CN107689645A - 一种电动汽车充电器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电动汽车充电器，包括：电能无线发射部分和电能无线接收部分；其中，电能无线发射部分由高频变压器能量传递驱动部分、升压储能回馈部分、电压检测调整部分构成，且安装设置有由高频变压器的初级次级线圈拆开的初级线圈；其中，电能无线接收部分由蓄电池电压检测部分、充电电流控制部分、电压电流反馈到前级控制的电路部分构成，且安装设置有由高频变压器的初级次级线圈拆开的次级线圈。本发明提供的电动汽车充电器，有益技术效果是输出充电电压更高、蓄电池串行单体数目更多、充电电流更大，从而可以满足大容量的需求、体积更小型化并且功率可调，而且传递能量更大。

Description

一种电动汽车充电器
技术领域
本发明属于充电器领域，更具体的说涉及一种电动汽车充电器。
背景技术
目前，电动汽车发展的实情是：由于长距离远行和大功率运转的需要，促使其本身的基本供电单元蓄电池的单体容量越来越大和串行蓄电池组合数越来越多。首先蓄电池的大容量是为了满足电动汽车大功率运行和长时间外出的需求，而电动汽车蓄电池串行蓄电池组合数是为了保证相同功率和长时运行条件下蓄电池组电流相对减小所需的较高的电压，从而限制蓄电池温升过高而引起对蓄电池寿命的影响。
另外，高频传输是为了满足相同传输能量情况下的变压器体积的小型化，而蓄电池的脉冲式充电方式则是为了阻止铅酸蓄电池等的内部电极产生较大的阻偶效应而耗能增加，阻滞了电极有害微粒的沉淀和氢气的析出，对维持电极上电荷的交换和能量接受转化能力具有帮助作用。
家用型充电器因受到电网承载能力的影响获取的能量不可能超出它的供应范围。这就对充电器本身的技术参数提出了一定的要求，使其能在安全的前提下完成最大能量的传输和转换。而体积小型化和功率可调将是充电器必须满足的一种很现实的需求和趋势。而一般的电动汽车充电器的体积因设计缺陷决定了它只能放置到“充电站”而不是放置在家庭使用或随行车上。为了解决以上电网承载和体积两个关键问题使其在实际中国国情和标准制定(国汽车协会推荐的SAEJ-1773家庭应急标准1)上能基本满足家庭使用的需要。
有了家庭用途的充电器，许多私家纯电动车(以锂离子或铅酸蓄电池做动力源)就不必到专业的充电站把家庭到充电站之间的能量消耗节省下来，并免去了拆卸和等候诸多的不便。
家用无线型电动汽车充电器是家用有线型电动汽车充电器基础之上发展起来的一种更为便捷的一种充电形式。主要安装在私家停车放或地下停车场等场所，虽然可以进行非接触式的无损充电，保护车体局部不会在充电时的磨损。主要有初级线圈和次级线圈之间的距离来决定充电量的百分比，距离越近越节能。。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于如何使得电动汽车充电器充电更方便、充电器自身功率可调、体积更小型化方便携带，针对现有技术的上述充电不便、充电功率不可调、体积庞大的缺陷，提供一种家用无线型高频脉冲式电动汽车充电器，包括：电能无线发射部分和电能无线接收部分；其中，电能无线发射部分由高频变压器能量传递驱动部分、升压储能回馈部分、电压检测调整部分构成，且安装设置有由高频变压器的初级次级线圈拆开的初级线圈；其中，电能无线接收部分由蓄电池电压检测部分、充电电流控制部分、电压电流反馈到前级控制的电路部分构成，且安装设置有由高频变压器的初级次级线圈拆开的次级线圈，所述的电压电流反馈到前级控制的电路部分包括反馈光耦，还包括信号强度指示灯，所述的反馈光耦为红外线光耦，当接收信号强度低于满信号的二人之一时红外光耦不作用，蓄电池处于二分之一充电状态；当电磁场满足满负荷充电时，有强度指示灯显示。
进一步地，所述电能无线发射部分和电能无线接收部分的高频变压器的满负荷充电铁芯距离为不大于3米。
进一步地，所述电能无线发射部分和电能无线接收部分的高频变压器的二分之一充电铁芯距离为3-5米。
进一步地，使用220V市或者380V电网电压作为供电电源。
进一步地，充电电压预设值为直流0～500V。
进一步地，充电电流预设值为直流0～50A。
进一步地，还设有启动/停止电子开关；所述的启动电子开关包括自动/手动两种充电状态，当设置为自动状态时，所述的蓄电池电压检测部分检测到蓄电池充满电后，自动断电整个电路。
进一步地，所述的启动电子开关设置为自动充电状态。
进一步地，所述的高频变压器能量传递驱动部分设有至少一个驱动管，驱动管上设有独立分布的散热器；所述的散热器为散热风扇。
实施本发明的电动汽车充电器，具有以下有益效果：输出充电电压更高、蓄电池串行单体数目更多、充电电流更大，从而可以满足大容量的需求、体积更小型化并且功率可调，而且传递能量更大。…
附图说明
图1是本发明电动汽车充电器的电能无线发射部分；
图2是本发明电动汽车充电器的电能无线接收部分。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
参阅图1，为本发明电动汽车充电器的电路原理图。一种电动汽车充电器，其特征在于，包括：电能无线发射部分和电能无线接收部分；
其中，电能无线发射部分由高频变压器能量传递驱动部分、升压储能回馈部分、电压检测调整部分构成，且安装设置有由高频变压器的初级次级线圈拆开的初级线圈。能量传递驱动部分由交流输入端口电路、模块电路、调压三极管Q1、电感L1构成；升压储能回馈部分由电感L2、二极管D1、D2和储能电容C1、电容C2、电容C3、升压三级管Q3、储能线圈T1D构成；电压检测调整部分由电压检测电路、红外接收、模块电路、功率三极管Q2构成。
其中，电能无线接收部分由蓄电池电压检测部分、充电电流控制部分、电压电流反馈到前级控制的电路部分构成，且安装设置有由高频变压器的初级次级线圈拆开的次级线圈。蓄电池电压检测部分由高频变压器次级线圈、蓄电池BTI、电容C4、电容C5、电压检测电路构成；充电电流控制部分由脉冲电流管Q4、电流检测电路、模块电路构成；电压电流反馈到前级控制的电路部分由反馈电路、红外发射、二极管UIC构成。所述的电压电流反馈到前级控制的电路部分包括反馈光耦。还包括信号强度指示灯，所述的反馈光耦为红外线光耦，当接收信号强度低于满信号的二人之一时红外光耦不作用，蓄电池处于二分之一充电状态；当电磁场满足满负荷充电时，有强度指示灯显示。
进一步地，所述电能无线发射部分和电能无线接收部分的高频变压器的满负荷充电铁芯距离为不大于3米。
进一步地，所述电能无线发射部分和电能无线接收部分的高频变压器的二分之一充电铁芯距离为3-5米。
进一步地，使用220V市或者380V电网电压作为供电电源。
进一步地，充电电压预设值为直流0～500V。
进一步地，充电电流预设值为直流0～50A。
进一步地，还设有启动/停止电子开关。
进一步地，所述的启动电子开关包括自动/手动两种充电状态，当设置为自动状态时，所述的蓄电池电压检测部分检测到蓄电池充满电后，自动断电整个电路。
进一步地，所述的启动电子开关设置为自动充电状态。
进一步地，所述的高频变压器能量传递驱动部分设有至少一个驱动管，驱动管上设有独立分布的散热器。
进一步地，所述的散热器为散热风扇。
进一步地，其安装在私家停车放或地下停车场。
如图1所示，所述电动汽车充电器，所有驱动电路均包含内部振荡信号的产生，从而得到各个电路控制所需的时基控制信号。
电压检测和驱动电路部分：根据电压检测结果完成对驱动管的驱动和截止控制。从而满足对设定的电压值的控制和调节。
电流检测和驱动电路部分：根据电流检测结果完成对驱动管的驱动和截止控制。从而满足对充电电流的预期值的限定和调节。
反馈电路部分：通过对输出电路端的即时电压电流的监控使得输入电路能得到有效地调节，使各级电路之间协调工作，避免了失控现象的发生。
MOS和IGBT兼容电路：通过对元器件参数的调整使得驱动各种驱动信号的负截止电位处于零到被控元器件(MOS或IGBT)允许的负压之内，使电路可靠地工作(MOS电路驱动最大频率可达150KHZ左右，IGBT驱动电路也可达到50KHZ左右)。
蓄电池充满后的“自动断电”功能：根据经验值设定的充电过程截止电压值，由“充满”检测电路感知，当达到预定值时整个电路被切断而处于“断电”状态，停止继续充电而无“涓流”产生。
由于高频电磁波可能对人体产生危害，所以在无线充电时车内人员应离开后再进行充电。工作人员也应该离开强磁回路区远一点的距离，在充电区内采用电磁隔离的装修予以消除不使其扩大范围并节约能源。
该产品按照以上工作原理图划分为彼此电性连接13块电路板板，分别为输入/输出端口板(2块)、调整板(1块)、辅助电源板(1块)、电路转换板(1块)，驱动模块(4块)和控制模块(3块)以及功能指示板(1块)。
整套电路具有MOS和IGBT统一兼容的特性，使各种驱动信号的负截止电位处于零到被控元器件(MOS或IGBT)允许的负压之内，使电路可靠地工作(MOS电路驱动最大频率可达100KHZ左右，IGBT驱动电路也可达到50KHZ左右)。
本发明通过以上电路原理的设计，具有以下有益效果：一、输出充电电压更高、蓄电池串行单体数目更多；二、充电电流更大，从而可以满足大容量的需求；三、体积更小型化并且功率可调；四、传递能量更大。
以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种电动汽车充电器，其特征在于，包括：电能无线发射部分和电能无线接收部分；其中，电能无线发射部分由高频变压器能量传递驱动部分、升压储能回馈部分、电压检测调整部分构成，且安装设置有由高频变压器的初级次级线圈拆开的初级线圈；其中，电能无线接收部分由蓄电池电压检测部分、充电电流控制部分、电压电流反馈到前级控制的电路部分构成，且安装设置有由高频变压器的初级次级线圈拆开的次级线圈，所述的电压电流反馈到前级控制的电路部分包括反馈光耦，且还包括有信号强度指示灯，所述的反馈光耦为红外线光耦，当接收信号强度低于满信号的二人之一时红外光耦不作用，蓄电池处于二分之一充电状态；当电磁场满足满负荷充电时，有强度指示灯显示。
2.根据权利要求1所述的电动汽车充电器，其特征在于，所述电能无线发射部分和电能无线接收部分的高频变压器的满负荷充电铁芯距离为不大于3米。
3.根据权利要求1所述的电动汽车充电器，其特征在于，所述电能无线发射部分和电能无线接收部分的高频变压器的二分之一充电铁芯距离为3-5米。
4.根据权利要求1所述的电动汽车充电器，其特征在于，使用220V市或者380V电网电压作为供电电源。
5.根据权利要求1所述的电动汽车充电器，其特征在于，充电电压预设值为直流0～500V，充电电流预设值为直流0～50A。
6.根据权利要求1所述的电动汽车充电器，其特征在于，还设有启动/停止电子开关，所述的启动电子开关包括自动/手动两种充电状态，当设置为自动状态时，所述的蓄电池电压检测部分检测到蓄电池充满电后，自动断电整个电路。
7.根据权利要求6所述的电动汽车充电器，其特征在于，所述的启动电子开关设置为自动充电状态。
8.根据权利要求7所述的电动汽车充电器，其特征在于：所述的高频变压器能量传递驱动部分设有至少一个驱动管，驱动管上设有独立分布的散热器，所述的散热器为散热风扇。
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