基于单片机电动自行车蓄电池均衡模块的设计的开题报告.doc

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1、本科毕业设计(论文)开题报告题目：基于单片机电动自行车蓄电池均衡模块设计课题类型：科研□论文□模拟□实践学生姓名：学号：专业班级：系别：指导教师：开题时间：2010年4月8日开题报告容与要求一、毕业设计（论文）容及研究意义（价值）电动自行车具有轻便、实用的特点，深受消费者的喜爱，在生活中很常见。电动车以蓄电池为能源，清洁，方便。但由于目前电动自行车的蓄电池普遍没有均衡管理系统，以至于蓄电池在使用时出现各种损耗的情况，减少了蓄电池的使用寿命，如蓄电池在使用过程中会出现使用时间变短，充电时间变长，充电越来越频繁等。这些问题都是不可忽

2、视的，影响到电动车行业的发展。本课题基于单片机针对电动自行车用蓄电池设计一款均衡模块，以提高蓄电池的使用效率，延长使用寿命，降低成本产品，提高性能。为达到这一目的，基于单片机对蓄电池状态参数进行检测，从而估算出各蓄电池模块的荷电状态，并以此控制各蓄电池的工作状态，对蓄电池工作状态进行均衡管理。所以，本课题的研究可以改善电动车蓄电池的使用情况，延长蓄电池寿命，提高蓄电池使用效率，是很有实际意义的，在电动自行车产业化方面具有广阔的应用前景。二、毕业设计（论文）研究现状和发展趋势（文献综述）蓄电池在使用过程中产生不均衡的原因主要有以下

3、几个方面：在制造过程中，由于工艺上的问题和材质的不均匀，使得即使是同一个厂生产的同型号的电池的性能也不可能完全一致；在装车使用时，电池组中各个电池的温度场和通风条件、自放电程度及其充放电过程的差别等因素在一定程度上也增加了电池参数的不一致性；各蓄电池单体极板的腐蚀速率的不同；电池组中各电池是串联形式，流过每个单体的电流是一样的，而各单体的容量和性能不相同，这就造成充放电的不均衡；不断重复的充放电过程更加剧了不均衡现象。目前公认蓄电池自身的性能参数影响电池的寿命，但电池本身的问题不在电池管理的围之。电池外部因素也影响电池的寿命，如

4、电池的充电参数，包括充电方式、充电电流、充电结束电压；电池的放电参数，包括电池的放电电流、放电深度、脉冲电流等；电池的温度；对电池维护的方式和频率。从电动车的使用过程中发现，单个电池的寿命远比电动车中的电池长，研究表明这是因为电池处在不均衡的状态中，充放电过程也不均衡，而不断重复的充放电过程更加剧了不均衡现象，充电少的电池的寿命缩短，引起所在的电池组的寿命缩短，从而使整个电池系统的寿命缩短。为了解决这个问题必须实现均衡充放电，且应创造保证均衡的温度的条件。如果设计蓄电池均衡模块对蓄电池组进行管理，可以优化电池的外部参数，大大增加

5、电池的寿命。国外有人研究阀控密封铅酸蓄电池均衡系统。这个系统不是简单的监测蓄电池，而是设计成具有管理和控制蓄电池的功能。此系统的目的是改变蓄电池“恒压充电”的方法。因为恒压充电的方法不能满足不同蓄电池所需的不同充电电流。系统监测的容包括：单电池电压、电池部温度、放电电流及放电过程中测量电池组总电压。在监测的基础上对蓄电池进行分析，并进行管理和控制。这样更有利于对蓄电池的维护，延长蓄电池使用寿命。在行驶的动态过程中，电池的电压不均衡性表现十分明显，以试验用电动车采用的铅酸蓄电池组中串联的两块电池为例，两块放电前电压基本一致的电池在

6、放电瞬间，两块电池的电压差最大可达0.5V。停止放电时电池的端电压又趋于一致。经过实验证明，随着使用时间的增加，蓄电池电压的平均值和标准差分布呈正态分布。目前针对不均衡问题的解决方法，蓄电池的不均衡问题除了在充放电方法上采取措施外，还有以下一些方法：在制造工艺上保证出厂质量，尤其是初始电压的一致性。蓄电池组各蓄电池单体参数一致性的严格筛选。使用过程中尽量使各单体处于相同的环境中，定时测量各蓄电池的电压分布情况，及时更换电压偏离正常值太大的蓄电池单体。配置蓄电池组能源均衡管理系统。前三种方案降低了电池制造厂家的成品率，增加了成本；

7、较为理想的是最后的方案，它不但能减轻制造厂家的压力，而且在运行时能实时、动态地控制动力电池的充放电过程。为了提高电池的利用，我们设计保护电路，基于单片机的均衡电路。如何提高续驶里程，电池如何在变化的气候条件下工作，如何对电池快速充电。电池的数量有限，充放电并不均衡。如何有效地利用电池的能量，延长电池的寿命。电动车还有能量回收的问题。这些问题都涉及到电池的能量管理。与电机、电机控制技术、电池技术相比，电池管理还不是很成熟。如何实现无损电池的充电，监控电池的放电状态，避免过放电现象，同时对电池进行实时的或定期自动检测、诊断和维护，最

8、大限度地保证电池的可靠运行，国外都在进行研发。在日本，本田公司开发的车用电池能量管理系统包括：管理控制模块、车载充电器、惯性控制开关、高压系统安全检测装置、DC-DC变换器等。国外蓄电池均衡系统的技术比较成熟，并且研究发展了蓄电池管理系统。在蓄电池管理系统中，监