自适应电动自动车充电装置的研究

摘要

由于经济发展和社会需要，电动自行车得到了快速的发展，从而成为了主要的代步工具。电动自行车是指以蓄电池作为驱动能源在普通自行车的基础上，安装了电机、控制器、蓄电池、转把、闸把等操纵部件和显示仪表系统的机电一体化的个人交通工具。作为提供动力的蓄电池是电动自行车的主要部件，其寿命影响着电动自行车性能的发挥。目前，市场上电动自行车所使用的蓄电池有多种额定电压型号，采用不同额定电压型号的蓄电池的电动自行车其性能和蓄行里程是不一样的。电动自行车充电器是实现为电动自行车蓄电池充电的装置，它实现了把市电转换为给蓄电池充电的直流电，其设计的好坏直接关系到蓄电池的使用寿命。一般而言，蓄电池不是用坏的而是被充坏的。可见，电动自行车充电装置是电动自行车最关键最重要的部件。本论文正是针对这一关键部件进行了深入的研究，设计了一种自适应电动自行车充电装置，能实现为多种额定电压蓄电池的充电，解决了一种充电器只能对某一种额定电压的蓄电池进行充电的问题。并且根据蓄电池当前状态，设计了优化的充电算法，实现了延长蓄电池使用寿命的目的。
　　本文在分析现有充电装置发展状况和各种电源变换拓扑结构的基础上，针对自适应电动自行车装置进行了总体方案设计和硬件设计，重点对自适应功能实现的硬件平台进行了设计;在分析了蓄电池的充电原理和充电方法的基础上，设计了自适应充电控制算法，并且进行了编程实现;论文的最后部分进行了软硬件的联合调试，重点是充电装置的自适应部分，能否实现自动识别蓄电池的额定电压并且自动选择充电方式。此外，本文在蓄电池模型的基础上采用PSIM仿真软件验证了自适应充电算法的有效性实验和仿真表明本论文设计的充电装置已经达到了设计要求，能较好地实现对多种额定电压的蓄电池进行充电且所设计的自适应充电控制算法能减少蓄电池的析气现象，对延长蓄电池使用寿命起到了一定的作用。

目录

声明

致谢

摘要

1 引言

1．1 选题背景

1．2 国内外电动自行车发展现状

1．3 国内外电动自行车充电装置发展现状

1．4 VRLA蓄电池简介

1．5 本课题主要研究任务及意义

2 阀控密封铅酸蓄电池的充电原理和充电技术

2．1 VRLA蓄电池的基本特性分析

2．1．1 VRLA蓄电池的化学特性

2．1．2 VRLA蓄电池的电气特性及相关概念

2．2 VRLA蓄电池的充电技术

2．2．1 传统的充电方法

2．2．2 快速充电方法

2．2．3 智能型充电方法

3 充电装置的总体方案设计

3．1 需求分析

3．2 开关型交流—直流变换方法分析

3．2．1 反激变换器拓扑结构

3．2．2 正激变换器拓扑结构

3．2．3 变换器的供电

3．3 开关型直流—直流变换方法分析

3．3．1 Buck变换器

3．3．2 Boost变换器

3．3．3 Buck—Boost变换器

3．4 自适应充电功能实现方法设计

3．5 系统总体方案制定

3．5．1 系统总体设计思路

3．5．2 控制器的选择

3．5．3 系统总体方案

4 充电装置的硬件设计

4．1 反激式开关AC-DC充电电源的设计

4．1．1 设计指标

4．1．2 反激式变压器的设计

4．1．3 UC3842电流控制型芯片

4．1．4 吸收变压器漏感电路的设计

4．1．5 电源稳压反馈电路的设计

4．1．6 反激式开关AC-DC充电电源电路原理图

4．2 降压Buck电路及其驱动电路设计

4．2．1 Buck电路设计

4．2．2 Buck电路驱动电路设计

4．3 充电控制驱动电路设计

4．4 电压检测电路设计

4．5 辅助电源设计

5 优化的充电控制算法设计

5．1 自适应充电算法的设计

5．2 系统程序实现流程

6 系统调试与实验结果

6．1 调试内容

6．2 实验结果

6．3 自适应充电算法有效性的仿真分析

6．3．1 铅酸蓄电池的模型

6．3．2 仿真结果及分析

7 结束语

参考文献

附录A [附录标题]

索引

作者简历

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