CN104065151A - 一种具有保护电池功能的电动车充电*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有保护电池功能的电动车充电***，包括充电电路、电流检测电路、电压检测电路和电池，充电电路、电流检测电路和电池依次串联组成闭合回路，电池与电压检测电路并联，充电电路与交流电网通过控制电路a连接，控制电路a与中央处理器连接，充电电路与中央处理器之间通过控制电路b连接，中央处理器还与控制电路、电流检测电路、电压检测电路、温度检测电路、显示器、时钟电路、复位电路、键盘连接。本发明在电动车充电完成时可自动切断充电电路与交流电网的连接，停止充电，达到保护电池的目的，从而延长电池使用寿命；通过脉宽调制充电控制电路进行充电控制，能够节省充电时间，满足快速充电的需要。

Description

一种具有保护电池功能的电动车充电***

技术领域

本发明涉及电力领域，具体是指一种具有保护电池功能的电动车充电***。

背景技术

电动车简而言之就是以电力为驱动，以电力为能源的车子。电动车作为新一代的交通工具，具有轻便、省时、省力、高效、环保等优点。目前，电动车已经在我国城市内得到了广泛的应用。然而，大部分电动车在实际使用中充电不合理，电池常常发生过充，从而导致电池损坏，需要经常更换电池，造成了极大的浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有保护电池功能的电动车充电***。

本发明通过下述技术方案实现：一种具有保护电池功能的电动车充电***，包括充电电路、电流检测电路、电压检测电路和电池，充电电路、电流检测电路和电池依次串联组成闭合回路，电池与电压检测电路并联，充电电路与交流电网通过控制电路a连接，控制电路a与中央处理器连接，充电电路与中央处理器之间通过控制电路b连接，中央处理器还与控制电路、电流检测电路、电压检测电路、温度检测电路、显示器、时钟电路、复位电路、键盘连接。

在本发明中，电动车充电阶段可分为三个阶段。第一个阶段叫恒流阶段，第二个阶段叫恒压阶段，第三个阶段叫涓流阶段。显示器、中央处理器和键盘组成人机交互界面。通过人机交互界面可以设置停止充电时的电流最小值，以及恒流阶段电流值、恒流阶段电压值。温度检测电路检测电池温度，并输入到中央处理器中。复位电路在中央处理器进入“死循环”时，给予中央处理器一个复位信号，中央处理器重新开始工作。中央处理器通过控制电路b调节通过电池的电流以及电池两端的电压。电流检测电路和电压检测电路分别检测充电过程中通过电池的电流值以及电池两端的电压值，并将电流值和电压值输入到中央处理器中。中央处理器根据电流值、电压值和电池温度进行调节，实现快速高效的充电。当通过电池的电流值小于或等于电流最小值，即充电完成时，中央处理器通过控制电路a切断交流电网与充电电路的连接，停止充电，避免过充，保护电池。本发明的其他结构，为所属技术领域的公知常识，这里不再详细赘述。

为了更好的实现本发明，所述控制电路a为电磁继电器控制电路。电磁继电器一般由 电磁铁、衔铁、弹簧片、触点等组成。只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）释放。这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。电动车电池在开始充电至充电完成过程中，通过电池的电流在充电完成时最小。通过中央处理器可以设置停止充电时的电流最小值，在检测到电流小于等于设置的电流最小值时，中央处理器通过控制电路a的电磁继电器切断交流电网与充电电路的连接，停止充电，从而达到保护电池的目的。

为了更好的实现本发明，所述控制电路b为脉宽调制充电控制电路。脉冲宽度调制，即PWM，是一种模拟控制方式，其根据相应载荷的变化来调制晶体管基极或MOS管栅极的偏置，来实现晶体管或MOS管导通时间的改变，从而实现开关稳压电源输出的改变。这种方式能使电源的输出电压在工作条件变化时保持恒定，是利用微处理器的数字信号对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术。在本发明中，脉宽调制充电控制电路，即把每一脉冲宽度均相等的脉冲列作为PWM波形，通过改变脉冲列的周期可以调频，改变脉冲的宽度或占空比可以调压，采用适当控制方法即可使电压与频率协调变化。可以通过调整PWM的周期、PWM的占空比而达到控制充电电流的目的。

为了更好的实现本发明，所述中央处理器为MC9S12XS128单片机。MC9S12XS128单片机内部自带8KB数据存储器、128KB程序存储器，运算速度快，处理能力大大提高；具有16通道模数转换器，可根据需要选择8位、10位和12位精度，直接对蓄电池的充电电压、电流及温度进行检测；带有8位8通道或16位4通道PWM接口，可满足脉宽调制（PWM）充电控制电路脉冲宽度调制的需要。

为了更好的实现本发明，所述温度检测电路包括石英温度传感器。石英温度传感器是以石英晶体的固有频率随温度而变化的特性来测量温度的。石英晶体温度传感器稳定性很好，可用于高精度和高分辨力的测量场合。随着电子技术的发展，可以将感温元件和相关电子线路集成在一个小芯片上，构成一个小型化、一体化及多功能化的专用集成电路芯片，输出信号可以是电压、频率，或者是总线数字信号，使用非常方便，携带便捷，适用于电动车充电***。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本发明在电动车充电完成时可自动切断充电电路与交流电网的连接，停止充电，达到保护电池的目的，从而延长电池使用寿命；

（2）本发明通过脉宽调制充电控制电路进行充电控制，能够快速高效完成充电，节省充电时间，满足快速充电的需要。

附图说明

图1为本实施例1的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1：

一种具有保护电池功能的电动车充电***，包括充电电路、电流检测电路、电压检测电路和电池，充电电路、电流检测电路和电池依次串联组成闭合回路，电池与电压检测电路并联，充电电路与交流电网通过控制电路a连接，控制电路a与中央处理器连接，充电电路与中央处理器之间通过控制电路b连接，中央处理器还与控制电路、电流检测电路、电压检测电路、温度检测电路、显示器、时钟电路、复位电路、键盘连接。

在本实施例中，电动车充电阶段可分为三个阶段。第一个阶段叫恒流阶段，第二个阶段叫恒压阶段，第三个阶段叫涓流阶段。显示器、中央处理器和键盘组成人机交互界面。通过人机交互界面可以设置停止充电时的电流最小值，以及恒流阶段电流值、恒流阶段电压值。温度检测电路检测电池温度，并输入到中央处理器中。复位电路在中央处理器进入“死循环”时，给予中央处理器一个复位信号，中央处理器重新开始工作。中央处理器通过控制电路b调节通过电池的电流以及电池两端的电压。电流检测电路和电压检测电路分别检测充电过程中通过电池的电流值以及电池两端的电压值，并将电流值和电压值输入到中央处理器中。中央处理器根据电流值、电压值和电池温度进行调节，实现快速高效的充电。当通过电池的电流值小于或等于电流最小值，即充电完成时，中央处理器通过控制电路a切断交流电网与充电电路的连接，停止充电，避免过充，保护电池。

实施例2：

本实施例在实施例1的基础上，为了更好的实现本发明，所述控制电路a为电磁继电器控制电路。电磁继电器一般由 电磁铁、衔铁、弹簧片、触点等组成。只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）释放。这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。电动车电池在开始充电至充电完成过程中，通过电池的电流在充电完成时最小。通过中央处理器可以设置停止充电时的电流最小值，在检测到电流小于等于设置的电流最小值时，中央处理器通过控制电路a的电磁继电器切断交流电网与充电电路的连接，停止充电，从而达到保护电池的目的。本实施例的其他部分与实施例1相同，不再赘述。

实施例3：

本实施例在实施例2的基础上，为了更好的实现本发明，所述控制电路b为脉宽调制充电控制电路。脉冲宽度调制，即PWM，是一种模拟控制方式，其根据相应载荷的变化来调制晶体管基极或MOS管栅极的偏置，来实现晶体管或MOS管导通时间的改变，从而实现开关稳压电源输出的改变。这种方式能使电源的输出电压在工作条件变化时保持恒定，是利用微处理器的数字信号对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术。在本发明中，脉宽调制充电控制电路，即把每一脉冲宽度均相等的脉冲列作为PWM波形，通过改变脉冲列的周期可以调频，改变脉冲的宽度或占空比可以调压，采用适当控制方法即可使电压与频率协调变化。可以通过调整PWM的周期、PWM的占空比而达到控制充电电流的目的。本实施例的其他部分与实施例2相同，不再赘述。

实施例4：

本实施例在实施例3的基础上，为了更好的实现本发明，所述中央处理器为MC9S12XS128单片机。MC9S12XS128单片机内部自带8KB数据存储器、128KB程序存储器，运算速度快，处理能力大大提高；具有16通道模数转换器，可根据需要选择8位、10位和12位精度，直接对蓄电池的充电电压、电流及温度进行检测；带有8位8通道或16位4通道PWM接口，可满足脉宽调制（PWM）充电控制电路脉冲宽度调制的需要。本实施例的其他部分与实施例3相同，不再赘述。

实施例5：

本实施例在实施例1的基础上，为了更好的实现本发明，所述温度检测电路包括石英温度传感器。石英温度传感器是以石英晶体的固有频率随温度而变化的特性来测量温度的。石英晶体温度传感器稳定性很好，可用于高精度和高分辨力的测量场合。随着电子技术的发展，可以将感温元件和相关电子线路集成在一个小芯片上，构成一个小型化、一体化及多功能化的专用集成电路芯片，输出信号可以是电压、频率，或者是总线数字信号，使用非常方便，携带便捷，适用于电动车充电***。本实施例的其他部分与实施例1相同，不再赘述。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种具有保护电池功能的电动车充电***，其特征在于：包括充电电路、电流检测电路、电压检测电路和电池，所述充电电路、电流检测电路和电池依次串联组成闭合回路，所述电池与电压检测电路并联，所述充电电路与交流电网通过控制电路a连接，所述控制电路a与中央处理器连接，所述充电电路与中央处理器之间通过控制电路b连接，所述中央处理器还与控制电路、电流检测电路、电压检测电路、温度检测电路、显示器、时钟电路、复位电路、键盘连接。

2.根据权利要求1所述的一种具有保护电池功能的电动车充电***，其特征在于：所述控制电路a为电磁继电器控制电路。

3.根据权利要求2所述的一种具有保护电池功能的电动车充电***，其特征在于：所述控制电路b为脉宽调制充电控制电路。

4.根据权利要求3所述的一种具有保护电池功能的电动车充电***，其特征在于：所述中央处理器为MC9S12XS128单片机。

5.根据权利要求1所述的一种具有保护电池功能的电动车充电***，其特征在于：所述温度检测电路包括石英温度传感器。