毕业论文-300W电动自行车快速充电器的设计.doc

本科毕业论文-300W电动自行车快速充电器的设计 摘要 目前，电动自行车因其轻便、环保、经济而在我国倍受青睐，从而获得了突飞猛进的发展。但是，电池不耐用、充电时间长却给很多消费者带来了较大困扰。本文介绍快速充电方法是恒流限压式快速充电法，与此同时说明了恒流限压快速充电方法的基本原理，利用恒流限压快速充电方法提高充电速度保护电池。在充电过程中用单片机控制，实现过冲保护。该系统具有简单明了、工作可靠等优点。 关键词：电动自行车； 快速充电器； AT89C51； 第一章 概论 1.1论文研究的背景 二十一世纪是一个呼唤绿色环保的时代，电动自行车因其便捷，环保，经济已经成为了许多人的代步工具。从电动自行车整体性能来看，电动自行车的蓄电池使用寿命制约着电动自行车车的发展，同时它也是电动自行车车产量能否增长的关键。总结起来，蓄电池本身性能和质量和蓄电池的充电与管理影响着它的寿命。无数事实证明再好的蓄电池在不恰当的充电方式下使用，也会是最差的电池。蓄电池很多被认为是用坏的，其实却是使用不适合充电器充坏的。同时，蓄电池不耐用，充满电用了两天三天又要充电，并且充电时间长使很多使用者头痛。当电动自行车行驶较远距离没电返回时，又要等好久才能充满行驶，使很多人头痛不已。 1.2电动自行车眼下所用电池 铅酸蓄电池从第一次被发明出来到现在已经一百多年了。随着科学技术的发展，铅酸蓄电池的工艺，结构被不断改进，性能也有了很大提升。近几年电动自行车的复活，铅酸蓄电池作为动力源得到了巨大的发展。眼下有四种动力蓄电池被电动自行车采用，一是阀控铅酸免维护电池，二是胶体铅酸蓄电池，三是镍氢蓄电池，四是锂离子电池。 1.2.1 镍氢蓄电池（Ni-MH） 正极：Ni(OH)2+OH-= NiOOH+H20 +e- （1.1） 负极：M+H2O+e=MHab+OH-Ni(OH)2+M=NiOOH+MHab （1.2） 优点：一次充电可供电动自行车行驶很长距离；使电动自行车加速爬坡能力加强；在低温时候也可以很好实现放电；使用寿命长；无需维护很安全；无记忆效应；没有环境污染，可再生利用。 缺点：Ni-MH蓄电池的技术不成熟，市场价格昂贵，高温时自身放电率会增高而使电容量下降。 1.2.2 锂离子蓄电池 优点：一次充电可供电动自行车行驶很长距离；使电动自行车加速爬坡能力加强；自身放电率小； 无记忆效应；循环特性好；不会造成环境污染，符合21世纪呼唤的绿色环保；可快速放电且利用效率高；适应温度有很大宽度。 缺点：内含锂活性物质，易产生化学作用，易爆炸不安全。 1.2.3 铅酸蓄电池 充电：2PbSO4+2H2O=PbO2+Pb+2H2SO4（电解池） （1.3） 放电：PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O（原电池） （1.4） 优点：铅酸蓄电池使用数量最多，且价格最低，也最常用，所含污染的成分少，可回收性好。 缺点：比容小即在同样的容量下，电池重量和体积都大，且不适应快速充电。 1.3课题研究的意义 本毕业设计目的就是为了解决电动自行车充电器充电慢的问题，研究一个在既可以保护蓄电池的寿命，又可以在较短时间内（四小时）可以使蓄电池充满的快速充电器（电池规格24V20A），来解决电动车长时间充电的问题，也让使用者可以节约时间，不用长时间等待电动车充电。 1.4本课题的基本内容 第一 电动自行车铅酸蓄电池的电化学原理和充放电原理 第二 关于充电器对铅蓄电池充电的原理及其电路设计 第三 充电器对充电过程的检测及程序设定 第四 充电器在充电过程中对电池的保护功能 第五 硬件及软件的选择调试 第二章 系统设计 2.1 基本理论 2.1.1蓄电池极化 当蓄电池有电流通过，使电极偏离了平衡电极电位的现象，称为电极极化。在电极单位面积上通过的电流越大，偏离平衡电极电位越严重。通电前和通电后电极电位的差叫作过电位。凡失去电子，属氧化反应，得