便携式充电装置和电动汽车的制作方法

1.本实用新型涉及电动车设计技术领域，特别是一种便携式充电装置和电动汽车。


背景技术：

2.给予目前电动汽车的发展近况，电池容量不足的问题越来越明显，而充电速度慢与充电桩数量的不足更是限制了电动汽车的发展。利用太阳能电池在汽车行驶的过程中对汽车进行充电，还可以储蓄电量，便于在光线较差的地方也可以及时对汽车进行充电。而且增加智能传感系统保持电压稳定，延长电池寿命，延长续航里数，为人们的出行带来便利。按照目前的技术，便携太阳能充电装置必将重点解决电动汽车运行中的如下问题：
3.(1)应急性：应急性太阳能充电板可以在一定程度上解放电动汽车，使电动汽车在一定程度上减少对充电桩的依赖，可以实现电动汽车在行驶路上、野外、临时停靠点等无充电桩的地方充电；
4.(2)续航能力：增大电动汽车的续航，实现电动汽车在无充电桩的情况下进行充电。
5.(3)环保性：以太阳能为能源，属于清洁能源，可以节约电力，对保护环境有促进作用。
6.(4)便携性：产品重量较轻方便携带，太阳能板可以折叠收纳携带。


技术实现要素：

7.本实用新型要解决的技术问题是，解决电动汽车在行驶中续航里程短及充电桩数量的不足，为人们出行带来便利，促进电动汽车的发展，设计了一种便携式充电装置和电动汽车。
8.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种便携式充电装置，包括电池板组，升压线圈和充电口，还包括：第一npn型开关三极管，所述第一npn型开关三极管的集电极与所述电池板组的正极连接，所述第一npn型开关三极管的发射极与所述升压线圈初级电路的一端连接；第二npn型开关三极管，所述第二npn型开关三极管的集电极与所述第一npn 型开关三极管的集电极连接，所述第二npn型开关三极管的发射极与所述升压线圈初级电路的另一端连接；第三npn型开关三极管，所述第三npn型开关三极管的发射极与所述电池板组的负极连接，所述第三npn型开关三极管的发射极与所述第二npn型开关三极管的发射极连接；第四npn型开关三极管，所述第四npn型开关三极管的发射极与所述第三npn型开关三极管的发射极连接，所述第四npn型开关三极管的发射极与所述第一npn型开关三极管的发射极连接；单片机，所述单片机分别与所述第一npn型开关三极管、所述第二npn型开关三极管、第三npn型开关三极管和第四npn型开关三极管的基极连接；第一硅整流二极管，所述第一硅整流二极管的正极与所述升压线圈次级电路的一端连接，所述第一硅整流二极管的负极与所述充电口连接；第二硅整流二极管，所述第二硅整流二极管的正极与所述充电口连接，所述第二硅整流二极管的负极与所述第一硅整流二极管的正极连接；
第三硅整流二极管，所述第三硅整流二极管的正极与所述升压线圈次级电路的另一端连接，所述第三硅整流二极管的负极与所述充电口连接；第四硅整流二极管，所述第四硅整流二极管的正极与所述充电口连接，所述第四硅整流二极管的负极与所述第三硅整流二极管的正极连接。
9.进一步的，还包括第五npn型开关三极管、第六npn型开关三极管、熔断器、可控开关、第一电容、肖特基二极管、第一霍尔元件、蓄电池、第二电容和第二霍尔元件，所述第五npn 型开关三极管的发射极与第六npn型开关三极管的集电极连接，所述第五npn型开关三极管的集电极通过熔断器与电池板组的正极连接，所述第六npn型开关三极管的发射极与可控开关连接，所述可控开关分别与第一npn型开关三极管的集电极和第二npn型开关三极管的集电极连接；所述电池板组与熔断器的相对位置之间并联第一电容的支路电路，所述熔断器与第五npn型开关三极管的相对位置之间并联一个肖特基二极管与第一霍尔元件串联的支路电路，所述第五npn型开关三极管的发射极与第六npn型开关三极管的集电极的相对位置之间并联蓄电池的支路电路；所述第一硅整流二极管与充电口的相对位置之间并联第二电容的支路电路；所述第四硅整流二极管的正极与充电口的相对位置间串联第二霍尔元件；所述单片机分别与第一霍尔元件、第五npn型开关三极管的基极、第六npn型开关三极管的基极和第二霍尔元件连接。
10.进一步的，所述第二电容与充电口的相对位置并联电压表。
11.进一步的，所述第一硅整流二极管与充电口之间串联电流表。
12.一种电动汽车，包括上述便携式充电装置。
13.本实用新型的有益效果是：
14.(1)为汽车提供随时随地的充电方式，是电动汽车可以摆脱充电桩，实现汽车的不定点充电，也可在电动汽车在中途停车时实现充电；
15.(2)实现电动汽车的自动充断电，控制电压在稳定的范围内，保持充电的持续性与最优性，保护整车电池。
16.(3)采用单晶硅太阳能电池，它是采用较多的一种半导体电池，特点是：稳定性好、光电转化率高等，根据目前太阳能技术发展水平，单晶硅太阳能电池的光电转化率可达到15％～ 18％。
附图说明
17.下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
18.图1是便携式充电装置的电路图；
19.图2是电动汽车的正视结构示意图；
20.图3是电动汽车的俯视结构示意图。
21.以上各图中，1、电池板组；2、升压线圈；3、充电口；4、第一npn型开关三极管；5、第二npn型开关三极管；6、第三npn型开关三极管；7、第四npn型开关三极管；8、单片机； 9、第一硅整流二极管；10、第二硅整流二极管；11、第三硅整流二极管；12、第四硅整流二极管；13、第五npn型开关三极管；14、第六npn型开关三极管；15、熔断器；16、可控开关；17、第一电容；18、肖特基二极管；19、第一霍尔元件；20、蓄电池；21、第二电容； 22、第二霍尔元件；23、电压表；24、电流表；25、电路板；26、电动车充电头。
具体实施方式
22.为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下：
23.一种便携式充电装置，如图1所示，包括电池板组1，升压线圈2和充电口3，第一npn 型开关三极管4(vt1)，第二npn型开关三极管5(vt2)，第三npn型开关三极管6(vt3)，第四npn型开关三极管7(vt4)，单片机8，第一硅整流二极管9(vd1)，第二硅整流二极管 10(vd2)，第三硅整流二极管11(vd3)和第四硅整流二极管12(vd4)。
24.如图1所示，第一npn型开关三极管4的集电极与电池板组1的正极连接，第一npn型开关三极管4的发射极与升压线圈2初级电路的一端连接；第二npn型开关三极管5的集电极与第一npn型开关三极管4的集电极连接，第二npn型开关三极管5的发射极与升压线圈 2初级电路的另一端连接；第三npn型开关三极管6的发射极与电池板组1的负极连接，第三npn型开关三极管6的发射极与第二npn型开关三极管5的发射极连接；第四npn型开关三极管7的发射极与第三npn型开关三极管6的发射极连接，第四npn型开关三极管7的发射极与第一npn型开关三极管4的发射极连接。单片机8分别与第一npn型开关三极管4、第二npn型开关三极管5、第三npn型开关三极管6和第四npn型开关三极管7的基极连接。
25.第一硅整流二极管9的正极与升压线圈2次级电路的一端连接，第一硅整流二极管9的负极与充电口3连接；第二硅整流二极管10的正极与充电口3连接，第二硅整流二极管10 的负极与第一硅整流二极管9的正极连接；第三硅整流二极管11的正极与升压线圈2次级电路的另一端连接，第三硅整流二极管11的负极与充电口3连接；第四硅整流二极管12的正极与充电口3连接，第四硅整流二极管12的负极与第三硅整流二极管11的正极连接。
26.基于四个pn型开关三极管(第一npn型开关三极管4，第二npn型开关三极管5，第三 npn型开关三极管6，第四npn型开关三极管7)，一组升压线圈2，四个硅整流二极管(第一硅整流二极管9，第二硅整流二极管10，第三硅整流二极管11和第四硅整流二极管12)和单片机8，实现直流电的升压，满足汽车充电电压的要求。
27.通过单片机8实现第一npn型开关三极管4、第三npn型开关三极管6和第二npn型开关三极管5、第四npn型开关三极管7交替导通，实现交流电对直流电的转换，通过一组升压线圈2对交流电实现升压，升压之后的交流电经过第一硅整流二极管9，第二硅整流二极管10，第三硅整流二极管11和第四硅整流二极管12的整流再次转化为直流电，实现低压直流到高压直流转化。
28.优选的，第五npn型开关三极管13的发射极与第六npn型开关三极管14的集电极连接，第五npn型开关三极管13的集电极通过熔断器15与电池板组1的正极连接，第六npn型开关三极管14的发射极与可控开关16连接，可控开关16分别与第一npn型开关三极管4的集电极和第二npn型开关三极管5的集电极连接；电池板组1与熔断器15的相对位置之间并联第一电容17的支路电路，熔断器15与第五npn型开关三极管13的相对位置之间并联一个肖特基二极管18与第一霍尔元件19串联的支路电路，第五npn型开关三极管13的发射极与第六npn型开关三极管14的集电极的相对位置之间并联蓄电池20的支路电路；第一硅整流二极管9与充电口3的相对位置之间并联第二电容21的支路电路；第四硅整流二极管12的正极与充电口3的相对位置间串联第二霍尔元件22；单片机8分别与第一霍尔元件19、第五 npn型
开关三极管13的基极、第六npn型开关三极管14的基极和第二霍尔元件22连接。
29.基于第五npn型开关三极管13、单片机8、肖特基二极管18和第一霍尔元件19，在电池板组1的电压超过肖特基二极管18的击穿电压时，第一霍尔元件19产生电压，单片机p0.0 接收到信号，p0.1控制第五npn型开关三极管13使其导通时间变化为原来时间的2/3，电压下降为81.65％，该设计能防止电压过高对电动汽车电池以及电路的影响。
30.基于第二霍尔元件22，第二霍尔元件22实现充电结束完成之时自动断电。在充电结束之时，高压电路的电流趋近余0，第二霍尔元件22产生的电压为0，p0.4接口处变成0，则 p0.1电压为0，第六npn型开关三极管14断开，电路断开。太阳能板产生的电能继续给蓄电池20充电，方便在下次充电时快速启动。
31.基于电压表23和电流表24，第二电容21与充电口3的相对位置并联电压表23，第一硅整流二极管9与充电口3之间串联电流表24。由电压表23、电流表24分别对电压、电流的大小进行检测，在确定充电电压是否正常的同时，可以确定是否充电完成。
32.基于单片机8，单片机8使用外部电源供电。
33.电池板组1产生电流经过熔断器15，第五npn型开关三极管13，经第六npn型开关三极管14，可控开关16后，经过四个pn型开关三极管，将直流转变为交流，经升压线圈2升压后，再经过四个硅整流二极管将交流电转变为直流电，用于对电动汽车的充电。
34.装置的工作可以分成启动充电阶段、电压调节、负反馈结束充电三个阶段
35.a、启动充电阶段
36.闭合可控开关16接通充电电路，电流通过熔断器15、第五npn型开关三极管13、第六 npn型开关三极管14后经过四个pn型开关三极管实现直流变交流电，为升压做准备。经过一组升压线圈2，将36v电升成380v，经过四个硅整流二极管对交流电进行整理，再次转化为直流电，对电动汽车进行充电，一直进行充电结束；
37.b、电压调节(在电池板组1的输出电压过高时工作)
38.电压在正常范围内时，肖特基二极管18未击穿，第一霍尔元件19不工作，单片机8接口p0.0无信号，p0.1一直维持高电压，第五npn型开关三极管13处于接通状态，不进行降压。在电池板组1电压过高时，肖特基二极管18击穿，第一霍尔元件19开始工作，单片机 8接口p0.0接受信号，则p0.1交替输出信号为2/3的1，1/3的0，开关三级管3按信号实现2/3的通电，电压下降至81.2％，因为电池板组1的电压不会升至到一个极高的程度，故不需要二级降压。
39.c.负反馈结束充电
40.电池充满后，升压线圈2的次级电路电流消失，第二霍尔元件22不在进行工作，p0.5 接口信号消失，充电结束。
41.本实用新型还提供了一种包括上述便携式充电装置的电动汽车，该电动汽车安装上述便携式充电装置后，能实现自动断电并且保护电动汽车充电，可以实现与上述便携式充电装置相同的有益效果。
42.上述便携式充电装置安装在电动汽车之上，基于单片机控制的升压电路，来完成预定的工作，如图2和图3所示，上述电器元件集中于一块电路板25上。
43.电动汽车太阳能充电板的选择：选择折叠式太阳能充电板，折叠放入后备箱，占据空间小，便于携带；固定太阳能充电板装置的选择：将太阳能电池板与电动汽车车衣结合，
太阳能电池板直接固定到车衣上，且在电池板四角处安装有吸铁磁，进一步防风，保证安装稳定以及接收更多的阳光照射，电池板缝合在车衣内也可以防止下雨时雨水浸湿电路使之断路或短路。
44.单片机控制程序：
45.org 0000h
46.sjmp main
47.org 0040h
48.main:
49.clr p0.1
50.jb p0.0,l1
51.sjmp l2
52.l1:acall skey
53.l2:setb p0.1
54.setb p0.2
55.setb p0.3
56.acall skey
57.clr p0.3
58.setb p0.4
59.acall skey
60.clr p0.4
61.jnb p0.5,l3
62.sjmp main
63.skey:
64.mov tmod,#10h
65.mov th0,#3ch
66.mov tl0,#0abh
67.ret
68.l3:
69.end
70.电路元件明细表：
71.72.以上参考了优选实施例对本实用新型进行了描述，但本实用新型的保护范围并不限制于此，在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来，且不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的。因此，任何落入权利要求的范围内的所有技术方案均在本实用新型的保护范围内。