电池充放电系统并联均流技术研究与设计开题报告

 2021-08-14 02:58:58

1. 研究目的与意义(文献综述)

蓄电池即是贮存化学能量,在必要时候放出电能的一种化学设备。随着生产力和科学技术的发展,蓄电池作为一种性能可靠的化学电源和储能设备,具有电压稳定、供电可靠、移动方便等优点,其应用价值与日俱增。蓄电池作为一种重要的电源,广泛应用于国防、工农业生产、交通运输、电力、电子、通讯、教学、科研、医疗卫生以及人们日常生活中。早期应用最多的就是铅酸一蓄电池,它有安全性好和可靠性高、价格相对便宜、原材料易于得到,并且在功率,供电方面也能比较好的满足大部分汽车的动力性要求等优点,但铅酸一蓄电池由于使用寿命短,能量储存不太高,频繁更换对环境造成严重污染。随着人们对自然环境保护意识的提高以及构建资源节约型和环境友好型社会的要求,锂电池、太阳能电池、燃料电池等快速发展的蓄电池逐渐取代原来的铅酸一蓄电池。

想要提高蓄电池的能源利用率,一方面是要提高蓄电池的储电量,另一方面要延长延长蓄电池的使用寿命。当蓄电池出厂后,其使用寿命很大程度上取决于充放电方式与次数,使用环境等方面。其中,蓄电池的充放电也就是蓄电池工作原理,简单说就是充电时利用外部的电能使内部活性物质再生,把电能储存为化学能,需要放电时再次把化学能转换为电能输出。蓄电池充放电:在充电时,电能转化为化学能,放电时化学能又转化为电能。传统的蓄电池充电方式主要是恒流、恒压等方式。而放电方法比较为简单,对负载进行恒流放电,在电池放电过程中,通过检测电池两端的电压,当其下降达到某一个放电终止电压阈值时,就可以确定为放电完毕,放电终止。因为这两种充放电方式易于实现,便得到了广泛的应用。但这两种充放电方式由于需要较长时间充电,充电效率较低,在很大程度上缩短了电池的使用寿命。随着开关电源技术和电子技术的发展,以及对节约资源保护环境的要求,人们深刻意识到发展经济必须考虑到小可再生资源的合理使用,我们需要充电时间短且充电效率高的充放电方式。

以现在应用很广的多并联蓄电池组为例,在其充放电过程中,尤其是在电池放电过程中,为了节能,通常把放出的电能给其它蓄电池组进行充电,在上述程中,蓄电池的作用不再是负载,而是供电电源。由于单个蓄电池的供电特性需要对电池组进行扩压、扩流处理。由于每个蓄电池的内部特性存在着差异,而且为了提高系统系统的稳定性,所以一定要保证均流的过程,从而来实现各电源模块的电应力和热应力的平均分配,各台电源所分配的电流按功率份额平均分摊,使系统能够安全稳定可靠地工作,以此来节约能源,延长电池寿命。

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2. 研究的基本内容与方案

以蓄电池充放电系统为研究背景,基于系统功能要求,实现分阶段恒流充放电系统设计。以节约能源为导向,基于蓄电池生产过程,设计出公共母线型节能充放电系统,实现主电路,部分硬件电路设计,以及avr单片机内部的软件设计,并且详细分析其工作原理及其过程,完成平台搭建。本文研究内容以及主要任务有以下几个方面:

(1)分析和研究蓄电池的特性:主要包括蓄电池工作原理,充电、放电特性,为充/放电控制提供依据,并找到合理的充电方式,能够在最短时间内完成最有效充电。

(2)对均流技术原理及其特点进行分析,深入研究了相关的并联均流技术;

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3. 研究计划与安排

1、第1周-第3周:利用校园网资源,做好资料收集与查询,综合整理资料、了解现状后撰写开题报告,之后做好外文翻译。

2、第4周-第15周:在仔细研读所搜集的资料后认真设计毕业设计的方案,期间多于老师同学沟通交流。同时进行课题关键技术的研究,扩宽自己知识面。开始撰写论文。

3、第16周:将论文提交给导师,进行检查与修改。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1]安平锂离子二次电池的应用和发展[j].北京大学学报:自然科学版,2006

[2]陈洪超,李相东.锂离子电池原理、研究现状与应用前景,南京:军事通信技术,2005

[3]马潮,avr单片机嵌入式系统原理与应用实践[m].第1版.北京:北京航空航天大学出版社.2007.11

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