CN102593918A - 燃油汽车蓄电池充电控制装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种燃油汽车蓄电池充电控制装置，包括供电模块，其输入端与蓄电池正极连接，用于提供电压；判别模块，其第一输入端与供电模块的输出端连接，第二输入端与蓄电池正极点连接，用于对供电模块和蓄电池提供的电压信号进行判别比较；通断模块，其输入端与判别模块的输出端连接，用于根据判别模块输出的信号控制蓄电池充电电路的通断；发电充电模块，其输出端通过通断模块与蓄电池正极连接，用于对蓄电池进行充电；电网充电模块，输入端用于与市电电网连接，输出端与蓄电池的正极连接，用于汽车停止行驶时对蓄电池进行充电；本发明可用市电电网为蓄电池充电，能够节省耗油量，降低成本，相应减少尾气排放，利于环境保护。

Description

燃油汽车蓄电池充电控制装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及汽车领域，尤其涉及一种燃油汽车蓄电池充电控制装置及其控制方法。

背景技术

蓄电池是汽车必不可少的一部分，它用于启动发动机时，给发动机提供强大的启动电流；当发电机过载时，可以协助发电机向用电设备供电；当发动机处于怠速时，向用电设备供电，并且，蓄电池可以当作一个大容量的电容器，用于保护汽车的用电设备。

目前，汽车上的蓄电池充电，通常采用由发动机带动发电机，发电机产生的电流经整流、调节后流向蓄电池，从而完成对蓄电池的充电，这种充电方式存在以下不足：一，使用成本高，首先由于油转电的效率低，其次由于燃油价格的不断上调，使得使用成本进一步提高；二，汽车在油转电的过程中产生更多的尾气排放，不利于环境保护。

因此，需要提出一种新的装置，采用市电进行充电，降低燃油耗费量，从而降低成本，并且相应减少汽车尾气的排放，利于环境保护。

发明内容

有鉴于此，本发明提供的一种燃油汽车蓄电池充电控制装置，能够采用市电进行充电，降低燃油耗费量，从而降低成本，并且相应减少汽车尾气的排放，利于环境保护。

本发明提供的一种燃油汽车蓄电池充电控制装置，包括：

供电模块，其输入端与燃油汽车蓄电池正极连接，用于输出电压；

判别模块，其第一输入端A1与所述供电模块的输出端A连接，第二输入端B1与所述燃油汽车蓄电池正极B点连接，用于对供电模块和燃油汽车蓄电池提供的电压信号进行判别比较；

通断模块，其输入端与所述判别模块的输出端连接，用于根据判别模块输出的信号控制燃油汽车蓄电池充电电路的通断；

发电充电模块，其输出端通过所述通断模块与燃油汽车蓄电池正极连接，用于对燃油汽车蓄电池进行充电；

电网充电模块，其输入端用于与市电电网连接，输出端与所述燃油汽车蓄电池的正极连接，用于汽车停止行驶时对蓄电池进行充电；

进一步，所述供电模块包括第六电阻、稳压二极管和电容；

所述稳压二极管和电容并联，所述第六电阻的一端接于燃油汽车蓄电池正极，另一端接于稳压二极管负极，所述稳压二极管正极接地，所述供电模块工作时，由稳压二极管的负极作为供电模块的输出端A输出供电电压；

进一步，所述判别模块包括运放、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和第五电阻；

所述运放的同相端通过第二电阻与所述稳压二极管负极连接，所述第二电阻与所述稳压二极管负极连接的一端作为所述判别模块的第一输入端；所述运放的同相端通过第一电阻接地，所述运放输出端通过第三电阻接于运放的同相端，所述运放的正电源接于稳压二极管负极，所述运放的负电源接地；所述运放的反相端通过第五电阻接于燃油汽车蓄电池的正极，所述第五电阻与燃油汽车蓄电池连接的一端作为所述判别模块的第二输入端；所述运放的反相端通过第四电阻接地；

进一步，所述通断模块包括三极管、接触器、二极管、第七电阻和第八电阻；

所述接触器包括线圈和触点开关；所述二极管与接触器并联，二极管的负极接于燃油汽车蓄电池正极，二极管的正极接于三极管集电极，所述三极管的基极通过第七电阻连接到运放的输出端，所述三极管的基极与发射极之间设有第八电阻，所述三极管的发射极接地；

进一步，所述电网充电模块包括带同步充电止锁继电器的充电器，汽车的点火器通过所述带同步充电止锁继电器与蓄电池的正极连接；所述带同步充电止锁继电器的充电器可以根据燃油汽车蓄电池的规格对燃油汽车蓄电池进行恒流、恒压和浮充三级阶段式充电；

进一步，所述发电充电模块为燃油汽车上的发电充电装置，所述发电充电模块通过所述接触器的触点开关与所述蓄电池的正极。

本发明提供的一种燃油汽车蓄电池充电控制装置的控制方法，包括如下步骤：

a供电模块输入端从燃油汽车蓄电池正极获得电流，经供电模块的第六电阻限流后，在电容两端形成压降，由与电容并联的稳压二极管负极作为供电模块的输出端输出电压V_a；

b判别模块的第一输入端A1获得由供电模块输出的电压V_a，电压V_a经判别模块处理后，判别模块输出低电平时，所述电压V_a形成补电下限电压V1，判别模块输出高电平时，电压V_a形成补电上限电压V2；补电上限电压V2减去补电下限电压V1的差值为判别模块的回差值；判别模块的第二输入端B1由蓄电池正极获得电压V_b，当电压V_b大于所述补电上限电压V2时，所述判别模块输出低电平；所述电压V_b小于所述补电下限电压V1时，所述判别模块输出高电平；

c通断模块获得判别模块输出的高电平信号或低电平信号并且根据电平信号控制燃油汽车蓄电池充电电路的通断；

d车辆处于停止工作时，通过接通电网充电模块与市电电网对燃油汽车蓄电池进行充电，将电量补满。

进一步，判别模块输出低电平时，运放同相端的对地电阻阻值为第一电阻和第三电阻并联后的阻值为Ra；判别模块输出高电平时，运放的同相端对供电模块输出端A的电阻阻值为第二电阻和第三电阻并联后的阻值Rb；

当燃油汽车蓄电池电量为其额定电量的20％时对应的运放同相端的电压为补电下限电压为V1，且V1＝Ra÷(Ra+R2)×V_a；

当燃油汽车蓄电池电量为其额定电量的30％时对应的运放同相端的电压为补电上限电压为V2，且V2＝R1÷(Rb+R1)×V_a；

进一步，充电控制装置可将行驶中的燃油汽车的蓄电池的电量维持在所述蓄电池的额定电量的20％-30％之间。

本发明的有益效果是：

1.当未使用外充电时，可以不改变原有的使用习惯，车辆仍可以正常行驶，发电充电可在蓄电池电量为额定电量的20％-30％之间通断循环，能够节省耗油量，降低成本，相应减少尾气排放，利于环境保护。

2.当汽车停止行驶后，可以用市电电网为蓄电池充电，从而进一步省油，降低成本，利于环境保护。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

图1是本发明的各模块的连接示意图。

图2是本发明的实施例的电路原理图。

具体实施方式

图1是本发明的各模块的连接示意图，图2是本发明的实施例的电路原理图，如图所示，本实施例中，本发明提供的一种燃油汽车蓄电池充电控制装置，包括：供电模块，其输入端与燃油汽车蓄电池E1正极连接，用于提供电压；判别模块，其第一输入端A1与所述供电模块的输出端A连接，第二输入端B1与所述燃油汽车蓄电池正极B点连接，用于对供电模块和燃油汽车蓄电池提供的电压信号进行判别比较；通断模块，其输入端与所述判别模块的输出端连接，根据判别模块输出的信号控制燃油汽车蓄电池E1充电电路的通断；发电充电模块，其输出端与所述通断模块的输入端连接，用于对燃油汽车蓄电池E1进行充电，所述发电充电模块的输入端接于汽车发动机带动的发电机；电网充电模块，其输入端用于与市电电网连接，输出端与所述燃油汽车蓄电池E1的正极连接，用于汽车停止行驶时对蓄电池E1进行充电。

本实施例中，如图所示，所述供电模块包括第六电阻R6、稳压二极管D2和电容C1；所述稳压二极管D2和电容C1并联，所述第六电阻R6的一端接于燃油汽车蓄电池E1正极，另一端接于稳压二极管D2负极，所述稳压二极管D2正极接地，所述供电模块工作时，由稳压二极管D2的负极作为供电模块的输出端A输出供电电压。

本实施例中，如图所示，所述判别模块包括运放U1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4和第五电阻R5；所述运放U1的同相端通过第二电阻R2与所述稳压二极管D2负极连接，所述第二电阻与所述稳压二极管负极连接的一端作为所述判别模块的第一输入端A1；所述运放U1的同相端通过第一电阻R1接地，所述运放U1输出端通过第三电阻R3接于运放U1的同相端，所述运放U1的正电源接于稳压二极管D2负极，所述运放U1的负电源接地；所述运放U1的反相端通过第五电阻R5接于燃油汽车蓄电池E1的正极，所述运放U1的反相端通过第四电阻R4接地。

本实施例中，如图所示，所述通断模块包括三极管Q1、接触器J1、二极管D1、第七电阻R7和第八电阻R8；所述接触器J1包括线圈和触点开关K1，所述线圈是置于接触器J1的壳体内的；所述二极管D1作为续流二极管与接触器J1并联，二极管D1的负极接于燃油汽车蓄电池E1正极，二极管D1的正极接于三极管Q1集电极，所述三极管Q1的基极通过第七电阻R7连接到运放U1的输出端，所述三极管Q1的基极与发射极之间设有第八电阻R8，所述三极管Q1的发射极接地。

本实施例中，如图所示，所述电网充电模块包括带同步充电止锁继电器K2的充电器，汽车的点火器通过所述带同步充电止锁继电器K2与蓄电池E1的正极连接；所述带同步充电止锁继电器K2的充电器可以根据燃油汽车蓄电池E1的规格对燃油汽车蓄电池E1进行恒流、恒压和浮充三级阶段式充电。

本实施例中，如图所示，所述发电充电模块为燃油汽车上的发电充电装置，所述发电充电模块通过所述接触器J1的触点开关K1与所述蓄电池E1的正极。

本实施例中，所述判别模块可以集成为芯片，便于接于控制电路，当然，所述判别模块也可以是其他具有此功能的电路或者芯片，皆可以实现本发明的功能，在此不在赘述。

本实施例中，所述燃油汽车蓄电池充电控制装置的通断模块的触点开关K1也可连接在燃油汽车发电机的励磁线圈的回路中，控制励磁线圈回路的通断来实现控制燃油汽车蓄电池充电回路的通断。

本发明提供的一种燃油汽车蓄电池充电控制装置的控制方法，包括如下步骤：

a供电模块从燃油汽车蓄电池E1正极B点获得电流，经第六电阻R6限流后，在电容C1两端形成电压降V_a，由与电容C1并联的稳压稳压二极管D2的负极作为供电模块的输出端A输出电压V_a。

b判别模块的第一输入端A1获得由供电模块输出的电压V_a，电压V_a经判别模块处理后，判别模块输出低电平时，所述电压V_a形成补电下限电压V1；判别模块输出高电平时，电压V_a形成补电上限电压V2；补电上限电压V2减去补电下限电压V1的差值为判别模块的回差值；判别模块的第二输入端B1由蓄电池正极获得电压V_b，当电压V_b大于所述补电上限电压V2时，所述判别模块输出低电平；所述电压V_b小于所述补电下限电压V1时，判别模块输出高电平。

判别模块由运放U1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4和第五电阻R5构成回差比较器，运放U1反相端电压由第四电阻R4和第五电阻R5对蓄电池E1电压进行分压后得到，所述运放U1同相端的电压除了由第一电阻R1和第二电阻R2对所述供电模块提供的电压进行分压，并且还与第三电阻R3(回差电阻)的反馈电压有关，当运放U1输出低电平时，运放U1同相端的对地电阻Ra的阻值为第一电阻R1和第三电阻R3并联后的阻值，所以，Ra的阻值小于R1的阻值，当燃油汽车蓄电池电量为其额定电量的20％时对应的运放同相端的电压为补电下限电压为V1，且V1＝Ra÷(Ra+R2)×V_a；

式中V_a为供电模块输出端A点提供的电压，V1为补电下限电压。

当运放U1输出高电平时，运放U1的同相端对供电模块输出端A点的电阻为Rb，电阻Rb的阻值为第二电阻R2和第三电阻R3并联后的阻值，Rb的阻值小于R2的阻值，当燃油汽车蓄电池电量为其额定电量的30％时对应的运放同相端的电压为补电上限电压为V2，且V2＝R1÷(Rb+R1)×V_a；

式中V_a为供电模块输出端A点提供的电压，V2为补电上限电压，且有V2大于V1，V2-V1的差值为所述判别模块的回差值，调整第三电阻R3的阻值大小就可以调整回差值的大小，回差值的设置使本发明的燃油汽车蓄电池充电控制装置不会频繁通断，确保充电系统的可靠性，使电池的剩余电量可保持在额定电量的20％-30％之间，既不影响蓄电池的使用寿命，又不影响车辆第二次发动及行驶。

c通断模块获得判别模块输出的高电平信号或低电平信号并且根据电平信号控制燃油汽车蓄电池充电电路的通断。

当车辆行驶中用电时，蓄电池E1正极B点的电压大于所述蓄电池E1的电量为额定电量的30％对应的补电上限电压V2时，则运放U1的反相端电压大于同相端电压，运放U1输出低电平，输出的低电平信号通过第七电阻R7传送到三极管Q1的基极，此时的基极电流为0，所述三极管Q1处于截止状态，接触器J1的线圈无电流通过，所述接触器J1的触点K1处于断开状态，从而发电充电模块与蓄电池E1也处于断开状态。

随着车辆的不断用电，蓄电池E1的正极B点的电压不断下降，蓄电池E1正极B点的电压下降到蓄电池E1的电量低于蓄电池E1额定电量的20％对应的补电下限电压时V1，所述运放U1的反相端电压小于同相端电压，所述运放U1输出端输出高电平，高电平信号通过第七电阻R7传送到三极管Q1的基极，此时，三极管Q1的基极有电流流入，所述三极管Q1由截止转为导通，所述接触器J1处于通电状态，所述接触器J1的触点开关K1吸合转为接通状态，所述发电充电模块开始想蓄电池E1充电；当蓄电池E1的正极B点电压大于蓄电池E1的电量为额定电量的30％对应电压V2时，发电充电模块自动停止充电，直到蓄电池E1正极B点电压小于蓄电池E1的电量低于蓄电池E1额定电量的20％对应的电压V1时，所述发电充电模块又开始对蓄电池E1充电，因此，所述燃油汽车蓄电池充电控制装置将所述蓄电池E1的电量可维持在其额定电量的20％-30％之间，节省了燃油的耗费量，相应减少了尾气的排放量，利于环境保护。

d当车辆处于停止行驶的状态下，则可以通过接通电网充电模块与市电电网对燃油汽车蓄电池E1进行充电，将其电量充满。

充电时，电网充电模块内部的充电止锁继电器K2由常闭状态转外断开状态，使发动机的点火器供电被切断，只有当人为停止充电后，所述充电止锁继电器K2才恢复到常闭状态。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种燃油汽车蓄电池充电控制装置，其特征是：包括：

供电模块，其输入端与燃油汽车蓄电池正极连接，用于输出电压；

判别模块，其第一输入端A1与所述供电模块的输出端A连接，第二输入端B1与所述燃油汽车蓄电池正极B点连接，用于对供电模块和燃油汽车蓄电池提供的电压信号进行判别比较；

通断模块，其输入端与所述判别模块的输出端连接，用于根据判别模块输出的信号控制燃油汽车蓄电池充电电路的通断；

发电充电模块，其输出端通过所述通断模块与燃油汽车蓄电池正极连接，用于对燃油汽车蓄电池进行充电；

电网充电模块，其输入端用于与市电电网连接，输出端与所述燃油汽车蓄电池的正极连接，用于汽车停止行驶时对蓄电池进行充电。

2.根据权利要求1所述燃油汽车蓄电池充电控制装置，其特征是：所述供电模块包括第六电阻、稳压二极管和电容；

所述稳压二极管和电容并联，所述第六电阻的一端接于燃油汽车蓄电池正极，另一端接于稳压二极管负极，所述稳压二极管正极接地，所述供电模块工作时，由稳压二极管的负极作为供电模块的输出端A输出供电电压。

3.根据权利要求2所述燃油汽车蓄电池充电控制装置，器特征是：所述判别模块包括运放、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和第五电阻；

所述运放的同相端通过第二电阻与所述稳压二极管负极连接，所述第二电阻与所述稳压二极管负极连接的一端作为所述判别模块的第一输入端A1；所述运放的同相端通过第一电阻接地，所述运放输出端通过第三电阻接于运放的同相端，所述运放的正电源接于稳压二极管负极，所述运放的负电源接地；所述运放的反相端通过第五电阻接于燃油汽车蓄电池的正极，所述第五电阻与燃油汽车蓄电池连接的一端作为所述判别模块的第二输入端；所述运放的反相端通过第四电阻接地。

4.根据权利要求3所述燃油汽车蓄电池充电控制装置，其特征是：所述通断模块包括三极管、接触器、二极管、第七电阻和第八电阻；

所述接触器包括线圈和触点开关；所述二极管与接触器的线圈并联，二极管的负极接于燃油汽车蓄电池正极，二极管的正极接于三极管集电极，所述三极管的基极通过第七电阻连接到运放的输出端，所述三极管的基极与发射极之间设有第八电阻，所述三极管的发射极接地。

5.根据权利要求4所述燃油汽车蓄电池充电控制装置，其特征是：所述电网充电模块包括带同步充电止锁继电器的充电器，汽车的点火器通过所述带同步充电止锁继电器与蓄电池的正极连接；所述带同步充电止锁继电器的充电器可以根据燃油汽车蓄电池的规格对燃油汽车蓄电池进行恒流、恒压和浮充三级阶段式充电。

6.根据权利要求5所述燃油汽车蓄电池充电控制装置，其特征是：所述发电充电模块为燃油汽车上的发电充电装置，所述发电充电模块通过所述接触器的触点开关与所述蓄电池的正极。

7.一种燃油汽车蓄电池充电控制装置的控制方法，其特征是：包括如下步骤：

a供电模块输入端从燃油汽车蓄电池正极获得电流，经供电模块的第六电阻限流后，在电容两端形成压降V_a，由与电容并联的稳压二极管负极作为供电模块的输出端A输出电压V_a；

b判别模块的第一输入端A1获得由供电模块输出的电压V_a，电压V_a经判别模块处理后，判别模块输出低电平时，所述电压V_a形成补电下限电压V1，判别模块输出高电平时，电压V_a形成补电上限电压V2；补电上限电压V2减去补电下限电压V1的差值为判别模块的回差值；判别模块的第二输入端B1由蓄电池正极获得电压V_b，当电压V_b大于所述补电上限电压V2时，所述判别模块输出低电平；所述电压V_b小于所述补电下限电压V1时，所述判别模块输出高电平；

c通断模块获得判别模块输出的高电平信号或低电平信号并且根据电平信号控制燃油汽车蓄电池充电电路的通断；

d车辆处于停止工作时，通过接通电网充电模块与市电电网对燃油汽车蓄电池进行充电，将电量补满。

8.根据权利要求7所述燃油汽车蓄电池充电控制装置的控制方法，其特征是：

判别模块输出低电平时，运放同相端的对地电阻阻值为第一电阻和第三电阻并联后的阻值为Ra；判别模块输出高电平时，运放的同相端对供电模块输出端A的电阻阻值为第二电阻和第三电阻并联后的阻值Rb；

当燃油汽车蓄电池电量为其额定电量的20％时对应的运放同相端的电压为补电下限电压为V1，且V1＝Ra÷(Ra+R2)×V_a；

当燃油汽车蓄电池电量为其额定电量的30％时对应的运放同相端的电压为补电上限电压为V2，且V2＝R1÷(Rb+R1)×V_a。

9.根据权利要求8所述燃油汽车蓄电池充电控制装置的控制方法，其特征是：

充电控制装置可将行驶中的燃油汽车的蓄电池的电量维持在所述蓄电池的额定电量的20％-30％之间。

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