電動車用48V （20A?h）蓄電池充電器的研究

由上分析可知，溫度檢測的準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)計了溫度檢測電路，如圖3所示，該傳感器可以測量的溫度范圍為- 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

2. 1 充電流程

根據(jù)鉛酸蓄電池的特點，將其充電過程分為4個階段：涓流短時充電、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，采取這種策略是因為實驗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蓄電池的損傷、延長使用壽命。充電過程中各個階段充電電壓、充電電流隨時間變化的曲線如圖4所示。

圖4 充電流程曲線。

(1)涓流短時充電( 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)) ,為避免對蓄電池充電電流過大造成熱失控, P IC16C712單片機通過實時監(jiān)測蓄電池的電壓，對蓄電池進行穩(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，當蓄電池電壓上升到能接受大電流充電的閾值時則轉(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，當電壓上升至均衡充電壓閾值時，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，當電流下降至某一閾值時，自動轉(zhuǎn)入浮充電階段。

(4)浮充電( T3 - )

該階段主要用來補充蓄電池自放電所消耗的能量，此時標志著充電過程結(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恒流充電過程：涓流短時充電和恒流快速充電。

涓流短時充電電流的選擇應(yīng)該根據(jù)蓄電池的剩余電量進行選擇。經(jīng)過大量的實驗研究表明，對于放電深度為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、對充電時間的要求、制造成本等多方面因素。按照應(yīng)用經(jīng)驗，普遍認為，該充電電流設(shè)置為0. 15~0. 3 C對蓄電池比較合適。電動自行車用48V (20A·h)鉛酸蓄電池時采用的是20℃標稱，但是實際容量往往只能達到15~17A·h.因此，依據(jù)該經(jīng)驗看法，充電電流應(yīng)大致定在2. 25~5. 1 A之間，平均為3. 675A.