一种新能源电力系列车用快速复能充电装置的制作方法

1.本发明涉及电力设备领域，具体涉及一种新能源电力系列车用快速复能充电装置。


背景技术：

2.目前，新能源电力系列车飞速发展，相对应的，新能源电力系列车用充电桩作为专门为电力车电瓶电池配置的一种充电设备，也随着一起发展。目前的新能源电力系列车用充电桩大多分为两类，分别为带工频变压器的充电桩和开关电源式充电桩，而带工频变压器的充电桩一般为货运三轮使用，这种充电桩体积大、重量大、费电，但是可靠，便宜；而开关电源式充电桩一般为电力系列车使用，虽然目前的开关电源式充电桩具备省电、效率高的优点，但是易损坏。
3.在使用开关电源式充电桩时，正确操作顺序为：充电时，先插电池，后加三相电；充足后，先切断三相电，后拔电池插头。如果在充电时先拔电池插头，特别是充电电流大时，非常容易损坏充电器。因此，目前的开关电源式充电桩，使用不便，电流不稳定。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种新能源电力系列车用快速复能充电装置，以解决现有技术中目前的开关电源式充电桩，使用不便，电流不稳定的问题。
5.根据本发明实施例的第一方面，提供一种新能源电力系列车用快速复能充电装置，包括：
6.电池充电电路、电流电压检测单元、充电检测控制单元和智能控制单元；
7.所述电池充电电路与三相电相连，还包括用于给蓄电池组充电的充电插口；
8.所述电流电压检测单元，分别与电池充电电路、智能控制单元相连，用于检测所述电池充电电路对三相电进行整流后的电流电压，并将检测信号发送至智能控制单元；
9.所述充电检测控制单元，分别与所述电池充电电路、智能控制单元相连，用于检测充电插口处的运行信息，并将运行信息发送至所述智能控制单元；还用于接收所述智能控制单元的控制信号，并根据所述控制信号控制所述电池充电电路的充电模式；还用于根据所述控制信号改变周波波脉冲；
10.所述智能控制单元，根据所述检测信号以及所述运行信息，生成所述控制信号。
11.优选的，所述电池充电电路，包括：
12.依次连接的灭弧整流稳压电路、逆变功率输出电路、高频开关变压器电路、充电控制电路，所述充电控制电路与所述充电插口相连，所述灭弧整流稳压电路还与所述电流电压检测单元相连，所述充电控制电路还与所述充电检测控制单元相连；
13.所述灭弧整流稳压电路用于从三相电获取电流，并对所述电流进行灭弧、整流、稳压；
14.所述逆变功率输出电路用于将整流后的电流转换成交流电；
15.所述高频开关变压器电路用于对所述交流电变压，并整流成直流；
16.所述充电控制电路用于根据所述充电检测控制单元的控制，切换充电模式。
17.优选的，所述充电检测控制单元，至少包括：
18.h桥变换控制模块，及，分别与所述h桥变换控制模块相连的放电控制模块、电流检测模块、输出接触器驱动模块、电压检测模块；
19.所述h桥变换控制模块还与所述智能控制单元相连；
20.所述放电控制模块还与所述充电控制电路相连，用于控制所述充电模式；
21.所述电流检测模块还与所述充电控制电路相连，用于对所述充电控制电路中的电流进行检测；
22.所述输出接触器驱动模块与所述充电控制电路相连，用于控制所述充电插口电流的通断；
23.所述电压检测模块还与所述充电控制电路相连，用于检测所述充电插口两侧的电压。
24.优选的，所述灭弧整流稳压电路，包括：
25.滤波器、整流模块、稳压三极管，其中，
26.所述滤波器通过熔断器组、第一接触器开关与三相电相连；所述滤波器还通过并联的第一电阻器组、第二接触器开关与所述整流模块相连；
27.所述整流模块的正极输出端与负极输出端串接有并联的第一电容器组和第三电阻器组；所述整流模块的正极输出端还与所述稳压三极管的发射极相连；
28.所述稳压三极管的集电极串接第一电感，作为灭弧整流稳压电路的第一输出端，与所述逆变功率输出电路相连；所述整流模块的负极输出端串接第四电阻，作为灭弧整流稳压电路的第二输出端，与所述逆变功率输出电路相连；所述灭弧整流稳压电路的第一输出端与第二输出端之间还串接有并联的第二电容器组和第五电阻器组，所述第二电容器组包含两个电容，所述第五电阻器组包含两个电阻，两个电容之间的中点连接至两个电阻之间的中点；所述稳压三极管的集电极还连接第一二极管的阴极，所述第一二极管的阳极与所述电流电压检测单元相连；所述稳压三极管的集电极还通过第一电感与所述电流电压检测单元相连；所述整流模块负极输出端还通过第四电阻与所述电流电压检测单元相连。
29.优选的，所述逆变功率输出电路，包括：
30.第一三极管、第二三极管、第三三极管、第四三极管，其中，
31.每个三极管的集电极与发射极之间串接有并联的二极管和电容，所述二极管的正极与所述集电极相连，负极与所述发射极相连；
32.所述第一三极管、第三三极管的发射极与所述灭弧整流稳压电路的第一输出端相连；
33.所述第二三极管、第四三极管的集电极与所述灭弧整流稳压电路的第二输出端相连；
34.所述第一三极管的集电极与所述第二三极管的发射极相连；
35.所述第三三极管的集电极与所述第四三极管的发射极相连。
36.优选的，所述高频开关变压器电路，包括：
37.第三电感、第四电感、第五电感和第六电感，其中，
38.第三电感耦合第五电感，所述第三电感为可调电感；第五电感耦合第六电感；
39.所述第三电感的一端通过第三电容、第二电感与所述第一三极管的集电极相连；所述第三电感的另一端与所述第三三极管的集电极相连；
40.所述第四电感的一端与所述第四三极管的集电极相连；所述第四电感的另一端连接第一二极管的阳极，所述第一二极管的阴极与所述第三三极管的发射极相连；
41.所述第三电感的可调端与所述充电控制电路相连；所述第五电感的两个不可调端分别连接整流二极管的阳极；两个整流二极管的阴极相连，还与所述充电控制电路相连；
42.所述第六电感的两端连接所述充电控制电路。
43.优选的，所述充电控制电路，包括：
44.充电插口和第二稳压三极管，其中，
45.所述充电插口的正极输入线通过第三接触器开关与所述第三电感的可调端相连，所述充电插口的负极输入线通过第三接触器开关、第六电感与所述两个整流二极管的阴极相连；所述充电插口的正极输入线、负极输入线通过所述第三接触器开关后，通过第四电容相连；所述两个整流二极管的阴极与所述第二稳压三极管的集电极相连，所述第二稳压三极管的发射极连接所述第三电感的可调端；
46.所述充电插口的正极输入线、负极输入线均与所述充电检测控制单元的电压检测模块相连；
47.所述第三接触器控制端与所述充电检测控制单元的输出接触器驱动模块相连；
48.所述充电插口的正极输入线通过第三接触器开关还与所述充电检测控制单元的电流检测模块相连。
49.优选的，所述充电模式，至少包括：
50.恒流充电模式、恒压充电模式、分阶段充电模式。
51.本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
52.可以理解的是，本发明提供的技术方案，通过电池充电电路与三相电相连，并通过其中的充电插口给蓄电池充电；通过电流电压检测单元检测所述电池充电电路对三相电进行整流后的电流电压；通过充电检测控制单元检测充电插口处的运行信息，并根据控制信号控制所述电池充电电路的充电模式；所述智能控制单元，根据所述检测信号以及所述运行信息，生成所述控制信号，可以理解的是，通过本装置的内部设置，能够具有恒流脉冲充电、电压高低不限、不怕反接短接、使用操作简便的优点，使用方便、电流稳定，且设有改变周波波脉冲功能，能够实现对电瓶的增容复能。
53.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
54.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
55.图1是根据一示例性实施例示出的一种新能源电力系列车用快速复能充电装置示意框图；
56.图2是根据一示例性实施例示出的另一种能源电力系列车用充电装置示意框图；
57.图3是根据一示例性实施例示出的一种新能源电力系列车用快速复能充电装置电路原理图。
具体实施方式
58.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
59.实施例一
60.图1是根据一示例性实施例示出的一种新能源电力系列车用快速复能充电装置示意框图，参见图1，一种新能源电力系列车用快速复能充电装置，包括：
61.电池充电电路100、电流电压检测单元200、充电检测控制单元300、智能控制单元400；
62.所述电池充电电路100与三相电相连，还包括用于给蓄电池组充电的充电插口；
63.所述电流电压检测单元200，分别与电池充电电路100、智能控制单元400相连，用于检测所述电池充电电路100对三相电进行整流后的电流电压，并将检测信号发送至智能控制单元400，且设有改变周波波脉冲功能，能够实现对电瓶的增容复能；
64.所述充电检测控制单元300，分别与所述电池充电电路100、智能控制单元400相连，用于检测充电插口处的运行信息，并将运行信息发送至所述智能控制单元400；还用于接收所述智能控制单元400的控制信号，并根据所述控制信号控制所述电池充电电路100的充电模式；
65.所述智能控制单元400，根据所述检测信号以及所述运行信息，生成所述控制信号。
66.且，装置设有改变周波波脉冲功能，现代脉冲智能充电器还以高频开关电源技术为基础，嵌入先进的智能控制数字电路，采用智能检测和控制技术来调节充电器的脉冲输出比例，实现的脉冲输出比例，实现可控去极化功能，可在充电期间对老化欠电的旧电瓶或锂电池“增容复能”击活电瓶，复活率高达80％以上，而且对车用新锂电池及铅酸电瓶等复能充电可延长电池使用寿命三分之一以上。
67.在具体实践中，利用本装置通过电池充电电路100从三相电获取电源，并经过内部电路转换，最终通过充电插口给待充电的蓄电池组进行充电，用户在使用本装置时，仅需要将充电插口与蓄电池组进行连接即可，无需进行额外操作。在充电过程中，电流电压检测单元200和充电检测控制单元300分别实时监测电池充电电路100中的各种参数，并将参数实时发送至所述智能控制单元400，以使所述智能控制单元400发送控制信号至充电检测控制单元300，使得充电检测控制单元300控制电池充电电路100的充电电压电流大小，即，充电模式。
68.可以理解的是，本发明提供的技术方案，通过电池充电电路100与三相电相连，并通过其中的充电插口给蓄电池充电；通过电流电压检测单元200检测所述电池充电电路对三相电进行整流后的电流电压；通过充电检测控制单元300检测充电插口处的运行信息，并根据控制信号控制所述电池充电电路100的充电模式；所述智能控制单元400，根据所述检
测信号以及所述运行信息，生成所述控制信号，可以理解的是，通过本装置的内部设置，能够具有恒流脉冲充电、电压高低不限、不怕反接短接、使用操作简便的优点，使用方便、电流稳定。
69.参见图1、图2，需要说明的是，所述电池充电电路100，包括：
70.依次连接的灭弧整流稳压电路101、逆变功率输出电路102、高频开关变压器电路103、充电控制电路104，所述充电控制电路104与所述充电插口相连，所述灭弧整流稳压电路101还与所述电流电压检测单元200相连，所述充电控制电路104还与所述充电检测控制单元300相连；
71.所述灭弧整流稳压电路101用于从三相电获取电流，并对所述电流进行灭弧、整流、稳压；
72.所述逆变功率输出电路102用于将整流后的电流转换成交流电；
73.所述高频开关变压器电路103用于对所述交流电变压，并整流成直流；
74.所述充电控制电路104用于根据所述充电检测控制单元300的控制，切换充电模式。
75.需要说明的是，所述充电检测控制单元300，至少包括：
76.h桥变换控制模块，及，分别与所述h桥变换控制模块相连的放电控制模块、电流检测模块、输出接触器驱动模块、电压检测模块；
77.所述h桥变换控制模块还与所述智能控制单元相连；
78.所述放电控制模块还与所述充电控制电路相连，用于控制所述充电模式；
79.所述电流检测模块还与所述充电控制电路相连，用于对所述充电控制电路中的电流进行检测；
80.所述输出接触器驱动模块与所述充电控制电路相连，用于控制所述充电插口电流的通断；
81.所述电压检测模块还与所述充电控制电路相连，用于检测所述充电插口两侧的电压。
82.在具体实践中，所述充电检测控制单元300，还可以包括光电隔离模块和温度检测模块，该充电检测控制单元300可以使用sg3525芯片。
83.图3是根据一示例性实施例示出的一种新能源电力系列车用快速复能充电装置电路原理图，参见图3，需要说明的是，所述灭弧整流稳压电路101，包括：
84.滤波器zc、整流模块mds、稳压三极管q1，其中，
85.所述滤波器zc通过熔断器组fu1-3、第一接触器开关k1与三相电火线相连；所述滤波器zc还通过并联的第一电阻器组r1、第二接触器开关k2与所述整流模块mds相连；
86.所述整流模块mds的正极输出端与负极输出端串接有并联的第一电容器组c1和第三电阻器组r3；所述整流模块mds的正极输出端还与所述稳压三极管q1的发射极相连；
87.所述稳压三极管q1的集电极串接第一电感l1，作为灭弧整流稳压电路101的第一输出端，与所述逆变功率输出电路102相连；所述整流模块mds的负极输出端串接第四电阻r4，作为灭弧整流稳压电路101的第二输出端，与所述逆变功率输出电路102相连；所述灭弧整流稳压电路101的第一输出端与第二输出端之间还串接有并联的第二电容器组c2和第五电阻器组r5；所述第二电容器组c2包含两个电容，所述第五电阻器r5组包含两个电阻，两个
电容之间的中点连接至两个电阻之间的中点。
88.所述稳压三极管q1的集电极还连接第一二极管d1的阴极，所述第一二极管d1的阳极与所述电流电压检测单元200相连；所述稳压三极管q1的集电极还通过第一电感l1与所述电流电压检测单元200相连；所述整流模块mds负极输出端还通过第四电阻r4与所述电流电压检测单元200相连。
89.优选的，所述逆变功率输出电路102，包括：
90.第一三极管b1、第二三极管b2、第三三极管b3、第四三极管b4，其中，
91.每个三极管的集电极与发射极之间串接有并联的二极管和电容，所述二极管的正极与所述集电极相连，负极与所述发射极相连；
92.所述第一三极管b1、第三三极管b3的发射极与所述灭弧整流稳压电路101的第一输出端相连；
93.所述第二三极管b2、第四三极管b4的集电极与所述灭弧整流稳压电路101的第二输出端相连；
94.所述第一三极管b1的集电极与所述第二三极管b2的发射极相连；
95.所述第三三极管b3的集电极与所述第四三极管b4的发射极相连。
96.优选的，所述高频开关变压器电路103，包括：
97.第三电感l3、第四电感l4、第五电感l5和第六电感l6，其中，
98.第三电感l3耦合第五电感l5，所述第三电感l3为可调电感；第五电感l5耦合第六电感l6；
99.所述第三电感l3的一端通过第三电容c3、第二电感l2与所述第一三极管b1的集电极相连；所述第三电感l3的另一端与所述第三三极管b3的集电极相连；
100.所述第四电感l4的一端与所述第四三极管b4的集电极相连；所述第四电感l4的另一端连接第一二极管d1的阳极，所述第一二极管d1的阴极与所述第三三极管b3的发射极相连；
101.所述第三电感l3的可调端与所述充电控制电路104相连；所述第五电感l5的两个不可调端分别连接整流二极管的阳极；两个整流二极管的阴极相连，还与所述充电控制电路104相连；
102.所述第六电感l6的两端连接所述充电控制电路。
103.优选的，所述充电控制电路104，包括：
104.充电插口和第二稳压三极管q2，其中，
105.所述充电插口的正极输入线通过第三接触器开关k3与所述第三电感l3的可调端相连，所述充电插口的负极输入线通过第三接触器开关k3、第六电感l6与所述两个整流二极管的阴极相连；所述充电插口的正极输入线、负极输入线通过所述第三接触器开关k3后，通过第四电容c4相连；所述两个整流二极管的阴极与所述第二稳压三极管q2的集电极相连，所述第二稳压三极管q2的发射极连接所述第三电感l3的可调端；
106.所述充电插口的正极输入线、负极输入线均与所述充电检测控制单元300的电压检测模块相连；
107.所述第三接触器k3控制端与所述充电检测控制单元300的输出接触器驱动模块相连；
108.所述充电插口的正极输入线通过第三接触器开关k3还与所述充电检测控制单元300的电流检测模块相连。
109.优选的，本实施例所述的充电装置，电流电压检测单元200还包括vt1驱动以及q2驱动，智能控制单元400包括q1驱动、液晶显示屏，以及微电脑、自动语音提醒模块。本实施例示出的装置能够由微电脑设定自控，通过自动语音提醒模块使用语音提醒用户，且具有恒流脉冲充电、电压高低不限，不怕反接短接，使用操作简便，设有充满自停、安全高效节能、智能自控保护、免维护的特点。
110.优选的，所述充电模式，至少包括：
111.恒流充电模式、恒压充电模式、分阶段充电模式。
112.在具体实践中，恒流充电法：恒流充电法就是对蓄电池进行充电时，自始至终保持充电电流恒定不变，恒流充电具有较高的充电效率，能方便地根据充电时间来决定充电是否停止，也可以改变被充蓄电池的数目，本实施例示出的充电装置具有恒流充电保护的功能。
113.恒压充电法：恒压充电法是充电电源的电压在充电的整个过程中保持恒定不变，本实施例示出的充电装置能保证电力车在充电中电压的绝对稳定，很大程度上保证了充电的安全和效率。
114.分阶段充电法：分阶段充电法是在对蓄电池充电的最初阶段采用较大的充电电流，当蓄电池电压达到控制点时，则将较大的充电电流转为涓流充电。
115.可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
116.需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。
117.流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
118.应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。
119.本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
120.此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模
块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
121.上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
122.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
123.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。