avatar avatar 我的文献 电动汽车铅酸蓄电池无损充电器的研制 作者 张记礼 单位 山东农业大学 导师 郗忠梅 关键词 铅酸蓄电池; 无损; 充电器; 充电策略
摘要
电动汽车充电器为电动汽车运行提供能量补给,是电动汽车的电池系统的重要组成部分,也是电动汽车商业化、产业化过程中的重要环节。铅酸蓄电池在电动汽车动力源方面具有广泛的应用,目前铅酸蓄电池依然保持着很高的市场占有率。本课题通过研究电动汽车充电器的意义和国内外现状,分析了目前蓄电池组在使用过程中存在的问题,确定了课题的研究内容和研究方向。根据研究内容制定了相应的充电策略,设计了包括主电路、CPU模块、信号采集电路、PWM脉宽调制电路和辅助电源电路在内的无损充电器装置,并利用该装置进行了试验。主要研究内容如下:(1)在充电初始时,假设10块蓄电池的电压分别为V1,V2,���,V10,设最大值为Vmax={V1,V2,���,V10},最小值为Vmin={V1,V2,���,V10},则最大差值为ΔVm=Vmax-Vmin,以ΔVm的大小为标准来选择不用的充电程序,分为普通充电程序、无损充电程序和电池替换程序三种情况。(2)设计了无损充电器装置的硬件电路,主要包括主电路、CPU模块、信号采集电路、PWM脉宽调制电路和辅助电源电路等。主电路是充电器硬件电路的重要组成部分,包括整流滤波电路、高频全桥逆变电路、高频变压器、不控全波整流电路和LC滤波电路,功能是220V工频交流电经整流滤波电路变为直流电,直流电再由高频逆变电路变为高频交流电,高频交流电通过高频变压器降压,再经过不控全波整流电路和LC滤波电路得到直流输出。信号采集电路、PWM脉宽调制电路以及CPU模块构成反馈回路,根据采集的充电器的输出电压和电流信号调节PWM占空比,进而调节输出电压和电流。辅助电源电路为电路中的某些器件提供电源电压。(3)根据制定的充电策略和设计的硬件电路,设计了充电器的系统软件程序。无损充电器的系统软件主程序包括普通充电程序和无损充电程序。普通充电程序是将蓄电池组当作一个整体来进行充电。在充电过程中,设10块蓄电池的电压分别为U1,U2,���,U10,最大值为Umax={U1,U2,���,U10}。在智能充电程序恒流充电阶段,如果10�Umax增大到设定值则转入下一充电阶段;在恒压充电阶段,先调整充电电压使10�Umax与设定值相等,然后以U1+U2+���+U10作为恒压充电阶段的电压值来充电。经过试验验证,本充电器能够按照蓄电池厂家给出的充电曲线进行充电,而且制定的充电策略对于减小电池的不一致性增大的趋势具有一定的效果,同时可以有效防止过充,延长蓄电池使用寿命。
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