電動車充電站畢業論文(存儲版)

　　

【正文】 慢脈 沖充電 ； 蓄電池；單片機；智能 Charging Circuit Design of Electric Vehicle Charging Station Abstract:With the popularity of the electric car,Electric vehicle charging technology is also got the concern of the our courtry, lead acid battery which is used as electric vehicle power battery occupied a very big is mainly due to the leadacid battery has mature technology, low cost, battery capacity, with load output characteristics and no memory effects, the traditional conventional charging time is too long,fast charging technology is still not fully resolved, seriously restricted the development of the electric car. Based on this status, it puts forward a kind of seal free maintenance leadacid battery used for intelligence charge design scheme in this regard to all sorts of problems for battery charging appeared in the process, analyzes the existing solutions, and put forward a kind of lead acid battery to realize four stages of intelligent charging slow pulse charger design scheme. Control of switch power pulse frequency and duty cycle, which regulates charging electric current and voltage, and to realize the classification battery charging with slow pulse. The scheme not only make rapid charging,at the same time could reduce gas chromatography, eliminate vulcanization, charging for equilibrium, thus greatly extended the lead acid battery service life. Key words: Slow pulse charging。而鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池等目前都存在大容量制造技術不成熟的問題，只能實現中小容量電池的規模化生產，不能滿足大功率動力的需求。用橋式整流、濾波將 220V交流電轉換成 311V直流電，經變壓器反饋振蕩得到 48V充電電壓，在設計過程方面，從總體方案、單元電路、元器件選擇和設計等都進行了細致 的介紹。當充電速率大于 C/5時，電池容量恢復到額定容量的 80%以前，即開始發生過充電反應。實踐證明，實際的浮充電壓與規定的浮充電壓相差 5%時，免維護蓄電池的壽命將縮短一半。實驗表明，如果充電電流按這條曲線變化，就可以大大縮短充電時間，并且對電池的容量和壽命也沒有影響。這個現象對蓄電池充電所必須的最短時間具有重要意義。缺點是充電時間長，并且需要經常調整充電電流。 二階段法采用恒電流和恒電壓相結合的快速充電方 法，如圖 3所示。但存在的缺點是： 體積大、重量重和不能過充或過放。此時充電電流逐漸減小，當電流下降至某一閾值時，轉入浮充階段。這兩個實時信號反饋給單片機，由單片機判斷后，控制 PWM波形的占空比。這種方法是目前市場充電器流行使用的方法，也是一種很技術非常成熟的方法。這是充電器目前比較新的一種方法，這種方案的特點是，技術比較復雜，單片機使用軟件來控制整個充電過程，使得充電的過程易于控制。這個 PWM信號送給開關電源開關管，從而便調節的開關管在一個周 期內關斷和導通的時間，也就是控制了高頻變壓器通斷的時間，從而實現控制高頻變壓器輸出電壓和電流的大小。 4 充電電路的硬件設計 電路總體設計 由市電送來的 220V 的交流電經繼電器進行整流濾波，得到大約 300V 的直流電送入給脈沖變壓器，高頻變壓器的次級繞組輸出電壓為 48V 給蓄電池充電。 （ 1）功能特性描述 AT89C51 是一種帶 4K字節 FLASH 存儲器 的低電壓、高性能 CMOS 8 位微處理器，俗稱 單片機 。作為一般 I/O口 使用時 ， 為準 雙向 I/O口 可驅動 4個 LS型 TTL負載 P3口 10~17 P3口內部 有 上拉電阻的 8位 I/O口， 還有一個全雙功能口 。要求時鐘頻率不高于 640KHZ ? REF（ +）、 REF（ ）：基準電壓 ? Vcc：電源， +5V ? GND：地 （ 4） ADC0809的工作過程 首先輸入 3位地址，并使 ALE=1，將地址存入地址鎖存器中。為此可采用下述三種方式。首先送出口地址并以信號有效時， OE信號即有 效，把轉換數據送上數據總線，供單片機接收 。 LM324系列由四個獨立的，高增益，內部頻率補償 運算放大器 。二極管 D5和電阻 R1構成續流電路，當繼電器的線圈斷電后，二極管 D5和電阻 R1為線圈產生的反向電壓提供續流通道。 本課題經整流濾波的 300V直流電源送給脈沖變壓器 T1的初級繞組，初級繞組的下端與開關管 DFF4N60相連，開關管 DFF4N60由光電耦合器 NEC2501(U11)和 PNP三極管 Q2來控制和驅動。蓄電池的負極經 。由電壓采樣電路出來的電壓信號送入由 R15和 C24組成的低通濾波器，其截止頻率為fH=1/2 R15 C24=1/2 103 108≈ 。為了提高對充電采樣電流測量的精度，利用放大器 AD620對采樣電流進行精確的放大 10倍，其中電阻 R44的阻值為：R44= /(A1)= /(101)=。三極管 A1015的放大倍數為 200倍，故流入基極的電流 I為： I=Δ電動車充電站充電電路設計 18 U/AR=()/200 = R為： R=UEB/I=()/ = ,在本電路中用 KΩ的電阻。此時，由 R48和 R56 構成運放 OP07 的反饋電路，放大 6倍 [8]。 EOC(7 腳 )—— 轉換結束信號。對應 ALE上跳沿， A、 B、 C 地址狀態送入地址鎖存器中。如圖 16 所示： 圖 16 模數轉換模塊電路 電源電路設計 12V電源電路采用的是三端固定式穩壓器 LM7812，由蓄電池直接接入 LM7812的輸入端，輸入和輸出端與地之間除接有大容量的 470UF電解電容濾波外，還并聯了一個小容量為 。在輸出端反接一個二極管，用于保護電路。另外，LCD1286412 屏上顯示電子錢包當前余額。結果是蓄電池過充電，使得蓄電池的壽命減小，浪費能 源。同時，由于充電技術性能參數受到多方因素的影響， 這就決定了參數的確定需要在電動車的 實際運營過程中進行跟蹤監測和檢驗。設計實現過程中得到了郭建昌老師在百忙之中不厭其煩的、精心的輔導才能使我在有限的時間內順利地完成設計。同窗之誼，我將終身難忘，希望我們之后能繼續的互幫互助，相互勉勵！ 向審閱和 評議本論文的各位專家學者表示由衷的感謝和敬意 !最后感謝學院、母校對我的培養！祝福各位老師和同學工作順利！祝母校明天更加輝煌！ 我愿在未來的學習和研究中，以更加努力的學習，兢兢業業的工作來報答曾經給予我關心、幫助和支持的老師和同學們！ 。 電動車充電站充電電路設計 25 參考文獻 [1] 周志敏，周紀海．開關電源實用技術設計與應用［ M］ .北京：人民郵電出版社， :201215 [2] 孫立群，張寶金．電動自行車充電器維修［ M］ .北京：人民郵電出版社， :106134 [3] 錢逸秋 .單片機原理與應用［ M］ .北京 :電子工業出版社， :5678 [4] 楊幫文．實用電池充電器與保護器電路集錦［ M］ .電子工業出版社， :89103 [5] 段晨東，張文革，李斌 .單片機原理及接口技術［ M］ .北京：清華大學出版社， :202205 [6] 晏澤昕 .230MHz寬帶大功率放大器的研究與實現［ D］ .電子科技大學， :2836 [7] 路秋生 .常用充電器電路與應用［ M］ .北京：機械工業出版社， :83123 [8] 朱松然 .鉛酸蓄電池技術第二版［ M］ .北京：機械工業出版社， :5698 [9] 王鴻麟，錢建立，周曉軍 .智能快速充電器設計與制作［ M］ .北京：科學出版社， :132157 [10] 嚴國萍，龍占超．通信電子線路［ M］ .北京：科學出版社， :108114 [11] 童詩白，華成英．模擬電子技術基礎［ M］ .高等教育出版社， :470483 [12] 趙良炳 .現代電力電子技術［ M］ .清華大學出版社， :82112 [13] 楊宇華 .便攜 式設備節點設計考慮因素 [J].中國科技信息， ： 2125 [14] 彭為，黃科，雷道仲 .單片機典型系統設計實例精講 ［ M］ .電工工業出版社， 2020,5 :237248 [15] Zhang Nannun, New Control principle（ in Chinese）［ M］ .Defence Industry Publishing House, Beijing, :150167 [16] Chips S Power Amplifiers for Communications［ M］ .MA:Artech House,:156176 電動車充電站充電電路設計 26 致謝 通過本次設計，對充電的整個流程的實現有了充分的了解，在這方面的知識面得到了很大的拓寬。在分析了傳統的充電方式之后，本文提出了四階段式智能充電的方法，實現對蓄電池的分級慢 脈沖充電 。接下來就是讀取采樣電流信號，單片機向ADC0809 發送采樣電流信號轉換的地址，然后向 ADC0809 發送寫信號，即發送地址鎖存和模數轉換啟動信號，之后進入等待狀態。 根據卡返回的序列號，對用戶進行身份驗證 [11]。電解電容用于抑制芯片的自激振蕩，瓷介電容用于壓縮芯片的高頻帶寬，減少高頻噪聲 [10]。 OE=0，輸出數據線呈高阻； OE=1，輸出轉換得到的數據。其典型值為 +5V(Vref(+)=+5V, Vref()=5V，在本電路中接的是 Vref(+)=+5V, Vref()=0V的電壓。ADC0809 的內部沒有時鐘電路，所需時鐘信號由外界提供，因此有時鐘信號引腳。此時，由 R47 和 R56 構成運放 OP07 的反饋電路，放大 11倍。繼電器陣列驅動由 PNP三極管A1015所構成的放大電路，其中 5V直流繼電器，線圈額定電壓為 ，額定功率為 ，由此可算出限流電阻 R的阻值為： R=Δ U2/P=()2/≈ 。由于蓄電池充電時電流的信號從 20mA～ 3A，范圍很大，它有一段的信號是很小，并且經過 電路的后，采樣電流信號幅值變為 2mA～ ，為此在本設計中對采樣電流信號進行兩級放 大，既前置放大電路和后級放大電路 [6]。 信號采樣與放大電路設計 整體信號采樣與放大模塊電路圖如下所示