[发明专利]一种电动汽车铅酸蓄电池智能充电系统

说明书

技术领域

本发明涉及电动汽车电池充电技术领域，特别涉及一种电动汽车铅酸蓄电池智能充电系统。

背景技术

随着石油能源的不断消耗，电动汽车以其节能环保的特性被世界各国研究和推广。然而动力电池一直是制约电动汽车发展的最大瓶颈。阀控免维护铅酸蓄电池(VRLA)凭借其制造成本低、容量大、电压稳定等优点成为电动汽车的主要动力设备。但若蓄电池使用不当，其寿命便会大大缩短。经研究发现，充电过程对电池寿命影响最大，放电过程影响相对较小。因此充电系统对蓄电池的寿命起决定性影响。

传统的充电方法是通过加大充电电流，达到快速充电的目的，但大电流充电必然会导致蓄电池过流、过温、极板极化等现象，严重影响蓄电池寿命。若以小电流慢充，虽然对蓄电池寿命影响较小，但充电时间会相对延长。为解决充电时间与电池寿命的矛盾问题，通过对蓄电池充电过程内部化学特性的了解，提出一种新的充电控制策略，以实现蓄电池高效、快速、无损害充电，意义十分重大。

发明内容

(一)解决的技术问题

为了解决上述问题，本发明提供了一种电动汽车铅酸蓄电池智能充电系统，利用分阶段定电流和正负脉冲相结合的新型充电控制策略，实现了蓄电池高效、快速、无损害充电。

(二)技术方案

一种电动汽车铅酸蓄电池智能充电系统，包括功率变换单元、充放电单元、参数采集单元、辅助电源单元、隔离单元、主控制器单元、CAN接口单元、显示单元、报警单元和风扇散热单元；

所述功率变换单元为单端正激DC-DC变换电路，输入AC220V市电，输出铅酸蓄电池所需的直流电源；

所述充放电单元对所述铅酸蓄电池进行充放电控制；

所述参数采集单元采集所述铅酸蓄电池的当前电压、电流和温度值，并送入所述主控制器单元单片机的ADC输入通道；

所述辅助电源单元输入AC220V市电，输出+5V直流电压，给所述隔离单元和所述主控制器单元提供工作电压；

所述隔离单元将所述主控制器单元和所述功率变换单元及所述充放电单元进行隔离，防止高频功率电路对数字控制电路的干扰；

所述主控制器单元对采集的当前值与设定值进行比较处理，并输出PWM脉冲信号通过所述隔离单元至所述功率变换单元和所述充放电单元；

所述主控制器单元通过所述CAN接口单元接入车载CAN总线，与整车控制系统进行数据交换；

所述显示单元显示当前的充电状态及电压、电流和温度值；

所述报警电路对充电异常状态进行报警；

所述风扇散热单元对所述铅酸蓄电池进行吹风散热降温。

进一步的，所述功率变换单元包括第一整流桥、第一变压器、第一场效应管、第一～第四二极管、电感、第一～第三电容和第一电阻，其中所述第一变压器为高频变压器，所述第一二极管为江崎二极管，所述第一和第三电容为电解电容。

进一步的，所述充放电单元包括第二和第三场效应管、第二和电三电阻。

进一步的，所述辅助电源单元包括第二变压器、第二整流桥、稳压器、第四和第五电容，其中所述第二变压器为小功率交流变压器，所述稳压器选用LM7805，所述第四电容为电解电容。

进一步的，所述主控制器单元选用STC12C5A60S2单片机。

进一步的，所述隔离单元选用高速光耦6N137。

进一步的，所述CAN接口单元包括CAN控制器和CAN总线收发器，所述CAN控制器选用SJA1000，所述CAN总线收发器选用PCA82C250。

(三)有益效果

本发明提供了一种电动汽车铅酸蓄电池智能充电系统，利用分阶段定电流和正负脉冲相结合的新型充电控制策略，同时采用单片机数字PI控制技术与高效、低损耗的DC-DC变换电路，充电速度显著提高，充电更加安全，电池升温低，减少了对蓄电池容量和寿命的影响，并且利用价格低廉的单片机来替代昂贵的电源管理IC，实现了蓄电池智能化监测与管理。

附图说明

图1为本发明所涉及的一种电动汽车铅酸蓄电池智能充电系统的结构框图。

图2为本发明所涉及的一种电动汽车铅酸蓄电池智能充电系统的充放电电路原理图。

图3为本发明所涉及的一种电动汽车铅酸蓄电池智能充电系统的辅助电源单元电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明所涉及的实施例做进一步详细说明。