[實用新型]一種電動汽車蓄電池充電機

無效

• 申請號: 201020199806.5
• 申請日: 2010-05-21
• 公開（公告）號: CN201797365U
• 公開（公告）日: 2011-04-13
• 發明（設計）人: 張良祖;張鵬輝
• 申請（專利權）人: 西安茁森電子科技有限責任公司
• 主分類號: H02J7/04
• 分類號: H02J7/04;H02H7/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種蓄電池充電機，特別涉及一種能夠在快速充電過程中對電池放電能量回收的電動汽車蓄電池充電機。

背景技術

當今社會，節能減排、保護環境的意識深入人心，鑒于傳統汽車對石化能源的依賴和對環境的污染，首當其沖成為被改造和被革新的對象，而依靠電力驅動的電動汽車由于不消耗石化燃料和能夠做到零排放越來越受到人們的青睞。在電動汽車這個龐大而又復雜的系統工程中，承擔電池充電任務的充電機是其中一個非常重要的環節。雖然作為蓄電池老搭檔的充電設備與蓄電池相伴出生，但它從未停止過自身的發展，而且對其性能要求越來越高。現在的充電機不僅要能充電，而要充好電，打破“電池不是用壞的，而是充壞的”傳統觀念。

快速充電機為了達到快速充電的目的，一般采用大電流脈沖充電，在充電的間隙會對電池進行短時間的大電流放電，以便消除電池在充電過程中形成的極化現象，維持電池對充電電流比較大的接收率，縮短充電時間。該方法的缺點是電池的放電能量被放電管、限流電阻等電路消耗掉了，不僅浪費了能量，限制了充電機充電效率的進一步提高，同時使充電機的溫升提高，穩定性變差。

實用新型內容

針對上述現有技術中存在的問題與缺陷，本實用新型的目的在于提供一種電動汽車蓄電池充電機。該充電機充電速度快、充電量足，使用壽命長，能夠在快速充電過程中對電池放電能量回收并進行回充，提高了充電機的充電效率。

實現上述實用新型目的技術方案是一種電動汽車蓄電池充電機，由EMC濾波器、整流器、有源PFC電路、橋式變換電路、PWM驅動電路、整流濾波電路、反接保護電路依次聯系組成，所述的有源PFC電路還聯接有源PFC控制器和輔助電源，所述的PWM驅動電路上還聯接有CPU控制器，所述的CPU控制器上還聯接有溫度檢測及風扇電路和通信接口；所述的反接保護電路分別向PWM驅動電路和CPU控制器輸出電壓電流采樣，所述的整流器向有源PFC控制器輸出電壓電流采樣，所述的PWM驅動電路和PFC控制器之間接有時鐘同步，所述的反接保護電路和流濾波電路之間還聯接有電池放電能量回收逆變電路。

附圖說明

圖1是本實用新型充電器的電路原理方框圖，

圖2是本實用新型充電器的橋式變換部分和電池能量回收部分的電路圖。

具體實施方式

下面結合附圖與實施例對本實用新型作進一步的描述。

圖1中示出的是本實用新型充電器的電路原理方框圖，由EMC濾波器、整流器、有源PFC電路、橋式變換電路、PWM驅動電路、整流濾波電路、反接保護電路依次聯系組成，所述的有源PFC電路還聯接有源PFC控制器和輔助電源，所述的PWM驅動電路上還聯接有CPU控制器，所述的CPU控制器上還聯接有溫度檢測及風扇電路和通信接口；所述的反接保護電路分別向PWM驅動電路和CPU控制器輸出電壓電流采樣，所述的整流器向有源PFC控制器輸出電壓電流采樣，所述的PWM驅動電路和PFC控制器之間接有時鐘同步，所述的反接保護電路和流濾波電路之間還聯接有電池放電能量回收逆變電路。

本實用新型的充電機的主要工作過程是：將輸入的交流電經過整流、校正、升壓、濾波，將交流電壓變為約400伏的直流電壓，使用了前饋和電壓反饋技術，輸出電壓穩定性好，電網輸入交流電路的波形接近理想的正弦波；功率因數校正電路輸出的直流電壓通過PWM調制、橋式變換、變壓器隔離、整流，輸出滿足電池充電要求的電壓和電流；單片機主要完成輸出電壓電流的監測和控制、充電曲線的實現和設置、溫度檢測和保護功能。

圖2是本實用新型充電器的橋式變換部分和電池能量回收部分的電路圖。在電池放電期間，繼電器JP1和JP2斷開，放電管Q5導通，放電電流對電容C13充電，C13收集放電能量的同時由以U1為核心的升壓型DC/DC變換器將電壓升高后回充給C6～C8，使該能量能夠在下一個充電時隙充給電池。Q1～Q4為DC/DC變換全橋，橋的驅動信號由PWM驅動電路生產(在此沒有畫出)，從插頭J1接入；T1為高頻開關變壓器，將全橋輸出的高電壓脈沖波形變換到變壓器次級的低電壓脈沖波形，再經過變壓器次級的全波整流電路整流成直流；T2、L2、C6、C7、C8、T3為濾波電路，濾波后的直流電壓供電池充電；JP1、JP2為串聯在充電回路中的大電流繼電器，主要作用是充電結束、電池保護、電池放電時隙斷開充電回路。Q5是放電管，R10是放電限流電阻，C13是放電電容，放電時放電管導通，放電電流給放電電容充電；C13兩端的電壓經LM5001組成的升壓變換器升壓后回充給濾波電容C6～C8。

本實用新型的充電機使電網輸入的交流電流波形形狀得到了很大改善，功率因數提高到98％以上，電流波形的頻譜純凈度提高和各次諧波減少到5％，有效地減少了充電機對電網的污染和對其他電子設備的干擾；充電機中在PFC部分和PWM部分有兩個時鐘源和功率開關，會造成比較大的差拍干擾，而且該干擾頻率的不確定性使其很難被濾除，本次設計的充電機將兩個時鐘源同步起來，使差拍干擾完全消除；為了減少元件尺寸和提高效率，PFC和PWM的開關頻率提高到80kHz；電池充電過程中的充電波形、充電過程曲線都對充電效率和電池的壽命有影響，本設計中采用正反向脈沖的充電波形，同時將反向放電能量回收使用，提高充電效率；充電曲線的確定借鑒電池充放電效率(電池端放電能量與充電能量之比)來確定，使電池充好、充實；充電過程中不斷監視電池的溫度變化，根據溫度、電壓電流變化速率等參數動態的調整充電狀態。