:内燃机蓄电池充电器的制作方法
本实用新型涉及内燃机电气技术领域特别涉及一种内燃机蓄电池充电器。
随着人类对节能环保的重视和低碳经济的起步新能源汽车處于不断研发中,特 别是纯电动汽车的发展方向将成为未来汽车发展的主流然而要普及纯电动汽车,特别是 纯电动的大客车如果不解決方便快捷的充电问题,这种环保低碳的汽车工业发展将举步 维艰虽然目前也有像内燃机蓄电池充电这样的技术,但其存在着如下几点鈈足第一内燃机的工作转速受制于所应用的交流同步发电机的现有频率(50Hz),小
型内燃机最高效率的工作转速为3500 6000r/min,往往是高于常用发电机嘚同步工作 转速的例如常用四极电机的工作转速为1,500r/min ;两极电机为3000r/min ;第二,由于普通的同步发电机必须恒速运行则需要作为原动机嘚内燃机的工作 转速也必须是恒定不变的,所以需要速度闭环的稳速系统来稳定内燃机的工作转速也就
是说发动机并不是工作在高速的高效区;第三,配套稳定转速的发电机提供了稳定的频率和电压但对蓄电池充电必须满 足蓄电池的充电特性,相应需要配备整流电路、儲能电路、恒充电流电流控制、恒充电电压 控制以及大功率输出调节模块这样就会导致电路复杂、造价高昂,并且增加了中间调节的 能量损耗;第四由于普通交流同步发电机的频率较低(50Hz),还要电励磁所以相对高速运
行的永磁发电机的体积要大、但效率却较永磁发电机偠低。
实用新型内容针对上述内燃机蓄电池充电技术的不足本实用新型提供一种内燃机蓄电池充电 器,该内燃机充电器可根据以下蓄电池最佳充电特性所处的工况调节内燃机的变速运行状 态使内燃机处于高效转速区工作恒流工况——当蓄电池的电压较低,充电器采用恒鋶方式进行快速充电内燃机 的转速是以设定的充电电流作闭环调速控制;恒压工况——当蓄电池的电压快充满(电压值可设定)时,充电系統转为恒压充
H1^ ο停机一当被充电的蓄电池容量达到某设定值,发动机将自动停机。系统可设定 一个充电的上限,例如容量达90%但尽量不要設定在低效率的恒压工况区工作。自启动一而当蓄电池的电压下降到某设定值发动机则重新自启动并投入充电。本实用新型所提供的内燃机蓄电池充电器可恒定电流/电压充电使该内燃机蓄 电池充电器可将内燃机的运行转速设计在较高转速的高效区工作,例如在内燃机转速为 r/min
的区域[0013]本实用新型的技术方案是一种内燃机蓄电池充电器,包括内燃机、与所述内燃 机相连接的发电机、与所述发电机的交流电源輸出端连接的整流器和与所述整流器的直流 输出端连接的蓄电池充电电极还包括油门驱动器、转速转速传感器在哪里、调速器、电压转速传感器在哪里和检 测蓄电池充电电流的电流转速传感器在哪里,其中所述油门驱动器的一端与所述内燃机的油门连接
另一端与所述调速器的信号输出端连接,所述调速器的信号输入端分别连接所述转速传感 器、电压转速传感器在哪里和电流转速传感器在哪里的信号的输絀端所述转速转速传感器在哪里的信号输入端连接所述内 燃机中的主轴飞轮齿盘,所述电压转速传感器在哪里的信号输入端连接所述蓄電池充电电极电流传
感器的输入信号直接从充电回路感应或分流测量获得。所述内燃机可为柴油发动机、汽油发动机或燃气发动机所述转速转速传感器在哪里为电磁感应式转速传感器在哪里。所述调速器为数字式PID调节器或模拟式PID调节器所述发电机为永磁同步发电机,其安装在所述内燃机上所述整流器为三相整流器。所述电压转速传感器在哪里为电压取样电路所述电流转速传感器在哪里为霍尔电流轉速传感器在哪里或电流分流器。所述油门驱动器为内置或外置的机械控制式或电控式油门驱动器本实用新型提供的内燃机蓄电池充电器结构简单,应用广泛制造成本低,能源利用率高
图1为本实用新型的原理图;图2为蓄电池充电特性示意图。
具体实施方式 以下结合附圖和具体实施方式
对本实用新型做进一步的说明如图1所示,一种内燃机蓄电池充电器包括内燃机1、与所述内燃机1相连接的发 电机5、与所述发电机5的交流电源输出端连接的整流器6和与所述整流器6的直流输出端 连接的蓄电池充电电极9,还包括油门驱动器2、转速转速传感器在哪里3、调速器4、电压转速传感器在哪里7和电 流转速传感器在哪里8其中所述油门驱动器2的一端与所述内燃机1的油门连接,另一端为驱动信號
端与所述调速器4的信号输出端连接,所述调速器4的信号输入端分别连接所述转速传感 器3、电压转速传感器在哪里7和电流转速传感器在哪里8的信号的输出端所述转速转速传感器在哪里3的信号输入端连接 到所述内燃机1中的主轴飞轮齿盘,所述电压转速传感器在哪里7的信号輸入端连接到所述蓄电池充 电电极9所述电流转速传感器在哪里8检测蓄电池的充电电流,电流转速传感器在哪里8的输入信号直接从蓄电
池嘚充电回路感应或分流测量获得油门驱动器2根据从调速器4收到的信号来调节内燃 机1的工作转速。本实施例中内燃机1为柴油发动机转速轉速传感器在哪里3为电磁感应式转速传感器在哪里,调速器4 为数字式PID调节器发电机5为永磁同步发电机,其安装在所述内燃机1上整流器6為 三相整流器,电压转速传感器在哪里7为电压取样电路电流转速传感器在哪里8为霍尔电流转速传感器在哪里,油门驱动器
2是外置式油门調节执行装置[0028]根据如图2所示的蓄电池充电特性示意图,在调速器4上设定三个电压值U1、U2、 U3和一个电流值I本实用新型所提供的内燃机蓄电池充电器在充电过程中的控制可分为 以下几个步骤 第一,电压转速传感器在哪里7检测到蓄电池电极9的端电压值V并输入到调速器4与设定 的电壓值Ui、U2、U3进行比较当蓄电池电极9的端电压V < U1时,充电器启动并投入充电
当电流转速传感器在哪里8检测到充电回路的电流i并输入到调速器4與设定的电流值I进行PID运 算,闭环调节发电机5的转速通过调速达到i = 1,系统进行恒流方式快速充电第二,当蓄电池充电电极9的端电压满足U2彡V < U3时则充电系统转为恒压小 电流充电。第三当蓄电池的充电电压达到设定值U3,即蓄电池电极9的端电压V SU3时,充
电器自动停机第四,当蓄電池的电压下降到某设定值蓄电池电极9的端电压V SU1时,发电机 则重新自启动并投入充电按以上步骤往复循环实现内燃机蓄电池充电器对蓄电池高效充电目的。在进行充电工作时电压转速传感器在哪里7检测到蓄电池电极9的端电压值并输入到调速 器4与设定的电压值进行比较,系统根据充电电压的高/低确定各种工况电流转速传感器在哪里8检
测到主电路中的电流并输入到调速器4与设定的电流进行PID运算,通过闭環调节不断修 正发动机的转速达到恒定充电电流的目的;转速转速传感器在哪里3的输入信号从发动机的主轴飞 轮齿盘感应获得后输入到調速器4,调速器4根据所获得的转速信息在设定范围内限制内 燃机1的最高转速。调速器4根据所充电蓄电池的端电压形成如下四个工况其ΦV是所
充电蓄电池的实时端电压恒流工况——当蓄电池电极9的电压较低时,即U1 < V < U2,则采用恒流方式快 速充电发电机5的转速是以设定的充电电鋶I作电流/转速闭环控制调节,在恒流/调 速工况下充电速度快、系统充电效率高;恒压工况——当蓄电池电极9的电压快充满时既U2 < V < U3,则充电系统转为
恒压小电流充电;停机——当蓄电池的充电量达到某设定值VSU3时,发动机自动停机;启动——当蓄电池的电压下降到某设定值VSU1時,发电机则重新自动并投入充电要尽量避免使发电机在低效率的恒压工况区工作,因为恒压段须通过较长的运行 时间才能将电池充满原则上蓄电池充电的端电压越高,充电电流越少内燃机1的转速就
会降低,当然机组的充电效率也相对降低用户可通过对U2点的设定,優化恒压工况U2 u3 电压段的工作周期甚至只让设备工作在恒流工况(即U3 = U2),以使系统节能本实用新型提供的内燃机充电器结构简单,应用广泛制造成本低,能源利用率 高能广泛应用。
一种内燃机蓄电池充电器包括内燃机(1)、与所述内燃机(1)相连接的发电机(5)、与所述发电机(5)的交鋶电源输出端连接的整流器(6)和与所述整流器(6)的直流输出端连接的蓄电池充电电极(9),其特征在于还包括油门驱动器(2)、转速转速传感器在哪里(3)、调速器(4)、电压转速传感器在哪里(7)和检测蓄电池充电电流的电流转速传感器在哪里(8)其中所述油门驱动器(2)的一端与所述内燃机(1)的油门连接,另一端与所述调速器(4)的信号输出端连接所述调速器(4)的信号输入端分别连接所述转速转速传感器在哪里(3)、电压转速传感器在哪里(7)和电流轉速传感器在哪里(8)的信号的输出端,所述转速转速传感器在哪里(3)的信号输入端连接所述内燃机(1)中的主轴飞轮齿盘所述电压转速传感器在哪里(7)的信号输入端连接所述蓄电池充电电极(9)。
2.根据权利要求1所述的内燃机蓄电池充电器其特征在于所述内燃机(1)为柴油 发动机、汽油发动機或燃气发动机。
3.根据权利要求1所述的内燃机蓄电池充电器其特征在于所述转速转速传感器在哪里(3)为 电磁感应式转速传感器在哪里。
4.根據权利要求1所述的内燃机蓄电池充电器其特征在于所述调速器(4)为数字 式PID调节器或模拟式PID调节器。
5.根据权利要求1所述的内燃机蓄电池充电器其特征在于所述发电机(5)为永磁 同步发电机。
6.根据权利要求5所述的内燃机蓄电池充电器其特征在于所述发电机(5)安装在 所述内燃机⑴上。
7.根据权利要求1所述的内燃机蓄电池充电器其特征在于所述整流器(6)为三相整流器。
8.根据权利要求1所述的内燃机蓄电池充电器其特征在於所述电压转速传感器在哪里(7)为 电压取样电路。
9.根据权利要求1所述的内燃机蓄电池充电器其特征在于所述电流转速传感器在哪里(8)为 霍尔電流互感器或常规电流分流器。
10.根据权利要求1所述的内燃机蓄电池充电器其特征在于所述油门驱动器(2)为 内置或外置的机械控制式或电控式油门驱动器。
本实用新型提供一种内燃机蓄电池充电器其能以恒定电流/电压充电,包括内燃机、与内燃机相连的发电机、与发电机的茭流电源输出端连接的整流器和与整流器的直流输出端连接的蓄电池充电电极还包括油门驱动器、转速转速传感器在哪里、调速器、电壓转速传感器在哪里和电流转速传感器在哪里,其中油门驱动器的一端与内燃机的油门连接另一端与调速器信号输出端连接,调速器的信号输入端分别连接转速转速传感器在哪里、电压转速传感器在哪里和电流转速传感器在哪里的信号的输出端转速转速传感器在哪里的信号输入端连接到所述内燃机中的主轴飞轮齿盘,电压转速传感器在哪里的信号输入端连接到所述蓄电池充电电极电流转速传感器在哪裏连接到蓄电池的充电主回路。本实用新型提供的内燃机充电器结构简单制造成本低,能源利用率高
郑全, 郑浩 申请人:广州三业科技有限公司