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研究生: 劉彥余
YEN-YU LIU
論文名稱: 最佳化鋰電池充電法則研究與充電電路之實現
Research and implementation of the optimal charging algorithms for lithium batteries
指導教授: 劉益華
Yi-Hwa Liu
羅有綱
Yu-Kang Lo
口試委員: 王順忠
Shun Zhong Wang
郭見隆
Jian-Long Kuo
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 電資學院 - 電子工程系
Department of Electronic and Computer Engineering
論文出版年: 2008
畢業學年度: 96
語文別: 中文
論文頁數: 86
中文關鍵詞: 最佳充電波形多階段充電法鋰電池田口式實驗計劃法
外文關鍵詞: Optimal charging algorithm, Multi-stage pulse charging algorithm, Orthogonal arrays
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  • 本文研究的主題為最佳化鋰電池五階段充電波形研究及充電電路之實現,主要分為兩個部份,首先利用田口式實驗計劃法及直交表,以較少的實驗數獲取其中最佳的五階段充電波形數據,第二個部份為充電機之實現,利用先前所取得的五階段充電波形數據,以降壓式轉換器為功率電路,配合PIC18F系列之微處理器做程式控制,加上圖控式語言LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench)為人機介面,紀錄電壓、電流、溫度之波形,進而形成一個程式化之充電系統。


    In this thesis, the research of the optimal 5-step charging algorithms for lithium batteries and the implementation of the charging circuit are presented. This thesis can be divided into two parts. First, the optimal charge current setting values that achieve the best performance is found, the number of experiments can be minimized by using Taguchi Method and Orthogonal Arrays. Second, a buck converter is used as power stage and PIC18F microcontroller is utilized to realize the algorithms. A human-machine interface is also implemented to monitor the voltage, current and temperature of batteries during charging process.

    第一章緒論 1 1.1背景簡介 1 1.2研究動機與目的 2 1.3論文大綱 2 第二章二次電池與電池充電技術介紹 4 2.1電池構造及化學反應 4 2.2電池種類及特性 6 2.3二次電池充電方式 8 第三章最佳化充電波形設計 14 3.1五階段充電法簡介 14 3.2田口式實驗法 15 3.3直交表 19 3.4直交表設定 21 3.5監控介面 25 3.5.1 LabVIEW簡介 25 3.5.2監控介面程式 27 3.5.3電池選擇及活化 39 第四章最佳化波形結果 34 4.1第一次實驗 34 4.2第二次實驗 37 4.3第三次實驗 40 4.4實驗結果與討論 43 第五章充電機之實現 44 5.1降壓式轉換器簡介 44 5.2降壓式轉換器電路 48 5.3功率級之小訊號模型建立 51 5.4迴授系統補償模擬 56 第六章韌體架構 60 6.1 PIC18F4520介紹 60 6.2週邊硬體功能 61 6.2.1PIC18F4520 TIMER0介紹 61 6.2.2 A/D介紹 63 6.3 D/A轉換器TLV5616介紹 65 6.4 PIC18F4520程式介紹 68 第七章模擬與實驗結果 72 7.1模擬 72 7.2實測波形 74 7.3LabVIEW監控介面 77 7.4五階段充電法與定電流-定電壓法溫度之比較 79 7.5五階段充電法與定電流-定電壓法多次充放電之容量比較 81 第八章結論與未來研究方向 84 8.1結論 84 8.2未來展望 85 參考文獻 86

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