【正文】 組合測(cè)試、修改，最后實(shí)現(xiàn)整個(gè)軟件設(shè)計(jì)的全部功能。 串口通信界面 充電工程界面 溫度數(shù)據(jù)處理界面 上下位機(jī)的通信設(shè)計(jì) 通信協(xié)議概述上下位機(jī)通過(guò)串口通信，通信協(xié)議代碼的具體流程圖在下面有介紹。本軟件設(shè)計(jì)中將下位機(jī)采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)信號(hào)與槽機(jī)制，最后在充電器界面的LCD模擬部件中顯示出來(lái)。單片機(jī)控制模塊初始化，創(chuàng)建各項(xiàng)工作任務(wù)，中斷程序處理等。并進(jìn)行單獨(dú)的設(shè)計(jì)、編程和調(diào)試，最后再將各個(gè)模塊組合測(cè)試、修改，最后實(shí)現(xiàn)整個(gè)軟件設(shè)計(jì)的全部功能。 DTH11原理圖 DTH11實(shí)物圖報(bào)警電路比較簡(jiǎn)單，具體原理圖和實(shí)物圖如下圖所示。 DCDC模塊圖本設(shè)計(jì)采用開(kāi)路電壓檢測(cè)法進(jìn)行電池組電量估算。 變壓器原理圖 變壓器實(shí)物圖、濾波電路，原理是利用二極管的單向性，將交流電變成直流電，額定電流為10A的電橋。 STM32實(shí)物圖 MCU引腳圖 I/O口圖 電源原理圖 BOOT處原理圖 RS485原理圖 JTAG原理圖將原理圖生成PCB，經(jīng)過(guò)布線后。3 硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)此部分介紹的是硬件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。能通過(guò)無(wú)線電波實(shí)現(xiàn)設(shè)備間的通信。上位機(jī)一般指的是電腦，本設(shè)計(jì)用的也是電腦。盡管這種方法估算SOC比較簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，但是會(huì)出現(xiàn)累計(jì)誤差，其中計(jì)算數(shù)值的一個(gè)重要參數(shù)也就是補(bǔ)充系數(shù)k難以確定，所以該方法并不合適。采用恒壓充電，電池組產(chǎn)生的電解水很少，能防止蓄電池過(guò)充，從而延長(zhǎng)電池使用壽命。研究充電特性，提出針對(duì)性的充電方案能提高充電的安全性和增加電池的使用次數(shù)。經(jīng)過(guò)上述兩種方案的比較后，該設(shè)計(jì)選取方案二的開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)，開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)一般采用集成芯片，像SG352BD49SAQ881TL494等芯片都屬于此類，這些芯片功能強(qiáng)大，包含了開(kāi)關(guān)電源控制所需的全部功能。:充電器應(yīng)具有較高的智能性，不需要操作人員過(guò)多干預(yù)充電過(guò)程。單片機(jī)STM32控制電路以STM32為核心組成。2 方案比較和選擇本章從基于單片機(jī)的智能充電器的功能需求和總體設(shè)計(jì)框架出發(fā)，介紹了總體設(shè)計(jì)框圖、充電方法、SOC估算方法、通信方式等從而為基于單片機(jī)的智能充電器設(shè)計(jì)提供了具體的解決方案。在整個(gè)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是在于充電電源、充電方式、電池電量顯示、充電器溫度預(yù)警機(jī)制和自動(dòng)結(jié)束充電過(guò)程方面的研究。但是其系統(tǒng)基于遺傳算法的運(yùn)行機(jī)制比較復(fù)雜工作量較大，運(yùn)行速度相對(duì)較慢。該系統(tǒng)只是進(jìn)行了仿真，在理論上進(jìn)行了驗(yàn)證，能否做出產(chǎn)品有待驗(yàn)證。同時(shí)其系統(tǒng)還具有電池組管理功能，能合理的提高電池的使用壽命。企業(yè)中研究成果最為突出的有比亞迪公司，其公司所研發(fā)的智能電池組充電管理系統(tǒng)已經(jīng)具有國(guó)際科技水平。此外還有一些發(fā)達(dá)的國(guó)家也在積極的研發(fā)先進(jìn)的電池組充電系統(tǒng)，如加拿大 Zader 研發(fā)的電池組充電管理系統(tǒng)[10]，日本青森工業(yè)研究中心[11]一直在研發(fā)的電池組智能充電系統(tǒng)，韓國(guó) SAMSUNG公司設(shè)計(jì)的SDI BMS[12]和DEV55系統(tǒng)功能都比較完善。在過(guò)去幾十年里，由于鋰電池技術(shù)的日益成熟以及鋰電池相比較鎳鎘、鎳氫電池具有極大的優(yōu)勢(shì)，所以對(duì)于鎳鎘、鎳氫電池這類電池充電系統(tǒng)的研究越來(lái)越少，但在鋰電池的研究上投入精力巨大。一些更為進(jìn)準(zhǔn)的充電控制算法開(kāi)始出現(xiàn)，并被人們用在實(shí)際的充電器設(shè)計(jì)中。到2008前后，以鋰電池作為車載電池的電動(dòng)自行車得以大范圍推廣[3]。基于單片機(jī)的智能充電器設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目 錄1 緒論 目的及意義 1 2 2 2 52 方案比較和選擇 6 6 7 7 8 8 9 SOC估算方法 10 SOC估算方法的選擇 10 11 通信方式的選擇 11 123 硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 13 13 16 1濾波電路 17 TL494脈寬調(diào)制電路 17 DCDC電路 19 19II 21 21 224 軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 23 23 23 23 整體設(shè)計(jì)邏輯概述 23 電壓、溫度數(shù)據(jù)采集 24 25 整體設(shè)計(jì)概述 25 程序邏輯流程圖 25 UI界面 25 上下位機(jī)的通信設(shè)計(jì) 27 通信協(xié)議概述 27 上下位機(jī)通信流程圖 27 本章小結(jié) 285 調(diào)試與分析 29 29 30 31 32 本章小結(jié) 336 總結(jié)與展望 34參考文獻(xiàn) 35致謝 37III1 緒論如今隨著人們物質(zhì)生活水平的提高，人們的出行越來(lái)越離不開(kāi)電動(dòng)交通工具，尤其是鋰電池電動(dòng)自行車。2006年前后，鋰電池組開(kāi)始出現(xiàn)在我國(guó)的電動(dòng)自行車領(lǐng)域。當(dāng)今社會(huì)，科學(xué)技術(shù)快速進(jìn)步，關(guān)于鋰電池的充電技術(shù)也有了突飛猛進(jìn)的質(zhì)變。 市場(chǎng)需求增加是科技投入的動(dòng)力，在智能充電器市場(chǎng)也是如此，相關(guān)的工作人員采用更為先進(jìn)的方案實(shí)現(xiàn)充電器安全，智能。該公司的智能充電系統(tǒng)包括了溫度檢測(cè)控制模塊、電量顯示模塊、軟件控制模塊等，其軟件控制模塊能智能的采集和顯示溫度和電壓電流等數(shù)據(jù)[9]。其中高校中最為代表性的有，由北京理工大學(xué)研究所研發(fā)的智能鋰電池組充電管理系統(tǒng)EQ7200HEV。該系統(tǒng)在充電過(guò)程中能智能的顯示電池的電壓、SOC值、電流、電池組溫度等狀態(tài)數(shù)據(jù)。該設(shè)計(jì)還利用脈寬調(diào)制技術(shù)控制風(fēng)扇，這保證充電系統(tǒng)的溫度得到有效控制。吳迪[21]在鋰電池充電控制與管理方法研究過(guò)程中重點(diǎn)解決了一下三個(gè)方面，單體鋰電池主動(dòng)充電控制方式、過(guò)熱保護(hù)和過(guò)充保護(hù)。同時(shí)還要選擇單片機(jī)的類型，并設(shè)計(jì)單片機(jī)控制電路，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)于充電過(guò)程的可靠、高效、智能控制。第六章是整個(gè)設(shè)計(jì)的總結(jié)和展望。溫度檢測(cè)電路實(shí)現(xiàn)的功能是通過(guò)溫度傳感器檢測(cè)到的溫度，判斷溫度數(shù)值是否處在安全范圍內(nèi)，如果超出范圍，立即斷開(kāi)電源，并進(jìn)行報(bào)警，從而控制充電過(guò)程，保證充電安全。對(duì)所要設(shè)計(jì)的充電器性能要求有如下幾項(xiàng)：:對(duì)鋰電池充電時(shí)，如何保證人員的人身安全和電池組的安全是至關(guān)重要的。開(kāi)關(guān)電源具有電壓可調(diào)范圍寬、效率高，輸出電壓相對(duì)穩(wěn)定等特點(diǎn)。鋰離子電池[26]的充電過(guò)程比較復(fù)雜，不同類型的鋰離子電池在不同的充電條件下充電特性會(huì)有不同，不過(guò)整體差別不大，所以研究磷酸鐵鋰電池的充放電特性具有代表性。該方法充電，充電過(guò)程更接近于最佳充電曲線。(2) 方案二安時(shí)法：此方法的基本原理是將電池組看作一個(gè)黑箱子，認(rèn)為進(jìn)電池的電量等于電池放電的電量，在對(duì)溫度、電池老化、充放電率、自放電率進(jìn)行很好補(bǔ)償?shù)那闆r下，在短暫時(shí)間內(nèi)此方法估算的電池的剩余容量值比較準(zhǔn)確。(1) 方案一串口通信：一般用于上下位機(jī)通信。(2) 方案二藍(lán)牙通信：藍(lán)牙看技術(shù)最初是一種為了替代RS232數(shù)據(jù)線的無(wú)線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)確定了串口通信為本設(shè)計(jì)通信方式。該單片機(jī)的最小系統(tǒng)電路原理圖包含MCU、I/O口、電源電路、RS485電路和JTAG電路。該變壓器能穩(wěn)定輸出26V交流電。本設(shè)計(jì)中直接用的是模塊。具體使用時(shí)根據(jù)其通信協(xié)議特點(diǎn)，編寫相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序，來(lái)采集溫度數(shù)據(jù)。每一模塊對(duì)應(yīng)單一的功能。單片機(jī)控制模塊包括溫度數(shù)據(jù)采集模塊、電壓數(shù)據(jù)采集模塊等。 整體設(shè)計(jì)概述上位機(jī)整體設(shè)計(jì)思路是先分別建立三個(gè)Qt工程，串口通信工程、充電器工程、溫度數(shù)據(jù)處理工程，分別搭好這三個(gè)工程的框架后，再建立一個(gè)總的工程，并將之前的三個(gè)工程提升為總工程中的子工程。溫度數(shù)據(jù)處理工程，是將串口傳來(lái)的溫度數(shù)據(jù)接受到，同時(shí)將對(duì)應(yīng)的時(shí)間也一塊放到坐標(biāo)系中，動(dòng)態(tài)的顯示溫度數(shù)據(jù)，最終形成一條曲線。每一模塊對(duì)應(yīng)單一的功能。因?yàn)槌潆娖髟O(shè)計(jì)的是為12V的電池組充電。 充電器運(yùn)行檢測(cè)圖 本章小結(jié)本章主要將硬件和軟件結(jié)合后一起運(yùn)行、調(diào)試，最終實(shí)現(xiàn)的本設(shè)計(jì)給鋰電池組充電的功能。采用開(kāi)關(guān)電源和恒壓充電能提高電池的使用壽命。徐老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、淵博的理論知識(shí)、豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和對(duì)每個(gè)學(xué)生認(rèn)真負(fù)責(zé)的師德師風(fēng)都深深影響和教