1、 毕业设计开题报告 学学 生生 姓姓 名：名： 学学 号：号： 学学 院院 ： 信息与通信工程学院 专专 业业 ： 电子信息工程 设设 计计 题题 目目： 基于单片机的智能充电器设计 指 导 教 师指 导 教 师 : 2017 年 3 月 8 日 毕毕 业业 设设 计计 开开 题题 报报 告告 1选题依据： 一、一、课题研究的背景、目的及意义课题研究的背景、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
2、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
3、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，
4、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。 二、二、国内外研究现状国内外研究现状 随着智能充电器的需求日益增大，人们采用不同的解决
5、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 Mentzer UlectronicGmbH 和 Wemer Retzlafr 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
6、 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 BMS12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
