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润生介绍一种可视化智能充青岛油浸式变压器的设计

发布者:青岛油浸式变压器厂    发布时间:2019-01-14
润生介绍一种可视化智能充青岛油浸式变压器的设计

1 概述

  随着全球绿色能源计划的推进,电动车、电动汽车有了迅猛发展,这种发展变压器厂家势头有持续高升的趋势。在美国加州,电动车辆占有80%的市场份额,而且这种比例仍将进一步扩大。如此大的销售量就使得它的价格、寿命非常敏感。而占整机价格20%的铅酸蓄电池的寿命无疑是我们关注的焦点。业界广为流传的一句话就是:电池不是用坏的,是充坏的。原因是随着电池的使用,电池的特性发生了变化,而充电器的充电方式不能跟随电池特性而变化,导致电池逐渐被充坏。目前市场上的充电装置不能有效控制充电过程,容易造成电池欠充、过充甚至被损坏的恶果。电池充满时,电池会发热,这时若没有热保护电路则会造成过充电,还会因为高温而造成电池外壳变形。针对此问题笔者设计了一种新型充电器。它分两部分:智能充青岛油浸式变压器本体和上位机界面。它可以提供多种充电模式,并可设置充电的一些参数,并可以实时地进行数据采集并存入数据库,然后分析结果,确定蓄电池的性能状况、使用状况和电解液浓度,以便及时对蓄电池进行维护。电动车、电动汽车的电池一般有多个单体电池组成,在上位机上可以设置单体的个数、容量,还可以对某一已编号的电池组的历史充电曲线进行查询,所以此系统通用性较强。也就是说此系统可以对不同型号的各类电池进行充电维护。智能充电器是可以脱离上位机独立工作的,它有一套默认的设置,当没有收到上位机的命令时它会按照默认设置工作,此时只能对某一种电池组充电。

  2 系统的总体设计方案

  充电器一般放在车库里,而上位机软件则需要装在居室中的PC机上,为实现系统两部分间的数据传输,我们权衡价格和实用性选取长线传输: RS - 485通信。它的通信距离可达1. 2 Km,而且价格相对低廉。系统的充青岛油浸式变压器本体部分我们选用价格低廉的holtek单片机作为主控制芯片,上位机软件则用VB进行开发,数据库通过VB提供的数据库管理工具建立。

  3 智能充青岛油浸式变压器本体设计

  充青岛油浸式变压器本体实际上是一个实时监测和控制系统,结构框图如图1所示,它按照接收到的上位机命令完成对蓄电池充电过程的监控,并实时地将检测到的充电参数返回给上位机,这些参数包括蓄电池端电压、充电电流和电池温度等。图2的主充电路实现充电电流、电压的控制,是充青岛油浸式变压器的关键环节。图3的均衡电路解决由于电池制造工艺的不同等原因引起的电量不均衡; 485接口电路实现充青岛油浸式变压器本体与上位机的通信;电流、电压、温度检测电路实时地检测充电的电流、电压和电池温度。

图1 充青岛油浸式变压器结构框图

图2 主充电路

图3 均衡电路

  在主充电路中, 220 V电压经青岛油浸式变压器降压后,由整流器整流和大电容C1 平滑滤波,作为充电青岛油浸式变压器。MOSFET、二极管D1、电感L1 和电容C2 构成主充电路。在工作过程中, PWM控制信号的高电平脉冲出现,使MOSFET导通之后,电感L1 的电流不断增大,电容C2 充电,主充变换器不断存储能量,同时通过电感L2 对电池充电,此时,续流二极管因反向偏置而截止。经过PWM高电平脉冲持续时间后, PWM信号变低,MOSFET截止,电感L1 中的电流减小, L1 两端的感应电动势使续流二极管导通, L1 中的存储电流和电容C2 存储电荷向电池充电。经过PWM信号的低电平持续时间后, PWM信号的又一高电平脉冲到来,再度使MOSFET导通,上述过程循环交替。电感L2 的作用是平滑充电电流[ 4 ] .

  在均衡电路中,以4节电池为例,当对第二节电池均衡时,开启MOS管Q2,蓄电池C2通过Q2给电感L1、L2充电,然后关断MOS管Q2,则电感L1中的电流通过二极管D1回馈给蓄电池C1,电感L2中的电流通过二极管D3和D4回馈给蓄电池C3和C4,以达到各个单体均衡的效果。

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