电动汽车铅酸蓄电池智能充电及其策略_陈浩
电动汽车用铅酸善电池智能管理系统
半导体 ) 工艺 制造 ,并设计 用于汽车和通 用的工 业应用。本设计充分利用P 7 5 1 8 C 9 的特点实现对
动力 电池组的充 电电流 、放 电电流 、电压 、放 电 深度 、再 生制动反馈的 电流等进行控制 ,以防止 电池的过 充电或过放 电,判定荷 电状 态 ,选择适 当的充电模式和放 电模 式 ,对 电池进行均衡地充 电、放 电,控制并且平衡 电池组的工作 ,并对低 压 蓄 电池 的充 电、放 电进行管理 ,使各个 电池发 挥出最优性能 ,本系统结构如图1 所示。
理系统系统可 以检测混合动力 电动 汽车 电池的充
放 电电流 、总 电压 、单体 电压 ,估算 电池荷 电状
态(tt f C ag ) Sae o h re,能够对蓄 电池组进行安全
收稿 日 : 1- 9 2 期 2 1 0- 9 0
3 6
监控和有效管理 ,提高蓄 电池的使用效率和可靠
为 内核结构指令集 ,改进 的1 内部 :1 时钟预分频器在1 MHzb 2 # 部时钟速率
拳 上 集器 ± 输 牛 2成 T= } 稳 ,一压 压 L: 电
图2 系统 电源 电路 原理 图
3 7
第1卷第 l期 4 2
2 1年 1 月 0 1 2
鼋 浸 擞 石 阀
本 系统 采用 的P 7 5 1 片 , 8 C 9芯 该 芯 片具 有 6 入 1 位 模 数 转 换 器 输 0
而且能够使数据更加准确、可靠。
J
4
VCC
( ADC ,低 电平复位 ,并采用 强大 的 ) 8C 1 ne 0 5( t 公司开发的一种微处理器) I 1
一种铅酸蓄电池智能充电方法的探究
文 章 编 号 :1008—1402(2016)02—0245—04
Vo1.34 No.2 Mar. 2016
(3)变 电压 间 歇充 电 是 相 对 于 变 电流 间歇 充 电的一 种充 电方 法 ,其 第 一 阶 段 采用 间歇 恒 压 ,而 非 间歇 恒流 的方 式 J.在 恒 压 充 电情 况 下 ,由 于其 电流随充电时间呈指数规律逐渐递减的特点 ,使得 其 能够 与铅 酸 蓄 电池 接受 率逐 渐变 小 的规律 相符 .
负极 :Pb+H2S04 PbSO4+2H+ +2e 正 极 :PbO2+ H2SO4+2H +2e PbS04+
2H 20
总 反 应 :Pb+ PbO2+2H2S04_ 2PbSO4+
2H20
目前 ,铅 酸 蓄 电池 的 充 电方 法 主要有 常规 充 电 和快 速充 电两 种 J.常 规 充 电 的速 度 受 充 电过 程 中的温升和气体两种 因素的影响 ,这将直接决定了 铅 酸 蓄 电池 所 必须 的最 短充 电时 间.常规 充 电方法 主要 有恒 流充 电 、恒 压充 电 、恒 压 限流充 电 、阶段充 电与 阶段 等流充 电五类 J.
佳 木 斯 大 学 学 报 ( 自 然 科 学 版 )
2016年
1 智能 充 电方 法 的设 计
要 对铅 酸蓄 电池进 行 又好 又快 充 电 ,不仅 要求 充电的速度快 ,而且要求充 电的质量 高,既不能欠 充 电 ,更 不 能过充 电.所 以 ,仅采 用某 种单 一的充 电 方法 无 法满 足不 同工 况下 铅酸 蓄 电池 的充 电要求 . 本 文在 上述 充 电方 法 的基 础 上提 出 了一 种 铅 酸 蓄 电池 的智能充 电方法 .这种 智 能充 电方法 综合 了三 阶段 法 、阶段 等 流充 电法 和变 电流 间歇充 电法 三种 充 电方 法 ,并 辅 以特殊 的充 电电压 和充 电 电流设定 方法进行设计.这种充 电方法在保证铅酸蓄电池充 电安 全 的前 提 下 ,使 充 电 时 问 可 缩 短 至 3小 时左 右 .下 面简要 这 种智 能充 电方 法 的设 计思 路 .
电动汽车铅酸蓄电池智能快速充电方法的研究概要
电动汽车电动汽车铅酸蓄电池智能快速充电方法的研究杜飞龙(航空航天大学,北京,100083【摘要】根据铅酸蓄电池快速充电理论,设计出采用单片机控制的蓄电池快速充电器。
它能定时检测蓄电池端电压、温度和充电电流,计算出蓄电池当前所处的状态和输出蓄电池所能接受的最大电流。
能满足不同型号和不同状态蓄电池对快速充电参数的要求。
关键词:单片机控制;蓄电池;快速充电;电动汽车中图分类号:U469.72文献标识码:A 文章编号:1671-8410(200404-0034-031引言汽车工业的发展对石油资源需求的急剧增加和对环境严重的负面影响日益引起人们的关注。
世界各国的政府、学术界和工业界正在加大对电动汽车开发投入的力度,以加速电动汽车的商品化步伐。
电动汽车的成败关键在蓄电池系统,这固然与蓄电池本身的技术发展有关。
然而,作为其能量再次补充的充电器也是一个至关重要的设备。
它必须具有充电时间短、对蓄电池使用寿命影响小以及充满判断准确 [1]的特点。
因此,研制性能优良、运行可靠的电动汽车蓄电池快速充电系统是十分必要的。
在尽可能不影响蓄电池使用寿命的前提下,希望能采用最大的充电电流,在短时间内将电池容量基本充足。
而且在这个过程中,电池既不产生大量气体,又不使电池内部温度过高。
2快速充电理论及方法在蓄电池充电过程中,电荷堆积于电池电极上而产生反向电压,实际上表现为电池内阻的增加,从而影响了充电速度与质量 [2]。
消除它的有效方法是采用负脉冲方法,在电池两端瞬间放电去除电极上堆积的电荷,从而改变蓄电池固有的指数曲线形式 [3]的充电接受特性,提高电池的受电能力。
其脉冲充电特性如图 1所示。
由于充放电电流 Ic、 If,充放电脉宽 T c 、Tf和间隙期 Tj等充电参数对蓄电池充电时间和质量有重要影响,因此如何确定这些参数成为研制快速充电器成败的关键。
Study on Intelligent Charging Method of Lead-Acid Battery for Electric VehicleAbstract: Based o n t he f ast c harging t heory o f l ead-acid b attery, a f ast c harger, c ontrolled b y a s inglechip, i s d esigned f or l ead-acid b attery in this paper.It can detect the temperature, voltage and current of the battery in a fixed interval.According to these values,it can get the current state o f t he b attery a nd output a ppropriate c harging c urrent i n r eal t ime. I n a ddition, i t c an s atisfy t he r equirements o f d ifferent t ype a nd d ifferent state o f b atteries.Key words:singlechip c ontrol ; battery ; fast c harging ; electric v ehicle收稿日期 :2004-04-05作者简介:杜飞龙(1973- ,男,硕士生, 现在北京航空航天大学汽车工程系从事电动汽车的研究工作。
铅酸蓄电池快速充电中的极化机理及对策
Xi n J i n g , Ch e n Zhe n g f e n g, Ch u Xi a o h u a
( S c h o o l o f Au t o mo b i l e a n d T r a n s p o r t a t i o n E n g i n e e r i n g, Li a o c h e n g Un i v e r s i t y,
S h a n d o n g L i a o c h e n g 2 5 2 0 5 9)
Abs t r a c t :Un d e r t h e b a c k g r o u nd o f v i g o r o us de v e l o p me nt o f d o me s t i c e l e c t r i c t r a ns p o r t a t i o n p r o d u c t s i n Ch i n a, t he s t o r a ge b a ke r y h a s be e n wi de l y us e d, t h e s t ud y o f t e c h n o l o g y r e s e a r c h a n d de v e l o p me n t a n d ma n a g e me n t a s p e c t s i s a l s o d e e p l y d e v e l o p me n t . Th i s pa p e r r e s e a r c h e s he t e f f e c t s o f l e a d — a c i d s t o r a g e ba t t e r y f a s t c h a r g i n g e ic f i e n c y o f po l a r i z a t i o n p he n o me no n, t h e me a s u r e s a n d p r i n c i pl e s o f f o r ma t i o n a n d r e mo v a l o f po l a r i z a t i o n . I mp r o v e s c h a r g i n g e ic f i e n c y , e x t e n d e d b a t t e y r l i f e . Ke y wo r ds :l e a d- a c i d ba t t e r y; Fa s t c ha r g e ;p o l a r i z a t i o n
一种电动汽车蓄电池智能充电器的设计
电 池 是 电动 汽 车 关键 动 力 的输 出单 位 ,在 铅 酸 蓄 电池 、
镍 氢 电池 、 锂 电池 等 几 种 常 用 电池 中 . 铅 酸 蓄 电池 因 为 具 有
产生 P WM 控 制 信 号 来 控 制 开 关 管 的导 通 和截 止 ,从 而 控 制 输 出 电 压 电 流 ,为 蓄 电池 提 供 0 — 6 0 V的电压和 0 ~ 1 0 0 A 的
( S c h o o l o fE l e c t r i c a n d I n f o r m a t i o n ,Wu h a n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y ,Wu h a n 4 3 0 2 0 5 , C h i n a )
c h a r g e r a g a i n s t t o t h e c h a r a c t e r o f t h e a u t o mo b i l e l e a d - a c i d b a t t e r i e s . T h e a r t i c l e i n t r o d u c e s i t s h a r d w a r e d e s i g n a n d s o f t w a n a ut o mo bi l e ba t t e r y i nt e l l i g e nc e c h a r g e r
L EI Y u a n — l i n,HU AN G Yu a n — f e n g ,YU AN Xi a o — y u
第2 1卷 第 2 4期
Vo 1 . 21
No. 2 4
电 子 设 计 工 程
E l e c t r o n i c De s i g n E n g i n e e r i n g
电动汽车低压蓄电池自充电策略优化
电动汽车低压蓄电池自充电策略优化发布时间:2021-07-08T11:28:55.777Z 来源:《基层建设》2021年第11期作者:李锟[导读] 摘要:在电动汽车当中,除了动力电池之外,还有一个低压压蓄电池,其作用在于为车内的低压用电设备进行供电。
身份证号码:2107271989****XXXX摘要:在电动汽车当中,除了动力电池之外,还有一个低压压蓄电池,其作用在于为车内的低压用电设备进行供电。
但在实际使用过程中,低压蓄电池经常会出现亏电的现象,进而导致整车无法上高压等情况出现。
尤其是针对纯电动车当中,低压蓄电池出现馈电的现象,发生的频率会更高一些,为避免因为低压蓄电池亏电而影响到车辆使用,探究优化其自充电策略,非常具有实用价值。
关键词:电动汽车;低压蓄电池;自充电策略随着如今环保越来越被重视,车辆的使用逐渐的受到了限制,在北京等交通拥堵并且城市空气环境恶劣的部分城市中,已经逐渐的开始限号等措施。
不仅如此,现今全球石油储量也在不断降低,在这一背景下,电动车受到了更广泛的欢迎。
在使用过程中,为避免因为低压电池的影响,导致汽车使用过程中出现问题,需要对低压蓄电池自充电进行优化,避免因为低压蓄电池亏电故障,为客户带来麻烦,同时对电动汽车的品牌形象造成负面的影响。
对电动汽车质量的提升,品牌形象的树立都具有一定的帮助作用。
1 纯电动汽车低压蓄电池亏电原因分析1.1电动汽车低压蓄电池充电方式纯电动汽车的能源功能全部由电力供应,整个电力系统的能源组成部分,被分为高压和低压两套系统。
其中高压部分,主要是为大功率元器件进行供电,其中包括驱动电机以及空调的压缩机等。
汽车的娱乐系统以及各种控制仪表,这些是低压设备,主要的能源来源是低压蓄电池。
两套系统根据用电功率以及电压的不同,分别对不同的设备供电。
高低压两套电力系统之间,通过DC/DC桥接,低压蓄电池的充电功能,主要是通过整车充电或运行状态中,通过利用高压系统中的电能进行充点。
一种智能充电机充电方法的研究
蓄电池规格不一, 所以就有很 多种规格的电池组在使用 , 这 样就 要求充 电机 的种 类 的多样 性 。 比如 8V 的蓄 电池 0 组 , 于 不 同 的 车 型 , 置 的容 量 也 不 一 样 , 5 0 h 对 配 有 5A 、
6 0 h 60 h7o h 70 h等 多种容 量 等级 。如果 使 用 0A 、5A 、0A 、5 A 单 一性 能 的充 电机 , 要 配备 多 台充 电机 , 则 但如果 能兼 容 这 一系 列不 同容 量 的 电池 组进 行设 计 ,则 只 需要 一 台充 电机就 可 以 了, 样 既节省 成本 又减 少场 地 的 占用 。同时 这 为 了 高 蓄 电池 的寿命 及 减 少充 电时 间 ,需要 一个 最 优 提 的充 电过程 控制 。 些功 能 的实 现 , 这 如果使 用硬 件进 行 控 制 , 制 电路 必 定 极 其 复 杂 ?且 不 易 升级 。本 研 究采 用 控 , C U 的强大 功 能来 达 到智 能控 制 的 目的,实现 了各 容 量 P 等级 的兼容 和充 电过 程 的最优 化控 制 。 l 蓄 电池充 电方式 目前 , 电池 的充 电方 式有 以下 几种 : 蓄 () 1恒流 充 电。 流充 电 的特 点 的是充 电全 程 电流 恒 恒
控制 ;
f) 2总充 电时间小于 l . 时 , 1 5小 此为定 时控 制 ; () 电 1 3充 . 时后 开始 比较 时间 , 5小 当总充 电 时 间: 后 四阶段总 时间大干 前 四阶段总 时间 时 ;
[ 摘 要] 根据铅酸蓄电池充电理论 , 拟合 固有充 电曲线 , 设计 出采用单片机控制的智能充电机。它通过检测蓄 电 池单体 的 电压 , 断蓄 电池 当前 所 处的状 态 , 判 和输 出蓄 电池 所 能接 受的 电流 。 能满足 不 同型 号和 不 同状 态蓄 电池的 充 电
新能源汽车电池充电策略的智能化优化
新能源汽车电池充电策略的智能化优化随着环保意识的不断提升和对石油资源的日益稀缺,新能源汽车作为替代传统燃油汽车的绿色出行方式逐渐受到人们的关注。
而新能源汽车的核心技术之一,电池充电技术的发展和优化也显得尤为重要。
本文将探讨新能源汽车电池充电策略的智能化优化,以提升电池充电效率和延长电池寿命。
一、新能源汽车电池充电策略的意义新能源汽车电池的充电策略决定了电池的充电效率和寿命。
传统的固定充电方式无法很好地适应电池性能的变化和外部环境的影响,而智能化充电系统可以根据电池状态和外部环境进行灵活调整,从而提升充电效率,延长电池寿命,提供更好的用户体验。
二、新能源汽车电池智能化充电策略的优化方法1. SOC均衡控制SOC(State of Charge)是衡量电池充电状态的重要指标,合理控制SOC可以优化充电策略。
智能化充电系统通过实时监测电池的SOC,动态调整充电电流和充电时间,使电池在较小的SOC范围内工作,有效延长电池寿命。
2. 预测性充电智能化充电系统可以根据电池历史充放电数据和用户行车习惯进行预测,提前制定充电计划。
例如,在用户通常停车时间段内进行充电,避开高峰期,减少充电时间和成本,提高充电效率。
3. 温度控制电池温度对充电效率和寿命有很大影响。
智能化充电系统通过实时监测电池温度,调节充电速度和电流,避免过度充电和过热情况的发生,保护电池的安全运行和延长寿命。
4. 基于人工智能的优化利用人工智能技术,智能化充电系统可以学习和分析电池的工作特性及用户的充电需求,制定个性化的充电策略。
通过不断迭代和优化,提升充电效率和用户体验。
三、新能源汽车电池智能化充电策略的挑战及对策尽管智能化充电策略带来了许多优势,但也面临一些挑战。
例如,电池性能的不确定性、充电基础设施的建设以及用户需求的多样性。
为了应对这些挑战,可以采取以下对策:1. 强化电池管理系统(BMS)的功能和性能,提高对电池性能的检测和预测能力,实现更精确的充电控制。
铅酸蓄电池充电控制策略
( B e i n g F r e q u e n c y C o n v e r s i o n T e c h n o l o g y E n g i n e e r i n g R e s e a r c h C e n t e r , No r t h C h i n a U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o y, g Be j i i n g 1 0 0 1 4 4 , C h i n a )
c h a r g i n g c o n t r ol s t r a t e g y , t h e c h a r a c t e r i s t i c s a n d a p p l i c a t i o n s i t u a t i o n s o f d i f e r e n t c h ar gi n g c on t r o l s t r a t e g i e s we r e s u m ma r i z e d, p r o v i d i n g r e f e r e n c e f or t h e r e s e a r c h a n d e n g i n e en n g a p p l i c a t i o n o f t h e l e a d a c i d b a t t e r y c h a r g i n g c o n t r o l s t r a t e g y . Ke y wo r d s : l e a d a c i d b a t e y; r c h a r g e c o n t r o l s t at r e g y ; c o n s t a n t v o l t a g e c h a r g e; c o n s t a n t c u r r e n t c h a r g e; p u l s e c h a r g e
电动汽车充电与储能系统的智能化优化与管理
电动汽车充电与储能系统的智能化优化与管理随着全球能源危机和环境问题的日益严重,电动汽车作为一种清洁能源交通工具,受到了越来越多的关注和推广。
然而,电动汽车的充电与储能系统的智能化优化与管理成为了一个亟待解决的问题。
本文将着重探讨电动汽车充电与储能系统的智能化优化与管理的现状、挑战以及未来的发展方向。
首先,对于电动汽车充电与储能系统的智能化优化,需要考虑充电效率、资源利用率和使用者需求等因素。
一个智能化的充电系统应具备以下几个特点:能够根据电动汽车的电池情况和用户需求进行智能化的充电规划和管理;能够自动监测和调整充电桩的功率和电流,以提高充电效率和节省能源;能够通过互联网与智能手机等设备相连,实现远程监测和控制充电过程。
通过这些措施,可以实现电动汽车的高效充电和优化能源利用,提高用户充电体验和减少能源消耗。
然而,要实现充电与储能系统的智能化优化与管理面临一些挑战。
首先是不同地区的充电设施建设和标准不一致,导致充电设备之间的兼容性问题。
其次是充电桩的数量和品质有限,无法满足日益增长的电动汽车数量和使用需求。
此外,缺乏统一的充电标准和政策限制也限制了充电技术的发展与普及。
解决这些挑战需要政府、企业和科研机构的共同努力,加强合作与创新,推动电动汽车充电与储能系统的智能化优化与管理。
为了有效推进电动汽车充电与储能系统的智能化优化与管理,未来的发展方向应该从以下几个方面着手。
首先,需要建立全球统一的充电标准和相关政策,以促进充电设施的互联互通和共享。
其次,应大力投资充电设备的研发与生产,提高充电设备的智能化水平和品质,满足用户的充电需求。
此外,应积极探索新的充电技术,如无线充电和快速充电等,提高充电效率和用户体验。
最后,应建立智能化的管理平台和系统,实现对充电设施和充电桩的远程监测和控制,减少能源浪费和环境污染。
总之,电动汽车充电与储能系统的智能化优化与管理是电动汽车发展的关键环节。
通过建立全球统一的充电标准和政策、加大充电设备的研发和投资、推进新充电技术的应用以及建立智能化的管理平台和系统,可以实现电动汽车充电与储能系统的智能化优化与管理,进一步推动电动汽车的发展与普及。
基于脉冲充电的电动汽车铅酸蓄电池快速充电技术研究
程专 业综合改革试点 ( 2 0 1 5 z y 0 8 7 ) ; 芜湖职业技术学院科技创新团队建设项 目( Wz y k j 2 0 1 6 A 0 3 ) . 作者简介 : 葛胜 升( 1 9 8 4 一 ) , 男, 安徽芜湖人 , 硕士 , 讲师 , 研 究方 向 : 电子控制技术 .
想, 2 0 2 0年 我 国电动 车 的保 有量 目标 是 5 0 0万辆 .
在 电动 汽车 中 , 铅 酸蓄 电池 作为 动力 电池 仍然被 广 泛使 用 .铅 酸 蓄 电池 不仅 具有 成 本 低 、 技 术成 熟 的 优点, 从特 l 生角度来 看 , 还具 有温 度范 围较 宽 、 输 出挣 眭好 、 可 以大 电流 充放 电等优 点 .然 而 目前 制约 新 能
0 引 言
国家《 电动汽车科技发展十二五专项规划》 明确指 出发展纯电动汽车为新能源汽车 的发展方 向, 2 0 1 5
年 1 0月 中 国共 产党 第 十八届 中央 委员会 第 五次 全体会 议通 过 《 中共 中央 关 于制 定 国 民经 济 和社 会发 展第 十三个 五年 规划 的建议 》, 建 议 中明确 提 出“ 实施 新 能源 汽 车 推 广计 划 , 提 高 电动 车 产 业 化水 平 ” 的指 导 思
通过 对蓄 电池常规充 电方法比较的基础上 采 用 了分阶段脉 冲快速 充 电方法 , 给 出了新 能源 电动汽车铅 酸蓄 电池
脉冲充电 系统总体设计方案 . 通过 常规 分阶段 充电机与脉冲充 电样机的对 比测试 , 验证 了分阶段脉 冲快速充 电的
储能项目铅酸充放策略
储能项目铅酸充放策略
1.充电策略:
-初始充电:在储能系统初次投入运行时,需要对铅酸电池进行初始充电,以确保其达到正常工作状态。
-均衡充电:周期性对电池组进行均衡充电,以避免电池组中存在单体电池电压差异过大的情况,从而延长电池组的寿命。
-浮充充电:在电池组已达到额定充电状态后,切换至浮充充电模式,维持电池组的电荷状态以备战备用。
2.放电策略:
-调峰放电:在高峰用电时段,将储能系统中的电能释放出来,为电网提供支撑,以平衡供需关系。
-停电应急:在电网出现停电的情况下,储能系统可以迅速切换至放电状态,为关键设备提供持续供电,确保电力可靠性。
-备用供电:储能系统可以作为备用电源,在电力系统发生故障或其他紧急情况下,及时向负载提供电力。
需要注意的是,铅酸储能项目的充放电策略需要根据具体的应用场景和需求来进行调整和优化。
此外,还需要考虑电池的寿命、充放电效率、运行成本等因素,以实现最佳的运行性能和经济效益。
采用神经网络预测和变结构模糊控制的铅酸蓄电池最优充电技术研究
采用神经网络预测和变结构模糊控制的铅酸蓄电池最优充电技术研究一、本文概述本文致力于研究和探索一种结合神经网络预测与变结构模糊控制的铅酸蓄电池最优充电技术。
随着电动汽车、不间断电源系统等领域的快速发展,铅酸蓄电池作为一种成熟、可靠的储能设备,其性能优化和充电效率提升的需求日益迫切。
传统的充电方法往往难以在充电速度与电池寿命之间达到理想的平衡,开发一种新型的、智能的充电策略显得尤为重要。
本研究将神经网络预测技术应用于蓄电池充电过程中,通过学习和模拟电池充电行为的历史数据,实现对电池充电状态的精准预测。
同时,引入变结构模糊控制理论,根据电池的实时状态信息,动态调整充电策略,以最大化充电效率并延长电池寿命。
本文首先介绍了铅酸蓄电池的工作原理和充电特性,分析了现有充电技术的优缺点。
详细阐述了神经网络预测模型和变结构模糊控制器的设计原理和实现方法。
接着,通过实验验证了所提充电策略的有效性,并与传统充电方法进行了对比。
对本文的研究结果进行了总结,并对未来的研究方向进行了展望。
本文的研究不仅为铅酸蓄电池的最优充电技术提供了新的思路和方法,也为其他类型电池的智能充电策略提供了有益的参考。
二、铅酸蓄电池技术概述铅酸蓄电池是一种广泛应用的化学电源,具有技术成熟、成本低廉、安全可靠等优点,因此在许多领域都有着广泛的应用,包括电力储能、起动电源、电动车电池等。
铅酸蓄电池也面临着充电速度慢、充电效率低、电池寿命短等问题。
针对这些问题,本文提出了一种基于神经网络预测和变结构模糊控制的铅酸蓄电池最优充电技术,以提高电池的充电效率和延长其使用寿命。
铅酸蓄电池的基本工作原理是通过化学反应实现电能的储存和释放。
在充电过程中,正极的活性物质硫酸铅(PbSO₄)被氧化为硫酸(H₂SO₄)和铅(Pb),负极的活性物质铅(Pb)被还原为硫酸铅(PbSO ₄)。
在放电过程中,这些反应逆向进行,从而释放出电能。
铅酸蓄电池的充电过程是一个复杂的化学反应过程,受到多种因素的影响,如充电电流、充电电压、充电温度等。
一种电动汽车铅酸蓄电池智能充电系统[发明专利]
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201711114260.1(22)申请日 2017.11.13(71)申请人 湖州升谱电子科技有限公司地址 313000 浙江省湖州市吴兴区织里镇318国道北侧申新毛纺公司东侧(72)发明人 陈永桥 (74)专利代理机构 北京众合诚成知识产权代理有限公司 11246代理人 郭晓凤(51)Int.Cl.H02J 7/04(2006.01)H02J 7/00(2006.01)B60L 11/18(2006.01)(54)发明名称一种电动汽车铅酸蓄电池智能充电系统(57)摘要本发明提供了一种电动汽车铅酸蓄电池智能充电系统,包括功率变换单元、充放电单元、参数采集单元、辅助电源单元、隔离单元、主控制器单元、CAN接口单元、显示单元、报警单元和风扇散热单元。
本发明利用分阶段定电流和正负脉冲相结合的新型充电控制策略,同时采用单片机数字PI控制技术与高效、低损耗的DC-DC变换电路,充电速度显著提高,充电更加安全,电池升温低,减少了对蓄电池容量和寿命的影响,并且利用价格低廉的单片机来替代昂贵的电源管理IC,实现了蓄电池智能化监测与管理。
权利要求书1页 说明书4页 附图2页CN 107666173 A 2018.02.06C N 107666173A1.一种电动汽车铅酸蓄电池智能充电系统,其特征在于:包括功率变换单元、充放电单元、参数采集单元、辅助电源单元、隔离单元、主控制器单元、CAN接口单元、显示单元、报警单元和风扇散热单元;所述功率变换单元为单端正激DC-DC变换电路,输入AC220V市电,输出铅酸蓄电池所需的直流电源;所述充放电单元对所述铅酸蓄电池进行充放电控制;所述参数采集单元采集所述铅酸蓄电池的当前电压、电流和温度值,并送入所述主控制器单元单片机的ADC输入通道;所述辅助电源单元输入AC220V市电,输出+5V直流电压,给所述隔离单元和所述主控制器单元提供工作电压;所述隔离单元将所述主控制器单元和所述功率变换单元及所述充放电单元进行隔离,防止高频功率电路对数字控制电路的干扰;所述主控制器单元对采集的当前值与设定值进行比较处理,并输出PWM脉冲信号通过所述隔离单元至所述功率变换单元和所述充放电单元;所述主控制器单元通过所述CAN接口单元接入车载CAN总线,与整车控制系统进行数据交换;所述显示单元显示当前的充电状态及电压、电流和温度值;所述报警电路对充电异常状态进行报警;所述风扇散热单元对所述铅酸蓄电池进行吹风散热降温。
一种铅酸电池智能充电系统及充电方法[发明专利]
专利名称:一种铅酸电池智能充电系统及充电方法专利类型:发明专利
发明人:王应海,李正明,潘天红,张好明
申请号:CN201110079716.1
申请日:20110331
公开号:CN102157975A
公开日:
20110817
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明公开一种铅酸电池智能充电系统及充电方法,充电系统由控制器和主电路构成,控制器先根据采集到的铅酸电池端电压、内阻对有部分损伤的电池进行修复并进行预充电;然后采取变恒流充电并对铅酸电池进行均衡,当铅酸电池电压接近充电上限电压时充电结束,改为恒压充电,再根据铅酸电池容量参数进入涓流充电,最后自动切断充电电源;本发明能有效解决汇流排和板栅遭到腐蚀的问题,避免由于温度引起的事故的发生;能有效保护电池组容量,达到节能的目的。
申请人:江苏大学
地址:212013 江苏省镇江市京口区学府路301号
国籍:CN
代理机构:南京经纬专利商标代理有限公司
代理人:楼高潮
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电动汽车铅酸蓄电池智能快速充电方法的研究
电动汽车铅酸蓄电池智能快速充电方法的研究
杜飞龙
【期刊名称】《变流技术与电力牵引》
【年(卷),期】2004(000)004
【摘要】根据铅酸蓄电池快速充电理论,设计出采用单片机控制的蓄电池快速充电器.它能定时检测蓄电池端电压、温度和充电电流,计算出蓄电池当前所处的状态和输出蓄电池所能接受的最大电流.能满足不同型号和不同状态蓄电池对快速充电参数的要求.
【总页数】3页(P34-36)
【作者】杜飞龙
【作者单位】航空航天大学,北京,100083
【正文语种】中文
【中图分类】U469.72
【相关文献】
1.智能电网中电动汽车快速有序充电实时电价优化方法 [J], 唐小波;赵彩虹;吴薛红;张娟
2.铅酸蓄电池脉冲快速充电方法的研究与应用 [J], 肖相如
3.基于脉冲充电的电动汽车铅酸蓄电池快速充电技术研究 [J], 葛胜升
4.电动汽车铅酸蓄电池快速充电方法的研究 [J], 毕大成; 周希德
5.电动汽车智能快速充电技术研究 [J], 张哲宇; 陈凯强; 金俊凯
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纯电动汽车的铅酸蓄电池管理系统设计
纯电动汽车的铅酸蓄电池管理系统设计
陈新; 张桂香
【期刊名称】《《电源技术》》
【年(卷),期】2012(36)8
【摘要】针对目前纯电动汽车采用的铅酸蓄电池,设计了铅酸蓄电池管理系统。
系统主要用于监测铅酸蓄电池过充、过放、温度过高、报警提醒和计算剩余容量等参数监测,同时该系统具备车载通信等功能。
介绍了铅酸蓄电池的参数采集原理,给出了硬件和软件的设计原理和框图。
通过LIN/CAN车载总线协议,实现车载通信和电动汽车非车载传导式充电机的通信。
【总页数】4页(P1132-1134,1202)
【作者】陈新; 张桂香
【作者单位】湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室湖南长沙410082; 湖南人文科技学院湖南娄底417000
【正文语种】中文
【中图分类】TM912
【相关文献】
1.基于单片机的纯电动汽车电池管理系统设计分析 [J], 塔依尔·提力希
2.STM32的纯电动汽车分体式电池管理系统设计 [J], 李欣阳;杨玉新;李立伟;唐玉龙;刘含筱
3.基于Atmel控制器和CAN总线的纯电动汽车电池管理系统设计 [J], 李明;陈海松;陈维常
4.FSAE纯电动汽车电池管理系统设计 [J], 许志鸿;梁星;黄志腾
5.基于单片机的纯电动汽车电池管理系统设计 [J], 仇士玉;王娟
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电动重卡换电模式现状与发展趋势
电动重卡换电模式现状与发展趋势
陈浩;熊萌;杨洋
【期刊名称】《时代汽车》
【年(卷),期】2024()7
【摘要】电动重卡作为新型清洁能源车辆,有助于减少污染排放、提升运输效率等。
换电技术作为一种重要的补能方式,为电动重卡的推广应用提供了方便和可行性,解
决了充电时间长、里程焦虑等问题,促进了电动重卡在交通行业的广泛应用。
【总页数】3页(P100-102)
【作者】陈浩;熊萌;杨洋
【作者单位】中国汽车工程研究院股份有限公司;重庆市质量和标准化研究院
【正文语种】中文
【中图分类】F42
【相关文献】
1.面向换电重卡的充换电服务目标客户群研究
2.中铝材料院全铝换电装置成功应用于国内首条高速公路重卡换电专线
3.电动重卡换电模式现状与发展趋势
4.称雄新
能源重卡大盘,换电占比首次近6成——2022年1-2月纯电动牵引车市场特点解
析5.电动重卡换电装置未锁止故障的诊断与排除
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陈浩,等: 电动汽车铅酸蓄电池智能充电及其策略
电子·电路
图 3 功率变换电路
为防止高频功率电路对数字控制电路的干扰,系 统利用高速光耦将两个电路隔离。因此,智能控制电 路[5]必须单独供电,辅助电源模块如图 4 所示。利用 小功率交流变压器将交流市电降压到 12 VAC,整流滤 波后利用 L7805 实现 + 5 VDC 稳压输出。
[1] 谢爽,中国铅酸蓄电池标准化的现状及展望[J]. 蓄电池, 2011( 2) : 83 - 86.
[2] 杨亚丽,马晓军,曾凡果,袁文涛. 基于模糊控制的军用铅 酸蓄电池充电技术控制[J]. 装甲兵工程学院学报,2011 ( 1) : 79 - 82.
[3] 钱江,凌朝东. 智能型的铅酸蓄电池管理系统[J]. 单片机 与嵌入式系统应用,2009( 1) : 56 - 57.
电时端电压约为 14. 7 V,放完电时端电压约为 10. 8 V,
充放电过程中电池温度若达到 45 ℃ ,蓄电池极化现象
严重、极板活性物质开始脱落。
补足充电。此阶段充电电流逐渐减小,当检测到电流 下降到某一阈值时,停止充电。此时也标志着充电过 程完全结束。
2 硬件电路设计
2. 1 系统结构 系统结构如图 2 所示,主要由功率变换电路和智
220 V,50 Hz 工频交流市电连接 EMI 滤波器,经过整
图 1 充电控制策略示意图
充电过程三个阶段具体控制策略如下: ( 1) 大电流恒流阶段。充电初期,当电池端压小 于 12 V 时,表示电池电量较低,可以采用大电流进行 恒流充电,使蓄电池在较短的时间内尽量充入较多的 电量。当蓄电池的端电压上升到 14. 7 V 时,水开始分 解,产 生 极 化 和 析 气 现 象,此 时 停 止 充 电。 一 段 时 间 后,转入下一阶段。 ( 2) 正负脉冲快速充电阶段。在脉冲的停歇阶 段,随着充电电流的消失,极化现象部分消失。接着再 放电,使蓄电池反向通过较大电流,可以消除析气现象 产生的气体,并进一步消除极化现象,使蓄电池接受电 量的速度加快。将此阶段再细分为三级,使充电电流 接近蓄电池可接受充电电流,从而在快速充电的同时, 不会对蓄电池造成损坏。 ( 3) 恒压补足充电阶段。经过前两个阶段以后, 并不能保证蓄电池电量已充满。此时,还应进行恒压
可接受比。
1972 年,马斯又在第二届电动汽车大会上提出了 著名的马斯三定律[2],奠定了快速充电的基础。
第一定律: 一个蓄电池以任何给定电流放电,它的
充电接受率 a 和放电容量 C 的平方根成反比,即
a = K放电电流常数; C 为蓄电池放电的容量。
收稿日期: 2012-06-05 作者简介: 陈浩 ( 1987—) ,男,硕士研究生。研究方向: 电 动汽车智能控制系统开发。
[4] 杨森,刘一兵. 基于 MSP430 单片机的车辆蓄电池报警器 设计[J]. 自动化与仪器仪表,2010( 3) : 39 - 41.
[5] 胡永华,杨金明. 基于 AVR 的铅酸蓄电池管理系统设计 [J]. 微计算机信息,2010( 5) : 55 - 56.
Keywords intelligent charge; forward converter; control strategy; modular design
随着石油能源不断消耗,电动汽车以其节能环保 特性被世界各国研究和推广。然而动力电池一直是制
1 充电控制策略
约电动汽车发展的最大瓶颈。阀控免维护铅酸蓄电池 ( VRLA) [1]凭借其制造成本低、容量大、电压稳定等优 点成为电动汽车的主要动力设备。但若蓄电池使用不 当,其寿命会大大缩短。经研究发现,充电过程对电池 寿命影响最大,放电过程影响相对较小。因此充电系 统,对蓄电池的寿命起决定性影响。
流滤波,接入 DC / DC 单端正激变换电路,再通过 LC 滤 波后得到直流电源。调节单片机的 PWM 占空比,来 控制 N - MOS 管 Q3 的导通关断,进而得到所需的直流 电压和电流。同时利用两个 N - MOS 管 Q1 和 Q2 的间 歇导通和关断来控制充电和放电脉冲的幅值和时间。 Q1 导通 Q2 关断时,实现正脉冲充电; Q2 导通 Q1 关断 时,实现负脉冲放电。 2. 3 智能控制电路及辅助电源
图 5 控制流程图
文中完成对 12 V /12 Ah 蓄电池进行充电控制及其
4 结束语
控制策略的开发、研究,该系统及其控制策略对电动车
系统采用单片机数字 PI 控制技术与高效、低损耗 的 DC / DC 变换电路相结合。由于单片机运算速度的
动力蓄电池充电系统的开发、应用,具有实际借鉴意义。 参考文献
2012 年第 25 卷第 11 期 Electronic Sci. & Tech. / Nov. 15,2012
电子·电路
电动汽车铅酸蓄电池智能充电及其策略
陈 浩,郭利进,李 辉
( 天津工业大学 电气工程与自动化学院,天津 300387) 摘 要 为提高电动汽车铅酸蓄电池寿命和续航能力,实现蓄电池高效、快速充电,设计了一种智能充电系统。 硬件采用 DC / DC 正激变换电路实现功率的转换,同时以单片机为智能控制核心,并利用 DS18B20 采集电池温度。软 件上根据蓄电池快速充电原理,提出一种分阶段定电流和正负脉冲相结合的新型充电控制策略。利用模块化设计方 法,完成各功能模块设计,以及利用数字 PI 算法实现分阶段电流恒定。实验证明,采用新型控制策略的智能充电系 统对蓄电池进行充电,减少了充电时间,提高了充电效率。 关键词 智能充电; 正激变换; 控制策略; 模块设计 中图分类号 TM 912 文献标识码 A 文章编号 1007 - 7820( 2012) 11 - 079 - 03
能控制电路[3]组成。功率变换的作用是向蓄电池提供 所需的电压、电流; 智能控制电路的作用是检测蓄电池 的电流、电压、温度等参数,通过数字 PI 闭环调节,按 照提出的充电控制策略,来实现蓄电池智能充电。
图 2 系统结构图
2. 2 功率变换电路
由于系统电路功率约在 150 W,故采用成本较低
的单端正激 DC / DC 变换电路,如图 3 所示。首先将
Intelligent Charge of and Strategic Research on Lead-Acid Battery in Electric Vehicle
CHEN Hao,GUO Lijin,LI Hui ( College of Electrical Engineering and Automation,Tianjin Polytechnic University,Tianjin 300387,China)
第二定律: 对于任何给定的放电深度,一个蓄电池 的充 电 接 受 率 a 和 放 电 电 流 Id 的 对 数 成 线 性 关 系。即
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电子·电路
陈浩,等: 电动汽车铅酸蓄电池智能充电及其策略
a = K2 lgkId
( 3)
式中,K2 为 放 电 量 常 数,视 放 电 深 度 而 定; k 为 放 电
智能控制电路由 STC12C5A60S2 单片机、外围电 路及检测回路组成智能控制电路。检测电路将采集的 当前蓄电池电流、电压及温度送入单片机 A / D 口,并 与系统的设定值进行比较,采用数字 PI 调节 PWM 占 空比,实现充电过程中的恒流、恒压。并通过控制 Q1 , Q2 两个 N - MOS 管的导通和关断,来实现正负脉冲快 速充电。液晶显示当前的充电状态及电压、电流、温度 值。如果超过设定的阈值,报警电路[4]开始工作并停 止充电,以实施保护。
Abstract In order to improve the lifetime and cruising capacity of lead-acid battery in electric vehicle and realize efficient and fast charging,an intelligent charging system is designed. In hardware design,a DC / DC forward converter is used to realize power conversion,a singlechip acts as the core of intelligent control and DS18B20 is employed to collect battery temperature. In software design,a new control strategy is put forward which combines the graded fixed current with plus-minus pulse. By modular design method,software for each function module is designed and the digital PI algorithm is applied to realize graded fixed current. The experiments show that the new control strategy used in the intelligent charger during the charging process can reduce the charging time and improve the charging efficiency.