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车用电源快速充电器的设计 在现在三段式充电的基础上实现正负脉冲充电，以修复电池

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

一、引言 电动自行车由于具有无污染无噪音、轻便美观等特点，受到众多使用者的青睐。但在使用中也暴露出它的局限性，如有半路电池耗尽，且随着使用时间的递增，电池使用寿命会逐渐缩短。本文旨在研究开发一个根据电池饱和的程度智能改变充电模式，并可在较短时间（四小时）内将电池充好的电动自行车快速充电器（电池规格36V、12A）。 二、脉冲快速充电法 脉冲充电方式即脉冲电流间歇对电池充电，充电脉冲使蓄电池充满电量，而间歇期使蓄电池经化学反应产生的氧气和氢气有时间重新化合而被吸收掉，消除极化从而减轻了蓄电池的内压，使下一脉冲的恒流充电能够顺利地进行，使蓄电池可以吸收更多的电量。间歇脉冲使蓄电池有较充分的反应时间，减少了析气量，提高了蓄电池的充电电流接受率。 三、系统组成 充电器主电路采用半桥变换式高频开关稳压电源，而控制电路由单片机实现。电网交流电在通过EMI滤波器除去共模信号后，进行桥式整流，再通过两电容分压后与两开关管V1、V2相联接，将正弦交流电压变换成约高于充电电压的脉冲电压。在经过半桥滤波和LC滤波电路使电压达到一较稳定值。 控制电路由单片机AT89C51组成，电源由电网交流电经过

完整英文版IEEE 2030.1.1-2015 IEEE Standard Technical Specifications of a DC Quick Charger for Use with Electric Vehicles -用于电动汽车的直流快速充电器的IEEE标准技术规格。 本标准规定了电动汽车和直流快速充电器的设计接口，以促进电池电动汽车的快速充电。

基于51单片机的锂电池快速充电器设计，利用单片机对充电全过程进行控制，监控。

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