基于单片机的电动汽车多功能充电系统设计
本系统主要应用磷酸铁锂进行试验,其充电阶段由小电流充电阶段、恒流充电阶段、恒压充电阶段3部分组成,其程序流程图如图3所示。
充电阶段:电池检测程序完成后,开始对电池进行小电流充电,充电速率约为1/5C左右;当小电流充电至电池电压达到参考值时,系统进入恒流充电阶段,此阶段为蓄电池的快速充电阶段,充电速率为1-2C;当充电电压达到设定的电池的最大充电电压时,系统进入恒压充电阶段,随着电池电压逐渐上升,充电电流逐渐减小;当充电电流减d,N设定参考值时,系统判断蓄电池充足停止充电。
充电保护部分:充电过程中不断监测电池电压是否超过安全值、温度或温度变化率是否达到限定值,如有上述情况立即终止充电。检测电池电压是为了防止锂离子电池和铅蓄电池过充,检测温度和温度变化率是否达到限定值,是为了防止镍氢和镍镉电池过充。
上述充电阶段是针对锂离子电池设计的,实际中主要用磷酸铁锂电池组进行实验,对于其它类型蓄电池,在软件上设定了相应的充电方法:铅蓄电池充电阶段同锂离子电池,即先小电流预充,再恒流充电、最后恒压充电,当恒压充电电流小到一定程度时,系统判断电池充足并停止充电;镍镉电池,先小电流预充,再快速恒流充电,当检测到电池电压第一次下降时,系统判断电池充足并停止充电;镍氢电池,先小电流预充,再快速恒流充电,当电池电压出现零增长时,判断电池充足并停止充电。
铅蓄电池和锂离子电池自放电率低,电池充满后可直接停止充电,镍氢和镍镉电自放电率高,如夜间无人看守充电时,可在电池充足后采用涓流充电方式给电池补充电荷,使蓄电池保持充足电状态。
3 结语
实验结果表明,所设计的多功能充电系统能正常工作,输出的直流电压平稳、纹波小,充电过程控制精度高,能快速稳定地为各类蓄电池充电,并在蓄电池充满电后及时停止充电,有实际应用推广价值。
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