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一种电动汽车的快速充电系统设计
来源:本站整理  作者:佚名  2011-11-05 14:49:32



温度检测 #e#

  1.2.3 温度检测

  本系统选用热敏电阻检测充电过程中电池温度信号,实际应用时将热敏电阻贴在电池上检测电池温度,该热敏电阻能准确检测到充电过程中电池温度的变化量,温度信号经PAD2口传至单片机进行处理,防止充电过程中电池过热,使充电过程能平稳、安全的进行。

  1.2.4 液晶显示模块

  本系统选用带中文字库的12864液晶屏,液晶屏模块与单片机的PA、PB口相连。

  能实时显示充电过程中的充电电压、充电电流以及电池的端电压和温度,并在空闲时能显示日历、4路PWM波的占空比等。

  1.2.5 按键输入

  选用4x4矩阵键盘。通过按键可切换到蓄电池充电方法选择、充电参数设定、日历调整、4路PWM波的占空比显示及充电电压、充电电流、电池的端电压和温度显示等界面。

  1.2.6 PWM输出

  PWM的输出频率由一个定时器/计数器设定的高频交流电交变周期决定,本系统PWM波形选用左对齐的方式,每路PWM的占空比:[(PWMPERx—PWMDTYx)/PWMPERx]×100%,其中PWMPERx表示PWM通道寄存器,PWMDTYx表示PWM通道占空比寄存器。

  2 软件设计

  多功能快速充电系统的系统软件用C语言编写,经过汇编、仿真调试写入单片机的内部程序存储器中,实现系统软件的结构层次化、功能模块化,软件的可读性、可维护性和可扩展性强。

  多功能快速 充电系统针对不同类型的蓄电池,设计了相应的充电方法,软件主要由初始化、充电前电池好坏检测、充电阶段和充电保护等部分组成。

  本系统主要应用磷酸铁锂进行试验,其充电阶段由小电流充电阶段、恒流充电阶段、恒压充电阶段3部分组成,其程序流程图如图3所示。

 

  充电阶段:电池检测程序完成后,开始对电池进行小电流充电,充电速率约为1/5C左右;当小电流充电至电池电压达到参考值时,系统进入恒流充电阶段,此阶段为蓄电池的快速充电阶段,充电速率为1-2C;当充电电压达到设定的电池的最大充电电压时,系统进入恒压充电阶段,随着电池电压逐渐上升,充电电流逐渐减小;当充电电流减d,N设定参考值时,系统判断蓄电池充足停止充电。

  充电保护部分:充电过程中不断监测电池电压是否超过安全值、温度或温度变化率是否达到限定值,如有上述情况立即终止充电。检测电池电压是为了防止锂离子电池和铅蓄电池过充,检测温度和温度变化率是否达到限定值,是为了防止镍氢和镍镉电池过充。

  上述充电阶段是针对锂离子电池设计的,实际中主要用磷酸铁锂电池组进行实验,对于其它类型蓄电池,在软件上设定了相应的充电方法:铅蓄电池充电阶段同锂离子电池,即先小电流预充,再恒流充电、最后恒压充电,当恒压充电电流小到一定程度时,系统判断电池充足并停止充电;镍镉电池,先小电流预充,再快速恒流充电,当检测到电池电压第一次下降时,系统判断电池充足并停止充电;镍氢电池,先小电流预充,再快速恒流充电,当电池电压出现零增长时,判断电池充足并停止充电。

  铅蓄电池和锂离子电池自放电率低,电池充满后可直接停止充电,镍氢和镍镉电自放电率高,如夜间无人看守充电时,可在电池充足后采用涓流充电方式给电池补充电荷,使蓄电池保持充足电状态。

  3 结语

  实验结果表明,所设计的多功能快速充电系统能正常工作,输出的直流电压平稳、纹波小,充电过程控制精度高,能快速稳定地为各类蓄电池充电,并在蓄电池充满电后及时停止充电,有实际应用推广价值。

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