汽车蓄电池智能充电系统

摘要该文设计的是铅酸蓄电池智能充电控制系统,文中主要提及蓄电池充电方法的研究与充电控制系统的设计。在通过有关蓄电池充电原理与充电方法研究的基础上,提出使用恒压限流充电与脉冲充电相结合的充电方法。该充电方法能够一直保持对充电电流在总体上逼近蓄电池的可接受充电电流曲线,并且在整个充电期间内适时地使用了去除蓄电池极化的方法。理论研究与实验数据表明,该充电模式能够很大程度缩短充电时间,提升充电效率。实验结果表明,基于80196KB单片机控制的智能充电控制系统,其效率高、调节时间快的良好充电特性能得到充分发挥,使得蓄电池具有较高的使用容量与较长的循环寿命,可以满足电机车动力蓄电池的充电的要求,具有良好的应用前景,为提高蓄电池的性能与可靠性提供一条新的、有效的途径。关键词:铅酸蓄电池；智能充电；80C196KB；单片机AbstractInthispaperthedesignoflead-acidbatteriesintelligentchargingsystem,contentmainlyincludestobatterychargingmethodofresearchandchargingsystemdesign.Inthebatteryprincipleandchargingmethodsonthebasisofstudy,thepaperproposestheconstantpressureandpulsecurrentlimitingchargingchargingcombinationofchargingmethods.Thiskindofchargingmethodscanalwaystorechargecurrentinoverallapproximationbatteryacceptablechargingelectriccurrentcurve,andthroughoutthechargingperiodtimelyadoptedremovebatterypolarizationmeasures.Theoreticalandexperimentaldatashowsthatthismodelcangreatlyshortenchargingchargingtimeandimprovechargingefficiency.Experimentalresultsshowthatbasedontheintelligentcharging80196KBsingle-chipmicrocomputercontrolsystem,itshighefficiency,regulatingtimequickgoodchargingcharacteristicscangetfully,makebatteryhashigherusecapacityandlongcyclelife,canmeettheelectriclocomotivemotivebatterychargingrequest,hasagoodapplicationprospectforimprovingbatteryperformanceandreliabilityprovidesanewandeffectiveway.Keywords:Lead-acidbatteries；Intelligentcharging；80C196KB；singlechip目录绪论...............................................................11汽车蓄电池简介...................................................21.1汽车蓄电池.................................................21.1.1蓄电池的种类与选择...................................21.1.2铅酸蓄电池的工作原理.................................31.1.3传统的充电方式.......................................31.1.4铅酸蓄电池充电的过程.................................52课题的研究现状...................................................62.1项目开发的背景.............................................62.2项目可行性.................................................62.3充电技术的发展状况.........................................72.4充电电源的发展状况.........................................83基本方案........................................................103.1总设计方案................................................103.1.1系统的设计要求......................................103.1.2智能充电方法的选择..................................103.1.3系统的结构原理框图..................................113.2充放电方法的控制与实现....................................123.2.1单片机充电终止条件控制方法..........................123.2.2最高电压控制........................................123.2.3定时控制............................................123.2.4温度控制............................................134系统硬件介绍及设计..............................................144.1开关电源原理..............................................144.2充电系统的主电路原理与设计................................154.2.1全桥变换电路的设计..................................154.2.2能量反馈电路的设计..................................174.2.3主回路滤波与抗干扰电路的设计........................184.2.4移相控制电路的设计..................................194.3充电系统的控制回路原理与设计..............................244.3.180Cl96KB单片机最小系统的设计........................254.3.2模拟量检测电路......................................254.3.3键盘电路............................................264.3.4显示电路............................................284.3.5执行电路............................................284.4系统保护措施的设计........................................294.4.1过流保护............................................294.4.2软启动保护..........................................295系统软件设计....................................................315.1充电系统的主程序设计......................................315.2实时时钟中断服务程序......................................325.3去极化子程序..............................................33总结.............................................................35参考文献...........................................................36致谢.............................................................37附录一移相控制电路的设计图.......................................39附录二系统电路的设计图...........................................401绪论如今以动力蓄电池作为能源的电动车被称作二十一世纪的绿色工程,它将汽车工业发展带入到一个全新的领域。电动车主要的部件中电动机、控制器与车体三大部件全部在理论与技术上已较为成熟,但是其他两大部件蓄电池和充电器的发展却不能满足电动车的需求,有许多理论与技术问题还有待攻关,现在已成为影响电动交通工具发展的瓶颈。我国电动车所用动力蓄电池基本上是铅酸蓄电池,因为铅酸蓄电池具有技术成熟、成本低、电池容量大、跟随负荷输出特性好、无记忆效应等优点。当然,还有其他一些高性能电池,如锂电池、燃料电池等。铅酸蓄电池因为具有价格低廉、供电可靠、电压稳定等优点,被广泛应用于国防、通信、铁路、交通、工农业生产等部门。这些年来全密封免维护铅酸蓄电池其密封好、无泄漏且无污染等优点,不仅能够保证人体与各种用电设备的安全,而且在整个使用期间,无需要任何维护,因此揭开了铅酸蓄电池发展的新章程。通信设备通常都是使用免维护电池作为备用电源,许多电子设备必须的不间断电源系统（UPS）也无法离开免维护电池,此外在应急灯、汽车、游艇中也越来越多的选用免维护电池。然而,因为充电方法的不正确,充电技术无法适应免维护电池的特殊需求,使电池很难达到规定的循环寿命。虽然近年来蓄电池本身的技术有了不错的进步,但作为其能量再次补充的充电器的发展太缓慢,传统的常规充电时间过于长,快速充电技术至今还未能完全解决,严重地阻碍了电动车的发展。目前,我国工农业的运输设备对蓄电池用量非常大,但是由于其充电设备太落后,充电的方法也很不科学,急需设计出一种新型的智能充电系统以满足工农业生产的需求。21汽车蓄电池简介1.1汽车蓄电池蓄电池是汽车必不可少的一部分,可分为传统的铅酸蓄电池与免维护型蓄电池。铅酸蓄电池是由正负极板、隔板、壳体、电解液和接线桩头等组成,其放电的化学反应是依靠正极板活性物质与负极板活性物质在电解液（稀释的硫酸溶液）作用下进行,其中极板的栅架是由铅锑合金制造。免维护型蓄电池是由铅钙合金制造,由于蓄电池使用铅钙合金做栅架,由此充电时产生的水分解量少,水分的蒸发量也低,再加上外壳使用密封结构,释放出来的硫酸气体也非常少,因此它和传统蓄电池相比,具有不需添加的任何液体,对接线桩头,电量储存时间长等优点[1]。1.1.1蓄电池的种类与选择蓄电池又称作二次电池,是化学龟池(所谓化学电池是指可以把化学能直挤变换为电能的装置)的一种,它既能