产学合作报告

2013年产学合作教育工作学期
业务报告
题目：No pains ,no gains
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成绩评定（请评分老师依据评分标准在下栏评分）：
业报报告成绩：__________
评分标准：
30分——结构清晰、语言精彩、对工作内容有具体描述且内容丰富多彩、对工作感受描述真切、条理清晰、字数达到3000字。

25分——结构清晰、语言流畅、有对工作内容的具体描述、内容充实、有实际工作感受、条理清晰、字数达到3000字。

20分——结构较清晰、语言流畅、有对工作内容的具体描述、有工作感受、条理较清晰，字数达到3000字。

15分——结构较清晰、语言流畅、有对工作内容的描述但内容欠充实、条理较清晰，字数未达要求。

10分——结构欠清晰、对工作内容的描述空洞、不详、条理欠清晰，字数未达要求。

5 分——结构凌乱、缺乏对工作内容的描述、条理欠清晰，字数未达要求。

No pains ,no gains
踏入大学后的第一个暑假，迎来了产学合作教育。

对于初出茅庐的我们并不太了解产学合作真正的含义，经过了几次老师的介绍和学长的讲解，渐渐对它有了一个较为清晰的认识。

在这次的产学合作中，我们自行组建小组申请了大学生科研训练计划项目，经过老师耐心指导，最后选择了《EV节能车蓄电池充放电相关参数探究》作为研究项目。

这个课题紧紧贴合实际需要，研究的相关参数可以直接为车队提供有效的数据服务，同时也可以帮助我们跟深入了解汽车行业，了解专业的发展需求，同时这个课题的选择可以由我们学习的不断深入而加深研究。

，蓄电池进行试验和使用过程中，大部分用恒流方法进行充电。

在充电过程中随着电池电压的变化要调整电流使之恒定。

这种维持电流恒定的方法，从直流发电机和硅整我们查找了一些关于Honda中国节能竞技大赛的资料，我们了解到Honda中国节能竞技大赛由Honda创始人本田宗一郎先生发起，于1981年在日本创办，每年都有来自高中和大学的学校代表队、企业代表队以及来自社会上的超过500支车队参加比赛。

中国节能竞技大赛至今已举办了六届，大赛规模年年壮大，参赛队伍也不断增多。

比赛要求使用大赛指定电池的原创车辆参赛，电池型号为（１２Ｖ4AH ） 3 个ＭＦ铅酸电池，车身和车架等完全由各车队独自创作，每支参赛队带来的都是独一无二的赛车。

车手在规定时间内行驶完规定的路程，然后计算成绩。

所以电池的高效利用将成为比赛成败的关键因素之一。

而我们这次研究的课题将发挥巨大的作用。

课题开始，经过与马老师的交流和讨论，我们分成了三个组：电池、控制器、发动机小组。

我们分别从这三方面着手查找资料进行学习，我分到了电池组，在图书馆和相关网站上找到了多篇关于电池的论文的，包括铅酸电池的构造、充放电原理、充电时间以及与充放电有关的相关参数。

我了解到传统的充电方法主要有恒流充电、恒压充电、恒压限流充电和先恒流后恒压充电。

使用传统充电方法的充电机控制电路比较简单，充电功率一般比较小。

在恒流充电中，蓄电池进行试验和使用过程中，大部分用恒流方法进行充电。

在充电过程中随着电池电压的变化要调整电流使之恒定。

这种维持电流恒定的方法，从直流发电机和硅整流装置中都能得到实现。

其操作简单、方便，易于做到，这种方法特别适合由多数电池串联的电池组，落后电池的容量易于恢复，
最好用于小电流长时间的充电模式。

恒流充电方式的不足是，开始充电阶段电流过小，在充电后期充电电流又过大，整个充电时间长，析出气体多，对极板冲击大，能耗高，充电效率不超过65%。

免维护的电池不宜于使用此方法。

鉴于这个缺点，在国外，除非蓄电池需要长时间小电流进行活化充电之外，己经较少使用。

这种充电方法，充电时间均在15h以上。

其次恒压充电
是对每只单体电池以某一恒定电压进行充电。

因此充电初期电流相当大，随着充电进行，电流逐渐减小，在充电终期只有很小的电流通过，这样在充电过程中就不必调整电流。

此方法较简单，因为充电电流自动减小，所以充电过程中析气量小，充电时间短，能耗低，充电效率可达80%，如充电电压选择得当，可在8h 内完成充电。

其缺点是:1)在充电初期，如果蓄电池放电深度过深，充电电流很大，不仅危及充电器的安全，电池也可能因过流而受到损伤;2)若充电电压选择过低，后期充电电流又过小，充电时间过长，不适宜串联数量多的电池组充电;
3)蓄电池端电压的变化很难补偿，充电过程中对落后电池的完全充电也很难完成。

恒电压充电一般应用在电池组组电压较低的场合。

恒压限流充电是
为补救恒压充电的缺点，广泛采用恒压限流的方法。

在充电电源和电池之间串联一个电阻，称为限流电阻，当电流大时，其上的电压降也大，从而减小了充电电压;当电流小时，用于电阻上的电压降也很小，充电设备输出的电压降损失就小，这样就自动调整了充电电流，使之不超过某个限度，充电初期的电流得到控制。

先恒流后恒压充电也称标准恒电流/定电压充电方法。

这种充电方法是恒流充电和恒压充电的简单结合，采用前期恒流充电和后期恒压充电的方式，一方面避免了恒压充电初期充电电流过大，另一方面又避免了恒流充电后期过充电的现象。

蓄电池传统的充电方法，不论是定电压充电法还是定电流充电法，其起始的充电电流总是低于电池的接受能力，造成充电效率低、充电时间长;而在充电后期，最终的充电电流总是高于电池的接受能力，因而蓄电池内气体析出率不断增加、直到充电接近结束，所有的充电电流全部供给气体析出;而且，如果充电电压定的过高，正极产生的氧气的速度过快，吸收速度跟不上氧气的产生速度，长时间之后必然造成电池失水，从而诱发电池的微短路、硫酸化等失效现象，损害电池的质量和使用寿命。

同时，高速率充电时电池的极化会造成电池内部压力上
升、电池温度上升、电池内阻升高等，这不仅会缩短电池的寿命，而且有可能对电池造成永久性伤害。

所以，传统的充电方式不论是从效率的角度还是安全的角度分析都不是一种比较好的充电技术。

针对传统充电方法充电缓慢，安全性能不好等缺点，国内外陆续提出了一些其它的充电方法[[361。

如分级定流充电法、脉冲式充电法、定化学反应状态法、变电流间歇/定电压充电法以及变电压间歇充电法等。

目前来说，新型的充电方法是分级定流充电法，分级定流充电法和常说的多段恒流充电法类似，它综合了恒压充电和恒流充电两种充电方法。

在充电的初期采用较大的充电电流，充电的中期改用较小的电流，至充电后期改用更小的电流。

这种充电方法有效地防止了恒压充电和恒流充电中存在的主要问题，实现且相对简单，是目前应用最为广泛的充电方法。

平常所说的二步充电法和三级充电法，基本上都是这种方法在具体应用过程中的一种变体。

二步充电法:第一步，大电流恒流充电，使端电压达到限定的电压:第二步，小电流恒充，使端电压达到限定的电压。

在查找资料过程中遇到了不少困难，但也学到了很多。

在我们分析问题、解决问题，以及优化问题的探讨中，不仅是对知识学习与巩固，更是一种“学以致用”的实践，在实际情况中对问题本质的分析和解决。

当我们三个小组将自己了解到的情况和查到的资料进行汇总讨论时，有发现了很多新的问题，比如最佳的电池放电曲线未必能满足电机的需求，而控制器对电池和电机参数不相互匹配，同时这也让我们深深地认识到个体中的最优未必是总体最优，就像一个团队一样，我们只有相互配合，相互理解、交流，才能让团队成为一个整体，发挥其最大的力量。

在第二阶段中，我们通过节能车实际放电测试，经过车队人员的共同努力，绘制了以下数据图表：
由图所示，一般来说25分钟放电后，电池以出于欠压状态，功率急剧下滑，很难再达到发动机的要求，所以之后的一部分电量很难再释放出来，而此时这种状态下电流的控制与使用就尤为关键。

经过这段时间对相关资料的查找，我了解到相对于以前的恒流充电、恒压充电、恒压限流充电和先恒流后恒压充电而言，三级充电模式更适合对电池的快速充电。

因为蓄电池传统的充电方法，不论是定电压充电法还是定电流充电法，其起始的充电电流总是低于电池的接受能力，造成充电效率低、充电时间长;而在充电后期，最终的充电电流总是高于电池的接受能力，因而蓄电池内气体析出率不断增加、直到充电接近结束，所有的充电电流全部供给气体析出;而且，如果充电电压定的过高，正极产生的氧气的速度过快，吸收速度跟不上氧气的产生速度，长时间之后必然造成电池失水，从而诱发电池的微短路、硫酸化等失效现象，损害电池的质量和使用寿命。

同时，高速率充电时电池的极化会造成电池内部压力上升、电池温度上升、电池内阻升高等，这不仅会缩短电池的寿命，而且有可能对电池造成永久性伤害。

所以，传统的充电方式不论是从效率的角度还是安全的角度分析都不是一种比较好的充电技术。

现今电动汽车蓄电池有效储能密度不到燃油的十分之一，电池充电时间长等原因都导致电动汽车产业化进程中面临极大的问题。

解决蓄电池的充放电问题对电动汽车产业的发展有很大意义，所以我们选择了解各类电池充放电特性对节能车的适用性、研究电池充放电曲线并进行相应的分析进而实现更好地控制电池。

在这一暑假产学合作的学习研究中，我想最值得我们怀念的不是我们所了解到的那些论文和书本下的知识，而是我们这个过程中建立的团队、是我们每个人的实践经验，是大家在一起发现问题、解决问题的讨论，是一起在烈日下试车站路口时的默契。

在这个过程中，我们曾经因为一个个小问题而焦灼，同时也常常因为一个个小的发现而惊喜，我们在一次次小的成果中得到满足，但也会有一次次更大的展望。

就这样我们在一点点进步，因为我们相信“NO pains ,no gains”!。