锂电池充电管理和保护

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1、锂电池充电、管理和保护针对如何快速充电并有效地保护和延长电池使用寿命，提高电池组整体的能量效率及使用可靠安全度，本文利用HT46R23单片机微处理机设计了一款锂电池充电和管理保护板，本设计能对电池充放电过程进行全程监控，及时取样并进行各种变数的比较，做出明确的决策，提供有效数据显示。1.刖目1.1近年来，巾于石油枯竭出现的能源危机，以及人们环保意识的增强，整个世界对于可再生能源的需求日益增加，可再生能源具有取之不尽用之不竭。主要有太m能、水能、风能、地热能等。太m能电池、风力发电电池等各种携带式电子产品，都需要电池。如果能好好地利用锂电池的特性并且好好的管理使用，这将人们生活产生

2、很大的帮助，对环境污染的负担减轻很多。1.2电池是主要储能元件，最新科技发现，锂铁电池具备体积小、能量密度大、单体电压高、自放电率低、内阻小等优势，更具有高能量密度及高循环性能，瞬间大功率充电，并瞬间大功率输出及强续航力等优点，是一个不错的新型储能元件，若能够快速的充电并保护，并能有效安全管理电池，成为较理想之储能元件，是主要的追求考量，若能用微处理机执行整个锂电池充电放电控制管理，应该是一个较佳的方法。然而如何快速充电并存效地保护和延长电池使用寿命，提高电池组整体的能量效率及使用可靠安全度，是锂离子电池在电能实际应用中必须解决的问题，所以研究锂离子充放电特性和安全有效的管理系统

3、具有其划时代的重大意义。2.工作原理：2.1木系统的微控中心，用盛群公司的HT46R23单片机微处理器执行整个系统的控制工作，这种全数位化的控制方式将使系统简单化，不会右复杂的控制电路，而整个系统的更新、修改以及参数的调整修改可便携进行，然而可针对不同的需求及功能，调整部分硬件电路。2.2主控元件采用切换式电力电子（常用的功率型MOS器件并配合常用的PWM的单片机控制）。2.3参数感测：对于电池组充放电过程的执行参数监控，温度、电压、电流及电量等即时显示电池状况。电池保护：保护电池不过充、不过放和不过温。显示变数：适时显示电池的各项功能参数和执行状态。电池诊断：电池可进行筛选，在

4、电池老化时提供讯息，进而提高电池的整体效能，延长电池的使用寿命。剩余电量预测功能：电池剩余电量预估，有助于使用者对电池有效的使用管制。2.4电池充电的方式有常用的下列几种:定电压充电法、定电流充电法、定电流切换定电压充电法、脉冲式定电流充电法及ReflexTM扰动法等方法，木课题采用ReflexTM的改进方式，如此便可以增加电池的寿命及改善电池的电极氧化物形成问题。2.5分相脉冲充电和ReflexTM扰动与平衡电路图，利用一般电路将AC110V60HZ转换成DCV15V至直流电压作为输入，经由M1、M2、M3及M4配合L达成平衡充电及放电。如此以来便可以提高有效的提高电能使用效率

5、，达到电池上充下放及下充上放之特性。2.6图3-1为锂电池温度感测监控电路图，是利用AD590感测温度，经由LM324之运算放大器处理后，等量之类比温度转换成类比电压送入HT46R23类比输入。2.7如图2-2为锂电池放电保护及管理电路图，利用电子开关及电流转换成类比电压，经方程式的计算(Q=IT)得知电池放电量，进而管理电池。2.8锂电池管理显示图透过HT46R23与16*2LCD显示器经由程式显示，锂电池的充电电压、温度及放电流量等，方便我们监测电池的状况。3.结论本设计微控中心用HT46R23单片机微处理器执行整个系统的控制工作，这种全数位化的控制方式将使系统简单化，不会有

6、复杂的控制电路，能对锂电池进行快速充电、对充放电过程进行全程监控，并能有效的地提高电池利用效率，但也存在一些不足支出，设计中也常常会有电路上的一些问题，当调试完成后仍然有很多问题需要克服，相信未来若能更好地使用锂电池的特点，在未来绿色能源及环境保护上我们会更尽一份力量。天之信文编