电池充放电系统的设计
基于PLC的蓄电池充放电控制系统设计
基于PLC的蓄电池充放电控制系统设计1 控制要求（1）能够以四种不同方式给蓄电池充电：a）全充电：充电方式及参数见表1；b) 平常充电：与全充电前五个阶段相同，只是第六个阶段只需检测到过度电压在2.38～2.44 V 之间即可停止充电，不再需要稳定2h；c) 补充充电：以200A/h 给蓄电池充电，当检测到过度电压在2.38～2.44 V 之间后稳定2h 即可停止充电；d) 再充电：以200A/h 给蓄电池充电，当检测到过度电压在2.38～2.44 V 之间后稳定4h 即可停止充电。
（2）根据具体使用情况在触摸屏上设定不同的放电时率和放电电流，当检测到蓄电池的电压不大于终止电压时停止放电。
具体设定放电时率和放电电流见表2.（3）有手动、自动操作功能，可相互切换。
2 硬件设计和工作原理（1）系统组成：主要由S7-200 系列PLC、模拟量扩展模块（4 输入，1 输出）、触摸屏、调压吸收板、平衡电抗器、整流管、霍尔传感器、分流器、三相交流模块、稳流板、大功率变压器、放电单元等组成。
（2）主要器件功能简介：三相交流模块由六只晶闸管构成，采用数字移相控制电路使触发准确可靠，再通过外围控制电路改变其导通角，即可获得所需的电压。
它的工作原理是利用放在磁场中的霍尔元件产生感应电压的霍尔效应，将电流、电压转换为电信号。
电压反馈与电流反馈采用两套独立电路，互不影响，并且可通过外加电平实现自动转换。
霍尔传感器的优点是转换系数高，有电气隔离作用，响应速度快，使设定电压（0～10V）与输出电压与电流成较好的线性对应关系（非线性度不大于5%），克服了晶闸管移相角度与输出电压非线性的缺点。
而且还缩短了控制电路与移相电路、主电路的信号传输距离，有效降低了外部干扰，从而提高了三相交流模块的控制精度（晶闸管控制曲线上线性度较好的范围内，恒压在100V～350V，恒流约在35%～75%最大设定电流，稳压精度在0.5%，稳流精度在1%之内，在线性度较差的范围内，稳压精度不大于1%，稳流精度不大于2%）对提高整机性能有很大好处。
超级电容充放电控制电路毕业设计
摘要：超级电容是一种新型的储能元器件，它相比其它储能元器件有很多优势，比如比功率高、充电速度快、放电电流大、使用寿命长、不污染环境等。
其具有很大的发展前景，但由于超级电容个体电压不高，在实际应用过程中就需要将多个超级电容器串并联起来使用。
超级电容在充放电过程中，由于其参数存在离散型，即使是同一型号同一规格的超级电容器在其电压内阻、容量等参数上都存在一定的差异。
这样容易导致某些超级电容器过充或者过放，影响超级电容的使用寿命和系统的稳定性。
同时，超级电容器在充放电过程中，超级电容器电池组两端的电压会逐渐下降，尤其经过长时间大电流放电，电压下降明显，会直接影响负载的工作稳定性。
因此研究超级电容充放电控制电路对提高超级电容的使用寿命和系统稳定性十分重要。
本文主要对超级电容器电池组采取电压均衡和放电稳压就行设计研究。
超级电容器的充放电控制电路有恒压、恒流等。
放电稳压有稳压管稳压、三极管反馈稳压、集成芯片稳压等等方式。
联系到将超级电容用作后备电源，针对实际应用列出了详细的设计步骤和研究方案。
关键词: 超级电容电压均衡放电稳压1 绪论1.1 课题研究背景及意义1.1.1 课题研究背景当今社会由于石油、煤炭等传统能源日益枯竭，并且这些燃料燃烧对生态环境已经造成了严重的污染。
目前人们研究的层次还是局限于油、气混合动力燃料电池、化学电池的研究。
虽然其研究成果取得了一定的成就但是他们的缺点也日益暴露出来比如：使用寿命短、温度特性差、充放电速度慢、放电电流小、对环境仍有一定的污染等。
所以人们迫切希望能够找到一种绿色环保的储能装置代替传统的储能装置。
而超级电容器是上个世纪80年代初出现的新产品，是一种介于传统电容器和充电电池之间的新型储能器件。
它有其功率高、充电速度快、储存能量大、放电电流大、使用寿命长、免维护等优点。
随着便携式电气设备的普及，超级电容在电动汽车的研发、UPS电源、数码产品电源的发展获得了极大的应用。
1.1.2 课题研究意义超级电容器的单体电压不高，一般只有1V—4V，在实际的应用中通常根据需要将超级电容器串并联起来使用。
一种新型电池充放电测试软件系统的设计与实现
第30卷第2期苏 州 大 学 学 报(工 科 版)Vol 130No.22010年4月JOUR NAL OF S UZHOU UN I V ERSITY (ENGI NEER I N G SC I ENCE E D ITI ON )Ap r .2010收稿日期6作者简介蒋建武(),男,工程师,主要研究方向为嵌入式系统研发、矿井安全控制、工业过程控制。
文章编号:1673-047X (2010)-02-0071-04一种新型电池充放电测试软件系统的设计与实现蒋建武1,叶 钰2(1.健雄职业技术学院,江苏太仓215411;2.泰州职业技术学院,江苏泰州225300)摘 要:讨论了利用串行通信技术实现从电池充放电硬件系统中获取和保存数据的方法,并提供了利用VB 软件的图形处理功能,实现对电池充放电实时曲线和历史曲线的显示的算法,为分析各种电池的性能提供了有力的依据。
关键词:串行通信;充放电;实时曲线中图分类号:TP311 文献标识码:A0 引 言随着电子通信等技术的迅猛发展以及便携式电子产品的大量涌现,电池作为此类产品的必备配件其地位显得尤为重要。
如何方便快捷地确定电池质量成为了一个广泛关注的问题,电池充放电曲线是反映充电电池性能的重要指标。
人工测试的方法要求测试过程中测试人员必须长时间不间断地工作,很容易由于疲劳造成出错而影响记录结果。
目前市场上出现的充放电测试仪大多以单机测试为主,不能提供数据记录的保存,为以后的数据分析带来不便,因而开发一套简易方便的电池充放电曲线测试仪及测试软件将具有很强的实际应用价值。
本文介绍了电池充放电系统的上位机实现,详细分析了串行通信、坐标显示、A D 换算等内容。
1 系统设计图1 系统框图本系统设计包括下位机硬件部分和上位机软件部分,系统框图如图1所示。
下位机硬件部分通过采样电路将电池充放电的电压采集并转化为数字信息,通过AD 采集和串行通信发送到上位机。
上位机软件部分接收下位机发送的即时采样数据信息,通过计算将其转化为电压信息显示于屏幕上,同时将采样记录存储于预设的采样文件中以便以后分析之用。
【毕业论文】动力电池的充电系统设计
摘要铅酸动力蓄电池至今已有一百多年的历史，以动力蓄电池为能源的电动车被认为是21世纪的绿色工程，它的出现将汽车工业的发展带入了一个全新的领域。
目前，电动车核心部件中的电动机、控制器和车体三大部件在理论和技术上已较为成熟，而另两大部件蓄电池、充电器的发展还不能满足电动车的要求，有一些理论和技术问题还有待攻关，现已成为影响电动交通工具发展的瓶颈。
自铅酸蓄电池问世以来，由于各种技术条件的限制，所采用的充电方法均未能遵从电池内部的物理化学规律，使整个充电过程存在着严重的过充电和析气等现象，充电效率低。
电动车用动力蓄电池与一般蓄电池还有所不同，它以较长时间中等电流持续放电为主，间或以大电流放电，用于起动、加速或爬坡。
一般来说，电动车用蓄电池多工作在深度充放电工作状态。
因此，对电动车用动力蓄电池的充电提出了不同于常规电池的要求，它必须对蓄电池使用寿命影响小以及充满电判断准确的特点。
本文介绍了铅酸动力电池的充电系统是可以随着电池电量的变化而改变系统的充电方法，本系统通过几个简单的电路组合来实现了这个充电方法，其中没有复杂的元器件，节约了制造成本，有很强的实用价值。
关键词：铅酸动力电池，充电系统，开关电源AbstractThe storage battery has already had the history of more than 100 years up to now. Electric cars, with power storage cells as their energies, are considered as a green project in the 21st century, whose appearance has led the automobile industry into a brand-new domain. At present, three parts of the core assemblies, including the electric motors, controllers and bodyworks, have been mature both in the theory and the technology, but other two major ones such as storage cells and chargers cannot satisfy the requirement of electric cars. Especially, there are some theoretical and technical problems to solve, which has become the bottleneck to the development of electric transportation vehicles.Since lead-acid battery being published, as a result of each kind of engineering factor limit, has used the charge method has not been able to comply with the battery internal physical chemistry rule, makes the entire charging-up to have the serious surcharge and to analyze was mad and so on the phenomena, the charge efficiency is low. The electric car also differs from with the power accumulator cell and the common accumulator cell, it discharges continually by the long time medium electric current primarily, once in a while by the big electric current electric discharge, uses in starting, the acceleration or the hill climbing. Generally speaking, the electric car works with the accumulator cell in the depth charging and discharging active status. Therefore, proposed to the electric car with the power accumulator cell charge is different in the conventional battery request, it must affect small as well as the fill electricity judgment accurate characteristic to the accumulator cell service life.This article introduces the charging system of the plumbous-acid power battery. The charging system is a charging method that can change the system along with the change of battery capacity. The system in this article can realize this charging method by combining several simple electric circuits but includes no complex components, saving the production cost and having an important practical value.Key words：Plumbous acid power battery，Charge system，Switch power目录第一章 前言 (1)1.1 铅酸动力电池的发展历史 (1)1.2 研究铅酸动力电池的背景及意义 (2)1.3 铅酸动力电池充电系统的设计任务与要求 (4)第二章 总体设计方案的选择 (5)2.1概述 (5)2.2铅酸动力电池 (8)2.3 KA1M0880B (12)2.4 LM358双运算放大器 (15)2.5 TL431 (17)第三章 设计步骤 (18)3.1 总体介绍 (18)3.2 具体设计步骤和参数计算 (18)3.2 系统工作流程 (30)第四章 设计总结与展望 (31)4.1 结论 (31)4.2 对进一步研究的展望 (31)参考文献 (33)致 谢 (34)附 录 (35)第一章 前 言1.1 铅酸动力电池的发展历史铅酸蓄电池是1859年由普兰特(Plante)发明的，至今已有一百多年的历史。
新能源汽车电池管理系统设计
新能源汽车电池管理系统设计随着环保意识的增强和能源危机的日益严重，新能源汽车作为一种清洁、高效的交通工具，逐渐受到人们的青睐。
而新能源汽车的核心部件之一——电池管理系统的设计，对于新能源汽车的性能、安全性和使用寿命起着至关重要的作用。
本文将就新能源汽车电池管理系统的设计进行探讨。
一、电池管理系统的概述新能源汽车的电池管理系统是指对电池进行监测、控制和保护的系统，其主要功能包括电池状态监测、充放电控制、温度管理、安全保护等。
电池管理系统的设计直接影响着电池的性能和寿命，同时也关系到整车的安全性和稳定性。
二、电池管理系统的设计原则1. 安全性原则：保证电池在任何工况下都能安全可靠地工作，防止发生过充、过放、短路等危险情况。
2. 高效性原则：通过合理的充放电控制和能量管理，提高电池的能量利用率，延长电池的使用寿命。
3. 稳定性原则：保证电池管理系统在各种环境条件下都能稳定运行，确保整车的性能和安全性。
三、电池管理系统的设计要素1. 电池状态监测：通过监测电池的电压、电流、温度等参数，实时掌握电池的工作状态，为充放电控制和安全保护提供依据。
2. 充放电控制：根据电池的实际状态和车辆的工况，合理控制充电和放电过程，避免过充、过放等情况的发生。
3. 温度管理：电池的工作温度直接影响其性能和寿命，因此需要设计合理的温度管理系统，确保电池在适宜的温度范围内工作。
4. 安全保护：包括过充保护、过放保护、短路保护、温度保护等功能，确保电池在各种异常情况下能够及时做出反应，保障整车和乘车人员的安全。
四、电池管理系统的设计流程1. 确定需求：根据车辆类型、功率需求、行驶里程等因素，确定电池管理系统的基本需求和性能指标。
2. 系统设计：包括硬件设计和软件设计，确定电池管理系统的整体架构、传感器、控制器、通信模块等组成部分。
3. 硬件开发：根据系统设计方案，进行硬件电路设计、PCB布局、元器件选型等工作，完成电池管理系统的硬件开发。
固态电动汽车电池管理系统设计
固态电动汽车电池管理系统设计随着环保意识的增强和新能源汽车的发展，固态电动汽车已经成为未来出行的重要发展方向。
而电池作为电动汽车的核心部件，对于固态电动汽车而言更是不可或缺。
因此，电池的管理系统设计显得尤为重要。
本文将介绍固态电动汽车电池管理系统的设计。
一、固态电动汽车电池管理系统的基本功能固态电动汽车电池管理系统主要负责电池的充放电控制、温度控制和故障诊断等基本功能。
具体而言，其主要包括以下几个方面：1. 充放电控制：包括充电和放电时的电流控制、电压控制、电量控制等功能。
充电时需要进行电流控制和电压控制，以确保电池安全可靠地充电。
放电时需要根据电池状态和实际情况进行电流和电压控制，以防止电池过度放电，确保其寿命和稳定性。
2. 温度控制：电池的温度是影响其性能和寿命的重要因素，因此需要进行精确的温度控制。
电池管理系统需要监测电池的温度，并根据温度变化调整充放电控制策略，以确保电池工作在最佳温度范围内。
3. 故障诊断：电池管理系统需要监测电池的状态，及时发现并处理电池存在的故障和问题。
一旦发现电池存在异常，需要及时报警并采取措施，以保证电池的安全性和可靠性。
二、固态电动汽车电池管理系统的设计关键技术固态电动汽车电池管理系统的设计需要采用一系列关键技术，以确保其稳定可靠地工作。
以下是几个比较重要的关键技术：1. 电池状态估计技术：电池的状态估计是固态电动汽车电池管理系统的核心技术之一。
其目的是通过监测电池的电流、电压和温度等参数，精确估计电池的状态和剩余容量，以便进行充放电控制。
电池状态估计需要采用一些复杂的算法和模型，如卡尔曼滤波、粒子滤波、支持向量机等技术，以实现高精度的电池状态估计。
2. 电池充放电控制技术：电池的充放电控制是电池管理系统的另一个关键技术。
其目标是确保电池的充放电过程安全可靠地进行，避免过充、过放等问题。
其中一些技术包括：电流控制、电压控制、容量控制等。
需要在电池状态估计的基础上，采用一些先进的控制算法和模型，实现高精度的充放电控制。
基于mppt技术的光伏充放电系统设计
HEBEINONGJI摘 要:本文对最大功率点跟踪技术进行深入的研究，根据其输出的非线性关系选择一个最大功率点跟踪的方法，从而设计了 一款基于MPPT (Maximum Power Point Tracking)技术的光伏充电系统，对提高能源的利用率具有非常重要 的意义。
本论文设计主要由光伏电池模型、DC/DC 控制器、MPPT 控制器、蓄电池、四部分组成。
结合DC/DC 变换器对常用MPPT 算法进行仿真。
本文DC/DC 控制电路选择前级升压后级降压的电路对蓄电池进行控制，然后在MAT LAB-Simulink 建立光伏电池仿真模型，进行实验测试证明本设计的合理性，满足设计需求。
关键词：最大功率点跟踪;DC/DC 控制器;Madab ;蓄电池基于MPPT 技术的光伏充放电系统设计青岛恒星科技学院姜珊 徐耀婷 郭金升 李花 朱霄霄1总体方案设计太阳能电池板的造价成本随着时代的发展越来越低,相应的安装成本也变得越来越少,这将大大有利于太阳能充电的普及。
随着人类生产技术的不断提高，对太阳能发电效率的转换也在不断提高叫本文所提及的最大功率点跟踪(MPPT)技 术的充电系统比普通的太阳能充电系统能多产出大约50%的电量，虽然会受到温度天气等环境的影响但是最后通过测试 还是会提高20%〜30%叫从这一方面来看，推广MPPT 技术光伏充电系统必定会 成为一种趋势。
20世纪80年代日本学者提出恒定电 压法，这是MPPT 算法中最为简单的一种。
将光伏阵列的输出电压保持在一个恒定的电压值，当外界的光照温度等外界环境发生改变时不能自动追踪到最大功率点珥当输出最大功率时，系统电压值和开路电压 大致成正比，关系表达式如下:U m «KxVoc (1-1)式中V qc 系统开路电压值； K ——比例系数(取0.75-0.8);U m 一系统输出最大功率时的电压 值。
恒定电压法优点是能够避免系统出现震荡,相比较来说较稳定，可靠性高,操作控制简单方便叫容易实现。
电池管理系统设计
SOC过高
SOC超过阀值
100%
95%
持续上报故障至故障解除
SOC过低
SOC低于阀值
10%
15%
持续上报故障至故障续上报故障至故障解除，同时控制 启动热管理；发生故障时，若动 力主线还未接通则禁止接通
温度不均衡
最高温度与最 低温度 之差超 过阀值 单体电压与平 均电压 之差超 过阀值
硬件设计 ——温度采集
（6）温度采集电路设计
电池组温度也是影响电池组性能的重要参数，电 池组温度过高或过低会造成电池组不可逆转破坏。本 系统采用数字式温度传感器，把每个温度传感器的地 线、数据线、电源线进行合并，采用一根数据总线来 进行通信，温度检测精度为1℃。
硬件设计 ——绝缘模块
（7）绝缘模块电路设计
硬件设计 ——RS232收发模块
（9）RS232收发模块电路设计
RS232收发模块采用芯片MAX232转换电平，采 用标准电路进行通信。 RS232收发模块，用于进行电池组管理系统程 序的标定、参数的修正。 RS232收发模块波特率为19.2kbps
系统软件设计——主控模块
主控模块
系统上电后，首先进行系统的初始化，对一些 重要的参数进行赋值，对相关的外设进行配置和初 始化。初始化完成后，进入主循环，在主循环里循 环执行电流检测和SOC计量，总电压与绝缘检测， 数据处理与故障判断，数据存储，232通讯、CAN0 通讯、CAN1通讯和CAN2通讯这些子程序。
电池管理系统设计方案
目录
目的 主要功能和指标 电池管理系统整体设计 系统硬件设计 系统软件设计 故障诊断及保护控制策略 结语
主要功能和指标