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蓄电池均衡充电系统研究与设计

作　者: 朱明峰
导　师: 孙晧
学　校: 山东科技大学
专　业: 检测技术与自动化装置
关键词: 均衡充电电池荷电状态铅酸蓄电池单片机 A/D转换器
分类号: TM912
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 266次
引　用: 2次
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内容摘要

蓄电池均衡充电系统不仅有助于提高蓄电池组工作的效率,增加仪器设备的使用时间,而且有助于提高电池组的安全性,并延长其使用寿命。其中蓄电池串联充的不一致性是迫切需要解决的问题。蓄电池在容量不同情况下进行充电,会出现个别电池因过度充电而出现早期失效的现象,进而导致蓄电池容量损失。电池组串联充电的不一致性还会使电池组中的某些电池提前损坏,寿命大大缩短,这些问题都增加了仪器设备的使用成本。本文介绍了铅酸蓄电池的基本工作原理、充放电特性和影响蓄电池荷电状态(SOC)的主要因素。研究了蓄电池SOC的几种预测方法后,提出利用电池端电压与内阻联合来预测蓄电池SOC的方法,该方法可以提高预测的精度。分析了蓄电池常用的均衡充电方案。在此基础上,讨论蓄电池均衡充电系统的设计思想与实现方法,对铅酸蓄电池容量的估算方法和均衡充电进行了研究。设计了基于单片机的均衡充电系统,给出蓄电池电压、电流、内阻和温度等参数采集的具体硬件电路。实现对串联电池组的充电均衡控制,以解决充电过程中因电池特性不一致而产生的电池过充电问题。论文从实际出发,完成了系统的总体设计,并进行了相应软件的设计。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
1 绪论  11-16
  1.1 课题的背景及意义  11-12
  1.2 蓄电池均衡充电系统概述  12-15
  1.3 论文主要研究内容  15-16
2 铅酸蓄电池原理特性  16-24
  2.1 铅酸蓄电池的工作原理  16-18
  2.2 铅酸蓄电池的充放电特性  18-20
  2.3 蓄电池荷电状态影响因素  20-23
  2.4 本章小结  23-24
3 铅酸电池组的均衡充电技术  24-36
  3.1 铅酸蓄电池常规充电方法  24-27
  3.2 电池组的不均衡性及其危害  27-28
  3.3 常用的均衡充电方法及比较  28-30
  3.4 均衡充电方案设计  30-31
  3.5 铅酸蓄电池的电池容量检测  31-34
  3.6 本课题采用的铅酸蓄电池容量检测方法  34-35
  3.7 本章小结  35-36
4 蓄电池均衡充电系统的硬件实现  36-56
  4.1 蓄电池均衡充电系统的总体结构  36
  4.2 主处理器介绍  36-39
  4.3 电压采集电路  39-40
  4.4 电流采集电路  40-41
  4.5 内阻监测电路  41-45
  4.6 均衡充电电路  45-46
  4.7 温度采集电路  46-49
  4.8 通道选择与A/D转换模块  49-52
  4.9 复位电路  52
  4.10 电源电路  52-53
  4.11 硬件抗干扰措施  53-55
  4.12 本章小结  55-56
5 蓄电池均衡充电系统的软件设计  56-66
  5.1 软件设计原则与编程方法  56-57
  5.2 集成开发环境与Keil C51  57-59
  5.3 电池数据采集与A/D转换程序  59-60
  5.4 电池温度采集程序  60-63
  5.5 电池均衡充电程序  63-64
  5.6 软件抗干扰措施  64-65
  5.7 本章小结  65-66
6 总结与展望  66-67
  6.1 总结  66
  6.2 展望  66-67
致谢  67-68
攻读硕士期间主要成果  68-69
主要参考文献  69-71

蓄电池均衡充电系统研究与设计

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