[發(fā)明專利]一種電動汽車鋰電池快速充電系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410159181.2
• 申請日: 2014-04-18
• 公開（公告）號: CN104052105A
• 公開（公告）日: 2014-09-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李復(fù)活
• 申請（專利權(quán)）人: 河南速達電動汽車科技有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02J7/10
• 代理公司: 鄭州紅元帥專利代理事務(wù)所(普通合伙) 41117
• 代理人: 楊妙琴

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種快速充電系統(tǒng)，特別是一種電動汽車鋰電池快速充電系統(tǒng)。

技術(shù)背景

?????當今，因石化資源枯竭，加之環(huán)境污染，發(fā)展電動汽車已成大勢所趨。蓄電池便成為電動汽車唯一的動力源，為電動汽車驅(qū)動提供動力，而蓄電池充電的快慢直接影響到電動汽車的前途命運。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供了一種電動汽車鋰電池快速充電系統(tǒng)。

本發(fā)明提供的電動汽車鋰電池快速充電系統(tǒng)，其中，所述快速充電系統(tǒng)包括充電主電路及控制充電主電路的單片機一、充電控制回路及控制充電控制回路的單片機二。

進一步，所述充電主電路包括依次連接的由4個二極管組成的全橋整理電路，由4個絕緣柵雙極晶體管組成的全橋逆變器，大電容和高頻變壓器，所述單片機一對充電主電路的電壓、電流進行實時控制。

進一步，所述充電控制回路包括電阻分壓式結(jié)構(gòu)的測量裝置，用于測量充電電壓信號；霍爾式電流傳感器，用于檢測充電電流信號；帶中文字庫的12864液晶屏，用于實時顯示充電過程中的充電電壓、充電電流以及電池的端電壓和溫度。

進一步，所述單片機二包括內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器、程序存儲器、2個SCI、1個SPI、1個IIC、1個CAN、16路A/D、8路PWM、8路ECT模塊。

進一步，所述快速充電系統(tǒng)的充電階段由小電流充電階段、恒流充電階段、恒壓充電階段3部分組成。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的一種電動汽車鋰電池快速充電系統(tǒng)，解決了當期電動汽車鋰電池充電緩慢的問題，推進電動汽車早兒走向成熟，去緩解當今面臨的能源短缺與環(huán)境污染。本系統(tǒng)彌補了鋰電池電動汽車充電慢的缺陷、有電路結(jié)構(gòu)簡單、充電速度快等優(yōu)點。

附圖說明

圖1為快速充電系統(tǒng)硬件原理圖；

圖2為IBGT驅(qū)動芯片M57962L的應(yīng)用電路示意圖；

圖3為鋰離子電池的充電程序流程圖。

具體實施方式

本發(fā)明的思想是：采用移相全橋軟開關(guān)電路，即將Boost電路與全橋變換器合成一起，組成單級PFC電路，該電路結(jié)構(gòu)簡單、效率高，可以實現(xiàn)對輸入電流的整定，又可以工作在大功率場合，發(fā)揮了全橋電路的特大優(yōu)勢。

下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明做進一步詳細的說明。?

1?快速充電系統(tǒng)的工作原理

圖1為快速充電系統(tǒng)硬件原理圖，所述快速充電系統(tǒng)主要由充電主電路和充電控制回路組成。

1.1充電主電路

本系統(tǒng)采用了開關(guān)電源技術(shù)，最大功率為3500W，先將220V單相工頻交流電經(jīng)4個二極管組成的全橋整理電路進行整流，再經(jīng)過大電容濾波得到300V左右的直流電，此時直流電中紋波較大。直流電通過由4個絕緣柵雙極晶體管（IGBT）組成的全橋逆變器，得到電壓可調(diào)的高頻交流電，經(jīng)高頻變壓器耦合到副邊，再經(jīng)全橋整流電路，最后經(jīng)電感電容濾波得到紋波很小的直流電為蓄電池充電。快速充電系統(tǒng)能為不同類型的蓄電池及容量不同的蓄電池充電，其充電過程中的充電電壓、電流通過單片機實時控制，整個充電系統(tǒng)為反饋控制系統(tǒng)，單片機通過實時檢測充電過程中的電流、電壓及溫度監(jiān)測整個充電過程，有效地避免了充電過程中過流、過壓及過熱現(xiàn)象，使充電過程安全穩(wěn)定地進行。

??逆變橋前的空氣開關(guān)是為了防止電路中出現(xiàn)短路或大電流損壞蓄電池或電子器件。單片機通過檢測充電電流、電壓及溫度與充電前的設(shè)定值進行比較，控制輸出4路PWM波到4個IGBT的柵極，從而控制其集電極到發(fā)射極電流通斷時間，達到控制輸出電壓的目的。

??由于IGBT需隔離驅(qū)動，本系統(tǒng)選用了三菱公司IBGT驅(qū)動芯片M57962L，圖2是其應(yīng)用電路。

??由于選用了4只IGBT組成全橋逆變器，每個IGBT需要一個M57962L芯片驅(qū)動，而每個M57662L芯片需要3個電壓等級即15V、l0V、5v為其供電，其中5v電壓同時為MC9S12XS128單片機供電，本系統(tǒng)設(shè)計了一款功率為50W的變壓器，為單片機及4個M57962L芯片供電，其次級繞組輸出3組電壓，經(jīng)整流濾波穩(wěn)壓后，得到上述所需的3個電壓。

1.2充電控制回路