一种电动汽车蓄电池智能充电器的设计.pdf

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1、第21卷第24期电子设计工程2013年12月Vo1．21No．24ElectronicDesignEngineeringDec．2013一种电动汽车蓄电池智能充电器的设计雷元林，黄元峰，袁霄宇(武汉工程大学电气信息学院，湖北武汉430205)摘要：针对电动汽车铅酸蓄电池的特点，采用移相PWM控制芯片UC3875和C8051F040单片机，设计开发一种智能充电器，介绍其硬件设计原理及软件实现方法。该充电器能够实现对铅酸蓄电池自动充电，采用六阶段自动充电方法，能够有效的延长电池寿命。关键词：充电器；蓄电池：自动充电：移相控制中图

2、分类号：TP23文献标识码：A文章编号：1674—6236(2013)24—0113—05DesignofanautomobilebatteryintelligencechargerLEIYuan—lin，HUANGYuan—feng，YUANXiao—yu(SchoolofElectricandInformation，WuhanInstituteofTechnology，Wuhan430205，China)Abstract：Phased-shiftedPWMcontrolchipUC3875andC8051F040micr

3、o-controllerareusedtodevelopanintelligentchargeragainsttothecharacteroftheautomobilelead-acidbatteries．Thearticleintroducesitshardwaredesignandsoftwareimplementation．Thechargercanchargetothelead—acidbatteriesautomaticallyandcaneffectivelyextendbatterylifeattheuseof

4、six—stageautomaticchargingmethod．Keywords：charger；battery；chargeautomatically；phased·shiftedcontrol电池是电动汽车关键动力的输出单位，在铅酸蓄电池、产生PWM控制信号来控制开关管的导通和截止，从而控制镍氢电池、锂电池等几种常用电池中．铅酸蓄电池因为具有输出电压电流，为蓄电池提供0—60V的电压和0～100A的能量比大、重量轻、污染低、温度特性好、记忆效果不明显等电流。为实现充电机的智能化，控制电路以UC3875为核心及特点在电动

5、汽车中得到普遍使用。由于不正确的充电方法，显控电路以C8051F040单片机为核心，配以辅助电源电路、造成电池的使用寿命远低于规定的寿命，可以说大多电池不IGBT驱动电路、传感器检测电路．可按照预先设置的自动充是被用坏的而是被充坏的，由此可见，充电器的好坏对电池电过程，并在充电过程中进行充电数据(包括电池电压、电池寿命有很大的影响[11。本文采用UC3875芯片和C8051F040温度、报警、电源电压、充电电流、充电容量、充电时间等)的单片机，针对常用的铅酸蓄电池。将高频软开关技术与单片自动采集、实时显示及分析处理等，显示方

6、式采用触摸LCD机智能控制技术相结合，设计开发一种能够实现自动、快速液晶屏显示。C8051F040配合UC3875构成闭环控制回路，通充电的智能充电器圉。此外，在目前的充电方法基础上，经过过比较用户设定给定值与采样得到的反馈值，对充电过程中综合考虑，采用一种新型的充电方法——六阶段充电方法，的不同阶段对电源进行PWM控制．同时单片机完成操作显六阶段充电是根据电池特性设计的充电曲线，可以实现涓流示和报警保护功能C8051F040与UC3875共同组成控制器恒流／快速恒流／恒压自动切换功能．能够有效的延长蓄电池部分，相对于只使用

7、单片机作为控制器的方式，具有软件设的使用寿命．提高蓄电池的充电效率及加快充电速度，具有计简单、响应速度快、控制精度高、运行稳定等优点，从而实很强的实用价值[21。现充电机的智能化f。1充电系统总体结构设计H簟H文章设计的总体结构电路系统如图l所示，该方案中充L———UC387剩5H’。．J电电源的最大输出功率为6kW，整个电路采用AC—DC、DC—硒卜_石薄丽DC的变换结构，三相380V交流电经整流滤波，得到540V图1系统总体结构图左右的直流电，再经高频逆变电路和高频变压器变压后，半Fig．1Structurediagra

8、mofthepowercontrolunittestsystem波整流滤波得到稳定的直流电压用于电池充电。检测信号和2系统硬件设计保护控制信号均送给由UC3875构成的控制电路，控制电路该智能充电器的硬件电路主要由充电电源主电路、收稿日期：2013—05—07稿件编号：201305063作