电动自行车的快速充电系统设计

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1、摘要为了解决能源与环境污染问题，世界各国都在大力发展电动车辆。电池的质量和使用是电动自行车需要解决的关键问题，充电器应以无伤害，长寿命为根本目标。论文研究的对象是全密封型免维护铅酸蓄电池。采用先进的充电方法这是目前提高电池使用寿命的关键所在。本课题在分析比较几种充电方法后采用一种新型的波浪式正负零脉冲间歇充电方法，硬件部分设计了半桥逆变型高频开关电源，通过对智能充电方法的研究，采用单片机做控制器，实时监控电压，电流使充电过程按理想的充电曲线进行，既延长了电池的使用寿命，又使电池充满电的最优效果。关键词:电动自行车，铅酸蓄电池，快速充电

2、，脉冲AbstractInordertosettleenergycrisisandenvironmentalcontamination,manyinstituteshavebeendevelopingtheelectricvehicleinworldwide.Theelectrochemicalbatteryusedinelectricvehiclelimitthedevelopment.Sothechargingmethodofthebatteryisthekeyfactorintheelectricbicycleacceptanc

3、ebyconsumers.Onenewchargingmethod,undulantvariablecurrentandvoltagechargewithpositive-zero-negativeandintervalresttime,isputforwardbasedontheconstantcurrentcharge,constantvoltagecharge,pulsecharge,reflexcharge,variablecurrentchargingwithintervalresttimeandvariablevoltag

4、echargingwithintervalresttime.Chargingpowerconsistofhalf-bridgeconverterandauxiliaryunits.CharginganddischargingprocessarecontrolledbyMCUtorealizetheintelligentsafefullcharge.KeyWords:electricbicycle，lead-acidbattery，fastcharge，pulse目录第1章绪论41.1铅酸蓄电池快速充电理论概述41.1.1快速充电的技术

5、指标41.1.2实现快速充电必须遵循的原则41.1.3变电压变电流波浪式正负零脉冲快速充电法61.2本课题的研究内容7第2章总体设计思路及硬件选择82.1总体设计要求82.1.1系统的设计要求82.1.1.1系统的基本功能82.1.1.2系统的理想技术指标82.2系统硬件电路的实现82.3充电方法的控制与实现的简单介绍82.4硬件设备选择92.4.1硅双极型晶体管的选择92.4.2TL494的选择9第3章系统硬件设计113.1充电电源部分113.1.1开关电源主回路设计113.1.2平滑滤波电路113.1.3半桥变换器中功率变压器参数

6、的设计123.2开关电源ＰＷＭ控制电路的设计133.3辅助电源部分的设计与实现143.4充放电及其控制电路的设计153.4.1信息监测系统153.4.2输入输出系统163.4.3充放电控制系统16第4章充电方案的软件实现174.1软件流程174.2软件编程18本系统由单片机做控制器，实时监控电压，电流使充电过程按理想的充电曲线进行，其程序见附录。结论18结论19参考文献20附录1完整电路图21附录2软件流程图22附录3软件充电程序23谢辞33第1章绪论1.1铅酸蓄电池快速充电理论概述1.1.1快速充电的技术指标1．快速性。评价铅酸蓄电

7、池快速充电的重要技术指标是完成充电的时间。2．出气量和出气率。出气是蓄电池充电过程中极其重要的问题。出气量是指完成蓄电池完全充电的整个充电过程中，在一个大气压下，正负极板析出气体的总和。出气率是指蓄电池充电的某一阶段，在一个大气压下，单位时间内气体正负极板析出气体的量。3．温升。铅酸蓄电池在快速充电时，可能会产生较大的温升。高温会缩短蓄电池的使用寿命。4．寿命。快速充电由于充电电流大，容易出现出气率大和温升高的现象，影响蓄电池的寿命。应用快速充电时，蓄电池所能达到的充放电循环次数，是衡量充电设备质量的重要指标。根据部颁标准JB1057

8、-67（起动型蓄电池标准），要求这种蓄电池的充、放电循环寿命平均值不应低于280次，每块被试验的蓄电池寿命不低于220次。1.1.2实现快速充电必须遵循的原则1．快速充电电流值不宜过大为了提高充电速度，缩短充电时间，总是