C8051F410单片机电动自行车充电安全评估与远程通信技术研究(4)

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⑵充电器故障目前多数电动自行车的充电器为开关电源式充电器，它是一种三段式充电器，具有恒压、

限流、浮充的功能[9]。充电器易发生故障的时间区域是恒流阶段转恒压阶段之前的 1 h 内。此时间范围内充电器功率较大，发热最多，如果充电器风扇故障，散热条件不好，会使充电器内部积蓄热量，导致充电器爆炸而引起火灾；此外，市场上存在不合格的充电器，在充电电池充满后，由于不具备智能充电功能，不能进入降压浮充阶段，而继续对充电电池进行大电流充电，导致充电电池温升过高，容易引起线路起火或电池发热爆炸[10]。

⑶电动自行车长时间充电引起电池故障

普通电动车的充电时间一般在 6～8 h，许多电动车车主下班回家后就给电动车充电，一直到次日七八点上班时才拔下充电器，每次充电时间都超过了 10 小时[11]。电动自行车长时间充电，容易引起电瓶老化，充电器内因电子元件过热很容易导致线路短路并出现火花，易引发火灾[12]。文献综述

⑷电源线路超负荷引发火灾随着电动自行车在大众中的普及，电动车用户量也在逐年上升。城市的一些单位和物业

没有为电动车设置足够多的专门充电线路和一些充电插座，有的车主为图方便，直接使用接线板从插座上接电出来进行充电，加上电动车停放不齐，电线便如蜘蛛网般交织在一起[12]。这种私拉乱接的线路、插线板，极易引起线路超负荷，导致火灾事故发生。

⑸高温环境下充电容易引发火灾

本科毕业设计说明书第 5 页

高温环境下充电主要存在过充电的问题，温度升高使充电器内各活性物质的活动度增加，反应充分剧烈，因此充电时反应速度快，充电电流大，容易引起电池爆炸起火[12]。

⑹充电器和蓄电池型号不对口有的车主更换电动自行车蓄电池时直接在网上购买安装或者购买类似型号的充电器，没

有对充电器和电池的参数进行详细的比对。这些情况下往往会因为充电器与电池参数不匹配造成输出电流过大、温升过高，导致线路起火，进而引发火灾[13]。

⑺电网电压不稳定有时电网电压会出现异常波动，会导致输出电压过高，发生爆炸。

2.2 充电监控物理量的确定

通过对以上电动自行车火灾事故的原因的分析，找出引发这些原因的直接物理量，整理后的信息如表 2.1 所示。

表 2.1 电动自行车火灾事故发生原因的直接物理量汇总

引发事故的直接物理量火灾事故发生原因

⑴充电回路电气线路短路形成较大短路电流，引起线路起火

⑵充电器故障

电流过大

温度过高

⑶充电电池故障

⑷电源线路超负荷引发火灾

⑸高温环境下充电容易引发火灾

⑹充电器和蓄电池型号不对口

⑵充电器故障

⑶充电电池故障

⑷电源线路超负荷引发火灾

⑸高温环境下充电容易引发火灾

⑹充电器和蓄电池型号不对口

电压异常 ⑺电网电压不稳定

由表 2.1 可知，引发电动自行车充电过程火灾事故的直接原因有电流过大，温度过高，电压异常这三个。为实现电动自行车的安全充电，充电回路中的电流、充电器和充电线路上的温度以及充电过程中的电网电压这三个物理量都必须进行实时采样检测。因此本设计中选择了相应的电流传感器，电压传感器，温度传感器，并设计好对应的采样检测电路来对这三来`自^751论*文-网www.751com.cn