基于單片機(jī)的鋰離子電池充電系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

1、基于單片機(jī)的鋰離子電池充電系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案濟(jì)南大學(xué)泉城學(xué)院畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 方 案題目基于單片機(jī)的鋰離子電池充電系統(tǒng)設(shè)計(jì)專業(yè)電氣工程及其自動(dòng)化班級(jí)1301 班學(xué)生姚良潔學(xué)號(hào)2013010873指導(dǎo)教師張興達(dá)魏志軒二一七年四月十日畢業(yè)設(shè)計(jì)方案學(xué)院 工學(xué)院專業(yè) 電氣工程及其自動(dòng)化學(xué)生 姚良潔學(xué)號(hào) 2013010873設(shè)計(jì)題目基于單片機(jī)的鋰離子電池充電系統(tǒng)設(shè)計(jì)一、選題背景與意義1. 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀自 90 年代以來，中國正日趨成為世界上最大的電池生產(chǎn)國和最大的電池消耗國。隨著科技的發(fā)展，人們對(duì)身邊電子產(chǎn)品的數(shù)字化、自動(dòng)化和效率的要求越來越高。便攜式電池成為用戶的首選，隨著各式各樣的電池出現(xiàn)，用戶在選用電池

2、時(shí)，在考慮到電池的環(huán)保、性價(jià)比的同時(shí)，更加注重電池的便攜性。正因?yàn)殇囯x子電池具有高的體積比能量和環(huán)保性能，符合當(dāng)前世界電池技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，逐漸成為市場(chǎng)的主流 1 。我國鋰電池行業(yè)的年增長率已超過 20% ，2016 年電池總體需求量達(dá)到 50 億塊左右?？梢?，在當(dāng)前和今后相當(dāng)一段時(shí)間，鋰電池將成為我國電池工業(yè)的龍頭。雖然我國已是僅次于日本的鋰離子電池生產(chǎn)大國，市場(chǎng)增長空間巨大，但并非強(qiáng)國，在全球鋰- 1 -濟(jì)南大學(xué)泉城學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)方案離子電池產(chǎn)業(yè)仍處于低端。隨著手機(jī)用戶的日益增多，如何保養(yǎng)手機(jī)也成為了眾多手機(jī)使用者面臨的一個(gè)實(shí)際問題，而手機(jī)電池作為手機(jī)的一個(gè)重要組成部分，直接影響了使用壽命和性

3、能。智能手機(jī)的屏幕越來越大，功能越來越多，現(xiàn)有的鋰離子電池產(chǎn)品越來越難以滿足需求，選擇合適的充電器，可以延長我們的手機(jī)鋰離子電池的使用壽命?，F(xiàn)階段消費(fèi)者除了通過原廠配備的充電器給便攜式設(shè)備充電之外，普遍采用的是通過移動(dòng)電源來補(bǔ)充電池的電量。根據(jù)日本矢野經(jīng)濟(jì)研究所的預(yù)測(cè)，鋰離子電池正以53.33%的年增長率快速取代傳統(tǒng)的鎳鉻鎳氫電池市場(chǎng)。目前國內(nèi)移動(dòng)電源市場(chǎng)上主要的品牌有小米、愛國者、品勝、華為等，國外市場(chǎng)比較知名的品牌有BOOSTCASE 、MALA等。移動(dòng)電源市場(chǎng)在近幾年得到了很大的發(fā)展，市場(chǎng)中出現(xiàn)了各式各樣的品牌。與此同時(shí)，在移動(dòng)電源產(chǎn)品中也存在很多需要解決的問題。比如：自身充電所需時(shí)間過

4、長， USB 輸出電壓不穩(wěn)定， 電能轉(zhuǎn)化效率不高，輸出保護(hù)較為單一，輸出大電流時(shí)散熱性能不好等。相較于國外而言，國內(nèi)的鋰電池智- 2 -濟(jì)南大學(xué)泉城學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)方案能充電系統(tǒng)性能欠佳，還需要加大研究力度2。2. 選題的目的及意義近幾年來，便攜式電子產(chǎn)品的迅猛發(fā)展促進(jìn)了電池技術(shù)的更新?lián)Q代。其中鋰離子電池以其重量輕、儲(chǔ)能大、功率大、無記憶效應(yīng)、無污染、自放電系數(shù)小、循環(huán)壽命長等優(yōu)點(diǎn)，脫穎而出，迅速成為市場(chǎng)的主流。鋰電池是 20 世紀(jì)末才出現(xiàn)的綠色高效能可充電電池，目前隨著鋰離子電池的推廣及大量應(yīng)用，鋰離子電池深受社會(huì)和用戶的歡迎 3。目前已廣泛應(yīng)用于手機(jī)、筆記本電腦、數(shù)碼相機(jī)及眾多的便攜式設(shè)備，

5、其中筆記本電腦占 23% ，手機(jī)占 50% ，為最大領(lǐng)域。電子、信息及通訊等 3C 產(chǎn)品均朝向無線化、可攜帶化方向發(fā)展，對(duì)于產(chǎn)品的各項(xiàng)高性能組件也往 “輕、薄、短、小”的目標(biāo)邁進(jìn)，而鋰離子電池是最佳的電源供應(yīng)來源。鋰電池也被稱之為 “最有應(yīng)用前途的化學(xué)電源 ”，甚至被稱為“極限電池 ”或“最后一代電池 ”。鋰離子電池作為一種綠色環(huán)保電源， 正以其獨(dú)特的魅力，影響著我們的世界。同時(shí)，其作為新興的能源材料，正處于蓬勃發(fā)展時(shí)期，進(jìn)一步研究和開- 3 -濟(jì)南大學(xué)泉城學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)方案發(fā)鋰離子電池對(duì)發(fā)展與能源密切相關(guān)的各項(xiàng)產(chǎn)業(yè)都具有非常重要的意義。隨著鋰離子電池性能的不斷提高和成本的不斷降低，該系列電池也逐步應(yīng)用于交通工具、航空航天、軍事、醫(yī)療等其它方面的領(lǐng)域，將成為最具發(fā)展前景的可充電電池 4 。我們相信，未來的鋰離子電池在我們手中將會(huì)取得更加豐碩的成果。二、設(shè)計(jì)內(nèi)容本文以 AT89C51 單片機(jī)為核心元件，是針對(duì)手機(jī)鋰離子電池的智能調(diào)節(jié)充電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 5 。系統(tǒng)主要包括鋰離子電池充電系統(tǒng)硬件方案設(shè)計(jì)、硬件系統(tǒng)所涉及到的元器件參數(shù)計(jì)算及型號(hào)選擇、 鋰離子電池單片機(jī)系統(tǒng)軟件流程圖設(shè)計(jì)及程序?qū)崿F(xiàn)、整體系統(tǒng)調(diào)試、校驗(yàn)以及優(yōu)化調(diào)整。設(shè)計(jì)內(nèi)容主要分為硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)，包含 AT89C51 單片機(jī)控制模塊、 電路保