电池充放电保护系统软件设计
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西安欧亚学院
本科毕业论文(设计)开题报告
题目:电池充放电保护系统软件设计
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一、选题背景及意义
随着现代化技术的发展,电池产业作为一个朝阳产业,拥有着广阔的市场前景。当今全球电子信息产业中,移动通信、手提电脑、数码相机已经成为发展最快的三个行业(例如,手机电池,移动电源,笔记本电源等),同时伴随着这些高端产品的出现,很多的问题也就出现了,很多电池因为自身的材质和性能的原因,出现了寿命短,易充坏,大耗量的电池体积笨重,不宜携带,人们对此也比较头疼。
国外的Battery University网站近日放出一篇关于如何延长锂电池寿命的文章,对电池的使用方法提出了新的结论。他们声称,经过实验结果证实,锂离子电池的最佳保养方式是轻度使用、快放快充,这与机械设备使用方法类似,用的频率越大、次数越多,电池的损耗就会越快。此外他们还指出,使用环境的温度对电池寿命也有影响,过高(30℃)或过低的温度都会对电池寿命形成损耗。比如经常连接适配器电源使用的笔记本电脑,最好把电池拆下来,实际上这并不是充电会对电池形成损害,因为电池满电之后就不再充电,但是笔记本电脑在使用时不注意底部的通风情况会让温度过热,这才是影响电池寿命的真凶。当然,如果有一个比较好的使用环境或者散热底座,电池可以在停电的时候避免未保存的资料丢失。相比国外,国内一般对电池的保护方法让电池保持在较低温度下,过热对电池不利。在将电池保存起来时给它充电到 40-50%,然后放到阴凉处。新电池一般拿回来对电池进行三次的充足充放电时间,一般为12小时左右,当然这是传统的镍氢电池的充电法。对于现在锂电池的充电,很多人都认为应当和镍氢电池的充电方法一样,这样的说法确实错误的,正确的方法是:关机状态下线充,充满时即刻拔下电源,再开机使用。
锂电池特性和充电方法,为了避免锂电池的过充电或和过放电所产生的不安全问题,并防止锂电池特性劣化,应对锂电池进行充放电保护。因此,研究这项课题是对现今电池行业有巨大的意义及推进。
二、原理概述
对于充电电池在充电电流方面,锂电池的充电率(充电电流)应根据电池生产厂的建议选用。虽然某些电池充电率可达 2C(C 为电池的容量),但常用的充电率为 0.5~1C。在采用大电流对锂离子电池充电时,因充电过程中电池内部的电化学反应会产生热,因此有一定的能量损失,同时必须检测电池的温度以防过热损坏电池或产生爆炸。此外对锂电池充电,若全部用恒定电流充电,虽然可以在一定程度上缩短充电时间,但很难保证电池充满,如果对充电结束控制不当还会造成过充现象。
放电方面,锂电池的最大放电电流一般被限制在 2~3C 左右。更大的放电
电流会使电池发热严重,对电池的组成物质造成损坏,影响电池的使用寿命。同时,由于大电流放电时,电池的部分能量转变成热能,因此电池的放电容量将会降低。在造成过放电时,还会造成电池的失效。对于过放电的锂电池,在充电前需要进行预处理,即使用小电流充电,使电池内部被过放电的单元被激活。
据调查,电池循环使用次数可达五百次,而电池组循环使用次数却通常不到一百次,即电池组使用一段时间,就会产生这样或那样的差异。一致性会变差,所谓一致性就是对一组电池的容量,内阻,电压,放电曲线等的参数要求尽量相同。使用一段时间产生差异后,采用整体电压保护控制的方式是难以适用于动力电池的,如一个36V 的电池堆,必须用 10 只电池串联。整体的充电控制电压是 42V,而放电控制电压是 26V。用整体电压控制方式,初始使用阶段由于电池一致性特别好,也许不会出现什么问题。在使用一段时间以后电池内阻和电压产生波动,形成不一致的状态,这种时候仍然使用整体电压控制是不能达到其目地的。例如,锂电池几次过放就等于报废。由于锂电池的特殊结构决定了它不能过充电(超过 4.2v),过放电(低于 2.5v),一旦出现过充电或者是过放电就会造成严重损坏或者是爆炸。电池组有区别于单体电池的额外特性,基于目前的动力电池设计与制造技术水平,单体之间的性能差异在其整个生命周期里客观存在,要想避免单体由于过充、过放导致提前失效,使电池组的功能和性能指标达到或者接近单体的平均水平,对电池组中单体之间控制和管理保护是必由之路。
三、毕业设计内容
1、首先对电池保护系统的软、硬件整体方案设计进行简单的描述。
2、对硬件电路方案设计、电路仿真及参数定型设计。
3、进行软件结构设计,绘制电路流程图。
4、软件编程、调试,整机联调。
5、毕业设计论撰写,外文资料翻译。
6、答辩准备。
四、进程安排
第1-3周:查资料,系统方案设计。
第4-5周:电路方案设计、仿真分析、参数定型。
第6-8周:软件结构设计,绘流程图、编程。
第9-10周:整机联调。
第12-16周:论文撰写、审核、答辩准备。
五、参考文献
[1] 陈赜主编.ARM9嵌入式技术及Linux高级实践教程.北京航空航天大学出版社.2005年
[2] 许海燕,付炎著.嵌入式系统技术与应用.机械工业出版社.2002年
[3] 陈章龙唐志强涂时亮.嵌入式技术与系统--Intel XScale结构与开发.北京航空航天大学出版社,2004-02
[4]田泽主编.嵌入式系统开发与应用教稃.北京航空航天大学出版社.2005年.
[5]周立功主编.ARM嵌入式系统基础教程.北京航空航天人学出版社.2005年
[6] 张丽敏,周润景.Altium Designer原理图与PCB设计[M].北京:电子工业出版社,2009.06
[7] 刘岩.电流控制型开关电源[J].现代电子技术,2001(10):60-62.
[8] 莫慧芳.高频开关电源发展概述[R].广州:科技贸易职业学院,2007.
[9] 赵同贺,刘军.开关电源设计技术与应用实例[M].北京:人民邮电出版社,2007.
指导教师意见: