【正文】 即停止充電或充電電流馬上降低至浮充電電流。這樣,會(huì)導(dǎo)致電池壽命減小,也會(huì)使電池受到損壞。 最高電壓控制當(dāng)電池電壓達(dá)到最大值時(shí),電池則充足電。 單片機(jī)充電終止條件控制方法利用單片機(jī)對(duì)蓄電池充足電后,電池的溫度與內(nèi)壓都會(huì)迅速上升,同時(shí)電池的端電壓也會(huì)開始下降,出現(xiàn)電壓負(fù)增量。其中控制電路的核心采用80C196KB單片機(jī)芯片,具有高度的集成度。除此之外,工作頻率的提高還有利于控制性能的提高。本充電系統(tǒng)電路的結(jié)構(gòu)原理框圖如圖1所示,它包括提供充電的電源和作為管理中心的控制系統(tǒng)。系統(tǒng)所需求的充電方法,一方面要求能夠最大程度地加快蓄電池的化學(xué)反應(yīng)速率,縮短蓄電池達(dá)到滿充狀態(tài)的時(shí)間,使其充電速度達(dá)到最大的提；另一方面,要維持蓄電池負(fù)極的吸收能力,使其負(fù)極可以跟得上正極氧氣產(chǎn)生的速度,以避免電池的極化現(xiàn)象。3 基本方案 總設(shè)計(jì)方案本設(shè)計(jì)采用的是先組建多個(gè)功能模塊分析然后組合的方式來實(shí)現(xiàn)方案。但是相對(duì)于相控電源來講,它的價(jià)格高,而且功率器件的發(fā)熱量也較高,因此,在電力系統(tǒng)中的大功率場合,相控式的充電器依然占有較大比重。開關(guān)電源被譽(yù)為高效節(jié)能電源,它代表著穩(wěn)壓電源的發(fā)展方向,現(xiàn)己成為穩(wěn)壓電源的主流產(chǎn)品。 目 前 相 控 電 源 己 經(jīng) 有 逐 步 被 淘 汰 的 趨 勢 。 目 前 市 場 上 使 用 最 廣 泛 的 仍 然 是 三 階 段 充 電 方 法 [8]。它有效的防止了恒流充電法和恒壓充電法中所存在的問題,實(shí)現(xiàn)相對(duì)簡單,是目前應(yīng)用最為廣泛的充電方法。該充電方法優(yōu)點(diǎn)是: 技術(shù)實(shí)現(xiàn)簡易,基本可以滿足充電需求,成本低。2階段充電方法: 使用恒電流與恒電壓相結(jié)合的快速充電方法。 受到現(xiàn)有的設(shè)備和技術(shù)的局限,我們采用規(guī)格為6V、。一個(gè)性能優(yōu)良的充電器要解決一系列理論問題,例如,防止或盡量減少極化效應(yīng)；防止出現(xiàn)熱失控,防止或盡量減少失水效應(yīng)；防止充電所形成的不可逆鹽化,等等。蓄電池作為電動(dòng)汽車的動(dòng)力源而成為電動(dòng)車發(fā)展的關(guān)鍵,蓄電池的性能決定了電動(dòng)車的性能指標(biāo),其能量密度決定了電動(dòng)車一次充電的續(xù)駛里程,其功率密度則決定了電動(dòng)汽車的加速性能和最高車速。與此同時(shí)汽車排放出大量的有害氣體,嚴(yán)重地污染了人類賴以生存的自然環(huán)境,給人類生存造成了嚴(yán)重的危害[5]。所以,世界許多國家皆在燃料汽車、電動(dòng)汽車與混合動(dòng)力電動(dòng)汽車方面進(jìn)行了大量的研究和開發(fā)工作,將清潔型交通工具的開發(fā)應(yīng)用作為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的一個(gè)重要組成部分。這時(shí)應(yīng)該采取限流措施,使電流不超過某一設(shè)定值從而使電壓降低,待電流降低、電壓升起后再穩(wěn)壓,這就是恒壓限流的含義。充電電壓一般使用V =,當(dāng)充電電流減小到浮充電流時(shí),電池已基本充滿。該法也稱為準(zhǔn)電壓充電法,串聯(lián)的電阻值可按下式計(jì)算 （3）式中U——充電電源電壓（V）I——充電電流（A） R(內(nèi))——電池內(nèi)阻（因很小可以忽略） 鉛酸蓄電池充電的過程當(dāng)蓄電池完成了初充電階段后,為加快蓄電池的充電速度,且提高充電效率,進(jìn)一步滿足用戶的實(shí)際使用需求,對(duì)充電方式以及相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了修正[4]。恒壓充電通常應(yīng)用在電池組電壓較低的場合。該方法較簡單,由于充電電流自動(dòng)減小,所以充電過程中析氣量小,充電時(shí)間短,能耗低,充電效率可達(dá)80%,如充電電壓選擇得當(dāng),可在8h內(nèi)完成充電。就是因?yàn)檫@個(gè)缺點(diǎn),在國外除了蓄電池需要長時(shí)間小電流進(jìn)行活化充電外,已經(jīng)很少使用。 傳統(tǒng)的充電方式在充電的過程中伴隨電池電壓的變化需要調(diào)整電流使其恒定,通常使用1oh率或20h率電流充電。 鉛酸蓄電池的工作原理電池充電是通過逆向化學(xué)反應(yīng)將能量存儲(chǔ)至化學(xué)系統(tǒng)里實(shí)現(xiàn)的,由于使用的化學(xué)物質(zhì)不同,電池有自己的特性,設(shè)計(jì)充電器時(shí)要仔細(xì)了解這些特性以防止過度充電而損壞電池。關(guān)于放電速率要求不高的產(chǎn)品,如便攜式計(jì)算機(jī)、蜂窩電話機(jī)和手提式視頻設(shè)備,能采用鎳金屬氧化物電池與鋰離子電池。但開口蓄的電池不便于維護(hù),它要經(jīng)常添加蒸餾水與更換電解液；而密封蓄電池在這一方面具有明顯的優(yōu)勢: 密封好、無泄露、無污染、無需維護(hù)、易保存等特點(diǎn),可以保障人體和各種設(shè)備的安全[3]。又根據(jù)蓄電池電解質(zhì)性質(zhì)來區(qū)分:電解質(zhì)使用稀硫酸的稱作酸性蓄電池；使用堿性電解質(zhì)的稱作堿性蓄電池。在電極里發(fā)生氧化反應(yīng)與還原反應(yīng)的物質(zhì)被稱作活性物質(zhì)。 蓄電池的種類與選擇 蓄電池又稱作二次電池,是化學(xué)龜池(所謂化學(xué)電池是指可以把化學(xué)能直擠變換為電能的裝置)的一種,它既能將儲(chǔ)備的化學(xué)能轉(zhuǎn)為電能(這一過程稱作放電),還能夠使參加反應(yīng)的物質(zhì)以電能的形式釋放完畢之后,再用充電器對(duì)它輸入直流電能(這一過程稱作充電),又能將已損耗的活性物質(zhì)復(fù)活。目前,我國工農(nóng)業(yè)的運(yùn)輸設(shè)備對(duì)蓄電池用量非常大,但是由于其充電設(shè)備太落后,充電的方法也很不科學(xué),急需設(shè)計(jì)出一種新型的智能充電系統(tǒng)以滿足工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需求。這些年來全密封免維護(hù)鉛酸蓄電池其密封好、無泄漏且無污染等優(yōu)點(diǎn),不僅能夠保證人體與各種用電設(shè)備的安全,而且在整個(gè)使用期間,無需要任何維護(hù),因此揭開了鉛酸蓄電池發(fā)展的新章程。電動(dòng)車主要的部件中電動(dòng)機(jī)、控制器與車體三大部件全部在理論與技術(shù)上已較為成熟,但是其他兩大部件蓄電池和充電器的發(fā)展卻不能滿足電動(dòng)車的需求,有許多理論與技術(shù)問題還有待攻關(guān),現(xiàn)在已成為影響電動(dòng)交通工具發(fā)展的瓶頸。該充電方法能夠一直保持對(duì)充電電流在總體上逼近蓄電池的可接受充電電流曲線,并且在整個(gè)充電期間內(nèi)適時(shí)地使用了去除蓄電池極化的方法。在通過有關(guān)蓄電池充電原理與充電方法研究的基礎(chǔ)上,提出使用恒壓限流充電與脈沖充電相結(jié)合的充電方法。 關(guān)鍵詞: 鉛酸蓄電池；智能充電；80C196KB ；單片機(jī)AbstractIn this paper the design of leadacid batteries intelligent charging system, content mainly includes to battery charging method of research and charging system design. In the battery principle and charging methods on the basis of study, the paper proposes the constant pressure and pulse current limiting charging charging bination of charging methods. This kind of charging methods can always to recharge current in overall approximation battery acceptable charging electric current curve, and throughout the charging period timely adopted remove battery polarization measures. Theoretical and experimental data shows that this model can greatly shorten charging charging time and improve charging efficiency. Experimental results show that based on the intelligent charging 80196KB singlechip microputer control system, its high efficiency, regulating time quick good charging characteristics can get fully, make battery has higher use capacity and long cycle life, can meet the electric lootive motive battery charging request, has a good application prospect for improving battery performance and reliability provides a new and effective way. Keywords: Leadacid batteries ；Intelligent charging ；80C196KB ；singlechip目 錄緒 論 11 汽車蓄電池簡介 2 汽車蓄電池 2 蓄電池的種類與選擇 2 鉛酸蓄電池的工作原理 3 傳統(tǒng)的充電方式 3 鉛酸蓄電池充電的過程 52 課題的研究現(xiàn)狀 6 項(xiàng)目開發(fā)的背景 6 項(xiàng)目可行性 6 充電技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r 7 充電電源的發(fā)展?fàn)顩r 83 基本方案 10 總設(shè)計(jì)方案 10 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求 10 智能充電方法的選擇 10 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理框圖 11 充放電方法的控制與實(shí)現(xiàn) 11 單片機(jī)充電終止條件控制方法 12 最高電壓控制 12 定時(shí)控制 12 溫度控制 134 系統(tǒng)硬件介紹及設(shè)計(jì) 14 開關(guān)電源原理 14 充電系統(tǒng)的主電路原理與設(shè)計(jì) 15 全橋變換電路的設(shè)計(jì) 15 能量反饋電路的設(shè)計(jì) 17 主回路濾波與抗干擾電路的設(shè)計(jì) 18 移相控制電路的設(shè)計(jì) 19 充電系統(tǒng)的控制回路原理與設(shè)計(jì) 24 80Cl96KB單片機(jī)最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 25 模 擬 量 檢 測 電 路 25 鍵盤電路 25 顯示電路 27 執(zhí)行電路 27 系統(tǒng)保護(hù)措施的設(shè)計(jì) 28 過流保護(hù) 28 軟啟動(dòng)保護(hù) 285 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 30 充電系統(tǒng)的主程序設(shè)計(jì) 30 實(shí) 時(shí) 時(shí) 鐘 中 斷 服 務(wù) 程 序 31 去極化子程序 32總 結(jié) 34參考文獻(xiàn) 35致 謝 36附錄一 移相控制電路的設(shè)計(jì)圖 37附錄二 系統(tǒng)電路的設(shè)計(jì)圖 3839 / 44緒 論如今以動(dòng)力蓄電池作為能源的電動(dòng)車被稱作二十一世紀(jì)的綠色工程,它將汽車工業(yè)發(fā)展帶入到一個(gè)全新的領(lǐng)域。鉛酸蓄電池因?yàn)榫哂袃r(jià)格低廉、供電可靠、電壓穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于國防、通信、鐵路、交通、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等部門。雖然近年來蓄電池本身的技術(shù)有了不錯(cuò)的進(jìn)步,但作為其能量再次補(bǔ)充的充電器的發(fā)展太緩慢,傳統(tǒng)的常規(guī)充電時(shí)間過于長,快速充電技術(shù)至今還未能完全解決,嚴(yán)重地阻礙了電動(dòng)車的發(fā)展。免維護(hù)型蓄電池是由鉛鈣合金制造,由于蓄電池使用鉛鈣合金做柵架,由此充電時(shí)產(chǎn)生的水分解量少,水分的蒸發(fā)量也低,再加上外殼使用密封結(jié)構(gòu),釋放出來的硫酸氣體也非常少,因此它和傳統(tǒng)蓄電池相比,具有不需添加的任何液體,對(duì)接線樁頭,電量儲(chǔ)存時(shí)間長等優(yōu)點(diǎn)[1]。蓄電池主要由3個(gè)部分組成:發(fā)生氧化反應(yīng)的陽極、發(fā)生還原反應(yīng)的陰極、還有將陽極反應(yīng)與陰極反應(yīng)統(tǒng)一在一起的介質(zhì)電解液。根據(jù)蓄電池電解質(zhì)的狀態(tài)不同分類:分為電解質(zhì)采用稀硫酸的稱作鉛酸蓄電池,使用硫酸電解質(zhì)膠體的稱作膠體鉛蓄電池。開口蓄電池有以下幾點(diǎn)特點(diǎn):能夠進(jìn)行大電流放電、自放電小等。選擇電池的根據(jù)主要是由電池的能量密度、電池的容量和內(nèi)阻,它們直接判定了電池為負(fù)載提供電能的速度與大小。在這些電池當(dāng)中,鉛酸蓄電池具有價(jià)格低廉、供電可靠、電壓穩(wěn)定等特點(diǎn),在國內(nèi)外得到了廣泛應(yīng)用。理想情況下,在電池的充電過程中,電解液中的水幾乎不損失,所以在電池的使用過程中可達(dá)到不需要加水的目的。恒流充電方式的不足之處是: 起初充電階段電流過小,在充電后期充電電流又太過于大,整個(gè)充電時(shí)間過長,析出氣體較多,對(duì)極板沖擊大,能耗高,充電效率不超過6