CN103337893A - 太阳能汽车电池充电系统 - Google Patents

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易映萍
李栋
王玉龙
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Abstract

本发明提供一种太阳能汽车电池充电系统，具有这样的特征，包括：将所述太阳能转化为电能的太阳能电池板；将所述电能的转换为电压恒定的直流电的DC/DC变换装置；产生波形信号的555振荡电路；与所述波形信号产生谐振，产生交流电的无线电能发射装置；设置在所述汽车上，感应所述交流电而获得充电电能的无线电能接收装置；将所述充电电能对所述电池进行充电的充电装置；以及根据所述直流电向所述555振荡电路和无线电能发射装置提供驱动电源的控制电源；所述直流电向所述无线电能发射装置提供振荡电源。

Description

太阳能汽车电池充电系统
技术领域
本发明涉及充电系统，特别涉及一种利用太阳能对汽车电池充电系统。
背景技术
随着经济的发展，社会的进步，人们对能源提出越来越高的要求，寻找新能源成为当前人类面临的迫切课题。太阳能作为取之不尽用之不竭的新能源更是具有较高的使用价值，利用太阳能发电，对新能源汽车功能是较为妥善的方案。随着经济的发展，社会的进步，人们对能源提出越来越高的要求，寻找新能源成为当前人类面临的迫切课题。
当今，大力发展电动汽车，但是电力汽车必须到指定的充电站进行充电，否则就失去的动力来源。特别是需要汽车进行长距离的行驶的情况下，电动汽车根本无法实现。所以，在此前提下，人们还是偏爱使用不环保的燃油动力汽车。
因此，如何解决既电动汽车充电难的问题，又能把大量的太阳能利用起来成为一大问题。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种太阳能汽车电池充电系统。
本发明提供一种太阳能汽车电池充电系统，具有这样的特征，包括：将所述太阳能转化为电能的太阳能电池板；将所述电能的转换为电压恒定的直流电的DC/DC变换装置；产生波形信号的555振荡电路；与所述波形信号产生谐振，产生交流电的无线电能发射装置；设置在所述汽车上，感应所述交流电而获得充电电能的无线电能接收装置；将所述充电电能对所述电池进行充电的充电装置；以及根据所述直流电向所述555振荡电路和无线电能发射装置提供驱动电源的控制电源；所述直流电向所述无线电能发射装置提供振荡电源。
另外，本发明提供一种太阳能汽车电池充电系统，还可以具有这样的特征：所述无线电接收装置包括，将所述波形信号进行放大的推挽电路，根据所述放大的信号的电压获得工作电流的金属氧化物半导体场效应管，以及根据工作电流产生所述交流电的LC振荡发射电路。
另外，本发明提供一种太阳能汽车电池充电系统，还可以具有这样的特征：所述推挽电路为图腾柱电路。
另外，本发明提供一种太阳能汽车电池充电系统，还可以具有这样的特征：所述充电装置包括，将所述充电电能整流成充电直流电的整流滤波电路，将所述充电直流电逆变为充电交流电的开关电源单元。
另外，本发明提供一种太阳能汽车电池充电系统，还可以具有这样的特征：所述整流滤波电路采用桥式整流电路进行整流。
进一步，本发明提供一种太阳能汽车电池充电系统，还可以具有这样的特征：所述逆变由4个金属氧化物半导体场效应管组成的全桥逆变电路。
发明的作用与效果
根据本发明提供的太阳能汽车电池充电系统，因为，具有将太阳能转化为电能的太阳能电池板，将获得的电能通过无线电能发射装置发出，设置在汽车上的无线电能接收装置接收到电能，经充电装置向汽车电池充电，所以，汽车只要在无线电能发射装置感应距离内就能对汽车电池进行充电，无线电能发射装置不需要事先提供电源，利用太阳能电池板获得的电能，可以在任意地方设置，这样，避免了电动汽车不适用长距离行驶的问题，推进电动汽车的使用率，大大减少环境污染。
附图说明
图1是本发明在实施例中的太阳能汽车电池充电系统示意图；
图2是本发明在实施例中的无线电能发射装置和无线电能接收装置的示意图；以及
图3是本发明在实施例中的汽车充电装置示意图。
具体实施方式
以下结合附图以及具体实施例,即受国家高技术研究发展计划（863计划）课题研制成果（课题编号：2012AA050206）来对本发明作进一步说明。
图1是本发明在实施例中的太阳能汽车电池充电系统示意图。
如图1所示，太阳能汽车电池充电系统包括：太阳能电池板，DC/DC变换装置、无线电能传输电路和汽车充电装置。
太阳能电池板吸收太阳能，并将太阳能转化为电能。
DC/DC变换装置，将太阳能电池板获得电能的电压稳定在30V‐35V之间，DC/DC输出则作为无线电能发射装置的输入。
无线电能传输装置包括：控制电源、555振荡电路、无线电能发射装置和无线电能接收装置。无线电能传输装置利用电磁感应方式进行无线电能的传输。
控制电源从DC/DC变换装置获得电能，并产生5V电压为555振荡电路提供工作电源，同时产生15V电压为无线电能发射装置提供驱动电源。
555振荡电路使用NE555集成电路产生方波。
太阳能电池板、DC/DC变换装置、控制电源、555振荡电路、无线电能发射装置形成安装在高速公路服务区。
无线电能传输电路和汽车充电装置设置在汽车内部。
图2是本发明在实施例中的无线电能发射装置和无线电能接收装置的示意图。
如图2所示，无线电发射装置50，包括：推挽电路51和LC振荡发射电路52。
推挽电路51为图腾柱驱动电路，包括：第一三极管Q1、第二三极管Q2、第一电阻R1、第二电阻R2、金属氧化物半导体场效应管MOSFET以及接地端PE。
第一三极管Q1的为NPN型三极管，B极接收555555振荡电路输出的方波，C极接收控制电源输出的15的驱动电源，E极与第二二极管Q2的E极。
第一三极管Q1的为PNP型三极管，B极接收555555振荡电路输出的方波，C极与接地端PE相连，E极与第一三极管Q1的E极连接。
第一电阻R1和第二电阻R2为可变电阻。
第一电阻R1的一端与第一三极管Q1的E极连接，另一端与金属氧化物半导体场效应管MOSFET的栅极连接。
第一电阻R1的一端与接地端PE连接，另一端与金属氧化物半导体场效应管MOSFET的栅极连接。
金属氧化物半导体场效应管MOSFET的漏极接入LC振荡发射电路52，源极与接地PE连接。
LC振荡发射电路52由第一电容C1和第一电感L1构成。LC振荡发射电路52由控制电源提供30V的主回路电源。
LC振荡发射电路60，包括第二电容C2、第二电感l2以及两个输出端OUTPUT1、OUTPUT2。
无线电发射装置50使用图腾柱驱动电路加强方波的驱动能力，从而控制Mosfet的开通关断，而Mosfet的开通关断可以使得LC振荡发射电路谐振并产生磁场，当LC振荡接收电路受磁场感应后产生电能，从输出端输出。
图3是本发明在实施例中的汽车充电装置示意图。
如图3所示，汽车充电装置，包括整流滤波电路21、开关电源单元和检测与控制电路23。汽车充电装置接收LC振荡接受电路产生的电能经过整流后得到直流电压作为新能源汽车充电装置电池充电装置的电源输入。
整流滤波电路21具有两个输入端INPUT1和INPUT2，接收LC振荡接受电路产生的电能。整流滤波电路21包括：4个二极管构成的桥式整流电路和一个电容构成的滤波电路。
开关电源单元22经过4只Mosfet器件VT1、VT2、VT3、VT4和两个电容C4、C5组成的全桥逆变电路可得到脉宽可调的高频交流电。经高频变压器耦合到副边，再经二极管D5、和D6整流，以及电感L4和电容C7构成的LC滤波电路滤波,由此可以得到大小可变的低纹波直流电压。
检测与控制电路23，包括：温度传感器、电流传感器、电压传感器、移相式开关电源专用集成芯片UC3875、PIC16C712单片机、F/V转换、开关Q3以及LED指示灯电路。
汽车充电装置的电压和电流控制信号是由PIC16C712的模块输出,经过F/V转换之后输入到移相式开关电源专用集成芯片UC3875的误差放大器输入端和反相输入端。通过电流传感器和电压传感器采集开关电源单元输出直流电流和直流电压反馈信号,并将其中的一个反馈信号输入至UC3845，二者之间的切换由PIC16C712单片机控制中间继电器实现。在充电过程中,蓄电池的温度是一个非常重要的参数。因为蓄电池的电压具有负温度系数,其值为‐4mV/℃,对于一个在环境温度为25℃时工作很理想的充电器在环境温度降到0℃时,蓄电池将出现充电不足的现象;而当环境温度升高到50℃时,蓄电池将出现过充电的现象,这将导致蓄电池寿命缩短。利用温度传感器和PIC16C172单片机可以实现温度检测功能，能够根据不同的环境温度调整充电过程中的各转换电压值;同时还具备温度保护功能,在充电过程中,当蓄电池温度超出限定的温度范围时充电器应立即停止充电或进入涓流充电,并且PIC16C712点亮LED指示灯以提示用户出现何种异常。
根据铅酸蓄电池的特点,将其充电过程分为4个阶段:涓流短时充电、恒流快速充电、恒压均衡充电、浮充电。其中第一阶段和第二阶段均为恒流充电,采取这种策略是因为实验研究证明多段恒流充电有利于充入更多的电量且可以减少对蓄电池的损害。
(1)涓流短时充电
蓄电池在充电初期可能已处于深度放电状态(或可能已经处于受损的状态),为避免对蓄电池充电电流过大造成“热失控”，PIC16C712单片机通过实时监测蓄电池的电压，对蓄电池进行稳定的小电流涓流充电，这样有利于激活蓄电池内的反应物质，部分恢复受损的蓄电池单元。在涓流充电阶段,蓄电池电压开始缓慢上升，当蓄电池电压上升到能接受大电流充电的阈值时则转入恒流快速充电阶段。涓流短时充电电流的选择应该根据蓄电池的剩余电量进行选择。经过大量的实验研究表明，对于放电深度为80%～100%的蓄电池，充电电流定在0.2～0.4A比较合适。
(2)恒流快速充电
该阶段充电电流保持恒定,蓄电池电压上升较快，当电压上升至均衡充电压阈值时，则转入恒压均衡充电阶段。恒流快速充电在充电时，采用平均值为3.5A并根据环境温度动态小幅度调整的恒流快速充电电流，蓄电池没有明显发热,充电过程稳定可靠。
(3)恒压均衡充电
该阶段充电电压保持恒定,蓄电池容量快速恢复。充电电流逐渐减小,当电流下降至某一阈值时,自动转入浮充电阶段。
(4)浮充电
该阶段主要用来补充蓄电池自放电所消耗的能量,此时标志着充电过程结束。
实施例的作用与效果
根据本实施例提供的太阳能汽车电池充电系统系统，因为，具有将太阳能转化为电能的太阳能电池板，将获得的电能通过无线电能发射装置发出，设置在汽车上的无线电能接收装置接收到电能，经充电装置向汽车电池充电，所以，汽车只要在无线电能发射装置感应距离内就能对汽车电池进行充电，无线电能发射装置不需要事先提供电源，利用太阳能电池板获得的电能，可以在任意地方设置，这样，避免了电动汽车不适用长距离行驶的问题，推进电动汽车的使用率，大大减少环境污染。

Claims (6)

1.一种太阳能汽车电池充电系统，其特征在于，包括：
太阳能电池板，将所述太阳能转化为电能；
DC/DC变换装置，将所述电能的转换为电压恒定的直流电；
555振荡电路，产生波形信号；
无线电能发射装置，与所述波形信号产生谐振，产生交流电；
无线电能接收装置，设置在所述汽车上，感应所述交流电而获得充电电能；
汽车充电装置，将所述充电电能对所述电池进行充电；以及
控制电源，根据所述直流电向所述555振荡电路和无线电能发射装置提供驱动电源；
其中，所述直流电向所述无线电能发射装置提供振荡电源。
2.根据权利要求1所述的太阳能汽车电池充电系统，其特征在于：
其中，所述无线电接收装置包括，
推挽电路，将所述波形信号进行放大，
金属氧化物半导体场效应管，根据所述放大的信号的电压获得工作电流，以及
LC振荡发射电路，根据工作电流产生所述交流电。
3.根据权利要求2所述的太阳能汽车电池充电系统，其特征在于：
其中，所述推挽电路为图腾柱电路。
4.根据权利要求1所述的太阳能汽车电池充电系统，其特征在于：
其中，所述充电装置包括，
整流滤波电路，将所述充电电能整流成充电直流电，
开关电源单元，将所述充电直流电逆变为充电交流电。
5.根据权利要求4所述的太阳能汽车电池充电系统，其特征在于：
其中，所述整流滤波电路采用桥式整流电路进行整流。
6.根据权利要求5所述的太阳能汽车电池充电系统，其特征在于：
其中，所述逆变由4个金属氧化物半导体场效应管组成的全桥逆变电路。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103997108A (zh) * 2014-04-18 2014-08-20 河南速达电动汽车科技有限公司 一种电动汽车铅酸蓄电池充电器
CN104052105A (zh) * 2014-04-18 2014-09-17 河南速达电动汽车科技有限公司 一种电动汽车锂电池快速充电系统
CN104362769A (zh) * 2014-11-06 2015-02-18 华中科技大学 一种无线输能系统
CN104978854A (zh) * 2014-04-02 2015-10-14 江苏胜光新能源科技有限公司 超级智能高速公路
CN106451821A (zh) * 2016-12-02 2017-02-22 常州工程职业技术学院 无线充电电磁转换电路
CN109124682A (zh) * 2018-07-08 2019-01-04 中国医科大学附属第医院 无线充电式可穿戴多轴超声成像装置及其无线充电方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201438679U (zh) * 2009-08-21 2010-04-14 朝阳无线电元件有限责任公司 数字电源电路
CN201937318U (zh) * 2011-02-28 2011-08-17 上海工程技术大学 一种无线充电装置
CN102790417A (zh) * 2012-08-08 2012-11-21 清华大学 一种路车交互式电动汽车无线充电系统
CN202949267U (zh) * 2012-12-07 2013-05-22 朱阳 智能快慢充电机

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201438679U (zh) * 2009-08-21 2010-04-14 朝阳无线电元件有限责任公司 数字电源电路
CN201937318U (zh) * 2011-02-28 2011-08-17 上海工程技术大学 一种无线充电装置
CN102790417A (zh) * 2012-08-08 2012-11-21 清华大学 一种路车交互式电动汽车无线充电系统
CN202949267U (zh) * 2012-12-07 2013-05-22 朱阳 智能快慢充电机

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
郝建强等: "IR2110在电机驱动中的应用", 《微电机》 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104978854A (zh) * 2014-04-02 2015-10-14 江苏胜光新能源科技有限公司 超级智能高速公路
CN103997108A (zh) * 2014-04-18 2014-08-20 河南速达电动汽车科技有限公司 一种电动汽车铅酸蓄电池充电器
CN104052105A (zh) * 2014-04-18 2014-09-17 河南速达电动汽车科技有限公司 一种电动汽车锂电池快速充电系统
CN104362769A (zh) * 2014-11-06 2015-02-18 华中科技大学 一种无线输能系统
CN106451821A (zh) * 2016-12-02 2017-02-22 常州工程职业技术学院 无线充电电磁转换电路
CN109124682A (zh) * 2018-07-08 2019-01-04 中国医科大学附属第医院 无线充电式可穿戴多轴超声成像装置及其无线充电方法

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