CN109927585A - 电动车携便式自动充电装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及新能源电动车充电领域，针对现有充电桩不能兼容对各规格电压等级的电动车进行充电的问题，提出了一种电动车携便式自动充电装置，包括电池检测电路、给定电压运算电路和充电电路；电池检测电路，用于检测待充电蓄电池的单体电池的数量；给定电压运算电路，用于根据检测出的单体电池的数量输出控制电压；充电电路，用于接入市电并根据所述控制电压来调节输出给待充电蓄电池的充电电压。如此，使得充电电压与待充电蓄电池的单体电池的数量相匹配，可以对各规格电压等级的电动车进行充电。本发明适用于各规格电压等级的电动车的充电。
Description
技术领域
本发明涉及新能源电动车充电领域，特别涉及一种电动车携便式自动充电装置。
背景技术
现在人们生活在雾霾的空气中，大量的燃油汽车产生的尾气是产生空气污染的主要来源。为了解决和减少燃油汽车尾气对人类的危害，采用新能源电动车就成为了今后使用和发展的趋势，目前，充电桩设施与新能源汽车保有量比例维持在1:4左右水平，而标配为1:1。无疑，充电桩的建设滞后是新能源汽车发展的软肋，而现有充电站的充电桩存在无法移动无法携带的问题，其方便性大打折扣，而建充电站的充电桩牵涉方方面面，配套及基础设施庞大，投资相当巨大，且现有充电桩存在不兼容多规格电压等级的电动车充电的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：克服现有充电桩不能兼容各规格电压等级的电动车充电的问题，提出一种电动车携便式自动充电装置。
本发明解决上述技术问题，采用的技术方案是：
电动车携便式自动充电装置，包括电池检测电路、给定电压运算电路和充电电路；
电池检测电路，用于检测待充电蓄电池的单体电池的数量；
给定电压运算电路，用于根据检测出的单体电池的数量输出控制电压；
充电电路，用于接入市电并根据所述控制电压来调节输出给待充电蓄电池的充电电压。
进一步的，还包括起动电路和设置在充电电路和待充电蓄电池之间的主接触器常开开关一，起动电路内设置有起动按钮和停止按钮，所述起动电路用于当待充电蓄电池接入充电接口且起动按钮被按下时，控制主接触器常开开关一闭合，且当停止按钮按下时控制主接触器常开开关一断开。
进一步的，还包括过充电保护电路，所述过充电保护电路用于根据单体电池的数量判断待充电蓄电池的电量是否充满，如充满则控制所述主接触器常开开关一断开。
进一步的，所述起动电路还包括风扇和风扇启动开关，当待充蓄电池正在充电且风扇启动开关打开时风扇运转。
优选的，所述过充电保护电路包括分压单元一、限流单元、电阻一、电阻二、过充电继电器、二极管一和晶闸管一，所述分压单元一用于根据所述单体电池的数量进行相应的分压，所述限流单元用于根据所述单体电池的数量相应的限制晶闸管的电流；所述分压单元一的一端和限流单元的一端连通待充电蓄电池的正极；所述分压单元一的另一端经过充电继电器连接晶闸管一的正极，二极管一与过充电继电器并联，且其正极连接晶闸管一的正极，晶闸管一的负极和电阻一的一端接地，电阻一的另一端连接晶闸管一的门极和电阻二的一端，电阻二的另一端连接限流单元的另一端；
或，所述过充电保护电路包括分压单元二、电阻十八、电阻十九、电阻二十、电阻二十一、电阻二十二、电阻二十三、芯片一、三极管一和过充电继电器，分压单元二的一端用于根据单体电池的数量进行相应的分压，分压单元二的一端连通待充电蓄电池的正极，分压单元二的另一端经电阻十八连接芯片一的一个输入端和电阻二十一的一端，电阻十九的一端连接输入直流电源一，电阻十九的另一端连接电阻二十的一端和芯片一的另一个输入端，电阻二十的另一端和电阻二十一的另一端都接地，芯片一的输入端连接电阻二十二的一端，电阻二十二的另一端连接电阻二十三的一端和三极管一的基极，电阻二十三的另一端和三极管一的发射极接地，三极管一的集电极经过充电继电器连接直流电源二。
进一步的，还包括过电流保护电路，所述过流保护电路用于根据获取到的充电电路的电流判断是否超过预定阈值，如是，则反馈过流电压给充电电路，所述充电电路还用于根据所述过流电压和控制电压来调节输出给待充电蓄电池的充电电压。
优选的，所述过电流保护电路包括电流互感器、整流桥一、电容一、电容二、稳压管、三极管八和电阻四十一，所述电流互感器用于感知充电电路的电流，所述电流互感器的输出连接整流桥一，所述整流桥一输出的正极连接电容一的一端、稳压管的负极和三极管八的基级，所述整流桥一输出的负极、电容一的另一端、电阻四十一的一端和稳压管的正极均连通地，所述三极管八的发射端连接电阻四十一的另一端，所述三极管八的集电级连接所述充电电路，所述电容二并联在三极管八的基级和发射极之间。
优选的，所述充电电路包括比较放大电路、交流相位控制模块和变流模块；
比较放大电路，用于放大所述给定电压运算电路输出的控制电压，并将放大后的电压输入至交流相位控制模块的移相输入脚，当所述过电流保护电路存在时，所述比较放大电路还用于将所述控制电压与所述过电流保护电路反馈回的过流电压进行比较，并将比较后的电压进行放大后输入至交流相位控制模块的移相输入脚；
交流相位控制模块，用于根据移相输入脚输入的电压控制输出的触发脉冲；
变流模块，用于根据所述触发脉冲控制给待充电蓄电池的充电电压。
优选的，所述电池检测电路包括预定数量的单体电池检测电路，所述单体电池检测电路包括芯片二、电阻二十四、电阻二十五、电阻二十六、电阻二十七、电阻二十八、电阻二十九、三极管二、继电器一，电阻二十四的一端连通待充电蓄电池的正极，电阻二十四的另一端连接电阻二十五的一端和芯片二的一个输入端，电阻二十五的另一端和电阻二十七的一端接地，电阻二十七的另一端连接电阻二十六的一端和芯片二的另一个输入端，电阻二十六的另一端连接直流电源一，芯片二的输出端连接电阻二十八的一端，电阻二十八的另一端连接电阻二十九的一端和三极管二的基级，电阻二十九的另一端和三极管二的发射极接地，三极管二的集电极经继电器一连通直流电源三。
优选的，所述给定电压运算电路包括电池数量输入单元、逻辑运算单元和放大单元，电池数量输入单元用于根据获取单体电池的数量输入至逻辑运算单元，逻辑运算单元用于根据单体电池的数量计算出所需要的电压，放大单元用于将所述电压放大输出控制电压。
本发明的有益效果是：
通过电池检测电路检测待充电蓄电池的单体电池的数量，然后给定电压运算电路根据检测出的单体电池的数量输出控制电压给充电电路，充电电路根据控制电压来调节输出给待充电蓄电池的充电电压，使得充电电压与待充电蓄电池的单体电池的数量相匹配，如此，可以对各规格电压等级的电动车进行充电。
附图说明
图1为本发明实施例的整体结构图；
图2为本发明实施例的起动电路的电路图；
图3为本发明实施例的完整电路图；
图4为本发明实施例的电池检测电路的电路图；
图5为本发明实施例的给定电压运算电路的电路图；
图6为本发明实施例的过充电保护电路的电路图；
图7为本发明实施例的又一过充电保护电路的电路图；
图中，相关标记意义如下：
B1为变压器一，B2为变压器二；
BRG1为整流桥一，BRG2为整流桥二，BRG3为整流桥三；
BT1为停止按钮，BT2为起动按钮；
B点为主接触器常开开关一连通待充电蓄电池正极的一端，D点为主接触常开开关一连接充电电路的一端，C为连通待充电蓄电池负极的一端；
C1为电容一，C15为电容十五，以此类推；
CZ为主接触器，CZ-1为主接触器常开开关一，CZ-2为主接触器常开开关二，CZ-3为主接触器常闭开关三，CZ-4为主接触器常开开关四；
CT为电流互感器；
D1为二极管一，D2为二极管二，D7为二极管七，D9为二极管九，D10为二极管十，D11为二极管十一，D12为二极管十二，D13为二极管十三，D14为二极管十四，D15为二极管十五；
J1为继电器一，J1-4为继电器一常闭开关四；J2为继电器二，J2-1为继电器二常闭开关一，J2-2为继电器二常闭开关二，J2-3为继电器二常闭开关三，J2-4为继电器二常闭开关四；J3为继电器三，J3-1为继电器三常闭开关一，J3-2为继电器三常闭开关二，J3-3为继电器三常闭开关三，J3-4为继电器三常闭开关四；J4为继电器四，J4-1为继电器四常闭开关一，J4-2为继电器四常闭开关二，J4-3为继电器四常闭开关三，J4-4为继电器四常闭开关四；J5为继电器五，J5-1为继电器五常闭开关一，J5-2为继电器五常闭开关二，J5-3为继电器五常闭开关三，J5-4为继电器五常闭开关四；J6为继电器六，J6-1为继电器六常闭开关一，J6-2为继电器六常闭开关二，J6-3为继电器六常闭开关三，J6-4为继电器六常闭开关四；
JG为过充电继电器，JG-1为过充电继电器常闭开关一；
JZ为中间继电器，JZ-1为中间继电器常开开关一，JZ-2为中间继电器常开开关二；
K3为手动/自动充电选择开关，K1为通电开关，K2为风扇启动开关；
L1为停止充电指示灯，L2为充电指示灯，Fan1为风扇；L3为风扇指示灯；
LED1为单体指示灯一，LED6为单体指示灯六，LED7为指示灯七，LED8为指示灯八；
R1为电阻一，R63为电阻六十三，以此类推；
RP1为滑动变阻器一，RP2为滑动变阻器二，RP3为滑动变阻器三，RP4为滑动变阻器四，RP5为滑动变阻器五，RP6为滑动变阻器六；
S1为充电插入开关；SCR为晶闸管一；
T1为三极管一，T2为三极管二，T7为三极管七，T8为三极管八；
U1为芯片一，U2为芯片二，U3为芯片三，U4为芯片四，U5为芯片五，U6为芯片六；
VRD为稳压管。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明进行进一步详细说明。
电动车携便式自动充电装置，包括电池检测电路、给定电压运算电路和充电电路；
电池检测电路，用于检测待充电蓄电池的单体电池的数量；
给定电压运算电路，用于根据检测出的单体电池的数量输出控制电压；
充电电路，用于接入市电并根据所述控制电压来调节输出给待充电蓄电池的充电电压。
其中，可通过电池检测电路检测待充电蓄电池的单体电池的数量，然后给定电压运算电路根据检测出的单体电池的数量输出控制电压给充电电路，充电电路根据控制电压来调节输出给待充电蓄电池的充电电压，使得充电电压与待充电蓄电池的单体电池的数量相匹配，如此，可以对各规格电压等级的电动车进行充电。
为了防止待充电蓄电池带电插拔充电接口，提高操作的安全性，上述电动车携便式自动充电装置还可包括起动电路和设置在充电电路和待充电蓄电池之间的主接触器常开开关一，起动电路内设置有起动按钮和停止按钮，所述起动电路用于当待充电蓄电池接入充电接口且起动按钮被按下时，控制主接触器常开开关一闭合，且当停止按钮按下时控制主接触器常开开关一断开。也就是说，当待充电蓄电池插入充电接口时，此时待充电蓄电池并未通电；当当待充电蓄电池接入充电接口且启动按钮被按下时，主接触器常开开关一闭合，充电电路和带充电蓄电池连通可以进行充电，如此实现待充电蓄电池的非带电的插入充电接口；当不想充电时，可以按下停止按钮，此时主接触器常开开关一断开，充电电路与待充电蓄电池断开，此后从充电接口拔开待充电蓄电池的操作就处于未带电的状态。
电池若过充会降低电池的使用寿命，过充电使电池出现析氢问题，更严重是出现温度升高，电池鼓包甚至起火爆炸等故障，为了防止待充电蓄电池过充，上述电动车携便式自动充电装置还可包括过充电保护电路，所述过充电保护电路用于根据单体电池的数量判断待充电蓄电池的电量是否充满，如充满则控制所述主接触器常开开关一断开。也就是说，当待充电蓄电池达到过充电保护值时，主接触器常开开关一断开，充电电路停止向待充电蓄电池进行充电，防止了对待充电蓄电池的过充，此时从充电接口拔出待充电蓄电池时也处于未带电的状态，同时保证了操作的完全。
为了避免温度过高时散热不及时对本装置的损害，上述起动电路还可包括风扇和风扇启动开关，当待充蓄电池正在充电且风扇启动开关打开时，风扇运转进行散热，如此可保证本装置的散热及时，保证本装置的正常运行；而在其他情况下当风扇启动开关未打开则可节约电能。其中风扇启动开关可以选用人为手动的开关，也可采用温度传感器检测本装置的环境温度，当超过预设的环境温度时打开风扇启动开关，否则，关闭风扇启动开关。
作为上述过充电保护电路的优选，上述过充电保护电路可包括分压单元一、限流单元、电阻一、电阻二、过充电继电器、二极管一和晶闸管一，所述分压单元一用于根据所述单体电池的数量进行相应的分压，所述限流单元用于根据所述单体电池的数量相应的限制晶闸管的电流；分压单元一的一端和限流单元的一端连通待充电蓄电池的正极；分压单元一的另一端经过充电继电器连接晶闸管一的正极，二极管一与过充电继电器并联，且其正极连接晶闸管一的正极，晶闸管一的负极和电阻一的一端接地，电阻一的另一端连接晶闸管一的门极和电阻二的一端，电阻二的另一端连接限流单元的另一端。
其中，过充电继电器直接连通待充电蓄电池的正极，当待充电蓄电池的单体电池不一样时，势必会使得其输出的电压不一样，如此，需要分压单元一根据不同的单体电池的数据接入不同的电阻来进行分压保证满足过充电继电器不被烧毁，同时，晶闸管一的门极连通待充电蓄电池的正极，为了保证门极得到触发晶闸管正常导通，需要使得门极的电流维持在其工作范围内，当待充电蓄电池的单体电池不一样时，势必会使得其输出的电压不一样，如此，限流单元用于根据单体电池的数量接入相应数量的电阻来限制晶闸管的电流。当待充电蓄电池的充满时正好使得晶闸管一导通，如此过充电继电器得电，可在起动电路中对应设置过充电继电器常闭开关一进行联动，进而使得主接触器常开开关一断开，达到过充电保护的目的。
作为上过充电保护电路的另一种优选，过充电保护电路可包括分压单元二、电阻十八、电阻十九、电阻二十、电阻二十一、电阻二十二、电阻二十三、芯片一、三极管一和过充电继电器，分压单元二用于根据单体电池的数量进行相应的分压，分压单元二的一端连通待充电蓄电池的正极，分压单元二的另一端经电阻十八连接芯片一的一个输入端和电阻二十一的一端，电阻十九的一端连接输入直流电源一，电阻十九的另一端连接电阻二十的一端和芯片一的另一个输入端，电阻二十的另一端和电阻二十一的另一端都接地，芯片一的输入端连接电阻二十二的一端，电阻二十二的另一端连接电阻二十三的一端和三极管一的基极，电阻二十三的另一端和三极管一的发射极接地，三极管一的集电极经过充电继电器连接直流电源二。
其中，当待充电蓄电池的单体电池不一样时，势必会使得其最高电压不一样，单体电池的最高充电电压一般为13.7V，合理设置分压单元二，使得当待充电蓄电池的充满时三极管一导通，过充电继电器得电，可在起动电路中对应设置过充电继电器常闭开关一进行联动，进而使得主接触器常开开关一断开，达到过充电保护的目的。
为了防止局部异常短路等过电流的现象带来的烧毁装置和蓄电池的现象发生，上述电动车携便式自动充电装置还可包括过电流保护电路，过流保护电路用于根据获取到的充电电路的电流判断是否超过预定阈值，如是，则反馈过流电压给充电电路，充电电路还用于根据过流电压和控制电压来调节输出给待充电蓄电池的充电电压。
作为上述过电流保护电路的优选，过电流保护电路可包括电流互感器、整流桥一、电容一、电容二、稳压管、三极管八和电阻四十一，电流互感器用于感知充电电路的电流，电流互感器的输出连接整流桥一，整流桥一输出的正极连接电容一的一端、稳压管的负极和三极管八的基级，整流桥一输出的负极、电容一的另一端、电阻四十一的一端和稳压管的正极均连通地，三极管八的发射端连接电阻四十一的另一端，三极管八的集电极连接充电电路，电容二并联在三极管八的基级和发射极之间。如此，当电流互感器感应到的电流比较大时，稳压器上的电压达到一定程度是会击穿使得稳压器呈现稳压的功能，三极管八导通，将稳定的电压通过三极管八的集电极负反馈给充电电路，充电电路还用于根据过流电压和控制电压相减来调节输出给待充电蓄电池的充电电压，达到过电流保护的作用。
作为优选，充电电路可包括比较放大电路、交流相位控制模块和变流模块；
比较放大电路，用于放大给定电压运算电路输出的控制电压，并将放大后的电压输入至交流相位控制模块的移相输入脚，当过电流保护电路存在时，比较放大电路还用于将控制电压与过电流保护电路反馈回的过流电压进行比较，并将比较后的电压进行放大后输入至交流相位控制模块的移相输入脚；
交流相位控制模块，用于根据移相输入脚输入的电压控制输出的触发脉冲；
变流模块，用于根据触发脉冲控制给待充电蓄电池的充电电压。
其中，比较放大电路可采用型号为LM1458的芯片来实现，交流相位控制模块可采用型号为KC05的芯片来实现。进一步的，为了实现内部直流电压的自行供应，上述充电电路还可包括用于输出直流的直流输出电路。
为了实现电池检测电路的低成本和高效率，电池检测电路可包括预定数量的单体电池检测电路，单体电池检测电路包括芯片二、电阻二十四、电阻二十五、电阻二十六、电阻二十七、电阻二十八、电阻二十九、三极管二、继电器一，电阻二十四的一端连通待充电蓄电池的正极，电阻二十四的另一端连接电阻二十五的一端和芯片二的一个输入端，电阻二十五的另一端和电阻二十七的一端接地，电阻二十七的另一端连接电阻二十六的一端和芯片二的另一个输入端，电阻二十六的另一端连接直流电源一，芯片二的输出端连接电阻二十八的一端，电阻二十八的另一端连接电阻二十九的一端和三极管二的基级，电阻二十九的另一端和三极管二的发射极接地，三极管二的集电极经继电器一连通直流电源三。
其中，单体电池的最低放电电压一般为10.5V，合理设置各电阻值，可以使得一个单体电池的最低放电电压下三极管二导通，如此继电器一得电，代表待充电蓄电池中至少有一个单体电池存在；采用预定数据的单体电池检测电路时，可依次设置个电阻值，使得预定数量的单体电池的最低放低电压下对应的继电器得电，通过多少个继电器得电便可以得出待充电蓄电池中有多少个单体电池，如此来方便后面的给定电压运算电路根据检测出的单体电池的数量输出控制电压，充电电路根据控制电压来调节输出给待充电蓄电池的充电电压。
作为上述给定电压运算电路的优选，给定电压运算电路包括电池数量输入单元、逻辑运算单元和放大单元，电池数量输入单元用于根据获取单体电池的数量输入至逻辑运算单元，逻辑运算单元用于根据单体电池的数量计算出所需要的电压，放大单元用于将所述电压放大输出控制电压。
实施例
本实施例以单体电池预定数量最多为6个的情形进行举例说明，当单体电池的预定数量更多时，可以此进行类推，本实施例作为本发明实施的优选进行讲解如下。
如图1所示为电动车携便式自动充电装置的整体结构图，包括电池检测电路、给定电压运算电路和充电电路；
电池检测电路，用于检测待充电蓄电池的单体电池的数量；
给定电压运算电路，用于根据检测出的单体电池的数量输出控制电压；
充电电路，用于接入市电并根据所述控制电压来调节输出给待充电蓄电池的充电电压。
根据上述原理分析带来的有益效果可知，本电动车携便式自动充电装置还可还包括起动电路和设置在充电电路和待充电蓄电池之间的主接触器常开开关一CZ-1、过电流保护电路和过充电保护电路。其中，起动电路内设置有起动按钮和停止按钮，起动电路用于当待充电蓄电池接入充电接口且起动按钮被按下时，控制主接触器常开开关一CZ-1闭合，且当停止按钮按下时控制主接触器常开开关一CZ-1断开；过充电保护电路用于根据单体电池的数量判断待充电蓄电池的电量是否充满，如充满则通过作用起动电路中的主接触器的通断来联动主接触器常开开关一CZ-1断开；过电流保护电路用于根据获取到的充电电路的电流判断是否超过预定阈值，如是，则反馈过流电压给充电电路，充电电路还用于根据过流电压和控制电压来调节输出给待充电蓄电池的充电电压。
作为一种实施方式，如图2所示，起动电路可包括通电开关K1，停止按钮BT1、起动按钮BT2、过充电继电器常闭开关一JG-1、充电插入开关S1、中间继电器JZ、中间继电器常开开关一JZ-1、中间继电器常开开关二JZ-2、主接触器CZ、主接触器常开开关二CZ-2、主接触器常闭开关三CZ-3、主接触器常开开关四CZ-4、停止充电指示灯L1、充电指示灯L2、风扇开关K2、风扇Fan1、风扇指示灯L3，其中，通电开关K1用于接通两相电源，当待充电蓄电池插入充电接口时充电插入开关S1闭合，停止按钮BT1的一端连通火线，停止按钮BT1的另一端依次连通起动按钮BT2、中间继电器常开开关一JZ-1、充电插入开关S1和中间继电器JZ的一端，中间继电器JZ的另一端连通零线，主接触器常开开关二CZ-2并联接在起动按钮BT2上防止起动按钮BT2弹起时带来的主接触器CZ的断电，中间继电器常开开关一JZ-1的一端经主接触器常开开关二CZ-2连通停止按钮BT1，中间继电器常开开关一JZ-1的另一端连接主接触器CZ的一端，主接触器CZ的另一端接零线，为了方便充电状态的显示，主接触器常闭开关三CZ-3的一端连通火线，主接触器常闭开关三CZ-3的另一端连接停止充电指示灯L1的一端，停止充电指示灯L1的另一端接零线，主接触器常开开关四CZ-4的一端连通火线，主接触器常开开关四CZ-4的另一端连接充电指示灯L2,充电指示灯L2的另一端接零线；中间继电器常开开关二JZ-2的一端连通火线，中间继电器常开开关二JZ-2的另一端连接风扇开关K2的一端，风扇开关K2的另一端连接风扇Fan1的一端和风扇指示灯L3的一端，风扇Fan1的另一端和风扇指示灯L3的另一端接零线。
当通电开关K1合上，起动电路通电，若起动按钮BT2按下通电且充电插入开关S1因待充电蓄电池插入充电接口而闭合时，中间继电器JZ得电，对应的，中间继电器常开开关一JZ-1闭合，中间继电器常开开关二JZ-2闭合，此时主继电器CZ得电，主接触器常开开关一CZ-1闭合，充电电路与待充电蓄电池连接上开始充电，主接触器常开开关二CZ-2闭合，主接触器常闭开关三CZ-3打开，停止充电指示灯L1失电灭掉，主接触器常开开关四CZ-4闭合，充电指示灯L2亮，若风扇开关K2闭合，则风扇Fan1运转，风扇指示灯L3亮。
如停止按钮BT1按下断开或者过充电继电器常闭开关一JG-1因待充电电池电已充满而断开，则中间继电器JZ和主继电器CZ均失电，对应的，中间继电器常开开关一JZ-1断开，中间继电器常开开关二JZ-2断开，风扇Fan1停止运转，风扇指示灯L3灭，主接触器常开开关一CZ-1断开，充电电路与待充电蓄电池断开停止充电，主接触器常开开关二CZ-2断开，主接触器常闭开关三CZ-3闭合，停止充电指示灯L1亮、主接触器常开开关四CZ-4断开，充电指示灯L2灭。
作为一种实施方式，如图3所示为本电动车携便式自动充电装置实施例的详细电路，其中，充电接口可采用图中的充电棒插口进行实现，当待充电蓄电池插入充电棒插口时，充电插入开关S1闭合。
充电电路可包括比较放大电路、交流相位控制模块和变流模块。
比较放大电路，用于放大给定电压运算电路输出的控制电压，并将放大后的电压输入至交流相位控制模块的移相输入脚，当过电流保护电路存在时，比较放大电路还用于将控制电压与过电流保护电路反馈回的过流电压进行比较，并将比较后的电压进行放大后输入至交流相位控制模块的移相输入脚；
交流相位控制模块，用于根据移相输入脚输入的电压控制输出的触发脉冲；
变流模块，用于根据触发脉冲控制给待充电蓄电池的充电电压，所述变流模块可采用现有的芯片进行实现。
其中，比较放大电路中芯片六U6可采用型号为LM1458的芯片来实现，具体的可包括电阻四十五R45、电阻四十六R46，电阻四十七R47、电阻四十八R48、电阻四十九R49和二极管十一D11、二极管九D9、二极管十D10、芯片六U6和电容八C8，电阻四十五R45的一端可通过手动/自动充电选择开关K3来连接给定电压运算电路的输出实现自动充电，也可通过手动/自动充电选择开关K3来连接直流输出电路的滑动变阻器五RP5，通过手动移动滑动变阻器五来调节控制电压实现手动充电，电阻四十五R45的另一端连接二极管九D9的正极、二极管十D10的负极和芯片六U6的正极输入端，二极管九D9的负极连接电阻四十六R46的一端、二极管十D10的正极、芯片六U6的负极输入端和电阻四十七R47的一端，电阻四十六R46的另一端接地，电阻四十七R47的另一端连接电阻四十八R48的一端和芯片六U6的输出端，电阻四十八R48的另一端连接电容八C8的一端和电阻四十九R49的一端，电容八C8的另一端接地，电阻四十九R49的另一端连接二极管十一D11的正极，二极管十一D11的负极连接过电流保护电路。
交流相位控制模块中的芯片五U5可采用型号为KC05的芯片来实现，具体的，交流相位控制模块可包括芯片五U5、电容七C7、电阻五十R50、电阻五十一R51、电阻五十三R53、电阻五十四R54、电容九C9、电容十C10、二极管十二D12、变压器二B2、滑动变阻器六RP6，芯片五U5的引脚2连接其引脚12，芯片五U5的引脚4连接电容七C7的一端，电容C的另一端、芯片五U5的引脚7及芯片五U5的引脚8均接地，芯片五U5的引脚5连接电阻五十R50的一端，芯片五U5的引脚6连接上述比较放大电路中二极管十一D11的负极，芯片五U5的引脚9连接电阻五十一R51的一端，芯片五U5的引脚10连接电阻五十三R53的一端和电容九C9的一端，电容九C9的另一端连接芯片五U5的引脚13，芯片五U5的引脚15经电阻十五R15连接变压器一B1的次级线圈的负极，芯片五U5的引脚16、电阻五十三R53的另一端，滑动变阻器六RP6的一端、二极管十二D12的负极和变压器二B2的初级的一端均连接直流电源五，电阻五十R50的另一端连接滑动变阻器六RP6的另一端，电阻五十一R51的另一端连接二极管十二D12的正极和变压器二B2的初级的另一端，变压器二B2的次级的一端接地，变压器二B2的另一端连接变流模块中的二极管十三D13的正极和电容十C10的一端，电容十C10的另一端接地。
为了实现内部直流电压的自行供应，上述充电电路还可包括直流输出电路，其中直流输出电路可输出9V的直流电源一、12V的直流电源二、24V的直流电源三、15V的直流电源四，-15V的直流电源五，该直流输出电路的具体的电路结构如图3中对应的框图所示，鉴于此实现方式为现有技术，相关的电路及原理此处不再一一赘述。
在图3中，过电流保护电路包括电流互感器CT、整流桥一BRG1、电容一C1、电容二C2、稳压管VRD、三极管八T8和电阻四十一R41，电流互感器CT用于感知充电电路的电流，电流互感器CT的输出连接整流桥一BRG1，整流桥一BRG1输出的正极连接电容一C1的一端、稳压管VRD的负极和三极管八T8的基级，整流桥一BRG1输出的负极、电容一C1的另一端、电阻四十一R41的一端和稳压管VRD的正极均连通地，三极管八T8的发射端连接电阻四十一R41的另一端，三极管八T8的集电极连接比较放大电路中二极管十一D11的负极，电容二C2并联在三极管八T8的基级和发射极之间。其中，为了调试的方便性，可在稳压管VRD的正极和地之间接入滑动变阻器三RP3。为了适应不同的充电电流，可采用不同电压大小的稳压管并联接在现有稳压管上，并设置切换开关进行不同档位电压的稳压管的切换，进而实现不同大小电流的截止反馈；为电压的极性得到保障，可将电容一C1、电容二C2设置为极性电容，两电容的正极均连通整流器一BRG1的正极输出。
如图4所示为电池检测电路的一种实施电路图，电池检测电路包括预定数量的单体电池检测电路，在本实施例中，预定数量选取为6个，对应的单体电池检测电路依次记为单体电池检测电路一、单体电池检测电路二……单体电池检测电路六，为了显示的方便性，图4仅示出了单体电池检测电路一和单体电池检测电路六，其余的单体电池检测电路可以此类推，同理，其它预定数量的单体电池电路也可以此类推。单体电池检测电路一包括芯片二U2、电阻二十四R24、电阻二十五R25、电阻二十六R26、电阻二十七R27、电阻二十八R28、电阻二十九R29、三极管二T2、继电器一J1，电阻二十四R24的一端连通待充电蓄电池的正极，电阻二十四R24的另一端连接电阻二十五R25的一端和芯片二U2的一个输入端，电阻二十五R25的另一端和电阻二十七R27的一端接地，电阻二十七R27的另一端连接电阻二十六R26的一端和芯片二U2的另一个输入端，电阻二十六R26的另一端连接直流电源一，芯片二U2的输出端连接电阻二十八R28的一端，电阻二十八R28的另一端连接电阻二十九R29的一端和三极管二T2的基级，电阻二十九R29的另一端和三极管二T2的发射极接地，三极管二T2的集电极经继电器一连通直流电源三。如图所示为方便描述，仅示出了继电器一和继电器六对应的单体电池检测电路一和单体电池检测电路六，这两个单体电池检测电路的区别仅在于电阻二十四R24和电阻二十六R26的阻值不一样以对不同数量的单体电池电压进行分压，其余对应位置处的器件可设置一致，合理设置电阻二十四R24的值使得一个单体电池的最低放电电压输入时三极管二导通，继电器一通电，代表待充电蓄电池至少有一个单体电池，合理设置电阻三十R30的值使得六倍单体单池的最低放电电压输入时，三极管二导通，继电器六通电，代表待充电蓄电池至少有六个单体电池，其他数量的单体电池以此类推，如此实现待充电蓄电池中单体电池数量的计算。
如图5所示为给定电压运算电路的一种实施电路图，给定电压运算电路包括电池数量输入单元、逻辑运算单元和放大单元，电池数量输入单元用于根据获取单体电池的数量输入至逻辑运算单元，逻辑运算单元用于根据单体电池的数量计算出所需要的电压，放大单元用于将电压放大输出控制电压。
其中，电池数量输入单元可包括继电器一常闭开关四J1-4、继电器二常闭开关四J2-4、继电器三常闭开关四J3-4、继电器四常闭开关四J4-4、继电器五常闭开关四J5-4、继电器六常闭开关四J6-4、电阻三十四R34、电阻三十五R35、电阻三十七R37、电阻三十八R38、电阻三十九R39和电阻四十R40，电阻三十四R34的一端连接直流电源四，电阻三十四R34的另一端依次连接电阻三十五R35、电阻三十七R37、电阻三十八R38、电阻三十九R39和电阻四十R40的一端，电阻四十R40的另一端连接逻辑运算单元的输入端，继电器六常闭开关四J6-4并接在电阻三十四R34的两端，继电器五常闭开关四J5-4并接在电阻三十四R34和电阻三十五R35连线外侧的两端，继电器四常闭开关四J4-4并接在电阻三十四R34、电阻三十五R35及电阻三十七R37连线外侧的两端，继电器三常闭开关四J3-4并接在电阻三十四R34、电阻三十五R35、电阻三十七R37及电阻三十八R38连线外侧的两端，继电器二常闭开关四J2-4并接电阻三十四R34、电阻三十五R35、电阻三十七R37、电阻三十八R38及电阻三十九R39连线外侧的两端，继电器一常闭开关四J1-4并接电阻三十四R34、电阻三十五R35、电阻三十七R37、电阻三十八R38、电阻三十九R39及电阻四十R40连线外侧的两端。
放大单元可包括二极管十四D14、二极管十五D15、电阻三十一R31、芯片四U4，电阻三十二R32、电阻三十三R33，逻辑运算单元的输出连接二极管十四D14的负极、电阻三十二R32的一端、二极管十五D15的正极和芯片四U4的输入负极，二极管十四D14的正极、二极管十五D15的负极和芯片四U4的输入正极均与电阻三十一R31的一端相连，电阻三十一R31的另一端接地，电阻三十二R32的另一端连接芯片四U4的输出单和电阻三十三R33的一端，电阻三十三R33的一端作为整个给定电压运算电路的输出。
如图6所示为过充电保护电路的一种实施电路图，过充电保护电路包括分压单元一、限流单元、电阻一R1、电阻二R2、过充电继电器JG、二极管一D1和晶闸管一SCR1，分压单元一用于根据单体电池的数量进行相应的分压，限流单元用于根据单体电池的数量相应的限制晶闸管的电流；分压单元一的一端和限流单元的一端连通待充电蓄电池的正极；分压单元一的另一端经过充电继电器JG连接晶闸管一SCR1的正极，二极管一D1与过充电继电器JG并联，且其正极连接晶闸管一SCR1的正极，晶闸管SCR1的负极和电阻一R1的一端接地，电阻一R1的另一端连接晶闸管一SCR1的门极和电阻二R2的一端，电阻二R2的另一端连接限流单元的另一端。考虑到电压的微调，可在电阻二R2和晶闸管一SCR1的门极之间加入滑动变阻器一RP1。
其中，分压单元一可包括电阻三R3、电阻五R5、电阻七R7、电阻九R9、电阻十一R11、继电器二常闭开关一J2-1、继电器三常闭开关一J3-1、继电器四常闭开关一J4-1、继电器五常闭开关一J5-1、继电器六常闭开关一J6-1，电阻十一R11一端连接待充电蓄电池的正极，电阻十一R11的另一端依次连接电阻九R9、电阻七R7、电阻五R5及电阻三R3的一端，电阻三R3的另一端连接过充电继电器JG，继电器六常闭开关一J6-1并接在电阻十一R11的两端，继电器五常闭开关一J5-1并接在电阻十一R11和电阻九R9连线外侧的两端，继电器四常闭开关一J4-1并接在电阻十一R11、电阻九R9及电阻七R7的连线外侧的两端，继电器三常闭开关一J3-1并接在电阻十一R11、电阻九R9、电阻七R7及电阻五R5的连线外侧的两端，继电器二常闭开关一J2-1并接在电阻十一R11、电阻九R9、电阻七R7、电阻五R5及电阻三R3的连线外侧的两端。
限流单元二可包括电阻四R4、电阻六R6、电阻八R8、电阻十R10、电阻十二R12、继电器二常闭开关二J2-2、继电器三常闭开关二J3-2、继电器四常闭开关二J4-2、继电器五常闭开关二J5-2、继电器六常闭开关二J6-2，电阻十二R12一端连接待充电蓄电池的正极，电阻十二R12的另一端依次连接电阻十R10、电阻八R8、电阻六R6及电阻四R4的一端，电阻四R4的另一端连接过充电继电器JG，继电器六常闭开关二J6-2并接在电阻十二R12的两端，继电器五常闭开关二J5-2并接在电阻十二R12和电阻十R10连线外侧的两端，继电器四常闭开关二J4-2并接在电阻十二R12、电阻十R10及电阻八R8的连线外侧的两端，继电器三常闭开关二J3-2并接在电阻十二R12、电阻十R10、电阻八R8及电阻六R6的连线外侧的两端，继电器二常闭开关二J2-2并接在电阻十二R12、电阻十R10、电阻八R8、电阻六R6及电阻四R4的连线外侧的两端。
如图7所示为过充电保护电路的另一种实施电路图，过充电保护电路包括分压单元二、电阻十八R18、电阻十九R19、电阻二十R20、电阻二十一R21、电阻二十二R22、电阻二十三R23、芯片一U1、三极管一T1和过充电继电器JG，分压单元二用于根据单体电池的数量进行相应的分压，分压单元二的一端连通待充电蓄电池的正极，分压单元二的另一端经电阻十八R18连接芯片一U1的正极输入端和电阻二十一R21的一端，电阻十九R19的一端连接输入直流电源一，电阻十九R19的另一端连接电阻二十R20的一端和芯片一U1的负极输入端，电阻二十R20的另一端和电阻二十一R21的另一端都接地，芯片一U1的输入端连接电阻二十二R22的一端，电阻二十二R22的另一端连接电阻二十三R23的一端和三极管一T1的基极，电阻二十三R23的另一端和三极管一T1的发射极接地，三极管一T1的集电极经过充电继电器JG连接直流电源二。考虑到电压的微调，可在电阻十八R18和芯片一U1的正极输入端之间加入滑动变阻器二RP2。
其中，分压单元二可包括电阻十三R13、电阻十四R14、电阻十五R15、电阻十六R16、电阻十七R17、继电器二常闭开关三J2-3、继电器三常闭开关三J3-3、继电器四常闭开关三J4-3、继电器五常闭开关三J5-3、继电器六常闭开关三J6-3，电阻十三R13一端连接待充电蓄电池的正极，电阻十三R13的另一端依次连接电阻十四R14、电阻十五R15、电阻十六R16及电阻十七R17一端，电阻十七R17的另一端连接电阻十八R18的一端，继电器六常闭开关三J6-3并接在电阻十三R13的两端，继电器五常闭开关三J5-3并接在电阻十三R13和电阻十四R14连线外侧的两端，继电器四常闭开关三J4-3并接在括电阻十三R13、电阻十四R14及电阻十五R15的连线外侧的两端，继电器三常闭开关三J3-3并接在电阻十三R13、电阻十四R14、电阻十五R15及电阻十六R16的连线外侧的两端，继电器二常闭开关二J2-2并接在电阻十三R13、电阻十四R14、电阻十五R15、电阻十六R16及电阻十七R17的连线外侧的两端。
Claims (10)
1.电动车携便式自动充电装置，其特征在于，包括电池检测电路、给定电压运算电路和充电电路；
电池检测电路，用于检测待充电蓄电池的单体电池的数量；
给定电压运算电路，用于根据检测出的单体电池的数量输出控制电压；
充电电路，用于接入市电并根据所述控制电压来调节输出给待充电蓄电池的充电电压。
2.如权利要求1所述的电动车携便式自动充电装置，其特征在于，还包括起动电路和设置在充电电路和待充电蓄电池之间的主接触器常开开关一，起动电路内设置有起动按钮和停止按钮，所述起动电路用于当待充电蓄电池接入充电接口且起动按钮被按下时，控制主接触器常开开关一闭合，且当停止按钮按下时控制主接触器常开开关一断开。
3.如权利要求2所述的电动车携便式自动充电装置，其特征在于，还包括过充电保护电路，所述过充电保护电路用于根据单体电池的数量判断待充电蓄电池的电量是否充满，如充满则控制所述主接触器常开开关一断开。
4.如权利要求2或3所述的电动车携便式自动充电装置，其特征在于，所述起动电路还包括风扇和风扇启动开关，当待充蓄电池正在充电且风扇启动开关打开时风扇运转。
5.如权利要求3所述的电动车携便式自动充电装置，其特征在于，所述过充电保护电路包括分压单元一、限流单元、电阻一、电阻二、过充电继电器、二极管一和晶闸管一，所述分压单元一用于根据所述单体电池的数量进行相应的分压，所述限流单元用于根据所述单体电池的数量相应的限制晶闸管的电流；所述分压单元一的一端和限流单元的一端连通待充电蓄电池的正极；所述分压单元一的另一端经过充电继电器连接晶闸管一的正极，二极管一与过充电继电器并联，且其正极连接晶闸管一的正极，晶闸管一的负极和电阻一的一端接地，电阻一的另一端连接晶闸管一的门极和电阻二的一端，电阻二的另一端连接限流单元的另一端；
或，所述过充电保护电路包括分压单元二、电阻十八、电阻十九、电阻二十、电阻二十一、电阻二十二、电阻二十三、芯片一、三极管一和过充电继电器，分压单元二用于根据单体电池的数量进行相应的分压，分压单元二的一端连通待充电蓄电池的正极，分压单元二的另一端经电阻十八连接芯片一的一个输入端和电阻二十一的一端，电阻十九的一端连接输入直流电源一，电阻十九的另一端连接电阻二十的一端和芯片一的另一个输入端，电阻二十的另一端和电阻二十一的另一端都接地，芯片一的输入端连接电阻二十二的一端，电阻二十二的另一端连接电阻二十三的一端和三极管一的基极，电阻二十三的另一端和三极管一的发射极接地，三极管一的集电极经过充电继电器连接直流电源二。
6.如权利要求2或3所述的电动车携便式自动充电装置，其特征在于，还包括过电流保护电路，所述过流保护电路用于根据获取到的充电电路的电流判断是否超过预定阈值，如是，则反馈过流电压给充电电路，所述充电电路还用于根据所述过流电压和控制电压来调节输出给待充电蓄电池的充电电压。
7.如权利要求6所述的电动车携便式自动充电装置，其特征在于，所述过电流保护电路包括电流互感器、整流桥一、电容一、电容二、稳压管、三极管八和电阻四十一，所述电流互感器用于感知充电电路的电流，所述电流互感器的输出连接整流桥一，所述整流桥一输出的正极连接电容一的一端、稳压管的负极和三极管八的基级，所述整流桥一输出的负极、电容一的另一端、电阻四十一的一端和稳压管的正极均连通地，所述三极管八的发射端连接电阻四十一的另一端，所述三极管八的集电级连接所述充电电路，所述电容二并联在三极管八的基级和发射极之间。
8.如权利要求1所述的电动车携便式自动充电装置，其特征在于，所述充电电路包括比较放大电路、交流相位控制模块和变流模块；
比较放大电路，用于放大所述给定电压运算电路输出的控制电压，并将放大后的电压输入至交流相位控制模块的移相输入脚，当所述过电流保护电路存在时，所述比较放大电路还用于将所述控制电压与所述过电流保护电路反馈回的过流电压进行比较，并将比较后的电压进行放大后输入至交流相位控制模块的移相输入脚；
交流相位控制模块，用于根据移相输入脚输入的电压控制输出的触发脉冲；
变流模块，用于根据所述触发脉冲控制给待充电蓄电池的充电电压。
9.如权利要求1所述的电动车携便式自动充电装置，其特征在于，所述电池检测电路包括预定数量的单体电池检测电路，所述单体电池检测电路包括芯片二、电阻二十四、电阻二十五、电阻二十六、电阻二十七、电阻二十八、电阻二十九、三极管二、继电器一，电阻二十四的一端连通待充电蓄电池的正极，电阻二十四的另一端连接电阻二十五的一端和芯片二的一个输入端，电阻二十五的另一端和电阻二十七的一端接地，电阻二十七的另一端连接电阻二十六的一端和芯片二的另一个输入端，电阻二十六的另一端连接直流电源一，芯片二的输出端连接电阻二十八的一端，电阻二十八的另一端连接电阻二十九的一端和三极管二的基级，电阻二十九的另一端和三极管二的发射极接地，三极管二的集电极经继电器一连通直流电源三。
10.如权利要求1所述的电动车携便式自动充电装置，其特征在于，所述给定电压运算电路包括电池数量输入单元、逻辑运算单元和放大单元，电池数量输入单元用于根据获取单体电池的数量输入至逻辑运算单元，逻辑运算单元用于根据单体电池的数量计算出所需要的电压，放大单元用于将所述电压放大输出控制电压。
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