智能化锂电池充电系统
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一款基于BQ24610的智能锂电池充电方案
1.概述
随着移动电话、笔记本电脑、平板电脑等众多便携式电子设备的迅速普及应用,与之配套的小型锂离子电池、锂聚合物电池等二次电池的生产及需求量与日俱增,特别是锂离子电池体积小、重量轻;循环寿命长、充电可达几百次甚至上千次;自放电率低等优点广泛应用于可移动便携式电子产品中。
因此,设计一套高精度锂离子充电管理系统对于锂离子电池应用是至关重要的,严格防止在电池的使用中出现过充电、过放电等现象。
目前比较成熟的锂电池充电管理方案就是基于笔记本电脑的方案,该类电源管理方案已经接近成熟,但是往往成本较高,不太符合应用于便携式分子筛制氧机设计中。
结合成本与性能的考虑,最后我们选择BQ24610 芯片作为主芯片,结合外围电路,来设计便携式分子筛制氧机电源管理模块。
BQ24610 是TI 公司生产,可以实现5V-28V 锂电池充电管理。
充电控制器与
传统的控制器相比较,效率更高,散热更少;充电电压及电流的准确度接近百分之百,有助于延长电池使用寿命;集成型独立解决方案可提高设计灵活性,缩小整体解决方案尺寸,更有利于广泛应用于便携式设备中;动态电源管理可在电池充电时仍可为系统供电,最大限度地提高适配器功率[3].本文就通过在实际中的探索,对电池充电控制器和选择器芯片BQ24610 的基本性能、工作原理、参数
设置及应用中出现的问题进行了分析,给出了相应的典型应用电路设计。
2.BQ24610 功能及特性
2.1 引脚介绍
ACN(引脚1):适配器电流误差放大器负输入。
ACP (引脚2):适配器电流误
差放大器正输入。
ACDRV (引脚3):AC 或适配器电源选择输出。
CE(引脚4):。
超级快充动力锂电池系统及充电桩解决方案随着电动车的普及,充电问题成为限制其发展的瓶颈之一、传统的充电设备需要较长的时间来完成充电过程,影响用户的使用体验。
超级快充动力锂电池系统及充电桩解决方案的出现,将为电动车的充电问题提供了新的解决方案。
1.高能量密度:超级快充动力锂电池系统采用了高能量密度的锂电池技术,使得电池具有更高的储能能力。
用户只需要短时间的充电,就可以得到更长的续航里程。
2.快速充电:超级快充动力锂电池系统能够在非常短的时间内完成充电过程。
通过先进的充电控制技术,可以在数分钟内将电池的电量充满,大大缩短了用户等待的时间。
3.长寿命:超级快充动力锂电池系统采用了先进的电池管理系统,可以对电池进行精确的管理和充电控制。
这不仅可以保证电池的寿命,还可以提高电池的安全性和可靠性。
为了实现超级快充动力锂电池系统的快速充电,充电桩技术也需要进行相应的创新。
新一代的超级快充电桩解决方案应具备以下几个特点:1.高功率输出:超级快充电桩需要具备较高的功率输出能力,以便快速充电。
采用高功率输出的充电桩,可以大大提高充电速度,减少用户等待的时间。
2.智能充电控制:超级快充电桩应配备智能充电控制系统,能够根据电池的电量和需求情况,调节充电电流和电压。
这样可以最大程度地保护电池的寿命,同时提高充电效率。
3.充电桩网络化:超级快充电桩应具备网络化的功能,可以实现与充电管理系统的连接。
通过网络连接,可以实现充电桩的智能化管理和远程监控,提高服务的效率和质量。
4.多功能服务:超级快充电桩除了提供快速充电服务外,还可以配备多功能设施,如充电宝出租、充电咖啡馆、充电休闲区等。
这样可以提供更多元化的服务,增加用户的使用体验。
超级快充动力锂电池系统及充电桩解决方案的出现,将极大地改善了电动车的充电问题。
用户只需数分钟,即可快速完成充电,大大提高了充电的效率和便利性。
同时,新一代的充电桩技术也可以提供更多样化的服务,为用户提供更好的使用体验。
基于单片机的智能充电系统设计摘要:设计一种基于充电芯片MAX1898和单片机AT89S52的智能充电系统,通过研究系统的硬件设计与实现以及软件设计与实现,实现高效、安全、智能的电子设备充电方案,探索新型充电系统的实现途径。
在硬件设计中,实现了充电系统的电源管理、电压检测、电流检测等功能,并通过MAX1898充电芯片提高了充电速度和效率;软件设计中,通过AT89S52单片机对各种状态的监测和控制,实现了充电系统的智能化管理,使充电系统更加安全、稳定和智能化。
关键词:MAX1898;AT89S52;智能充电系统1 引言智能充电系统是一种高效、安全、节能和环保的充电解决方案,能够为各种规格的电池提供智能化的充电服务。
该系统采用单片机和芯片控制技术,可以实现全面监测和管理充电过程,以确保安全、可靠的充电效果。
智能充电系统具有多种充电接口,可以为不同类型的电子产品提供快速、高效和安全的充电服务。
同时,该系统还能够有效保护电池,延长其使用寿命,并避免资源的过度浪费。
通过智能化算法的应用,智能充电系统可以优化充电过程,减少能源消耗和环境污染,促进绿色发展。
此外,智能充电系统的设计成本相对较低,适用于大规模生产和广泛推广。
随着新技术的不断推出,智能充电系统也会不断更新和升级,以满足人们对快速、高效、安全和可靠充电的要求,同时也推动电池质量的不断提高。
因此,智能充电系统具有广阔的市场前景和应用价值。
2控制系统程序框图智能充电系统旨在通过结合MAX1898充电芯片和单片机AT89S52,实现针对锂离子电池的快速、高效、且安全的充电。
智能充电系统的总体框架如图1所示。
图1 智能充电系统的总体框架2 系统硬件电路设计3.2 充电系统的充电控制设计本系统还采用了单片机AT89S52作为主控芯片,实现了对充电控制的全面监测和管理。
通过串口通讯和LCD屏幕显示,能够准确地显示当前电池的电压、电流、温度等参数,并且能够对电池进行充电、放电和平衡控制,满足不同电池的充电需求。
第三部分毕业设计正文锂电池充电器的设计[摘要] 本设计以单片机为控制核心,系统由指示灯电路、电源电压与环境温度采样电路、精确基准电压产生电路和开关控制电路组成。
实现了电池充电、LED指示、保护机制及异常处理等充电器所需要的基本功能。
本文对锂离子电池的参数特性、充电原理与充电方法进行了详尽的描述,并提出了充电器的设计思想和系统结构。
该电路具有安全快速充电功能,可以广泛应用于室内外单节锂离子电池的充电,如手机、数码产品电池等。
[关键词]锂离子电池,充电器,硬件电路,软件设计The design of lithium battery chargerSui Chaoyun0701 electricity techniqueAbstract:This design uses SCM system for the control of core, it includes the pilot lamp circuit on system, sampling circuit about voltage and temperature, the causes about standard voltage and switch controls. The circuit achieves charging battery, LED instructions, the protection mechanism and exception handling, and other functions. This paper introduces the following things: parameters of lithium-battery, principles and methods on charge, design thinkings and system structure about charger, and it describes the functional mode of the charger in detail,moreover it proposes the thinking of plan and structure of a system.The circuit which be planed have functions of safety,rapid and so on. It can use in the charge of Lithium-ion battery that is only far-ranging,such as the battery ofcellphone,digital product and so on.Key words: Lithium-ion battery, Charger, Hardware circuit, Software design目录第一章绪论 (1)1.1 课题的背景及目的 (1)1.2 论文的构成及研究状况 (1)1.3 锂电池充电器的功能描述 (2)第二章锂电池充电器的介绍及系统设计框架 (3)2.1 锂离子的介绍 (3)2.1.1 锂离子电池的发展 (3)2.1.2 锂电池的工作原理及结构 (3)2.1.3 锂电池充电器的充电特性 (5)2.2 系统设计框架 (6)2.3 锂电池充电方法 (8)2.3.1 恒流充电(CC) (8)2.3.2 恒压充电(CV) (8)2.3.3 恒流恒压充电(CC/CV) (9)2.3.4 脉冲充电 (9)第三章锂电池充电器的设计 (10)3.1 锂电池充电器的工作原理 (10)3.1.1 89C51芯片简介 (11)3.1.2 系统指示灯电路 (12)3.1.3 电源电压与环境温度采样电路 (12)3.1.4 精确基准电源产生电路 (13)3.1.5 开关控制电路 (14)3.2 锂电池充电器的设计理念 (15)3.2.1 设计思路 (15)3.2.2 系统主流程 (15)3.2.3 充电流程设计 (17)3.2.4 程序设计 (18)结束语 (31)致谢 (32)参考文献 (33)第一章绪论1.1 课题的背景及目的电子信息时代使对移动电源的需求快速增长。
锂离子电池智能充电控制器的研究与设计摘要:本文论述了一种先进的锂离子电池充电控制器设计:在充电前检测电池的电压值,再对电压过低的电池进行涓流充电。
当电池最终浮充电压达到4.2V时,充电过程终止,整个过程由低功耗MCU 进行控制。
在检测到温度升高时,内部的热限制电路将自动减小充电电流。
再结合专用的控制执行和保护电路,实现了锂离子电池充电控制的智能化。
该设计通过了理论分析与实物制作测试,证明了该设计可行、可靠。
关键字:锂电池;充电;保护电路;MCU1 引言便携式电子产品的迅猛发展促进了电池技术的更新换代,而便携设备的一个重要供电方式是采用电池供电,锂电池是近十几年才发展起来的一种新型电源。
聚合物锂离子电池在电子消费类产品中有广泛的应用,要求设计出一款通用型的锂离子电池充电控制器,能对较大容量的电池(2000mAh以上)进行智能充电。
对锂离子电池的充电特性进行研究,设计出充电控制电路,充电过程以LED指示灯显示。
锂离子电池在各类电子产品中获得了广泛的应用,所以该课题的设计具有较强的实际意义。
具体设计细节指标如下:(1)对锂离子电池的充电特性进行研究;(2)正确设计充电控制电路及保护电路;(3)完成电路原理图设计;(4)完成系统的调试分析。
2 锂离子电池的充电特性和充电方法2.1 锂离子电池充放电特性在电压方面,锂电池电池对充电终止电压的精度要求很高,误差不能超过额定值的1%。
终止电压过高,会影响锂离子电池的寿命,甚至造成过充电现象,对电池造成永久性的损坏;终止电压过低,又会使充电不完全,电池的可使用时问变短。
.图2.2显示了充电终止电压对电池寿命的影响。
可以看到,充电终止电压越高,电池寿命越短,4.2V是充电曲线函数的拐点。
因此,结合充电终止电压对电池容量和电池寿命的影响,一般将充电终止电压设定在4.2V。
2.2锂离子电池充电方法这款充电器采用恒流恒压的充电方案。
在CC/CV充电器中,充电通过恒定电流开始。
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。
锂电池的均衡充电的工作原理锂电池是一种常见的充电器设备,被广泛应用于移动设备、电动车辆和储能系统等领域。
在充电过程中,锂电池的均衡充电起着重要的作用,它能够保证各个电池单体充电状态的一致性,提高电池组的整体性能和寿命。
锂电池的均衡充电是通过均衡电路来实现的。
均衡电路是一种能够监测和调节电池单体之间电压差异的装置。
当充电过程中,电池单体之间的电压差异过大时,均衡电路会自动将电流从电压较高的电池单体转移到电压较低的电池单体,以实现充电状态的均衡。
均衡电路通常由均衡电路板、控制芯片和开关电路等组成。
均衡电路板上安装了多个均衡电路单元,每个均衡电路单元与一个电池单体相连接。
控制芯片负责监测电池单体之间的电压差异,并通过开关电路控制电流的流动。
当电池单体之间的电压差异超过设定的阈值时,控制芯片会启动均衡电路,将电流从电压较高的电池单体转移到电压较低的电池单体,直到电池单体的电压达到均衡。
均衡充电的工作原理是基于电池单体之间的电压差异。
在锂电池组中,由于电池单体的制造工艺和使用情况的差异,不同电池单体之间的电压可能存在差异。
而这种电压差异会导致电池单体之间的充放电不均衡,进而影响整个电池组的性能和寿命。
均衡充电的过程可以分为两个阶段:检测阶段和均衡阶段。
在检测阶段,控制芯片会周期性地监测电池单体之间的电压差异。
如果电压差异超过设定的阈值,控制芯片会进入均衡阶段。
在均衡阶段,控制芯片会通过开关电路将电流从电压较高的电池单体转移到电压较低的电池单体。
这样,电池单体之间的电压差异会逐渐减小,直到达到设定的均衡状态。
均衡充电过程中,控制芯片会根据电池单体的电压变化实时调整均衡电流的大小,以确保均衡充电的效果。
均衡充电可以有效地提高锂电池组的整体性能和寿命。
首先,均衡充电可以避免电池单体之间的过充和过放现象,减少电池的损耗和老化。
其次,均衡充电可以提高电池组的能量密度和输出功率,提高电池组的运行效率和使用时间。
此外,均衡充电还可以提高电池组的安全性能,减少因电池单体电压差异引起的潜在安全问题。
锂电池充电方法分析一、本文概述随着科技的进步和可持续发展理念的深入人心,锂电池作为一种高效、环保的能源存储方式,已经在众多领域得到广泛应用,包括电动汽车、便携式电子设备以及可再生能源存储系统等。
然而,锂电池的充电方法对其性能、寿命以及安全性具有重要影响。
因此,本文旨在对锂电池的充电方法进行全面而深入的分析,以期为读者提供一个清晰、系统的充电策略。
本文首先将对锂电池的基本原理和充电过程进行简要介绍,以帮助读者更好地理解后续内容。
随后,我们将详细探讨几种常见的锂电池充电方法,包括恒流充电、恒压充电、脉冲充电以及智能充电等,分析它们的优缺点以及适用场景。
我们还将关注充电过程中的一些关键参数,如充电电流、充电电压和充电温度等,以及它们对锂电池性能的影响。
本文还将讨论一些先进的充电技术和未来发展趋势,如无线充电、快速充电以及基于的充电管理等。
通过本文的阅读,读者将能够更深入地理解锂电池的充电方法,为实际应用中的充电策略制定提供有力支持。
二、锂电池充电基本原理锂电池的充电过程是一个复杂的电化学过程,其基本原理主要涉及锂离子的嵌入与脱出。
在充电过程中,正极材料的锂离子通过电解质迁移到负极材料中,嵌入到负极的活性物质中,同时正极释放电子,这些电子通过外部电路传递到负极,从而保持整个电路的电荷平衡。
具体来说,当锂电池进行充电时,正极材料中的锂离子失去电子,变为锂离子(Li+),然后这些锂离子通过电解质移动到负极。
在负极,锂离子与电子结合,嵌入到负极材料的晶格中,形成锂金属或锂合金。
同时,由于电荷守恒,正极释放的电子通过外电路流向负极,以维持整个电池的电荷平衡。
充电过程中还会伴随着一些副反应,如电解质的分解、活性物质的表面变化等,这些副反应可能对电池的性能和寿命产生影响。
因此,在锂电池的设计和制造过程中,需要综合考虑材料的选择、电解质的性质、充电策略等因素,以优化电池的充电效率和循环寿命。
锂电池的充电基本原理是锂离子的嵌入与脱出过程,以及伴随的电子转移和电荷守恒。
锂电池管理系统原理锂电池管理系统(Battery Management System,简称BMS)是一种用于监测、控制和保护锂电池的集成系统。
它是电动车、储能系统和其他应用中必不可少的组件。
锂电池管理系统具有电池状态监测、充放电控制、过温保护、均衡充电等功能,通过对电池进行管理来提高电池的性能、延长电池的使用寿命,并确保电池的安全运行。
锂电池管理系统的原理主要包括以下几个方面:1.电池参数监测:BMS通过监测电池的电压、电流、温度等参数来实时获取电池的状态信息。
通过电池参数的监测,BMS可以实时监测电池的充放电状态、容量等信息,并可以进行相应的控制和保护操作。
2.充放电控制:BMS可以根据电池的充放电状态来控制电池的输出功率。
在充电时,BMS会监测电池的充电状态,控制充电电流和电压,以确保电池能够安全、高效地充电。
在放电时,BMS会根据负载的需求控制电池的输出功率,避免电池超负荷操作,提高电池的使用寿命。
3.温度控制:BMS可以监测电池的温度,并对电池进行温度控制。
在电池超过高温或低温阈值时,BMS会采取相应的保护措施,例如切断电池的充放电电路,以防止电池发生过热或过冷的情况,从而保护电池的安全运行。
4.电池均衡:锂电池组由多个电池单体串联而成,电池之间可能存在不均衡的情况,例如某些电池单体电压高于其他电池单体。
BMS可以通过均衡充电操作,使电池单体之间的电压保持均衡,延长整个电池组的使用寿命。
5.故障诊断和保护:BMS可以通过监测电池的各项参数来进行故障诊断,并采取相应的保护措施。
例如,当电池出现过充、过放、短路等故障时,BMS可以及时切断电池的充放电电路,以防止电池进一步损坏或发生危险。
6.数据通信与存储:BMS可以通过数据通信接口与其他系统进行数据交互,例如与车辆的动力控制系统进行通信以实现对电池的控制。
同时,BMS还可以将电池的运行状态和历史数据存储在内部的存储器中,以供后续分析和故障排查使用。
摘要本文主要介绍的智能化锂电池充电系统是专门为锂电池设计的高端技术解决方案。
该系统 适用于锂离子、镍氢、铅酸蓄电池单体及整组进行实时监控、电池均衡、充放电电压、温度监 测等,釆用了电压均衡控制、超温保护等智能化技术,是功能强大、技术指标完善的动力电池 充电管理系统【1】。
关键词:智能化锂电池恒流恒压充电系统5148051.1弓I 言随着社会经济的迅速发展,移动电话、数码相机、笔记本电脑等便携式电子产品的普及,消费者对电池电能要求日渐提高;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率和寿命。
锂电池作为上世纪九十年代发展起来的一种新型电池12】,因具有能量密度高、性能稳定、安全可靠和循环寿命长等一系列的优点,很快在便携式电子设 备中获得广泛应用,更获得了广大消费者的青睐。
由此可见,设计一套高精度锂电池充电管理 系统对于锂电池应用至关重要。
1锂电池充放电原理锂电池主要由正极活性材料、易燃有机电解液和碳负极等组件构成〖3】。
因此,锂电池的安 全性能主要是由这些组件间的化学反应所决定的。
根据锂电池的结构特性,锂电池的最高充电电压应低于4.2 04】,不能过充,否则会因正 极锂离子拿走太多,发生危险。
其充放电要求较高,一般采用专门的恒流恒压充电器进行充电。
通常恒流充电至设定值后转入恒压充电状态,当恒压充电至0.1人以下时15】,应立即停止充电。
锂电池的放电由于内部结构所致,放电时锂离子不能全部移向正极,必须保留一部分锂离 子在负极16】,以保证下次充电时锂离子能够畅通地嵌入通道。
否则电池寿命会缩短,因此在放 电时需要严格控制放电终止电压。
150八I3 細1181.1 电池信息骨--------------^电流采样2系统构成利用单片机系统和开关电源相结合,我们就可以构造出一个智能化的锂离子、锂聚合物电 池智能管理系统。
开关电源主功率回路负责将电能转化成电池充电所需要的形式,同时应尽量 提高效率,减小电压电流纹波17】。
单片机系统负责控制整个系统的运行,包括充电机参考电压 电流值的给定,充电完毕或者保护状态时充电机的关闭,根据电池电压、充电电流、温度等各 种参数来智能监测电池充电状态和实现对电池的一系列保护功能。
本系统采用从0101~01368沙:908单片微处理器(简称純:!!)对4节串联的18650型锂电池进 行统一管理。
该从匸!;具有12 X 闪速内存贮器,可在线擦写10万次。
具有14路^7010位的信号采 集口,两路增益可编程运算放大器,具有5^181181.1接口和低功耗工作模式,可以方便实现多路 模拟信号的釆集和按51481181.丨协议实现数据通信功能,另外该系列乂^:!!在设计上具有完善的 电磁兼容防护措施,具有抗干扰能力强,可靠性高的特点,可广泛应用到电力电子、汽车控制、 及军工领域,可以实现对镍氢电池、镉镍电池、锂电池的智能控制,满足智能化电池的设计使 用需求18】。
系统构成原理框图如图丨所示:图1系统构成原理框图2.1智能电池的功能在本方案中,通过]^01;与电池组互连的方式使智能电池主要具有以下功能:2.1.1供电功能当智能电池与用电器对接时,将自动唤醒控制电池给用电器供电。
另外也可与智能 化充电机、手摇发电机一起为用电器浮充供电。
2.1.2充电功能通过智能充电器给智能电池充电,它们通过51^81X81.1总线互连进行信息交换。
锂离子电 池充电一般分两个阶段,首先进行恒流充电,当电池电压达到一定值时改为恒压充电。
因此 1^00要不断的监测电池组电压,实现对充电电压的控制。
2.1.3通信功能电池与用电器、智能化充电机能够相互传送各自所需的固定信息、动态信息及告警信息。
其中固定信息包括:电池厂商信息(生产厂家、生产日期、生产批号〉、电池的化学成份、额 定电压、额定容量、规范信息、名称等信息。
动态信息包括:剩余容量、满充容量、电池模式、温度、温升、充电电压、充电电流、循环次数、剩余工作时间、电池状态等信息。
另外智能电池还具有剩余容量150显示、自动保护等功能。
3智能化控制电路的选择【91控制电路不仅要完成电路保护,温度保护等功能,还要控制整个系统的正常运行包括充电时参考电压和参考电流的给定,整个充电过程的控制和结束充电过程的判断;放电电流的 监控,停止放电的条件判断等111】。
目前电池实现智能化的途径有两种112】,一种是采用专用的集 成电路来实现;另一种则釆用集成了模拟模块的单片机来实现。
专用集成电路的方案主要有以 下缺点:只针对一种电池和一类电池的特性,电气接口和制式不统一,有的专用集成电路已跟 不上电池技术的发展。
综合考虑,本文采用单片机方案,通过使用开关模式的电源来提供电池 充电所需要的电压和电流,并且应用单片机和一系列周边电路来实现充放电的控制和对电池的 保护功能。
4单片机控制1131及保护系统的设计在整个智能管理系统中,单片机起着非常重要的作用。
它必须能够根据电压、电流采样, 判断电池目前所处的状态;针对不同的状态,决定允许哪些操作,禁止哪些操作,并通过液 晶显示告知用户;在电池状态不正常时,它也应该能够及时发现并且通过报警手段提醒操作 人员的注意。
图2为电池组部分及其控制电路的示意图。
由于电池电压不可能完全放完,因此单片机通 过电池组的端压稳压后供电。
电池为串联结构,在电池的最负端接一个阻值很小的电流釆样电 阻,由于电池组既可以充电也可以放电,因此电流采样电阻上的电压可正可负,需要有一个绝 对值114】放大电路来放大正负电压。
图2电池组电路示意图4.1均衡保护电路的设计锂离子电池充放电过程中需监测每节电池的电压。
因为在同一电流充放电中串联的4节电 池的电压升降可能不会完全相同,这将会导致某一电池的过冲或过放,因此要增加电池均衡电 路,使4节串联的电池电压大小在一定误差范围内保持时刻一致。
在本方案中,利用从的1/0 口来控制运算放大器,使电压变化较快的电池通过三极管1151短暂充放电来完成。
4.1.1保护开关的设计保护开关选择功率1^05管作为充电和放电保护开关,1^05管选择为瓜?4905。
讯?49055 导通电阻为5毫欧,电流为60八。
通过从00的1/0 口来控制1^105管的导通和截止。
由于1/0 口的功率有限,因此本系统中在1/0 口和1405管中增加了三极管驱动电路。
5功能方案5.1电池保护管理智能电池管理电路在电池的使用过程中,实时监控电池的电流、电压、温度、容量。
智能 电池管理系统通过计算,对锂离子电池实现下列保护:(丄)充电时,当总容量超过电池规定的最大容量,充电过程中温升大于充电温度2-201、2+551,向智能化充电机提供告警信息,并自动切断充电输入。
另外当有一个单体 电池电压超过4.25 V,向智能化充电机发出告警信息,并能自动切断充电输入。
0放电时,智能管理电路通过对电压、电流测量及上次充电过程数据记录,防止电池 过放电损坏。
当智能管理电路发现电池继续放电会造成过度放电时〈单体电池电压22.5 V〉,智 能电池发出告警信息并关闭放电输出。
5.1.1温度管理温度、温升对电池的影响是不能忽视的在使用过程中异常的温升需特别对待,特别是 充电过程中大于31/201丨0的异常温升需要釆取保护措施。
另外温度对电池的剩余容量有显著的 影响,温度是剩余容量计算、供电时间预测的重要的修正参数。
智能电池采用多点测温对电池进行温度管理,识别电池组温度,单体电池的异常温升,环 境温度巨变。
智能电池按以下规则识别:(丄)充电过程中2个测温点温度值相差不到2^^,连续的温度变化率相差不超过2。
已判别为电池组温度。
其它智能设备读取的电池温度为所有测温点的平均值。
(之)充电过程中在电池充电容量加上起始剩余容量之和大于70^额定容量时有一个测温 点的温度变化率超过判别为充电异常温升。
0智能电池被充电唤醒后电池组温度(平均温度)变化率超过31/21^11需试验确定,判别为环境温度巨变。
智能电池在充电的过程中,环境温度在低于电池温度-201情况下电池组不允许充电,不允许大电流充电,+丨0^)0+55^^^允许大电流充电,在+751以上不允许充电。
5.2系统软件设计智能电池管理系统软件是被写入到68讯:908的凡八33中,经过电路处理电池的电流、电压、温度模拟信号转换成数据,根据这些数据结合电池的特性,完成系统功能方案指定的功能 并且可以向与智能电池和电台提供相关电池的信息。
软件的硬件平台是68只0908单片机,软 件的开发平台为68秘:908集成开发环境。
程序结构框图如图3所示:智能电池管理软件硬件控制|8^*0~|图3程序结构框图另外,智能电池提供统一的智能接口,这些智能的接口可以通过5)^81181.1协议进行访问。
智能充电机、用电器可以釆用相同的总线技术按照3^18081.1规范的协议简单、方便地访问这些 接口。
智能电池提供的这些接口能满足用电器及充电机向系统化、统一化、智能化方向发展要 求。
用电器、充电机通过读取这些信息可以知道智能电池制造、使用的全过程信息及电池当前 使用的状况。
6结束语本文给出了一套智能电池管理系统开发方案,阐明了管理系统的功能和实现方法。
采用低 功耗的设计思想,确保电路的自耗电满足电池存储的需求。
充分利用68出:908系列单片机丰富 的对外接口控制功能,利用51^18081丨总线为用电器和智能化充电机随时提供所需的各种信息。
本系统方便了用户,减少了操作,实现了智能化、一体化设计。
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