基于单片机智能充电器设计开题报告.docx

毕业设计开题报告学生姓名：学号：学院：信息与通信工程学院专业：电子信息工程设计题目：基于单片机的智能充电器设计指导教师:2017年3月8日毕业设计开题报告1．选题依据：一、课题研究的背景、目的及意义随着全球经济的发展，锂电池对于人们生活的影响越来越大。锂电池具有储能密度高，寿命长等优点，在当前社会应用范围极广[1]。如今锂电池在3C、电动车和储能系统领域占据巨大市场[2]。在国内3C和电动车领域，锂电池被广泛的应用。尤其是电动自行车领域。在2006年左右，中国自行车领域开始探索使用锂电池作为车载电池。到2008前后，以锂电池作为车载电池的电动自行车得以大范围推广[3]。目前有大量的企业在推广锂电池电动自行车[4]。然而不管锂电池在那个领域普及，锂电池的充放电次数也都变得越来越多。?作为高密度的能源模块其安全性也备受考验，在日常的消费者使用过程中锂电池的发热、自燃、爆炸事件时有发生，并造成一定的人身伤害和巨大地财产损失，这给很多锂电池的用户带来了很大困惑及“锂电恐惧”心理。更为严重的是锂电池在生产、测试及运输等环节由于管理不善的原因发生火灾，而无法用一般的灭火方法扑灭，造成厂房或货船起火导致大额的经济损失和不良社会恐惧心理。锂电池的风险管理越来越重要[5]。与此同时，频繁的使用电子设备，电源电池经常充放电，这对电池的寿命是极大地考验。而且市场上的电源充电器大多难以解决上述问题。很多外观相似，但内部线路不同导致性能大有差异。虽然都能实现充满自停，但其实现的方式不同就会导致充电效果不同。由于采用高电流快速充电，充满后不能及时停止，使电池由于过充而发热严重或者采用电压比较法致使每次充电不足，从而严重缩短电池的寿命[6]。随着技术的进步，人们对家用锂电池产品体验度的要求越来越高，有更复杂的充电算法以实现快速、安全充电。锂电池对于充电条件要求相对较高，如果电压过高就很容易造成电池损害，因此在充电过程中需要进行电路保护。智能化的实现锂电池高效充电可以有效减少充电时间并能很好的维护电池，最终实现锂电池的长久循环使用[7]。本设计提出一种采用智能充电芯片 MAX1501和单片机STM32结合的锂电池自动自行车智能充电器设计方案。 MAX1501功能强大，内部电路包含输入电流调节器、充电电流检测器、电压检测器、温度检测器、定时器和主控器。它与STM32强大的控制功能配合使用，使锂离子电池充电电源更加智能化，通过改良外围电路可以大大提高电池充电的安全系数，同时延长锂电池的使用寿命。国内外研究现状随着智能充电器的需求日益增大，人们采用不同的解决方案实现充电器的智能化。在过去几十年里，由于锂电池技术的日益成熟以及锂电池相比较镍镉、镍氢电池具有极大的优势，所以对于镍镉、镍氢电池这类电池充电系统的研究越来越少，但在锂电池的研究上投入精力巨大。美国、德国、韩国、日本、加拿大等一些发达国家，凭借着先进的科技水平和优秀的生产工艺，领先于我国。德国MentzerUlectronicGmbH和WemerRetzlafr[8]合作研发的 BADICHUQ 系统首次车载实验，并于1992年进行二次改进的 BADICOACH 系统。该系统不仅实现了20节电池的电压、温度、电流检测，实时数据的显示；还兼有与 PC 机进行数据交换与保存的通信机制，并实现了充电机充电电流的控制和单体电池的均衡。后续改进的系统增设了一个非线性电路(WLC)来测量电压，并将一个电池组的八个单元电压都通过一条信号线传递给BADICOACH 系统，并在那里解码：通过收集电池数据并装两条 PWM 信号输出线来控制充电电流和电压的大小。美国 GM 汽车公司研发的应用于型号为EVl纯电动汽车上的车载电池管理系统。美国通用汽车公司研制出电动汽车 EV1 上使用的电池管理系统。该管理系统包括动力电池组、电池组温度控制系统、电池组保护模块、软件模块等。软件模块实现的功能有：对电池组电压、电流、温度的采样，对充电电流进行控制和电池组剩余电量的检测等[9]。加拿大Zader研发的Zader BMS系统[10]，日本青森工业研究中心[11]仍在继续进行 BMS 实际应用的系统，韩国 SAMSUNG公司设计的SDI BMS[12]和DEV5-5系统功能都比较完善。我国是锂离子电池的生产和消费大国，但在电池组电源管理方面起步较晚。近年来，随着消费升级，国内锂电池应用市场不断壮大。尤其近几年家用锂电池产品销量猛增，尤其电动自行车等家用产品。市场需求促进了国内更多的人去研究智能充电系统。目前国内，随着微处理器、无限传感技术的发展和传感器技术的不断推陈出新，锂电池智能充电系统也不断发展[13]。现在，有很多知名高校，如清华大学、北京航空航天大学、北京交通大学、北京理工大学和北方工业大学、湖南大学等等，利用自己在这方面的优势，和一