【正文】 高，選用東芝（TOSHIBA）公司的 2SC3306N 型硅雙極型晶體管。圖 2．1 智能充電系統(tǒng)框圖采集到的電池端電壓、充電電流、電池溫度等狀態(tài)信息，送入 CPU 后要進(jìn)行必要的處理和判斷，才能得到相應(yīng)的控制電壓，單片機(jī)輸出充電信號、間歇停止充電信號、放電信號脈沖到充電、放電電路，從而實(shí)現(xiàn)對蓄電池充電、停充和放電持續(xù)時(shí)間的控制，對各個(gè)階段內(nèi)充電電流以及充電電壓的平均值進(jìn)行調(diào)節(jié)，使其符合充電電流接受率下降的特點(diǎn)。主要由半橋功率變換器、驅(qū)動器、PWM 控制器、微處理器、充電電路、放電電路六部分組成，并具有過流保護(hù)，過壓保護(hù)。 系統(tǒng)硬件電路的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)硬件包括兩個(gè)大部分：充電電源設(shè)備以及控制電路。前文述及 的充電電流已經(jīng)是比較合適的數(shù)值。在充電的過程中，最好根據(jù)使用者的需要來改變充電電流的大小。因此本系統(tǒng)充電器的電源輸出達(dá)到 36V 并且可調(diào)，是能夠滿足目前電動自行車領(lǐng)域動力要求的。因此對本系統(tǒng)提出如下的設(shè)計(jì)要求：1．電源空載輸出電壓36V 可調(diào)。（3）電池充滿后自動轉(zhuǎn)入涓流補(bǔ)足充電狀態(tài)。第 2 章 總體設(shè)計(jì)思路及硬件選擇 總體設(shè)計(jì)要求 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求 系統(tǒng)的基本功能（1）充電過程實(shí)施智能控制，快速完成充電，主要能進(jìn)行斷電和短路檢測。三是探討充電方法的控制和實(shí)現(xiàn)問題。在對現(xiàn)有多種充電方法分析研究的基礎(chǔ)上，提出了一種新型的波浪式正負(fù)零脈沖充電方法。以鉛酸蓄電池為研究對象是考慮到目前大多數(shù)助力車所使用的蓄電池仍然是鉛酸蓄電池，而且是密封免維護(hù)鉛酸蓄電池，一般為兩節(jié)或三節(jié)串連，每節(jié)蓄電池電壓為標(biāo)準(zhǔn)的 12V。充放電電流波形如圖 1．1 所示。脈沖充電法充電電路的控制有兩種：脈沖電流幅值固定不變，PWM（驅(qū)動充放電開關(guān)管）信號的頻率可調(diào)，從而調(diào)節(jié)充電電流；另一種就是脈沖電流的幅值是可變的，而 PWM 信號的頻率是固定的。遵循上述原則，即可使充電全過程去極化效果適當(dāng)，并能以較高的充電平均電流進(jìn)行充電，還可有效地抑制氣體析出。(4) 去極化應(yīng)該是有限度的，收到一定的效果時(shí)，就應(yīng)該適時(shí)停止去極化，轉(zhuǎn)到再次充電。(3) 在充電過程中，蓄電池電壓升高到一定程度時(shí)，也就是極化現(xiàn)象達(dá)到一定程度時(shí)，就應(yīng)當(dāng)停止充電，轉(zhuǎn)向放電去極化。在充電初期、中期和后期，蓄電池的極化情況是不同的。3．充電過程全過程都必須采取適當(dāng)?shù)娜O化措施(1) 在開始充電的同時(shí)，蓄電池可接受電流隨時(shí)間呈指數(shù)規(guī)律下降，充電電流終究會超過可接受電流；若采用大電流充電幾秒鐘，最多幾分鐘就會因可接受電流下降而產(chǎn)生氣體，故前期也應(yīng)有去極化措施，始終不使極化過分嚴(yán)重。充電反應(yīng)速度逐漸降低，充電電流也應(yīng)逐漸降低，這是必要的。根據(jù)電極過程反應(yīng)速度基本公式可知，電極過程反應(yīng)速度和電極的交換電流密度成正比。但前文已述及實(shí)際上國內(nèi)外都沒有按照這種矩形充電特性曲線實(shí)施充電。2．充電電流應(yīng)隨著充電的進(jìn)行而逐漸降低由文獻(xiàn)可知，充電電流如果能真實(shí)再現(xiàn)矩形充電特性，則是一種非常理想的情況。比如目前絕大多數(shù)電動自行車用蓄電池多為 12V9Ah 了，那么最高充電電流就應(yīng)以6A 為宜。（3）充電電流越大，充電脈沖寬度越小，從而充電電流有效值將比平均值大得多，發(fā)熱就較嚴(yán)重。（2）國產(chǎn)的蓄電池結(jié)構(gòu)上不適應(yīng)過大電流充電。然而加大充電電流值是有一定限度的。根據(jù)部頒標(biāo)準(zhǔn) JB105767（起動型蓄電池標(biāo)準(zhǔn)） ，要求這種蓄電池的充、放電循環(huán)壽命平均值不應(yīng)低于 280 次，每塊被試驗(yàn)的蓄電池壽命不低于 220 次。快速充電由于充電電流大，容易出現(xiàn)出氣率大和溫升高的現(xiàn)象，影響蓄電池的壽命。高溫會縮短蓄電池的使用壽命。3．溫升。出氣量是指完成蓄電池完全充電的整個(gè)充電過程中，在一個(gè)大氣壓下，正負(fù)極板析出氣體的總和。2．出氣量和出氣率。結(jié)論 ...........................................................18結(jié)論 .......................................................................19參考文獻(xiàn) ...................................................................20附錄 1 完整電路圖 ...........................................................21附錄 2 軟件流程圖 ...........................................................22附錄 3 軟件充電程序 .........................................................23謝辭 .......................................................................33第 1 章 緒 論 鉛酸蓄電池快速充電理論概述 快速充電的技術(shù)指標(biāo)1．快速性。 本 課 題 在 分 析 比 較 幾 種 充 電 方 法 后 采 用 一 種 新 型 的 波 浪 式 正 負(fù) 零脈 沖 間 歇 充 電 方 法 ， 硬 件 部 分 設(shè) 計(jì) 了 半 橋 逆 變 型 高 頻 開 關(guān) 電 源 ， 通 過 對 智 能 充 電 方 法的 研 究 ， 采 用 單 片 機(jī) 做 控 制 器 ， 實(shí) 時(shí) 監(jiān) 控 電 壓 ， 電 流 使 充 電 過 程 按 理 想 的 充 電 曲 線 進(jìn)行 ， 既 延 長 了 電 池 的 使 用 壽 命 ， 又 使 電 池 充 滿 電 的 最 優(yōu) 效 果 。 論 文研 究 的 對 象 是 全 密 封 型 免 維 護(hù) 鉛 酸 蓄 電 池 。摘 要為了解決能源與環(huán)境污染問題，世界各國都在大力發(fā)展電動車輛。電 池 的 質(zhì) 量 和 使用 是 電 動 自 行 車 需 要 解 決 的 關(guān) 鍵 問 題 ， 充 電 器 應(yīng) 以 無 傷 害 ， 長 壽 命 為 根 本 目 標(biāo) 。 采 用 先 進(jìn) 的 充 電 方 法 這 是 目 前 提 高 電 池 使用 壽 命 的 關(guān) 鍵 所 在 。關(guān)鍵詞: 電動自行車，鉛酸蓄電池，快速充電，脈沖AbstractIn order to settle energy crisis and environmental contamination, many institutes have been developing the electric vehicle in worldwide. The electrochemical battery used in electric vehicle limit the development. So the charging method of the battery is the key factor in the electric bicycle acceptance by consumers. One new charging method, undulant variable current and voltage charge with positivezeronegative and interval rest time, is put forward based on the constant current charge, constant voltage charge, pulse charge, reflex charge, variable current charging with interval rest time and variable voltage charging with interval rest time. Charging power consist of halfbridge converter and auxiliary units. Charging and discharging process are controlled by MCU to realize the intelligent safe full charge.Key Words :electric bicycle，leadacid battery，fast charge，pulse目錄第 1 章 緒 論 ...............................................................4 鉛酸蓄電池快速充電理論概述 .............................................4 快速充電的技術(shù)指標(biāo) ................................................4 實(shí)現(xiàn)快速充電必須遵循的原則 ........................................4 變電壓變電流波浪式正負(fù)零脈沖快速充電法 ............................6 本課題的研究內(nèi)容 .......................................................7第 2 章 總體設(shè)計(jì)思路及硬件選擇 ..............................................8 總體設(shè)計(jì)要求 ...........................................................8 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求 ....................................................8 系統(tǒng)的基本功能 ................................................8 系統(tǒng)的理想技術(shù)指標(biāo) ............................................8 系統(tǒng)硬件電路的實(shí)現(xiàn) .....................................................8 充電方法的控制與實(shí)現(xiàn)的簡單介紹 ....................