CN201797365U - 一种电动汽车蓄电池充电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电动汽车蓄电池充电机，由EMC滤波器、整流器、有源PFC电路、桥式变换电路、PWM驱动电路、整流滤波电路、反接保护电路依次联系组成，有源PFC电路还联接有源PFC控制器和辅助电源，WM驱动电路上还联接有CPU控制器，CPU控制器上还联接有温度检测及风扇电路和通信接口；接保护电路分别向PWM驱动电路和CPU控制器输出电压电流采样，整流器向有源PFC控制器输出电压电流采样，PWM驱动电路和PFC控制器之间接有时钟同步，反接保护电路和整流滤波电路之间还联接有电池放电能量回收逆变电路。该充电机工作的稳定性好、干扰小、安全可靠、充电机本身效率高，发热量小。

Description

一种电动汽车蓄电池充电机

技术领域

本实用新型涉及一种蓄电池充电机，特别涉及一种能够在快速充电过程中对电池放电能量回收的电动汽车蓄电池充电机。

背景技术

当今社会，节能减排、保护环境的意识深入人心，鉴于传统汽车对石化能源的依赖和对环境的污染，首当其冲成为被改造和被革新的对象，而依靠电力驱动的电动汽车由于不消耗石化燃料和能够做到零排放越来越受到人们的青睐。在电动汽车这个庞大而又复杂的系统工程中，承担电池充电任务的充电机是其中一个非常重要的环节。虽然作为蓄电池老搭档的充电设备与蓄电池相伴出生，但它从未停止过自身的发展，而且对其性能要求越来越高。现在的充电机不仅要能充电，而要充好电，打破“电池不是用坏的，而是充坏的”传统观念。

快速充电机为了达到快速充电的目的，一般采用大电流脉冲充电，在充电的间隙会对电池进行短时间的大电流放电，以便消除电池在充电过程中形成的极化现象，维持电池对充电电流比较大的接收率，缩短充电时间。该方法的缺点是电池的放电能量被放电管、限流电阻等电路消耗掉了，不仅浪费了能量，限制了充电机充电效率的进一步提高，同时使充电机的温升提高，稳定性变差。

实用新型内容

针对上述现有技术中存在的问题与缺陷，本实用新型的目的在于提供一种电动汽车蓄电池充电机。该充电机充电速度快、充电量足，使用寿命长，能够在快速充电过程中对电池放电能量回收并进行回充，提高了充电机的充电效率。

实现上述实用新型目的技术方案是一种电动汽车蓄电池充电机，由EMC滤波器、整流器、有源PFC电路、桥式变换电路、PWM驱动电路、整流滤波电路、反接保护电路依次联系组成，所述的有源PFC电路还联接有源PFC控制器和辅助电源，所述的PWM驱动电路上还联接有CPU控制器，所述的CPU控制器上还联接有温度检测及风扇电路和通信接口；所述的反接保护电路分别向PWM驱动电路和CPU控制器输出电压电流采样，所述的整流器向有源PFC控制器输出电压电流采样，所述的PWM驱动电路和PFC控制器之间接有时钟同步，所述的反接保护电路和流滤波电路之间还联接有电池放电能量回收逆变电路。

附图说明

图1是本实用新型充电器的电路原理方框图，

图2是本实用新型充电器的桥式变换部分和电池能量回收部分的电路图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步的描述。

图1中示出的是本实用新型充电器的电路原理方框图，由EMC滤波器、整流器、有源PFC电路、桥式变换电路、PWM驱动电路、整流滤波电路、反接保护电路依次联系组成，所述的有源PFC电路还联接有源PFC控制器和辅助电源，所述的PWM驱动电路上还联接有CPU控制器，所述的CPU控制器上还联接有温度检测及风扇电路和通信接口；所述的反接保护电路分别向PWM驱动电路和CPU控制器输出电压电流采样，所述的整流器向有源PFC控制器输出电压电流采样，所述的PWM驱动电路和PFC控制器之间接有时钟同步，所述的反接保护电路和流滤波电路之间还联接有电池放电能量回收逆变电路。

本实用新型的充电机的主要工作过程是：将输入的交流电经过整流、校正、升压、滤波，将交流电压变为约400伏的直流电压，使用了前馈和电压反馈技术，输出电压稳定性好，电网输入交流电路的波形接近理想的正弦波；功率因数校正电路输出的直流电压通过PWM调制、桥式变换、变压器隔离、整流，输出满足电池充电要求的电压和电流；单片机主要完成输出电压电流的监测和控制、充电曲线的实现和设置、温度检测和保护功能。

图2是本实用新型充电器的桥式变换部分和电池能量回收部分的电路图。在电池放电期间，继电器JP1和JP2断开，放电管Q5导通，放电电流对电容C13充电，C13收集放电能量的同时由以U1为核心的升压型DC/DC变换器将电压升高后回充给C6～C8，使该能量能够在下一个充电时隙充给电池。Q1～Q4为DC/DC变换全桥，桥的驱动信号由PWM驱动电路生产(在此没有画出)，从插头J1接入；T1为高频开关变压器，将全桥输出的高电压脉冲波形变换到变压器次级的低电压脉冲波形，再经过变压器次级的全波整流电路整流成直流；T2、L2、C6、C7、C8、T3为滤波电路，滤波后的直流电压供电池充电；JP1、JP2为串联在充电回路中的大电流继电器，主要作用是充电结束、电池保护、电池放电时隙断开充电回路。Q5是放电管，R10是放电限流电阻，C13是放电电容，放电时放电管导通，放电电流给放电电容充电；C13两端的电压经LM5001组成的升压变换器升压后回充给滤波电容C6～C8。

本实用新型的充电机使电网输入的交流电流波形形状得到了很大改善，功率因数提高到98％以上，电流波形的频谱纯净度提高和各次谐波减少到5％，有效地减少了充电机对电网的污染和对其他电子设备的干扰；充电机中在PFC部分和PWM部分有两个时钟源和功率开关，会造成比较大的差拍干扰，而且该干扰频率的不确定性使其很难被滤除，本次设计的充电机将两个时钟源同步起来，使差拍干扰完全消除；为了减少元件尺寸和提高效率，PFC和PWM的开关频率提高到80kHz；电池充电过程中的充电波形、充电过程曲线都对充电效率和电池的寿命有影响，本设计中采用正反向脉冲的充电波形，同时将反向放电能量回收使用，提高充电效率；充电曲线的确定借鉴电池充放电效率(电池端放电能量与充电能量之比)来确定，使电池充好、充实；充电过程中不断监视电池的温度变化，根据温度、电压电流变化速率等参数动态的调整充电状态。

Claims (1)

1.一种电动汽车蓄电池充电机，其特征在于，由EMC滤波器、整流器、有源PFC电路、桥式变换电路、PWM驱动电路、整流滤波电路、反接保护电路依次联系组成，所述的有源PFC电路还联接有源PFC控制器和辅助电源，所述的PWM驱动电路上还联接有CPU控制器，所述的CPU控制器上还联接有温度检测及风扇电路和通信接口；所述的反接保护电路分别向PWM驱动电路和CPU控制器输出电压电流采样，所述的整流器向有源PFC控制器输出电压电流采样，所述的PWM驱动电路和PFC控制器之间接有时钟同步，所述的反接保护电路和整流滤波电路之间还联接有电池放电能量回收逆变电路。 

Images