這zhe種zhong充chong電dian方fang式shi在zai充chong電dian過guo程cheng的de初chu期qi
，充chong電dian電dian流liu遠yuan小xiao於yu蓄xu電dian池chi可ke接jie受shou的de充chong電dian電dian流liu
，因yin而er拉la長chang了le充chong電dian時shi間jian

，造zao成cheng電dian能neng的de浪lang費fei。而er在zai充chong電dian過guo程cheng的de後hou期qi，充chong電dian電dian流liu又you大da於yu蓄xu電dian池chi可ke接jie受shou的de電dian流liu
，蓄xu電dian池chi內nei部bu溫wen度du升sheng高gao，產chan生sheng大da量liang析xi氣qi，並bing形xing成cheng內nei部bu硫liu化hua結jie晶jing，大da大da縮suo短duan了le蓄xu電dian池chi的de循xun環huan使shi用yong壽shou命ming，甚shen至zhi有you可ke能neng永yong久jiu性xing地di損sun壞huai電dian池chi。這zhe不bu僅jin造zao成cheng了le浪lang費fei，也ye增zeng加jia了le對dui環huan境jing的de汙wu染ran。同tong時shi，這zhe種zhong傳chuan統tong充chong電dian機ji采cai用yong變壓器變壓整流，可控矽控製的途徑，技術落後，設備笨重，可靠性也差。

美(mei)國(guo)科(ke)學(xue)家(jia)馬(ma)斯(si)通(tong)過(guo)對(dui)鉛(qian)酸(suan)蓄(xu)電(dian)池(chi)的(de)大(da)量(liang)試(shi)驗(yan)研(yan)究(jiu)
，提(ti)出(chu)了(le)一(yi)條(tiao)鉛(qian)酸(suan)蓄(xu)電(dian)池(chi)可(ke)接(jie)受(shou)的(de)充(chong)電(dian)電(dian)流(liu)曲(qu)線(xian)。在(zai)充(chong)電(dian)過(guo)程(cheng)的(de)初(chu)期(qi)，蓄(xu)電(dian)池(chi)可(ke)接(jie)受(shou)的(de)充(chong)電(dian)電(dian)流(liu)很(hen)大(da)。隨(sui)著(zhe)充(chong)電(dian)過(guo)程(cheng)的(de)延(yan)續(xu)，充(chong)電(dian)電(dian)流(liu)逐(zhu)漸(jian)按(an)指(zhi)數(shu)規(gui)律(lv)減(jian)小(xiao)。讓(rang)充(chong)電(dian)機(ji)的(de)充(chong)電(dian)電(dian)流(liu)按(an)這(zhe)樣(yang)一(yi)條(tiao)理(li)想(xiang)電(dian)流(liu)曲(qu)線(xian)變(bian)化(hua)

，就(jiu)可(ke)以(yi)最(zui)大(da)限(xian)度(du)的(de)提(ti)高(gao)充(chong)電(dian)效(xiao)率(lv)。同(tong)時(shi)
，試(shi)驗(yan)表(biao)明(ming)
，采(cai)用(yong)脈(mai)衝(chong)式(shi)的(de)充(chong)電(dian)方(fang)式(shi)是(shi)消(xiao)除(chu)各(ge)種(zhong)極(ji)化(hua)現(xian)象(xiang)，提(ti)高(gao)充(chong)電(dian)速(su)度(du)，延(yan)長(chang)蓄(xu)電(dian)池(chi)循(xun)環(huan)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)的(de)有(you)效(xiao)途(tu)徑(jing)。這(zhe)種(zhong)充(chong)電(dian)方(fang)式(shi)是(shi)在(zai)對(dui)蓄(xu)電(dian)池(chi)充(chong)電(dian)的(de)過(guo)程(cheng)中(zhong)適(shi)時(shi)暫(zan)停(ting)充(chong)電(dian)
，並(bing)適(shi)當(dang)加(jia)入(ru)放(fang)電(dian)脈(mai)衝(chong)。當(dang)電(dian)池(chi)充(chong)電(dian)停(ting)止(zhi)時(shi)，電(dian)池(chi)的(de)歐(ou)姆(mu)極(ji)化(hua)消(xiao)失(shi)，濃(nong)差(cha)極(ji)化(hua)和(he)電(dian)化(hua)學(xue)極(ji)化(hua)減(jian)弱(ruo)。若(ruo)能(neng)在(zai)電(dian)池(chi)充(chong)電(dian)過(guo)程(cheng)中(zhong)讓(rang)其(qi)反(fan)向(xiang)放(fang)電(dian)
，則(ze)極(ji)化(hua)現(xian)象(xiang)迅(xun)速(su)消(xiao)失(shi)

，電(dian)池(chi)內(nei)部(bu)溫(wen)度(du)也(ye)會(hui)因(yin)放(fang)電(dian)而(er)得(de)到(dao)有(you)效(xiao)控(kong)製(zhi)。脈(mai)衝(chong)電(dian)流(liu)充(chong)放(fang)電(dian)對(dui)電(dian)池(chi)極(ji)板(ban)有(you)加(jia)強(qiang)其(qi)韌(ren)性(xing)的(de)效(xiao)果(guo)，可(ke)以(yi)大(da)大(da)提(ti)高(gao)蓄(xu)電(dian)池(chi)的(de)循(xun)環(huan)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)。同(tong)時(shi)，由(you)於(yu)電(dian)池(chi)極(ji)化(hua)現(xian)象(xiang)的(de)消(xiao)失(shi)，脈(mai)衝(chong)電(dian)流(liu)又(you)可(ke)以(yi)深(shen)層(ceng)次(ci)地(di)激(ji)活(huo)電(dian)池(chi)內(nei)部(bu)的(de)活(huo)性(xing)物(wu)質(zhi)，從(cong)而(er)大(da)幅(fu)度(du)提(ti)高(gao)蓄(xu)電(dian)池(chi)的(de)充(chong)電(dian)有(you)效(xiao)容(rong)量(liang)。

當(dang)前(qian)，帶(dai)有(you)自(zi)適(shi)應(ying)控(kong)製(zhi)技(ji)術(shu)的(de)脈(mai)衝(chong)式(shi)充(chong)電(dian)機(ji)已(yi)成(cheng)為(wei)礦(kuang)用(yong)電(dian)機(ji)車(che)充(chong)電(dian)機(ji)的(de)主(zhu)要(yao)發(fa)展(zhan)方(fang)向(xiang)。因(yin)此(ci)，開(kai)發(fa)新(xin)一(yi)代(dai)的(de)智(zhi)能(neng)快(kuai)速(su)充(chong)電(dian)機(ji)不(bu)僅(jin)可(ke)以(yi)提(ti)高(gao)充(chong)電(dian)效(xiao)率(lv)
，降(jiang)低(di)使(shi)用(yong)單(dan)位(wei)的(de)運(yun)營(ying)成(cheng)本(ben)
，同(tong)時(shi)也(ye)具(ju)有(you)節(jie)能(neng)
、環保等諸方麵的社會意義。

一種智能型全自動快速充電機

電氣原理

充電機電氣原理框圖見圖1。電氣原理分為三大部分，即逆變主通道、檢測控製單元和對話單元(顯示操作單元)。

圖1：充電機電氣原理框圖

逆變主通道將380 V交流電源變換為可對電池進行充電的可控直流電源，由輸入回路、工頻整流濾波電路
、移相全橋(ZVT-PWM)變換電路、高頻整流電路濾波電路

、輸出回路及放電回路組成。

輸入回路即供電回路
，在非運行狀態時，可切斷主通道電源。輸入回路設計有軟啟動功能，避免啟動衝擊對回路元件造成的損傷。

工頻整流濾波電路將380 V交流電整流為約550 V的直流電，如圖2所示。

圖2：工作整流濾波電路示意圖

移相全橋功率變換電路是主通道的核心

，完成從直流到交流再到直流的變換。如圖3所示。通過改變橋臂IGBT控製信號的相位，來改變耦合到高頻變壓器的波形寬度，從而改變輸出給被充電池的電流
、電壓值。

圖3：移相全橋功率變換電路示意圖

[page]
高頻整流濾波電路將高頻變壓器副邊的高頻交流電
，整流為電池充電要求的平滑直流電。

輸出開關電路在非充電狀態下保證主通道與被充電池的隔離，防止發生反接造成的危險。

放電電路實現"充-停-放-停-充"的充電方式
，從而改善電池的充電效果和恢複電池的性能。此外，還可以對電能未消耗完的待充電池進行放電處理。

控kong製zhi單dan元yuan接jie收shou來lai自zi對dui話hua單dan元yuan給gei定ding的de參can數shu和he命ming令ling
，並bing通tong過guo對dui主zhu通tong道dao各ge相xiang關guan參can數shu的de實shi時shi檢jian測ce，動dong態tai控kong製zhi主zhu通tong道dao的de工gong作zuo，實shi現xian要yao求qiu的de充chong電dian功gong能neng和he充chong電dian進jin程cheng。同tong時shi為wei設she備bei提ti供gong多duo種zhong保bao護hu。

控製單元采用最新嵌入式內核芯片ARM設計。采集模擬量為：4路溫度、輸出電流、放電電流、輸出電壓和電池電壓。控製量為：輸入開關、軟啟動、輸出開關、輸出電容放電和ZVT-PWM變換控製等。

控製單元與對話單元之間為RS232全雙工通信。控製單元接收來自對話單元的各種控製命令，並向對話單元實時發送數據。

對話單元是整機操作平台
，接收並實現操作者的各種工作指令，完成各種工作方式的參數設定、記憶及各種動靜態參數顯示。對話單元由控製芯片、LCM、參數存儲器和操作按鍵組成。

當充電機進入工作狀態時
，設備首先進行自檢。自檢項目包括充電電池是否反接、主通道各部分是否正常。

自檢結果將發送給對話單元。

自檢正常時，設備處於待命狀態，準備接收由對話單元發來的各種命令及參數，並按要求開始相應的工作進程。

自檢故障時，對話單元顯示故障編號，等待檢修。

工作方式

智能型全自動快速充電機設計了三種工作方式：便捷方式、智能方式和放電方式。

bianjiefangshi。yizhongchangguidehengliuxianyadingshichongdiangongzuofangshi，cifangshigongzuoshi，chongdianjiyishedingdianliuxiangfuzaidianpinghengliuchongdian，dangchongdiandianyadadaoxianzhidianyashi，dianyabuzaishangsheng

，erchongdiandianliuzhujianjianxiao。dangchongdianshijiandadaoshedingshijianshi，chongdianjizidongjieshuchongdianguocheng。cizhongmoshichongdian，dianliubuyichaoguo100 A，否則電瓶不易充滿，且析氣量大。

智能方式。一種針對不同規格型號的電池采取不同整定參數充電的工作方式。而對每一種電池又有三種充電模式，即初充模式、恒流模式和快速模式。

a．初充模式。為兩階段的定電流
、定時間的自動充電方式。主要為新電池初充設計。此模式充電，兩階段電流均不宜過大，

b．恒heng流liu模mo式shi。開kai始shi充chong電dian時shi為wei恒heng流liu工gong作zuo

，當dang電dian壓ya升sheng高gao到dao設she定ding值zhi時shi轉zhuan入ru穩wen壓ya工gong作zuo，當dang充chong電dian時shi間jian達da到dao設she定ding時shi間jian或huo充chong電dian容rong量liang滿man時shi自zi動dong停ting止zhi充chong電dian，這zhe是shi基ji本ben進jin程cheng。當dang充chong電dian時shi間jian足zu夠gou長chang時shi，基ji本ben進jin程cheng會hui疊die加jia周zhou期qi性xing的de放fang電dian脈mai衝chong，疊die加jia後hou的de充chong電dian過guo程cheng為wei"充-停-放-停-充"。

c．快速模式。快速模式包含三個順序階段：恒流
、恒(heng)壓(ya)和(he)小(xiao)電(dian)流(liu)維(wei)持(chi)。恒(heng)流(liu)段(duan)以(yi)大(da)電(dian)流(liu)充(chong)電(dian)為(wei)特(te)征(zheng)，當(dang)充(chong)電(dian)量(liang)達(da)到(dao)設(she)定(ding)容(rong)量(liang)或(huo)充(chong)電(dian)時(shi)間(jian)達(da)到(dao)設(she)定(ding)值(zhi)或(huo)電(dian)壓(ya)升(sheng)至(zhi)限(xian)定(ding)值(zhi)時(shi)結(jie)束(shu)，轉(zhuan)入(ru)恒(heng)壓(ya)段(duan)。恒(heng)流(liu)段(duan)可(ke)使(shi)電(dian)瓶(ping)恢(hui)複(fu)80％左zuo右you的de容rong量liang。恒heng壓ya段duan則ze維wei持chi恒heng流liu充chong電dian結jie束shu時shi的de電dian壓ya，而er電dian流liu逐zhu漸jian減jian小xiao，當dang恒heng壓ya充chong電dian達da到dao設she定ding時shi間jian時shi，自zi動dong轉zhuan入ru維wei持chi充chong電dian過guo程cheng。快kuai速su模mo式shi和he恒heng流liu模mo式shi一yi樣yang
，當dang充chong電dian時shi間jian足zu夠gou長chang時shi，基ji本ben進jin程cheng會hui疊die加jia周zhou期qi性xing的de放fang電dian脈mai衝chong，疊die加jia後hou的de充chong電dian過guo程cheng為wei"充-停-放-停-充"。恒壓過程結束時
，電瓶容量可恢複95％以yi上shang。當dang充chong電dian進jin程cheng轉zhuan入ru維wei持chi充chong電dian過guo程cheng時shi，脈mai衝chong疊die加jia停ting止zhi。放fang電dian方fang式shi是shi為wei人ren工gong對dui電dian瓶ping放fang電dian而er設she計ji的de功gong能neng。進jin入ru該gai方fang式shi時shi，電dian瓶ping按an照zhao設she定ding電dian流liu放fang電dian，當dang電dian瓶ping電dian壓ya降jiang到dao設she定ding值zhi時shi自zi動dong停ting止zhi放fang電dian。

技術性能和參數

1)額定輸入電壓：380 VAC±10％50 Hz；
2)額定輸出功率：30 kW；
3)直流輸出電流：5-200 A
；
4)直流輸出電壓：30～300 V；
5)工作模式：三種，便捷充電、智能充電和自動放電。智能充電模式分為三種充電方式，即初充方式、恒流方式和快速方式；
6)具有自檢功能；
7)具有電池反接保護功能；
8)具有過流
、過載、短路和超溫等保護功能；

本設計以大功率IGBT為核心，嵌入先進的智能控製係統，在充電過程中實時檢測電池的充電情況
，自動調整充電參數，實現最佳的模式控製。通過"充-停-放-停-充"的de脈mai衝chong充chong電dian方fang式shi，實shi現xian了le可ke控kong的de去qu極ji化hua功gong能neng和he最zui佳jia的de充chong電dian工gong藝yi要yao求qiu，提ti高gao了le充chong電dian效xiao率lv和he電dian池chi的de充chong電dian容rong量liang，延yan長chang了le電dian池chi的de使shi用yong壽shou命ming
，同tong時shi設she備bei還hai具ju有you自zi檢jian及ji多duo種zhong保bao護hu功gong能neng，有you著zhe廣guang闊kuo的de應ying用yong前qian景jing。