CN200976505Y - 电动汽车脉冲快速充电机 - Google Patents

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Abstract

一种电动汽车脉冲快速充电机，三相交流电通过进线电源输入电路与三相整流滤波电路的输入端相连，该三相整流滤波电路的直流输出端与IGBT斩波电路的直流输入端相连，IGBT斩波电路的交流输出端与直流电源输出电路相连，同时在IGBT斩波电路的交流输出端与直流电源输出电路之间连接有放电控制电路，蓄电池的温度检测信号以及各部分电路的工作情况信号检测端口分别与信号检测电路的对应端口相连，该信号检测电路的信号输出端与所述PLC控制电路的对应端口相连，该PLC控制电路的脉冲宽度调制信号输出端与IGBT斩波电路的控制端相连，可以满足电力机车、内燃机车、电动公交车及城市轨道交通车辆上各类蓄电池组的充放电工艺要求。

Description

电动汽车脉冲快速充电机
技术领域
本实用新型涉及一种蓄电池充电设备，特别是一种电动汽车脉冲快速充电机。
背景技术
目前，电动汽车已经逐步成为重要的城市环保型公共交通工具，然而现有的电池充电技术充电时间长，对电池的损害大。中国专利95212564.1和00240420.6、200520069379.8、93204141.8等文献展示的充电机有的只针对铅酸蓄电池、有的不能实现快速充电，不能完全满足现代社会对公共交通工具快节奏、高环保的要求。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种电动汽车脉冲快速充电机，它可以解决电动汽车快速充电连续运行的难题，满足电力机车、内燃机车、电动公交车及城市轨道交通车辆上各类蓄电池组的充放电工艺要求。
它包括进线电源输入电路1、三相整流滤波电路2、IGBT斩波电路3、PLC控制电路4、信号检测电路5、直流电源输出电路6、放电控制电路7，其中：
三相交流电通过所述进线电源输入电路1与三相整流滤波电路2的输入端相连，该三相整流滤波电路2的直流输出端与IGBT斩波电路3的直流输入端相连，所述IGBT斩波电路3的交流输出端与直流电源输出电路6相连，同时在IGBT斩波电路3的交流输出端与直流电源输出电路6之间连接有放电控制电路7，蓄电池的温度检测信号以及各部分电路的工作情况信号检测端口分别与信号检测电路5的对应端口相连，该信号检测电路5的信号输出端与所述PLC控制电路4的对应端口相连，该PLC控制电路4的脉冲宽度调制信号输出端与所述IGBT斩波电路3的控制端相连；
所述进线电源输入电路1包括变压器B01、输入电感器和保险装置；
所述三相整流滤波电路2包括三相整流桥堆QZL01和由滤波电容器C1-C14构成的电容滤波网络；
所述IGBT斩波电路3包括四个并联的IGBT；
所述PLC控制电路4由PLC模块PI165D及其外围电路构成；
所述信号检测电路5包括通过RS422接口相连的混合模块8、电池温度检测单元9、扩展电路10、综合测试单元11，其中混合模块8包括四个A/D转换通道、两个D/A转换通道，环境温度传感器、电容电压、电池电压、电流信号、电流调节端子分别与所述PLC控制电路4的对应端口相连；电池温度检测单元9包括两个安装在电池测温点的温度传感器和数据处理模块DVP-F2AD；扩展电路10包括一个八点继电器输出控制器，各继电器输出端分别与主电路、启动端和输出端相连；综合测试单元11包括数据处理模块DVP-32EH00T和数据检测通道VDT112，两者的过流信号、过压保护、充电完成各信号端分别对应相连；
所述直流电源输出电路6包括电源电路12、充电电路13，其中电源电路12的输入端与所述IGBT斩波电路3的输出端相连，该电源电路12包括数字表电源、公共端电源、触摸屏电源、检测电路电源和变流箱电源；充电电路13的输入端与所述IGBT斩波电路3的输出端相连，该充电电路13包括控制电源JZ01、变压器B02、整流桥堆QZ01；
所述放电控制电路7包括连接在所述IGBT斩波电路3的输出端之间的一个放电控制IGBT，该放电控制IGBT的控制端与所述PLC控制电路4的控制信号输出端相连。
它采用AC-DC-AC-DC-AC变换技术，其中AC-DC采用三相不可控桥式整流，具有输出电压高脉动小、脉动频率高、网测功率因素高、动态响应速度快。输入电压采用380V/380V隔离。DC-AC逆变采用IGBT，变频整流采用快恢复二极管，形成高频脉动直流，另外，用一个脉冲控制器形成0~200Hz的脉冲对负载进行大电流快速充电，可形成0~300A的电流对电池进行充电3~5秒，放电0.3秒，循环进行充电约30min，采用0.8C20.5h→0.3C21h→0.2C20.5h的方式充电半小时即可达额定容量的40％，2小时内达到80％~90％充电波形为方波，充电电流可使用到2C2至4C2。
附图说明
图1为本实用新型原理示意图；
图2为控制部分电路原理图；
图3为信号检测电路原理图；
图4为直流电源输出电路原理图；
图5为充电过程脉冲电流波形图；
图6为系统控制流程图。
具体实施方式
如图1-图4所示，它包括进线电源输入电路1、三相整流滤波电路2、IGBT斩波电路3、PLC控制电路4、信号检测电路5、直流电源输出电路6、放电控制电路7，其中：
三相交流电通过所述进线电源输入电路1与三相整流滤波电路2的输入端相连，该三相整流滤波电路2的直流输出端与IGBT斩波电路3的直流输入端相连，所述IGBT斩波电路3的交流输出端与直流电源输出电路6相连，同时在IGBT斩波电路3的交流输出端与直流电源输出电路6之间连接有放电控制电路7，蓄电池的温度检测信号以及各部分电路的工作情况信号检测端口分别与信号检测电路5的对应端口相连，该信号检测电路5的信号输出端与所述PLC控制电路4的对应端口相连，该PLC控制电路4的脉冲宽度调制信号输出端与所述IGBT斩波电路3的控制端相连；
所述进线电源输入电路1包括变压器B01、输入电感器和保险装置；
所述三相整流滤波电路2包括三相整流桥堆QZL01和由滤波电容器C1-C14构成的电容滤波网络；
所述IGBT斩波电路3包括四个并联的IGBT；
所述PLC控制电路4由PLC模块PI165D及其外围电路构成；
所述信号检测电路5包括通过RS422接口相连的混合模块8、电池温度检测单元9、扩展电路10、综合测试单元11，其中混合模块8包括四个A/D转换通道、两个D/A转换通道，环境温度传感器、电容电压、电池电压、电流信号、电流调节端子分别与所述PLC控制电路4的对应端口相连；电池温度检测单元9包括两个安装在电池测温点的温度传感器和数据处理模块DVP-F2AD；扩展电路10包括一个八点继电器输出控制器，各继电器输出端分别与主电路、启动端和输出端相连；综合测试单元11包括数据处理模块DVP-32EH00T和数据检测通道VDT112，两者的过流信号、过压保护、充电完成各信号端分别对应相连；
所述直流电源输出电路6包括电源电路12、充电电路13，其中电源电路12的输入端与所述IGBT斩波电路3的输出端相连，该电源电路12包括数字表电源、公共端电源、触摸屏电源、检测电路电源和变流箱电源；充电电路13的输入端与所述IGBT斩波电路3的输出端相连，该充电电路13包括控制电源JZ01、变压器B02、整流桥堆QZ01；
所述放电控制电路7包括连接在所述IGBT斩波电路3的输出端之间的一个放电控制IGBT，该放电控制IGBT的控制端与所述PLC控制电路4的控制信号输出端相连。
它采用IGBT电力器件与PWM脉宽调制，高频斩波技术，可编程控制器(PLC)技术设计制造。采用触摸屏作为人机操作单元(HMI)，它通过串行数字通讯端口同PLC交换信息，实现了充放电过程的自动控制与参数的自动采集，并可实时显示工况，简化了操作过程。可对1000AH以下的蓄电池组，根据用户设定的充电电流及时间参数，自动地进行恒流充电。充电过程采用充电3-5秒再放电0.3秒的方式循环进行，充电时间和放电时间可随时调整。充电过程中本设备设有完善的信号监测系统，对运行过程中可能发生的过流、过压、超温等故障进行可靠的保护。采用窗口参数数字设定方式，方便地调节并显示充电电流、时间等参数，操作简便，界面友好，运行可靠。可以满足电力机车、内燃机车、电动公交车及城市轨道交通车辆上各类蓄电池组的充放电工艺要求。特点：a、大电流：可用额定容量的2~4倍的大电流充电；b、脉冲式：采用脉冲式充电，充3~5秒放0.3秒；c、30min~120min即可充电达额定容量80％~90％；d、触摸屏设置显示工况。
技术参数：
输入电源：三相380V±10％
1、电源频率：50±1Hz
2、额定功率：100KVA
3、空载电压：DC500V
4、充电平均电流：0～200A(数字设定)
5、充电起始电压：0～380V(数字设定)
6、充电终止电压：0～500V(数字设定)
7、充电时间：0～24小时(数字设定)
8、斩波方式：PWM方式
10、电池参数：384V/230AH
工作特性：1、充电电流、充电时间通过触摸屏设定，设备可根据设定的参数自动工作进行充电。2、充电起始电压为200～380伏、充电终止电压为260～450伏，充电起始电压、充电终止电压可数字设定。充电为恒流限压充电方式，到达充电终止电压之前为恒流充电，到达充电终止电压以后为限压减流充电，到达充电时间后停止工作。3、在充电过程中本设备设有完善的信号监测系统，具有接线错误检测及保护功能。能对过流、过压超温等故障进行保护，并在触摸屏有中文显示的故障信息和报警号。用户可根据报警号在用户手册上找到具体的处理方法。

Claims (2)

1、一种电动汽车脉冲快速充电机，其特征在于它包括进线电源输入电路(1)、三相整流滤波电路(2)、IGBT斩波电路(3)、PLC控制电路(4)、信号检测电路(5)、直流电源输出电路(6)、放电控制电路(7)，其中：
三相交流电通过所述进线电源输入电路(1)与三相整流滤波电路(2)的输入端相连，该三相整流滤波电路(2)的直流输出端与IGBT斩波电路(3)的直流输入端相连，所述IGBT斩波电路(3)的交流输出端与直流电源输出电路(6)相连，同时在IGBT斩波电路(3)的交流输出端与直流电源输出电路(6)之间连接有放电控制电路(7)，蓄电池的温度检测信号以及各部分电路的工作情况信号检测端口分别与信号检测电路(5)的对应端口相连，该信号检测电路(5)的信号输出端与所述PLC控制电路(4)的对应端口相连，该PLC控制电路(4)的脉冲宽度调制信号输出端与所述IGBT斩波电路(3)的控制端相连。
2、如权利要求1的一种电动汽车脉冲快速充电机，其特征在于所述进线电源输入电路(1)包括变压器B01、输入电感器和保险装置；
所述三相整流滤波电路(2)包括三相整流桥堆QZL01和由滤波电容器C1-C14构成的电容滤波网络；
所述IGBT斩波电路(3)包括四个并联的IGBT；
所述PLC控制电路(4)由PLC模块PI165D及其外围电路构成；
所述信号检测电路(5)包括通过RS422接口相连的混合模块(8)、电池温度检测单元(9)、扩展电路(10)、综合测试单元(11)，其中混合模块(8)包括四个A/D转换通道、两个D/A转换通道，环境温度传感器、电容电压、电池电压、电流信号、电流调节端子分别与所述PLC控制电路4的对应端口相连；电池温度检测单元(9)包括两个安装在电池测温点的温度传感器和数据处理模块DVP-F2AD；扩展电路(10)包括一个八点继电器输出控制器，各继电器输出端分别与主电路、启动端和输出端相连；综合测试单元(11)包括数据处理模块DVP-32EH00T和数据检测通道VDT112，两者的过流信号、过压保护、充电完成各信号端分别对应相连；
所述直流电源输出电路(6)包括电源电路(12)、充电电路(13)，其中电源电路(12)的输入端与所述IGBT斩波电路(3)的输出端相连，该电源电路(12)包括数字表电源、公共端电源、触摸屏电源、检测电路电源和变流箱电源；充电电路(13)的输入端与所述IGBT斩波电路(3)的输出端相连，该充电电路(13)包括控制电源JZ01、变压器B02、整流桥堆QZ01；
所述放电控制电路(7)包括连接在所述IGBT斩波电路(3)的输出端之间的一个放电控制IGBT，该放电控制IGBT的控制端与所述PLC控制电路(4)的控制信号输出端相连。
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