基于单片机的电动车智能充电器的设计

前言 (4)

第一章充电器原理 (5)

1.1 蓄电池与充电技术 (5)

1.2 密封铅酸蓄电池的充电特性 (5)

1.3 充电器充电原理 (6)

1.3.1 蓄电池充电理论基础 (6)

1.3.2 充电器的工作原理 (8)

第二章总体设计方案 (10)

2.1 系统设计 (10)

2.2 方案策略 (10)

第三章硬件电路设计 (12)

3.1 电路总体设计 (12)

3.2 芯片介绍 (12)

3.2.1 LM358双运放 (12)

3.2.2 UC3842单管开关电源 (13)

3.2.3 EL817光耦合器 (14)

3.2.4 场效应管K1358 (15)

3.3 电动车充电器原理及各元件作用的概述 (16)

3.3.1 充电器原理图 (16)

图3.5 充电器原理图 (16)

3.3.2 各元器件作用概述 (16)

3.4 功能模块电路设计 (17)

3.4.1 第一路通电开始 (17)

3.4.2 第二路UC3842电路 (17)

3.4.3 第三路LM358（双运算放大器）电路 (18)

3.5 电动车充电器改进方案 (21)

3.5.1 增加充满电发声提示电路 (21)

3.5.2 加散热风扇 (22)

第四章总结与展望 (23)

致谢 (25)

电动车智能充电器设计及应用

中文摘要：

本设计介绍了充电器对蓄电池充电的一般原理，从阀控蓄电池内部氧循环的设计理念出发，研究各种充电方法对铅酸蓄电池寿命的影响。针对蓄电池充电过程中出现的种种问题，分析现有各种充电方法存在的问题，提出一种可对铅酸蓄电池实现四段式慢脉冲充电的智能充电器设计方案。控制开关电源的脉冲频率和占空比，从而调节充电电流和电压，实现对蓄电池的分级慢脉冲充电。这个方案不仅可实现快速充电，同时可以减少析气，消除硫化，进行均衡充电，从而大大地延长了铅酸蓄电池的使用寿命。

关键词：慢脉冲充电；蓄电池；充电器；

Abstract: The design describes the charger to the battery charger of the general principles, from the internal oxygen cycle of valve-regulated battery design concepts starting to study a variety of charging methods for lead-acid battery life implications. For battery charging problems arising in the process, analysis of existing problems in a variety of charging methods, proposed a lead-acid batteries could achieve the Four-slow pulse charge of the intelligent charger design. Control the switching power supply pulse frequency and duty cycle, thus regulating charge current and voltage to achieve the classification of the battery charge with slow pulse. This program not only for fast charging, while reducing analysis of gas, to eliminate sulfide, a balanced charge, thus greatly extending the service life of lead-acid batteries.

Key words: slow pulse charge; batteries; charger;

前言

以动力蓄电池为能源的电动车被认为是21世纪的绿色工程，它的出现将汽车工业的发展带入了一个全新的领域。目前，电动车核心部件中的电动机、控制器和车体三大部件在理论和技术上已较为成熟，而另两大部件蓄电池、充电器的发展还不能满足电动车的要求，有一些理论和技术问题还有待攻关，现已成为影响电动交通工具发展的瓶颈。目前，我国的电动车用动力蓄电池大多为铅酸蓄电池，这主要是由于铅酸蓄电池具有技术成熟、成本低、电池容量大、跟随负荷输出特性好、无记忆效应等优点。当然，也有一些高性能电池，比如锂电池、燃料电池等。锂离子电池电动车在深圳已投入试运营，由上海研制的第二代燃料电池轿车“超越二号”也于2004年5月在北京的国际氢能大会上露面，但都还未能得到广泛的推广应用。铅酸蓄电池具有价格低廉、供电可靠、电压稳定等优点，因此广泛应用于国防、通信、铁路、交通、工农业生产部门。近年来全密封免维护铅酸蓄电池其密封好、无泄漏、无污染等优点，能够保证人体和各种用电设备的安全，而且在整个寿命期间，无需任何维护，从而揭开了铅酸蓄电池发展历程新的一页。众所周知，通信设备一般都采用免维护电池作为备用电源，许多电子设备必须的不间断电源系统（UPS）也离不开免维护电池，此外在应急灯、汽车、游艇中也越来越多的选用免维护电池。然而，由于充电方法不正确，充电技术不能适应免维护电池的特殊需求，造成电池很难达到规定的循环寿命。虽然近年来蓄电池自身的技术有了不小的进步，但作为其能量再次补充的充电器的发展非常缓慢，传统的常规充电时间过长，快速充电技术至今仍未能完全解决，严重地制约着电动车的发展。所以根据时代的发展及要求设计了一款目前市场充电器流行使用的方法，也是技术成熟的一种设计，采用UC3842驱动场效应管的单管开关电源配合LM358双运放电路设计的智能充电器。