发明创新设计结课作业

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1、发明创新设计与实践结课作业结课作业 2014年 05 月 18 日 姓名班级学号本课序号手机作业内容问题名称：关于电动汽车充电问题的创新技术问题描述及原因分析：目前，在电动车的使用中，常见有几种充电问题。由于电动车充电器的输入电路工作在高电压，大电流的状态下故障率最高。如高压大电流整流三极管，滤波电容，开关功率等；其次较易损坏的就是输出整流部分的整流二极管，保护二极管，滤波电容，限流电容等；再就是脉宽调制控制器的反馈部分和保护电路部分。（1）保险丝熔断由于充电器长时间工作在高电压，大电流的状态下，内部器件的故障率较高，另外电网电压的波动，浪潮都会引起充电器内电流瞬间增大而使保险丝熔断。（2）无

2、直流电压输出或电压输出不稳定过压，过流保护电路出现开路，短路现象；振痨电路没有工作；电源负载过重，高频整流滤波电路中整流二极管被击穿，滤波电容漏电。（3）无直流电压输出，但保险丝完好充电器未工作，或是工作后进入了保护状态。（4）直流电压输出过高在充电器中，直流输出，取样电阻，误差取样放大器，光耦合器，电源控制芯片等共同构成了一个闭合的控制环路，任何一处出问题会导致电压升高。（5）直流电压输出过低输出电压端整流三极莒，滤波电容失效；开关功率管的性能下降，导致开关管不能正常导通，使电源的内阻增加，带负载能力下降；开关功率管的源极通常接一个阻值很小但功率很大的电阻，作为过流吴护检测电阻。该电阻的阻值

3、般在0.2O.8。如该电阻变值或开焊，接触不良也会造成输出电压过低；高频脉冲变压器不良，不但造成输出黾压下降，还会造成开关功率管激励不足从而屡损开关管；高压直流滤波电容不良，造成电源带负载能力差；电源输出线接触不良，有定的接触电阻，造成输出电压过低；电网电压过低。虽然充电器在低玉下仍然可以输出额定的充咆电压，但当电网电压低于充电器的最低电压限定值时，也会使输出电压过低。（6）散热风扇不转控制风扇的三极管(一般为8550或8050)损坏，或者风扇本身损坏或风叶被杂物卡住。但有些充电器申采用的是智能散热，对于采用这种方式散热的充电器，热敏电阻损坏的概率是很大的。解决方案：为解决上述技术问题，本实用

4、新型的目的是提供一种用于电动汽车的免充电供电系统，该系统依靠蓄电池自行充放电循环，直至将蓄电池内存化学能转换成电能消耗完，更换新的蓄电池即可，而不必通过外电源充电，克服了由外电源频繁充电带来的种种不便，并延长了电动汽车连续性行驶时间，且该系统还减少了电池使用数量。本实用新型采用的技术方案是：包括两块12V蓄电池，两个DC/AC电源转换器，充电器，一个AC/DC变压器；第一块蓄电池正、负极接线头与第一个DC/AC电源转换器输入端连接，第一个DC/AC电源转换器输出端与充电器输入端连接，充电器的输出端与第二块蓄电池正、负极接线头连接，第二块蓄电池与第一块蓄电池并联；第一块蓄电池正、负极接线头同时与

5、第二个DC/AC电源转换器输入端连接，第二个DC/AC电源转换器输出端与AC/DC变压器输入端连接，AC/DC变压器输出端与电动汽车的直流电动机连接。作为本实用新型的一种优选方案：第一块蓄电池、第二块蓄电池为12V/120AH锂电池，第一个DC/AC电源转换器为DC12V/AC220V1500W电源转换器，第二个DC/AC电源转换器为DC12V/AC220V3000W电源转换器，充电器采用输出12V/6A直流电的汽车电瓶充电器，AC/DC变压器采用AC220V/DC60V变压器。本实用新型的有益效果是：使用方便、电能损耗小，输出功率高.除首次使用前由外电源充一次电，以后不再需要充电，依靠蓄电池

6、自身循环充放电，向电动机连续供电，当蓄电池化学能消耗殆尽，换成新的蓄电池即可，避免了由外电源充电带来的种种麻烦，还延长了电动汽车连续行驶的时间.同时本系统仅用两块电池和升压电路作为动力电源，代替电池组(由4-5块电池串联组成)，减少了电池使用数量，与以前的供电系统相比，节省了电池，减少了重量和体积，具有较强实用性。如下图所示：该系统包括两块12V/120AH锂电池1、9、一个DC12V/AC220V1500W电源转换器7、一个DC12V/AC220V3000W电源转换器4、一个输出直流电12V/6A的汽车电瓶充电器8、AC220V/DC60V变压器5、电键2、电键3、若干导线。首先，该系统使用

7、前最好将第一块锂电池1充满一次电，然后将第一块锂电池1的正、负极接线头通过导线与DC12V/AC220V1500W电源转换器7的输入端连接，DC12V/AC220V1500W电源转换器7的输出端与充电器8的输入端连接，充电器8的输出端与第二块锂电池9的正、负极接线头连接，第二块锂电池9的正极接线头与第一块蓄电池1的正极接线头连接，第二块锂电池9的负极接线头与第一块蓄电池1的负极接线头连接。上述连接电路的目的是将第一块锂电池1输出的12V/1.5A直流电先通过DC12V/AC220V1500W电源转换器7转变成220V/2A交流电；220V/2A交流电再通过充电器8转变成12V/6A直流电输出，

8、对第二块锂电池9充电，第二块锂电池9最后放电给第一块锂电池1充电。使用第二块锂电池9作用是起到了备用电源作用，它先储存多余直流电，再向第一块锂电池1浮充放电，第一块锂电池1获得源源不断电能，经内部转化后再向外电路放电。上述过程依次往复，实现锂电池的自身循环充放电，充放电能主要是靠第一块锂电池1和第二块锂电池9内存的化学能转化来的，当两块锂电池的化学能消耗完报废，更换新的蓄电池即可。整个过程除使用前最好对第一块锂电池1一次性充满电后，不再需要220V外电源充电，避免了以往蓄电池供电系统依靠外电源经常充电带来的种种不便，为方便控制循环充放电的启停，第一块锂电池1与DC12V/AC220V1500W

9、电源转换器7之间设有电键3。由于第一块锂电池1输出电压只有12V，小于电动汽车直流电动机输入电压(48V或60V)，需要将蓄电池放出电流升压后才能使用，因为直流电不能直接变压为直流电，要先把12V直流电通过DC/AC转换器变为220V交流电，220V交流电再通过AC/DC变压器变为电动机所需要的直流电，从而实现了两块电池代替一组电池，满足持续供电的要求。为实现上述目的，第一块锂电池1的正、负极接线头通过导线与DC12V/AC220V3000W电源转换器4的输入端连接，由于本实用新型采用输入60V直流电动机6，所以AC/DC变压器5应采用AC220V/DC60变压器，DC12V/AC220V30

10、00W电源转换器4的输出端连接AC220V/DC60V变压器5输入端，AC220V/DC60V变压器5输出端与60V直流电动机6的输入端连接。此连接电路的目的是将第一块锂电池1输出的12V/1.5A直流电通过DC12V/AC220V3000W电源转换器4转变成220V/2A交流电，220V/2A交流电再通过AC220V/DC60V变压器5转变成60V/20A直流电，以输出给60V直流电动机6供电，此电路实现了将蓄电池12V直流电转变成60V直流电向直流电动机6供电.为方便控制对直流电动机6放电的启停，第一块锂电池1与DC12V/AC220V3000W电源转换器4之间设有电键2.实施例中采用的两

11、块12V/120AH锂电池1、9，属现有技术，市场上可以购买，这里不再详述。实施例中的DC/AC电源转换器7、4是直流/交流电源转换器，也叫逆变器或逆变电源，属现有技术，它是将低压的直流电源(一次电池、蓄电瓶)转变成交流电源(一般为220V50HZ正弦或方波)的装置；本实施例中的DC12V/AC220V1500W电源转换器7是指输入12V直流电，输出220V交流电，持续输出功率1500W的电源转换器，DC12V/AC220V3000W电源转换器4是指输入12V直流电，输出220V交流电，持续输出功率3000W的电源转换器；这两种产品市场上可以买到，本实施例均采用由上海纽福克斯光电科技有限公司生

12、产的纽福克斯牌12V/220V电源转换器(型号分别为：4706N、4709N)，这里不再详述。实施例中的充电器8属现有技术，本实施例中可采用“输入AC220V/50HZ、输出DC12V/6A”汽车电瓶充电器，市场上也可直接买到，这里不再详述。实施例中的AC220V/DC60V变压器5(该变压器本身带有整流、滤波电路)利用电磁感应原理工作，它包括铁芯、初级线圈、次级线圈、整流电路、滤波电路、稳压电路等，作用是将220V交流电输入先转变成60V交流电，再通过整流电路、滤波电路、稳压电路转变成60V/20A直流电输出。AC220V/DC60V变压器5属于现有技术，所述领域的一般技术人员均可设计，市场上也可以买到，这里不再详述。实施例中60V直流电动机6可采用输入电压60V/额定输出功率(1000W-3000W)直流串激电机或直流无刷电机，这类电机属现有技术，这里不再详述。将本实用新型组装好后可安置在一个绝缘盒内，绝缘盒安装在电动汽车上，并可与电动汽车的控制电路连接。该系统可使电动汽车连续行使5-12个月时间(在速度不超过50km/h情况下)，待蓄电池消耗完毕，换成新的蓄电池即可继续使用。本实用新型适用于电动轿车、电动巡逻车、电动游览车、电动小货卡。方案评价：关于太阳能技术的利用还有待进一步的开发和完善。