电动车充电器智能充电定时开题报告

 2022-09-21 09:34:06

1. 研究目的与意义

电动车已成为最普遍,最广泛的交通工具,价格低、绿色无污染、质量轻,使用方便,市场保有量巨大。

评价电动车的性能指标很多,而最能让人们关心的就是其蓄电池的里程寿命。

蓄电池是电动车的动力来源,过充电、充电不足以及过放电都是引起是电池故障的主要原因。

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2. 课题关键问题和重难点

课题关键问题:

1、在设计开发时掌握电池充电机理、充电器各功能模块原理及设计方法是很关键的技术。

2、学习MSP430单片机并利用单片机A/D,检测电池电压、电流是否过压或过流以及如何限流等。

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3. 国内外研究现状(文献综述)

利用MSP430单片机实现对电动车充电器的智能充电定时的控制,与传统的蓄电池充电相比,在使用电池的过程中不必每次都花很长时间将电池充足电,而是花一半的时间(约4h)使电池充电到93%左右且定时时间到即切断电源停止充电。同时每隔充足30%左右的电,即治疗充电。这样可以达到缩短充电时间并保证电池寿命的目的。因此,研制性能良好的智能充电器,会带来显著的经济效益和良好的社会效益。

针对电动车充电技术的要求,为了使电动车充电器获得良好的性能指标,必须寻找最佳的充电模式。理论和实践表明,涓流充电、大电流充电、过充电和浮充电组合起来的充电方式,可达到最佳的效果。同时,基于单片机控制的智能充电器,电路简单可靠,参数调整方便,具有充电时间短、能耗低、使用故障低等优点,对环保、节能型电动车和充电器的设计和开发具有重要的意义。最后在PROTEUS仿真软件进行运行与调试实现。实验结果表明,基于单片机控制的智能充电器,可方便地实现涓流充电、大电流充电、过充电和浮充电四个充电过程,该充电器的效率高,调节时间快,其良好的充电特性,使得蓄电池具有较高的使用容量和较长的循环寿命,可满足不同电动车动力电池的复杂充电要求,具有良好的应用前景,为提高蓄电池的性能和可靠性提供一条新的、有效的途径。为了实现上述功能,结合了MSP430单片机,因为它是TI公司新一代16位单片机系列的MSP430F1101设计的数据采集系统。MSP430系列是TI公司推出的超低功耗混合信号微控制器,这些微控制器可用于电池供电并长期工作的场合.该数据采集系统通过利用MSP430F1101内部可用于模拟信号比较功能或单斜率A/D转换功能的片内比较器采集模拟信号,又利用内部具有3个捕获/比较寄存器的16位定时器产生定时间隔,最后将采集到的数据经过模拟串口实现发送. 试验证明,采用MSP430F1101设计的数据采集系统非常适合于电池供电和便携式应用场合设计了充电器定时器,它具有电压负增量(-ΔU)﹑定时等充电控制方式,同时具有温度过高保护功能的充电器。接下来本文对这种控制方法的原理,存在的问题进行了深入的研究,对问题的根源进行了分析。在参阅了多种文献及解决方法后,选择了两种简单易行的解决方案进行研究。随后,本文对充电器进行了实物设计,设计内容包括两个部分,一是负责传递能量的主回路设计,还有就是负责控制功能的控制主板的软硬件设计。本文的最后对仿真和实验结果进行了分析和说明。本文研究的充电器有较高的实用价值,并且为今后继续深入研究积累了很多实践经验。

参考文献

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4. 研究方案

1、电动车的动力来源是蓄电池,过充电、充电不足以及过放电都是引起电池故障的主要原因损害了电瓶,现设计一款智能充电器,让电瓶在充满电之后自动停止充电。加入环境温度探头和单片机,使充电过程智能化,达到延长蓄电池的使用寿命的方案。

2、目前常用的铅酸蓄电池充电器主要采用的是下面两种充电方式:浮充(又称恒压充电)和循环充电。但这两种方法皆有一些不足之处:在充电过程中,电池的电压逐渐提高,充电电流逐渐下降,而恒压充电的方式不管电池电压的实际状态,充电电压总是恒定的.这样容易导致电池损坏。循环充电采用较小的电流充电,充电效果较好。但对于大容量的蓄电池,充电时间会拖得很长,时效低,造成诸多不便。通常人们电动车都普遍使用无温度补偿的充电器,这种充电器会对电池造成损害。夏季过充,冬季欠充,而过充和欠充都容易造成电池失水和硫酸盐化。电池失水后,硫酸浓度提高,加剧了板极腐蚀,就更容易产生硫酸盐化,而硫酸盐化的电池则更容易失水,这是一种连锁反应。

3、铅酸蓄电池是电池的电化学反应,其充电时将电能转化为化学能在电池内储存起来,放电时将化学能转化为电能供给外系统。其充电和放电过程是通过电化学反应完成的。

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5. 工作计划

第1周: 文献阅读,资料翻译,了解毕设任务,完成开题报告。

第2周: 了解电池充电机理、充电器各功能模块原理和设计方法

第3周: 需求分析,方案初步设计开题报告。

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