车用蓄电池智能充电系统研究与设计

发布时间：2017-07-16 16:19

  本文关键词：车用蓄电池智能充电系统研究与设计

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【摘要】：传统的蓄电池充电器结构简单、充电方法单一,无法根据蓄电池的荷电状态调整充电方法,没有对蓄电池充电过程的监测、保护及修复等功能。近年来,随着数字信号处理技术的日益完善,微控制器的性价比不断提高,数字控制的蓄电池充电系统可以实现各种复杂的充电控制方法,而且能够对蓄电池的充电过程进行监控和显示,提高了系统的灵活性,在高效充电的同时延长了蓄电池的使用寿命。本文对车用铅酸蓄电池智能充电系统进行研究与设计。主要研究内容有:(1)分析了铅酸蓄电池的电化学原理和充放电特性以及目前铅酸蓄电池充电器和充电方法存在的不足,指出了本论文研究和设计的意义。(2)根据充电系统的基本功能和技术要求,设计出了充电系统的总体结构,选择了适合本系统的电路拓扑和电路功能模块。对桥式整流滤波电路、半桥式变换器、功率开关管、输出整流滤波电路、PWM驱动电路、采样电路、保护电路、人机交互电路和辅助电源等电路功能模块进行了设计和参数的理论计算以及元器件的选型。(3)在常用充电方法和蓄电池工作原理的分析基础上设计出了一种蓄电池五阶段充电控制策略。(4)根据充电系统的实际工作需要和特点,对充电系统的软件结构按功能进行模块化设计。分析和介绍了主程序、中断程序、充电控制策略、充电程序、充电终止程序等模块的设计思想。(5)对充电系统进行整体测试和结果分析。对本文所做工作进行总结,并展望下一步的研究方向。
【关键词】：铅酸蓄电池 智能充电 控制策略
【学位授予单位】：上海工程技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U469.72
【目录】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 绪论12-16
• 1.1 选题的背景和意义12-13
• 1.2 铅酸蓄电池充电技术国内外发展现状13-14
• 1.3 论文主要研究内容和章节安排14-15
• 1.4 本章小结15-16
• 第二章 蓄电池电化学基础和充电技术分析16-27
• 2.1 铅酸蓄电池的构造16-17
• 2.2 铅酸蓄电池工作原理17-18
• 2.3 铅酸蓄电池充电的理论基础马斯三定律18-21
• 2.4 铅酸蓄电池的常用充电方法21-22
• 2.4.1 恒流充电法21-22
• 2.4.2 恒压充电法22
• 2.5 铅酸蓄电池的快速充电方法22-25
• 2.5.1 脉冲充电法23-24
• 2.5.2 分级定电流充电法24
• 2.5.3 变电流间歇充电法24-25
• 2.6 充电控制技术25-26
• 2.7 本章小结26-27
• 第三章 蓄电池智能充电系统硬件设计27-54
• 3.1 充电系统的基本功能和技术要求27-28
• 3.2 充电系统的总体结构28-29
• 3.3 充电系统主电路设计29
• 3.4 半桥式变换器工作原理29-31
• 3.5 桥式整流滤波电路的设计31-32
• 3.5.1 桥式整流电路的原理31
• 3.5.2 整流桥的选择31
• 3.5.3 滤波电容的选择31-32
• 3.6 开关管的选择32
• 3.7 变压器设计32-36
• 3.7.1 变压器的计算功率32-33
• 3.7.2 磁芯输出能力的确定33-34
• 3.7.3 变压器实际输出能力34
• 3.7.4 变压器的主要参数计算34-36
• 3.8 输出整流滤波电路的设计36-38
• 3.8.1 输出整流二极管的选择36-37
• 3.8.2 输出滤波电路的设计37-38
• 3.9 PIC1866K90资源分配38-39
• 3.9.1 PIC1866K90单片机简介38-39
• 3.9.2 PIC18F66K90端口分配39
• 3.10 PWM驱动电路设计39-41
• 3.11 采样电路设计41-43
• 3.11.1 充电电流采样电路41
• 3.11.2 充电电压采样电路41-42
• 3.11.3 蓄电池端电压采样电路42
• 3.11.4 温度采样电路42-43
• 3.12 保护电路设计43-44
• 3.13 人机交互电路设计44-45
• 3.14 辅助电源设计45-46
• 3.14.1 辅助电源设计软硬件介绍45
• 3.14.2 辅助电源电路设计45-46
• 3.15 抗干扰设计46-51
• 3.15.1 电磁干扰的来源46-47
• 3.15.2 硬件抗干扰设计47-50
• 3.15.3 软件抗干扰设计50-51
• 3.16 充电系统原理图和主电路板51
• 3.17 本章小结51-54
• 第四章 蓄电池智能充电系统软件设计54-61
• 4.1 主程序设计54
• 4.2 中断程序设计54-55
• 4.3 充电控制策略设计55-57
• 4.4 充电程序设计57-59
• 4.5 充电终止程序设计59-60
• 4.6 本章小结60-61
• 第五章 系统测试与结果分析61-64
• 5.1 测试装置61-62
• 5.2 测试波形62-63
• 5.2.1 单片机输出波形62
• 5.2.2 光电耦合器和IR2110输出波形62-63
• 5.3 充电测试63
• 5.4 本章小结63-64
• 第六章 总结与展望64-65
• 6.1 全文总结64
• 6.2 展望64-65
• 参考文献65-67
• 附录67-79
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及取得的相关科研成果79-80
• 致谢80-81

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本文编号：549515