鉛蓄電池智能檢測與充電裝置研究

1、本科學生畢業(yè)論文（設計）題目(中 文):鉛蓄電池智能檢測與充電裝置研究(英 文):Research on Intelligent Detecting and Charging Device of Lead-acid Battery姓 名 學 號 院 （系）電子工程系專業(yè)、年級電子信息工程 級指導教師 湖南科技學院本科畢業(yè)論文（設計）誠信聲明本人鄭重聲明：所呈交的本科畢業(yè)論文（設計），是本人在指導老師的指導下，獨立進行研究工作所取得的成果，成果不存在知識產(chǎn)權爭議，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體均已在文中以明

2、確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔。 本科畢業(yè)論文（設計）作者簽名： 年 月 日 畢業(yè)論文（設計）任務書課題名稱：鉛蓄電池智能檢測與充電裝置研究學生姓名： 系 別：電子工程系專 業(yè)：電子信息工程指導教師： 湖南科技學院本科畢業(yè)論文（設計）任務書1、主題詞、關鍵詞： 鉛蓄電池，智能，充電器，三段式2、畢業(yè)論文（設計）內(nèi)容要求：(1) 系統(tǒng)概述；(2) 總體方案設計與選擇論證(3) 主要器件介紹(4) 各功能模塊電路原理圖及工作原理分析 (5) 系統(tǒng)總結(jié)3、文獻查閱指引：1王兆安，黃俊電力電子技術M機械工業(yè)出版社，2000：43-902童詩白，黃成英.模擬電子技術基礎M.高等教育

3、出版社,2000: 408-418,502-5153鮑組尚，劉凱，譚永宏.單片機原理與開發(fā)技術M.國防科技大學出版社,2011：78-88,145-1554劉愛華，滿寶元.傳感器原理與應用技術M.人民郵電出版社,2010: 144-1645胡燁，姚鵬翼，陳明.Protel 99 SE原理圖與pcb設計教程M.機械工業(yè)出版社,2010: 143-2276戚艷.鉛酸蓄電池快速充電器的設計A.天津大學,2009: 13-187 袁正華.48V三段式電動車鉛酸蓄電池智能控制充電器A.南昌大學,2009: 20-268 石洪巖，蓄電池充電方法的研究J.科技風,2010: 1-29薛寶章.改進的密封鉛酸蓄

4、電池充電技術J.安徽電子信息職業(yè)技術學院學報,2006: 1-310顧學群，宋建娟.智能型鉛酸蓄電池充電器的設計與實現(xiàn)J.南通職業(yè)大學學報(綜合版),2003: 1-311林成武，高國強.單片機控制的蓄電池充電器J.沈陽工業(yè)大學學報,1999: 1-24、畢業(yè)論文（設計）進度安排：2012年11月 30 日至12月5日 選題2012年12月6日至12月9日 開題2012年12月10日至12月31日 查找資料2013年1月 1 日至1月30日 方案論證與確定2013年2月 1 日至2月25日 進行模塊分析，動手設計電子電路2013年2月26日至3月28日 中期檢查2013年4月 1 日至4月15

5、日 成果驗收2013年4月16日至5月 1 日 論文初稿2013年5月2日 至5月15日 論文定稿，準備答辯教研室意見： 負責人簽名： 注：本任務書一式三份，由指導教師填寫，經(jīng)教研室審批后一份下達給學生，一份交指導教師，一份留系里存檔。湖南科技學院本科畢業(yè)論文（設計）開題報告書論文（設計）題目鉛蓄電池智能檢測與充電裝置研究作 者 姓 名喬立能所屬系、專業(yè)、年級 電子工程系 電子信息工程專業(yè) 2009年級指導教師姓名、職稱劉愛林 副教授預計字數(shù)10000開題日期2012.12.26選題的根據(jù)：1）說明本選題的理論、實際意義2）綜述國內(nèi)外有關本選題的研究動態(tài)和自己的見解1）本選題的理論、實際意義鉛

6、酸蓄電池因其可循環(huán)再充電的特性，以及成本低廉、使用安全、無污染等優(yōu)點，在目前的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的需求正日益增大。相應的，蓄電池的充電技術也引起了普遍地關注。由于充電方法不正確，鉛酸蓄電池也很難達到規(guī)定的循環(huán)壽命。智能充電是使實際充電電流能夠動態(tài)地跟蹤電池可接受的充電電流。充電系統(tǒng)根據(jù)電池的狀態(tài)確定充電工藝參數(shù)，使充電電流自始至終處于電池的可接受充電電流曲線附近，使電池幾乎在無氣體析出的條件下充電，做到既節(jié)約用電又對電池無損害。目前，我國工農(nóng)業(yè)運輸設備對蓄電池用量極大，但是其充電設備很落后，充電方法也很不科學，急需設計出一種新型智能充電系統(tǒng)以滿足工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要。2）綜述國內(nèi)外有關本選題的研究動態(tài)和

7、自己的見解針對傳統(tǒng)的充電方法充電緩慢、安全性能不好等缺點，目前國內(nèi)外陸續(xù)提出了一些新型的充電方法，如定化學反應狀態(tài)法、脈沖式充電法、變電流間歇/定電壓充電法、分級定流充電法、變電壓間歇充電法等。對鉛酸蓄電池來講，其中的分級定流充電法己經(jīng)得到了廣泛的應用。這些充電方法的原理絕大多數(shù)都是在傳統(tǒng)方法的基礎上加以改進，以便使其充電電流能夠更好地逼近蓄電池的可接受充電電流曲線。近幾年開始有人采用一些更加新穎的充電方法，例如模糊控制充電法。這種充電方法開始擺脫傳統(tǒng)充電方法的束縛，將模糊控制技術引入充電方法，利用模糊控制本身適合處理多輸入多輸出非線性系統(tǒng)的優(yōu)勢，能夠更好的處理蓄電池充電過程中的時變性和抗干擾

8、等常規(guī)控制方法所難以解決的問題。 主要內(nèi)容：本設計課題研究的主要內(nèi)容是實現(xiàn)鉛酸蓄電池三段式充電的智能充電器設計方案。具體要求：(1) 實現(xiàn)對蓄電池的智能控制。(2) 實現(xiàn)對蓄電池的反極性保護功能。(3) 減少出氣，消除硫化，進行均衡充電，大大地提高電池使用壽命。 研究方法：1查閱資料，了解研究現(xiàn)狀，同時深入理解設計要求。 2認真分析課題，結(jié)合相關資料，形成自己的總體設計思路。3分塊設計各個模塊部分，并及時用軟件仿真測試。4. 將自己的思路想法與指導老師及同學交流，聽取其意見。完成期限和采取的主要措施：完成期限：2012年12月到2013年5月 主要措施：嚴格遵照湖南科技學院畢業(yè)論文（設計）工作

9、管理辦法的指示精神，結(jié)合個人的實際情況，完成這項設計所采取的主要措施有兩條：一是密切聯(lián)系：聯(lián)系本組設計成員及畢業(yè)設計指導導師，尋求有關畢業(yè)設計信息，確定設計課題方向與設計內(nèi)容；二是充分利用資源：利用課余時間到圖書館和網(wǎng)絡上查閱資料，并虛心向老師請教和同學進行學習交流，保障畢業(yè)設計的順利完成。主要參考資料：1王兆安，黃俊電力電子技術M機械工業(yè)出版社，2000：43-902童詩白，黃成英.模擬電子技術基礎M.高等教育出版社,2000: 408-418,502-5153鮑組尚，劉凱，譚永宏.單片機原理與開發(fā)技術M.國防科技大學出版社,2011：78-88,145-1554劉愛華，滿寶元.傳感器原理與

10、應用技術M.人民郵電出版社,2010: 144-1645胡燁，姚鵬翼，陳明.Protel 99 SE原理圖與pcb設計教程M.機械工業(yè)出版社,2010: 143-227.6戚艷.鉛酸蓄電池快速充電器的設計A.天津大學,2009: 13-187 袁正華.48V三段式電動車鉛酸蓄電池智能控制充電器A.南昌大學,2009: 20-268 石洪巖，蓄電池充電方法的研究J.科技風,2010: 1-29薛寶章.改進的密封鉛酸蓄電池充電技術J.安徽電子信息職業(yè)技術學院學報,2006: 1-3指導教師意見：指導教師簽名： 教研室意見：簽 名： 年 月 日開 題 報 告 會 紀 要時間 2012-12-28地點

11、三教317與會人員姓 名職務（職稱）姓 名職務（職稱）姓 名職務（職稱）陳澤順副教授張文昭副教授徐曉高級實驗師劉愛林副教授周玲講師劉志壯教授會議記錄摘要：1. 你為什么要選擇這個題目作為你的畢業(yè)設計的題目？在當今社會，鉛蓄電池的使用涉及廣泛，而蓄電池的主要使用過程中不可避免的要用充電器進行充電，而充電器的好壞則直接影響蓄電池的效用。于是我決定對鉛蓄電池充電器進行研究，期望能對這方面的知識有所認識。2. 你的總體設計思路是怎樣的？本文根據(jù)電化學原理總結(jié)了蓄電池的放電特性，由于充電和放電是可逆的，所以得到蓄電器充電的原理，根據(jù)對蓄電池充電技術發(fā)展的歷史，得出并總結(jié)了充電器對蓄電池充電的一般原理。根

12、據(jù)提高鉛酸蓄電池充電速度的關鍵在于消除充電過程中電池的極化現(xiàn)象的理論，從蓄電池內(nèi)部氧循環(huán)的設計思路出發(fā)，研究了三段式和二段式充電方法對蓄電池使用壽命的影響，然后根據(jù)蓄電池充電過程中出現(xiàn)的各種問題，提出對鉛酸蓄電池實現(xiàn)三段式充電的智能充電器設計方案。3. 你的設計有何創(chuàng)新之處？這個方案不僅可以實現(xiàn)對蓄電池的智能控制，并且增加了反極性保護功能。同時可以減少出氣，消除硫化，進行均衡充電，從而大大地提高電池使用壽命，符合節(jié)能環(huán)保，低碳生活的要求。會議主持人：記 錄 人：年 月 日指導小組意見負責人簽名： 年 月 日系部 意 見負責人簽名：年月日注：此表由學生本人填寫，一式三份，一份留系里存檔，指導老師

13、和本人各保存一份湖南科技學院畢業(yè)論文（設計）中期檢查表畢業(yè)論文（設計）題 目鉛蓄電池智能檢測與充電裝置研究學生姓名喬立能學 號2系 別物理與電子工程專 業(yè)電子信息工程指導教師劉愛林檢查日期2013.04.09指導教師檢查情況記載及修改意見：檢查情況:1、已查閱相關資料，對關聯(lián)知識有一定的了解；2、論文內(nèi)容引用繁多；3、論文排版跟格式不規(guī)范；4、插圖有重復、繁瑣；5、欠缺自己的東西修改意見：1、內(nèi)容繁瑣，需要刪減或添加新的內(nèi)容；2、注意論文格式，應參照湖南科技學院畢業(yè)論文設計模版；3、加入自己的東西，突出自己的獨特之處；4、對插圖做出修改、適當刪減不必要的插圖。5、盡量對結(jié)果進行仿真。簽名： 注

14、：此表用于指導教師在學生畢業(yè)論文（設計）初稿完成后對學生執(zhí)行任務書情況進行中期檢查時用，由指導教師填寫。湖南科技學院畢業(yè)設計（論文）指導過程記錄表畢業(yè)論文(設計)題目鉛蓄電池智能檢測與充電裝置研究學生姓名喬立能學號2專業(yè)班級電信0902指導教師劉愛林職稱副教授系（教研室）電子工程系指導過程記錄指導內(nèi)容記錄(一)選題指導：根據(jù)自己所學專業(yè)和特長，選擇一個通過查閱資料和自己的努力，既能做又有一定深度，能反映出自己學術水平的題目；學 生 簽 名： 年 月 日 指導教師簽名： 年 月 日指導內(nèi)容記錄(二)查閱資料指導：1、到圖書館查找和借閱與選題有關的文獻和資料；2、從學術期刊網(wǎng)檢索和下載與選題有關的

15、文獻和資料，用以參考；3、可以在百度等網(wǎng)站搜索相關資料，幫助更好地理解和完成設計，但絕不能照抄照搬他人成果。學 生 簽 名： 年 月 日 指導教師簽名： 年 月 日指導內(nèi)容記錄（三)論文開題指導：1、題目應該簡短、明確、有概括性；2、概述時應該說明選題的理論、實際意義、國內(nèi)外研究動態(tài)以及自己的見解；3、關鍵詞應采用能覆蓋論文主要內(nèi)容的通用詞條，以3-5個為宜；4、正文一般應包括緒論、論文主體及結(jié)論等部分。學 生 簽 名： 年 月 日 指導教師簽名： 年 月 日指導內(nèi)容記錄(四)硬件設計指導：1、根據(jù)自己的設計要求，選擇合適的芯片，在網(wǎng)上多查相關的資料，做到心中有數(shù)年，同時注意整個系統(tǒng)的性價比；

16、2、做具體硬件之前，先進行硬件仿真，確認系統(tǒng)設計的正確性；3、進行硬件調(diào)試時，先分模塊調(diào)試再進行整體系統(tǒng)調(diào)試。學 生 簽 名： 年 月 日 指導教師簽名： 年 月 日指導過程記錄指導內(nèi)容記錄(五)論文寫作指導：1、畢業(yè)論文總體方案的設計；2、對模塊電路的不同選擇方案應予以對比論證，從而選擇更優(yōu)方案；2、對本研究內(nèi)容進行較全面、客觀的理論闡述，應著重指出本研究內(nèi)容中的創(chuàng)新、改進與實際應用之處；3、論文應推理嚴謹，結(jié)論正確，語言表述明了清晰。學 生 簽 名： 年 月 日 指導教師簽名： 年 月 日指導內(nèi)容記錄(六)論文中期檢查指導：1、加強對選題核心思想的理解；2、參考更多的資料，豐富論文內(nèi)容；3

17、、盡量突出說明你自己所做的工作，突出自己的獨特之處。學 生 簽 名： 年 月 日 指導教師簽名： 年 月 日指導內(nèi)容記錄(七)論文修改指導：1、按照畢業(yè)論文撰寫規(guī)范排版；2、將論文中超出邊距的的圖紙縮?。?、參考文獻按照學校的畢業(yè)論文撰寫規(guī)范寫，同時在正文中出現(xiàn)的位置以上標的形式標出，要有1篇以上外文參考文獻。學 生 簽 名： 年 月 日 指導教師簽名： 年 月 日指導內(nèi)容記錄(八)論文答辯指導：1、制作一個能反映論文主要內(nèi)容，可放映510分鐘的ppt演示文稿，作答辯陳述用；2、掌握研究內(nèi)容的實際意義、創(chuàng)新、改進和特色之處，設計原理、工作過程等主要內(nèi)容。3、演示實物突出自己的設計創(chuàng)新點。學 生

18、 簽 名： 年 月 日 指導教師簽名： 年 月 日答辯小組組長意見(對情況是否屬實做出意見)組長(簽名)： 年 月 日注：本表與畢業(yè)論文一起裝訂存檔。湖南科技學院本科畢業(yè)論文（設計）評審表論文題目鉛蓄電池智能檢測與充電裝置研究作者姓名喬立能所屬系、專業(yè)、年級物理與電子工程 系 電子信息工程 專業(yè) 2009年級指導教師姓名、職稱劉愛林 副教授字 數(shù)10000定稿日期2013.05.08中文摘要本文分析了鉛酸蓄電池的特性以及國內(nèi)外充電技術的發(fā)展情況，分析了蓄電池的內(nèi)部結(jié)構，根據(jù)電化學原理總結(jié)了蓄電池的放電特性，由于充電和放電是可逆的，所以得到蓄電器充電的原理，根據(jù)對蓄電池充電技術發(fā)展的歷史，得出并

19、總結(jié)了充電器對蓄電池充電的一般原理。根據(jù)提高鉛酸蓄電池充電速度的關鍵在于消除充電過程中電池的極化現(xiàn)象的理論，從蓄電池內(nèi)部氧循環(huán)的設計思路出發(fā)，研究了三段式和二段式充電方法對蓄電池使用壽命的影響，然后根據(jù)蓄電池充電過程中出現(xiàn)的各種問題，提出對鉛酸蓄電池實現(xiàn)三段式充電的智能充電器設計方案。 該充電器可實現(xiàn)恒流，恒壓，浮沖三段充電方式，并能快速充電。這個方案不僅可以實現(xiàn)對蓄電池的智能控制，并且增加了反極性保護功能。同時可以減少出氣，消除硫化，進行均衡充電，從而大大地提高電池使用壽命，符合節(jié)能環(huán)保，低碳生活的要求。最后，因為密封鉛酸蓄電池具有電壓穩(wěn)定、供電可靠、移動方便等的諸多優(yōu)點，因此在實際應用中得

20、到了廣泛應用，然后對蓄電池充電技術進行了展望和預測。關鍵詞（3-5個）鉛蓄電池，智能，充電器，三段式英文摘要This paper analyzes the characteristics of lead-acid batteries and charging technology development situation at home and abroad, analyzes the internal structure of battery, according to the principle of electrochemical summarizes the battery disc

21、harge characteristics, due to charge and discharge is reversible, so get accumulator charging principles, according to the battery charging technology development history, and summarizes the charger to draw battery charging of general principles. According to the improved lead-acid battery charging

22、speed is the key to eliminate in the process of charging battery polarization theory, from the battery internal oxygen cycle design ideas, study of three stage and two stage charging method for battery service life influence, then according to the battery charging process problems, put forward to re

23、alize on lead-acid battery three section type charging intelligent charger design. The charger can realize constant current, constant voltage, floating punch three charging modes, and can fast charging. This scheme can not only make the battery intelligent control, and increased reverse polarity pro

24、tection function. At the same time can reduce the air, eliminate sulfide, balanced charge, thereby greatly improving the service life of the battery, consistent with energy conservation and environmental protection, low carbon life requirements. Finally, because the sealed lead-acid battery with vol

25、tage stability, reliable power supply, mobile convenience advantages, so in practical applications has been widely applied, then the battery technology is prospected.關鍵詞(3-5個)lead acid battery，intelligent，charger ，three stage指導教師評定成績評審基元評審要素評審內(nèi)涵滿分指導教師實評分選題質(zhì)量25%目的明確符合要求選題符合專業(yè)培養(yǎng)目標，體現(xiàn)學科、專業(yè)特點和教學計劃的基本要求，

26、達到畢業(yè)論文（設計）綜合訓練的目的。10理論意義或?qū)嶋H價值符合本學科的理論發(fā)展，有一定的學術意義；對經(jīng)濟建設和社會發(fā)展的應用性研究中的某個理論或方法問題進行研究，具有一定的實際價值。10選題恰當題目規(guī)模適當，難易度適中；有一定的科學性。5能力水平40%查閱文獻資料能力能獨立查閱相關文獻資料，歸納總結(jié)本論文所涉及的有關研究狀況及成果。10綜合運用知識能力能運用所學專業(yè)知識闡述問題；能對查閱的資料進行整理和運用；能對其科學論點進行論證。10研究方案的設計能力整體思路清晰；研究方案合理可行。5研究方法和手段的運用能力能運用本學科常規(guī)研究方法及相關研究手段（如計算機、實驗儀器設備等）進行實驗、實踐并加

27、工處理、總結(jié)信息。10外文應用能力能閱讀、翻譯一定量的本專業(yè)外文資料、外文摘要和外文參考書目（特殊專業(yè)除外）體現(xiàn)一定的外語水平。5論文質(zhì)量35%文題相符較好地完成論文選題的目的要求。5寫作水平論點鮮明；論據(jù)充分；條理清晰；語言流暢。15寫作規(guī)范符合學術論文的基本要求。用語、格式、圖表、數(shù)據(jù)、量和單位、各種資料引用規(guī)范化、符合標準。10論文篇幅10000字左右。5實評總分 成績等級 指導教師評審意見： 指導教師簽名： 說明：評定成績分為優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格五個等級，實評總分90100分記為優(yōu)秀，8089分記為良好，7079分記為中等，6069分記為及格，60分以下記為不及格。評閱教師評

28、定成績評審基元評審要素評審內(nèi)涵滿分評閱教師實評分選題質(zhì)量25%目的明確符合要求選題符合專業(yè)培養(yǎng)目標，體現(xiàn)學科、專業(yè)特點和教學計劃的基本要求，達到畢業(yè)論文（設計）綜合訓練的目的。10理論意義或?qū)嶋H價值符合本學科的理論發(fā)展，有一定的學術意義；對經(jīng)濟建設和社會發(fā)展的應用性研究中的某個理論或方法問題進行研究，具有一定的實際價值。10選題恰當題目規(guī)模適當，難易度適中；有一定的科學性。5能力水平40%查閱文獻資料能力能獨立查閱相關文獻資料，歸納總結(jié)本論文所涉及的有關研究狀況及成果。10綜合運用知識能力能運用所學專業(yè)知識闡述問題；能對查閱的資料進行整理和運用；能對其科學論點進行論證。10研究方案的設計能力整

29、體思路清晰；研究方案合理可行。5研究方法和手段的運用能力能運用本學科常規(guī)研究方法及相關研究手段（如計算機、實驗儀器設備等）進行實驗、實踐并加工處理、總結(jié)信息。10外文應用能力能閱讀、翻譯一定量的本專業(yè)外文資料、外文摘要和外文參考書目（特殊專業(yè)除外）體現(xiàn)一定的外語水平。5論文質(zhì)量35%文題相符較好地完成論文選題的目的要求。5寫作水平論點鮮明；論據(jù)充分；條理清晰；語言流暢。15寫作規(guī)范符合學術論文的基本要求。用語、格式、圖表、數(shù)據(jù)、量和單位、各種資料引用規(guī)范化、符合標準。10論文篇幅10000字左右。5實評總分 成績等級 評閱教師評審意見： 評閱教師簽名： 說明：評定成績分為優(yōu)秀、良好、中等、及格

30、、不及格五個等級，實評總分90100分記為優(yōu)秀，8089分記為良好，7079分記為中等，6069分記為及格，60分以下記為不及格。湖南科技學院本科畢業(yè)論文（設計）答辯記錄表論文題目鉛蓄電池智能檢測與充電裝置研究作者姓名喬立能所屬系、專業(yè)、年級電子工程系 電子信息工程專業(yè) 2009年級指導教師姓名、職稱劉愛林 副教授答 辯 會 紀 要時間2013.05.18地點三教707答辯小組成員姓 名職務（職稱）姓 名職務（職稱）姓 名職務（職稱）陳澤順副教授張文昭副教授徐曉高級實驗師劉愛林副教授周玲講師劉志壯教授答辯中提出的主要問題及回答的簡要情況記錄：1.你如何實現(xiàn)智能檢測？答:uc3906芯片能夠使充

31、電器的各種轉(zhuǎn)換電壓根據(jù)蓄電池電壓溫度系數(shù)的變化進行相應的改變，即該芯片本身即是智能芯片。2.uc3906這個芯片在仿真軟件元件庫里是不是沒有？答:仿真軟件里沒有這個芯片，要仿真的話，得自己創(chuàng)建新的元器件。3. 你的設計有何創(chuàng)新之處？答:這個方案不僅可以實現(xiàn)對蓄電池的智能控制，并且增加了反極性保護功能。同時可以減少出氣，消除硫化，進行均衡充電，從而大大地提高電池使用壽命，符合節(jié)能環(huán)保，低碳生活的要求。會議主持人：記 錄 人：年 月 日答辯小組意見評語：評定等級： 負責人（簽名）： 年 月 日系學位委員會意見評語：論文（設計）最終評定等級：負責人（簽名）： 系部（公章） 年月 日校學位委員會意見評

32、語：評定等級： 負責人（簽名）： 年月 日目 錄第一章 緒論11.1蓄電池的發(fā)展歷史11.2 鉛酸蓄電池充電技術及其發(fā)展概況21.3 密封鉛酸蓄電池的充電技術要求21.4 該課題研究的意義3第二章 蓄電池及其充電原理42.1蓄電池的放電工作原理42.2蓄電池的充電工作原理42.3蓄電池的容量及影響因素6第三章 蓄電池的充電研究73.1 蓄電池早期充電方法73.2 蓄電池的快速充電理論9第四章 充電器電路設計及原理134.1 電路總體設計134.2使用芯片介紹134.3充電器檢測電路164.3.1 80Cl96KB單片機最小系統(tǒng)的設計174.3.2模擬量檢測電路194.3.3顯示電路194.4

33、原理圖及分析194.4.1 市電整流濾波電路194.4.2充電器原理圖及分析20第五章 結(jié)論24參考文獻26致 謝27插圖索引圖 1 蓄電池理想充電曲線4圖 2 蓄電池化學反應示意圖6圖 3 單一恒流充電方式8圖 4 分階段恒流充電方式8圖 5 恒壓充電中電壓、電流大小的變化曲線9圖 6 兩階段充電法電流、電壓曲線9圖 7 標準充電電流曲線10圖 8 分級定流充電法11圖 9 脈沖式充電法11圖 10 變電壓間歇充電法12圖 11 波浪式間歇正負零脈沖快速充電13圖 12 uc3906外部圖14圖 13 UC3906 內(nèi)部結(jié)構圖15圖 14 充電機檢測電路硬件框圖17圖 15 80C196KB

34、單片機最小系統(tǒng)電路原理圖18圖 16 充電器電路原理圖22圖 17 充電器PCB圖23鉛蓄電池智能檢測與充電裝置研究摘 要本文分析了鉛酸蓄電池的特性以及國內(nèi)外充電技術的發(fā)展情況，分析了蓄電池的內(nèi)部結(jié)構，根據(jù)電化學原理總結(jié)了蓄電池的放電特性，由于充電和放電是可逆的，所以得到蓄電器充電的原理，根據(jù)對蓄電池充電技術發(fā)展的歷史，得出并總結(jié)了充電器對蓄電池充電的一般原理。根據(jù)提高鉛酸蓄電池充電速度的關鍵在于消除充電過程中電池的極化現(xiàn)象的理論，從蓄電池內(nèi)部氧循環(huán)的設計思路出發(fā)，研究了三段式和二段式充電方法對蓄電池使用壽命的影響，然后根據(jù)蓄電池充電過程中出現(xiàn)的各種問題，提出對鉛酸蓄電池實現(xiàn)三段式充電的智能充

35、電器設計方案。 該充電器可實現(xiàn)恒流，恒壓，浮沖三段充電方式，并能快速充電。這個方案不僅可以實現(xiàn)對蓄電池的智能控制，并且增加了反極性保護功能。同時可以減少出氣，消除硫化，進行均衡充電，從而大大地提高電池使用壽命，符合節(jié)能環(huán)保，低碳生活的要求。最后，因為密封鉛酸蓄電池具有電壓穩(wěn)定、供電可靠、移動方便等的諸多優(yōu)點，因此在實際應用中得到了廣泛應用，然后對蓄電池充電技術進行了展望和預測。關鍵詞：鉛蓄電池 三段式 智能 充電器 Research on Intelligent Detecting and Charging Device of Lead-acid Battery Abstract This p

36、aper analyzes the characteristics of lead-acid batteries and charging technology development situation at home and abroad, analyzes the internal structure of battery, according to the principle of electrochemical summarizes the battery discharge characteristics, due to charge and discharge is revers

37、ible, so get accumulator charging principles, according to the battery charging technology development history, and summarizes the charger to draw battery charging of general principles. According to the improved lead-acid battery charging speed is the key to eliminate in the process of charging bat

38、tery polarization theory, from the battery internal oxygen cycle design ideas, study of three stage and two stage charging method for battery service life influence, then according to the battery charging process problems, put forward to realize on lead-acid battery three section type charging intel

39、ligent charger design. The charger can realize constant current, constant voltage, floating punch three charging modes, and can fast charging. This scheme can not only make the battery intelligent control, and increased reverse polarity protection function. At the same time can reduce the air, elimi

40、nate sulfide, balanced charge, thereby greatly improving the service life of the battery, consistent with energy conservation and environmental protection, low carbon life requirements. Finally, because the sealed lead-acid battery with voltage stability, reliable power supply, mobile convenience ad

41、vantages, so in practical applications has been widely applied, then the battery technology is prospected.Key words: lead acid battery three stage intelligent charger 第一章 緒論1.1蓄電池的發(fā)展歷史法國科學家普蘭特在19世紀50年代發(fā)明了開口式鉛酸蓄電池，到現(xiàn)在已經(jīng)有近150年的發(fā)展歷程。到20世紀初，鉛酸蓄電池已經(jīng)經(jīng)過了幾十年的研發(fā)和改進，也提高了蓄電池的循環(huán)使用時間、高倍率的放電、能量密度等的性能。然而，開口式鉛酸蓄電池有

42、兩個主要缺點：氣體擴散出來時會有酸霧形成，會慢慢的腐蝕周圍金屬設備，對人體健康不利，并污染了環(huán)境；在蓄電池充電的末期水會分解為氫氣，氧氣析出，而且需要經(jīng)常加酸、水，平時的維修工作繁重，嚴重限制了蓄電池的應用。在之后的幾十年的時間里，為了解決蓄電池使用中的這兩個主要問題，世界各國科學家爭相地開發(fā)密封鉛酸蓄電池以代替開口式鉛酸蓄電池，以期實現(xiàn)蓄電池的密封，由此獲得純粹的電力能源。在上世紀的六十年代，美國蓋特公司發(fā)明了鉛鈣合金這一重要物質(zhì)，從那以后，引起了對鉛酸蓄電池的開發(fā)狂潮，因為這種物質(zhì)對于蓄電池有十分重要的意義。世界上很多的蓄電池企業(yè)研發(fā)紛紛投入大量的物力人力進行開發(fā)。在1969年之后的一年時

43、間里，美國EC公司制造了幾十萬只小型密封鉛酸蓄電池，該電池首次采用了玻璃纖維棉隔板，這也是最早的商業(yè)用閥控式鉛酸蓄電池，遺憾的是那時人們還尚未認識到其氧再化合原理。 1975年，美國的一家公司在經(jīng)過多年的努力，最終研發(fā)成功了并獲得了D型密封鉛酸干電池，這也是今天密封式鉛酸蓄電池的電池原型。在此之后，鉛酸蓄電池在理論研究方面，在產(chǎn)品種類及品種、產(chǎn)品電氣性能等方面都得到了長足的進步，不論是在交通、通信、電力、軍事還是在航海、航空各個經(jīng)濟領域，鉛酸蓄電池都起到了不可缺少的重要作用。 在蓄電池研發(fā)的不斷發(fā)展中，鉛酸蓄電池的充電技術也得到了很大的技術方面的提高，當然這也經(jīng)歷了一個非常長的過程。從剛開始出

44、現(xiàn)的的恒電流充電方式、恒電壓充電方式，一直到后來的恒壓限流充電方式，直到現(xiàn)代熱門的智能充電方式，蓄電池充電技術的不斷進步不僅滿足了新型蓄電池對充電的要求，最關鍵的是提高了蓄電池充電質(zhì)量，蓄電池使用壽命也得到了大大的延長。但是由于目前大都采用傳統(tǒng)充電技術，充電時間長、不能適應現(xiàn)代生產(chǎn)和生活的需要，而且大多不能精確控制充電程度，使得電池不能充分工作，并縮短了使用壽命。因此，成熟和完善的充電技術對于蓄電池的壽命和工作效果有著至關重要的影響。 1.2 鉛酸蓄電池充電技術及其發(fā)展概況 在蓄電池不斷發(fā)展的同時，蓄電池的充電技術從蓄電池發(fā)明以來也在不斷發(fā)展。早在1935年，伍德布里奇發(fā)現(xiàn)了溫度對充電的影響。

45、1967年，英國人麥斯(JAMas)研究了蓄電池充電過程中出現(xiàn)的析氣問題，在之后的研究中發(fā)現(xiàn)了析氣出現(xiàn)的原因以及出現(xiàn)的影響。隨著人們對充電問題的日益重視，不少新型的充電裝置也相繼被研發(fā)出來，比如以電流接受能力為控制因素而研發(fā)的鉛酸蓄電池充電裝置等快速充電裝置等。 對于鉛酸蓄電池來說，傳統(tǒng)的充電方法主要有恒流轉(zhuǎn)恒壓二階段充電方式、恒流充電方式、恒壓充電方式等。以上所說的這些傳統(tǒng)充電方式的主要優(yōu)點是充電器的控制電路不復雜，容易實現(xiàn)，但是由于充電方法固定不變，所需要的充電時間較長，所以很容易因為控制不當而傷害到電池內(nèi)部結(jié)構，影響電池的使用以及使用壽命。晶閘管硅整流設備是我國目前蓄電池充電裝置較多采用

46、的充電設備，這種設備的控制一般是依據(jù)模擬調(diào)節(jié)式方案。這套設備雖然功率密度低，但由于其穩(wěn)定的工作效果，可靠的性能表現(xiàn)，在實際生產(chǎn)中應用十分廣泛。 隨著科學技術和生產(chǎn)工藝要求的提高，蓄電池要滿足的工作環(huán)境越來越苛刻，由此帶來了一系列蓄電池充電方面的問題。其中，電池充電速度和充電效率因為生產(chǎn)工藝要求的提高而受到越來越多的重視。近年來，快速充電技術的研究和改進，得到了許多科技工作人員的關注，并取得了一定的成就，并首次成功地應用于電機和礦山機車牽引用蓄電池。改進的鉛酸蓄電池快速充電器實現(xiàn)了支持數(shù)字控制的微機控制，大大提高了更個系統(tǒng)的穩(wěn)定性，使得充電系統(tǒng)的運行調(diào)試和之后的維護工作量大大的得到減縮。雖然充電

47、技術得到改進，但是其主要的技術理論卻依然是傳統(tǒng)的充電理論。從評價快速充電技術性能好壞的的幾個指標即充電效率、充電時間、使用壽命的長短和穩(wěn)升的大小來講，還存在著一些不太符合要求的地方，針對目前蓄電池傳統(tǒng)充電方法存在的安全性能不好、充電時間長、充電效果不佳等缺陷，國內(nèi)外的學者和研究者不斷的提出一些新型的充電方法，如變電流間歇充電法、Reflex充電法、分級定流充電法、脈動式充電法等可以實現(xiàn)最佳充電模式的充電理論。其中的分級定流法對于鉛酸蓄電池的充電來講己經(jīng)得到了廣泛的應用，并得到普遍好評。近幾年，隨著技術的不斷成熟，也有人開始采用更加先進的充電控制方法，比如利用模糊控制本身適合處理非線性系統(tǒng)的優(yōu)勢

48、而出現(xiàn)的模糊控制充電法，可以更好的處理充電過程中的時變性和干擾性等常規(guī)控制方法難以解決的問題。1.3 密封鉛酸蓄電池的充電技術要求 密封鉛酸蓄電池使用壽命的技術指標是生產(chǎn)廠家在環(huán)境溫度為25時給出的，這些指標比較可靠。因為單體的密封式鉛酸蓄電池的電壓會因為溫度上升1攝氏度而下降4毫伏，所以，一個由六個單體密封鉛酸蓄電池串聯(lián)組成的12V蓄電池組，在25攝氏度時的浮充電壓為13.5V；當溫度升至40攝氏度時，浮充電壓應為l3.05V；當溫度降為零度時，浮充電壓應為14.25V。也就是說，環(huán)境溫度越低，鉛酸蓄電池的浮充電壓越高。除此之外，密封式鉛酸蓄電池的另一個特性：當環(huán)境溫度一定時，如果充電電壓比

49、要求的電壓低100mV時，流經(jīng)蓄電池的充電電流將增大數(shù)倍，因此，將導致密封鉛酸蓄電池的熱失控，進而導致過充損壞。同時，密封鉛酸蓄電池的容量也受溫度的影響，溫度每降低1，容量將下降約1，所以，到了冬季當放出25后就應及時充電，在夏季密封鉛酸蓄電池放出額定容量的50后應該及時充電。對于端電壓為12V的汽車鉛酸蓄電池來說，13.513.8V是浮充電壓正常的波動范圍。如果浮充時電壓太高，就會造成過壓充電。這里規(guī)定浮充電壓大于15V時，就被判定為是過電壓充電，如果浮充時電壓過低，則鉛酸蓄電池充不滿電。嚴禁對密封鉛酸蓄電池進行過電壓充電，是因為過電壓充電會使得蓄電池中的酸溶液所含的水會被電解成為氧氣、氫氣

50、而減少，使電解液的濃度變大，導致電池的使用時間縮短甚至損壞。1.4 該課題研究的意義對于很多設備來講，其供電系統(tǒng)就是蓄電池，一個蓄電池的普通壽命大約為2到3年，但是很多的蓄電池并沒有到設計的工作年限就會提前報廢，造成了不必要的財產(chǎn)損失。而在造成蓄電池到不了工作年限就提前“下崗”的主要原因中有兩個很重要的原因與充電有關：充電電流過大，造成電池極板上的活性物質(zhì)過早的脫落；長時間在充電不足的情況下放置或者使用，造成極板硫化嚴重。而如果對電池進行日常保養(yǎng)，尤其是在充電方面格外注意愛護的話，蓄電池的壽命將會延長至3到4年，由此可知，一個好的充電器對于蓄電池的壽命有著十分重要的意義。鉛酸蓄電池在許多生產(chǎn)和應用中，有著無可替代的地位?，F(xiàn)在，鉛酸蓄電池作為固定用電源，在電話通信、不間斷電源（UPS）、安全報警、應急燈及醫(yī)療設備中有著廣泛應用。從這個層次上講，研究蓄電池的充電技術的意義更為深遠。 現(xiàn)在全世界