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蓄电池节能充放电控制系统的研究与设计

更新时间：2020-03-19 21:55:34 大小：2M 上传用户：IC老兵查看TA发布的资源 标签：蓄电池节能充放电控制系统 下载积分：3分评价赚积分（如何评价?）收藏评论(0) 举报

资料介绍

随着电子类产品以及电动车的日益普及，二次电池在人们的生活中得到了越来越广泛的应用。铅酸电池历史悠久，以其突出的特点在电动车、UPS不间断电源等领域应用十分广泛。在铅酸电池生产过程中，电池出厂一般会经过化成和老化过程，对生产设备来说，则主要是蓄电池的充放电系统。由于数量庞大，传统的老化和化成方法不仅耗能严重，而且设备产生的热量会影响到测试环境的进行，影响到车间的工作温度。

本文针对这一状况，首先阐述了铅酸蓄电池在充放电过程中的电化学反应，详细分析了电池端电压变化内在机理和外在表现。然后以节约能源为导向，基于铅酸电池的生产过程，通过对铅酸电池充放电过程中模块的耗能分析，研究节能型充放电系统的节能途径并分析了传统系统模式和回馈电网型模式。考虑到实际生产过程中的可行性，设计出公共母线型节能充放电系统。在分析铅酸蓄电池特性，传统充放电方式与控制策略的基础之上提出了分阶段脉冲快速充放电的方法，同时为了减少高频开关损耗，加入软开关技术。该系统不仅节约能源，还能测试电池的温度和容量，并通过上位机的控制，可以实现电池老化数量的大幅增加和智能控制，以适应工业中规模化需求，极大的提高了生产效率。

本文所设计的电池节能控制系统，由上位机PC控制端、节能充放电主回路单元、信号采样调理单元、单片机控制单元和保护电路构成。采用高频开关电源技术，主回路由三相整流电路、快速充放电变换电路和能量回馈电路组成。核心控制单元采用AVR系列芯片，通过采集电池组的端电压、温度以及电流等信息，送入单片机进行分析和处理，得到相应的控制信号。针对该系统，设计出了具体的软硬件电路，提出具体控制策略，详细的介绍了其中硬件电路主要器件选型和各单元的工作原理。最后通过Matlab软件对整流部分和主电路部分进行仿真及特性测试。仿真以及测试结果表明该节能充放电系统和充放电策略符合给定要求，具有良好的性能和较好的应用前景。