动力型蓄电池最佳充电模式研究及充电器研制

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1、哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要随着环境和能源问题的日趋严重，作为新型交通工具的电动车辆的研究日益受到重视。从我国国情和人们的消费水平出发，电动自行车具有广阔的发展前景。而作为电动自行车核心部件的蓄电池及其充电器，其性能的优劣直接影响电动自行车的质量状况。因此，进一步研究这个问题是十分必要的。为评价充电器对蓄电池充电容量和循环寿命的影响，本文对目前投入使用的多种蓄电池充电器进行了系统地分析和研究。研制了用于测试蓄电池特性的多通道检测设备;测试了在三段式充电模式、指数衰减式充电模式、正负脉冲充电模式和恒流+

2、脉冲充电模式下的电池使用容量和寿命、充电能耗和充电时间;利用扫描电镜分析了电池经过250次循环后正负极板的微观结构，并从电池反应机理上解释了试验结果。研究表明，采用正负脉冲充电模式或恒流+脉冲充电模式充电的电池，具有较高的使用容量和较长的循环寿命。在上述研究的基础上，提出了新的充电模式并研制了新型的充电器。该充电器采用恒流起充，到一定电压后采用正负脉冲充电，当电压上升率为零时转入涓流。因此，使用新型充电器充电，电池极板微观结构得到改善，其使用容量和循环寿命有较大提高。同时，该充电器采用单片机作主控元件，电路

3、简单可靠，具有充电时间短、能耗低及使用故障低等优点。此外，摸索了充电器的生产工艺，找出了质量控制关键点。据此组织生产，提高了电动自行车充电器的产品质量。关键词充电器;蓄电池:使用容量;循环寿命哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractAstheproblemoftheenvironmentsandenergyresourcesisgettingmoreandmoreserious,theelectricbicycles,asanewtypeoftrafficvehicle,arebeingextensi

4、velyandintensivelyresearched.Accordingtotheconditionandpeople'slivinglevelofourcountry,thedevelopmentofelectricbicyclesisprettypromising.However,thequalityofelectricbicyclesisdirectlyafected衍theirkeycomponentpartssuchasstoragebatteryanditscharger.Therefore

5、,itisinevitableandnecessarytofurtherstudythistopicVarioustypesofchargers,whichareusedtochargebatteriesatpresent,havebeensystematicallyanalyzedandstudiedinordertoassesstheirefectsonthechargecapacityandcyclelifeofbatteries.Amulti-channelinstrumentforinspecti

6、ngthecharacteristicsofbaterieswasfirstdeveloped.Thechargecapabilityandcyclelifeofbatteriesweremeasuredinthediferentchargemodes,namelythree-stage,exponential-atenuation,positive/negative-pulse,andconstant-current+pulsemodes.Themicrostructuresofthepositivean

7、dnegativeplatesofbatterieswereanalyzedbyscanningelectronmicroscopyafterthebatterieshadexperienced250charge-dischargecycles,andtheexperimentalresultswereexplainedthroughtheelectrochemistrytheory.Thestudyshowedthatthebatterieshaveahighchargecapacityandalongc

8、yclelifewhentheyarechargedinthepositive/negative-pulseorconstant-current+pulsechargemode.Baseonthis,anewchargemodewasputforwardandanewtypeofchargerwasdeveloped.Inthischargemode,firstlyaconstantcurrentisusedto