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1．目的及意义（含国内外的研究现状分析）：
（1）研究目的
随着燃油汽车的逐渐淘汰和电动车市场的迅速扩张，如何高效、安全地为电动车电池充电成为亟待解决的关键问题。本课题旨在设计并实现一款适用于电动车的车载无线充电器，以解决传统有线充电方式中存在的插拔不便、安全隐患等问题。通过采用三段式充电方法（恒流充电、恒压充电、涓流充电），结合先进的无线充电技术，提高充电效率，延长铅酸蓄电池的使用寿命，为用户提供更加便捷、安全的充电体验。
（2）研究意义
能源与环保：电动车作为清洁能源交通工具，其普及有助于减少化石燃料的消耗和环境污染。而一个高效的车载无线充电器能够进一步提升电动车的使用便利性，促进电动车的推广和应用。
电池寿命延长：铅酸蓄电池是电动车常用的储能装置，但其使用寿命受充电方式影响较大。通过优化充电控制策略，采用三段式充电方法，可以有效改善电池的硫化问题，延长电池的使用寿命，降低用户的使用成本。
技术创新：无线充电技术是当前电子技术领域的研究热点之一。本课题的研究不仅有助于推动无线充电技术在电动车领域的应用，还能促进相关电子技术的发展和创新。
（3）国内外研究现状分析
国内研究现状：近年来，国内在电动车无线充电领域取得了显著进展。多家科研机构和企业纷纷投入研发，推出了一系列具有自主知识产权的无线充电产品。然而，与国外先进水平相比，国内在无线充电效率、传输距离、安全性等方面仍存在一定差距。此外，针对铅酸蓄电池的专用无线充电器研究相对较少，市场上的产品大多以通用型为主，难以满足电动车用户的特定需求。
国外研究现状：国外在电动车无线充电领域的研究起步较早，技术相对成熟。一些国际知名企业和研究机构已经开发出高效、安全的无线充电系统，并成功应用于实际产品中。例如，美国某公司推出的无线充电系统能够实现远距离、高效率的无线充电，且具有良好的安全性和稳定性。同时，国外在铅酸蓄电池充电控制策略方面也进行了深入研究，提出了多种优化算法，有效提高了电池的充电效率和使用寿命。
本课题的研究旨在结合国内外先进技术，针对电动车铅酸蓄电池的特定需求，设计并实现一款高效、安全的车载无线充电器。通过优化充电控制策略，提高充电效率，延长电池寿命，为电动车用户提供更加便捷、安全的充电解决方案。同时，本课题的研究也有助于推动无线充电技术在电动车领域的应用和发展，促进相关技术的创新和进步。
2．基本内容和技术方案：
2.1基本内容
电动车车载无线充电器以ATmega16作为实时监控和中心控制单元,采用PWM DC/DC全桥变换器作为主电路,使得该充电器能够根据蓄电池的充电特性自动调节输出电压、电流,进行智能充电,并且能够对充电器的运行状态进行实时监测,包括电压电流以及剩余容量的检测和显示，若有异常,能及时地进行保护。
1）LCD1602液晶显示功能：可以一目了然的显示充电器在充电时的电压电流以及剩余容量。
2）自动调节输出电压电流功能：通过单片机产生的PWM的信号经过功率放大隔离，然后驱动MOS管，进而控制四只MOS管构成的DC/DC全桥逆变器，来对蓄电池进行恒压和恒流的智能充电。
3）串行通讯功能：可以将蓄电池在每次充电的数据传输到计算机或者主控制器，可以将蓄电池的充电程度和充满的容量记录下来，根据分析调节蓄电池的充电电压和电流的预设值，延长蓄电池的寿命。
使用ATmega16控制的电动车车载无线充电器设计方案的系统原理如图1所示：
图1 车载无线充电器的系统框图
2.2技术方案
本方案旨在设计一款适配48V/200AH动力电池组的电动车车载无线充电器，实现安全智能充电，可测量显示电池电压、电流并估算剩余容量。
主要设计指标方面，输入为单相50Hz ± 10%交流电，有效值176V - 264V；输出额定电压 +48V，调节范围48V - 60V，最大电流30A及相应调节范围；开关频率30kHz，纹波系数不超±0.2%，电源总效率不低于80%，功率因数不低于0.9，采用风冷散热。
技术方案上，主回路选用单相桥式整流，搭配适宜开关变换电路拓扑与开关器件，设计高频变压器及输出滤波电路。控制及驱动电路以高性能控制芯片为核心，经驱动电路驱动开关器件，并用光耦隔离增强抗干扰能力。电压电流采样分别采用电阻分压或专用传感器、霍尔传感器，RS232通讯接口实现数据传输与远程监控，辅助电源为各电路供电。软件采用三段式充电算法，实现参数显示传输与过压、过流、过热等保护功能。
调试时，先对硬件各模块单独调试再整体联调，软件通过仿真工具调试优化算法。按设计指标测试性能，进行长时间连续工作及高低温、振动等环境试验验证可靠性。通过本方案，有望实现高效、安全、智能的电动车车载无线充电。
3．进度安排：
第1周（对应日期范围前，如截图未明确以整体起始算）前，全面熟悉电动车车载无线充电器设计课题内容，为开题论证做准备。
2025年12月8 - 2025年12月21日，查阅车载无线充电器设计资料，对比不同设计方案，熟悉开发环境与方案，完成开题报告撰写与修改，准备开题答辩。
第1 - 2周，调研开关器件、高频变压器、控制芯片等元件性能参数，对比品牌型号，选出适配元件并列出清单。
第3 - 4周，开展硬件设计，使用电路设计软件绘制充电器原理图与PCB图。
第5 - 7周，进行软件设计，编写充电控制算法程序，实现三段式充电等功能。
第8周，对充电器系统进行全面测试，检验稳定性、效率等指标，记录测试结果。
第9 - 10周，完善系统功能调试，依据测试结果优化，同时修改论文并查重。
第11 - 12周，完成论文定稿，制作答辩PPT，做好答辩准备。
第13周，提交答辩材料，进行毕业设计答辩。
4．指导老师意见：
指导教师签名： 年 月 日
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