控芯片501和隔离驱动单元502,其中,隔离驱动单元502包括电气隔离和自激驱动电路。
[0041]优选地,主控芯片501的工作频率可以为40MHz。
[0042]具体而言,如图1所示,交流电压及相位检测单元301的一端分别与输入的交流电如380V交流市电的Ua、Ub、Uc相相连,交流电压及相位检测单元301的另一端与主控芯片501相连,以实时检测输入的交流电的三相交流电压和相位,并发送给主控芯片501。其中,检测三相交流电的相位的目的在于防止输入的交流电反接对主控芯片501输出的SVPWM(Space Vector Pulse Width Modulat1n,空间矢量脉宽调制)产生影响,具体而言,主控芯片501可以根据检测的三相交流电的相位改变坐标系变换的角度极性,从而正确输出SVPWM信号,自动实现输入防反接的功能。
[0043]交流电流检测单元302的一端分别与EMI滤波电路201中的第一电阻Rl和第一电感LI串联后的另一端、第二电阻R2和第二电感L2串联后的另一端相连,以实时检测第一电感L1、第二电感L2的电流即EMI滤波电路201输出的第一交流电的电流,并发送给主控芯片501。
[0044]直流电流检测单元401实时检测动力电池10的充电电流,防止过流和短路,并将检测的充电电流发送给主控芯片501作为软件控制的直流电流反馈信号。
[0045]直流电压检测单元402实时检测动力电池10的充电电压即动力电池10两端的电压,防止过电压,并将检测的充电电压发送给主控芯片501作为软件控制的直流电压反馈信号。
[0046]主控芯片501的工作频率要求达到40MHz以上,并且主控芯片501还应具有高速A/D数据采集、快速软件数学运算、处理复杂的逻辑关系以及方便设定多个程序中断的功會K。
[0047]其中,主控芯片501的软件工作原理为:当充电系统工作时,交流电压及相位检测单元301和交流电流检测单元302将检测到的三相交流电压Ua、Ub、Uc和两相交流电流ia、ib发送给主控芯片501,主控芯片501将得到的两相交流电流ia、ib进行Clack变换和Park变换,把静止坐标系下的两相交流电流ia、ib变换为旋转坐标系下的Isa、Isb,从而把幅值和相位均实时变化的三相交流电的电流变为了恒定值。同时,主控芯片501把预设输出的电压值与直流电压检测单元402检测的充电电压进行差分,并对差分得到的电压差值进行PI (Proport1nal Integral,比例积分)调节运算,然后将输出的数据与Isa和Isb进行PI调节得到Urd和Urq,最后将旋转坐标系下的Urd和Urq变换到静止坐标系下得到Ura和Urb,并根据Ura和Urb进行相位和幅值计算,从而生成SVPWM驱动脉冲。
[0048]根据本实用新型的一个示例,如图2所示,控制芯片501的软件工作流程包括以下步骤:
[0049]S101,中断服务程序开始。
[0050]S102,检测三相交流电压Ua、Ub、Uc和两相交流电流ia、ib。
[0051]S103,三相静止坐标到两相旋转坐标变换得到Isa、Isb。
[0052]S104,充电电压Udc的PI调节,得到I'sa。
[0053]S105,Isa与I'sa的PI调节以及Isb与O的PI调节,得到Urd和Urq。
[0054]S106,两相旋转坐标到三相静止坐标变换得到Ura和Urb。
[0055]S107,计算角度和驱动时间。
[0056]S108,生成SVPWM驱动脉冲。
[0057]S109,中断返回。
[0058]此外,隔离驱动单元502 —端与主控芯片501相连,隔离驱动单元502的另一端与整流电路202中的功率开关管的栅极相连,隔尚驱动单兀502根据主控芯片501输出的SVPWM驱动脉冲实时控制功率开关管的导通和关断,以驱动整流电路202对第一交流电进行整流。
[0059]进一步地,直流电流检测单元401和直流电压检测单元402将检测到的动力电池10的充电电压和充电电流发送给主控芯片501,主控芯片501中的软件根据充电电压和充电电流判断充电装置是工作于恒流充电模式还是恒压充电模式。当主控芯片501判断充电装置工作于恒流充电模式时,该主控芯片501把检测到的充电电流与预设输出的电流对比,并进行PI调节控制,得到
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