动力电池充电系统设计.docxVIP

摘要 动力电池组的安全性、稳定性、使用寿命在极大限度上受到电池管理系统的影响，为保证电池管理系统充放电控制策略测试的准确性和稳定性，文中建立了一套基于AT89C52单片机实现的动力电池充电系统，主要是用来实现电能转换从而给各类耗电设备充电以及充电过程计费。本设计考虑到电池能够安全充电并且有效计费，采用了ACDC、12V，5V降压、单片机、AD转换、电压电流电量采集、LCD液晶显示模块。本设计使用AC转DC将220V-50Hz市电转化为12V以及5V直流电，稳定的直流电提供给耗电设备用以计费充电。通过MCU控制AD模块采集电流电压并且对当前电量进行测量从而达到有效计费。预留投币按键用以投币充值充电、开始按键用以开始充电，通过一系列设计，以此实现动力电池充电计费的全部功能。 关键词：动力电池；充电；单片机；控制 第 1 章 绪 论 1.1 研究背景与意义 当前信息技术不断发展，半导体集成电路技术不断精进，我国不断提高研发投入，取得了极大的进步。在很多方面有了不小成就，例如航空航天祝融号火星着陆、芯片加工中芯国际自研国产28nm、AI人工智能赋能、超级计算机排名位列第二。另外很多其他方向像生物医学、生命科学、重工业技术也有非常大的突破和成就。在我国可持续战略以及不断前进发展的情况下，很多人都把目光聚集到了新能源充电汽车等可以节省能源、避免破坏环境设备上。随着电动汽车、电动车等各种耗电设备大规模使用，充电桩等计费充电设备也在大规模的研发和铺设。 在各类新能源、电动出行设备以及各类电子产品不断影响人类生活的前提下，动力电池充电设备也在不断被普及并且提供给人类生活上的便利。这种动力能源的充电设备需要足够普及大规模铺设，才能保证电动动力设备能够正常工作以保证人类的正常使用从而给人类生活带来便利。 在以前技术相对不够先进的时期，动力电池充电设备还未完全普及的时候，很多人需要对电能动力设备进行充电会非常麻烦一点也不便利，甚至出现很多违规飞线拉电线充电的行为。这种行为非常危险，一个是电源供电线距离很远可能存在安全隐患发生火灾、爆炸等危害事件。另一点则是频繁铺设电线给电源动力设备充电在电源上不够稳定，电源噪声纹波可能会过大从而对用电设备造成损坏。所以在电源动力充电设备还未普及的情况下。很多的人都很难甚至不能体会电源动力设备给人们带来的便利以及轻松。动力电池充电设备的研发正好弥补了这个不足，使新能源、电动动力设备得到更大的普及，从而达到对环境保护、能源节省、减少排放的目标。 1.2 国内外研究现状 1.2.1国外研究现状 当前国外在动力电池充电研发方向上总共分为 锂离子电池充电技术、氢 燃料电池燃料补充技术、铝空气电池充电技术[1]。其中锂离子电池充电技术以及超级电容电池充电技术已经有了非常广泛的应用，而铝空气电池还在研发阶段并未实现量产，氢 电池燃料补充技术已经完成研发但并未实现完全量产。在能源的扩充补给的方面， 锂离子电池充电技术、 超级电容电池充电非常适合用于新能源汽车以及各类动力充电汽车，但是需要较为频繁的进行外部充电，所以大规模铺设动力电池充电设备变得尤为重要，然而使用氢燃料能源电池的汽车充电则需要从外部冲入氢气，另外铝空气电池充电则需要不断更换铝板以及电解液。所以，对比几种动力电池的充电手段技术，锂离子电池充电技术以及超级电容电池充电将会在以后的很长时间占据大量国外市场，特别是锂离子电池充电技术将会得到更加广泛的使用，从而在国外新能源、电动领域获得举足轻重的地位[2]。 1.2.2 国内研究现状 国内在动力电池充电系统的领域发展还处于起步阶段。我国在新技术得到应用，大规模铺设前都会进行环境利弊的评估。在氢燃料能源电池充电技术上反而有小规模的普及。由于此项技术具备比能量较高、单电池功率密度较高、在材料和排放上环保无污染[3]。但是劣势也非常明显，例如氢燃料电池充电系统比较复杂并且国内氢基础设施的建设还比较落后。所以即使氢燃料电池充电技术比较环保并且性能高、适合与大型客车以及较为重载的卡车等商务用车、行驶里程也足够长，但还是只有极少数公交公司、巴士公司采购并使用了氢燃料动力汽车，综上即使在国家相关政策鼓励的前提下，氢燃料电池充电系统以及氢燃料交通设备未得到大规模普及。 但是随着国人对出行里程、环保节能的要求不断上升的情况下，国人对新能源、电动出行设备的要求已经不满足与巴士、公交等公共交通。所以新类型的新能源、电动出行设备的研发以及改良创新已经成为了必不可少的趋势。在最近几年对相关领域无论是电动汽车还是动力电池充电系统进行调查，并且与国外的发达国家进行对比，我们国家对于这几个相关领域的研发和起步都是较晚甚至落后的[4]。我国在锂电池充电技术上也在不断的发展，锂电池具备比能量高、性能可以在电池充电技术下循环、没有一些记忆效