CN203942324U

CN203942324U - 一种新能源汽车综合自动充电系统

Info

Publication number: CN203942324U
Application number: CN201420323270.1U
Authority: CN
Inventors: 王鹏
Original assignee: TIANJIN SHANGYUN SCIENCE & TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: TIANJIN SHANGYUN SCIENCE & TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2014-06-16
Filing date: 2014-06-16
Publication date: 2014-11-12
Anticipated expiration: 2024-06-16

Abstract

本实用新型属于新能源汽车技术领域，尤其涉及一种新能源汽车综合自动充电系统，其特征在于：包括电源VCC，快速高效充电电路，Buck降压变换器电路，Boost升压变换器电路，D/A反馈电路，STM32采样控制电路，蓄电池+12V，蓄电池-12V，所述快速高效充电电路包括芯片U3，电容C8，电阻R7，二极管D3，所述Buck降压变换器电路包括芯片U1，所述Boost升压变换器电路包括芯片U2，超级电容C4，所述STM32采样控制电路包括芯片U4，电所述D/A反馈电路包括放大器M1，放大器M2。本实用新型具有高功率输出、快速充电、延长使用寿命等优点。

Description

一种新能源汽车综合自动充电系统

技术领域

本实用新型属于新能源汽车技术领域，尤其涉及一种新能源汽车综合自动充电系统。

背景技术

我国自20世纪90年代开始研发新能源汽车，目前已投资大量资金用于新能源汽车研发。我国现阶段研究的新能源汽车究竟发展哪种形式还要依据我国国情，必须符合我国汽车长期发展特点，即具体问题具体分析，新能源汽车要根据不同的地理位置、不同的城市特点而不同。

我国汽车制造水平与世界发达国家还存在很大差距，传统的汽车制造技术短时间内很难达到发达国家水平，主要表现在汽车发动机制造技术上，这是我国汽车制造的一个关键难题，目前国内各大汽车制造公司仍然没有突破这方面的技术。而新能源汽车制造是一个新兴领域，对世界各国来说都是处于起步阶段，我们可以通过对新能源汽车的研发而摆脱尾随发达国家的状态，抓住机遇，将新能源汽车的制造变为我国汽车企业取得全球先进水平的一个绝好契机，实现跳跃式发展。

目前阻碍新能源汽车快速发展和应用的主要问题是制造成本较高。根据市场调查和研究，纯电动汽车在城市内将来会获得一定的市场，但混合动力汽车技术还处于探索阶段，汽车维护成本高。纯电动汽车要想得到较早的上市和推广，电池制造技术是关键。制造安全环保的新能源汽车是我国目前汽车制造业中具有重大战略意义的大事，必须集中科研力量，利用国内外先进的研究成果，并在此基础上研究出适合我国国情的新能源汽车制造技术，这也是我国经济可持续发展的关键。

新能源汽车发展的主要起因是解决能源短缺、环境污染和气候变暖问题。2010年3月底，国家发改委颁布《新能源汽车发展规划》，将新能源汽车发展提高为国家战略，这说明了发展新能源汽车是必然趋势，同时也将是新能源汽车发展的重大契机。电动汽车是一种新能源汽车的朝阳产业。伴随着电动汽车的高速发展，一个隐含着的电池产业链也将发展起来，这些发展都与快速充电有莫大联系。因此，必须要先解决好充电这个难题。

发明内容

本实用新型提供一种新能源汽车综合自动充电系统，以解决上述背景技术中提出传统动力电池在高功率输出不理想、快速充电慢、使用寿命低等方面存在的问题。

本实用新型所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：本实用新型提供一种新能源汽车综合自动充电系统，其特征在于：包括电源VCC，快速高效充电电路，Buck降压变换器电路，Boost升压变换器电路，D/A反馈电路，STM32采样控制电路，蓄电池+12V，蓄电池-12V，所述快速高效充电电路包括芯片U3,电容C8,电容C9,超级电容C10，超级电容C11，电阻R6，电阻R7，二极管D3，二极管D4，所述Buck降压变换器电路包括芯片U1，超级电容C1，超级电容C2，电容C3，开关S1，电阻R1，滑动电阻R2，电感L1，稳压二极管D1，所述Boost升压变换器电路包括芯片U2，超级电容C4，超级电容C6，电容C5，电容C7，开关S2,电感L2，电阻R4，电阻R5，稳压二极管D2，滑动电阻R3，所述STM32采样控制电路包括芯片U4，芯片U5，稳压管D5,稳压管D6,电阻R14,电阻R15，电容C12，所述D/A反馈电路包括放大器M1，放大器M2，电阻R8，电阻R9，电阻R10，电阻R11，电阻R12，电阻R13，所述芯片U1的引脚1接开关S1的一端和超级电容C1的一端，其引脚3接超级电容C1的另一端、引脚5、稳压二极管D1的阴极、超级电容C2的一端且都接地，其引脚2接稳压二极管D1的阳极和电感L1的一端，其引脚8接电阻R1的一端，滑动电阻R2的一端和电容C3的一端，所述开关S1的另一端接电源VCC，所述芯片U4的引脚5接电容C3的另一端、滑动电阻R2的另一端、电感L1的另一端和超级电容C2的另一端，其引脚1接蓄电池-12V，其引脚3接蓄电池+12V，其引脚6接稳压管D6的阳极，其引脚2接地，其引脚4接电阻R11，所述稳压管D6的阴极接稳压管D5的阴极和电阻R13的一端，所述放大器M1的引脚3接电阻R11的另一端和滑动电阻R12的一端，其引脚2接电阻R13的一端，其引脚11接地，其引脚4接电源VCC，其引脚1接滑动电阻R12的另一端，所述电阻R13的另一端接地，所述放大器M2的引脚3接电阻R9的一端和滑动电阻R10的一端，其引脚2接电阻R8的一端，其引脚11接地，其引脚4接电源VCC，其引脚1接滑动电阻R10的另一端，所述电阻R8的另一端接地，所述电阻R15的另一端接电阻R14的一端和电容C12的一端，所述电阻R14的另一端和电容C12的另一端共同接地，所述芯片U5的引脚6接稳压管D5的阳极，其引脚2接地，其引脚4接电阻R9的另一端，其引脚5接稳压二极管D2的阴极、滑动电阻R3的一端和超级电容C6的一端，其引脚1接蓄电池-12V，其引脚3接蓄电池+12V，所述超级电容C6的另一端接地，所述芯片U2的引脚5接开关S2的一端、电容C4的一端、电容C5的一端和电感L2的一端，其引脚1接电阻R4的一端，其引脚4接稳压二极管D2的阳极和电感L2的另一端，其引脚2接滑动电阻R3的另一端和电阻R5的一端，其引脚3接地，所述开关S2的另一端接电源VCC，所述电容C4的另一端和电容C5的另一端接地，所述电阻R4的另一端接电容C7的一端，所述电容C7的另一端接地，所述芯片U3的引脚2接引脚6、电容C8的一端和电阻R6的一端，其引脚5接电容C9的一端，其引脚4接电源VCC，其引脚1接电容C8的另一端和电容C9的另一端且都接地，其引脚3接电阻R7的一端且接电源VCC，其引脚7接电阻R7的另一端，其引脚3接超级电容C10的一端，所述超级电容C10的另一端接电阻R6的另一端、超级电容C11的一端，二极管D3的阴阳两极和二极管D4的阴极其都接地，所述超级电容C11的另一端接二极管D4的阳极。

所述芯片U1采用LKM2596开关电源芯片。

所述芯片U2采用LM2587开关电源芯片。

所述芯片U3采用TLC555定时器芯片。

所述U4为TBC-10SY电流传感器。

所述U5为TBC-10SY电流传感器。

本实用新型的有益效果为：

1本专利的增强型系列时钟频率能达到72MHz，使用嵌入式系统使整个硬件电路的设计极大简化。3个基本单元为boost升压单元、buck降压单元与检测单元。系统通过CPU实时对A/D转化的采样电压进行检测，比对基准电压后，进行升压、降压电路的切换，具有高功率输出的特点。

2本专利通过检测电路，STM32对超级电容的电压进行数据采样。如果超级电容的电压大于预设基准电压6V，由STM32判断选择BUCK电路，进行降压变换，同时进行D/A转换，得到反馈电压作用于BUCK电路反馈端，使LM2596的芯片内馈压自行调节PWM输出。

3本专利为了提高电路的抗干扰性，利用PID调节输出电压，得到稳定的输出电压;；当超级电容的电压小于预设基准电压6V时，则切换到BOOST电路进行升压变换，同样产生反馈电压，进行PWM控制。通过BUCK和BOOST电路的变换和调节，得到最大功率的输出对蓄电池进行充电。

4本专利STM32采样控制电路对电压进行分压后采集，使其识别范围在0-3.3V之间。

5本专利系统能自适应各类电池自身充电曲线，通过先对超级电容快速充电(2min以内充满)，再由超级电容向电池缓慢充电、换能实现能量转换。

6本专利具有高功率输出、快速充电、延长使用寿命等优点。

7本专利系统前级采用恒功率法给超级电容快速充电，后级采用开关电源芯片LM2596和LM2587，以STM32F103RC为控制核心，利用PID调节进行输出电压、电流微调，实现超级电容向电池以最佳充电曲线方式充电，电压、电流稳定，精确度高。全程对两级电量进行测量，主要利用卡尔曼滤波算法计算电量，并通过计算出的电量值进行反馈调节。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的系统核心硬件原理图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型做进一步描述：

实施例：

本实施例包括电源VCC，快速高效充电电路，Buck降压变换器电路，Boost升压变换器电路，D/A反馈电路，STM32采样控制电路，蓄电池+12V，蓄电池-12V。

快速高效充电电路包括芯片U3,电容C8,电容C9,超级电容C10，超级电容C11，电阻R6，电阻R7，二极管D3，二极管D4，Buck降压变换器电路包括芯片U1，超级电容C1，超级电容C2，电容C3，开关S1，电阻R1，滑动电阻R2，电感L1，稳压二极管D1，Boost升压变换器电路包括芯片U2，超级电容C4，超级电容C6，电容C5，电容C7，开关S2,电感L2，电阻R4，电阻R5，稳压二极管D2，滑动电阻R3，STM32采样控制电路包括芯片U4，芯片U5，稳压管D5,稳压管D6,电阻R14,电阻R15，电容C12，D/A反馈电路包括放大器M1，放大器M2，电阻R8，电阻R9，电阻R10，电阻R11，电阻R12，电阻R13，芯片U1的引脚1接开关S1的一端和超级电容C1的一端，其引脚3接超级电容C1的另一端、引脚5、稳压二极管D1的阴极、超级电容C2的一端且都接地，其引脚2接稳压二极管D1的阳极和电感L1的一端，其引脚8接电阻R1的一端，滑动电阻R2的一端和电容C3的一端，开关S1的另一端接电源VCC，芯片U4的引脚5接电容C3的另一端、滑动电阻R2的另一端、电感L1的另一端和超级电容C2的另一端，其引脚1接蓄电池-12V，其引脚3接蓄电池+12V，其引脚6接稳压管D6的阳极，其引脚2接地，其引脚4接电阻R11，稳压管D6的阴极接稳压管D5的阴极和电阻R13的一端，放大器M1的引脚3接电阻R11的另一端和滑动电阻R12的一端，其引脚2接电阻R13的一端，其引脚11接地，其引脚4接电源VCC，其引脚1接滑动电阻R12的另一端，电阻R13的另一端接地，放大器M2的引脚3接电阻R9的一端和滑动电阻R10的一端，其引脚2接电阻R8的一端，其引脚11接地，其引脚4接电源VCC，其引脚1接滑动电阻R10的另一端，电阻R8的另一端接地，电阻R15的另一端接电阻R14的一端和电容C12的一端，电阻R14的另一端和电容C12的另一端共同接地，芯片U5的引脚6接稳压管D5的阳极，其引脚2接地，其引脚4接电阻R9的另一端，其引脚5接稳压二极管D2的阴极、滑动电阻R3的一端和超级电容C6的一端，其引脚1接蓄电池-12V，其引脚3接蓄电池+12V，超级电容C6的另一端接地，芯片U2的引脚5接开关S2的一端、电容C4的一端、电容C5的一端和电感L2的一端，其引脚1接电阻R4的一端，其引脚4接稳压二极管D2的阳极和电感L2的另一端，其引脚2接滑动电阻R3的另一端和电阻R5的一端，其引脚3接地，开关S2的另一端接电源VCC，电容C4的另一端和电容C5的另一端接地，电阻R4的另一端接电容C7的一端，电容C7的另一端接地，芯片U3的引脚2接引脚6、电容C8的一端和电阻R6的一端，其引脚5接电容C9的一端，其引脚4接电源VCC，其引脚1接电容C8的另一端和电容C9的另一端且都接地，其引脚3接电阻R7的一端且接电源VCC，其引脚7接电阻R7的另一端，其引脚3接超级电容C10的一端，超级电容C10的另一端接电阻R6的另一端、超级电容C11的一端，二极管D3的阴阳两极和二极管D4的阴极其都接地，超级电容C11的另一端接二极管D4的阳极。

利用本实用新型的技术方案，或本领域的技术人员在本实用新型技术方案的启发下，设计出类似的技术方案，而达到上述技术效果的，均是落入本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种新能源汽车综合自动充电系统，其特征在于：包括电源VCC，快速高效充电电路，Buck降压变换器电路，Boost升压变换器电路，D/A反馈电路，STM32采样控制电路，蓄电池+12V，蓄电池-12V，所述快速高效充电电路包括芯片U3,电容C8,电容C9,超级电容C10，超级电容C11，电阻R6，电阻R7，二极管D3，二极管D4，所述Buck降压变换器电路包括芯片U1，超级电容C1，超级电容C2，电容C3，开关S1，电阻R1，滑动电阻R2，电感L1，稳压二极管D1，所述Boost升压变换器电路包括芯片U2，超级电容C4，超级电容C6，电容C5，电容C7，开关S2,电感L2，电阻R4，电阻R5，稳压二极管D2，滑动电阻R3，所述STM32采样控制电路包括芯片U4，芯片U5，稳压管D5,稳压管D6,电阻R14,电阻R15，电容C12，所述D/A反馈电路包括放大器M1，放大器M2，电阻R8，电阻R9，电阻R10，电阻R11，电阻R12，电阻R13，所述芯片U1的引脚1接开关S1的一端和超级电容C1的一端，其引脚3接超级电容C1的另一端、引脚5、稳压二极管D1的阴极、超级电容C2的一端且都接地，其引脚2接稳压二极管D1的阳极和电感L1的一端，其引脚8接电阻R1的一端，滑动电阻R2的一端和电容C3的一端，所述开关S1的另一端接电源VCC，所述芯片U4的引脚5接电容C3的另一端、滑动电阻R2的另一端、电感L1的另一端和超级电容C2的另一端，其引脚1接蓄电池-12V，其引脚3接蓄电池+12V，其引脚6接稳压管D6的阳极，其引脚2接地，其引脚4接电阻R11，所述稳压管D6的阴极接稳压管D5的阴极和电阻R13的一端，所述放大器M1的引脚3接电阻R11的另一端和滑动电阻R12的一端，其引脚2接电阻R13的一端，其引脚11接地，其引脚4接电源VCC，其引脚1接滑动电阻R12的另一端，所述电阻R13的另一端接地，所述放大器M2的引脚3接电阻R9的一端和滑动电阻R10的一端，其引脚2接电阻R8的一端，其引脚11接地，其引脚4接电源VCC，其引脚1接滑动电阻R10的另一端，所述电阻R8的另一端接地，所述电阻R15的另一端接电阻R14的一端和电容C12的一端，所述电阻R14的另一端和电容C12的另一端共同接地，所述芯片U5的引脚6接稳压管D5的阳极，其引脚2接地，其引脚4接电阻R9的另一端，其引脚5接稳压二极管D2的阴极、滑动电阻R3的一端和超级电容C6的一端，其引脚1接蓄电池-12V，其引脚3接蓄电池+12V，所述超级电容C6的另一端接地，所述芯片U2的引脚5接开关S2的一端、电容C4的一端、电容C5的一端和电感L2的一端，其引脚1接电阻R4的一端，其引脚4接稳压二极管D2的阳极和电感L2的另一端，其引脚2接滑动电阻R3的另一端和电阻R5的一端，其引脚3接地，所述开关S2的另一端接电源VCC，所述电容C4的另一端和电容C5的另一端接地，所述电阻R4的另一端接电容C7的一端，所述电容C7的另一端接地，所述芯片U3的引脚2接引脚6、电容C8的一端和电阻R6的一端，其引脚5接电容C9的一端，其引脚4接电源VCC，其引脚1接电容C8的另一端和电容C9的另一端且都接地，其引脚3接电阻R7的一端且接电源VCC，其引脚7接电阻R7的另一端，其引脚3接超级电容C10的一端，所述超级电容C10的另一端接电阻R6的另一端、超级电容C11的一端，二极管D3的阴阳两极和二极管D4的阴极其都接地，所述超级电容C11的另一端接二极管D4的阳极。

2.根据权利要求1所述的一种新能源汽车综合自动充电系统，其特征在于：所述芯片U1采用LKM2596开关电源芯片。

3.根据权利要求1所述的一种新能源汽车综合自动充电系统，其特征在于：所述芯片U2采用LM2587开关电源芯片。

4.根据权利要求1所述的一种新能源汽车综合自动充电系统，其特征在于：所述芯片U3采用TLC555定时器芯片。

5.根据权利要求1所述的一种新能源汽车综合自动充电系统，其特征在于：所述U4为TBC-10SY电流传感器。

6.根据权利要求1所述的一种新能源汽车综合自动充电系统，其特征在于：所述U5为TBC-10SY电流传感器。