CN102780258A - 电动汽车车载式永磁发电机智能充电控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电动汽车车载式永磁发电机智能充电控制系统，该系统包括：电源模块1、电压和电流检测模块2、单片机控制充电模块3、永磁发电机启动模块4、三相整流模块5、充电电流控制模块6。当电动汽车电池电压低时，启动永磁发电机空载运转预热一分多钟后，再由单片机控制充电模块3控制充电电流控制模块6对电动汽车电池进行充电。充电过程中对充电电流进行调节，防止充电电流过大。电动汽车电池充满电后，单片机控制充电模块3将使永磁发电机停止工作。本发明结构简单、性能稳定可靠、安装方便。
Description
技术领域
本发明涉及一种电动汽车车载式永磁发电机智能充电控制系统，特别是电动汽车行驶过程中电池电量不足时的自动充电控制系统。
背景技术
我国改革开放以来，国民经济快速增长，“科技创新，自主创新”已成为当今工业发展的主流，我国工业逐步向集约型、节能减排、低碳的方向发展。油、气动力汽车消耗石化能源，排放尾气，污染大气环境；随着国际石化能源日益减少，价格不断上涨，作为新能源的电动汽车，由于其具有零排放，低能耗倍受各方的关注。而电动汽车的核心部件动力电池，目前由于其容量不能满足电动汽车中、长距离的续航要求，因而限制了电动汽车的快速发展。
为了解决这一问题，科研单位和企业科技人员在不断地研究、探索，有些厂商尝试将励磁发电机或永磁发电机加到电动汽车中，当电动汽车行驶过程中电池电量不足时开启发电机对电池充电，虽然励磁发电机很容易实现发电机对电池充电时电压及电流的精确控制，但由于其体积较大、价格较高、转换效率较低而未广泛使用；而永磁发电机虽然具有体积较小、价格较低、转换效率较高等优点，但较难实现其对电池充电时电压及电流的精确控制。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种电动汽车车载式永磁发电机智能充电控制系统，实现永磁发电机对电动汽车电池充电时电压及电流的精确控制。当电动汽车行驶过程中电池电量不足时自动开启永磁发电机，先使永磁发电机空载预热一分多钟，然后满载对电池充电，电池充满后自动关闭永磁发电机。亦可手动控制永磁发电机对电池充电。
本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：
一种电动汽车车载式永磁发电机智能充电控制系统，包括：电源模块1、电压和电流检测模块2、单片机控制充电模块3、永磁发电机启动模块4、三相整流模块5、充电电流控制模块6；所述电动汽车车载式永磁发电机智能充电控制系统的工作过程如下：
电源模块1是将电动汽车电池的高压直流电源转换成15伏的低压直流电源供其它电路工作；
电压和电流检测模块2是将电动汽车电池的电压及充电电流检测出，并转换成单片机模拟口能识别的信号，传给单片机控制充电模块3；
单片机控制充电模块3收到电压和电流检测模块2传来的信息后执行如下动作：当收到电池的电压低的信息时，先使永磁发电机启动模块4工作，启动永磁发电机，空载预热一分多钟，再控制充电电流控制模块6对电池进行充电。充电过程中对充电电流进行调节，防止充电电流过大。电池充满电后关闭永磁发电机；
永磁发电机启动模块4是由单片机控制充电模块3控制，产生三相交流电流供永磁发电机产生旋转磁场，使永磁发电机作为电动机为汽油机提供启动的动力，启动汽油机工作。
三相整流模块5是将永磁发电机发出的三相交流电转换成直流电，为电动汽车电池充电。
充电电流控制模块6是对电池的充电电流进行控制。
优选地，所述单片机控制充电模块3采用美国CYPRESS公司24533芯片；
优选地，所述三相整流模块5采用台湾强茂公司的MBR60200CT；
优选地，所述永磁发电机启动模块4及充电电流控制模块6所用场效应管采用无锡新洁能公司的NCE1579和NCE1521；
本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
1、利用三相永磁发电机发电给行驶过程中电池电量不足的电动汽车进行自动充电，解决了电动汽车中、长距离的续航能力不足的缺点。
2、选用三相永磁发电机可实现启动电动机和发电机合二为一，具有体积较小、价格较低、转换效率较高等优点。
3、利用本发明的控制电路，可实现三相永磁发电机对电池充电时电压及电流的精确控制。
附图说明
图1为本发明电路结构图。
图2为本发明电源模块1电路图。
图3为本发明电压和电流检测模块2电路图。
图4为本发明单片机控制充电模块3电路图。
图5为本发明永磁发电机启动模块4电路图。
图6为本发明三相整流模块5电路图。
图7为本发明充电电流控制模块6电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：
如图1为系统电路结构图，本发明电动汽车车载式永磁发电机智能充电控制系统包括：电源模块1、电压和电流检测模块2、单片机控制充电模块3、永磁发电机启动模块4、三相整流模块5、充电电流控制模块6。电源模块1是将电动汽车电池的高压直流电源转换成15伏的低压直流电源分别供电压和电流检测模块2、单片机控制充电模块3、永磁发电机启动模块4工作；电压和电流检测模块2是将电动汽车电池的电压及充电电流检测出，并转换成单片机模拟口能识别的信号，传给单片机控制充电模块3；单片机控制充电模块3收到电压和电流检测模块2传来的信息后执行如下动作：当收到电动汽车电池电压低于设定值的信息时，先使永磁发电机启动模块4工作，产生三相交流电供永磁发电机，这时永磁发电机担当启动电动机的角色，启动永磁发电机空载运转。之后永磁发电机回到发电机的角色，空载运转预热一分多钟后，三相整流模块5是将永磁发电机发出的三相交流电转换成直流电，再由单片机控制充电模块3控制充电电流控制模块6对电动汽车电池进行充电。充电过程中对充电电流进行调节，防止充电电流过大。当电压和电流检测模块2检测出电动汽车电池充满电后，将该信息传给单片机控制充电模块3，由它使永磁发电机停止工作。
如图2所示，电源模块1由电阻R101为场效应管Q101提供启动电流，R102、C101为场效应管Q101提供自激反馈，R103、Q102、Q103、C102、R104及R105组成过流保护电路，通过变压器T101将电能耦合到次极由D102整流输出，C104为输出的电压进行滤波，D103和R106的作用是将输出直流电压稳定在15伏。分别为电压和电流检测模块2、单片机控制充电模块3、永磁发电机启动模块4提供工作电源。
如图3所示，电压和电流检测模块2由电压和电流放大器组成，由R201、R202、R203、R204及IC1组成电动汽车电池电压检测电路，由R205、R206、R207、R208及IC2组成充电电流检测电路，将检测到的信息转换成单片机模拟口能识别的信息，传给单片机控制充电模块3。
如图4所示，单片机控制充电模块3由美国CYPRESS公司生产的24533单片机、R401、R402、R403、D401、继电器J及Q401组成。24533单片机的1脚收到电动汽车电池电压低的信息时，由15脚、16脚、17脚、18脚、19脚、20脚输出三相交流控制电压至永磁发电机启动模块4，产生三相交流电流供永磁发电机，这时永磁发电机担当启动电动机的角色，启动永磁发电机空载运转，24533单片机的6脚收到三相整流模块5发来的永磁发电机启动成功信息后，24533单片机的15脚、16脚、17脚、18脚、19脚、20脚停止输出，永磁发电机启动模块4停止工作。之后永磁发电机回到发电机的角色，空载运转预热一分多钟后，24533单片机的27脚输出信息至充电电流控制模块6，控制充电电流控制模块6对电动汽车电池进行充电。充电过程中对充电电流进行调节，防止充电电流过大。当电压和电流检测模块2检测出电动汽车电池充满电后，将该信息传给单片机控制充电模块3，由它的12脚通过R403、Q401使使继电器J常闭触点闭合，永磁发电机停止工作。
如图5所示，永磁发电机启动模块4是将单片机控制充电模块3输出三相交流控制电压转换成三相交流电流供永磁发电机启动。
如图6所示，三相整流模块5是由D501、D502、D503、D504、D505、D506及D507组成，它将永磁发电机发出的三相交流电转换成直流电，供电动汽车电池充电。
如图7所示，充电电流控制模块6由R601、R602、R603、C601、D601及Q601组成。从单片机控制充电模块3输出的充电电流调节信息由C601隔直流、通交流后加到场效应管Q601的控制极，由R601、R602、D601组成电平调整电路，控制场效应管Q601的通断，从而控制充电电流的大小。R603的作用是将充电电流的大小信息传给电压和电流检测模块2，由它将该信息转换成单片机模拟口能识别的信号，传给单片机控制充电模块3，实现充电电流的闭环控制。
Claims (4)
1.一种电动汽车车载式永磁发电机智能充电控制系统，其特征在于包括：电源模块1、电压和电流检测模块2、单片机控制充电模块3、永磁发电机启动模块4、三相整流模块5、充电电流控制模块6。所述电动汽车车载式永磁发电机智能充电控制系统的工作过程如下：当电动汽车电池电压低于设定值时，启动永磁发电机空载运转预热一分多钟后，再由单片机控制充电模块3控制充电电流控制模块6对电动汽车电池进行充电。充电过程中对充电电流进行调节，防止充电电流过大。电动汽车电池充满电后，单片机控制充电模块3将使永磁发电机停止工作。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车车载式永磁发电机智能充电控制系统，其特征在于：所述电源模块1中的电源电路由变压器及其外围电路组成。
3.根据权利要求1所述的一种电动汽车车载式永磁发电机智能充电控制系统，其特征在于：所述关闭永磁发电机启动模块4的信号由三相整流模块5产生。
4.根据权利要求1所述的一种电动汽车车载式永磁发电机智能充电控制系统，其特征在于：所述充电电流控制模块6由R601、R602、R603、C601、D601及Q601组成。
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