專利名稱：一種混合動力汽車充電器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及對蓄電池充電領域，特別涉及一種在混合動力汽車中既為 高壓蓄電池充電又為低壓電池充電的充電器，該充電器還可以利用高壓電池為 低壓電池充電。
背景技術：
在油電混合動力汽車中有兩種電池，一種是高壓電池，又稱動力電池，該
電池為混合動力中的電動機(ISG)提供電力， 一般為330V蓄電池，通過逆變
器與電動機連接，為電動機提供電力。另一種是低壓電池，該電池為目前普通
內燃機發動機汽車上的蓄電池，電壓一般為24V或者12V。目前混合動力汽
車中對這兩種蓄電池充電普遍采用的分別充電的辦法進行充電，對高壓電池充
電原理框圖如圖1所示，作為充電電源有兩種，一種是市電，這是混合動力汽
車的能源的主要來源，另外，當混合動力汽車的運行時，如果發動機在保證運 行在其最環保經濟的工況下還有多余的扭矩可以通過電機回收，也可以在進行
制動回收能量時，由電機發電回收剩余的能量給蓄電池充電，該充電器的電路 包括整流電路和穩壓電路，整流電路將市電或者發電機的再生電整流成直流， 通過穩壓電路平穩地為高壓電池充電。當汽車在使用市電充電時，現在一般采 用主動式PFC(Power Factor Correction)，在提高電源的功率因子的同時還得 到直流電壓波紋很小的直流電壓，該電壓為400V。然后利用脈寬調制電路進 行穩壓控制輸出穩定的330V的直流電壓為高壓電池充電。當汽車在行駛中使 用電機發電充電時，通過整流電路對發電機的電壓進行整流輸出，然后用脈寬 調制電路進行穩壓控制后經過濾波濾去波紋以后，輸出穩定330V直流電為高 壓電池充電。對低壓電池充電根普通的發動機單動力汽車一樣也采用兩種方法，第一種是將電池取下來，送到專門的充電室進行充電，另一種是在汽車行 駛過程中，通過動力電機或者發動機帶動一個專門用來發電的發電機為低壓電
池充電如圖2所示。目前這種充電方式和充電器由于技術比較成熟，整流電路 和穩壓電路經過多年的發展已經能夠滿足油電混合動力汽車的基本需要，但 是，目前這種充電方式和充電器具有以下不足
1、 當在汽車發動機和電機都停機時，對低壓電池充電需要將電池取下來， 送到專門的充電室進行充電，麻煩不說也是很多車主不能具備的。
2、 當在汽車運行時，對低壓電池充電需要利用一個專門的發電機來為低 壓電池充電，增加了成本的同時，也使能量損耗增加。
另外現有技術中的穩壓控制環路為模擬式PWM方式，控制精度差，特 別是恒流模式效果不好，容易損傷被布電電池，在充電時不能對充電電壓和電 流以及電池容量進行實時監控，對電池充電是否滿容不清楚。 發明內容
本實用新型的目的在于提供一種混合動力汽車充電器。解決現有技術中混 合動力汽車充電器的上述不足。
本實用新型解決其技術問題的方案為 一種混合動力汽車充電器，包括為 高壓電池充電的整流電路和第一穩壓電路，所述的整流電路的交流輸入端接充 電電源，其直流輸出端接所述的第一穩壓電路，所述的第一穩壓電路的穩壓輸 出端接被充電的高壓電池；另外，還包括為低壓電池充電的第二穩壓電路，所 述的第二穩壓電路的穩壓輸入端與所述的高壓電池和第一穩壓電路的連接處 電連接，其輸出端接被充電的低壓電池。
進一步的在上述充電器的方案中，還包括第一濾波電路和第二濾波電路， 所述的第一濾波電路串接在所述的高壓電池與第一穩壓電路之間，所述的第二 濾波電路串接在所述的低壓電池與所述的第二穩壓電路之間。
更進一步的，還包括第一微控制器和第二微控制器，所述的第一微控制器 對所述的高壓電池的電流電壓進行檢測，其控制輸出端接所述的第一穩壓電路，所述的第二微控制器對所述的低壓電池的電流電壓進行檢測，其控制輸出 端接所述的第二穩壓電路。
本方案由于采用了第二穩壓電路，將高壓電池的電通過第二穩壓電路對低 壓電池充電，使低壓電池充電電源可選擇高壓電池，也可選擇市充電。當低壓 電池沒電的時候直接可以通過市電進行充電，無需拆卸電池。可省掉一個發電 機，可減少汽車的機械故障，從而提高可靠性。同時不用啟動汽車就可以對低 壓電池充電。避免了沒有低壓電池不能啟動汽車的問題。本方案的優選方式分 別可以提高電池充電質量和有效的保護電池壽命。
以下將結合附圖和實施例，對本實用新型作進一步的說明。

圖1為現有技術中對混合動力汽車的高壓電池充電的充電電路連接方框圖。
圖2為現有技術中利用單獨的發電機對混合動力汽車中的低壓電池充電器
的電路連接方框圖。
圖3是本實用新型實施例1混合動力汽車充電器方框圖。 圖4是本實用新型實施例2混合動力汽車充電器方框圖。 圖5是本實用新型實施例3混合動力汽車充電器方框圖。 圖6是本實用新型實施例4混合動力汽車充電器方框圖。
具體實施方式
實施例1 ,如圖3所示， 一種混合動力汽車充電器，包括由整流電路和第 一穩壓電路組成的高壓電池充電電路，所述的整流電路的交流輸入端接充電電 源，其直流輸出端接所述的第一穩壓電路，所述的第一穩壓電路的穩壓輸出端 接被充電的高壓電池；另外還包括一個為低壓電池充電的充電電路，該電路包 括第二穩壓電路，所述的第二穩壓電路的穩壓輸入端與所述的高壓電池和第一 穩壓電路的連接處電連接，其輸出端接被充電的低壓電池。本實施例中，混合 動力汽車采用油電混合動力，汽油發動機和ISG電機都能為汽車行駛提供動力，高壓電池為ISG電機提供能源。其中充電電源可以是市電，當汽車停車 時，充電電源可以是市電，在充電場所，220V交流巿電經過整流后，利用穩 壓器進行控制可獲得400V左右的直流電，本實施例中，高壓電池為330V ， 穩壓電路的輸出可對高壓電池進行充電。當汽車在行駛時，進行能量回收，ISG 電機發電經過整流和穩壓可以產生高壓電池所需要的充電電壓，為高壓電池充 電。在高壓電池和第一穩壓電路的連接處電連接處接第二穩壓電路，當汽車為 高壓電池充電時，第一穩壓電路輸出的400V直流可以通過第二穩壓電路降壓 后與低壓電池充電，當汽車不為高壓電池充電但是要對低壓電池充電，可以由 高壓電池輸出的330V直流通過第二穩壓電路降壓后為低壓電池充電。這樣不 論什么時候，只要高壓電池有電就可以對低壓電池進行充電。
實施例2 ，如圖4所示，本實施例與實施例一基本相同，只是還包括第一 濾波電路和第二濾波電路，所述的第一濾波電路串接在所述的高壓電池與第一 穩壓電路之間，所述的第二濾波電路串接在所述的低壓電池與所述的第二穩壓 電路之間。通過濾波器可以濾除穩壓電路輸出的直流電上的波紋。
實施例3 ，如圖5所示，本實施例在實施例2的基礎上，增加了微控制器， 包括第一微控制器和第二微控制器，所述的第一微控制器對所述的高壓電池的 電流電壓進行檢測，其控制輸出端接所述的第一穩壓電路，所述的第二微控制 器對所述的低壓電池的電流電壓進行檢測，其控制輸出端接所述的第二穩壓電 路。在本實施例中還具有通信接口為EIARS-232標準接口 ，所述的通信接口 與第二微控制器聯接，所述的第一微控制器和第二微控制器相互聯接。由于增 加了智能的微控制器，可以利用微控制器收集充電時電池的有關狀態，如溫度、 電壓和輸入電流等，控制穩壓電流對電池充電的電壓和電流等，也可以利用通 信接口與外部如，混合動力汽車的HCU和ECU等電子控制器進行控制，并 通過汽車上的顯示器顯示充電情況，使操作人員隨時了解充電情況。
實施例4 ,如圖6所示，本實施例中，當利用巿電充電時，用PFC做整流 電路，此處PFC為主動式PFC ，可以達到98%以上的功率因子，其輸出400V直流的波紋比較小。ISG電機內置整流器，輸出330V直流電源。穩壓電路由 PWM(脈寬調制)電路進行控制驅動電路輸出。本實施例中相對實施例3 ，第一、
第二微控制器分別指MCU1和MCU2。
本實施例的核心是采用兩個高性能微控制器(MCU)對作為穩壓電路的兩個 PWM(脈寬調制)電路進行控制，實現對混合動力汽車高壓電池和低壓電池充 電，具有以下特點
1、 可以跟電腦實時通迅監兩路電池情況。
2、 330V電池的充電可以做到100mA —個檔，12V充電可以做到1A —個檔。
3、 在汽車不行駛的時候也可以對12V電池充電。
4、 過熱降額及過熱保護。
5、 省去一個發電機。
上述功能模塊全部采用數字芯片實現，信號傳遞、采樣、處理、控制全部 采用數字信號傳輸，智能化控制處理，因此，是真正意義上的數字式控制的油 電混合動力汽車充電器。下面描述本實施例的一些具體電路。
1、 PWM1方波產生由UC2846組成的PMW1產生脈沖信號經驅動電路 控制全橋輸出100V左右的直流電壓。
2、 電壓啟動MCU1檢測輸出電'壓及電池電壓、檢測環境溫度、并通過 MCU2跟客戶終端通迅后，將輸出電壓及充電電流緩慢上升至預定值。
3、 充電數字調節MCU1通過檢測充電電流確定PWM1的脈沖寬度來 實現充電電流的穩定，也可根據終端的要求來人為確定充電電流的大小。具體 實現方法是通過單片機輸出可變占空比的脈沖經過運算放大器濾波后變成可 變的直流電壓給PWM1做基準電平，從而控制輸出電壓的高低達到控制出電 流的目的。
4、 MCU1通迅啟動過程完成后，PWM1按預定方式正常工作后。終端可實時監控電池充電狀況，環境溫度等。并可隨時更改充電參數。因為MCU1 和MCU2不能共地，所以必需通過數字光藕隔離通迅。
5、 12V電池充電12V充電電源可選擇330V高壓電池，也可選擇220V 交流電壓經PWM1轉變后進行充電。這樣就可以在汽車里面省一個發電機。 而且在12V電池沒電的時候直接可以通過市電進行充電，無需拆卸電池。
6、 PWM2的工作模式PWM2采用的是目前最新的全橋移相ICLS6752 ， 并且帶副邊同步整流。此IC與12V電池共地，在12V電池接上后就可以啟動 此電源。PWM2可提供90A的充電電池，因此能滿足12V 100A時的電池 只需1個時左右就能充滿。
7、 MCU2的通迅功能MCU2的通迅功能基本與MCU1相同，可以檢測 12V電池充電情況，并實時監控。可以與MCU1相互通迅。如果MPW1有異 常故障可以告知MCU1并做出相應的動作。
權利要求1、一種混合動力汽車充電器，包括為高壓電池充電的整流電路和第一穩壓電路，所述的整流電路的交流輸入端接充電電源，其直流輸出端接所述的第一穩壓電路，所述的第一穩壓電路的穩壓輸出端接被充電的高壓電池；其特征在于還包括為低壓電池充電的第二穩壓電路，所述的第二穩壓電路的穩壓輸入端與所述的高壓電池和第一穩壓電路的連接處電連接，其輸出端接被充電的低壓電池。
2、 根據權利要求1所述的混合動力汽車充電器，其特征在于所述的充 電電源為巿電或者混合動力汽車的動力電機發電。
3、 根據權利要求2所述的混合動力汽車充電器，其特征在于還包括第 —濾波電路和第二濾波電路，所述的第一濾波電路串接在所述的高壓電池與第 一穩壓電路之間，所述的第二濾波電路.串接在所述的低壓電池與所述的第二穩 壓電路之間。
4、 根據權利要求1至3中任一所述的混合動力汽車充電器，其特征在于 還包括第一微控制器和第二微控制器，所述的第一微控制器對所述的高壓電池 的電流電壓進行檢測，其控制輸出端接所述的第一穩壓電路，所述的第二微控 制器對所述的低壓電池的電流電壓進行檢測，其控制輸出端接所述的第二穩壓 電路。
5、 根據權利要求4所述的混合動力汽車充電器，其特征在于還具有通 信接口 ，所述的通信接口與第二微控制器聯接，所述的第一微控制器和第二微 控制器相互聯接。
6、 根據權利要求5所述的混合動力汽車充電器，其特征在于所述的通 信接口為EIARS-232標準接口 。
專利摘要一種混合動力汽車充電器，包括高壓電池充電電路，該電路包括整流電路和第一穩壓電路，所述的整流電路的交流輸入端接充電電源，其直流輸出端接所述的第一穩壓電路，所述的第一穩壓電路的穩壓輸出端接被充電的高壓電池；還包括低壓電池充電電路，該電路包括第二穩壓電路，所述的第二穩壓電路的穩壓輸入端與所述的高壓電池和第一穩壓電路的連接處電連接，其輸出端接被充電的低壓電池。本方案由于采用了第二穩壓電路，將高壓電池的電通過第二穩壓電路對低壓電池充電，使低壓電池充電電源可選擇高壓電池，也可選擇市電充電。當低壓電池沒電的時候直接可以通過市電進行充電，無需拆卸電池。可省掉一個發電機，減少汽車的機械故障，從而提高可靠性。
文檔編號H02J1/02GK201388079SQ20092013597
公開日2010年1月20日 申請日期2009年3月30日 優先權日2009年3月30日
發明者馬新國 申請人:深圳市金威源科技有限公司