一种针对铅酸蓄电池的新型智能三阶段充电系统的设计与实现

摘要

铅酸蓄电池是21世纪绿色能源之一，自从蓄电池被发明到其被应用到各行各业以来，研究者们就从没有放弃对其性能改进及提高方面的研究，同时，为了满足新型铅酸蓄电池对充电的要求，充电技术的革新从来没有被停止过。
　　本文从快速性、安全性、低成本等因数的综合考虑，提出了对铅酸蓄电池的三阶段快速充电方法，并对与此相关的快速充电系统进行了研究及实现。同时，本文突破性建立了以传感器实时检测并反馈充电过程铅酸蓄电池的温度和内部压力参数，弥补了传统快速充电装置中处理影响快速充电性能因数方面的不足。
　　在铅酸蓄电池快速充电系统的设计中，主要包括了充放电主回路和控制回路两个部分内容。充放电主回路主要包括脉冲波形的产生及充放电实现电路；控制回路主要是指以单片机为控制核心，通过A/D实时采集铅酸蓄电池的端电压、内部压力及温度等信息，并反馈到单片机进行分析处理，得到对应的控制信号来控制充放电回路中的MOS管的通断并输出充放电脉冲波形，实现对铅酸蓄电池的智能充电；并通过RS232串行接口总线实现单片机与上位机间的点对点传输，对采样数据进行监视与保存。在快速充电的控制技术上，采用了以铅酸蓄电池端电压控制为主、温度和内部压力为辅的综合控制方法作为判断是否充满的条件。
　　最后，通过设计硬件电路、软件编程并设计仿真平台，仿真验证了快速冲充电控制算法的可行性，并对快速充电系统进行了测试验证。由于该系统在可控性强，因此，该充电系统不仅能以较低的成本完成了对铅酸蓄电池的快速、安全、健康的充电，还可将该充电装置应用于不同容量的铅酸蓄电池的充电；同时因采用了传感器采样反馈，因此可将该方法应用于电池厂商对同批量、同规格的电池充电参数的测试实验，甚至可以推广到的大规模的动力电池组的充电。

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第一章 绪论

1.1 课题背景及意义

1.2 本课题研究的基础

1.3 论文将开展的工作

第二章 铅酸蓄电池快速充电的基本原理

2.1 铅酸蓄电池的内部结构与性能参数

2.2 铅酸蓄电池充放电过程的原理

2.3 铅酸蓄电池的充放电特性

2.4 影响快速充电性能的重要因数

2.5 提高快速充电速度的方法

第三章 铅酸蓄电池三阶段快速充电方法概述

3.1 三阶段快速充电方法及控制策略

3.2 三阶段快速充电控制技术

3.3 三阶段快速充电系统的整体设计与实现

第四章 铅酸蓄电池快速充电系统的硬软件实现

4.1铅酸蓄电池快速充电系硬件电路设计

4.2 铅酸蓄电池快速充电系统软件设计

第五章 铅酸蓄电池快速系统性能仿真与测试

5.1 快速充电系统仿真与测试结果

5.2 结论与展望

致谢

参考文献

攻读硕士研究生期间取得的研究成果