锂离子电池充放电平衡系统的设计与实现全解
基于STM32的锂电池充放电系统的研究与设计
计算机测量与控制．２０２０．２８（１１） 犆狅犿狆狌狋犲狉犕犲犪狊狌狉犲犿犲狀狋牔犆狅狀狋狉狅犾 ·２２２ ·收稿日期：２０２００３３１； 修回日期：２０２００５０６。
基金支持：湖南省自然科学基金（２０１８ＪＪ５０４２）；湖南省教育厅科学研究青年项目（１９Ｂ３７９）作者简介：魏丽君（１９８３），男，湖南娄底人，硕士，副教授，主要从事电子技术、智能仪器仪表方向的研究。
通讯作者：李小霞（１９８２）女，河南开封人，硕士，讲师，主要从事电子技术，自动化控制方向的研究。
文章编号：１６７１４５９８（２０２０）１１０２２２０５ ＤＯＩ：１０．１６５２６／ｊ．ｃｎｋｉ．１１－４７６２／ｔｐ．２０２０．１１．０４５ 中图分类号：ＴＮ７９１文献标识码：Ａ基于犛犜犕３２的锂电池充放电系统的研究与设计魏丽君，李小霞（湖南铁道职业技术学院，湖南株洲 ４１２００１）摘要：锂电池是当前便携式手持电子设备可循环充放电电池的首选，但是锂电池在使用过程中可能存在过冲、过放、过流充电以及充电时间过长后产生高温的问题，从而影响电池使用寿命，甚至出现安全事故，为解决以上问题，提高锂电池使用效率，文章基于ＳＴＭ３２平台设计了一款锂电池充放电管理系统，通过软硬件的设计和实验测试，该系统实现了对锂电池充放电路径管理、对充放电的参数及电池的状态实现了实时准确监测，准确度高达９８．４％，ＤＣ－ＤＣ输出电压稳定在５Ｖ±０．００２Ｖ范围内，当负载在２００Ω到１０００Ω范围内时，输出电压非稳定在＋５Ｖ，小于１００Ω后，输出电压会有适度下降，极大提高了电池的使用效率，该成果已在企业项目中得到了应用。
关键词：锂电池；充放电管理系统；电池容量ＳＯＣ；电量检测犚犲狊犲犪狉犮犺犪狀犱犇犲狊犻犵狀狅犳犔犻狋犺犻狌犿犅犪狋狋犲狉狔犆犺犪狉犵犻狀犵犪狀犱犇犻狊犮犺犪狉犵犻狀犵犛狔狊狋犲犿犅犪狊犲犱狅狀犛犜犕３２ＷｅｉＬｉｊｕｎ，ＬｉＸｉａｏｘｉａ（ＨｕｎａｎＲａｉｌｗａｙＰｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏｌｌｅｇｅ，Ｚｈｕｚｈｏｕ ４１２００１，Ｃｈｉｎａ）犃犫狊狋狉犪犮狋：Ａｔｐｒｅｓｅｎｔ，ｌｉｔｈｉｕｍｂａｔｔｅｒｙｉｓｔｈｅｆｉｒｓｔｃｈｏｉｃｅｏｆｒｅｃｈａｒｇｅａｂｌｅｂａｔｔｅｒｙｆｏｒｐｏｒｔａｂｌｅｈａｎｄｈｅｌｄｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｄｅｖｉｃｅｓ．Ｈｏｗｅｖ ｅｒ，ｉｎｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｕｓｉｎｇｌｉｔｈｉｕｍｂａｔｔｅｒｙ，ｔｈｅｒｅｍａｙｂｅｐｒｏｂｌｅｍｓｓｕｃｈａｓｏｖｅｒｆｌｕｓｈｉｎｇ，ｏｖｅｒｄｉｓｃｈａｒｇｉｎｇ，ｏｖｅｒｃｕｒｒｅｎｔｃｈａｒｇｉｎｇａｎｄｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｆｔｅｒｔｏｏｌｏｎｇｃｈａｒｇｉｎｇｔｉｍｅ，ｗｈｉｃｈｍａｙａｆｆｅｃｔｔｈｅｓｅｒｖｉｃｅｌｉｆｅｏｆｂａｔｔｅｒｙａｎｄｅｖｅｎｃａｕｓｅｓａｆｅｔｙａｃｃｉｄｅｎｔｓ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅａｂｏｖｅｐｒｏｂｌｅｍｓａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｓｅｒｖｉｃｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｌｉｔｈｉｕｍｂａｔｔｅｒｙ，ＡｌｉｔｈｉｕｍｂａｔｔｅｒｙｃｈａｒｇｅａｎｄｄｉｓｃｈａｒｇｅｍａｎａｇｅｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎＳＴＭ３２ｐｌａｔｆｏｒｍｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｓｏｆｔｗａｒｅａｎｄｈａｒｄｗａｒｅａｎｄｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｔｅｓｔ，ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｒｅａｌ ｉｚｅｓｔｈｅｒｅａｌ－ｔｉｍｅａｎｄａｃｃｕｒａｔｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｏｆｔｈｅｃｈａｒｇｅａｎｄｄｉｓｃｈａｒｇｅｐａｔｈｍａｎａｇｅｍｅｎｔｏｆｌｉｔｈｉｕｍｂａｔｔｅｒｙ，ｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｃｈａｒｇｅａｎｄｄｉｓｃｈａｒｇｅａｎｄｔｈｅｓｔａｔｅｏｆｂａｔｔｅｒｙ．Ｔｈｅａｃｃｕｒａｃｙｉｓａｓｈｉｇｈａｓ９８．４％．ＴｈｅｏｕｔｐｕｔｖｏｌｔａｇｅｏｆＤＣ－ＤＣｉｓｓｔａｂｌｅｉｎｔｈｅｒａｎｇｅｏｆ５Ｖ±０．００２Ｖ．Ｗｈｅｎｔｈｅｌｏａｄｉｓｉｎｔｈｅｒａｎｇｅｏｆ２００Ωｔｏ１０００Ω，ｔｈｅｏｕｔｐｕｔｖｏｌｔａｇｅｉｓｎｏｔｓｔａｂｌｅｉｎ＋５ＶＷｈｅｎｉｔｉｓｌｅｓｓｔｈａｎ１００Ω，ｔｈｅｏｕｔｐｕｔｖｏｌｔａｇｅｗｉｌｌｄｒｏｐｍｏｄｅｒａｔｅｌｙ，ｗｈｉｃｈｇｒｅａｔｌｙｉｍｐｒｏｖｅｓｔｈｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｔｈｅｂａｔｔｅｒｙ．Ｔｈｉｓａｃｈｉｅｖｅｍｅｎｔｈａｓｂｅｅｎａｐｐｌｉｅｄｉｎｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｐｒｏｊｅｃｔｓ．犓犲狔狑狅狉犱狊：ｌｉｔｈｉｕｍｂａｔｔｅｒｙ；ｃｈａｒｇｅａｎｄｄｉｓｃｈａｒｇｅｍａｎａｇｅｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍ；ｂａｔｔｅｒｙｃａｐａｃｉｔｙＳＯＣ；ｅｌｅｃｔｒｉｃｑｕａｎｔｉｔｙｄｅｔｅｃｔｉｏｎ０ 引言信息时代的来临使得便携式手持电子设备得到了越来越广泛的应用，电子阅读、网页浏览、网上办公、娱乐影音等极大丰富了人们的生活，与此同时，电子产品的电池续航能力得到了越来越多的关注，锂离子电池作为便携式手持电子设备可循环充放电的首选材料，在使用过程中依然可能存在过充、过放、过流充电以及充电温度过高从而影响电池的使用效率，甚至还出现过充放电过程中电池爆炸的安全事故，因此，设计一款实时监控电池充放电状态参数的电池管理系统迫在眉睫。
锂离子电池充放电电路模型及其仿真
图 1 放电电路模型
———————————————— 收稿日期：2016-11-24 ６４ 物联网技术 ２０１７年 ／ 第４期
（a）整体模块
（b）Model 子模块
（c）exp 子模块
2 仿真
图 2 充放电模型在 Battery 中的封装
本文采用的充放电电流如图 3 所示。
智能处理与应用
参考文献 [1] 冯雅楠，黄秋安 . 锂离子电池特征时间常数的理论提取及仿真 [J].
物联网技术，2016，6（6）：67-69. [2] 李练兵，李炳伟，武玉维，等 . 动力锂离子电池建模及其动态特性
研究 [J]. 科学技术与工程，2015，15（4）：234-238. [3] 张濛姣，付蓉，姚建国 . 微网内储能单元的建模及协调控制 [J]. 微
之十的电池容量有关。所以此时极化电阻为 ：
Pol.resisteance
=
K
it
Q - 0.1Q
（3）
充电模型中
-
K
Q
Q -
it
$
it
-
R
$
i
+
A exp^- B
$
ith -
K
it
Q - 0.1Q
$
i)
（4）
此充放电模型在 Battery 中的封装如图 2 所示。 在图 2（b）中，当 i*<0 时，即为充电模型，当 i*>0 时即 为放电模型。 在图 2（c）中，当电池类型不同时其模型输出也不同。铅 酸电池，镍镉电池，镍氢电池这 3 类电池的输出为 exp（t），有 exp（t）=B ·｜i(t)｜·（－ exp（t）+A · u（t））。当为充电模型时， u（t）=1，当为放电模型时，u（t）=0。
锂电池的充放电系统
本科毕业论文（设计、创作）题目：锂电池的充放电系统学生姓名：学号：1002149所在院系：专业：电气工程及其自动化入学时间：2010 年9 月导师姓名：职称/学位：副教授/硕士导师所在单位：完成时间：2014 年 5 月安徽三联学院教务处制锂电池的充放电系统摘要：随着时代的发展，便携化设备应用的越来越广泛，而锂电池则成为便携化设备的主要的电源支持。
锂电池与其他二次电池不同的是更需更安全高效的充电控制要求，因为这些特点让锂电池在实际的使用中有很多不便。
因此，基于特征的锂离子电池的充电和放电特性，锂离子电池充电的充电过程和控制单元的的发展趋势，本文设计出了一款智能充放电系统。
本文设计的控制单元大部分是由基于MAX1898的充电电路和AT89C51的控制单元构造而成。
以LM7805 为MAX1898与AT89C51提供电源支持。
本文还提供了用于锂离子电池的充电和放电控制系统的程序框图和功能。
锂离子充电电池和锂离子电池，微控制器，发电，转换和电压隔离光耦部分，放电特性充电芯片，锂离子电池充电电路设计，锂离子电池的程序设计充电作为主要内容本文。
关键词：单片机、MAX1898、AT89C51Li-ion battery charge and discharge system Abstract：With the progress of the times, portable device applications more widely, and lithium battery becomes more portable equipment's main power supply support. Lithium secondary batteries with other difference is safer and more efficient charging needs control requirements , because these features make lithium batteries have a lot of inconvenience in actual use . Therefore, The body on the characteristics of lithium ion rechargeable electric discharge pool,the development trend of lithium-ion battery charging process and control unit , the paper designed an intelligent charging and discharging system . This design of the control unit is constructed from long MAX1898 -based charging circuit and a control unit from AT89C51 . Provide power supply support for LM7805 MAX1898 with AT89C51. This article also provides a block diagram and function for lithium-ion battery charge and discharge control system.Lithium- ion battery characteristics , charge and discharge characteristics of lithium -ion batteries , the introduction of lithium-ion battery charging circuit design, rechargeable lithium-ion battery is designed to generate part of the program the microcontroller parts, power supply , voltage conversion and opto-isolated part of the charging chip , etc. as the main content of the paper .Key words: SCM,STC89c51, MAX1898目录中文摘要 (1)英文摘要 (1)第1章绪论 (4)1.1 课题研究的背景 (4)第2章电池的充电方法与充电控制技术 (8)2.1 电池的充电方法和充电器 (8)2.1.1 电池的充电方法 (8)2.1.2 充电器的要求和结构 (12)2.1.3 单片机控制的充电器的优点 (13)2.2 充电控制技术 (14)2.2.1 快速充电器介绍 (14)2.2.2 快速充电终止控制方法 (15)第3章锂电池充电器硬件设计 (18)3.1 单片机电路 (18)3.2 电压转换及光耦隔离电路 (21)3.3 电源电路 (23)3.4 充电控制电路 (24)3.4.1 MAX1898充电芯片 (24)3.4.2 充电控制电路的实现 (30)第4章锂电池充电器软件设计 (32)4.1程序功能 (32)4.2 主要变量说明 (32)4.3 程序流程图 (32)第5章结论与展望 (35)致谢 (36)参考文献 (37)附录 (38)第1章绪论1.1课题研究的背景电池可以说是一种由电化学氧化还原转换成电力的化学物质。
锂电池过充电、过放电、短路保护电路详解
锂电池过充电、过放电、短路保护电路详解时间：2012-04-23 12:27:18来源：作者：该电路主要由锂电池保护专用集成电路DW01，充、放电控制MOSFET1(内含两只N 沟道MOSFET)等部分组成，单体锂电池接在B+和B-之间，电池组从P+和P-输出电压。
充电时，充电器输出电压接在P+和P-之间，电流从P+到单体电池的B+和B-，再经过充电控制MOSFET到P-。
在充电过程中，当单体电池的电压超过4.35V时，专用集成电路DW01的OC脚输出信号使充电控制MOSFET关断，锂电池立即停止充电，从而防止锂电池因过充电而损坏。
放电过程中，当单体电池的电压降到2.30V时，DW01的OD脚输出信号使放电控制MOSFET关断，锂电池立即停止放电，从而防止锂电池因过放电而损坏，DW01的CS脚为电流检测脚，输出短路时，充放电控制MOSFET的导通压降剧增，CS脚电压迅速升高，DW01输出信号使充放电控制MOSFET迅速关断，从而实现过电流或短路保护。
二次锂电池的优势是什么?1. 高的能量密度2. 高的工作电压3. 无记忆效应4. 循环寿命长5. 无污染6. 重量轻7. 自放电小锂聚合物电池具有哪些优点?1. 无电池漏液问题,其电池内部不含液态电解液,使用胶态的固体。
2. 可制成薄型电池：以3.6V400mAh的容量，其厚度可薄至0.5mm。
3. 电池可设计成多种形状4. 电池可弯曲变形：高分子电池最大可弯曲900左右5. 可制成单颗高电压：液态电解质的电池仅能以数颗电池串联得到高电压，高分子电池由于本身无液体，可在单颗内做成多层组合来达到高电压。
7. 容量将比同样大小的锂离子电池高出一倍IEC规定锂电池标准循环寿命测试为:电池以0.2C放至3.0V/支后1. 1C恒流恒压充电到4.2V截止电流20mA搁置1小时再以0.2C放电至3.0V(一个循环)反复循环500次后容量应在初容量的60%以上国家标准规定锂电池的标准荷电保持测试为(IEC无相关标准).电池在25摄氏度条件下以0.2C放至3.0/支后,以1C恒流恒压充电到4.2V,截止电流10mA,在温度为20+_5下储存28天后,再以0.2C放电至2.75V计算放电容量什么是二次电池的自放电不同类型电池的自放电率是多少?自放电又称荷电保持能力，它是指在开路状态下，电池储存的电量在一定环境条件下的保持能力。
详解动力电池组均衡设计原理及意义
详解动力电池组均衡设计原理及意义2011-12-0619:51:36来源：互联网分享到：标签：电池组剩余电量平衡算法引言随着电池作为电源使用而日益受到欢迎，又出现了一种同样强劲的需求，即最大限度地延长电池的使用寿命。
电池不平衡（即组成一个电池组的各节电池的充电状态失配）在大型锂离子电池组中是个问题，这个问题是由制造工艺、工作条件和电池老化的差异造成的。
不平衡可能降低电池组的总容量，并有可能损坏电池组。
不平衡使电池从充电状态到放电状态都无法跟踪，而且如果没有密切监视，可能导致电池过度充电或过度放电，这将永久性地损坏电池。
电池制造商按照容量和内部电阻对混合电动型汽车以及电动型汽车电池组中使用的电池进行分类，以在交付给客户的特定批次中，减少电池之间的差异。
然后，再仔细挑选电池来构成汽车电池组，以改善电池组中每两节电池之间的匹配。
理论上，这应该能防止电池组中产生大量的不平衡，但是尽管如此，普遍的共识是，当构成大型电池组时，既需要电池监视、又需要电池平衡，以在电池组寿命期内保持大的电池容量。
要理解平衡的重要性，第一步是利用两个相同的电池组来评估两种基本的电池管理策略。
该测试将探究，在电池寿命期内，电池组的总容量是怎样受到影响的。
为了评估这两种策略，要设计一个电池监视系统（BMS）。
该电池监视系统由3个部分组成：监视硬件、平衡硬件和控制器。
用在测试中的电池监视系统能监视电池电压和电池负载电流、平衡电池，并能控制电池与负载及电池充电器的连接。
监视硬件一个简单的电池监视器和平衡系统如图1所示。
该电池监视系统的硬件是围绕高度集成的LTC6803-1多节电池监视IC设计的。
每个LTC6803-1能测量多达12节电池，并允许以可连接多个IC的串行菊花链形式连接，从而使一个系统能通过一个串行端口监视超过100个电池。
当设计一个电池监视系统时，某些规范应当给以特殊考虑，首先是电池电压准确度。
当试图决定单个电池的充电状态时，电池电压的准确度至关重要，而且一节电池能否在接近工作极限的条件下工作，电池电压的准确度是限制因素之一。
智能化锂离子电池管理系统的设计与实现
智能化锂离子电池管理系统的设计与实现
林枫; 王月忠
【期刊名称】《《微计算机信息》》
【年(卷),期】2005(21)3
【摘要】采用国际先进的电源管理技术、单片微处理器监控技术、综合检测保护技术设计思想,实现对锂离子电池组进行充电、放电、管理、维护、保养的总体设计要求,满足用户操作简单、实用可靠的实际使用需求。
本文给出了智能化锂离子电池管理系统的结构原理框图,并阐明了系统的功能方案和程序设计思想。
【总页数】3页(P78-79,142)
【作者】林枫; 王月忠
【作者单位】100083 北京市海淀区学院路37号北京航空航天大学203教研室【正文语种】中文
【中图分类】TP393
【相关文献】
1.建筑施工智能化监测
预警管理系统的设计与实现 [J], 张志得;冷自洋;苏亚辉
2.基于SSM框架的高校智能化实验报告管理系统设计与实现 [J], 张弛;沈亦军;张琛;孙欣欣
3.高校档案智能化管理系统的设计与实现 [J], 张翀
4.手术室毒麻药智能化综合管理系统设计与实现 [J], 孙林颖;江冰;王正华
5.智能化体育器材管理系统的设计与实现 [J], 谢锐煌
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锂离子电池热管理系统设计与实现
锂离子电池热管理系统设计与实现锂离子电池是目前应用广泛的可再充电电池之一，其高能量密度和长寿命使其成为移动设备、电动汽车等领域的理想选择。
然而，锂离子电池的温度控制却是一个严峻的挑战。
由于锂离子电池工作时会产生大量的热量，如果不能及时有效地进行散热和温度控制，就会导致电池过热，甚至引发火灾和爆炸事故。
为了解决锂离子电池热管理的问题，研究人员开发了一系列的热管理系统。
这些系统通过监测电池的温度、控制电流和设计有效的散热结构来实现热能的平衡和传导，保持电池在安全温度范围内工作。
首先，一种常见的锂离子电池热管理系统是基于温度监测和控制的。
通过在电池上安装温度传感器，可以实时监测电池的温度变化。
当温度超过设定的阈值时，系统会自动采取措施，如调整电池的工作状态，限制电池的充电速度或放电功率，以减少热量的产生。
另外，还可以通过控制电路来调整电流的分配，使电池中的热量均匀分布，避免热点的产生。
其次，锂离子电池热管理系统还可以通过设计有效的散热结构来实现热量的传导和散发。
一种常用的方式是在电池模块的外部增加散热片或散热管，以增加热量的传导面积。
此外，还可以采用风扇或导热胶等方式增强散热效果。
通过这些措施，可以有效降低电池的工作温度，提高其寿命和性能。
除了温度监测和散热设计外，锂离子电池热管理系统还可以利用被动或主动的冷却方法来控制电池的温度。
被动冷却是指通过自然对流或传导方式将热量传递给周围环境。
而主动冷却则是通过外部的冷却装置，如制冷剂或热管等，来降低电池的工作温度。
这些冷却装置可以根据需要进行开启或关闭，以保持电池温度的稳定。
总的来说，锂离子电池热管理系统的设计与实现需要综合考虑多个因素，包括温度监测和控制、散热结构设计以及冷却方式选择等。
只有合理有效地进行热管理，才能提高锂离子电池的安全性、寿命和性能。
未来，随着锂离子电池应用领域的不断拓展，对热管理系统的需求也将变得更为迫切，因此研究人员还需要不断改进和创新，以满足这一需求。
锂离子电池组的均衡控制与设计(最全)word资料
东北电力大学学报第 26卷第 2期Journal Of Northeast Dianli U niversity Vol. 26,No. 22006年 4月 N atural Science Edition Apr. ,2006收稿日期 :2005-12-16作者简介 :边延凯 (1974- , 男 , 天津市人 , 中国电子科技集团公司第十八研究所工程师 , 主要研究方向为电池检测及维护设备 .文章编号 :1005-2992(2006 02-0069-04边延凯 1, 2, 3(1. 中国电子科技集团公司第十八研究所 , 天津 , 吉林吉林 1320211;3. 3100381摘要 :, 单体电池存在一定差异 , 为了避免个别单体的过充、过放, 应对电池组中各单体之间实现均衡控制 , 描、电路设计和实现步骤 , 并对锂离子电池进行均衡充电试验 , 结果表明该方法。
关键词 :锂离子电池组 ; 均衡控制 ; 电池组管理中图分类号 :TM 9106文献标识码 :A锂离子电池已广泛用于便携式电子产品 (如手机、笔记本电脑、摄像机和电动车电源。
供电电源通常由多个单体电池串联组成 , 以满足设备所需电压和功率要求。
在实际使用中 , 由于单体电池之间的差异 , 电池组的容量只能达到最弱的电池的容量。
在串联电池组中 , 虽然通过单体电池的电流相同 , 但是由于其容量不同 , 电池的放电深度也会不同 , 容量大的总会浅充浅放 , 而容量小的总会过充过放 , 这就造成容量大的衰减缓慢、寿命延长 ; 容量小的衰减加快 , 寿命缩短 , 两者之间的差异会越来越大 , 因此小容量电池的失效会导致电池组的提前失效。
通常我们把因单体电池的性能差异而导致的电池组性能降低的现象称为电池匹配失衡。
大多数情况下 , 引起匹配失衡的原因是电池的制作工艺和检测手段的不完善 , 而不是锂离子电池本身的化学属性变化。
比如 :各单体的自放电量不同导致电池组在搁置过程中的容量失衡、单体之间电阻不同导致个别单体在电池组充电过程中过充等。
锂离子电池自动充放电系统的设计开题报告
锂离子电池自动充放电系统的设计开题报告————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：本科毕业设计开题报告题目：锂离子电池自动充放电系统的设计专题：院（系）：电气与信息工程学院班级：电气09-12班姓名：徐圣男学号： 24号指导教师：朱显辉教师职称：讲师黑龙江科技学院本科毕业设计开题报告题目锂离子电池自动充放电系统的设计来源工程应用1、研究目的和意义随着微电子技术的快速发展，使得各种各样的电子产品不断的涌现，并朝着便携和小型轻量化的趋势发展。
为了能够更加有效地使用这些电子产品，可充电电池得到快速的发展。
常见的可充电电池包括镍氢电池、镍镉电池、锂电池和聚合物电池等。
其中，锂电池以其高的能量密度、稳定的放电特性、无记忆效应和使用寿命长等优点得到广泛的应用。
目前绝大多数的手机、数码相机等均使用锂电池。
电池的使用寿命和单次循环使用时间与充电器维护过程和使用情况密切相关。
一部好的充电器不但能在短时间内将电量充足，而且还可以对电池起到一定的维护作用，修复由于使用不当而造成的记忆效应，即电池活性衰退现象。
但锂电池的不足之处在于对充电器的要求比较苛刻，对保护电路的要求较高。
其要求的充电方式是恒流恒压方式，为有效利用电池容量，需将锂离子电池充电至最大电压，但是过压充电会造成电池损坏，这就要求较高的控制精度(精度高于1%)。
另外，对于电压过低的电池需要进行预充充电终止检测除电压检测外。
还需采用其他的辅助方法作为防止过充的后备措施，如检测电池温度、限定充电时间，为电池提供附加保护等。
为此，研发性能稳定、安全可靠、高效经济的锂电池智能充电器显得尤为重要。
本课题采用单片机为控制电路来制作一个能用LCD显示充电电压和电流，能够定时开关和充完自动停充的4.2V的锂电池智能充电器。
采用单片机和充电集成电路进行充电器的设计，不但能够实现对锂电池进行充电，而且还能够实现相应的过压和温度保护，从而可以充分发挥锂电池的性能，并避免了充电器在充电时可能对电池造成损害的情况发生，具有一定的智能功能。
电池平衡原理
GC-QC-318 电池平衡原理为了给设备提供足够的电压，锂电池包通常由多个电池串联而成，但是如果电池之间的容量失配便会影响整个电池包的容量。
为此，我们需要对失配的电池进行均衡。
本文讨论了电池均衡的概念,一些注意事项和将深入讨论均衡电路的设计和一次性SOC调整方法。
锂电池包通常由一个或几个电池组并联，每个电池组由3到4个电池串联构成。
这种组合方式能同时满足笔记本电脑、医疗设备、测试仪器及工业应用所需的电压和功率要求。
然而，这种应用普遍的配置通常并不能发挥其最大功效，因为如果某个串联电池的容量与其它电池不匹配将会降低整个电池包的容量。
电池容量的不匹配包括充电状态(SOC)失配和容量/能量(C/E)失配。
在两种情况下，电池包的总容量都只能达到最弱电池的容量。
在大多数情况下，引起电池失配的原因是工艺控制和检测手段的不完善，而不是锂离子本身的化学属性变化。
棱柱形锂电池(LiIon prismatic cell)在生产时需要更强的机械压力，电池之间更容易产生差异。
此外，锂离子聚合物电池也会因为采用新的工艺而出现电池之间的差异。
采用电池均衡处理技术可解决SOC和C/E失配问题，从而改进串联锂电池包的性能。
通过在初始调节过程中对电池进行均衡处理可以矫正电池失配问题，此后只需在充电过程中进行均衡即可，而C/E失配则必须在充、放电过程都进行均衡。
尽管对于某个电池厂商而言其产品缺陷率可能很低，但为了避免出现电池使用寿命过短的问题，我们仍然有必要提供进一步的质量保证。
电池均衡的定义工作电压为6V或以上的便携式设备采用串联电池包供电，这种情况下电池包的总电压为各串联电池电压之和。
便携式电脑的电池包通常由三、四个电池串联而成，标称电压为10.8V或14.4V。
在大多数此类应用中，单个串联电池包无法提供设备所需能量。
目前最大的电池(如18650)可提供2,000mAh(毫安·小时)能量，而电脑需要50-60Whr(5,000-6,000mAh)的能量，因此必须给串联的每个电池并联三个电池。
锂离子电池三电极体系工作原理_解释说明以及概述
锂离子电池三电极体系工作原理解释说明以及概述1. 引言1.1 概述锂离子电池作为一种重要的电池系统，在现代社会中得到了广泛应用。
它具有高能量密度、长循环寿命和较低的自放电率等优点，逐渐取代了传统的镍镉电池和铅酸蓄电池。
锂离子电池主要由正极材料、负极材料和电解质三部分组成，通过锂离子在正负极之间的迁移来实现充放电过程。
1.2 文章结构本文将首先介绍锂离子电池三个主要部分的工作原理，包括正极材料、负极材料以及电解质和隔膜。
然后详细解释说明锂离子电池的工作过程，包括充放电过程原理以及锂离子在电极之间的迁移过程。
最后讨论影响锂离子电池性能的因素，并对未来发展趋势进行展望。
1.3 目的本文旨在全面解释并概述锂离子电池三电极体系的工作原理。
通过深入探讨各个部分的功能和相互作用，读者将能够更好地理解锂离子电池的工作机制。
此外，我们还将分析影响锂离子电池性能的因素，并对未来的发展趋势进行预测，以期为相关领域的研究人员提供有益参考。
2. 锂离子电池三电极体系工作原理锂离子电池是一种常用的可充电电池，其三电极体系由正极材料、负极材料以及位于两者之间的电解质和隔膜组成。
在工作过程中，锂离子在这三个部分之间进行迁移和嵌入/脱嵌反应，从而实现了充放电的循环。
2.1 正极材料正极材料通常采用锂金属氧化物（如LiCoO2、LiFePO4等）或者锰酸锂（LiMn2O4）。
它们具有高达200mAh/g以上的较高比容量，并且能够提供稳定的电压输出。
通过与锂离子的相互作用，正极材料能够在放电过程中释放出嵌入其中的锂离子，并在充电过程中重新接收这些锂离子。
2.2 负极材料负极材料通常采用石墨结构，也称为石墨碳。
石墨因其高比表面积和良好导电性而成为理想的负极材料。
在充放电过程中，石墨材料能够嵌入或释放锂离子，并在其表面形成固态电解质界面层（SEI层），保护电池内部免受电解液的腐蚀。
2.3 电解质和隔膜电解质是锂离子电池中起到导电作用的重要组分，一般采用有机溶剂（如碳酸酯类、聚合物等）。
锂电池组保护板均衡充电解决方案
锂电池组保护板平衡充电解决方案文章摘自：凌力尔特技术论坛-与非网本文针对动力锂电池成组使用，各节锂电池均要求充电过电压、放电欠电压、过流、短路的保护，充电过程中要实现整组电池平衡充电的问题，介绍了一种采用单节锂电池保护芯片对任意串联数的成组锂电池进展保护的含平衡充电功能的电池组保护板的设计方案。
经过仿真结果和工业消费应用证明，该保护板的保护功能完善，工作稳定，性价比高。
常用的平衡充电技术包括恒定分流电阻平衡充电、通断分流电阻平衡充电、平均电池电压平衡充电、开关电容均衡充电、降压型变换器平衡充电、电感平衡充电等。
成组的锂电池串联充电时，应保证每节电池平衡充电，否那么使用过程中会影响整组电池的性能和寿命。
而现有的单节锂电池保护芯片均不含平衡充电控制功能，多节锂电池保护芯片平衡充电控制功能需要外接CPU;通过和保护芯片的串行通讯〔如I2C总线〕来实现，加大了保护电路的复杂程度和设计难度、降低了系统的效率和可靠性、增加了功耗。
1 锂电池组保护板平衡充电原理构造采用单节锂电池保护芯片设计的具备平衡充电才能的锂电池组保护板构造框图如下列图1所示。
图1锂电池组保护板构造框图其中：1为单节锂离子电池；2为充电过电压分流放电支路电阻；3为分流放电支路控制用开关器件；4为过流检测保护电阻；5为省略的锂电池保护芯片及电路连接局部；6为单节锂电池保护芯片〔一般包括充电控制引脚CO,放电控制引脚DO,放电过电流及短路检测引脚VM,电池正端VDD,电池负端VSS等〕；7为充电过电压保护信号经光耦隔离后形成并联关系驱动主电路中充电控制用MOS管栅极；8为放电欠电压、过流、短路保护信号经光耦隔离后形成串联关系驱动主电路中放电控制用MOS管栅极；9为充电控制开关器件；10为放电控制开关器件；11为控制电路；12为主电路；13为分流放电支路。
单节锂电池保护芯片数目根据锂电池组电池数目确定，串联使用，分别对所对应单节锂电池的充放电、过流、短路状态进展保护。
基于Buck-Boost锂离子电池组均衡电路设计
基于Buck-Boost锂离子电池组均衡电路设计摘要：本文研究了针对Buck-Boost锂离子电池组的均衡电路设计。
通过对电池组的调节，维持单体电池的电压平衡，减少了电池老化以及能量损失的现象，提高了电池的寿命和性能。
本文首先对锂离子电池的特性和均衡原理进行了介绍，然后根据均衡原理设计了基于Buck-Boost拓扑结构的均衡电路，并对电路进行了优化设计。
最后，通过建立电路仿真模型和实验验证，证明了设计的均衡电路具有较好的均衡效果和电路性能。
关键词：Buck-Boost、锂离子电池、均衡、拓扑结构、优化设计、仿真模型正文：锂离子电池组由多个单体电池串联或并联而成，在使用过程中，由于各单体电池的质量和使用情况不同，容易引起电池组内部的电压不平衡。
这样会导致一些电池电量过剩，一些电池电量不足，最终影响电池组的性能和寿命。
因此，为了维持电池组的性能和延长其寿命，需要进行电压均衡控制。
电压均衡控制的原理是将电池组内单体电池的电压控制在一个合理的范围内，减小电池老化的影响，同时减少电池能量损失。
目前，电动汽车等高能量应用领域中常使用Buck-Boost拓扑结构进行电压均衡，该结构具有高效率、体积小、性价比高等特点。
本文中，我们基于Buck-Boost拓扑结构设计了一种针对锂离子电池组的均衡电路。
我们在Buck-Boost拓扑结构的基础上，增加了电容分压、电感缓冲等电路结构，以提高电路性能和均衡效果。
为了验证所设计的均衡电路的性能和均衡效果，我们建立了电路仿真模型进行了仿真分析，并进行了实验验证。
仿真结果表明，所设计的均衡电路可以实现单体电池间的电压均衡，而且电路效率高且稳定性好。
实验结果也证明了所设计的均衡电路可以满足锂离子电池组的均衡控制需求。
总之，本文通过对锂离子电池组的均衡原理和Buck-Boost拓扑结构的研究，设计了一种高效、稳定的均衡电路，并通过仿真和实验验证，证明了电路具有良好的均衡效果和电路性能。
关于浅谈锂电池充电电路原理及应用的专业论文
关于浅谈锂电池充电电路原理及应用的专业论文锂电池是一种常见的电池类型，具有高能量密度、长循环寿命和低自放电率等优点，因此在各种应用领域得到了广泛的应用。
为了正常使用锂电池，充电电路是至关重要的，它可以确保电池在充电过程中的安全性和高效性。
本文将深入浅出地介绍锂电池充电电路的原理及应用。
首先，我们来了解一下锂电池的基本原理。
锂电池是通过锂离子在正、负极之间的迁移来完成电荷和放电过程的。
在充电过程中，外部电源将正极与负极连接，电流从外部电源流向正极，经过电解质，锂离子从正极脱嵌，并在负极嵌入。
而在放电过程中，锂离子从负极脱嵌，在电解质中迁移至正极，完成放电过程。
基于锂电池的特点，锂电池充电电路的设计需要考虑以下几个方面。
首先，充电电路应能提供合适的充电电流，以满足电池容量的要求，并尽可能减少充电时间。
其次，充电电路应具有适当的充电终止机制，以防止过充、过放和过高温现象的发生，从而保护电池的安全性。
最后，充电电路应能进行电池的均衡充电，避免电池在充电过程中的电压差异增大，以提高电池的寿命和性能。
根据以上要求，我们可以设计一个简单的锂电池充电电路。
这个电路由三个关键部分组成：充电电流控制单元、电池保护单元和均衡充电单元。
充电电流控制单元的主要功能是限制电池的充电电流，在安全范围内提供足够的充电电流。
一种常见的控制方式是使用恒流充电器，该充电器通过固定的电流源将恒定电流提供给电池，直到电池达到设定的充电终止电压。
这种方式简单易行，但需要充分考虑控制电路的稳定性和充电终止机制，确保充电过程中的安全性和高效性。
电池保护单元的主要作用是监测和保护电池，防止过充、过放和过高温。
该单元通常包括电压检测电路、温度检测电路和短路保护电路等。
电压检测电路可以实时监测电池的电压，当电压达到设定的过充或过放电压时，采取相应的措施，如切断电池与外部电源的连接，以防止电池受到损害。
温度检测电路可以检测电池的温度变化，并在温度过高时采取保护措施。
快速充放电锂离子电池的设计与优化
快速充放电锂离子电池的设计与优化一、概述锂离子电池具有高能量密度、无记忆效应、低自放电、长循环寿命、环保等优点，已经被广泛应用于电动汽车、移动通讯、笔记本电脑等领域。
然而，锂离子电池的充放电速率受到限制，快速充电容易引起电池内部结构的破坏，快速放电则容易引发死亡现象。
因此，需要针对快速充放电锂离子电池的性能进行设计与优化。
二、充电性能的设计与优化1. 电极材料锂离子电池的充电速率取决于电极材料的离子传输速率。
普通电极材料的离子传输速率较慢，因此需要使用高导电性的电极材料。
目前，常见的电极材料有石墨、金属氧化物、磷酸铁锂等，其中磷酸铁锂具有较高的离子传输速率和较好的稳定性，适用于高功率锂离子电池。
2. 电解液电解液的离子传输速率也会影响锂离子电池的充电速率。
选择低粘度、高离子导率的电解液可以提高充电速率。
此外，电解液还需要具备高的化学稳定性和热稳定性，以防止电解液在高温环境下分解。
3. 充电控制电路充电控制电路可以对充电过程进行精确控制，防止电池内部过热、充电时间过长等问题。
针对快速充电锂离子电池，需要选择具有高充电效率、热稳定性和安全性的充电控制电路。
三、放电性能的设计与优化1. 电池结构电池结构的建立可以影响电池内部的扩散速率和电荷/放电速率。
采用纳米颗粒、锂离子导电聚合物等材料可以提高电池结构的导电性能和离子传输速率，从而提高放电速率。
2. 电解液电解液同样会影响锂离子电池的放电速率。
在高功率锂离子电池中，需要选择具有低内阻、高离子导度和高电荷传输速度的电解液，以实现快速放电。
3. 放电控制电路放电控制电路可以控制锂离子电池的放电速率，避免过度放电导致电池死亡或者内部结构的破坏。
快速放电锂离子电池需要选用高效、稳定的放电控制电路，以保证电池的安全性和稳定性。
四、总结快速充放电锂离子电池的设计与优化需要注意电极材料、电解液以及充放电控制电路的选择。
充电时需要保证充电速率不过快，放电时需要避免过度放电。
锂离子电池组均衡系统
锂离子电池组均衡系统张春强;冯能莲;王军;王小凤【摘要】为了提高锂离子电池组的可用容量,降低电池组中单体电池间容量不一致的影响,在专用电池管理芯片BQ76PL536A-Q1和单片机MSP430F5529的基础上,设计稳定运行的锂离子电池组均衡系统.利用模块化思想将锂离子电池组均衡系统分为采集板和核心板两大郝分.通过实时监测锂离子电池组的放电和均衡过程,对均衡系统的电压采集精度、电压监测和均衡功能进行验证.试验结果表明,锂离子电池组均衡系统能够降低电池组中容量不一致的程度,确保电池组稳定工作.【期刊名称】《山东交通学院学报》【年(卷),期】2016(024)002【总页数】6页(P94-99)【关键词】锂离子电池组;BQ76PL536A-Q1;均衡系统【作者】张春强;冯能莲;王军;王小凤【作者单位】安徽农业大学工学院,安徽合肥230036;安徽农业大学工学院,安徽合肥230036;安徽农业大学工学院,安徽合肥230036;安徽农业大学工学院,安徽合肥230036【正文语种】中文【中图分类】TM912为提高锂离子电池的输出功率，通常采用串联电池的方式来提高电压等级[1]。
由于各单体电池在生产过程中内阻、容量等参数不一致[2]，并且电池组在使用过程中，各个单体电池会发生一些变化，电池的各参数也会不一致。
电池组内单元的不均衡将带来如下问题：1)电池组总容量得不到充分利用；2)容易造成电池单元的故障甚至损坏，形成安全隐患；3)需要增加更多的检测和控制电路[3-4]。
为了减小这种不一致性对锂离子电池组的影响，在电池组的充放电过程中需要增加均衡控制系统。
锂电池组均衡技术分为能耗型均衡和非能耗型均衡。
能耗型均衡主要为电阻放电式均衡，此种均衡结构简单，控制方便[5-6]。
由于非能耗型均衡的电路复杂，实现成本较高[7]，故本系统采用能耗型均衡方案，采用电池管理专用集成芯片BQ76PL536A-Q1，完成串联锂离子电池均衡系统的设计，并进行试验论证。
锂离子电池的结构与工作原理
锂离子电池的结构与工作原理锂离子电池是目前最常见和广泛使用的可充电电池之一，其在电动汽车、移动设备和储能系统等领域扮演着重要角色。
了解锂离子电池的结构和工作原理对于我们理解其性能和安全性具有重要意义。
本文将介绍锂离子电池的结构以及其中各部分的功能，并详细解释其工作原理。
一、锂离子电池的结构锂离子电池由正极、负极、电解质和隔膜组成。
1. 正极正极通常由锂化合物、导电剂和粘结剂等组成，最常见的是以氧化钴（LiCoO2）为主要成分。
正极材料的选择对于电池性能至关重要，它决定了电池的能量密度和循环寿命。
2. 负极负极通常由碳材料（如石墨）构成，其主要功能是吸收和释放锂离子。
负极中的石墨结构能够形成锂离子的插入和脱出，实现电池的充放电过程。
负极还需要具备良好的导电性和结构稳定性。
3. 电解质电解质是锂离子电池中重要的组成部分，它能够传输锂离子在正负极之间。
常用的电解质材料有有机液体电解质和固态电解质。
有机液体电解质的优势是具有较高的离子传导性，但存在着安全性和稳定性等问题。
而固态电解质由于具备较高的安全性和稳定性，正在逐渐被应用于锂离子电池中。
4. 隔膜隔膜在锂离子电池中起到隔离正负两极的作用，防止短路和电解液的混合。
隔膜要求具有良好的离子传输性能和较高的电化学稳定性。
一般使用聚合物材料或陶瓷材料制成的隔膜。
二、锂离子电池的工作原理锂离子电池的工作原理基于锂离子在正负极之间的迁移和嵌入脱出过程。
1. 充电在充电过程中，外部电源施加正向电压使得正极处于高电势，负极处于低电势。
这个过程中，锂离子从正极脱嵌，并通过电解质迁移到负极，并在负极的石墨结构中进行嵌入。
同时，正极中的锂离子被氧化，并释放出电子。
2. 放电在放电过程中，正极处于低电势，负极处于高电势。
此时，嵌入在负极的锂离子开始脱嵌，并通过电解质迁移到正极。
此过程中，负极释放出电子，电子通过外部电路产生电力。
同时，正极中的锂离子被还原。
3. 工作原理总结通过充放电过程，锂离子在正负极之间迁移和嵌入脱出，实现了电子和离子的流动，从而产生了电能。
锂电池充放电与管理系统设计与优化
锂电池充放电与管理系统设计与优化随着科技的发展，锂电池作为一种高能量密度、长寿命、环保的能源储存方式，在电动汽车、智能手机、无人机等领域中得到了广泛的应用。
锂电池的充放电与管理系统设计与优化对于提高锂电池的安全性和性能至关重要。
本文将探讨锂电池的充放电原理以及管理系统的设计与优化方法。
在锂电池的充电过程中，电流通过电解液中的锂离子，从正极流向负极。
而在放电过程中，锂离子则从负极通过电解液移动到正极。
锂电池的充放电速度与电解液中锂离子的扩散速度有关。
当电流密度过大时，锂离子的扩散速度可能无法满足要求，导致充电速度减慢、放电速度降低。
因此，在锂电池的充放电过程中，需要合理控制充放电的速率，以保证锂离子的正常扩散，避免过快或过慢的充放电过程对锂电池的安全性产生不利影响。
为了实现锂电池的安全、高效充放电，设计合理的充放电管理系统至关重要。
首先，充电管理系统应具备过充保护功能。
过充会导致电池电压过高，产生潜在的安全隐患。
因此，充电管理系统应具备过充保护功能，当电池电压达到安全阈值时，自动停止充电，以避免过充情况的发生。
其次，放电管理系统应具备过放保护功能。
电池过放会导致电池电压降低，降低电池续航能力，并且可能引发电池内部化学反应，导致电池故障。
因此，放电管理系统应具备过放保护功能，当电池电压降到安全阈值时，自动停止放电。
这样可以有效避免过放对锂电池的损害。
另外，充放电管理系统还应具备温度保护功能。
温度是影响锂电池性能和寿命的重要因素之一。
过高或过低的温度都会影响电池的性能和安全性。
设计合理的温度保护措施，可以监控锂电池的温度，并在温度过高或过低时采取相应的措施，如降低充放电速率或自动断开电流，以保护锂电池的安全性和性能。
此外，充放电管理系统还应具备电流均衡功能。
在长时间使用后，锂电池中不同单体电池之间可能出现电荷和放电不均衡现象，导致电池容量降低和寿命缩短。
通过电流均衡技术，可以将电池内部的电荷和放电状态进行均衡，延长锂电池的使用寿命，提高系统性能。
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锂离子电池充放电平衡系统的设计与实现专业：电子信息工程学号：201203044052姓名：夏雨雷指导老师：邓华军摘要随着集成电路的迅速发展，各种电子产品都在朝着便携和小型轻量化的方向发展。
供电系统也发生了巨大的变化，由原来笨重的其他材料型电池改为锂离子电池供电。
锂离子电池体积小、质量轻、污染小、利用效益高。
对充放电控制系统有严格的要求，故拥有一款性能良好的充放电平衡系统非常重要，本设计以STC12C5A60S2为主控核心，利用PI算法控制充电过程中电流动态平衡，系统由显示电路、保护电路、电压采样电路组成。
实现对锂离子充放电控制基本功能，提出设计思想和系统结构。
系统可靠性好，实用性强，可作为于各种小型电子设备的充放电装置。
关键词：锂电池STC12C5A60S2 PI算法采样电路电流动态平衡Design and implementation of the charging and discharging balancesystem for lithium ion batteryWith the rapid development of integrated circuits, all kinds of electronic products are moving in the direction of portable and small lightweight. Great changes have also occurred in the power supply system, which changed from the original bulky other materials to the lithium-ion battery power supply.Lithium ion battery has the advantages of small size, light weight, low pollution and high efficiency. It has strict demand on charging and discharging control system, so it has a good performance of charge and discharge balance system is very important. This design is based on STC12C5A60S2 as the control core, PI algorithm is adopted to control the charging process in the current dynamic balance, the system consists of a display circuit, a protection circuit, a voltage sampling circuit. To achieve the basic functions of lithium ion charge and discharge control, puts forward the design idea and system structure. The system has good reliability, strong practicability, charging and discharging device can be used as small electronic devices in various.Key words: Lithium-ion battery STC12C5A60S2 The indicator light circuit The liquid crystal display circuit Protection circuit目录1绪论 (1)1.1课题研究的背景 (1)1.2课题研究的意义 (1)1.3课题的国内外研究现状 (1)1.3.1国内研究现状 (1)1.3.2国外研究现状 (2)1.4课题研究的主要内容 (2)2整体设计方案 (3)2.1 BUCK降压电路选择 (3)2.2电流控制选择 (3)2.3总设计系统框架图 (4)3硬件电路设计 (5)3.1系统供电电路 (5)3.2 BUCK电路设计 (5)3.3输出电压和动态电流平衡设计 (6)3.3.1输出电压电路设计 (6)3.3.2动态电流电路平衡设计 (6)3.4控制电路和显示电路设计 (7)3.4.1控制电路设计 (7)3.4.2显示电路设计 (8)3.5充电方式选择电路设计 (9)3.6系统保护电路设计 (10)3.6.1充电过温保护设计 (10)3.6.2充电过压保护电路设计 (11)3.6.3放电保护设计 (12)4软件程序设计与实现 (13)4.1软件设计流程 (13)4.2 PI控制原理和PI函数 (14)4.2.1 PI控制原理 (14)4.2.2 PI控制函数 (15)5系统测试 (17)5.1主要测试仪器仪表 (17)5.2测试方法 (17)5.3测试结果分析 (18)6结论 (19)参考文献 (20)致谢 (21)附录 (22)1绪论1.1课题研究的背景锂离子电池是二次能源，具有质量轻、体积小、无污染、放电能力强等优点，是20世纪动力能源的首选，广泛应用在各个领域，如航天供电系统、医疗供电系统、民用电子产品中，最典型的是手机供电系统。
目前中国鼓励大众创业，万众创新，在珠三角以及沿海一带，崛起许多以锂离子二次能源为创新发展的厂商，力图进军锂离子的研发，打造具有中国自主品牌的高性能锂离子电池。
锂离子电池的性能与充放电装置有关，其性能取决于充放电装置系统，鉴于此，本文围绕锂离子电池组充放电特性。
设计一款功能完善的充放电装置系统。
1.2课题研究的意义日异月新的科技变化，许多电子产品都朝着集成化方向发展。
供电方式也随之改变，转为体积小、质量轻、放电能力强的锂电池供电。
锂离子电池组对充放电装置要求苛刻，充放电装置必须有较高自动控制精度。
另外，锂离子电池由于过放，电压较低，充电时需进行预充，电压升高后，才能采用恒压恒流充电，充电完成后，为防止过充，系统必须自动判断，并断开充电电路保护电池。
锂离子电池组充放电平衡系统装置是电池能量的补充装置，关系到锂离子电池组的使用寿命和指标，设计一款性能优良的充放电装置意义深远，故实现安全高效充放电控制已成为锂离子电池组推广应用的关键技术。
1.3课题的国内外研究现状1.3.1国内研究现状自锂离子电池问世以来，锂离子电池能量补充装置应运而生，国内锂离子电池充放电装置种类繁多，然而国家监督产品质量抽查结果中，40％厂家生产的锂离子电池能量补充装置不合格。
有的就是一个简易变压器，缺少保护电路等，使用中易损坏电池。
随着小型化电子设备的发展，许多厂家提出以涓流和恒流为主方式充电，进行技术改良，不但提高充电效益，且在保护机制上实现过充保护、过流保护、过温保护等功能。
2008年，联想公司研发的锂离子电池管理芯片，进一步推动锂离子充电器的技术革新，该电池管理芯片功能齐全，适合市场上大部分锂离子电池，被许多生产充电器的厂家使用，如宏碁笔记本使用的充电器就使用该芯片作为核心控制。
2010年，芝嘉电源公司研发的锂离子电池充电平衡装置，突破锂电池充电过程中的短板，结合涓流充电和恒流充电，根据不同锂电池自动调整充电电流和充电电压[1]。
但使用开关元器件，电路工作中温度过高，降低了充电效益，2012年，航嘉电源公司利用二次回流充电方式，设计出一款充电效益高的锂离子电池充电器，充电效益为60%。
1.3.2国外研究现状1990年日加公司为索尼公司研发的F707型数码相机锂离子充电装置，采用并联恒流快充方式，由于采用并联方式充电，内阻比采用串联充电小，能快速进行能量补充，但锂离子电池由于个体存在差异，采取并联充电方式，会降低电池使用寿命。
1995年松下、三洋、汤浅、美国等电源研发公司先后研发了不同类型的锂离子电池充放电装置，均取得了一定效果。
法国SAFT公司是著名的锂离子电池生产厂商之一，麦克斯先生是该公司的领军人物，他提出了锂离子电池充电重点在于电流动态平衡，强调不同电池组之间千差万别，充电方式也截然不同，简单的充电方式无法满足锂离子电池，在他的带领下，SAFT公司研发了一款快速的充电平衡装置，采用智能脉冲法循环充电，2014年日本索尼公司电源研发人员松田山野，利用麦克斯这一原理，研发了针对串联法充电的锂离子动态平衡充电装置，并且在充电通路中，串联一个电感量高的电感，串联电感后使电流具有暂态效应，利用电流互补达到动态平衡，防止因大电流损坏电池。
总之，国内外研发和生产锂离子电池充放电装置都有各自的优缺点，本设计在汲取国内外经验的同时，重点对锂离子电池动态电流平衡充电法进行研究，设计一款性能稳定功能齐全的锂离子电池充放电装置系统。
1.4课题研究的主要内容综合考虑锂离子电池安全充电及成本，以STC12C5A60S2为控制核心，LM2576-ADJ 构成BUCK降压变换电路，使用INA168时时检测充电电流，利用精准的PI算法程序动态控制充电电流，有效克服锂离子电池充过充、过流、充电效率低等缺点，且系统具有过温、过放等功能，当锂离子电池温度为45℃时，发出报警声停止充电，电池组放电到设定极限值时，系统自动保护电池，停止对负载供电，系统能对不同锂离子电池组组充电，用户只需选择对应的充电按钮，就能对不同的电池组充电。
2整体设计方案2.1 BUCK降压电路选择方案一：以LM2576-ADJ集成电源芯片组成BUCK型电路恒流控制系统。
结构简单，且输出电压稳定可调。
方案二：由普通的场效应管组成降压电路，调节占空比宽度，调节电流大小。
方案比较：方案一LM2576-ADJ集成电源芯片，直接构成BUCK电路，电路设计简单，电流容易控制和工作稳定，短时间内容易完成。
方案二由场效应管构成的BUCK电路，还需加外部驱动电路，占空比要求严格，难度较大，短时间内不易完成。
综合比较，选择方案一。
2.2电流控制选择方案一：采用STC12C5A60S2自带的两路AD转换器采集采样电阻两端电压值，与设定好的电压值比较，判断比较结果，编程控制单片机对输出电流补偿，最终恒流输出。
方案二：运用INA168检测采样电阻电流大小，由STC12C5A60S2完成转换AD转换。
方案比较：方案一，采样电阻两端电压太小，AD采样检测电流不准确，普通的补偿控制达不到系统设计要求。
方案二使用INA168检测电流，利用PI 算法使充电过程中电流动态平衡，整个系统的可靠性得到提高，优于其他方法，故选择方案二。