一種新能源汽車綜合自動充電系統的製作方法
2023-06-04 08:29:06 1
一種新能源汽車綜合自動充電系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型屬於新能源汽車【技術領域】，尤其涉及一種新能源汽車綜合自動充電系統，其特徵在於：包括電源VCC，快速高效充電電路，Buck降壓變換器電路，Boost升壓變換器電路，D/A反饋電路，STM32採樣控制電路，蓄電池+12V，蓄電池-12V，所述快速高效充電電路包括晶片U3，電容C8，電阻R7，二極體D3，所述Buck降壓變換器電路包括晶片U1，所述Boost升壓變換器電路包括晶片U2，超級電容C4，所述STM32採樣控制電路包括晶片U4，電所述D/A反饋電路包括放大器M1，放大器M2。本實用新型具有高功率輸出、快速充電、延長使用壽命等優點。
【專利說明】一種新能源汽車綜合自動充電系統
【技術領域】
[0001]本實用新型屬於新能源汽車【技術領域】，尤其涉及一種新能源汽車綜合自動充電系統。
【背景技術】
[0002]我國自20世紀90年代開始研發新能源汽車，目前已投資大量資金用於新能源汽車研發。我國現階段研究的新能源汽車究竟發展哪種形式還要依據我國國情，必須符合我國汽車長期發展特點，即具體問題具體分析，新能源汽車要根據不同的地理位置、不同的城市特點而不同。
[0003]我國汽車製造水平與世界發達國家還存在很大差距，傳統的汽車製造技術短時間內很難達到發達國家水平，主要表現在汽車發動機製造技術上，這是我國汽車製造的一個關鍵難題，目前國內各大汽車製造公司仍然沒有突破這方面的技術。而新能源汽車製造是一個新興領域，對世界各國來說都是處於起步階段，我們可以通過對新能源汽車的研發而擺脫尾隨發達國家的狀態，抓住機遇，將新能源汽車的製造變為我國汽車企業取得全球先進水平的一個絕好契機，實現跳躍式發展。
[0004]目前阻礙新能源汽車快速發展和應用的主要問題是製造成本較高。根據市場調查和研究，純電動汽車在城市內將來會獲得一定的市場，但混合動力汽車技術還處於探索階段，汽車維護成本高。純電動汽車要想得到較早的上市和推廣，電池製造技術是關鍵。製造安全環保的新能源汽車是我國目前汽車製造業中具有重大戰略意義的大事，必須集中科研力量，利用國內外先進的研究成果，並在此基礎上研究出適合我國國情的新能源汽車製造技術，這也是我國經濟可持續發展的關鍵。
[0005]新能源汽車發展的主要起因是解決能源短缺、環境汙染和氣候變暖問題。2010年3月底，國家發改委頒布《新能源汽車發展規劃》，將新能源汽車發展提高為國家戰略，這說明了發展新能源汽車是必然趨勢，同時也將是新能源汽車發展的重大契機。電動汽車是一種新能源汽車的朝陽產業。伴隨著電動汽車的高速發展，一個隱含著的電池產業鏈也將發展起來，這些發展都與快速充電有莫大聯繫。因此，必須要先解決好充電這個難題。
【發明內容】
[0006]本實用新型提供一種新能源汽車綜合自動充電系統，以解決上述【背景技術】中提出傳統動力電池在高功率輸出不理想、快速充電慢、使用壽命低等方面存在的問題。
[0007]本實用新型所解決的技術問題採用以下技術方案來實現:本實用新型提供一種新能源汽車綜合自動充電系統，其特徵在於:包括電源VCC，快速高效充電電路，Buck降壓變換器電路，Boost升壓變換器電路，D/A反饋電路，STM32採樣控制電路，蓄電池+12V，蓄電池-12V，所述快速高效充電電路包括晶片U3，電容C8，電容C9，超級電容C10，超級電容Cll,電阻R6，電阻R7，二極體D3，二極體D4，所述Buck降壓變換器電路包括晶片U1，超級電容Cl，超級電容C2，電容C3，開關SI，電阻R1，滑動電阻R2，電感LI，穩壓二極體Dl，所述Boost升壓變換器電路包括晶片U2，超級電容C4，超級電容C6，電容C5，電容C7，開關S2，電感L2，電阻R4，電阻R5，穩壓二極體D2，滑動電阻R3，所述STM32採樣控制電路包括晶片U4，晶片U5，穩壓管D5，穩壓管D6，電阻R14，電阻R15，電容C12，所述D/A反饋電路包括放大器Ml，放大器M2，電阻R8，電阻R9，電阻R10，電阻Rll，電阻R12，電阻R13，所述晶片Ul的引腳I接開關SI的一端和超級電容Cl的一端，其引腳3接超級電容Cl的另一端、引腳5、穩壓二極體Dl的陰極、超級電容C2的一端且都接地，其引腳2接穩壓二極體Dl的陽極和電感LI的一端，其引腳8接電阻Rl的一端，滑動電阻R2的一端和電容C3的一端，所述開關SI的另一端接電源VCC，所述晶片U4的引腳5接電容C3的另一端、滑動電阻R2的另一端、電感LI的另一端和超級電容C2的另一端，其引腳I接蓄電池-12V，其引腳3接蓄電池+12V，其引腳6接穩壓管D6的陽極，其引腳2接地，其引腳4接電阻R11，所述穩壓管D6的陰極接穩壓管D5的陰極和電阻R13的一端，所述放大器Ml的引腳3接電阻Rll的另一端和滑動電阻Rl2的一端，其引腳2接電阻Rl3的一端，其引腳11接地，其引腳4接電源VCC，其引腳I接滑動電阻R12的另一端，所述電阻R13的另一端接地，所述放大器M2的引腳3接電阻R9的一端和滑動電阻RlO的一端，其引腳2接電阻R8的一端，其引腳11接地，其引腳4接電源VCC，其引腳I接滑動電阻RlO的另一端，所述電阻R8的另一端接地，所述電阻R15的另一端接電阻R14的一端和電容C12的一端，所述電阻R14的另一端和電容C12的另一端共同接地，所述晶片U5的引腳6接穩壓管D5的陽極，其引腳2接地，其引腳4接電阻R9的另一端，其引腳5接穩壓二極體D2的陰極、滑動電阻R3的一端和超級電容C6的一端，其引腳I接蓄電池-12V，其引腳3接蓄電池+12V，所述超級電容C6的另一端接地，所述晶片U2的引腳5接開關S2的一端、電容C4的一端、電容C5的一端和電感L2的一端,其引腳I接電阻R4的一端，其引腳4接穩壓二極體D2的陽極和電感L2的另一端，其引腳2接滑動電阻R3的另一端和電阻R5的一端，其引腳3接地，所述開關S2的另一端接電源VCC，所述電容C4的另一端和電容C5的另一端接地，所述電阻R4的另一端接電容C7的一端，所述電容C7的另一端接地，所述晶片U3的引腳2接引腳6、電容C8的一端和電阻R6的一端，其引腳5接電容C9的一端，其引腳4接電源VCC，其引腳I接電容C8的另一端和電容C9的另一端且都接地，其引腳3接電阻R7的一端且接電源VCC，其引腳7接電阻R7的另一端，其引腳3接超級電容ClO的一端，所述超級電容ClO的另一端接電阻R6的另一端、超級電容Cll的一端，二極體D3的陰陽兩極和二極體D4的陰極其都接地，所述超級電容Cll的另一端接二極體D4的陽極。
[0008]所述晶片Ul採用LKM2596開關電源晶片。
[0009]所述晶片U2採用LM2587開關電源晶片。
[0010]所述晶片U3採用TLC555定時器晶片。
[0011]所述U4為TBC-10SY電流傳感器。
[0012]所述U5為TBC-10SY電流傳感器。
[0013]本實用新型的有益效果為:
[0014]I本專利的增強型系列時鐘頻率能達到72MHz，使用嵌入式系統使整個硬體電路的設計極大簡化。3個基本單元為boost升壓單元、buck降壓單元與檢測單元。系統通過CPU實時對A/D轉化的採樣電壓進行檢測，比對基準電壓後，進行升壓、降壓電路的切換，具有高功率輸出的特點。
[0015]2本專利通過檢測電路，STM32對超級電容的電壓進行數據採樣。如果超級電容的電壓大於預設基準電壓6V，由STM32判斷選擇BUCK電路，進行降壓變換，同時進行D/A轉換，得到反饋電壓作用於BUCK電路反饋端，使LM2596的晶片內饋壓自行調節PWM輸出。
[0016]3本專利為了提高電路的抗幹擾性，利用PID調節輸出電壓，得到穩定的輸出電壓；；當超級電容的電壓小於預設基準電壓6V時，則切換到BOOST電路進行升壓變換，同樣產生反饋電壓，進行PWM控制。通過BUCK和BOOST電路的變換和調節，得到最大功率的輸出對蓄電池進行充電。
[0017]4本專利STM32採樣控制電路對電壓進行分壓後採集，使其識別範圍在0_3.3V之間。
[0018]5本專利系統能自適應各類電池自身充電曲線，通過先對超級電容快速充電(2min以內充滿)，再由超級電容向電池緩慢充電、換能實現能量轉換。
[0019]6本專利具有高功率輸出、快速充電、延長使用壽命等優點。
[0020]7本專利系統前級採用恆功率法給超級電容快速充電，後級採用開關電源晶片LM2596和LM2587，以STM32F103RC為控制核心，利用PID調節進行輸出電壓、電流微調，實現超級電容向電池以最佳充電曲線方式充電，電壓、電流穩定，精確度高。全程對兩級電量進行測量，主要利用卡爾曼濾波算法計算電量，並通過計算出的電量值進行反饋調節。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1是本實用新型的結構示意圖；
[0022]圖2是本實用新型的系統核心硬體原理圖。
【具體實施方式】
[0023]以下結合附圖對本實用新型做進一步描述:
[0024]實施例:
[0025]本實施例包括電源VCC，快速高效充電電路，Buck降壓變換器電路，Boost升壓變換器電路，D/A反饋電路，STM32採樣控制電路，蓄電池+12V，蓄電池-12V。
[0026]快速高效充電電路包括晶片U3，電容C8，電容C9，超級電容C10，超級電容C11，電阻R6，電阻R7，二極體D3，二極體D4，Buck降壓變換器電路包括晶片Ul，超級電容Cl，超級電容C2，電容C3，開關SI，電阻R1，滑動電阻R2，電感LI，穩壓二極體Dl,Boost升壓變換器電路包括晶片U2，超級電容C4，超級電容C6，電容C5，電容C7，開關S2，電感L2，電阻R4，電阻R5，穩壓二極體D2，滑動電阻R3，STM32採樣控制電路包括晶片U4，晶片U5，穩壓管D5，穩壓管D6，電阻R14，電阻R15，電容C12，D/A反饋電路包括放大器M1，放大器M2，電阻R8，電阻R9，電阻R10，電阻R11，電阻R12，電阻R13，晶片Ul的引腳I接開關SI的一端和超級電容Cl的一端，其引腳3接超級電容Cl的另一端、引腳5、穩壓二極體Dl的陰極、超級電容C2的一端且都接地，其引腳2接穩壓二極體Dl的陽極和電感LI的一端，其引腳8接電阻Rl的一端，滑動電阻R2的一端和電容C3的一端，開關SI的另一端接電源VCC，晶片U4的引腳5接電容C3的另一端、滑動電阻R2的另一端、電感LI的另一端和超級電容C2的另一端，其引腳I接蓄電池-12V，其引腳3接蓄電池+12V，其引腳6接穩壓管D6的陽極，其引腳2接地，其引腳4接電阻R11，穩壓管D6的陰極接穩壓管D5的陰極和電阻R13的一端，放大器Ml的引腳3接電阻Rll的另一端和滑動電阻R12的一端，其引腳2接電阻R13的一端，其引腳11接地，其引腳4接電源VCC，其引腳I接滑動電阻R12的另一端，電阻R13的另一端接地，放大器M2的引腳3接電阻R9的一端和滑動電阻RlO的一端，其引腳2接電阻R8的一端，其引腳11接地，其引腳4接電源VCC，其引腳I接滑動電阻RlO的另一端，電阻R8的另一端接地，電阻R15的另一端接電阻R14的一端和電容C12的一端，電阻R14的另一端和電容C12的另一端共同接地，晶片U5的引腳6接穩壓管D5的陽極，其引腳2接地，其引腳4接電阻R9的另一端，其引腳5接穩壓二極體D2的陰極、滑動電阻R3的一端和超級電容C6的一端，其引腳I接蓄電池-12V，其引腳3接蓄電池+12V，超級電容C6的另一端接地，晶片U2的引腳5接開關S2的一端、電容C4的一端、電容C5的一端和電感L2的一端，其引腳I接電阻R4的一端，其引腳4接穩壓二極體D2的陽極和電感L2的另一端，其引腳2接滑動電阻R3的另一端和電阻R5的一端，其引腳3接地，開關S2的另一端接電源VCC，電容C4的另一端和電容C5的另一端接地，電阻R4的另一端接電容C7的一端，電容C7的另一端接地，晶片U3的引腳2接引腳6、電容C8的一端和電阻R6的一端，其引腳5接電容C9的一端，其引腳4接電源VCC，其引腳I接電容C8的另一端和電容C9的另一端且都接地，其引腳3接電阻R7的一端且接電源VCC，其引腳7接電阻R7的另一端，其引腳3接超級電容ClO的一端，超級電容ClO的另一端接電阻R6的另一端、超級電容Cll的一端，二極體D3的陰陽兩極和二極體D4的陰極其都接地，超級電容Cll的另一端接二極體D4的陽極。
[0027]利用本實用新型的技術方案，或本領域的技術人員在本實用新型技術方案的啟發下，設計出類似的技術方案，而達到上述技術效果的，均是落入本實用新型的保護範圍。
【權利要求】
1.一種新能源汽車綜合自動充電系統，其特徵在於:包括電源VCC，快速高效充電電路，Buck降壓變換器電路，Boost升壓變換器電路，D/A反饋電路，STM32採樣控制電路，蓄電池+12V，蓄電池-12V，所述快速高效充電電路包括晶片U3，電容C8，電容C9，超級電容C10，超級電容C11，電阻R6，電阻R7，二極體D3，二極體D4，所述Buck降壓變換器電路包括晶片Ul，超級電容Cl，超級電容C2，電容C3，開關SI，電阻R1，滑動電阻R2，電感LI，穩壓二極體D1，所述Boost升壓變換器電路包括晶片U2，超級電容C4，超級電容C6，電容C5，電容C7，開關S2，電感L2，電阻R4，電阻R5，穩壓二極體D2，滑動電阻R3，所述STM32採樣控制電路包括晶片U4，晶片U5，穩壓管D5，穩壓管D6，電阻R14，電阻R15，電容C12，所述D/A反饋電路包括放大器M1，放大器M2，電阻R8，電阻R9，電阻R10，電阻R11，電阻R12，電阻R13，所述晶片Ul的引腳I接開關SI的一端和超級電容Cl的一端，其引腳3接超級電容Cl的另一端、引腳5、穩壓二極體Dl的陰極、超級電容C2的一端且都接地，其引腳2接穩壓二極體Dl的陽極和電感LI的一端，其引腳8接電阻Rl的一端，滑動電阻R2的一端和電容C3的一端，所述開關SI的另一端接電源VCC，所述晶片U4的引腳5接電容C3的另一端、滑動電阻R2的另一端、電感LI的另一端和超級電容C2的另一端，其引腳I接蓄電池-12V，其引腳3接蓄電池+12V，其引腳6接穩壓管D6的陽極，其引腳2接地，其引腳4接電阻R11，所述穩壓管D6的陰極接穩壓管D5的陰極和電阻R13的一端，所述放大器Ml的引腳3接電阻Rll的另一端和滑動電阻R12的一端，其引腳2接電阻R13的一端，其引腳11接地，其引腳4接電源VCC，其引腳I接滑動電阻R12的另一端，所述電阻R13的另一端接地，所述放大器M2的引腳3接電阻R9的一端和滑動電阻RlO的一端，其引腳2接電阻R8的一端，其引腳11接地，其引腳4接電源VCC，其引腳I接滑動電阻RlO的另一端，所述電阻R8的另一端接地，所述電阻R15的另一端接電阻R14的一端和電容C12的一端，所述電阻R14的另一端和電容C12的另一端共同接地，所述晶片U5的引腳6接穩壓管D5的陽極，其引腳2接地，其引腳4接電阻R9的另一端，其引腳5接穩壓二極體D2的陰極、滑動電阻R3的一端和超級電容C6的一端，其引腳I接蓄電池-12V，其引腳3接蓄電池+12V，所述超級電容C6的另一端接地，所述晶片U2的引腳5接開關S2的一端、電容C4的一端、電容C5的一端和電感L2的一端，其引腳I接電阻R4的一端，其引腳4接穩壓二極體D2的陽極和電感L2的另一端，其引腳2接滑動電阻R3的另一端和電阻R5的一端，其引腳3接地，所述開關S2的另一端接電源VCC，所述電容C4的另一端和電容C5的另一端接地，所述電阻R4的另一端接電容C7的一端，所述電容C7的另一端接地，所述晶片U3的引腳2接引腳6、電容C8的一端和電阻R6的一端，其引腳5接電容C9的一端，其引腳4接電源VCC，其引腳I接電容C8的另一端和電容C9的另一端且都接地，其引腳3接電阻R7的一端且接電源VCC，其引腳7接電阻R7的另一端，其引腳3接超級電容ClO的一端，所述超級電容ClO的另一端接電阻R6的另一端、超級電容Cll的一端，二極體D3的陰陽兩極和二極體D4的陰極其都接地，所述超級電容Cll的另一端接二極體D4的陽極。
2.根據權利要求1所述的一種新能源汽車綜合自動充電系統，其特徵在於:所述晶片Ul採用LKM2596開關電源晶片。
3.根據權利要求1所述的一種新能源汽車綜合自動充電系統，其特徵在於:所述晶片U2採用LM2587開關電源晶片。
4.根據權利要求1所述的一種新能源汽車綜合自動充電系統，其特徵在於:所述晶片U3採用TLC555定時器晶片。
5.根據權利要求1所述的一種新能源汽車綜合自動充電系統，其特徵在於:所述U4為TBC-1OSY電流傳感器。
6.根據權利要求1所述的一種新能源汽車綜合自動充電系統，其特徵在於:所述U5為TBC-10SY電流傳感器。
【文檔編號】H02J7/10GK203942324SQ201420323270
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2014年6月16日 優先權日:2014年6月16日
【發明者】王鵬 申請人:天津商雲科技有限公司