動力電池智能快充的軟硬件設計詳解

　　電池是電動汽車的關鍵動力輸出單位，在鉛酸蓄電池，鎳鎘電池，鎳氫電池，鋰電池和燃料電池等幾種常用電池中，因為具有能量比大、重量輕、溫度特性好，污染低，記憶效果不明顯等特點，鉛酸蓄電池、鎳氫電池在電動汽車中使用很普遍。然而由于充電方法的不正確造成充電電池的使用壽命遠遠低于規(guī)定的壽命。也就是說很多電池不是被用壞的而是被充壞的，可見充電器的好壞對電池壽命有很大的影響?；诖?，本文提出一種使用C805lF040單片機智能充電控制方案的智能充電器的設計，能有效的提高充電效率，延長電池的使用壽命。

　　2 硬件設計

　　2．1 系統(tǒng)框圖

　　該電動汽車智能充電器以c8051040F單片機為控制核心，主要包括AC/DC變換器、IGBT功率模塊、高頻變壓器、整流濾波電路、單片機控制電路、脈沖調寬電路以及狀態(tài)顯示電路等。圖1是其系統(tǒng)框圖。

　　圖1電動汽車智能充電器系統(tǒng)框圖

　　該方案中開關電源的最大輸出功率為2．6KW，交流輸入范圍為l70V-270V，充電器電路主要包括主充電電路和單片機控制電路兩部分，整個電路的工作過程為：220v單相交流電經過全橋整流由電容進行濾波．得到約300v左右的直流電．經過由4只IGBT構成的逆變橋，得到高頻交流電，經高頻變壓器耦合到副邊．再經過整流管D6，D7整流。最后經過電感L3和電容C7濾波后得到穩(wěn)定的直流輸出。由于采用智能充電，根據不同的電池每個階段充電電壓和充電電流都不同。所以使用cygnal公司的C8051040F單片機作為充電過程控制設備，充電時單片機檢測充電電池的充電電流，充電電壓，電池溫度，防止電路過壓和過流。電池溫度過高，還可以通過檢測電池電壓電流值來決定是否在切換到下一個的充電階段。同時通過單片機給出每一階段的充電的電壓值或是電流值，與采樣所得的對應電壓電流值相比較。通過移相控制芯片uCC3895改變PWM值來改變功率管的導通時間．達到在不同電池不同階段得到不同穩(wěn)定的輸出值的目的。