具準確電量估測之鉛酸電池快速充電系統

以作者查詢圖書館館藏

、以作者查詢臺灣博碩士

、以作者查詢全國書目

、勘誤回報

、線上人數：77

、訪客IP：18.223.172.199

姓名

黃聖欽(Sheng-Qin Huang) 查詢紙本館藏

畢業系所

電機工程學系

論文名稱

具準確電量估測之鉛酸電池快速充電系統
(Accurate Estimating the State of Charge for Rapid Charge System for Lead-Acid Battery)

相關論文

★ 感光式觸控面板設計	★ 單級式直流無刷馬達系統之研製
★ 單級高功因LLC諧振電源轉換器之研製	★ 多頻相位編碼於穩態視覺誘發電位之大腦人機介面系統設計
★ 類神經網路於切換式磁阻馬達轉矩漣波控制之應用	★ 感應馬達無速度感測之直接轉矩向量控制
★ 具自我調適導通角度功能之切換式磁阻馬達驅動系統---DSP實現	★ 感應馬達之低轉速直接轉矩控制策略
★ 加強型數位濾波器設計於主動式噪音控制之應用	★ 非匹配不確定可變結構系統之分析與設計
★ 無刷直流馬達直接轉矩控制方法之轉矩漣波改善	★ 無轉軸偵測元件之無刷直流馬達驅動器研製
★ 無轉軸偵測元件之開關磁阻馬達驅動系統研製	★ 感應馬達之新型直接轉矩控制研究
★ 同步磁阻馬達之性能分析及運動控制研究	★ 改良比例積分與模糊控制器於線性壓電陶瓷馬達位置控制

檔案

[Endnote RIS 格式]

[Bibtex 格式]

[相關文章]

[文章引用]

[完整記錄]

[館藏目錄]

[檢視]

[下載]

本電子論文使用權限為同意立即開放。
已達開放權限電子全文僅授權使用者為學術研究之目的，進行個人非營利性質之檢索、閱讀、列印。
請遵守中華民國著作權法之相關規定，切勿任意重製、散佈、改作、轉貼、播送，以免觸法。

摘要(中)

本論文設計一個以Microchip-PIC單晶片為基礎的鉛酸電池快速充電系統，並且採用正負脈衝的充電方式對電池充電。為了進行快速且有效的充電，有別於以往固定脈衝充電時間之方式，本論文則根據電池內部的內阻變化來調整充電脈衝的時間長短，將可使得充電過程更有效率。因此本論文提出內阻的估測方法，在內阻到達上限值時進行放電，避免電池充電時的溫昇現象。
另外為了評估充電時電池之狀態，提出了模糊電量估測器，在正負脈衝的充電過程中，由電池的電壓變化，精確估測出電池的電量；除了能即時的知道電池電量外，更可以適時的給予適當的充電電流，以保護電池，延長其壽命。
為了便於觀測實驗結果，本論文以Visual Basic設計一視窗程式進行監控，並顯示電池的電流、電壓與溫度變化。

摘要(英)

This thesis presents a PIC-based rapid charger of a Lead-Acid battery. The charger applies Reflex method for battery charge. However, different from existing methods with fixed charging interval, this thesis proposes a more flexible design with variable charging time according to the internal resistance of the battery. Therefore, this thesis firstly proposes an estimating method of the internal resistance of Lead-Acid battery. To prevent the temperature rising of the battery from charging, the charger will discharge when the internal resistance reaches a threshold value.
Moreover, for estimating the state of charge accurately, a fuzzy estimator is proposed by observing the voltage variation of the charging state of the battery. With the estimator, not only the capacity of battery can be obtained immediately, but also the suitable charging current can be controlled to protect the battery, which can lengthen the battery life.
For the purpose of observing the experimental process, a window display, which shows current, voltage, remaining Coulomb, and
temperature, is designed by using Visual Basic.

關鍵字(中)

★ 鉛酸電池
★ 正負脈衝充電法
★ 內阻
★ 殘電量

關鍵字(英)

★ Lead-Acid battery
★ Reflex charger
★ internal resi

論文目次

中文摘要 I
英文摘要 II
目錄 III
圖目錄 VII
表目錄 X
第一章緒論 01
1.1研究動機 01
1.2研究目標 02
1.3內容大綱 03
第二章鉛酸電池簡介 04
2.1電池的組成結構 05
2.2電池特性 07
2.2.1充電特性 10
2.2.2放電特性 12
2.2.3壽命特性 14
2.3電池的等效電路 16
2.4電池的保存方試 18
2.5電池的充電方式 19
2.5.1定電壓( C.V. )充電法 19
2.5.2定電流( C.C. )充電法 20
2.5.3混合型(C.C./C.V.)充電法 20
2.5.4脈衝式充電法 21
2.5.5正負脈衝充電法 22
第三章電池的狀態估測 24
3.1電池的內阻估測方式 24
3.1.1電壓求取法 25
3.1.2定電壓源求取法 25
3.1.3定電流源求取法 26
3.1.4類似定電流源求取法 27
3.1.5等效內阻求取法 27
3.2電池的殘電量估測方式 28
3.2.1比重計法 29
3.2.2開路電壓法 30
3.3.3內阻測定法 31
3.2.4庫倫量測法 31
3.3模糊理論量測法 32
3.3.1模糊化與歸屬函數 35
3.3.2模糊知識庫與模糊推論工廠 37
3.3.3解模糊化 41
第四章充電系統的設計與實現 43
4.1系統硬體設計 43
4.1.1順向式電源轉換器 44
4.1.1.1連續導通模式(CCM )之穩態分析 47
4.1.1.2不連續導通模式之穩態分析 49
4.1.2量測與介面電路 52
4.1.2.1電壓量測電路 52
4.1.2.2電流量測電路 53
4.1.2.3溫度量測電路 54
4.1.2.4 RS-232 介面電路 55
4.1.3控制架構 57
4.2系統軟體流程規畫 59
4.3實驗結果 61
4.3.1實驗結果I 61
4.3.1.1充電實驗 61
4.3.1.2放電實驗 66
4.3.3實驗結果II 73
4.3.4實驗結果III 75
第五章結論與未來研究方向 80
參考文獻 82
作者簡介 85

參考文獻

[1] 孫清華編譯，“可充電電池技術大全”，全華科技圖書。
[2] 李世興編譯，“電池活用手冊”，全華科技圖書。
[3] YUASA NP series Application Manual, YUASA, INC.。
[4] J. Hirai, T. W. Kim and A. Kawamura, “Study on Intelligent Battery Charging Using Inductive Transmission of Power and Information”, IEEE Trans. Power Electronics, vol. 15, pp. 335 - 345, 2000。
[5] E. M. Valeriote, T. G. Chang and D.M. Jochim, “Fast charging of lead-acid batteries”, in Proc. Battery Conf. Appl. and Advances, pp. 33-38, 1994。
[6] J. A. Martin, M. Gonzalez, M. A. Perez, F. J. Ferrero and J. Diaz, “A microcontroller-based intelligent fast-charger for Ni-Cd and Ni-MH batteries in portable applications”, in Proc. IECON ‘98, Industrial Electronics Society, vol. 3, pp. 1638-1643, 1998。
[7] T. Palanisamy “Charging techniques for a universal lead-acid battery charger”, in Proc. Power Sources Symposium, pp. 72-76, 1990。
[8] C. C. Hua and M. Y. Lin, “A study of charging control of lead-acid battery for electric vehicles”, in Proc. Ind. Electron., vol. 1, pp. 135-140, 2000。
[9] K. A. Buckle and J. W. Luce, “Battery vehicle charger design eliminates harmonic current generation”, in Proc. Bringing Together Education, Science and Technology, pp. 561-564, 1996。
[10] P. H. Cheng and C. L. Chen, “High Efficiency and Nondissipative Fast Charging Strategy”, IEE Proc. electr. Power Appl., vol. 150, Sept. 2003。
[11] H. L. Chan, “A New Battery Model for Use with Battery Energy Storage Systems and Electric Vehicles Power Systems”, IEEE Power Engineering Society Winter Meeting, vol. 1, pp. 470-475, 2000。
[12] A. H. Anbuky and P. E. Pascoe, “VRLA Battery State-of-Charge Estimation in Telecommunication Power Systems”, IEEE Trans. Ind. Electron., vol. 47, pp. 565-573, 2000。
[13] S. Sato and A. kawamura, “A new estimation method of state of charge using terminal voltage and internal resistance for lead acid battery”, in Proc. Power Conversion Conf., vol. 2, pp. 565-570, 2002。
[14] J. H. Aylor, A. Thieme and B. W. Johnson, “A battery state-of-charge indicator for electric wheelchairs”, IEEE Trans. Ind. Electron., vol. 39, pp. 398-409, 1992。
[15] S. Pang, J. Farrell, J. Du and M. Barth, “Battery state-of-charge estimation”, in Proc. American Control Conf., vol. 2, pp. 1644-1649, 2001。
[16] W. X. Shen, C. C. Chan, E. W. C. Lo, and K. T. Chau, “Adaptive Neuro-Fuzzy Modeling of Battery Residual Capacity for Electric Vehicles”, IEEE Trans. Ind. Electron., vol. 49, pp. 677-684, 2002。
[17] 王文俊編著， “認識Fuzzy”，全華科技圖書。
[18] G. E. M. D. C. Bandara, R. Ivanov, and S. Gishin, “Intelligent fuzzy controller for a lead-acid battery charger”, in Proc. SMC’99, Systems, Man, and Cybernetics, vol. 6, pp185-189, 1999。
[19] 何信龍、李雪銀編著， “PIC16F87X快速上手”，全華科技圖書。
[20] 趙春棠編著， “PIC單晶片學習秘笈”，全威圖書。
[21] MICROCHIP, “8-bit CMOS Microcontrollers with A/D Converter”
, Datasheet。
[22] 梁適安編著， “交換式電源供應器之理論與實務設計”，全華科技圖書。
[23] 謝沐田編著，“高低頻變壓器設計”，全華科技圖書。
[24] National Semiconductor, “Digital Temperature Sensor and Thermal Watchdog with Two-Wire Interface”, Datasheet。
[25] 蔣榮先、沈秀裡編著， “工業電子-感測器與轉換系統”，今古文化事業。
[26] 范逸之、陳立元、賴俊明編著， “Visual與RS232串列通訊控制”，文魁資訊圖書。
[27] Intersil Americas, “+5V Powered RS-232 Transmitters/Receivers”, Datasheet。
[28] 李明駿， “鉛酸電池之快速充電技術研究”,國立中央大學電機所碩士論文，民國92年6月。

指導教授

徐國鎧(Kuo-Kai Shyu)

審核日期

2004-7-13

推文