信息工程大学毕业设计（论文）任务书课题名称蓄电池充放电管理系统研究学生姓名所在院、系（队）专业学号申请学位级别指导教师单位指导教师姓名技术职务二○11年五月信息工程大学毕业设计（论文）报告（地方学生）课题名称蓄电池充放电管理系统研究学生姓名xxx所在院、系（队）xxx专业电子与信息工程学号2007530110申请学位级别xx指导教师单位xx指导教师姓名xx技术职务xx二○33 年五月摘要电动汽车是以动力电池作为能源的环保型汽车，动力电池的寿命是影响电动汽车发展的关键因素，其中一个方面就是：动力蓄电池在制造过程中，由于制作工艺的差别，即使同一批次的电池，也不可避免的存在着差异，即容量上的差异。
这种差异直表现在电池的端电压上。
在充电过程中，容量小的电池电压上升比较快，即当其它电池尚未充满时，容量小的电池已经充满，继续充电将会造成容量小的电池处于过充电状态。
这种差异的直接后果容量小的电池在充电过程中经常处于过充状态，在放电过程中处于过放状态，致使寿命明显缩短，从而导致整组蓄电池寿命降低。
本文中采用串并联转换的方法解决这一问题，在充电过程中各个单体电池的联接方式是并联联接的，当检测到某个单体电池充满电时，就把该单体电池从电池组中撤出来；在放电过程中各个单体电池的联接方式是串联的，当检测到某个单体电池的电量不足时，就把该单体电池从电池组中撤出来。
实现这种串并联转换的电路即使本文研究的重点。
关键词：电池串并联转换寿命充放电管理AbstractElectric automobile is environment-friendly as it is operated by power battery, the life of which is the critical factor that affects the development of electric automobile. One aspect is that in the process of manufacturing power battery, differences in workmanship lead to differences in battery capacity even the same batch will be no exception. The differences are manifest in the terminal voltage straightly. During charging, the small capacity batter y’s voltage rise quicker, that is, it need less time to reach full than the others. Stop timely, or it will be over-charging. The immediate consequences of differences are that small capacity storage batteries are always over-charging in the charging process while over-discharging in the opposite process, which shorten lifespan evidently and of course life of the full group of storage battery will be influenced.In this article series-parallel connection transformation is used to solve this problem. During charging, each single battery is connected in parallel and if one of them is detected having been charged fully, it will be took out of the battery pack. In the discharging process, single batteries are in series connection and once some battery lacks power, it will be took out. This article emphasizes on the transformation of series parallel connection.Key word: Battery series-parallel connection transformation life span charging and discharging management目录摘要 (I)Abstract............................................................... I I 绪论 . (IV)第一章充电方式的选择 (1)1.1 恒压充电方式 (1)1.2恒流充电方式 (2)1.3两阶段充电方式 (3)1.4三阶段充电方式 (3)1.5脉冲充电方式 (5)第二章单体电池电压测量 (7)2.1目前几种单体电池电压测量方法 (7)2.1.1共模测量法 (7)2.1.2继电器切换采样法 (8)2.1.3开关切换法 (9)2.1.4 V/F转换无触点采样法 (9)2.1.5浮动地测量法 (10)2.2本为采用的单体电池电压测量方法 (11)第三章均衡充放电管理 (13)3.1目前几种常见的充放电管理方法 (13)3.1.1涓流充电法 (13)3.1.2并联电阻法 (13)3.1.3电容切换法 (14)3.1.4多绕组变压器法 (14)3.1.5并联DC/DC变流器法 (15)3.2本文采用的方法 (16)3.2.1放电过程的管理 (16)3.2.2充电过程的管理 (16)3.2.3充放电串并联转换的实现 (18)3.3 基于protues的串并联转换管理方式的仿真 (18)3.3.1继电器的逻辑控制 (18)3.3.2 单体电池的模拟 (20)3.3.3 电压比较器的应用 (20)3.3.4串并联电池充放电管理系统仿真图 (21)3.4串并联管理方法的改进 (22)总结与展望 (23)致谢 (24)参考文献 (25)绪论当前，在电动汽车的研制与产业化推广过程中，动力蓄电池的问题成为最主要的制约因素。
其中一个方面就是：动力蓄电池在制造过程中，由于制作工艺的差别，即使同一批次的电池，也不可避免的存在着差异，即容量上的差异。
这种差异直表现在电池的端电压上。
在充电过程中，容量小的电池电压上升比较快，即当其它电池尚未充满时，容量小的电池已经充满，继续充电将会造成容量小的电池处于过充电状态。
这种差异的直接后果容量小的电池在充电过程中经常处于过充状态，在放电过程中处于过放状态，致使寿命明显缩短，从而导致整组蓄电池寿命降低。
本文中从充电方式，单体电池的电压测量这两个问题入手选择一种适合串并联转换管路方法的充电方式，提出一种由差分放大器组成的减法电路来测量单体电池电压的思路，最后提出串并联转换的电池充放电管理方法。
并用protues进行电路仿真。
第一章充电方式的选择对于蓄电池而言，不同的充电控制策略对其寿命的影响也是不尽相同的。
根据不同的应用环境、不同的应用场合，充电控制策略的选择也是多式多样的。
目前常用的几个充电控制策略有恒压充电方式、恒流充电方式、两阶段充电方式、三阶段充电方式以及脉冲充电方式和根据麦克斯韦理论来设定充电参数的综合充电方式。
下面对不同的充电方式一一介绍。
1.1 恒压充电方式恒压充电是保持电池的端电压恒定值的一种充电方式。
充电器的输出电压恒定，单节电池的端电压为2V，一般将充电电压设为2.35-2.5V之间，具体数值需要查看电池厂家的技术说明书，并且需要根据具体环境和温度等应用条件相搭配，取得一个较为准确的充电电压值。
恒压充电的充电电压、电流波形如图1-1所示。
图1-1 恒压充电充电电压电流波形恒压充电方式的明显不足之处在于充电开始的初期，由于电压已经恒定，又因为电池的等效内阻非常的小，所以充电电流会很大。
严重时会引起极板弯曲、活性物质脱落以及蓄电池的温度异常升高，从而缩短蓄电池组的寿命。
如果将恒压值降低，虽然可以适当减小初始电流的大小，但是蓄电池的充电时间会大大增加，而且可能会出现无法充满的现象，从而造成蓄电池充电不足，同样会缩短蓄电池的寿命。
恒压充电方式的好处在于电池充电电压恒定，充电器的控制较容易实现，成本低。
因此。
恒压充电一般用在小容量、低电压电池的充电场合。
1.2恒流充电方式恒流充电与恒压充电方式类似，只不过恒定值为充电电流。
而恒流充电又包括单一恒流充电方式和分段恒流充电方式。
单一恒流充电恒流值设定比较低，是为了避免充电到一定程度后，电流过大使得电池由于过充而损坏。
单一恒流充电保持电流恒定不变直到充电结束，充电时间相对较长，导致充电过程中蓄电池内部析气较多，效率低。
图1-2单一恒流充电方式的电流电压波形图。
图1-2 单一恒流充电方式电压电流波形而分段恒流充电在一个充电周期中的充电电流是分段变化的，它根据充电状态进行调整，先以较大的电流充电，并逐渐减小，电流呈阶梯状减小，这样可以避免过充电，不过对控制参数的准确性要求较高。
如图1-3示。
图1-3 分段恒流充电方式电压电流波形恒流充电方式一般用在快速充电开始前的涓流充电或者串联电池组的小电流长时间充电。
1.3两阶段充电方式两阶段充电方式也是目前市面上相当多的充电器所采取的一种充电策略。
为了避免恒压充电初始时大电流对蓄电池组电极的损坏现象，大多数电池厂商采取了这种恒压限流充电方法。
限制恒压充电的初始充电电流，等待电池端电压上升到设定的恒压值，则进入恒压充电阶段，这样充电电流便会逐渐减小，直到充电过程结束。
其电压电流波形如图1-4示。
两阶段充电方式充电过程中，电解液中产生的气泡很少，可以节省电能、抑制蓄电池的温度上升趋势、避免损坏电池极板。
图1-4 两阶段充电方式电压电流波形1.4三阶段充电方式三阶段充电方式是由二阶段（恒压限流）方式发展而来的。
在很多场合下，蓄电池并不是总处于工作状态下的。
而对于蓄电池组而言，即便是在不使用的状态下，电池也会通过内阻放电，容量也会随着时间逐渐减小。
如图1-5示。
图1-5 三阶段充电方式电压电流波形所以在蓄电池两端加上恒定电压，便可以补偿这种因为电池自放电而造成的容量损失，这便是浮充阶段。