论文总字数：13732字

摘 要

为了出行方便好多人选择了骑电瓶车，因为市场的监管不是很严格、没有一个完善的安全技术标准、存放充电方面的问题突出等原因，从而导致了电瓶车火灾事故频繁的发生，给人民群众的生活带来许多安全隐患。市面上有一些常见的充电器，这些充电器对充电电流和充电电压及其充电时间的监测不到位，充电器的硬件部分需要找到合适的核心控制部件来控制电压，从而避免因电池过充导致的火灾事故。

因为市场需要一款智能的充电器。这种智能充电器还应具有安全的特点。根据这样的要求，我们选择了一种根据单片机来进行控制的充电器。对单片机的设计要根据蓄电池的型号以及参数，再使用键盘设计它所相对应的充电电压、充电电流还有充电时间。

关键词：电瓶车；充电器；智能；蓄电池

Smart charger hardware design

Abstract

In order to facilitate the travel, many people choose to ride the battery car, because the market supervision is not very strict, there is no perfect safety technical standards, storage and charging problems are prominent, etc., which leads to the frequent occurrence of battery car fire accidents, giving life to the people. Bring many security risks. There are some common chargers on the market. These chargers do not monitor the charging current and charging voltage and their charging time. The hardware part of the charger needs to find the appropriate core control components to control the voltage, so as to avoid overcharging due to the fire accident.

Because the market needs a smart charger. This smart charger should also be safe. According to this requirement, we have chosen a charger that is controlled according to the microcontroller. The design of the MCU should be based on the model and parameters of the battery, and then use the keyboard to design its corresponding charging voltage, charging current and charging time.

Keywords：Electric vehicle；Charger；Intelligent；Storage battery

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪 论 1

1.1 选题背景 1

1.2 国内外发展状况 1

1.3 主要研究内容 2

第二章 电动自行车智能充电器的电路分析 3

2.1 引言 3

2.2 充电器充电过程的各种阶段 3

2.3电动车充电器的电路分析 3

2.3.1电动车充电器的构成元件 3

2.3.2电动车充电器的工作原理 4

2.3.3三段式充电控制电路设计 4

2.3.4电动车充电器电路图 4

第三章硬件设计 7

3.1引言 7

3.2主要元件介绍 7

3.2.1运放LM358介绍 7

3.2.2KA3842的介绍 8

3.3 电源模块 8

3.4 升压模块 8

3.5单片机及其最小系统 12

3.6小结 13

第四章 验 证 14

4.1 恒流恒压涓流这三个阶段的采样电阻的输出电压 14

4.1.1模拟一 14

4.1.2模拟二 14

4.2电路出现问题和解决办法 15

第五章结束语 16

致 谢 17

参考文献（References） 18

第一章 绪 论

1.1 选题背景

现代社会对能源的需求增加使石油价格的不断上涨，人们开始关注环境问题，于是大家开始亲睐于以绿色电能为新型能源的电瓶车。电瓶车虽然以其独特的优势被广泛的应用，但是在使用的同时也暴露出了它的一些问题，原因就是不够完善的安全技术标准、没有进行严格的市场监管、存放充电方面的问题，因此经常会发生和电瓶车相关的火灾事故，此事故给人民群众的生活上带来了巨大的损失，比如生命安全和财产损失。对于此类问题我们准备设计出可以预防这种事故发生的一种充电器，该充电器必须是可以智能化的。

大电流的快速充电是很常见的一种充电方式，很多充电器都使用这种方法，这种充电方式有个弊端就是如果电池充满电后没有立刻阻止继续充电，可能会导致电池变得很烫，继续这么充下去的话还会对电池的寿命造成损害。还有一种低成本的电压比较法也被经常使用，这种方法能够在电充到百分之九十的时候阻止大电流充电，进而转换成涓流补充的方式进行充电，因为这种充电方式设计的成本较低所以被好多商家使用。

现在便携的交通工作中很常用的一种电池是动力电池，电池的每一次的使用时间和使用寿命与充电的过程紧密相关，所以对充电器的要求就要非常的严格了，而且需要保护电路。如果想充分的利用电池的容量那么就需要给一个最大电压来为电池充电，这样还能预防电池因过压充电造成的损害问题，要想实现以上要求就得有一个很精确的控制精度了。除此之外，一些电压太低的电池得要有一个预充环节，如果充电器能带有热保护和时间保护那就再好不过了，因为可以给电池提供一个附加的保护。有些充电器的功能很强大，它能做到在短时间内将电池的电充满，也能够很好的保护好电池，当使用不当时所造成的记忆效应也会被复原，当发生容量下降这种现象时说明电池的活动性也在下降。要想设计出一个比其他充电器还要科学的充电器需要使用专门的充电控制芯片，这种芯片有良好的△V检测，它可以检查并测量电量满了的时候发出的电压变化信号，还能非常精准的完成充电工作。单片机能够很好的控制这些芯片，进而实现了智能化的充电过程。比如，充上电后，关闭增加电源，蜂鸣器报警和液晶显示。因充电器的智能化充电时间被有效的缩短，同时保持电池并延长电池寿命。本文设计的智能充电器的特征是智能，高效，安全，能避免因过充而导致的安全事故，具有一定的现实意义。

1.2 国内外发展状况

在骑行过程中，电池主要以恒速运行，所以其动力电池需要在中等电流下连续放电。当电动自行车启动、加速或走上坡时，电池需要以大电流放电才能工作，这一特点不同于普通电池。电动自行车用电池有其独特的工作特性。电动自行车的电池一般处于深放电状态。因此，电动自行车动力电池对充电技术的要求不同于传统电池。

德国Mentzer UlectronicGmbH和Wemer Retzlaf合作研发的BADICHUQ系统首次车载实验。他们所设计的动力电池充电系统，在充电过程中能智能的显示电池组的充电状态，包括电池组内的电压、电流、温度。此外整套系统还能用PC机控制。其系统的一个特色便是测量电压的方案是用非线性电路来检测，并用脉宽信号控制充电过程中的电压和电流。美国在智能充电这块领域拥有先进的技术。例如，某公司研发出一种只靠电来驱动的电动车，这种车的充电系统很先进，而且也被用在了他们公司的EV1电动汽车中，储存电能的电池为锂电池。该公司的智能充电系统包括了温度检测控制模块、电量显示模块、软件控制模块等。

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