CN202856408U - 一种电动汽车车载光伏充电装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电动汽车车载光伏充电装置，包括光伏电池、DC/DC升压变换器、电池充电端口、温度传感器、CAN/USB转换器和监控单元，其中光伏电池与DC/DC升压变换器相连，DC/DC升压变换器与电池充电端口通过过流保护电路相连，光伏电池与DC/DC升压变换器之间还连接有电压采集检测电路，DC/DC升压变换器与电池充电端口之间还连接有电压采集检测电路和电流采集检测电路，温度传感器、电压采集检测电路和电流采集检测电路分别与CAN总线相连，CAN总线通过CAN/USB转换器与监控单元相连。本实用新型能够根据实际日照情况对蓄电池进行充电，能够避免充电时蓄电池的温度过高而引起的电池寿命折损。
Description
技术领域
本实用新型属于铅酸蓄电池领域，具体涉及电动汽车车载光伏充电装置。
背景技术
目前制约电动汽车发展的一大瓶颈是与电池相关的问题：快速充电很难将电池充满，一次性充电续驶里程短，受到循环寿命的限制等。采用光伏电池对电动汽车动力电池补给充电，可长时间对电动汽车铅酸蓄电池小电流充电，延长一次性充电的续驶里程和维护动力电池，延长其使用寿命。而且太阳能作为一种“取之不尽、用之不竭”既节能又环保的新能源，必将成为21世纪人类可持续发展的必然追求。为此，国家在“十一五”规划中提出了“节能、降耗、大力发展太阳能等清洁能源”的战略性目标。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于，提供一种能够对电动汽车铅酸蓄电池进行充电的车载光伏充电装置。
为了实现上述任务，本实用新型采用如下技术方案予以实现：
一种电动汽车车载光伏充电装置，包括光伏电池、DC/DC升压变换器、电池充电端口、温度传感器、CAN/USB转换器和监控单元，其中光伏电池与DC/DC升压变换器相连，DC/DC升压变换器与电池充电端口通过过流保护电路相连，光伏电池与DC/DC升压变换器之间还连接有电压采集检测电路，DC/DC升压变换器与电池充电端口之间还连接有电压采集检测电路和电流 采集检测电路，温度传感器、电压采集检测电路和电流采集检测电路分别与CAN总线相连，CAN总线通过CAN/USB转换器与监控单元相连。
本实用新型还具有如下技术特点：
所述的监控单元包括数字信号处理器和LED监控显示器，所述的数字信号处理器采用TMS320F2808数字信号处理器芯片。
所述的光伏电池采用GSM75规格的光伏电池。
所述的电压检测电路和电流检测电路分别包括一个运算放大器LM358。
本实用新型能够对铅酸蓄电池的每单节电池的端电压和电流进行监测，并通过CAN通讯模块实现数据共享。本实用新型能够实现光伏电池以最大功率对铅酸蓄电池进行充电，同时铅酸蓄电池的使用可以达到最佳工作状态。本实用新型对铅酸蓄电池的充电方式分为最大功率充电、恒压充电和浮充电三种。本实用新型具有充电快速、防止过充电等优势。
附图说明
图1是本实用新型的连接关系示意图。
图2是本实用新型的升压变换器电路图。
图3是本实用新型的电压采集检测电路图。
图4是本实用新型的电流采集检测电路图。
图5是本实用新型的过流保护电路图。
以下结合附图和实施例对本实用新型的具体内容作进一步详细地说明。
具体实施方式
以下给出本实用新型的具体实施例，需要说明的是本实用新型并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本实用新型的保护范围。
遵从上述技术方案，如图1所示，一种电动汽车车载光伏充电装置，包括光伏电池、DC/DC升压变换器、电池充电端口、温度传感器、CAN/USB转换器和监控单元，其中光伏电池与DC/DC升压变换器相连，DC/DC升压变换器与电池充电端口通过过流保护电路相连，光伏电池与DC/DC升压变换器之间还连接有电压采集检测电路，DC/DC升压变换器与电池充电端口之间还连接有电压采集检测电路和电流采集检测电路，温度传感器、电压采集检测电路和电流采集检测电路分别与CAN总线相连，CAN总线通过CAN/USB转换器与监控单元相连。所述的监控单元包括数字信号处理器和LED监控显示器，所述的数字信号处理器采用TMS320F2808数字信号处理器芯片。所述的光伏电池采用GSM75规格的光伏电池。
本实用新型所述的电动汽车车载光伏充电装置所充电的对象为铅酸蓄电池，该铅酸蓄电池型号为3-DG-240，输出端电压为12V，额定容量为240Ah.
所述的DC/DC升压变换器包括开关器件K1、储能电感L1、二极管D1、旁路电容C1及输出滤波电容C2，升压变换器的电路如图2所示。当开关器件接通时，二极管被短路，电源向储能电感L1充电，流过电感L1的电流增加，电容C2储存的能量向负载供电。当开关器件断开时，电感L1中储存的能量经二极管向负载供电，并同时向电容C2充电，电感L1中能量减少，其电流也减小。稳态时，若储能电感L1足够大，则输入电流Iin变化很小，可视为恒定值；若输出滤波电容C2足够大，则输出电压Uo和输出电流Io的变化也很小，也可视为恒定值。
所述的电压检测电路包括运算放大器LM358，由于数字信号处理器的内部A/D转换器的采样输入只允许0～3V的直流电压信号，且采样电路的模拟地与光伏电池的负极不能短接，所以用精度为1%的电阻将电压分压至0~3V 之间，再采用包括运算放大器LM358的差动放大电路将光伏电池的输出电压转换成与数字信号处理器的内部A/D转换器共地的电压信号，电压采样检测电路如图3所示。
所述的电流检测电路包括运算放大器LM358，用精度为1%的0.05Ω电阻串入回路，再采用包括运算放大器LM358的差动放大电路将此电阻两端的电压放大10倍，电流采集检测电路如图4所示。电路中电容为运算放大器的电源旁路电容，用于滤除电源中高频扰动对运放的影响。
本实用新型处于工作状态时，光伏电池将太阳能转换为电能，通过DC/DC升压变换器升压后变为可以直接向铅酸电池输入的电压，通过电池充电端口输入到需要充电的铅酸电池中。与此同时，在光伏电池和DC/DC升压变换器之间连接有电压采集检测电路，电压采集检测电路采集DC/DC升压变换器的输入电压，在DC/DC升压变换器和电池充电端口之间连接有电压采集检测电路和电流采集检测电路分别采集DC/DC升压变换器的输出电压和输出电流，并且将这三个电压和电流信号通过CAN总线传输给监控单元中的数字信号处理器，数字信号处理器将其信号转换为数字信号在LED显示器上显示。
同时，数字信号处理器对上述DC/DC升压变换器的输入端的电压信号、输出端的电压信号和输出端的电流信号进行判断，当日照情况比较弱，光伏电池的输出功率较低，DC/DC升压变换器的输入端电压低于数字信号处理器的设定范围下限时，整个充电电路进入保护状态，停止给铅酸充电池充电；当日照情况比转强，光伏电池的输出功率升高，DC/DC升压变换器的输入端电压高于数字信号处理器的设定范围的下限时，整个充电电路自动进入工作状态。对DC/DC升压变换器的输出端的电压信号的判断方式与上述的对 DC/DC升压变换器的输入端的电压信号判断方式相同。DC/DC升压变换器的输出端的电流值高于数字信号处理器的设定值时，主控制器发出控制信号，过流保护电路断开，停止对铅酸蓄电池的充电。
在电动汽车车载光伏充电装置中，数字信号处理器通过采样电路的采样值进行判断是否做出保护动作，由于该保护方式会延长保护动作的时间，为了提高保护的可靠性，故采用过流保护电路进行保护，过流保护电路如图5所示。该电路的PWM接口与数字信号处理器的端口相连，当检测的电流信号传送给数字信号处理器后，数字信号处理器判断电流值是否超过预定值，当超过预定值时，数字信号处理器向过流保护电路的PWM接口发出控制信号，过流保护电路断开，停止对蓄电池充电以保护蓄电池。
温度传感器安装在需要充电的铅酸蓄电池上，温度传感器将采集到得温度信息通过CAN总线传递给监控单元中的数字信号处理器，数字信号处理器将温度信息转换成数字信号后显示在LED显示屏上，同时，数字信号处理器对温度信号进行判断，当温度值低于数字信号处理器的设定值时，本实用新型所述的充电装置正常工作，当温度值高于数字信号处理器的设定值时，显示屏上进行警告显示，整个充电电路进入保护状态，停止给铅酸充电池充电。
本实用新型对铅酸蓄电池的充电方式分为最大功率充电、恒压充电和浮充电三种。预先设定充电电流值和充电电压值，首先充电装置对铅酸蓄电池以恒定电流充电，实现最大功率充电；当蓄电池端电压达到某一值时，充电模式变为恒压充电，此时充电电压保持恒定；当蓄电池充满后，充电装置以浮充电方式进行充电，以较小的电流向蓄电池充电，使蓄电池经常处于满充电状态。
Claims (4)
1.一种电动汽车车载光伏充电装置，其特征在于，包括光伏电池、DC/DC升压变换器、电池充电端口、温度传感器、CAN/USB转换器和监控单元，光伏电池与DC/DC升压变换器相连，DC/DC升压变换器与蓄电池充电端口之间通过过流保护电路相连，光伏电池与DC/DC升压变换器之间还连接有电压采集检测电路，DC/DC升压变换器与电池充电端口之间还连接有电压采集检测电路和电流采集检测电路，温度传感器、电压采集检测电路和电流采集检测电路分别与CAN总线相连，CAN总线通过CAN/USB转换器与监控单元相连。
2.根据权利要求1所述的电动汽车车载光伏充电装置，其特征在于，所述的监控单元包括数字信号处理器和LED监控显示器，所述的数字信号处理器采用TMS320F2808数字信号处理器芯片。
3.根据权利要求1所述的电动汽车车载光伏充电装置，其特征在于，所述的光伏电池采用GSM75规格的光伏电池。
4.根据权利要求1所述的电动汽车车载光伏充电装置，其特征在于，所述的电压检测电路和电流检测电路分别包括一个运算放大器LM358。
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