免維護鉛酸電池智能快速充電系統(tǒng)
4.系統(tǒng)軟件設計
本系統(tǒng)軟件使用MCS-51匯編指令編寫,并固化于片內的程序存儲器中,使用極為方便。程序的流程圖如圖2所示。本文引用地址:http://m.ptau.cn/article/177185.htm
整個系統(tǒng)的控制過程為:蓄電池組開始充電一段時間后,檢測電池電壓,當達到電池出氣點電壓(約2.4V/單體)時,停止充電,然后進行大電流(約2C)放電去極化,時間為1ms,充放電曲線如圖3所示。放電后,再檢測電池狀態(tài),進行去極化效果檢測,達到去極化效果則回轉充電,否則,再次進行去極化放電,直至達到去極化要求的效果才回轉充電。如果連續(xù)放電n次(n=3),電池電壓變化很小,則充電完成并結束充電狀態(tài)。
5.系統(tǒng)的工作與性能評估
我們用本系統(tǒng)對24V12AH免維護鉛酸電池組進行快速充電試驗,首先以1安培放電,放電終止電壓為20V。充電電流取8A(0.66C),充電50分鐘后,蓄電池組端電壓達到24.5V,在充電至40分鐘左右,去極化周期逐步縮短,充電電流下降到6.2A,經(jīng)過2小時10分后,充電自動結束,蓄電池組終止電壓為28.8V,5分鐘后測試電池組端電壓為27.6V。外殼溫升15.6℃。
放電試驗是用1安培放電(負載用可調電阻)放電終止電壓為20V時,放電時間為11小時25分,即充滿率達到95。通過充、放電試驗,證明本充電控制系統(tǒng)是可行的。
6.討論
1) 快速充電的唯一辦法是遵照麥斯定律,利用充電-放電去極化的方式提高充電速度。
2)充電速度越高,充電器的容量要相應增大。但是充電器的成本不成比例增加。如果進一步加大充電電流,充電的速度還可以進一步提高。但是,充電速度過高可能會帶來一些新的問題,必須通過實驗和設計的改進來實現(xiàn)。有專家認為,在快速充電過程中,只要溫升能控制得合理,對電池的壽命和電池內部單體電池電壓均衡都有好處。
3) 本快速充電系統(tǒng)與傳統(tǒng)的充電器相比,可以較大范圍地提高充電速度,縮短充電時間。但是,充電器復雜系數(shù)略有增加。僅僅是增加了一個單片機實時檢測控制環(huán)節(jié)和一個MOSFET電子開關及RC放電電路。因此,不失為一個簡單實用的快速充電電路。
7.結論
綠色革命的一個重要體現(xiàn)是綠色交通。因此,很多國家都在致力于電動車的開發(fā)和研究。然而,蓄電池的快速充電依然是一個必不可少的課題。目前,市場上已出現(xiàn)了不少電動車和電動助力車、電動滑板車。根據(jù)專家的市場預測,2004年美國市場的需求量是500萬輛,中國的產(chǎn)品因為價廉物美而成為了主導產(chǎn)品。因此,肯定對快速充電器有一定的需求。隨著電動交通工具研究的深入和發(fā)展,可以預言,今后大、中、小各種容量的快速充電器將是商機無限。
參考文獻
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(2) 余永權 ATMEL89系列單片機應用技術, 北京航空航天大學出版社 ,2002
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