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1、安徽科技学院工学院毕业论文电动车智能充电器的设计摘要：基于PIC单片机和DC功率变换器设计的电动车智能快速充电器本文对这个方案做了一定的阐述，还有设计了智能充电器的硬件电路和控制软件的设计方案，该充电器的成本低，性能可靠，能正确地测量蓄电池状态，经多方面的检验测试得知和用户使用，充电效果好，效率高，充电方案新颖。该充电方案对充分发电损耗，延长蓄电池的使用寿命具有重要意义。关键词：功率变化器；快速充电；PLC单片机；蓄电池1引言1.1电动车的发展现状电动自行车价格低、绿色无污染、质量轻、使用方便。评价电动自行车的性能指标很多,而最能让消费者
2、关心的就是其蓄电池的里程寿命,专家研究表明:蓄电池充电过程对其寿命影响最大,过充电、充电不足以及过放电都是引起是电池故障的主要原因。因此如何正确地监控和测量蓄电池的充电状态、减少充电损耗、提高充电速度,延长蓄电池的寿命,有十分重要的经济意义。以PIC作为智能监控单元,自行设计了电动自行车智能充电器。该装置能根据蓄电池的充电特性自动调节输出电压、电流,进行智能充电,而且能对充电器运行状态进行监测,若有故障发生,能及时进行保护,从而实现现场无人值守。整个装置具有体小、质量轻、精度高、反应快等特点在以蓄电池为动力的车辆设备中,如电动摩托车、电自
3、行车及电动汽车等,都涉及到蓄电池的充电问题。提高对蓄电池的充电速度,减少充电损耗,正确地监控和测量蓄电池状态,对充分发挥蓄电池的功效、延长蓄电池的使用寿命起着重的作用。为了实现上述目标,以某型电动摩托车为对象研制出一种实用的智能型车载蓄电池充电器。该蓄电池充电器以PIC微处理器为控制核心,结合变换器,对整个充电过程实行智能化监控。它可同时对摩托车的48V主电池和12V辅电池进行充电。在充电过程中,控制电路可以根据电池的电压、电流及其它参数调整充电状态,提高充电效率,使充电过程维持在较理想的状态。1.2电动车铅蓄电池的概述铅蓄电池是目前唯一
4、能大量生产供应的电动车电池。由目前的使用状况可以看出,它优点是价格低,缺点是比能量低,一次充电行驶里程约100km。一项对北美私人汽车日行程的查表明,日行程在160km以下的占90%,其余10%日行程超过240km甚至更高。因此有人出若能将铅蓄电池比能量适当提高,使一次充电行程达到160km,同时开展快速充电的研究,就有可能使价格低廉的铅蓄电池满足大多数城市中心区短途运输及交通用电动车的要求。为此,1992年由国际铅锌组织联合世界铅蓄电池制造厂商成立的“先进铅蓄电池联合体”制定了先进铅蓄电池的研制目标为:比能量50W·hkg/1(一次充电
5、行程160km)比功率150Wkg-1价格小于150美元/kW·h循环寿命大于500次快充性能。15安徽科技学院工学院毕业论文其价格及比功率已为一般铅蓄电池所具备,因而改进的主要力量集中在比能量,循环寿命及快充性能3项指标：(1)比能量提高比能量主要从减轻板栅重量及提高正极活性物质利用率着手。研究表明,提高铅锡合金中锡的含量可以增强板栅耐腐性及抗蠕变强度,从而可以减轻板栅重量（锌含量0.5%～1%)。在正极活性物质中添加一些有叫强吸酸能力强的添加剂(如发泡聚丙烯)可以提高正极活性物质利用率约10%。(2)循环寿命研究结果表明有4种方法可提
6、高铅蓄电池的循环寿命:1.板栅合金采用锡含量高的铅锡合金,可以克服因板栅蠕变而造成的早期失效。(ii)为了防止极板膨胀,采用加大极板法向压力,试验证明将法向压力从8kpa增至40kpa,可使循环寿命由200次提高到700次。为此需改进隔膜材料以免在受压情况下松散。(iii)采用合理的充电制度,尤其要精确掌握充电后期的充电量及充电速率,以保证充足电。(iv)改进负极膨胀剂以避免延长充放循环寿命后,负极活性物质硬化。(3)快速充电由于近期快速充电技术的发展,使传统的铅蓄电池快速充电性能不好的概念已有所改变。实验证明,多数阀控式铅酸蓄电池可以承
7、受快速充电制度(50%soc,5min;80%soc,15min)。而且,合理的快速充电制度及方法,对延长电池寿命不但无害而且有利。国已将快速充电方法由单组电池扩展应用到整个电池组,并且在车载情况下进行试验。1998公布的ALABC的报告表明,通过研究改进,阀控式铅酸蓄电池的比能量有望提高到改进前的2倍,循环寿命有可能提高到原有的10倍,而充电时间缩短一个数量级。目前ALABC正在力支持各有我国在“八五”计划期间,国家科委和国家计委就把电动车用铅蓄电池的研究和开发列为重点项目予以支持。许多从事电动车设计和研制的单位认为,虽然铅蓄电池比能量
8、低,但在我国期望将公交车、出租车放在电动车使用的首要地位的情况下,铅蓄电池以其价格廉,能够大量生产供应的优势,被列入近期电动车产业化工程项目计划中还是可行的。列出我电动车用密封铅蓄电池的近期研
