电动车智能充电器设计与实现

摘 要

    本设计介绍了充电器对蓄电池充电的一般原理，研究各种充电方法对铅酸蓄电池寿命的影响。针对蓄电池充电过程中出现的种种问题，分析现有各种充电方法存在的问题，提出一种可对铅酸蓄电池实现三段式慢脉冲充电的智能充电器设计方案。控制开关电源的占空比，从而调节充电电流和电压，实现对蓄电池的分级慢脉冲充电。这个方案不仅可实现快速充电，同时可以减少析气，消除硫化，进行均衡充电，从而大大地延长了铅酸蓄电池的使用寿命。同时针对市场上充电器只能为一种车充电的现象，设计了24V、36V、48V自适应充电器。针对温度对电池充电的影响，设计了温补电路减少由于温度变化在充电过程中对电池的损害，延长电池使用寿命。针对开关电源工作工程中机箱温度变化，设计了以模糊控制为核心的智能温控风扇。采用PID算法控制，采样输出电压、电流，经过闭环反馈控制调整PWM波占空比，不断反馈调节使达到稳定。

关键词：分段式充电，自适应，模糊控制，PID控制

ABSTRACT

....

Key words: segmented charge， adaptive;，fuzzy control;，PID control

目录

目录

摘 要 1

关键词 1

1  绪论 1

1.1 课题研究的目的和意义 1

1.1.1 本课题研究目的 1

1.1.2 本课题研究的意义 1

1.2 课题来源 2

1.3 蓄电池充电技术研究的现状 2

1.4 本课题的主要工作 3

1.4.1 设计内容 3

1.4.2 完成方法 3

2  电动车智能充电器概述 4

2.1 反激式开关电源设计 4

2.1.2 非隔离Buck电路 4

2.1.3隔离式反激电路 5

2.2 电池充电方案选择 6

2.2.1恒压充电 6

2.2.2 恒流充电 7

2.2.3三段式充电法 7

2.3 恒压恒流控制 8

2.3.1 恒压控制 8

2.3.2 恒流控制 8

2.4 智能温升控制部分 8

3  电动车智能充电器系统设计方案的对比选择 9

3.1 主控制器的选择 9

3.1.1 MSP430单片机 9

3.1.2  51单片机 9

3.1.3  STM32系列ARM单片机 10

3.1.4 比较选择 10

3.2  恒流恒压控制策略选择 11

3.2.1  电压电流检测 11

3.2.2  电压检测 11

3.2.3  充电电流检测 12

3.2.4  PID算法 13

3.3  智能温度控制选择 13

4  硬件及软件设计 17

4.1  硬件部分设计 17

4.1.1  辅助电源设计 17

4.1.2  主功率变换电路设计 17

4.1.2.1  功率变换部分 17

4.1.2.2  功率管驱动部分设计 18

4.1.2.3  共模电感滤波部分 18

4.1.3  单片机最小系统设计 19

4.1.3.1  电源部分 19

4.1.3.2  内部AD采集基准电压电路 20

4.1.3.3晶振电路 20

4.1.3.4复位电路 21

4.1.3.5处理器连接部分 22

4.2软件部分设计 22

4.2.1 PID算法控制 22

4.2.2模糊控制 27

4.2.3软件总体流程图 32

5 结果及分析 33

致    谢 35

参考文献 36