电动汽车应急充电电源的研制

1、电动汽车应急充电电源的研制随着国家对环境保护要求的不断提高。 尤其是冬季的大范围 雾霾， 群众对环保的呼声也也越来越高， 同时节能减排也是大势 所趋，作为世界第一大汽车生产国和消费国， 汽车的污染也日趋 严重，随着汽车的排放标准日趋严格， 使用新能源的就成了必然 的方向， 作为新能源汽车的主要部分， 电动汽车是大力发展的方 向，用电能替代化石能源，即清洁又环保，很好的解决了汽车排 放污染的问题。电动汽车的优点很明显，但缺点也很明显。在 ?F 有科技水 平下，电池技术没有大的突破， 续航里程和充电时间不会有现有 汽车有优势。尤其是充电时间最短也要 40 分钟到一个小时才能 充满 80%的电能，而

2、且充电桩也没有普及，使得电动汽车的使用 受到了很大限制。由于充电桩建设的滞后， 以及分布的不合理， 在没有达到充 电便捷的条件下，使用电动汽车就需要有应急电源可以随时充 电，来保证电动汽车不会因电量不足而无法使用。一、应急充电电源的研制 根据电动汽车的需要，这套装置要简单实用，操作简便，成 本不高，重量适中。 应急充电电源主要包括发电机和逆变电源两 部分。其中发电机又包括小型汽油机和直流发电机两部分。（一）小型汽油机与发电机由于对重量和体积的要求， 选用小排量汽油机， 排量为 35cc 风冷式单缸两冲程汽油机，功率为 3KW这款汽油机的优点是体 积小、重量轻、怠速高，输出稳定，操作控制简单。拆

3、除掉不需要的传动机构和离合器，进一步减小体积和重 量，只保留启动和操作控制部分。 汽油机的启动选用拉线启动方 式，简单可靠，不会受环境和条件的影响。由于只是作为发电机 的动力源， 所以对机械能的要求就是稳定的输出， 在操作控制部 分就需要把油门通过调整螺丝进行调节， 根据设计的需要， 把转 速设定在50006000转的范围，这时的扭矩和功率最稳定，这 样汽油机一起动就可以输出稳定机械能来驱动发电机发电。 小排 量汽油机的油耗很低，油箱也不需要很大，有2 升就够用了，毕竟只是应急使用。 在控制面板上设计了汽油机停止按钮， 通过控 制一个电磁阀拉杆，来控制汽油机的风门，按下停止按钮，电磁 阀启动拉

4、杆，封闭进气门，使汽油机停止工作，松开按钮，电磁 阀断开，进气门打开，为下一次启动准备。汽油机的废气的排放要通过消音器， 否则噪音太大， 由于体 积的限制， 所以设计了螺旋形消音器。 螺旋形消音器采用不锈钢 管盘成螺旋状， 在中间部分管内加入消音隔片， 这样使噪音大幅 降低。直流发电机采用永磁发电机， 由曲轴于转子相连， 输出电压 为24V直流。汽油机为风冷散热，所以在气缸散热器上加装散热 风扇，风扇为15X 15cm规格的直流24V散热风扇。（二）逆变电源。1. 逆变电源主电路发电机发出的 24V 直流电直接接入逆变器的主电路中， 作为 逆变器的主电源，逆变器的主电路采用全桥结构，用四只 I

5、GBT 单管构成。 全桥输出接入升压变压器， 此变压器铁芯采用高频非 晶态磁芯，这种材料铁芯拥有频率高、损耗小、体积小的优点， 经过此升压变压器将全桥逆变器逆变成的24V 高频交流电升压成 450V 的交流电，然后送入整流模块，整流成直流输出，成为 充电电源。2. 控制电路控制电路分为程序控制和驱动控制两部分。 程序控制是整个 电路的控制中心， 各项功能的操作与实现在程序控制中完成。 操 作控制有三项一是启动充电， 二是输出电压调节， 三是定时充电。 启动充电控制要求在充电枪与汽车充电接口链接完成后才可启 动充电，否则按启动充电按钮也无法充电。 启动充电按钮按下后， 程序会根据给定的电压等级送

6、出驱动信号，来驱动 IGBT 工作， 停止时再按一下按钮，程序会关闭驱动信号使 IGBT 停止工作。 输出电压调节是调节输出的直流充电电压， 由于各个汽车厂家的 汽车电池的电压等级不同， 所以对充电电压的要求也不相同， 所 以将充电电压分成三级，分别是 220V、350V、420V,根绝不同 汽车选择不同的电压。 在控制面板上有电压显示， 方便用户直接 读取电压值。定时充电是选择充电时间，可自由设定，时间范围 是 10 分钟 120 分钟，这项操作可为选项，不启动此操作，此 功能无效。驱动控制部分是采用软开关控制技术来控制驱动 IGBT 实现 逆变控制。 程序控制电路把电压调节控制信号送入驱动电路， 通 过软开关程序， 分别加到两组驱动控制变压器上， 通过驱动变压 器来控制 IGBT 的导通角度，从而实现输出电压的可调节，同时 在程序这加入限制 IGBT 导通角度，防止过大的导通角使 IGBT 损 坏。从充电电压输出端取回电压反馈信号和电流反馈信号， 电流 信号使用霍尔传感器传送， 接入程序控制中， 由于在电池电量低 时充电电流会比较大， 所以充电开始时要使电流逐渐增加， 这个 时间程序中设定的时 60 秒，使主电路和电池不