毕业设计汽车快速充电论述.docx

毕业设计（论文）中期报告 题 目：电动汽车快速充电模式 专 业 自动化 学 生 张山 学 号 120210330 班 号 1202103 指导教师 王新生 日 期 2016-4-21 1．论文工作是否按预期进行、目前已完成的研究工作及结果 1.1 论文工作是否按预期进行 本次设计具体进度安排如下 了解、研究铅蓄电池快速充电原理及其充电方法（1-2周） 研究铅蓄电池的电化学基础 认识和分析铅蓄电池的极化现象 分析并介绍铅蓄电池的容量及荷电状态 铅蓄电池充电过程的基本分析 设计铅蓄电池快速充电的模糊控制（3—6周） 通过资料及所学知识熟悉巩固模糊控制原理 拟设计模糊控制器 对充电设计进行仿真 拟运用单片机系统进行软件电路的设计（7-10周） 1.2目前已完成的研究工作及结果 一．极化现象的认识 当电池有电流通过，使电极偏离了平衡电极电位的现象，称为电极极化。在电极单位面积上通过的电流越大，偏离平衡电极电位越严重。通电前和通电后电极电位的差叫作过电位。阳极电流产生的电极极化叫作阳极极化；阴极电流产生的电极极化叫阴极极化。平衡电极电位是一个没有电流流过时，静止的、相对理想化的状态时的一个电极电位。电池极化就是由于电流的流动，而打破静止状态后，实际电极电位偏离了平衡电极电位的现象。简单来讲，极化就是指所测得的电池电压偏离实际电压的现象，测得的电压会随静置时间加长而与实际电压接近；极化包含欧姆极化、电化学极化以及浓差极化。电子流动的速度肯定大于电极反应的速度，所以极化不可避免。如果电池只是1C以内放电，其极化可以忽略；如果高倍率放电，放电时间则会急剧下降，电池本身发热严重，甚至于发胀（放电结束冷却后可能会恢复原状），影响电池使用寿命。 ? 消除极化是不可能的，只能通过改变工艺参数设计，来减轻其极化程度，例如适当提高极片导电剂含量、提高电解液中溶质含量、降低极片的涂敷量、极片压实适中等等一系列手段。一般来说，产生极化现象有3个方面的原因。 欧姆极化 充电过程中，正负离子向两极迁移。在离子迁移过程中不可避免地受到一定的阻力，称为欧姆内阻。为了克服这个内阻，外加电压就必须额外施加一定的电压，以克服阻力推动离子迁移。该电压以热的方式转化给环境，出现所谓的欧姆极化。随着充电电流急剧加大，欧姆极化将造成蓄电池在充电过程中的高温。 2）浓度极化 电流流过蓄电池时，为维持正常的反应，最理想的情况是电极表面的反应物能及时得到补充，生成物能及时离去。实际上，生成物和反应物的扩散速度远远比不上化学反应速度，从而造成极板附近电解质溶液浓度发生变化。也就是说，从电极表面到中部溶液，电解液浓度分布不均匀。这种现象称为浓度极化。 3）电化学极化 这种极化是由于电极上进行的电化学反应的速度，落后于电极上电子运动的速度造成的。例如：电池的负极放电前，电极表面带有负电荷，其附近溶液带有正电荷，两者处于平衡状态。放电时，立即有电子释放给外电路。电极表面负电荷减少，而金属溶解的氧化反应进行缓慢Me－e→Me＋，不能及时补充电极表面电子的减少，电极表面带电状态发生变化。这种表面负电荷减少的状态促进金属中电子离开电极，金属离子Me＋转入溶液，加速Me－e→Me＋反应进行。总有一个时刻，达到新的动态平衡。但与放电前相比，电极表面所带负电荷数目减少了，与此对应的电极电势变正。也就是电化学极化电压变高，从而严重阻碍了正常的充电电流。同理，电池正极放电时，电极表面所带正电荷数目减少，电极电势变负。这3种极化现象都是随着充电电流的增大而严重。 二．铅蓄电池的容量及荷电状态 2.1蓄电池的容量 蓄电池的容量单位是 AH（安时） 也就是 电流与时间的乘积。 100AH容量得电池，充满电后以100A的电流放电一小时就能把电量放完。50A电流就是2小时放完！ 20A就是5小时 ！当然这个是理论值，实际上是不可能以恒定电流一直放电的。因为电池内阻会随着电池容量的下降而增大，端电压会逐渐下降，放电电流减小，最后变成端电压=0（这时候就已经成为过度放电了） 过放电对电池的危害是终生的，放完电的电池如果不及时充电的话，几个小时内附着在极板上的强酸就会把极板腐蚀掉最终导致电池报废。所以一般电路中都有蓄电池保护电路，一旦电池电压低于10.8V就会自动切断用电，以防止蓄电池因为过放电而损坏。（标称值12V的蓄电池 内部六格电池格） 用电池的放电电流乘以放电时间来表示电池可以蓄存多少能量，是很形象的一个衡量方法。电池的安时值越大，说明电池可蓄存的能量越多。但是并不表