文献综述
本课题的现状及发展趋势:
蓄电池作为一种储能设备,具有电压稳定,供电可靠,移动方便等优点,他广泛应用于国民经济的各个部门,如电动交通车辆,煤炭矿山,不间断电源等。蓄电池的充放电技术是与蓄电池相伴而生的,与蓄电池的发展和应用有着密不可分的联系。
传统的充放电机大都采用直接整流或晶闸管整流,虽技术成熟,价格低廉,但网侧功率因数低,造成网侧电流畸变,从而污染电网;而且能量只能单向传递。目前的蓄电池充放电系统采用工控机作为控制枢纽,是一种集中式管理方式,一旦工控机出现问题,则由它控制的一大批蓄电池就全部报废,给厂家带来很大的经济损失。因此,亟待一种更加可靠稳定的方法,来解决蓄电池充放电的控制问题。
随着越来越多手持式充电器的出现,对高性能,小尺寸,轻重量的电池充电器的需求也越来越大。蓄电池行业的持续进步也要求更复杂的充电算法以实现快速安全的充电,因此,需要对充放电进行更精确的监控。为此,来自华中科技大学的研究生邓中立,给出了一种基于SPWM双向逆变技术的蓄电池充放电控制系统设计方案,具体设计了一种以IGBT为主电路功率变换器件,以DSP(TMS320LF2407A)为核心控制芯片,以51单片机(C8051F226)为辅助控制芯片,以CPLD为连接模块,利用键盘和液晶作为人机接口的的蓄电池充放电控制系统。并且他在深入分析系统的工作原理和数学模型的基础上,对能量可双向流动的三相整流逆变电路的原理及其数字化控制技术进行了研究,给出了控制策略,并在仿真平台Matlab7.0中结合理论进行了仿真。事实也证明该方法有着较好的输入电流跟踪性能,输入功率因数接近一,对充放电的控制有着精确的监控,对蓄电池行业的发展有着举足轻重的作用。
本课题致力于使用Proteus进行仿真,主要是通过设计出驱动电路来驱动MOS管来切断充电和放电,其中驱动MOS管的控制信号来自于主控芯片51单片机,为了实现对蓄电池管理的精确性,需要对系统采用模块化设计以及采用恰当的编程算法。论文的主要方面是针对监控和控制两个方面来的,主要监控要素包括温度、充电电压、电流等参数并针对异常状况进行及时报警。充放电保护控制并不是对充放电的各个阶段进行有效的控制,而是设定一个最高充电截止电压和一个最低放电截止电压进行比较来控制,当蓄电池达到过压或欠压时进行充电和放电断开保护。以上便是本次课题的主要思路以及主要解决问题。
本课题研究的意义和价值:
本课题研究了蓄电池的充放电监控系统的设计,希望可以为进一步地给蓄电池充放电监控系统提供有意义的经验。蓄电池合理的充放电设计对资源的可持续发展以及环境的保护有着直接的关系,对人类社会的安全也有着十分重要的作用。2016年,三星Galaxy Note7在一名名为Jonathan Strobel先生的口袋中爆炸,导致他的一条腿和一只手指烧伤,经鉴定是二级烧伤。诸如此类的事件还有很多,主要原因便是由于过度充电,引起了电池的过热,进而阳极发生了多余的化学反应。我国也发生过类似的事件,例如,今年3月份上饶铅山九狮凯旋城小区单元楼梯间的电瓶车便发生了充电着火事件,原因大致是因为电压不稳,线路老化,电池短路,充电时间过长等等,而且这些情况大多是肉眼难以察觉的。由此可见,蓄电池充放电监控十分重要,通过恰当的控制可以达到保证蓄电池性能良好,延长电池使用寿命等好处。因此,对于蓄电池充放电监控的准确性以及当遇到问题时能否采取紧急措施来避免危机,我们还有很长的路要走,可见本次课题研究的意义重大。
参考文献:
[1] 邓中立. 蓄电池充放电系统的研究[D]. 华中科技大学, 2006.
