阀控式铅酸蓄电池脉冲快速充电技术研究

论文摘要

21世纪在所有能源里面,蓄电池被认为是最绿色能源之一。目前一系列用动力铅酸蓄电池及与之配套的充电器的发展,还暂且不能满足其一些交通工具的要求,在一些理论和技术研究方面上还有待提高。从目前发展的情况来看,常见的蓄电池的充电方式主要有恒压充电和恒流充电这两种模式,这两种充电方式在实际应用中,还存在着较大的缺陷。就是因为这些充电电流不能够有效的遵循马斯所提出的可接受的充电电流曲线,所以最后导致这些充电方法充电不完全,充电时间效率相对比较低;甚至有的还存在着一些过充电和析气等现象,使得充电过程时间长,效率低,非常容易受损害。最后如果想解决上述问题,改变以上两种充电方法的缺点,既提高能量利用效率,加快充电速度,又不影响铅酸蓄电池的使用寿命。我们提出了对阀控式铅酸蓄电池快速充电技术研究,具有了实际意义。本论文主要对阀控式铅酸蓄电池快速充电技术进行了研究。结合马斯定律,并且在充分了解了阀控式铅酸蓄电池电化学机理的基础上,对正负脉冲间歇的去极化快速充电技术进行了一定的研究。对充电过程中的脉冲充电电流,脉冲充电电压,脉冲充电时间,正负脉冲的幅值等一系列参数进行设定,希望对这些数据进行比较分析,验证其脉冲快速充电技术方法的可行性。本研究采用单片机控制的充电器能有效控制充电电流,提高充电接受率,减少充电时间,节约电能,而且由单片机判断充电状态并给予相应处理,具有实时性、智能性,节省了好多的人力,提高了安全性、可靠性。在这类充电器中,单片机处于强电电路中,工作环境恶劣,因此对单片机的抗干扰能力提出了非常高的要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 引言
• 1.1 选题背景及其意义
• 1.2 阀控式铅酸蓄电池
• 1.2.1 铅酸蓄电池简介
• 1.2.2 阀控式铅酸蓄电池的应用
• 1.3 铅酸蓄电池充电技术现状
• 1.4 阀控式铅酸蓄电池充电技术研究方案
• 第2章 阀控式铅酸蓄电池充电原理的研究
• 2.1 铅酸蓄电池常规的充电方法
• 2.1.1 恒定电流充电方法
• 2.1.2 恒定电压充电方法
• 2.1.3 阶段式的充电方法
• 2.2 铅酸蓄电池化成技术研究
• 2.3 极化现象
• 2.3.1 极化现象产生的原因和种类
• 2.3.2 极化现象导致的后果
• 2.3.3 去极化现象应遵循的准则
• 2.4 阀控式铅酸蓄电池的工作原理
• 2.4.1 阀控式铅酸蓄电池电动势的产生
• 2.4.2 阀控式铅酸蓄电池充放电过程中的化学反应
• 2.5 阀控式铅酸蓄电池快速充电原理
• 2.5.1 马斯定律
• 2.5.2 阀控式铅酸蓄电池脉冲快速充电策略
• 第3章 脉冲快速充电的电路设计
• 3.1 脉冲快速充电的总体结构概述
• 3.1.1 系统控制回路
• 3.1.2 系统的主回路
• 3.1.3 系统的PID调节
• 3.2 脉冲快速充电的各部分硬件电路详解
• 3.2.1 微控制器AT89C52
• 3.2.2 点阵图形液晶显示模块接口电路单元
• 3.2.3 按键接口电路单元
• 3.2.4 信号发生处理单元
• 3.2.5 数据采集设计单元
• 3.2.6 功率驱动电路单元
• 第4章 阀控式铅酸蓄电池脉冲快速充电方法研究
• 4.1 脉冲快速充电系统软件设计总体说明
• 4.1.1 液晶屏子程序设计
• 4.1.2 A/D转换器CS5460A子程序设计
• 4.1.3 D/A转换器TLV5625 子程序设计
• 4.1.4 PID调节参数设计
• 4.2 脉冲快速充电方法的研究
• 第5章 结论
• 5.1 设计中的新颖处
• 5.2 设计以后的改进
• 参考文献
• 附录1
• 附录2
• 附录3
• 附录4
• 附录5
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表论文情况