[实用新型]电动车辆用全自动充电机

说明书

本实用新型涉及一种电动车辆用全自动充电机，属汽车技术领域。

国内目前生产的充电机主要是用来给燃油汽车、无轨电车、机车、电信行业和不间断电源(UPS)所用的蓄电池充电。多数充电机功能有限，充电策略单一(采用单独恒流或恒压充电)，充电电压底(小于48V)，对电网不隔离，有的要人工控制充电过程和充电时间，因而容易造成过充或充电不足，对蓄电池寿命和性能产生危害，甚至发生安全事故，造成人员伤亡和设备的损害。还有少量的充电机采用模拟和数字控制充电过程，在一定程度上解决了部分问题，但这种充电机多采用可控硅来调节电压，在功率较大时会对电网产生严重的干扰，不满足环保的要求。

随着电动汽车在世界范围内的再次兴起，充电机的需求不断扩大，同时也对充电机本身提出了许多新的要求，电动汽车要求充电输出电压高(120V以上)，输出电流大(15-300A)，速度快、效率高、安全和自动化程度高等特点，原有的充电机基本上已经不能适应电动汽车的充电要求。

本实用新型的目的是设计一种新型的电动车辆全自动充电机，采用现代自动控制原理，以模拟电路控制的高精度伺服调压技术为核心进行设计。采用多段恒流和定压充电方式。在充电初期选取大电流，中期切换成小电流，当逼近析气电压时进行定压充电。这样的充电过程即避免了电池的过充和不足，又满足了充电速度的要求。实现了优化充电和延长电池的使用寿命。

本实用新型设计的电动车辆用充电机，由主回路和控制电路两部分组成，其中的主回路包括：

(1)控制自动充电机通断的开关，由双路空气开关S3、交流接触器及其起动钥匙开关S5组成；

(2)将通过控制电机调节伺服调压器的输出电压以改变整个充电机输出电压的伺服调压器T2与隔离变压器T1；

(3)将交流电源经变压、整流和滤波后输出给蓄电池的变换电路，由整流桥和滤波器L1、C1和C2组成；

(4)对蓄电池充电进行电压、电流采样的电阻R2和R3；其中的控制电路包括：

(1)为控制电路提供直流电源的电路模块：包括对交流变压器输出进行全波整流并产生15V电源的D3、D4、D5和D6；

(2)对采样信号进行前级处理的信号输入和前级放大模块，包括由R13、R12、R14和Z2构成的降压电路，对采样电阻获得的与充电电流成比例的电压信号进行分压的分压电路R35、R58、R59，由采样信号通过R10、R11分压后控制系统切换的继电器J1，将经过变换的充电电压和充电电流采样信号进行放大的由IC2、R16、R18、R19和R20构成的比例放大器；

(3)将充电机电压与给定值进行比较的电压比较和电机驱动电路模块，为一由R23、R25、集成运放IC3和反馈电阻R22构成的反相电压比例求和放大电路；

(4)通过对充电电压的监测控制充电过程的定压切换和继电器驱动模块，包括由R3、R4集成运放CAM1和反馈电阻R5构成的同相电压比例求和放大电路和稳压二极管Z1和R1构成的固定偏压电路；

(5)通过对充电电流的监测判断充电电流大小的两段恒流切换电路，包括由R33、R34、集成运放CAM3和反馈电阻R35构成的同相电压比例求和放大电路和稳压二极管Z5和R47构成的固定偏压电路；

(6)保证充电机安全的过流保护模块，包括由R40、R41、R42和集成运放CM2构成的同相比例放大电路和由Z4和R43构成的固定编压电路；

(7)控制充电时间防止电流过充的充电自动结束定时模块，包括比较器CAM4和定时器IC8。

附图说明：

图1是全自动充电机系统框图。

图2是全自动充电机主回路电路原理图。

图3是控制电路逻辑框图。

图4是控制回路电路原理图。

该全自动充电机主要采用现代复合控制的思想，即能量输送回路由不可控和可控两部分组成，控制电路通过对电机伺服式调压器的控制来克服电网的干扰和负载的变化，实现较高精度的恒流和定压充电，这样即减小了可控部分的功率，也提高了系统的安全性。