电动汽车的快速充电系统设计

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由于选用了4只IGBT组成全桥逆变器,每个IGBT需要一个M57962L芯片驱动,而每个M57662L芯片需要3个电压等级即15V、l0V、5v为其供电,其中5v电压同时为MC9S12XS128单片机供电,本文设计了一款功率为50W的变压器,为单片机及4个M57962L芯片供电,其次级绕组输出3组电压,经整流滤波稳压后,得到上述所需的3个电压。
  1.2 充电控制回路
  选用飞思卡尔MC9S12XS128单片机作为控制核心进行数据采集和控制,其内部数据存储器8KB、程序存储器128KB,2个SCI、1个SPI、1个IIC、1个CAN、16路A/D、8路PWM、8路ECT模块,其工作频率为80MHz,运算速度快,处理能力大大提高。该芯片集成了l6路l2位高精度的A/D转换器,能直接对蓄电池的充电电压、电流及温度进行检测,8路PWM可直接输出到M57962L芯片控制IGBT的通断,简化了单片机外围电路的设计。
  1.2.1 电压检测
  本系统选用电阻分压式结构,并联在充电电路中监测电压信号,电压信号从PAD0口经单片机自带A/D转换器传至单片机进行处理,这种结构能根据外面的实际电压自动选用相应的量程检测电压,使电压越小时,检测到的电压精度越高,有助于更精确地控制充电过程中的充电电压的变化。
  1.2.2 电流检测
  本系统选用霍尔式电流传感器检测充电电流信号,并将检测到的电流信号经过一定的换算处理从PAD1口经单片机自带的A/D转换器传至单片机进行处理,该传感器精度高,能精确的检测到充电电流0.1A的变化。
  1.2.3 温度检测
  本系统选用热敏电阻检测充电过程中电池温度信号,实际应用时将热敏电阻贴在电池上检测电池温度,该热敏电阻能准确检测到充电过程中电池温度的变化量,温度信号经PAD2口传至单片机进行处理,防止充电过程中电池过热,使充电过程能平稳、安全的进行。
  1.2.4 液晶显示模块
  本系统选用带中文字库的12864液晶屏,液晶屏模块与单片机的PA、PB口相连。
  能实时显示充电过程中的充电电压、充电电流以及电池的端电压和温度,并在空闲时能显示日历、4路PWM波的占空比等。
  1.2.5 按键输入
  选用4x4矩阵键盘。通过按键可切换到蓄电池充电方法选择、充电参数设定、日历调整、4路PWM波的占空比显示及充电电压、充电电流、电池的端电压和温度显示等界面。
  1.2.6 PWM输出
  PWM的输出频率由一个定时器/计数器设定的高频交流电交变周期决定,本系统PWM波形选用左对齐的方式,每路PWM的占空比:[(PWMPERx—PWMDTYx)/PWMPERx]×100%,其中PWMPERx表示PWM通道寄存器,PWMDTYx表示PWM通道占空比寄存器。
  2 软件设计
  多功能快速充电系统的系统软件用C语言编写,经过汇编、仿真调试写入单片机的内部程序存储器中,实现系统软件的结构层次化、功能模块化,软件的可读性、可维护性和可扩展性强。
  多功能快速充电系统针对不同类型的蓄电池,设计了相应的充电方法,软件主要由初始化、充电前电池好坏检测、充电阶段和充电保护等部分组成。 

2018年11月12日 11:04
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