智能充電器設(shè)計_畢業(yè)設(shè)計-展示頁
2024-09-10 13:12本頁面
【正文】 境，出現(xiàn)所謂的歐姆極化。 1） 歐姆 極化 ： 充電過程中，正負離子向兩極遷移，在離子遷移過程中不可避免的受到一定的阻力，成為歐姆內(nèi)阻。在化學反應中，這種電動勢超過熱力學平衡值的現(xiàn)象就是極化現(xiàn)象。理想條件是外加電壓等于電池本身的電動勢。 蓄電池是可逆的，其放電及充電的化學反 應式如下 Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O 很顯然，充電過程和放電過程互為逆反應。 2 圖 最佳充電曲線 由圖 ：初始充電電流很大，但衰減很快。實驗表明，如果充電電流按這條曲線變化，就可以大大縮短充電 時間，并且對電池的容量和壽命也沒有影響。由此可見，充電氣性能的好壞都會直接影響到蓄電池的使用效果和使用壽命。過充電，可使蓄電池發(fā)熱，電解液失水；充電不足，可使蓄電池內(nèi)化學反應不充分，并且長期充電不足會導致容量下降。 首先，目前市面上的充電器有許多的不足和缺陷，由于充電器多采用大電流的快速充電法，在電池充滿后如果不及時停止會使電池發(fā)燙，過度的充電會嚴重損害電池的壽命。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，大容量蓄電池的應用迅速增加，人們希望能快捷、安全的對蓄電池進行充電。蓄電池作為穩(wěn)定電源和主要的直 流電源，需求廣泛，用量巨大，與我們的社會生活息息相關(guān)。 I 智能充電器設(shè)計 目 錄 第一章 緒論 ........................................................ 1 引言 ......................................................... 1 蓄電池充電理論 ............................................... 1 蓄電池種類 ................................................... 3 設(shè)計要求 ..................................................... 4 第二章 系統(tǒng)設(shè)計思路分析 ............................................ 6 智能化的實現(xiàn) ................................................. 6 充電方式分析 ................................................. 6 芯片選用及介紹 ............................................... 8 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 ............................................... 12 主要器件 .................................................... 12 原理圖及說明 ................................................ 14 第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 ............................................... 16 程序流程圖 .................................................. 16 程序設(shè)計及說明 .............................................. 17 結(jié)論與體會 ......................................................... 20 主要參考材料： ..................................................... 21 附錄 1：系統(tǒng)原理圖 ................................................. 22 1 第 一 章 緒論 引言 中國是全球蓄電池的產(chǎn)銷大國，蓄電池已有 200多年的歷史，是一種應用廣泛的動力電源。具有原材料易得、價格低廉、可靠性好等優(yōu)點，目前約有 95%的市場占有率。 由于蓄電池維護簡單、價格低廉、供電可靠、使用壽命長，廣泛作為汽車、飛機、輪船等機動車輛或發(fā)電機組的啟動電源。因此，為了適應市場需求，我們需要設(shè)計一種對于蓄電池的只能充電器。而且，流行的鉛酸密封蓄電池充電器大多采用三段式 充電方法，充電時間長，效率低，對電池保護差，容易發(fā)生過充電或者充電不足的現(xiàn)象。以上兩種情況都會降低蓄電池的使用壽命。 蓄電池充電理論 上世紀 60 年代中期，美國科學家馬斯開口對蓄電池的充電過程做了大量的試驗研究，并提出了以最低出氣率為前提的蓄電池可接受充電曲線，如圖所示。原則上把這條曲線成為最佳充電曲線， 如圖 所示， 從而奠定了智能充電方法的研究方向。主要原因是充電過程中產(chǎn)生了極化現(xiàn)象，在密封式蓄電池充電過程中，內(nèi)部產(chǎn)生氧氣和氫氣，當氧氣不能被及時吸收時，便堆積在正極板（正極板產(chǎn)生氧氣），是電池內(nèi)部壓力增大，電池溫度上升，同時縮小了正極板的面積，表現(xiàn)為內(nèi)阻上升，出現(xiàn)了所謂的極化現(xiàn)象?？赡孢^程就是熱力學的平衡過程，為保障電池能夠始終維持在平衡狀態(tài)之下充電，必須盡量使通過電池的電流小一些。但是實踐表明，蓄電池充電時，外加電壓必須增大到一定數(shù)值才行，這個數(shù)值又因為電極材料、溶液濃度等各種因素的差別而在不同程度上超過了蓄電池的平衡電動勢值。 一般來說，產(chǎn)生極化現(xiàn)象有 3 個方面的原因。為了克服這個內(nèi)阻，外加電壓必須額外施加一定的電壓，以克服阻力推動離子遷移。隨著充電電流急劇加大，歐姆極化將造成蓄電池在充電過程中的高溫。實際上，生成物和反應物的擴散速度遠遠比不上化學反應速度，從而造成極板附近電解質(zhì)溶液濃度發(fā)生變化。 3） 電化學極化 ： 這種極化是由于電極上進行的電化學反應的速度，落后于電極上電子運動的速度造成的。放電時，立即有電子釋放給外電路。這種表面負
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