【26页】毕业论文_汽车充电机的设计.doc文档优秀范文 ㊣ 精品文档 值得下载

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本人签名日期摘要本文则是简单设计符合动力符合动力电池充电需求的车载充电机，能有效延长电动汽车的续驶里程，为电动汽车的实用化和普及化提供有效支持。

介绍了铅酸蓄电池的种快捷充电方式变电流脉冲充电，适用于汽车用的变电流脉冲充电，能有效消除大电流充电下电池的极化现象，使得充电速度加快，充电效率增加，同时电池析气量少，温升较低。

关键词充电机铅酸蓄电池快速充电第章绪论课题研究的目的和意义国内外研究概况论文的主要内容及结构第章铅酸蓄电池的组成特性及其工作原理铅酸蓄电池的组成铅酸蓄电池的特性铅酸蓄电池的工作原理第章铅酸蓄电池的充电方法蓄电池充电理论基础铅酸蓄电池充电方法常规充电法快速充电技术第章充电机设计充电机电路原理图电路原理主要元件的选择第章总结语参考文献致谢第章绪论课题研究的目的和意义铅酸蓄电池因其可循环再充电的特性，以及成本低廉使用安全无污染等优点，在目前的工农业生产中的需求正日益增大。

相应的，蓄电池的充电技术也引起了普遍的关注。

方面，传统的充电方法充电时间较长，远不能适应现代生产和生活的需要。

资料表明，使用传统的恒压或恒流充电方法般大约需要小时左右的时间才能充满。

另方面，充电技术不能适应蓄电池的充电要求，会严重影响蓄电池的寿命。

国内外多年来的实践证明，蓄电池浮充电压偏差，电池的浮充寿命将减少半。

统计数据表明，国内蓄电池很难达到规定的浮充寿命般年，大量的蓄电池在使用几年后即报废，造成了巨大的经济损失。

因此如何正确地监控和测量蓄电池的充电状态减少充电损耗提高充电速度，延长蓄电池的寿命，具有十分重要的经济意义。

国内外研究概况上个世纪初，随着二次电池的研究成功，与之相配套的充电机应运而生。

这种充电机采用常规充电法，即用小电流，长时间对蓄电池进行充电。

随着汽车工业通信技术计算机技术的迅猛发展，电源技术及与之相关的充电技术也随之发展。

为了满足快速有效的充电要求，人们广泛开展了充电机研究。

充电机也从早期的普通型可调型，发展到现在的快速充电型。

快速充电机的产生大致经历了三个发展阶段摸索阶段最早是在上个世纪年代，美国由于军事上的需要，开始研究快速充电技术，制成了金属整流器型快速充电机，用于铅酸蓄电池的快速充电，其重量为，有快中慢三种充电模式。

理论研究阶段年美国人马斯研究了充电过程中产生气泡的问题，发现出气的原因和规律，他以最低出气率为前提，找出了蓄电池能够接受的最大充电电流和可以接受的充电电流曲线，对蓄电池快速充电的理论进行了探讨，并在实践的基础上，提出了蓄电池快速充电的些基本规律。

实际应用阶段年美国麦卡洛克电子公司制成了铅酸蓄电池快速充电机，对的电池施以的电流充电，而以的电流短时间放电去极化处理，结果在分钟就把电池充好。

除美国外，其他如日本英国法国德国前苏联等国也在快速充电技术方面有不同程度的发展。

英国联营公司发明的总能量智能式充电控制技术及其控制系统，有效地控制了粉粒充电时所需的能量，克服现有电晕式充电系统及磨擦式充电系统所引致的各种问题，解决了法拉第屏蔽效应及反向电离作用等问题。

国内对快速充电机的研究时问不长，只有二十年左右的时间，但已取得很大的进展。

如国营第厂厂和厂北京华能电子仪器厂厂等单位分别对镍镉蓄电池与充电技术及装置进行了研究，研制出了脉冲充电装置，使镍镉蓄电池的充电时间减少到小时。

中国人民解放军第二炮兵智能充电研究所中国人民解放军部队也研究出了智能充电机，为军用通信装备配套电源的电池及铅酸电池充电。

近年来充电机的研究方面主要呈现如下几个特点集成化高密度化。

它包含了两层含义，是构成功率器件的元件微型化密集化二是功率器件集成在单片中，从而使系统控制驱动保护检测和末级功率放大集成为体。

高频化。

提高主功率变换器件的开关速度，可明显减少磁性变压器材料和大电解电容体积重量等。

这也使得歼关器件的研制从改进电压电流的两维体系发展到提高频率的三维体系。

高频化的实现建立在高开关速度功率器件的基础上，电力电子技术的发展为其创造了条件。

智能化。

主要体现在对被充电电池的自适应性和对环境的自适应性方面。

智能化具体表现为能识别充电电池的类型，能检测到当前状态，并根据被充电电池的这些信息自动生成最佳充电曲线，保证在最短时间内，高效地将电池充满。

由于自动生成最佳充电曲线与制造厂提供的曲线致，也保证了电池在充电过程中直处于理想状态，从而延长了电池的使用寿命。

论文的主要内容及结构本文所设计的充电机具有充电设备质轻高效低噪音和高性能的优点，做到既节约用电又减少对电池的损害。

论文的主要内容包括以下几个方面铅酸蓄电池快速充电原理各种充电方法，实现了变电流充电等多种充电方式完成了蓄电池充电机的设计。

本文具体结构如下第章绪论。

介绍了课题研究的背景目的及意义，综述了国内外的发展情况。

第二章铅酸蓄电池的组成特性及其工作原理。

第三章铅酸蓄电池的充电方法。

论述了当前常用蓄电池充电方法。

第四章充电机的设计。

主要是电路的设计。

第五章课题总结。

第章铅酸蓄电池的组成特性及其工作原理铅酸蓄电池的组成电动汽车用动力铅酸电池有多种，常见的有个干呵电式蓄电池湿荷电式蓄电池阀控式蓄电池免维护蓄电池胶体蓄电池水平板式蓄电池等。

动力铅酸蓄电池与般启动用的蓄电池不同，既要求有瞬时大电流放电特点，又要求铅酸蓄电池有持续大电流放电的能力。

构成铅酸蓄电池的主要部件有正极活性物质，负极活性物质，电解液，此外还包括隔板电池槽和些必要部件。

正负极活性物质是分别固定在各自的板栅上，活性物质加上板栅组成正极或负极。

板栅在电池中虽不参加成流反应，但是对电池的主要性能如容量寿命比功率等都有很大的影响。

个单体铅酸蓄电池的电压为。

为满足些用途的需要，也可以将几个单体电池装配在同个电池槽中组成电池组使用。

酸蓄电池的优点原料易得，价格相对低廉高倍率放电性能良好温度性能良好，可以在的环境下工作适合于浮充电使用，使用寿命长无记忆效应废旧电池容易回收，有利于保护生态环境单格电压高，汽车用铅酸蓄电池单格额定电压可达，开路电压，工作电压。

铅酸蓄电池的缺点比能量低，般为使用寿命相对较短制造过程容易污染环境，必须配备三废处理设备。

铅酸蓄电池的特性铅酸蓄电池的内阻当电流流过蓄电池时，蓄电池两端所呈现出来的电阻称为蓄电池的内阻，这个内阻与其它电源的内阻有所不同，它包含两个部分，即其中为电极与电解液的内阻之和，该电阻遵守欧姆定律，是不变的量是由于电流流过蓄电池时两电极的电位有所改变而表现出来的，因此又称为极化电阻或假电阻，其值与流过电池的电流强度有关，电流越大，越大。

铅酸蓄电池的极化所谓极化，是指电流通过蓄电池时，正负极板表面电位的偏移。

蓄电池在充电过程中，除了电化学反应会使蓄电池的端电压升高外，蓄电池中产生的极化电压共有三种电阻极化离子浓差极化电化学极化也会使蓄电池的端电压升高。

铅酸蓄电池的极化现象对其充电的负面影响主要表现在以下几个方面极化产生的过电压会阻碍充电电流增加，减缓电池的化学反应速度。

使化学反应过程中的水解加剧，产生大量气体。

产生的气体不仅会延缓电池的充电过程，而且对极板有严重的腐蚀作用。

电池内部水解将产生大量的热量，使电解液的温度升高。

当电池温度升高到定的程度时，会引起极板受热变形，以致损坏。

水解所消耗的热量损失不能得到利用，从而也就浪费了能量，降低了充电过程的电能效率。

可见极化所产生的过压气泡温升能耗等对蓄电池都是极为不利的。

此外，充电电流愈大，则极化现象愈严重。

如果不设法消除或缓和极化现象，就难以实现高效快速无损充电。

这也是长期以来人们用小电流进行常规充电的原因。

铅酸蓄电池的老化电池的老化是指另外种现象电池在开始使用的段时间内，电池容量增加大约，接下来的段时间，电池的容量大约不变，然后开始慢慢减少，即开始了电池的老化过程。

当老化达到定程度时，电池就报废了。

般经验来讲，当电池的容量达到额定容量的时，就可以认为电池的寿命基本结束了。

铅酸蓄电池的循环寿命循环寿命是指在其实际容量降低至规定值之自口所经历的充放电循环的次数，通常用来定义蓄电池的使用寿命。

蓄电池的放电深度影响循环寿命，放电深度不同，电池的循环寿命是不同的。

在正常维护条件下，蓄电池浮充供电的时间，称为浮充寿命。

铅酸蓄电池的自放电当电池处于闲置不用非工作状态时，虽然没有电流流过蓄电池，但电池内的活性物质与电解液间自发的反应却直在进行，这造成了电池内的化学能量无益的损耗，使电池的容量下降，通常将这种现象称为电池的自放电。

铅酸蓄电池的工作原理铅酸蓄电池电动势的产生铅酸蓄电池充电后，正极板二氧化铅，在硫酸溶液中水分子的作用下，少量二氧化铅与水生成可离解的不稳定物质氢氧化铅，氢氧根离子在溶液中，铅离子留在正极板上，故正极板上缺少电子。

铅酸蓄电池充电后，负极板是铅，与电解液中的硫酸发生反应，变成铅离子，铅离子转移到电解液中，负极板上留下多余的两个电子。

可见，在未接通外电路时电池开路，由于化学作用，正极板上缺少电子，负极板上多余电子，两极板间就产生了定的电位差，这就是电池的电动势。

铅酸蓄电池放电过程的电化学反应铅酸蓄电池放电时，在蓄电池的电位差作用下，负极板上的电子经负载进入正极板形成电流同时在电池内部进行化学反应。

负极板上每个铅原子放出两个电子后，生成的铅离子与电解液中的硫酸根离子反应，在极板上生成难溶的硫酸铅。

正极板的铅离子得到来自负极的两个电子后，变成二价铅离子，与电解液中的硫酸根离子反应，在极板上生成难溶的硫酸铅。

正极板水解出的