赵键[1]2008年在《基于智能控制技术的铅酸蓄电池充电设备的研究》文中进行了进一步梳理蓄电池的智能充电技术是蓄电池行业广泛关注的课题,是影响充电质量及电池寿命的关键因素之一,相关技术的研究具有很高的实用价值。本文针对铅酸蓄电池的大容量智能充电技术开展研究工作,主要包括蓄电池充电方法比较选择,充电过程控制算法的研究以及充电装置的设计。论文在对蓄电池快速充电原理和各种充电方法比较研究的基础上,提出了具有正负零脉冲的三阶段恒流快速充电的方案,理论分析和实验数据证明,这种充电方法能够大大缩短充电时间,提高充电效率。在充电电源的设计中,采用了高频开关电源技术,主电路由三相整流电路、移相控制ZVS PWM DC/DC全桥变换电路和放电去极化电路组成。功率开关管选用IGBT,驱动电路选用EXB841模块;控制环节则以AT89C52单片机及移相谐振全桥软开关控制器UC3875为核心。这种电源结构,能够有效地提高系统的工作频率,减小开关损耗。蓄电池充电控制技术是智能充电装置的核心技术,本文采用了电池电压控制、定时控制和电池温度控制的综合控制法。根据铅酸蓄电池所固有的特点,应用模糊自适应控制理论,设计了模糊自适应PID控制器,达到了通过先进算法控制充电装置输出的目的,实现了蓄电池的智能化恒流充电和恒压充电。
刘国栋[2]2008年在《电动汽车电池智能充电系统研究》文中指出电动汽车铅酸电池智能充电系统的研究包括充电主电路和充电控制回路两部分。分析了当前电动汽车动力电池充电技术的基本情况,铅酸蓄电池的充电方法,针对系统的要求采取了多段恒流充电、脉冲充电和定压充电相结合的充电策略,实现充电模式的自动转换,自动判断充电状态,自动进行均衡充电,以及自动停充的智能充电。智能充电方法接近铅酸电池的可接受充电电流充电曲线,满足铅酸蓄电池的理想充电方式。此外,采用的脉冲充电可以消除电池组在充电过程中所产生的极化,有利于延长动力电池组的使用寿命。为了实现电池组的智能充电,采用了TI公司TMS320LF2407型DSP控制器对电池充电进行智能控制。电动汽车铅酸电池智能充电系统的充电主电路包括三相输入整流滤波电路、脉宽调制功率变换电路、电池能量回馈电路构成。其中,功率变换逆变电路部分采用IGBT实现移相控制。充电控制回路主要是通过对信息的采样反馈,对充电参数(充电电流大小、充电时间)做出合理调整,保证电池自动按照多段恒流,脉冲充电与定电压充电相结合的充电策略实现智能充电,并对充电过程进行监控,发现异常即停止充电并进行自检,对电路实施保护。控制回路主要包括三相输入电压电流反馈电路,IGBT驱动保护电路,电池组电压、电流、温度监测电路等。最后对智能充电的关键—充电终止的判断标准做了探讨,阐述了智能充电程序基本流程,并对快速充电的PID控制算法做了研究。
王慧[3]2011年在《独立光伏系统中智能充电方法的研究及应用》文中认为本论文是以独立光伏充电控制系统作为研究对象,从系统的参数选择、拓扑结构、控制策略、最大功率跟踪及蓄电池的保护等方面做了详细的分析和研究。本论文首先论述了太阳能电池和铅酸蓄电池的工作原理。仿真验证了太阳能电池的输出特性,分析了充电过程中影响铅酸蓄电池寿命的主要因素。结合蓄电池的充放电特性及光伏系统的独特性,对蓄电池采用MPPT快充、带有比例积分PI调节的恒压过充和浮充三阶段充电控制策略。在上述基础上,采用Buck拓扑结构为充电主电路,设计了一种基于脉冲宽度调制技术的充电控制器。整个系统采用MSP430F235为控制中心,对太阳能电池和蓄电池电压不断检测,通过对充电电流或充电电压反馈调节开关管的占空比,分别实现最大功率跟踪、恒充和浮充三阶段充电的功能。完成了基于MSP430F235光伏电源控制器产品的硬件设计,利用C语言编写了相应的控制程序和算法。产品的实验结果表明,系统能有效地判断蓄电池的荷电状态,并采取相应的充电方式。MPPT充电时能快速跟踪外界条件的变化,且稳态震荡小,提高了光伏电能的利用率;过充和浮充时电压精度高,可延长蓄电池的使用寿命。
李海杰[4]2018年在《车用动力锂电池智能充电技术研究》文中提出随着化石能源不断消耗、环境污染日益严重,我国已开始制定传统燃油车禁售时间表,电动汽车的推广使用成为社会的发展趋势。目前电动汽车存在的问题是充电效率低、续航里程短、使用寿命低,难以满足消费者驾车体验。现有充电技术中,充电模式单一、参数固定,充电过程没有考虑电池的实际状态和充电特性,充电方式影响电池充电效率和使用寿命。本文主要分析影响锂电池充电特性的因素,研究锂电池的智能充电技术,充电过程中根据电池状态制定相应的控制策略,在保护电池寿命和充电安全的前提下提高锂电池的充电效率,改善充电效果,对于促进电动汽车的推广具有十分重要的意义。本文的研究内容和创新性工作如下:(1)锂电池充电过程是复杂的电化学反应过程,充电效果受到多种因素的影响。本文研究了锂电池的性能参数、工作原理、电池模型和充放电特性,以二阶RC等效电路模型为对象,通过仿真分析发现:锂电池充电时存在滞回特性、极化效应和温度特性等现象,充电过程需考虑这些因素。(2)基于锂电池的充电特性,提出一种锂电池四阶段智能充电方法。本文研究了马斯充电理论和四种典型充电方法在不同阶段对充电效果的影响,根据电池充电状态和实际特性将最佳充电曲线划分为预处理、恒流充电、曲线跟踪充电和脉冲充电四个充电阶段,分别采取适合的控制策略,使用快速标定法和扩展卡尔曼滤波算法估算SOC,获取锂电池的容量状态。(3)设计和搭建锂电池充电系统的实验平台,进行实验验证。首先设计并制作了充电系统的功率电路、控制电路、采样电路、均衡电路和人机接口等模块电路,编写软件控制程序,对系统进行联合调试。然后进行四阶段智能充电方法的实验测试,充电过程中实时监测电压、电流的变化情况,观察实验现象,该方法能够完成锂电池的充电过程。最后使用分立元器件搭建了二阶RC电池模型的电路实物,观测充电过程的动态效果,实验波形与仿真结果具有一致性。
郭丽芳[5]2003年在《智能充电装置及其控制技术》文中提出本论文介绍了作者研究和开发蓄电池智能充电装置的若干成果，主要包括：介绍了蓄电池智能充电装置的工作原理、结构组成以及硬件设计，根据免维护铅酸蓄电池的充放电特性，采用微机控制的智能充电方法可以使充电过程较好地模拟最佳充电曲线；以80C196KC单片机为控制核心设计的可控硅数字触发器，可以简化硬件电路的组成，并可提高控制精度；由于模糊控制对于变参数的充电系统有较好的适应性，因此，在充电方法的控制和实现上，我们采用模糊控制技术来实现，并通过MATLAB进行了仿真实验，仿真结果证明模糊控制能够取得更好的效果；最后作者介绍了在充电装置的硬件电路、软件以及印制板设计中所采取的一些抗干扰措施。
江秀道[6]2011年在《电动汽车智能充电系统研究》文中认为当今世界面临着的能源危机和环境污染两大难题都与汽车的使用相关,要保持汽车行业的可持续发展,发展零排放的电动汽车势在必行。磷酸铁锂电池由于其安全、环保、性能稳定及经济的优点越来越多的应用于电动汽车动力系统中,但磷酸铁锂电池的智能、安全充电是电动汽车能够推广应用的前提,因此本文对磷酸铁锂电池智能充电系统进行了研究,其主要研究内容和创新点如下：本文首先进行了智能充电系统总体方案设计,确定了充电系统的设计参数、全桥变换电路的功率模型及PWM开关状态控制电路,在分析了常用充电方法的基础上根据磷酸铁锂电池的相关特性提出了四阶段智能充电法；其次进行了硬件设计,包括抑制电磁干扰的滤波电路、IGBT驱动电路、高频变压器、输入输出滤波电路、单片机控制回路、辅助电源及智能逻辑判断电路的设计,软件上为设计的四阶段智能充电法编制了相应的程序,并进行了软件调试与测试；最后对开发的磷酸铁锂电池智能充电系统进行了充电实验,结果表明：所设计的智能充电系统硬件部分能正常工作,充电过程可按所设计的四阶段智能充电法预定流程自动进行,为后续对磷酸铁锂电池智能充电系统研制提供了参考。
张瑞芳[7]2014年在《基于ARM的蓄电池智能充电系统研究》文中研究说明由于能源短缺和环境问题日益加剧，绿色新能源的开发与利用备受关注，稳定而可靠的电源系统也愈加重要。但是，作为重要的储能装置，蓄电池却在使用过程中存在很多问题，比如充电不当所造成的寿命缩短，因此，本文重点研究了一种基于ARM处理器的蓄电池智能充电系统。首先，根据蓄电池的工作原理与特性对充电过程中影响蓄电池寿命的主要因素进行了分析，并通过对比铅酸蓄电池的各种充电方法，研究了脉冲充电法对铅酸蓄电池的影响，最终确定了多阶段恒流充电与脉冲充电相结合的充电策略，完成了总体方案的设计。其次，根据STM32的芯片资料和双向DC-DC变换器的工作原理，本文分别对系统的软硬件进行了模块化设计。硬件部分主要包括了双向DC-DC主电路、芯片控制电路、采样电路以及驱动电路等的设计。软件部分的设计是在KEIL开发环境下，通过调用各个子程序模块来实现对蓄电池状态的监控。其中，子程序模块主要包括了AD采样模块程序、LCD显示模块程序以及分段式PID控制模块程序等。通过系统实验与分析表明本装置能够较好的实现蓄电池的智能充电，并验证了脉冲充电对铅酸蓄电池的活化作用，很好的提高了蓄电池的充电效率。
张书浩[8]2011年在《高频逆变式电动汽车车载充电电源研究》文中进行了进一步梳理随着全球能源与环境问题的日益突出,电动汽车在节能减排方面的优势使其得到迅速发展。电动汽车充电电源为电动汽车持续运行提供有效的能源补给,是电动汽车发展的关键零部件之一。因此,设计和研制能较好地满足动力电池的充电需求的车载充电电源,对电动汽车产业化和市场化有重要意义。本文首先确定了充电电源的总体方案,设计了以DSP为控制核心的数字化高频逆变式电动汽车车载充电电源,电源主电路采用前级Boost型PFC电路与后级全桥逆变电路结合的拓扑结构。完成了主电路功率磁性元器件的设计和制作,主要功率器件的选型,高频驱动电路的设计并制作了主电路的PCB板。设计了以dsPIC33FGS610信号控制器为控制芯片的控制系统,包括信号检测电路、通讯接口电路、开关量控制电路、保护电路等。完成了充电电源的PWM输出、A/D采样、PI控制、LCD显示、RS485通讯等程序的编写和调试。运用MATLAB/Simulink搭建了充电电源的仿真模型,仿真结果表明电源控制方案的可行性。对数字PFC电路的电流环和电压环进行调试,实现了逆变电源电源前级的数字PFC控制。结果表明,功率因数校正大量减少了输入电流的高频谐波,显著提高了功率因数。搭建了充电试验平台,分别对电源进行恒流充电、脉冲充电、脉冲充放电试验,实现了不同脉冲频率和占空比下的充电曲线控制。在保证充电电源充电输出的可行性与稳定性后,对48V/12AH的铅酸蓄电池组分别进行了三种充电模式的初步充电试验。结果表明,脉冲充电与恒流充电的充电效果基本相同,而脉冲充放电的充电模式在一定程度上提高了铅酸蓄电池的充电效率。
余荷洁[9]2015年在《物联网闭环控制框架的研究与实现》文中提出控制系统在现代工业化建设中起着重要的作用,近些年来物联网也在多个行业中得到应用,物联网闭环控制系统是将控制系统和物联网融合到一起的一个新型系统。该系统在物联网的基础上加入反馈控制的概念,也使得控制系统更加智能化。本文首先描述物联网闭环控制系统的概念、体系架构及特点,然后以该系统框架为模型,设计并实现一套智能电池管理系统,对不同类型的电池进行智能化的充电管理,体现物联网闭环控制框架的应用价值。本文从不同角度描述了物联网闭环控制框架,并结合物联网特点及该框架自身特色阐述了系统的特点,同时也指出系统待解决的一些问题。从实际应用的角度出发,本文将物联网闭环控制框架运用到电池管理系统中,该智能电池管理系统采用同一套硬件设备对不同电池进行信息检测和智能充电,与传统的电池管理系统相比,具有更强的兼容性和智能性,也充分体现了物联网闭环控制框架开放融合、反馈控制的主要特性。物联网闭环控制系统不仅能实现物物相连和感知物体,还使得物理世界和信息世界相互作用,该系统能够实时获取物理世界的信息,并且智能化的控制物理世界,是一个可以自动调节及控制的闭环系统。除了电池管理系统以外,物联网闭环控制系统可以运用到多个行业,使得传统行业发生很大的变化。
刘玉杰[10]2004年在《机车电池智能充电/保护系统的研究》文中研究指明阀控铅酸蓄电池以其密封好、无泄漏、无污染及无需维护等优点得到了越来越广泛的应用。我国铁路机车用蓄电池多采用此种电池,由于使用不当及缺乏相应的智能管理设备,蓄电池过充电、欠充电现象严重,这使得阀控铅酸蓄电池的优点不能得到充分发挥。因此,研制一种简单易行的机车电池智能保护系统成为铁路运输部门亟需解决的一个重大课题。本文总结前人多年来的研究成果,结合实际,对现有研究方法进行了改进,设计出了针对阀控铅酸蓄电池这一特殊电池的智能快速脉冲充电系统,并在电池组的管理当中引入模糊推理和计算理论。首先,通过放电检测蓄电池组中单节电池内阻,测得的电池内阻值可作为同组电池组中各单节电池相对落后与否的判断依据;之后,通过建立模糊控制器,加上放电电流这一电池内阻影响因素对测得内阻值进行模糊推理,作出整组电池工况恶劣程度的判断,也就是电池状态的绝对落后性判断。现场试用结果表明:基于本文研究成果设计的机车电池智能充电/保护器极大改善了电池组的充电效率,有效的避免了过充和欠充现象,较好的解决了落后电池的监测管理问题,延长了电池使用寿命,使机车电池的维护管理工作更科学化、智能化。
参考文献：
[1]. 基于智能控制技术的铅酸蓄电池充电设备的研究[D]. 赵键. 南京理工大学. 2008
[2]. 电动汽车电池智能充电系统研究[D]. 刘国栋. 武汉科技大学. 2008
[3]. 独立光伏系统中智能充电方法的研究及应用[D]. 王慧. 西安电子科技大学. 2011
[4]. 车用动力锂电池智能充电技术研究[D]. 李海杰. 天津工业大学. 2018
[5]. 智能充电装置及其控制技术[D]. 郭丽芳. 河海大学. 2003
[6]. 电动汽车智能充电系统研究[D]. 江秀道. 南昌大学. 2011
[7]. 基于ARM的蓄电池智能充电系统研究[D]. 张瑞芳. 西安科技大学. 2014
[8]. 高频逆变式电动汽车车载充电电源研究[D]. 张书浩. 华南理工大学. 2011
[9]. 物联网闭环控制框架的研究与实现[D]. 余荷洁. 南京邮电大学. 2015
[10]. 机车电池智能充电/保护系统的研究[D]. 刘玉杰. 天津大学. 2004
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