基于三段式充電控制方案的電動(dòng)汽車智能充電器設(shè)計(jì)
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3.3 輔助控制電介紹
充電控制電路采用ATmega8單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和控制，該芯片是增強(qiáng)型RISC結(jié)構(gòu)的低功耗8位微控制器，數(shù)據(jù)吞吐量達(dá)到1 MI PS/MHz， 8字節(jié)的Flash程序存儲(chǔ)器，擦寫(xiě)次數(shù)大于1 000次，支持可在線編程(1 SP)，極大的方便了程序的調(diào)試和修改。
由于其具有6路1 0位ADC和2路8位ADC，能對(duì)來(lái)自端口PORTC的8路單端輸入電壓進(jìn)行采樣。6通道PWM，片內(nèi)可編程看門狗定時(shí)器，可大大簡(jiǎn)化控制電路的外圍設(shè)計(jì)和保證了程序的安全運(yùn)行。
ADC負(fù)責(zé)對(duì)充電時(shí)電壓，電流，溫度數(shù)據(jù)的采集，PWM輸出充電時(shí)電壓電流的基準(zhǔn)值到到比較電.路，同時(shí)單片機(jī)控制開(kāi)關(guān)電源控制模塊UCC3895。
電壓檢測(cè)電路：電壓采樣電路由精密電阻和可調(diào)電阻構(gòu)成，由于該單片機(jī)AD測(cè)量最大設(shè)定范圍為5v。所以要使電池組電壓成比例的縮小在5 V范圍內(nèi)，然后利用ATMEGA8內(nèi)部的AD轉(zhuǎn)換功能進(jìn)行轉(zhuǎn)換，其精度可以達(dá)到0.1 V。
單片機(jī)在內(nèi)部通過(guò)相減計(jì)算出電池電壓，該電路采用單片機(jī)內(nèi)部自帶1 0位AD轉(zhuǎn)換，減少了設(shè)計(jì)電路的復(fù)雜性，并提高了可靠性和精度，為了抵抗電氣干擾和高壓電擊，該電路采用高速隔離光藕PC81 7隔離。
電流檢測(cè)電路：一般進(jìn)行電流采集時(shí)在電路中串聯(lián)一個(gè)阻值很小的取樣電阻，把取樣電阻上的電壓輸入單片機(jī)轉(zhuǎn)換通道，進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，再通過(guò)計(jì)算把電壓值轉(zhuǎn)換為電流值。但由于本方案中充電電流較大，使用電阻采樣會(huì)消耗點(diǎn)較多的功率，可使用電流互感器采樣。
溫度檢測(cè)電路：溫度采樣溫度傳感器DS l 8B 2 0，它在測(cè)溫精度、轉(zhuǎn)換時(shí)間、傳輸距離、分辨率等方面較DS l 820有了很大的改進(jìn)，給用戶帶來(lái)了更方便的使用和更令人滿意的效果。它與系統(tǒng)的連接有兩種方法，一種是采用寄生電源方式，一種是外接電源驅(qū)動(dòng)方式。在這里采用后者。
3.4 工作過(guò)程介紹
上電后，單片機(jī)首先檢查電池是否接反，電池電壓是否因?yàn)殡姸^(guò)低，如果電壓過(guò)低，先使用小電流給電池充電一間，使電壓達(dá)到三階段充電常水平在開(kāi)始充電，如果電常則直接進(jìn)入正常充電階首先是恒流充電階段，充電小于0.5 C，一般取0.1 C，電壓會(huì)緩慢的上升。
當(dāng)電壓到一定階段(本例中采用電60V)改為恒壓充電，此時(shí)隨電過(guò)程的進(jìn)行電池內(nèi)阻會(huì)逐升，充電電流會(huì)隨著內(nèi)阻的而減小，當(dāng)單片機(jī)檢測(cè)電流減小到一定的值(小于恒流充電值的1/1 0)，立即轉(zhuǎn)入涓流充電階段，充電電流一般取0.3C，在此階段電池電壓會(huì)減小，當(dāng)充電電流小于0.0 1 C時(shí)即可認(rèn)為電池已充滿，單片機(jī)會(huì)自動(dòng)將電池從充電電路中切除。
在恒壓階段如果單片機(jī)檢測(cè)到電池溫度高于45度則自動(dòng)轉(zhuǎn)入第三階段，待溫度下降后再轉(zhuǎn)入第二階段。充滿后通過(guò)單片機(jī)關(guān)斷繼電器，停止充電.。
4.系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
軟件流程框圖如圖2所示。
系統(tǒng)軟件用C語(yǔ)言編寫(xiě)，在I C C A V R環(huán)境下編譯，A V Rstudio4環(huán)境下調(diào)試完成。在編制軟件的過(guò)程中，雖然先恒流后恒壓的控制方式比較簡(jiǎn)單，但要充分考慮到單片機(jī)檢測(cè)充電機(jī)輸出電壓的檢測(cè)點(diǎn)與電池端之間的線壓降。
因此，在處理充電電流不斷減小的過(guò)程中，只有控制充電機(jī)的輸出電壓與線壓降之間的平衡關(guān)系，才能使電池端的電壓為恒定值。
5.結(jié)束語(yǔ)
隨著電動(dòng)汽車技術(shù)的發(fā)展，鎳氫電池的使用越來(lái)越廣泛，延長(zhǎng)電池充電壽命成為迫切需要，采用合適的充電方式，電池的使用壽命比普通充電方式可以提高約2 5%，本文所介紹的充電器，能實(shí)現(xiàn)對(duì)鎳氫電池的大電流充電，以及充電過(guò)程的自動(dòng)控制以和及保護(hù)，很適合用作電動(dòng)汽車的車載充電器，有廣泛的推廣前途。
評(píng)論