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。
我们大致可以分为类型的一次和二次电池，二次电池可反复使用。
当二次电池的能量转化为化学能，作为吸热反应。
工作参数的二次电池电压，电池容量，工作温度，充放电性能。
在本研究中，我们能够通过电池的性能特性曲线，以反映所述二次电池的性能特性，电池的性能特性曲线包括许多曲线，如充放电曲线，曲线和充电- 放电循环温度曲线，我们可以在电池的安全性评估使用此功能。
二次电池可重复使用的绿色环保概念的使用。
对于二次电池，下面对电池的日常生活中是很常见的：镍- 金属氢化物电池，镍镉电池，铅酸电池，锂离子电池。
1.锂电池的原理正常情况下正极选用锂合金金属氧化物作为材料、负极选用石墨作为材料、溶液使用非水电解质。
充电正极上发生的反应为LiCoO2==Li(1-x)CoO2+XLi++Xe-(电子)充电负极上发生的反应为6C+XLi++Xe- = LixC6对电池充电的一般反应：LiCoO2+6C = Li(1-x)CoO2+LixC6正极正极材料：主流产品多采用锂铁磷酸盐。
正极反应放电时锂离子嵌入，充电时锂离子脱嵌。
充电时：LiFePO4 → Li1-xFePO4 + xLi+ + xe-放电时：Li1-xFePO4 + xLi+ + xe- → LiF ePO4负极负极材料：基本采用石墨。
负极反应：放电时锂离子脱嵌，充电时锂离子嵌入。
充电时：xLi+ + xe- + 6C → LixC6放电时：LixC6 → xLi+ + xe- + 6C2.常见二次电池之间的区别(1)重量方面镍氢电池和镍镉电池的工作电压的每单位体积是一样的，电压为1.2 V的直流电压，和一个直流电流的单位体积的锂离子电池是3.6 V。
同类型的情况下，锂离子电池重量和镍镉电池差不多,但是镍氢电池的重量则比前者都重得多。
锂电池更轻在相同的电量输出下。
(2)记忆效应发生记忆效应只是镍镉电池，而镍氢电池和锂离子电池则不会发生记忆效应。
如果电池长时间用错误的充电方式对其充电，电池内部就会引起结晶沉淀，这就是记忆效应。
危害有：电池寿命会缩短，电池不能进行有效的充电，电池会一充电就满且一放电就完。
(3)自放电率这就是常说的保持电荷的能力，电池制造过程中，材料的储存，影响因素。
锂电池的自放电率为2%到5%之间，镍镉电池的自放电率为15%到30%之间，镍氢电池的自放电率为25%到35%之间。
(4)充电方式当电路在充电，深度放电和短路条件下，锂离子电池易受损。
所以当锂离子电池处于充电阶段时，控制电路应谨慎地对充电电压进行控制。
正常情况下，充电电路的最高充电速率为1C，充电电路最低的放电电压在2.7V到3.0V之间。
此时的锂离子电池恒流恒压充电法。
4.课题研究的意义锂离子电池充电原理和充电控制作为本论文研究的主要内容，本文的意义如下所示：(1)充电前的处理问题得到解决。
(2)充电时间过长和效率低的问题得到解决。
(3)过充和欠充等得到解决。
(4)使充电器充电更可靠，更方便。
第2章电池的充电方法与充电控制技术2.1电池的充电方法与充电器2.1.1电池的充电方法1.恒流充电（1）恒流充电充电电池进行此种充电方式需要一个直流的横流电源，这样能够防止交流电源电压在充电器中波动，电池数量和电池充电过程的停止时间都可以可依据充电时间来确定。
在这里，我们要让的需要来选择恒流充电模式的充电效率。
恒流电源的充电电路如下图2-1所示图2-1恒流电源的充电电路(2)准恒流充电为了让电流在电池的允许值范围内，当电路处于充电末期时电流可对电阻值进行调整。
因为结构简单、低成本，所以准恒流充电电路被大范围地应用于充电器中。
此充电电路如下图2-2。
图2-2准恒流的充电电路2.恒压充电恒压充电就是每个单体电池在充电的时候都会使用一样且不变的电压进行充电。
恒压充电电路如图2-3所示。
图2-3 恒压充电电路3.涓充方式电池与充电器相连接，电池和负载并联，正常来说，负载的工作电源为直流电源，电池以涓充方式进行充电。
应急电源，备用电源不允许关闭的场合使用涓流充电模式。
示意图如下图2-4所示。
图2-4 涓充方式的简单示意图4.快速充电(1)电池电压检测当充电电池正在进行充电时，此阶段假如用大电流对电池进行充电的时候，当充电阶段处在末期的时候，这时候的电路应该检测电池的电压，当电池的电压升到预订值的时候，此时应将大电流变成小电流对电池进行充电。
而这时候用小电流对电池进行充电，这样一来可以确保电池电荷容量。
(2)－△V检测当电池处于充电末期的时候，此时的充电过程中充电电流可以通过电路检测电压降来控制。
如图2-5电池充电电流之间的关系时，电压和充电。
-△V控制框图如图2-6所示。
图2-5可充电电池，电池电压和充电时间图2-6 －△V控制系统框图(3)电池的温度检测当电池充电处于末期的时候，会产生氧化反应产生的热，电池的温度将上升，然后充电电流会增加。
温度传感器和电阻温度检测器设置在电池壳来控制充电电流。
电池充电电路会在电池温度达到设定值的时候被中断。
电池温度检测简图如图2-7所示，电池温度和充电时间的关系如图2-8所示。