基于三段式充電控制方案的電動(dòng)汽車(chē)智能充電器設計
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3.3 輔助控制電介紹
充電控制電路采用ATmega8單片機進(jìn)行數據采集和控制，該芯片是增強型RISC結構的低功耗8位微控制器，數據吞吐量達到1 MI PS/MHz， 8字節的Flash程序存儲器，擦寫(xiě)次數大于1 000次，支持可在線(xiàn)編程(1 SP)，極大的方便了程序的調試和修改。
由于其具有6路1 0位ADC和2路8位ADC，能對來(lái)自端口PORTC的8路單端輸入電壓進(jìn)行采樣。6通道PWM，片內可編程看門(mén)狗定時(shí)器，可大大簡(jiǎn)化控制電路的外圍設計和保證了程序的安全運行。
ADC負責對充電時(shí)電壓，電流，溫度數據的采集，PWM輸出充電時(shí)電壓電流的基準值到到比較電.路，同時(shí)單片機控制開(kāi)關(guān)電源控制模塊UCC3895。
電壓檢測電路：電壓采樣電路由精密電阻和可調電阻構成，由于該單片機AD測量最大設定范圍為5v。所以要使電池組電壓成比例的縮小在5 V范圍內，然后利用ATMEGA8內部的AD轉換功能進(jìn)行轉換，其精度可以達到0.1 V。
單片機在內部通過(guò)相減計算出電池電壓，該電路采用單片機內部自帶1 0位AD轉換，減少了設計電路的復雜性，并提高了可靠性和精度，為了抵抗電氣干擾和高壓電擊，該電路采用高速隔離光藕PC81 7隔離。
電流檢測電路：一般進(jìn)行電流采集時(shí)在電路中串聯(lián)一個(gè)阻值很小的取樣電阻，把取樣電阻上的電壓輸入單片機轉換通道，進(jìn)行A/D轉換，再通過(guò)計算把電壓值轉換為電流值。但由于本方案中充電電流較大，使用電阻采樣會(huì )消耗點(diǎn)較多的功率，可使用電流互感器采樣。
溫度檢測電路：溫度采樣溫度傳感器DS l 8B 2 0，它在測溫精度、轉換時(shí)間、傳輸距離、分辨率等方面較DS l 820有了很大的改進(jìn)，給用戶(hù)帶來(lái)了更方便的使用和更令人滿(mǎn)意的效果。它與系統的連接有兩種方法，一種是采用寄生電源方式，一種是外接電源驅動(dòng)方式。在這里采用后者。
3.4 工作過(guò)程介紹
上電后，單片機首先檢查電池是否接反，電池電壓是否因為電而過(guò)低，如果電壓過(guò)低，先使用小電流給電池充電一間，使電壓達到三階段充電常水平在開(kāi)始充電，如果電常則直接進(jìn)入正常充電階首先是恒流充電階段，充電小于0.5 C，一般取0.1 C，電壓會(huì )緩慢的上升。
當電壓到一定階段(本例中采用電60V)改為恒壓充電，此時(shí)隨電過(guò)程的進(jìn)行電池內阻會(huì )逐升，充電電流會(huì )隨著(zhù)內阻的而減小，當單片機檢測電流減小到一定的值(小于恒流充電值的1/1 0)，立即轉入涓流充電階段，充電電流一般取0.3C，在此階段電池電壓會(huì )減小，當充電電流小于0.0 1 C時(shí)即可認為電池已充滿(mǎn)，單片機會(huì )自動(dòng)將電池從充電電路中切除。
在恒壓階段如果單片機檢測到電池溫度高于45度則自動(dòng)轉入第三階段，待溫度下降后再轉入第二階段。充滿(mǎn)后通過(guò)單片機關(guān)斷繼電器，停止充電.。
4.系統軟件設計
軟件流程框圖如圖2所示。
系統軟件用C語(yǔ)言編寫(xiě)，在I C C A V R環(huán)境下編譯，A V Rstudio4環(huán)境下調試完成。在編制軟件的過(guò)程中，雖然先恒流后恒壓的控制方式比較簡(jiǎn)單，但要充分考慮到單片機檢測充電機輸出電壓的檢測點(diǎn)與電池端之間的線(xiàn)壓降。
因此，在處理充電電流不斷減小的過(guò)程中，只有控制充電機的輸出電壓與線(xiàn)壓降之間的平衡關(guān)系，才能使電池端的電壓為恒定值。
5.結束語(yǔ)
隨著(zhù)電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)的發(fā)展，鎳氫電池的使用越來(lái)越廣泛，延長(cháng)電池充電壽命成為迫切需要，采用合適的充電方式，電池的使用壽命比普通充電方式可以提高約2 5%，本文所介紹的充電器，能實(shí)現對鎳氫電池的大電流充電，以及充電過(guò)程的自動(dòng)控制以和及保護，很適合用作電動(dòng)汽車(chē)的車(chē)載充電器，有廣泛的推廣前途。
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