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1、第21卷第2期 仪 器 仪 表 学 报2000年4月X采用新型PIC单片机的快速充电智能控制系统刘志宏 (中国测试技术研究院 成都 610061)朱 丹 (电子科技大学 成都 610054)郭文胜 (四川大学 成都 610064)摘要 快速充电技术是发展电动汽车的关键技术,并广泛应用于生产和生活中。本文介绍了利用智能模糊控制原理和新型单片机技术,实现快速充电的软、硬件设计。该装置具有充电时间短、稳定可靠、小巧轻便等特点,有很大的实用推广价值。关键词 快速充电 模糊控制 PCI单片机TheI
2、ntelligentControlSystemofQuickChargewiththeUseofNewPICMicrocontrollerLiuZhihong(NationalInstituteofMeasurementandTestingTechnology,Chengdu610061)ZhuDan(UniversityofElectronicScienceandTechnologyofChina,Chengdu610054)GuoWensheng(SichuanUniversity,Chengdu610064
3、)AbstractQuickchargeisthekeytechnologyofdevelopingelectricautomobileandhasbeenwidelyappliedindailylife.Thesoftwareandhardwareforaccomplishingquickchargebyusingintelligentfuzzycontroltheoryandnewtypemicrocontrollertechnologyaredescribedinthispaper.Thisdevicech
4、argesquickly,isstable,reliableandcompact,hastremendouslypracticalvalue.KeywordsQuickchargeFuzzycontrolPICmicrocontroller成了控制系统的改进工作,采用了美国Microchip公1 引 言司最新出产的PIC系列单片机作控制系统,性能有显著提高。本文将介绍我们的主要工作。蓄电池是国民经济各部门以及国防建设的重要能[1]源。特别是近年来,电动汽车技术发展迅速,迫切需2 快速充电过程的特点要容量大、比能
5、高、循环寿命长、充电时间短、价格低的蓄电池。目前,铅酸蓄电池、镉镍蓄电池、氢镍蓄电池、传统的、常规的蓄电池充电方法都采用小电流的锂蓄电池等都广泛用于电动汽车,这些电池都需要反恒压或恒流充电,充电时间长达10至20多个小时,为复充电,才能保证汽车的连续运行,所以,快速充电技了缩短充电时间,必须对充电过程的充电电流进行控术成为发展电动汽车的关键技术之一。同时,信息产业制。理论和实践证明,蓄电池的充放电是一个复杂的电的迅猛发展,移动电话、便携式计算机、电动自行车、化学过程,具有以下特点:UPS电源,也都需要对电池进行快
6、速充电。目前,国内(1)多变量——影响充电的因素很多,诸如电解液外都在大力开展这一技术的研究。我们在近几年也做的浓度、极板活性物的活度、环境温度等的不同,都会[2]了大量工作,曾采用Intel8031单片机的控制系统,使充电产生很大的差异。开发出用于移动电话的智能快速充电器,最近,我们完(2)非线性——一般地说,充电电流在过程中随时X本文于1998年11月收到。154仪 器 仪 表 学 报 第21卷间呈指数规律下降,不可能自动按恒流或恒压充电。核心,组成系统的硬件,如图1所示。(3
7、)离散性——随着放电状态、使用和保存历史的不同,即使是相同型号、相同容量的同类蓄电池的充电也大不一样。对于这样一个复杂过程,用传统的充电方法,充电电流太小,只有用时间的积累达到充电的目的。如果加大充电电流,又可能引起温度迅速升高,造成极板变形,缩短电池寿命。为了实现快速充电的目的,必须采用先进的控制策略。我们在研制过程中,运用了模糊控制理论,根据蓄电池的自身的规律,建立一个实时控制图1 系统硬件的组成框图专家系统,对不同的电池和不同的状态,进行实时动态电流变换电路:采用一种新型PWR2TOP系列三检测,再由专家系
8、统及时作出最优充电策略,及时调整端高压开关器件组成的开关电路,将交流市电转换为充电电流的大小和波形,从而既能大大缩短充电时间,充电所需的9～15V的直流;又能保证电池在正常温升范围,不会损坏电池。充电电流控制电路:由实时专家系统选择最佳充电电流,经PWM输出一定宽度的脉冲,用以控制充电3PIC单片机的性能电流的大小;电流、电压、温度的检测电路:将采集到的模拟量PIC系列单
