CN201388079Y

CN201388079Y - 一种混合动力汽车充电器

Info

Publication number: CN201388079Y
Application number: CN200920135974U
Authority: CN
Inventors: 马新国
Original assignee: GOLD POWER CO Ltd
Current assignee: Shenzhen Gold Power Technology Co., Ltd.
Priority date: 2009-03-30
Filing date: 2009-03-30
Publication date: 2010-01-20
Anticipated expiration: 2019-03-30

Abstract

一种混合动力汽车充电器，包括高压电池充电电路，该电路包括整流电路和第一稳压电路，所述的整流电路的交流输入端接充电电源，其直流输出端接所述的第一稳压电路，所述的第一稳压电路的稳压输出端接被充电的高压电池；还包括低压电池充电电路，该电路包括第二稳压电路，所述的第二稳压电路的稳压输入端与所述的高压电池和第一稳压电路的连接处电连接，其输出端接被充电的低压电池。本方案由于采用了第二稳压电路，将高压电池的电通过第二稳压电路对低压电池充电，使低压电池充电电源可选择高压电池，也可选择市电充电。当低压电池没电的时候直接可以通过市电进行充电，无需拆卸电池。可省掉一个发电机，减少汽车的机械故障，从而提高可靠性。

Description

一种混合动力汽车充电器

技术领域

本实用新型涉及对蓄电池充电领域，特别涉及一种在混合动力汽车中既为高压蓄电池充电又为低压电池充电的充电器，该充电器还可以利用高压电池为低压电池充电。

背景技术

在油电混合动力汽车中有两种电池，一种是高压电池，又称动力电池，该电池为混合动力中的电动机(ISG)提供电力，一般为330V蓄电池，通过逆变器与电动机连接，为电动机提供电力。另一种是低压电池，该电池为目前普通内燃机发动机汽车上的蓄电池，电压一般为24V或者12V。目前混合动力汽车中对这两种蓄电池充电普遍采用的分别充电的办法进行充电，对高压电池充电原理框图如图1所示，作为充电电源有两种，一种是市电，这是混合动力汽车的能源的主要来源，另外，当混合动力汽车的运行时，如果发动机在保证运行在其最环保经济的工况下还有多余的扭矩可以通过电机回收，也可以在进行制动回收能量时，由电机发电回收剩余的能量给蓄电池充电，该充电器的电路包括整流电路和稳压电路，整流电路将市电或者发电机的再生电整流成直流，通过稳压电路平稳地为高压电池充电。当汽车在使用市电充电时，现在一般采用主动式PFC(Power Factor Correction)，在提高电源的功率因子的同时还得到直流电压波纹很小的直流电压，该电压为400V。然后利用脉宽调制电路进行稳压控制输出稳定的330V的直流电压为高压电池充电。当汽车在行驶中使用电机发电充电时，通过整流电路对发电机的电压进行整流输出，然后用脉宽调制电路进行稳压控制后经过滤波滤去波纹以后，输出稳定330V直流电为高压电池充电。对低压电池充电根普通的发动机单动力汽车一样也采用两种方法，第一种是将电池取下来，送到专门的充电室进行充电，另一种是在汽车行驶过程中，通过动力电机或者发动机带动一个专门用来发电的发电机为低压电池充电如图2所示。目前这种充电方式和充电器由于技术此较成熟，整流电路和稳压电路经过多年的发展已经能够满足油电混合动力汽车的基本需要，但是，目前这种充电方式和充电器具有以下不足：

1、当在汽车发动机和电机都停机时，对低压电池充电需要将电池取下来，送到专门的充电室进行充电，麻烦不说也是很多车主不能具备的。

2、当在汽车运行时，对低压电池充电需要利用一个专门的发电机来为低压电池充电，增加了成本的同时，也使能量损耗增加。

另外：现有技术中的稳压控制环路为模拟式PWM方式，控制精度差，特别是恒流模式效果不好，容易损伤被充电电池，在充电时不能对充电电压和电流以及电池容量进行实时监控，对电池充电是否满容不清楚。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种混合动力汽车充电器。解决现有技术中混合动力汽车充电器的上述不足。

本实用新型解决其技术问题的方案为：一种混合动力汽车充电器，包括为高压电池充电的整流电路和第一稳压电路，所述的整流电路的交流输入端接充电电源，其直流输出端接所述的第一稳压电路，所述的第一稳压电路的稳压输出端接被充电的高压电池；另外，还包括为低压电池充电的第二稳压电路，所述的第二稳压电路的稳压输入端与所述的高压电池和第一稳压电路的连接处电连接，其输出端接被充电的低压电池。

进一步的，在上述充电器的方案中，还包括第一滤波电路和第二滤波电路，所述的第一滤波电路串接在所述的高压电池与第一稳压电路之间，所述的第二滤波电路串接在所述的低压电池与所述的第二稳压电路之间。

更进一步的，还包括第一微控制器和第二微控制器，所述的第一微控制器对所述的高压电池的电流电压进行检测，其控制输出端接所述的第一稳压电路，所述的第二微控制器对所述的低压电池的电流电压进行检测，其控制输出端接所述的第二稳压电路。

本方案由于采用了第二稳压电路，将高压电池的电通过第二稳压电路对低压电池充电，使低压电池充电电源可选择高压电池，也可选择市充电。当低压电池没电的时候直接可以通过市电进行充电，无需拆卸电池。可省掉一个发电机，可减少汽车的机械故障，从而提高可靠性。同时不用启动汽车就可以对低压电池充电。避免了没有低压电池不能启动汽车的问题。本方案的优选方式分别可以提高电池充电质量和有效的保护电池寿命。

以下将结合附图和实施例，对本实用新型作进一步的说明。

附图说明

图1为现有技术中对混合动力汽车的高压电池充电的充电电路连接方框图。

图2为现有技术中利用单独的发电机对混合动力汽车中的低压电池充电器的电路连接方框图。

图3是本实用新型实施例1混合动力汽车充电器方框图。

图4是本实用新型实施例2混合动力汽车充电器方框图。

图5是本实用新型实施例3混合动力汽车充电器方框图。

图6是本实用新型实施例4混合动力汽车充电器方框图。

具体实施方式

实施例1，如图3所示，一种混合动力汽车充电器，包括由整流电路和第一稳压电路组成的高压电池充电电路，所述的整流电路的交流输入端接充电电源，其直流输出端接所述的第一稳压电路，所述的第一稳压电路的稳压输出端接被充电的高压电池；另外还包括一个为低压电池充电的充电电路，该电路包括第二稳压电路，所述的第二稳压电路的稳压输入端与所述的高压电池和第一稳压电路的连接处电连接，其输出端接被充电的低压电池。本实施例中，混合动力汽车采用油电混合动力，汽油发动机和ISG电机都能为汽车行驶提供动力，高压电池为ISG电机提供能源。其中充电电源可以是市电，当汽车停车时，充电电源可以是市电，在充电场所，220V交流市电经过整流后，利用稳压器进行控制可获得400V左右的直流电，本实施例中，高压电池为330V，稳压电路的输出可对高压电池进行充电。当汽车在行驶时，进行能量回收，ISG电机发电经过整流和稳压可以产生高压电池所需要的充电电压，为高压电池充电。在高压电池和第一稳压电路的连接处电连接处接第二稳压电路，当汽车为高压电池充电时，第一稳压电路输出的400V直流可以通过第二稳压电路降压后与低压电池充电，当汽车不为高压电池充电但是要对低压电池充电，可以由高压电池输出的330V直流通过第二稳压电路降压后为低压电池充电。这样不论什么时候，只要高压电池有电就可以对低压电池进行充电。

实施例2，如图4所示，本实施例与实施例一基本相同，只是还包括第一滤波电路和第二滤波电路，所述的第一滤波电路串接在所述的高压电池与第一稳压电路之间，所述的第二滤波电路串接在所述的低压电池与所述的第二稳压电路之间。通过滤波器可以滤除稳压电路输出的直流电上的波纹。

实施例3，如图5所示，本实施例在实施例2的基础上，增加了微控制器，包括第一微控制器和第二微控制器，所述的第一微控制器对所述的高压电池的电流电压进行检测，其控制输出端接所述的第一稳压电路，所述的第二微控制器对所述的低压电池的电流电压进行检测，其控制输出端接所述的第二稳压电路。在本实施例中还具有通信接口为EIA RS-232标准接口，所述的通信接口与第二微控制器联接，所述的第一微控制器和第二微控制器相互联接。由于增加了智能的微控制器，可以利用微控制器收集充电时电池的有关状态，如温度、电压和输入电流等，控制稳压电流对电池充电的电压和电流等，也可以利用通信接口与外部如，混合动力汽车的HCU和ECU等电子控制器进行控制，并通过汽车上的显示器显示充电情况，使操作人员随时了解充电情况。

实施例4，如图6所示，本实施例中，当利用市电充电时，用PFC做整流电路，此处PFC为主动式PFC，可以达到98％以上的功率因子，其输出400V直流的波纹此较小。ISG电机内置整流器，输出330V直流电源。稳压电路由PWM(脉宽调制)电路进行控制驱动电路输出。本实施例中相对实施例3，第一、第二稳压电路分别由PWM1控制驱动电路和PWM2控制驱动电路组成，第一、第二微控制器分别指MCU1和MCU2。

本实施例的核心是采用两个高性能微控制器(MCU)对作为稳压电路的两个PWM(脉宽调制)电路进行控制，实现对混合动力汽车高压电池和低压电池充电，具有以下特点：

1、可以跟电脑实时通迅监两路电池情况。

2、330V电池的充电可以做到100mA一个档，12V充电可以做到1A一个档。

3、在汽车不行驶的时候也可以对12V电池充电。

4、过热降额及过热保护。

5、省去一个发电机。

上述功能模块全部采用数字芯片实现，信号传递、采样、处理、控制全部采用数字信号传输，智能化控制处理，因此，是真正意义上的数字式控制的油电混合动力汽车充电器。下面描述本实施例的一些具体电路。

1、PWM1方波产生：由UC2846组成的PMW1产生脉冲信号经驱动电路控制全桥输出100V左右的直流电压。

2、电压启动：MCU1检测输出电压及电池电压、检测环境温度、并通过MCU2跟客户终端通迅后，将输出电压及充电电流缓慢上升至预定值。

3、充电数字调节：MCU1通过检测充电电流确定PWM1的脉冲宽度来实现充电电流的稳定，也可根据终端的要求来人为确定充电电流的大小。具体实现方法是通过单片机输出可变占空此的脉冲经过运算放大器滤波后变成可变的直流电压给PWM1做基准电平，从而控制输出电压的高低达到控制出电流的目的。

4、MCU1通迅：启动过程完成后，PWM1按预定方式正常工作后。终端可实时监控电池充电状况，环境温度等。并可随时更改充电参数。因为MCU1和MCU2不能共地，所以必需通过数字光藕隔离通迅。

5、12V电池充电：12V充电电源可选择330V高压电池，也可选择220V交流电压经PWM1转变后进行充电。这样就可以在汽车里面省一个发电机。而且在12V电池没电的时候直接可以通过市电进行充电，无需拆卸电池。

6、PWM2的工作模式：PWM2采用的是目前最新的全桥移相IC LS6752，并且带副边同步整流。此IC与12V电池共地，在12V电池接上后就可以启动此电源。PWM2可提供90A的充电电池，因此能满足12V 100A时的电池只需1个时左右就能充满。

7、MCU2的通迅功能：MCU2的通迅功能基本与MCU1相同，可以检测12V电池充电情况，并实时监控。可以与MCU1相互通迅。如果MPW1有异常故障可以告知MCU1并做出相应的动作。

Claims

1、一种混合动力汽车充电器，包括为高压电池充电的整流电路和第一稳压电路，所述的整流电路的交流输入端接充电电源，其直流输出端接所述的第一稳压电路，所述的第一稳压电路的稳压输出端接被充电的高压电池；其特征在于：还包括为低压电池充电的第二稳压电路，所述的第二稳压电路的稳压输入端与所述的高压电池和第一稳压电路的连接处电连接，其输出端接被充电的低压电池。

2、根据权利要求1所述的混合动力汽车充电器，其特征在于：所述的充电电源为市电或者混合动力汽车的动力电机发电。

3、根据权利要求2所述的混合动力汽车充电器，其特征在于：还包括第一滤波电路和第二滤波电路，所述的第一滤波电路串接在所述的高压电池与第一稳压电路之间，所述的第二滤波电路串接在所述的低压电池与所述的第二稳压电路之间。

4、根据权利要求1至3中任一所述的混合动力汽车充电器，其特征在于：还包括第一微控制器和第二微控制器，所述的第一微控制器对所述的高压电池的电流电压进行检测，其控制输出端接所述的第一稳压电路，所述的第二微控制器对所述的低压电池的电流电压进行检测，其控制输出端接所述的第二稳压电路。

5、根据权利要求4所述的混合动力汽车充电器，其特征在于：还具有通信接口，所述的通信接口与第二微控制器联接，所述的第一微控制器和第二微控制器相互联接。

6、根据权利要求5所述的混合动力汽车充电器，其特征在于：所述的通信接口为EIARS-232标准接口。