动力锂电池组充电管理电路设计

动力锂电池组充放电性能试及SOC评估

武汉理工大学毕业设计（论文）动力锂电池组充放电性能测试及SOC评估 学院（系）：物流工程学院 专业班级：物流自动化专业0903班 学生姓名：张兵强 指导教师：朱宏辉

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目录 摘要 (1) Abstract (2) 第1章绪论 (3) 1.1 电动汽车概述 (3) 1.2 动力电池的发展状况 (5) 1.3 课题的研究目的和意义 (6) 1.4主要研究内容 (7) 第2 章锂电池组的特性分析 (8) 2.1磷酸铁锂电池 (8) 2.2工作原理 (8) 2.3电池性能参数 (10) 2.3.1电池容量 (11) 2.3.2电池电压 (12) 2.3.3内阻 (12) 2.3.4充放电倍率 (12) 2.3.5循环使用寿命 (13) 2.4电池性能的主要影响因素 (13) 2.5电池特点及充放电特性 (14) 2.5.1实验设备 (14) 2.5.2电池特点 (14) 2.5.3充电特性 (15) 2.5.4放电特性 (16) 第3章锂电池组SOC估算 (18) 3.1 SOC 定义 (18) 3.2 影响 SOC 的因素 (19) 3.2 常见 SOC 的估计方法 (20) 3.3.1 卡尔曼滤波原理 (21) 3.3.2标准卡尔曼滤波 (22) 3.3.3扩展卡尔曼滤波（EKF）算法 (23) 3.4卡尔曼滤波修正算法 (25) 3.4.1 扩展卡尔曼滤波复合模型 (25) 3.4.2卡尔曼滤波修正算法 (25) 第4章结论与展望 (28) 4.1本文结论 (28) 4.2展望 (28) 致谢 (29) 参考文献 (30)

(完整版)了解一下锂电池充电IC的选择方案

随着手持设备业务的不断发展，对电池充电器的要求也不断增加。要为完成这项工作而选择正确的集成电路 (IC)，我们必须权衡几个因素。在开始设计以前，我们必须考虑诸如解决方案尺寸、USB标准、充电速率和成本等因素。必须将这些因素按照重要程度依次排列，然后选择相应的充电器IC。本文中，我们将介绍不同的充电拓扑结构，并研究电池充电器IC的一些特性。此外，我们还将探讨一个应用和现有的解决方案。 锂离子电池充电周期 锂离子电池要求专门的充电周期，以实现安全充电并最大化电池使用时间。电池充电分两个阶段：恒定电流 (CC) 和恒定电压 (CV)。电池位于完全充满电压以下时，电流经过稳压进入电池。在CC模式下，电流经过稳压达到两个值之一。如果电池电压非常低，则充电电流降低至预充电电平，以适应电池并防止电池损坏。该阈值因电池化学属性而不同，一般取决于电池制造厂商。一旦电池电压升至预充电阈值以上，充电便升至快速充电电流电平。典型电池的最大建议快速充电电流为1C(C=1 小时内耗尽电池所需的电流)，但该电流也取决地电池制造厂商。典型充电电流为~0.8C，目的是最大化电池使用时间。对电池充电时，电压上升。一旦电池电压升至稳压电压(一般为4.2V)，充电电流逐渐减少，同时对电池电压进行稳压以防止过充电。在这种模式下，电池充电时电流逐渐减少，同时电池阻抗降低。如果电流降至预定电平(一般为快速充电电流的10%)，则终止充电。我们一般不对电池浮充电，因为这样会缩短电池使用寿命。图1 以图形方式说明了典型的充电周期。 线性解决方案与开关模式解决方案对比 将适配器电压转降为电池电压并控制不同充电阶段的拓扑结构有两种：线性稳压器和电感开关。这两种拓扑结构在体积、效率、解决方案成本和电磁干扰 (EMI) 辐射方面各有优缺点。我们下面介绍这两种拓扑结构的各种优点和一些折中方法。 一般来说，电感开关是获得最高效率的最佳选择。利用电阻器等检测组件，在输出端检测充电电流。充电器在CC 模式下时，电流反馈电路控制占空比。电池电压检测反馈电路控制CV 模式下的占空比。根据特性集的不同，可能会出现其他一些控制环路。我们将在后面详细讨论这些环路。电感开关电路要求开关组件、整流器、电感和输入及输出电容器。就许多应用而言，通过选

一种双锂电池组供电的混合动力汽车电池组设计

现代电子技术 Modern Electronics Technique 2015年11月15日第38卷第22期 Nov.2015Vol.38No.22 doi ：10.16652/j.issn.1004?373x.2015.22.044 收稿日期：2015?04?09 0引言 电动汽车对环境友好，能量利用率高，在如今环境污染严重、石油资源有限的情况下，成为未来汽车产业的发展趋势[1] 。世界各主要国家，包括美国、日本、德国、法国等，都投入了很大的力量进行电动汽车研发。混合动力汽车是在传统驱动系统的基础上引进了电力驱动系统，与纯电动汽车相比，它有较长的行驶里程；与传统的内燃机汽车相比，它改善了燃油的经济性[2]。 目前，混合动力汽车已经全面进入产业化阶段，许多大公司推出了多款混合动力量产车型，其中丰田第三代Prius ，节油效果可以达到50%以上，百公里油耗下降到4.7升。截至2014年9月底，混合动力车的全球累计销量已经突破700万辆，达到705万辆[3] 。 然而，电池技术一直是电动汽车发展的瓶颈。在现有电池技术下，锂电池较铅酸电池、镍氢电池等而言具有能量密度高、工作电压高、无记忆效应、循环寿命长、 无污染、质量轻、自放电小等优点，成为动力电池的研究重点。但是，电动汽车的电压要求在100V 以上，需要数十个电池单体串联，并且为满足汽车续航所需电池容量，需要在串联基础上并联进行扩容。由于电池的生产工艺限制，锂电池单体之间存在容量、电压、内阻等的不一致，即使在同一批电池中也存在差异，并且随着使用时间和循环次数的增加，电池容量衰退和老化过程的不同还会加剧电池的不一致性。电池单体间的不一致性，会导致电池组整体性能下降，缩减电池组寿命。 串联电池组性能取决于电池组性能最差的那个电池单体，并且在充放电过程中，由于电池单体间的容量不一致可能造成个别单体电池的过充或过放。 在并联电池组中，电池单体不一致性会出现电流不均衡，并联支路电流同时受到本条支路参数和其他支路参数影响[4]。 由此可见，电池组的串并联方式，不仅影响宏观上的电量和电压，在微观上也会影响单体的寿命。通过研究合理的锂电池成组方式，辅以具有均衡模块的电池管理系统（Battery Management System ，BMS ），可以有效提 高电动汽车电池组寿命，优化电池性能。 一种双锂电池组供电的混合动力汽车电池组设计 方 莹，陈军峰，吴智正 （武警工程大学信息工程系，陕西西安 710086） 摘 要：这里提出一种适用于混合动力汽车的双锂电池组供电方法。该混合动力汽车电池组由两个锂电池组组成，交 替供电和充电。大量锂电池单体的串并联会因单体之间一致性差而降低电池组寿命和可靠性。这种设计不仅可以消除电池并联中因一致性差引起的不均衡电流，还能进一步提高电池组的可靠性。 关键词：混合动力汽车;锂电池组;双电池组供电;优化成组中图分类号：TN958?34；TM912.8 文献标识码：A 文章编号：1004?373X （2015）22?0155?03 Design of dual lithium battery packs applied to hybrid power automobile FANG Ying ，CHEN Junfeng ，WU Zhizheng （Department of Information Engineering ，Engineering University of CAPF Engineering ，Xi ’an 710086，China ） Abstract ：The power supply method of the dual lithium battery packs applied to hybrid power automobile is presented.The dual lithium battery packs are composed of two battery packs.The method makes one battery pack supply power for the vehicle while another is charged.The lifetime and reliability of the battery pack are influenced by the poor consistency of the batteries while they are connected in series or parallel.The design can eliminate the unbalanced current problem created by the poor con? sistency of the paralleled batteries ，and improve the reliability of the battery packs. Keywords ：hybrid power automobile;lithium battery pack;twin battery pack power supply;optimized grouping

电动汽车中的电池能量管理系统

一、前言 电动汽车的应用有效地解决了能源和环境可持续发展的问题。电动汽车的应用前景广阔。但电动汽车尤其纯电动汽车的应用遇到了动力电池的难题，电池的问题体现在两个方面。其一是动力电池比能量不高，影响电动汽车续驶里程的要求，价格太高直接影响电动汽车的初始成本； 其二是电池的性能差，使用寿命低影响电动汽车的使用成本。电动汽车用的电池使用中其性能发挥得如何，除与电池模块自身性能有关外，与其应用的电池能量管理系统的功能有着密切的关系，尤其是电池模块质量不太理想的条件下，应用功能完备的电池能量管理系统其作用就更加突出。借助电池能量管理系统的正常工作会使电池模块的性能得以充分发挥，减少电池模块故障，延长电池模块的使用寿命，增加电动汽车的使用安全感。因此，电动汽车电池能量管理系统的应用备受电动汽车设计者和使用者的重视。 二、电动汽车电池能量管理系统的功能电动汽车，尤其是纯电动汽车中的电池能量管理系统是该车的一种相当重要的技术措施，可以称为电动汽车电池的“保护神”，它起到了对电池性能的保护、防止个别电池的早期损坏、有利于电动汽车的运行，并具有各种警告功能等[1]。由于它参加电池箱内电池模块的监控工作使电动汽车的运行、充电等功能与电池的有关参数（电流、电压、内阻、容量）紧密相连和协调工作。它有计算，发出指令、执行指令和提出警告的功能。各种电池模块虽然有结构和性能上的差异，但它们都具备一些相同或相似的功能。典型的电池能量管理系统应具备如下功能： 2.1 对能量的检测功能 电动汽车在行车过程中，该系统能随时对车辆的能耗进行计算，最终给出该电池箱内电池模块剩余的电池能量值，并通过剩余能量计将数据显示出来，使驾驶人员知道车辆的续驶里程,以便决定如何行驶.在能量允许的条件下使车辆行驶到具有充电功能的地方，补充电量防止半路抛锚。 2.2 对电池工作状态的监测与控制功能 电池能量管理系统按电池箱内安装的传感器提供的信号对电池进行管理。一般情况下，电池箱内有温度传感器及电压、电流和内阻的测量值。由于温度的变化对其他参数都有影响，所以一般都以电池模块的温度来做为控制的指令信号，将测得的温度值与事先设定的温度值进行比较，决定对电池冷却与否。电动汽车能源是很宝贵的，应尽量采用节能元件，所以电池箱内的冷却风扇一般都是采用分级参与工作。这样能做到在保证电池性能的条件下尽量使用小排量的风扇。当第一级风扇工作后尚不能达到要求的温度时，第二级冷却风扇才参与工作，加强冷却。此时电池箱内的温度如果还不能达到要求的工作条件，温度继续升高已达到影响电池模块的正常工作条件，为保护电池模块不受损坏，能量管理系统会发出停止电池模块供电的指令，强行车辆停驶。当电池在充电状态下，能量管理系统会强令充电机停止充电而不损坏电池，由维修人员进行检测排除故障。 2.3 保证充电功能

智能手机锂电池充电管理—一种集成化的解决方案

智能手机锂电池充电管理—一种集成化的解决方案 手机的锂离子电池充电安全性日益受到消费者重视，因此智能手机 制造商在设计产品时，须掌握锂离子电池的相关规格和特性，并使用具备完善 电池检测及保护功能的充电芯片，以降低过电流、过电压或过温等状况所造成 的危险。 一般来说，锂离子电池会有电性安全的范围限制。由于锂离子电池的特性，当电池电压在充电时上升到最高设定电压后，要立即停止充电，避免电池 因过充电造成电池损毁而产生危险;电池供电(放电)时，电池电压如果降至最低 设定电压以下便要停止放电，避免因过放电而降低使用寿命。此外，为确保电 池使用上的安全，锂离子电池还必须要加装短路保护，以避免发生危险。 本文以帝奥微电子一款开关充电芯片DIO5425为例，详细探讨关于智能手机充电管理的系统级设计。DIO5425部署于手机电源输入接口：USB/DC Source 之后，通过开关转换可以将输入电流同时用于手机系统供电和电池充电。DIO5425具有优秀的充电管理功能和锂电池保护功能，支持USB2.0和USB3.0协议。DIO5425具有智能电源路径管理功能。 Figure.1 DIO5425参考设计电路 锂离子电池充电管理芯片必须具备以下几点特性： 可提供固定电流给充电电池 当电池电压到达最大值且不再上升时，其充电电流便会开始下降，如此可避免对电池过度充电，造成电池损伤;当充电电流降至一定程度时，充电器将停止充电。 确保电池具备可使用电压 电池在充电完成后，若长时间放置不 使用会有自然放电的情形出现，为避免电池过度自放电导致电池电压下降，当 电池电压低于所设定电压时，充电器会重新开始对电池充电，确保电池在使用

我们对动力锂电池组的管理系统

第12届中国北京国际科技产业博览会节能、环保、新能源汽车技术及配套产品推介会报告稿 我们对动力锂电池组的管理系统（BMS） 的认识与看法 公司：深圳市安泰佳科技有限公司 作者：李金印 日期：2009年5月20日

我们对动力锂电池组的管理系统（BMS）认识与看法 （“科博会”报告稿） 一、概述 众所周知，锂电池作动力使用需十几节至几百节的大容量电池串联，其中一节电池若有问题，因安全原因整组电池则不能继续工作，故没有一个功能很强的管理系统是无法推广使用的。但因种种原因，目前国内外市场上尚未见到能达到使用要求满意的产品，故影响锂电池作为动力能源的推广应用。 2006年春我们与国外某知名厂家作该产品的实际演示测试对比，结果该公司的产品远无法达到原订的使用指标要求，在事后交谈中他们也坦诚其无耐。 锂电池虽在特殊条件下有燃烧、爆炸不安全特性存在，但循环使用寿命应是为优的，可是目前国内影响其使用推广的关键问题是使用寿命太短，有的说“低于普通铅酸电池”。如果真是这样，锂电池即危险又短命且价格贵，那还有什么推广价值。我们认为此状况绝非仅是锂电池质量原因，而管理系统功能不完善、不准确及充电技术和充电设备不适应、不配套是关键因素，这也说明管理系统的重要性。我们认为蓄电池中锂电池在目前是最有推广应用价值的，所以，自1999年至今我们投入了大量资金与人力，专门对动力锂电池的管理系统进行研究开发，先后用国内七家多批次电池做了大量的实验。现将我们对管理系统BMS的认识作为意见提供讨论与参考。 二、管理系统BMS应能对每节电池的特征参数进行测算 这项工作确实是困难和复杂的，但应该去做，不了解怎能“管理”。所以，国外对蓄电池机理研究的人至今还很多，他们也给出了一些非常复杂而又不完全相同的数学模型，但采用“类比原理”都可简化成大家熟知的相同“等效”电路

智能大电流锂离子电池线性充电方案

智能大电流锂离子电池线性充电方案 作者：赵正超 IC设计工程师 北京思旺电子技术有限公司 摘要 现代电子产品日趋便携化、智能化，因此也对它们的供电电池提出了轻便、高效的要求。锂离子电池因其优异的性能正逐渐成为现代电子产品的标准电池，但锂离子电池相对其他电池而言更加脆弱，因此对电池充电电路也提出了更高的要求。本文介绍了一种基于SE9018的智能大电流锂离子电池充电方案，可以很好地满足现代电子设备中锂离子电池的充电要求。 关键词：9018；大电流；锂电池充电 Abstract Modern electronic products become increasingly portable and intelligent, therefore lightweight and high-efficiency are requested to their power supply batteries. Li-ion batteries is becoming the standard battery of modern electronic products for their excellent performance, but the li-ion batteries are more fragilely to other batteries, so the battery charging circuit is also put forward higher requirements. This article describes a intelligent large-current li-ion battery charging circuit based on SE9018, this circuit are suitable for the requirements of li-ion battery charging. Keywords：9018；Large Current；Li-ion Battery Charge 随着现代电子技术的发展，电子设备日益趋于便携化、多功能化，因此也对它们的供电电池提出了轻便、高效的要求。锂离子电池以其能量密度高、充放电性能优异、无污染等特点逐渐取代传统的镍镉、镍氢电池、铅酸电池被广泛应用于现代便携式电子产品中。但相对于其他类型电池，锂离子电池在性能优异的同时也对充电器提出了更高的要求，这些要求主要体现在充电过程的控制和锂电池保护方面，具体表现为较大的充电电流、高精度的充电电压、分阶段的充电模式和完善的保护电路等。针对上述要求，思旺电子推出了智能化的大电流锂离子电池充电芯片SE9018。SE9018采用底部带有散热片的PSOP8封装，外围元器件数目较少，可以适合USB电源和适配器电源工作，是现代便携式移动应用的理想选择。 图1 SE9018脚位图

锂电池充电电路详解

锂电池充电电路图 锂电池是继镍镉、镍氢电池之后，可充电电池家族中的佼佼者．锂离子电池以其优良的特性，被广泛应用于: 手机、摄录像机、笔记本电脑、无绳电话、电动工具、遥控或电动玩具、照相机等便携式电子设备中。 一、锂电池与镍镉、镍氢可充电池： 锂离子电池的负极为石墨晶体，正极通常为二氧化锂。充电时锂离子由正极向负极运动而嵌入石墨层中。放电时，锂离子从石墨晶体内负极表面脱离移向正极。所以，在该电池充放电过程中锂总是以锂离子形态出现，而不是以金属锂的形态出现。因而这种电池叫做锂离子电池，简称锂电池。 锂电池具有：体积小、容量大、重量轻、无污染、单节电压高、自放电率低、电池循环次数多等优点，但价格较贵。镍镉电池因容量低，自放电严重，且对环境有污染，正逐步被淘汰。镍氢电池具有较高的性能价格比，且不污染环境，但单体电压只有1.2V，因而在使用范围上受到限制。 二、锂电池的特点： 1、具有更高的重量能量比、体积能量比； 2、电压高，单节锂电池电压为3.6V，等于3只镍镉或镍氢充电电池的串联电压； 3、自放电小可长时间存放，这是该电池最突出的优越性； 4、无记忆效应。锂电池不存在镍镉电池的所谓记忆效应，所以锂电池充电前无需放电； 5、寿命长。正常工作条件下，锂电池充/放电循环次数远大于500次； 6、可以快速充电。锂电池通常可以采用0.5～1倍容量的电流充电，使充电时间缩短至1～2小时； 7、可以随意并联使用； 8、由于电池中不含镉、铅、汞等重金属元素，对环境无污染，是当代最先进的绿色电池； 9、成本高。与其它可充电池相比，锂电池价格较贵。 三、锂电池的内部结构： 锂电池通常有两种外型：圆柱型和长方型。 电池内部采用螺旋绕制结构，用一种非常精细而渗透性很强的聚乙烯薄膜隔离材料在正、负极间间隔而成。正极包括由锂和二氧化钴组成的锂离子收集极及由铝薄膜组成的电流收集极。负极由片状碳材料组成的锂离子收集极和铜薄膜组成的电流收集极组成。电池内充有有机电解质溶液。另外还装有安全阀和PTC元件，以便电池在不正常状态及输出短路时保护电池不受损坏。 单节锂电池的电压为3.6V，容量也不可能无限大，因此，常常将单节锂电池进行串、并联处理，以满足不同场合的要求。字串5 四、锂电池的充放电要求； 1、锂电池的充电：根据锂电池的结构特性，最高充电终止电压应为4.2V，不能过充，否则会因正极的锂离子拿走太多，而使电池报废。其充放电要求较高，可采用专用的恒流、恒压充电器进行充电。通常恒流充电至4.2V/节后转入恒压充电，当恒压充电电流降至100mA 以内时，应停止充电。 充电电流（mA）=0.1～1.5倍电池容量（如1350mAh的电池，其充电电流可控制在135～2025mA之间）。常规充电电流可选择在0.5倍电池容量左右，充电时间约为2～3小时。 2、锂电池的放电：因锂电池的内部结构所致，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，以保证在下次充电时锂离子能够畅通地嵌入通道。否则，电池寿命就相应缩短。为了保证石墨层中放电后留有部分锂离子，就要严格限制放电终止最低电压，也就是说锂电池不能过放电。放电终止电压通常为3.0V/节，最低不能低于2.5V/节。电池放

关于-锂离子动力电池组的成本分析

关于锂离子动力电池的成本分析 一、锂离子动力电池的目标市场 锂离子电池由于工作电压高、储能较大、无记忆性和质量轻等优势发展迅速，一直在移动通讯、笔记本电脑等电器上大量使用；近年来随着新能源汽车的推广，锂离子电池被认为是最有效的能量工艺装置；同时新能源（太阳能、风能）并网发电站项目建设步伐加快，锂电池组为代表的储能技术成为核心发展的对象。 针对电动汽车使用的电池以功率型电池为主，其特点是：电池的放电倍率很大，那么在设计过程中就要注意减小电池的内阻；在极片的选取上，高功率型的电池极片要厚些，在涂敷的厚度上，高功率型的电池极片要涂得薄些，这样锂离子和电子在电阻相对较大的电极活性物质上迁移的距离小，总内阻减小，可以支持大电流，以达到高功率的要求； 针对储能电池以能量型电池为主，其特点与功率电池相反。对于高能量型电池，放电的倍率较小，那么在综合考虑内阻和容量的时候可以把容量排在前面，当然在增大容量的过程中也要尽可能地减小内阻。 二、锂离子动力电池组的产业链状况

结合项目目前的状况，这里重点讨论电芯的成本情况，因为作为一个电池组（电池包），电芯是基础，多个电芯串并联组成电池组，多电池组串并联组成电池包，然后装在电动车上使用或做储能电源。而且其成本特性属于变动成本，后期电池组装过程中更多的与设备、软件等固定成本相关。电芯的关键是：正极（阴极）、负极（阳极）、电解液和隔膜。 三、锂离子电池的成本分析 1、正极（阴极）材料：锂离子电池的主要构成材料包括电解液、隔离材料、正负极材料等。正极材料占有较大比例（正负极材料的质量比为3: 1~4：1）,因此正极材料的性能直接影响着锂离子电池的性能，其成本也直接决定电池成本高低。目前锂离子动力电池场上主要使用以下五种材料：

可充电电池组智能低碳管理系统的设计

可充电电池组智能低碳管理系统的设计 【摘要】本文提出了一种新的可充电电池组管理和维护方法。在不拆解电池组的情况下，自动检测电池组中每个电池的电压、电量等参数，对电池组中任意存在问题的电池进行维护与激活，延长电池组使用寿命；同时，在条件允许时利用电池放电能量对需要充电的电池充电，可以节约能源，实现低碳、节能减排。 【关键词】电池组记忆效应自动检测核对性充放电低碳激活 充电电池作为电能储备单元，具有容量大、内阻小、价格便宜等优点，在电力、通信、医疗、银行、铁路/空行/港口调度等许多领域有着广泛的应用，但都或多或少存在一定的记忆效应，而使用最多的铅酸电池更是具有明显的记忆效应，这就要求必须定期对其进行完全充放电操作，称为全核对性充放电。核对性放电可以检查出电池组中蓄电池容量是否正常，并且及时发现老化电池和活化蓄电池。对老化电池进行多次完全充放电使蓄电池内部化学物质活化的操作，称为激活。 电池组在对外供电时将所有的电池一起放电，再进行整体充电，由于电池的个体化差异，使得部分电池过充电或过放电，如果不能及时发现，将会极大降低电池的使用寿命，使电池组提前报废，造成很大浪费。除此之外，铅酸电池中重金属铅占了整个电池组成成分的2/3以上，其生产和回收都对环境造成极大的危害。 传统的核对性充放电方法是用大功率电阻放电，这部分能量被直接消耗；传统的对老化电池激活需要拆解电池组，费时费力且容易造成短路打火事故。 本文提出在不拆解电池组的情况下，实现对电池组中任意单只或多只电池的自动检测、自动充放电、自动进行低碳激活、实时检测防止过充电过放电，延长电池使用寿命的目的；在核对性充放电及对老化电池激活时可利用放电能量，把需要放电电池的放电电量用来对需要充电的电池进行充电，这样既节约能源，又避免了使用电阻放电带来的温升以及散热问题，降低碳排放。 本文结构安排：首先进行系统的整体分析，然后是硬件设计，其次是软件设计，最后做了在不拆解电池组情况下检测任意单个电池的电压、电流、容量以及怎样实现电池组中一个电池给另外一个电池充电的实验，得出了新方法比传统的电池组管理方法效率高和节能的结论。 1 系统的整体分析 在不拆解电池组情况下，本系统可对2个以上同规格可充电电池组成的电池组进行日常维护与自动低碳激活。通过电池选择模块从电池组中选择单个电池，通过检测模块检测出选中电池的各种参数。当对电池组整体充电时，实时检测单个电池电压，可以检测出由于单个电池个体化差异所导致过充电和欠充的电池，

正确选择锂电池充电系统

正确选择锂电池充电系统 正确选择锂电池充电系统 中心议题：决定锂离子充电系统注意事项电池锂离子电池">锂离子电池充电终止方法锂 离子充电应用实例 解决方案：锂离子充电线性解决方案锂离子充电周期波形分析开关式充电解决方案 在有些应用中，较长的电池寿命电池寿命、较多的充电次数或较安全的电池比电池容量更重要。本文介绍几种可以极大延长电池寿命的锂离子电池充电和放电方法。几乎所有高性能便携式产品都会使用包括锂离子聚合物电池在内的可再充电锂离子电池，这是因为与其他可再充电电池相比，锂离子电池有较高的能量密度、较高的电池电压、自放电少、周期寿命非常长，而且环保，且充电和维护简单。另外，由于其具有相对高的电压 （2.9V至4.2V），因此很多便携式产品都能用单节电池工作，从而简化了产品总体设计。C速率等于特定条件下的充电或放电电流，定义如下：I=M×Cn其中：I=充电或放电电流，单位为A；M=C的倍数或分数；C=额定容量的数值，单位为Ah；N=小时数（对应于C）。以1倍C速率放电的电池将在一个小时内释放标称的额定容量。例如，如果标称容量是1000mAhr,那么1C的放电速率对应于1000mA的放电电流，C/10的速率对应100mA的放电电流。通常生产商标定的电池容量都是指n=5时，即5小时放电的容量。例如，上述电池在200mA恒流放电时能够提供5小时的工作时间。理论上该电池在1000mA恒流放电时能够提供1小时的工作时间。然而实际上由于大电池放电时效能降低，此时的工作时间将小于1小时。 给锂离子电池充电的推荐方法是，向电池提供一个±1%限压的恒定电流，直到电池充满电，然后停止充电。用来决定电池何时充满电的方法包括：给总的充电时间定时、监视充电电流或兼用这两种方法。第一种方法采用限压恒定电流，变化范围从C/2到1C,持续2.5至3小时，使电池达到100%充电。也可以使用较低的充电电流，但是 将需要更长时间。第二种方法与第一种方法类似，只是需要监视充电电流。随着电池的充电，电压上升，这与采用第一种方法时完全相同。电池电压达到编程限压值（也称为 浮动电压）时，充电电流开始下降。电流一开始下降时，电池约充电至容量的50%至60%.浮动电压继续提供，直到充电电流降至足够低的水平（C/10至C/20），这时电池

各种锂电池充电电路设计

六、简易充电电路： 现在有不少商家出售不带充电板的单节锂电池。其性能优越，价格低廉，可用于自制产品及锂电池组的维修代换，因而深受广大电子爱好者喜爱。有兴趣的读者可参照图二制作一块充电板。其原理是：采用恒定电压给电池充电，确保不会过充。输入直流电压高于所充电池电压3伏即可。R1、Q1、W1、TL431组成精密可调稳压电路，Q2、W2、R2构成可调恒流电路，Q3、R3、R4、R5、LED为充电指示电路。随着被充电池电压的上升，充电电流将逐渐减小，待电池充满后R4上的压降将降低，从而使Q3截止， LED将熄灭，为保证电池能够充足，请在指示灯熄灭后继续充1—2小时。使用时请给Q2、Q3装上合适的散热器。本电路的优点是：制作简单，元器件易购，充电安全，显示直观，并且不会损坏电池．通过改变W1可以对多节串联锂电池充电，改变W２可以对充电电流进行大范围调节。缺点是：无过放电控制电路。图三是该充电板的印制板图（从元件面看的透视图）。

概述 PT6102 是一款高度集成的单节锂离子电池充电器，较少的外部元件数目使得它非常适合于便携式应用。内部集成功率管，不需要外部检测电阻和防倒灌二极管。充电电流通过外部电阻进行设置，充电结束电压固定在4.2V。热反馈可以自动调节充电电流，可以在大功率或高环境温度下对芯片加以保护PT6102 分三个阶段对电流进行充电：当电池电压低于2.9V 时是涓流充电，当电池电压大于2.9V 时是恒流充电，并且涓流充电电流是恒流充电电流的1/10,当电池电压到4.2V 时进行恒压充电，在恒压充电过程中，充电电流逐渐减少，当减少到恒流充电电流的1/10 时，结束充电过程。 特点 可以用 USB 端口直接对单节电池进行充电. 充电电流最大可以到 800mA 不需要外部功率管，检测电阻和防倒灌二极管 涓流、恒流、恒压三阶段，并有热调节功能，可以在无过热的情况下最大化充电电流 精度达±1%的4.2V 充电电压 SOT23-5 和ESOP8 封装

基于智能化锂电池充电管理系统的研究

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，采用了电压均衡控制、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SMBus1.1 引言 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[ 2], 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 V[ 4]，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 A以下时[ 5]，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[ 6]，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。

充电管理芯片BQ2057及其应用

先进的锂电池线性充电管理芯片BQ2057及其应用 2007年03月07日星期三 11:09 摘要：本文介绍美国TI公司生产的先进锂电池充电管理芯片BQ2057，利用BQ2057系列芯片及简单外围电路可设计低成本的单/双节锂电池充电器，非常适用于便携式电子仪器的紧凑设计。本文将在介绍BQ2057芯片的特点、功能的基础上，给出典型充电电路的设计方法及应用该充电芯片设计便携式仪器的体会。 关键词：锂电池充电器 BQ2057 1.引言 BQ2057系列是美国TI公司生产的先进锂电池充电管理芯片，BQ2057系列芯片适合单节(4.1V或4.2V)或双节(8.2V或8.4V)锂离子(Li-Ion)和锂聚合物 (Li-Pol)电池的充电需要，同时根据不同的应用提供了MSOP、TSSOP和SOIC的可选封装形式，利用该芯片设计的充电器外围电路及其简单，非常适合便携式电子产品的紧凑设计需要。BQ2057可以动态补偿锂电池组的内阻以减少充电时间，带有可选的电池温度监测，利用电池组温度传感器连续检测电池温度，当电池温度超出设定范围时BQ2057关闭对电池充电。内部集成的恒压恒流器带有高/低边电流感测和可编程充电电流，充电状态识别可由输出的LED指示灯或与主控器接口实现，具有自动重新充电、最小电流终止充电、低功耗睡眠等特性。 2.功能及特性 2.1 器件封装及型号选择 BQ2057系列充电芯片为满足设计需要，提供了多种可选封装及型号，其封装形式如图2－1所示，有MSOP、TSSOP和SOIC三种封装形式。其型号如表2－1所示，有BQ2057、BQ2057C、BQ2057T和BQ2057W四种信号，分别适合4.1V、4.2V、8.2V和8.4V的充电需要。

基于单片机的智能锂电池充电管理系统设计

题目：基于单片机的智能锂电池充电管理系统设计系部：电子信息系 专业：应用电子技术 学号： _ 学生姓名： ___ ____ 指导教师： _____ ___ 职称： ______ ___ 目录 1摘要 (2) 1.1 课题研究的背景 (3) 1.2镍氢电池、镍镉电池与锂离子电池之间的差异 (4) 1.3 课题研究的意义 (5) 2 电池的充电方法与充电控 (6) 2.1电池的充电方法和充电器 (5) 2.1.1 电池的充电方法 (5) 2.2 充电控制技术 (9) 2.2.1 快速充电器介绍 (9) 2.2.2 快速充电终止控制方法 (10) 3锂电池充电器硬件设计 (12) 3.1 AT89C51 (13) 3.2 电压转换及光耦隔离电路部分 (15)

3.3 充电控制电路部分 (17) 3.3.1 MAX1898充电芯片充电芯片充电芯片充电芯片 (17) 4 锂电池充电器软件设计 (22) 4.1程序功能 (22) 4.2 主要变量说明 (22) 4.3 程序流程图 (23) 致谢 (28) 参考文献 (29) 1摘要 本课题设计是一种基于单片机的锂离子电池充电器，在设计上，选择了简洁、高效的硬件，设计稳定可靠的软件，详细说明了系统的硬件组成，包括单片机电路、充电控制电路、电压转换及光耦隔离电路，并对本充电器的核心器件—MAX1898充电芯片、AT89C2051单片机进行了较详细的介绍。阐述了系统的软硬件设计。以C语言为开发工具，进行了详细设计和编码。实现了系统的可靠性、稳定性、安全性和经济性。 该智能充电器具有检测锂离子电池的状态；自动切换充电模式以满足充电电池的充电需要；充电器短路保护功能；充电状态显示的功能。在生活中更好的维护了充电电池，延长了它的使用寿命。 关键词：充电器；单片机；；锂电池；MAX1898 Abstract：This topic design is one kind lithium ion battery charger which is based on Single Chip, in the design, it has chosen succinctly, the highly effective hardware, the design stable reliable software, explained in detail system's hardware composition, including the monolithic integrated circuit electric circuit, the charge control electric circuit, the voltage transformation and the light pair isolating circuit, and to this battery charger's core component - MAX1898 charge chip, at89C2051 monolithic integrated circuit has carried on the detailed introduction. Elaborated system's software and hardware design. Take the C language as the development kit, has carried on the detailed design and the code. Has realized system's reliability, the stability, the security and the efficiency. The intelligence battery charger has the examination lithium ion battery's

锂电池线性充电管理芯片LTC4065及其应用

锂电池线性充电管理芯片LTC4065及其应用 摘要锂电池具有体积小、能量密度高、无记忆效应、循环寿命高、高电压电池和自放电率低等优点，近年来已经成为微型移动终端设备的首选电源。本文介绍了基于LTC4065芯片的线性充电管理方案，仅需要非常少的外围元件配合，就可以实现低成本、超小尺寸的单节锂电池充电管理。 关键词锂电池充电管理LTC4065 SG2003 随着移动计算技术和无线通信技术的发展，微型移动终端设备在移动数据采集、传输、处理及个人信息服务等领域得到越来越多的应用。锂电池因其体积小、能量密度高、无记忆效应、循环寿命高、高电压电池和自放电率低等优点，近年来已经成为微型移动终端设备的首选电源。锂电池的特性以及应用环境的需求，对微型移动终端设备充电方案的设计提出了更高的要求。因此在充电方案的设计中需要综合考虑成本、体积、噪声、效率等因素。 LTC4065是一款用于单节锂电池的完整恒定电流／恒定电压线性充电管理芯片，可提供高达750 mA且准确度为5％的可设置的充电电流，并支持直接使用USB端口对单节锂电池进行充电。同时其热反馈功能可调节充电电流，以便在大功率工作或高环境温度条件下对芯片温度加以限制，确保安全工作。由于采用了内部MOSFET架构，因此无需使用外部检测电阻器或隔离二极管。很少的外部元件数目加上其2 mm×2 mm DFN封装，使得LTC4065尤其适合无线PDA、蜂窝电话、无线传感器终端等应用。功能齐全的LTC4065还包括自动再充电、低电池电量充电调节、软启动等丰富功能。 1 LTC4065的引脚功能 LTC4065采用了热处理能力较强的6引脚小外形封装(DFN)，且实现产品无铅化，底部采用裸露衬垫，直接焊接至PCB以实现电接触和额定散热性能。引脚排列如图1所示。 各引脚功能如下： 引脚1，GND，接地端。 引脚2，CHRG，漏极开路充电状态输出。充电状态指示引脚具有三种状态：下拉、2 Hz 脉动和高阻抗状态。该输出可以被用作一个逻辑接口或一个LED驱动器。对电池进行充电时，有一个内部N沟道MOSFET将GHRG引脚拉至低电平。当充电电流降至全标度电流的10％时，CHRG引脚被强制为高阻抗状态。如果电池电压处于2．9 V以下的持续时间达到充电时间的1／4，则认为电池失效，而且CHRG引脚将以2 Hz的频率脉动。 引脚3，BA T，充电电流输出。该引脚向电池供应充电电流，并将最终浮动电压调节至4．2 V。该引脚上的一个内部精确电阻分压器负责设定此浮动电压，并在停机模式时断接。 引脚4，VCC，正输入电源。该引脚向充电器供电。VCC的变化范围是3．75～5．5 V。该引脚应通过一个最小1μF的电容器进行旁路。当VCC处于BA T引脚电压的32 mV以内时，LTC4065进入停机模式，从而使IBA T降至约1μA。 引脚5，EN，使能输入引脚。把该引脚拉至手动停机门限(一般为O．82 V)以上，将把LTC4065置于停机模式。在停机模式中，LTC4065的电源电流低于20μA。使能为缺省状态，但不用时应将该引脚连至GND。 引脚6，PROG，充电电流设置和充电电流监视引脚。充电电流是通过连接一个精度为1％的接地电阻器RPROG来设置的。 2 工作原理 LTC4065主要是为实现对单节电池充电而设计的线性电池充电管理芯片。该芯片利用其内部功率MOSFET对电池进行恒流和恒压充电。充电电流可利用外部电阻编程设定，最大

11.1V锂电池充电器设计

11.1V锂电池充电器设计 【摘要】本文介绍了锂电池充电的控制方法，讨论了充电器的电路结构和软件设计思想。该设计以ATmega8作为控制核心，对充电过程进行全面管理，通过对充电电流、电压的自动检测与调整，完成对不同充电阶段的精确控制及充满后的自动停充，实现了智能化充电。 【关键词】锂电池充电器；ATmega8；脉宽调制 1.引言 11.1V锂电池常用于涵道机、固定翼、直升机等航模中，具有放电稳定，工作温度宽；允许较大的充电电流、充电速度快，仅需1～2个小时就可以充满；无记忆效应；自放电率低，储存寿命长；能量高、储存能量密度大；输出电压高（单节锂电池的额定电压一般为3.6V，而单节镍氢和镍镉电池的电压只有1.2V）等优点。但锂电池在使用过程中也存在娇气的一面。在对锂电池进行充电时要防止过度充电，如果充电电压高于规定电压或充电电流大于规定电流，就会损坏锂电池或者使之报废。在过充电的情况下，能量过剩锂电池温度上升，电解液将分解产生气体，使之内压上升而导致自燃或破裂的危险。通常单节锂电池的终止充电电压为4.2V，精度控制在±1%之内，充电电流不大于1C（C代表充放电速率，1C代表电池正好在1小时内，充满电或放完电所要求的速率）。锂电池在使用时也要防止过度放电，过度放电会导致电池特性及耐久性变差，可充电次数降低。通常要求放电电流不大于2C，终止放电电压控制在2.4～2.7V左右。 2.锂电池的充电方法 锂电池在充电过程中需要控制它的充电电压和充电电流并精确测量电池电压，根据锂电池电压将充电过程分为四个阶段。每个阶段的需要用不同的电压和电流进行充电，下面以单节锂电池为例分别说明每个阶段的状态。阶段一为预充电，先用0.1C的小电流对锂电池进行预充电，当电池电压≥2.5V时转到下一阶段。阶段二为恒流充电，用1C的恒定电流对锂电池快速充电，点电池电压≥4.2V 时转到下一阶段。阶段三为恒压充电，逐渐减小充电电流，保证电池电压恒定=4.2V，当充电电流≤0.1C时转到下一阶段。阶段四为涓流充电，恒压充电结束后，电池已经基本充满，为了维持电池电压，可以用0.1C甚至更小的电流对电池进行补充充电，到此锂电池充电过程结束。 3.充电器的硬件电路设计 本系统主要有微控制器、电压检测电路、电流检测电路、电池状态指示电路和充电控制电路组成，电路原理图如图1所示。 3.1 主控芯片