電動(dòng)車用48V （20A?h）蓄電池充電器的研究

由上分析可知，溫度檢測(cè)的準(zhǔn)確性將在很大程度上影響充電器的性能。為此，利用LM61B IM3溫度傳感器設(shè)計(jì)了溫度檢測(cè)電路，如圖3所示，該傳感器可以測(cè)量的溫度范圍為- 25℃~ + 85℃，線性度為10mV /℃，即：

圖3 溫度采集電路圖

2 充電策略與算法設(shè)計(jì)

2. 1 充電流程

根據(jù)鉛酸蓄電池的特點(diǎn)，將其充電過程分為4個(gè)階段：涓流短時(shí)充電、恒流快速充電、恒壓均衡充電、浮充電。其中第一階段和第二階段均為恒流充電，采取這種策略是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)研究證明多段恒流充電有利于充入更多的電量且可以減少對(duì)蓄電池的損傷、延長(zhǎng)使用壽命。充電過程中各個(gè)階段充電電壓、充電電流隨時(shí)間變化的曲線如圖4所示。

圖4 充電流程曲線。

(1)涓流短時(shí)充電( T0 - T1 )

蓄電池在充電初期可能已處于深度放電狀態(tài)(或可能已經(jīng)處于受損的狀態(tài)) ,為避免對(duì)蓄電池充電電流過大造成熱失控, P IC16C712單片機(jī)通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)蓄電池的電壓，對(duì)蓄電池進(jìn)行穩(wěn)定的小電流涓流充電，這樣有利于激活蓄電池內(nèi)的反應(yīng)物質(zhì)，部分恢復(fù)受損的蓄電池單元。在涓流充電階段，蓄電池電壓開始緩慢上升，當(dāng)蓄電池電壓上升到能接受大電流充電的閾值時(shí)則轉(zhuǎn)入恒流快速充電階段。

(2)恒流快速充電( T1 - T2 )

該階段充電電流保持恒定，蓄電池電壓上升較快，當(dāng)電壓上升至均衡充電壓閾值時(shí)，則轉(zhuǎn)入恒壓均衡充電階段。

(3)恒壓均衡充電( T2 - T3 )

該階段充電電壓保持恒定，蓄電池容量快速恢復(fù)。充電電流逐漸減小，當(dāng)電流下降至某一閾值時(shí)，自動(dòng)轉(zhuǎn)入浮充電階段。

(4)浮充電( T3 - )

該階段主要用來補(bǔ)充蓄電池自放電所消耗的能量，此時(shí)標(biāo)志著充電過程結(jié)束。

2. 2 關(guān)鍵技術(shù)

2. 2. 1 恒流充電電流的選擇

充電過程中包含兩個(gè)恒流充電過程：涓流短時(shí)充電和恒流快速充電。

涓流短時(shí)充電電流的選擇應(yīng)該根據(jù)蓄電池的剩余電量進(jìn)行選擇。經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)研究表明，對(duì)于放電深度為80% ~100%的蓄電池，充電電流定在0. 2~0. 4A比較合適。

恒流快速充電電流的選擇要綜合考慮蓄電池容量、內(nèi)阻、對(duì)充電時(shí)間的要求、制造成本等多方面因素。按照應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，普遍認(rèn)為，該充電電流設(shè)置為0. 15~0. 3 C對(duì)蓄電池比較合適。電動(dòng)自行車用48V (20A·h)鉛酸蓄電池時(shí)采用的是20℃標(biāo)稱，但是實(shí)際容量往往只能達(dá)到15~17A·h.因此，依據(jù)該經(jīng)驗(yàn)看法，充電電流應(yīng)大致定在2. 25~5. 1 A之間，平均為3. 675A.