锂离子充放电平衡系统的设计与实现毕业论文开题报告

1、.安顺学院本科毕业论文(设计)开题报告完成时间： 2015年11 月 10 日论文题目锂离子充放电平衡系统的设计与实现 学生姓名 夏雨雷专 业电子信息工程学 科 工学电子邮箱454719477联系电导教师邓华军选题目的和意义随着集成电路的迅速发展，各种各样的电子产品都在朝着便携式和小型轻量化的方向发展。其供电系统也发生了巨大的变化，由笨重的其他材料的电池改为锂离子电池供电。目前市场上的锂离子电池充放电系统都有这些特点：限流保护功能、充放电反接功能、有的还具有充电状态显示和低噪声等功能。由于锂离子电池组对充放电装置要求苛刻，这就要求充放电装置有较高的自动控制精度。另外，

2、由于有的锂离子电池组电压过低，充电时需要进行预充、充电终止检测、电压检测外，还需采用其他的辅助方法，作为防止过充过放后备措施，如检测电池温度、限制充电时间，为电池提供附加保护，由此可见实现安全高效的充放电控制已成为锂离子电池组推广应用的目标和关键。锂离子电池组充放电平衡系统装置是为化学电池设计的能量补充装置，关系到锂离子电池组的一些重要使用指标，如使用寿命、安全性等。正是如此，设计一款性能优良的充放电装置有着深远的意义。研 究 现 状 述 评锂离子电池自其原形诞生以来，随着技术的不断进步，其性能较以前有了明显提高。就目前的化学二次电源来看，在电子产品的供电中有不可替代的重要地位，这和它的优点是

3、分不开的，锂离子电池能量密度高，其体积能量密度和质量能量密度分别可达450W.h/dm3 和150W.h/kg，而且还在不断提高。由于锂离子电池具有这些优良的性能而具有广泛的应用价值，将成为动力以及通讯电池的首选。世界上许多大公司竞先加入到该产品的研究行列中。如索尼三洋、富士通、日产、佳能等，目前常用的领域为电子产品，如手机、MP3、电脑等。对其他一些重要的领域，如电动交通工具、航空航天、军事等领域也正在渗透。消费者对电池电能的要求日渐提高；人们希望在获得大容量电能的同时，能够尽量减轻重量，提高整个电源系统的使用效益和寿命。而新一代聚合物锂离子电池在形状上可以做到薄形化，任意面积化和形状化，大

4、大提高了电池造型设计的灵活性。同时，聚合物锂离子电池的单位能量比目前的一般锂离子电池提高了20%，其容量与环保性能方面都获得了改善。然而，对锂离子电池的使用状况起决定作用的是对其补充能量的装置，目前国内锂离子电池充放电系统种类繁多，有的只有简单的充电作用，这对锂离子电池的使用寿命有很大的影响，针对这种单一的充电方式，本系统设计从锂离子电池的充放电着手，设计一款功能齐全的锂离子电池充放电平衡系统装置。拟 研 究 的 目 标 和 主 要 内 容研究主要目标：本系统是实现锂离子电池组在充放电过程中的一系列问题，如电池组充电不均匀、过放、过流、充电过压、充电过温等问题，本设计针对以上问题，设计一款针对

5、锂离子充放电的平衡装置，以解决这些问题。本系统研究的主要内容是：设计以STC12C5A60S2为控制核心，系统由供电电源电路、BUCK降压电路、控制显示电路、输出电压/电流检测电路、输出恒定电流电路、过温/过压保护电路等部分组成。实现电池充放电、LED指示、液晶显示、保护机制及异常处理等充电器所需要的基本功能。并且本文对锂离子电池组的参数特性、充放电原理与充电方法进行了详尽的描述，并提出锂离子充放电平衡系统设计思想和系统结构的方法。该电路具有安全快速充电功能，可以广泛应用于室内外锂离子电池的充放电系统装置。研 究 的 主 要 方 法、手 段 和 途 径 及 研 究 进 度 计 划一、研究的方法

6、、手段及途径1. 文献资料法：根据本文研究需要，通过查阅有关书籍和文献资料。2. 实验仿真法：在Proteus平台下，利用虚拟元件进行连接调试，测试仿真电路，在实验中去发现问题，解决问题，并在 altium designer软件下完成PCB线路的设计。3. 调查法：通过市场调查，分析其中存在的问题，改进设计的不足和解决遇到的困难。二、研究进度计划 1.2015年6月4日至2015年7月13日，对论文选题及研究思路与指导老师对接；2.2015年7月13日至2015年10月9日，确定研究思路后，收集相关资料和阅读相关文献，形成基本的研究方案；3.2015年11月6日至2015年11月14日，完成开

7、题答辩；4.2015年11月12日至2015年11月25日，确定系统需要实现的功能和总体设计方案，了解各个系统模块的工作原理，完成相关电路图的设计；4.2015年12月5日至2015年12月20日，完成系统总电路图的设计和软件仿真，编写单元模块化程序，以及PCB焊接；5.2016年2月15日前，完成单元模块的软硬件调试和论文中期报告，形成论文初稿；6.2016年3月20至2016年4月1日，完成整个系统的融合，硬件与软件之间的实物调试，是否达到了预期效果，如果不一致，查找原因并解决，以及对整个系统进行优化。在指导老师的指导下，对初稿进行修改，完成论文二稿、三稿。对论文格式和内容排版进行修改，形

8、成论文答辩稿；7. 2016年4月15日至2016年5月20日，对论文修改形成定稿，并准备参加答辩；论 文 提 纲1 概述1.1 课题研究的背景1.2 锂电池组充电特性2 理论计算2.1 方案论证与比较2.1.1 BUCK降压电路选择2.1.2 电流控制2.1.3 总体方案设计2.2 理论分析与计算2.2.1 输出电流分析与计算2.2.2 BUCK电路元件参数分析与计算2.2.3 BUCK电路输出效率分析计算2.2.4 NTC负温度系数电阻计算2.2.5 PI控制原理3 系统设计3.1 供电电源设计3.2 BUCK降压电路设计3.3 控制显示电路设计3.4 输出电压、电流检测电路设计3.5 输

9、出恒定电流电路设计3.6 过温、过压保护电路设计4 软件设计4.1 软件设计原理及设计所用工具4.2 软件设计结构图5 系统测试5.1 主要测试仪器、仪表5.2 系统测试5.2.1 测试方法5.2.2 测试参数记录表及测试数据5.3 测试结果分析6 结论本次设计虽然完成了主要的任务，基本达到设计的要求和目标。但是，由于个人在知识面和能力方面还有限，再加上条件的限制，各项技术指标的提高、诸多功能的完善还需要进一步的研究和开发，此外在完成基本功能的基础上，还需要努力提高软件的效率、硬件系统的稳定性、进一步降低系统功耗等。开 题 报 告 主 要 参 考 文 献1 彭颖.一种锂离子电池充电器芯片的设计D.华中科技大学,2005.2 D.Linden.Handbook of BatteriesJ.McGraw-Hill,2003（1）:34-35.3 Zhang W，Skelton D，Martinez R.Modeling and analysis of an off-line battery charger for single cell lithium batteriesJ.IEEE Circuits and Systems, 2004， 2（4）:1796-1802.4 栾城强.单节锂离子电池充电器J.电子技术应用,2006（5）:32-34.5 洪敏