锂电池参数实时测量系统设计开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

锂电池是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。早在1912年，锂金属电池就由gilbertn.lewis提出并研究，发展到20世纪70年代的锂离子电池，再到今天，可充电的锂离子二次电池已经成为便捷式移动产品最常见的高容量电池，在生产生活中随处可见。

对比子电池高容量小体积的巨大优势，锂电池在安全性上具有一定的劣势，锂电池的运输和使用都有一定的风险。在投入市场以来，已报道多起涉及与锂电池运输和使用有关的事故，比如2013年曾发生两起因锂电池温度过高而引发的飞行事故。第一起发生在一架停靠伦敦的波音787客机上，而另一起锂电池过热燃烧事故导致日本全日空的飞机被迫紧急着陆。而在国内也曾有手机锂电池着火爆炸导致房屋被烧人被炸伤等危机人身和公共安全案例。

那么关于锂电池在不当使用中容易出现危险的主要原因有如下几点：

2. 研究的基本内容与方案

在正常的锂电池使用过程中，需要测量的主要参数是锂电池的实时电压、电流、温度等参数。由于锂电池在充放电过程中，电压与工作环境的温度和自身电量电流等息息相关，通过翻阅文献可以得到一个大致的放电图线如图所示：

图1锂电池放电图线

所以可以利用实时测量的信息来判断工作状态。

本次毕业设计以STC-89C51单片机为核心，电源管理芯片使用目前比较先进的高精度锂电池检测芯片DS2762，该芯片是MAXIM公司推出的一款具有数据采集、信息存储及安全保护于一身的强大芯片，可以实时监测电池的电压、电流、充放电状况及剩余电量等参数，并可以通过芯片自带的锁存将这些数据储存起来，提供给单片机做相应的处理。单片机外围电路由开发板提供，而在上位机方面，本次设计采用个人PC来进行数据处理和显示，并将处理结果反馈给单片机系统，利用外置红绿LED做一个直观的显示。

系统的总体设计框图如图2

所示：

图2程序设计框图

首先使用DS2762在51单片机系统上组建其可用的外围电路，将整个测量系统使用串口线接入上位机系统，上位机系统搭载软件可以对单片机系统传上来的数据进行处理和分析，根据与设定的正常工作条件下的电池参数阈值对电池的健康度进行判断，并发出提示，有需要的话可以开启自动控制。同时将提示消息反馈给下位机系统，下位机系统通过红绿LED来判断电池的工作情况，在严重超出阈值的情况下使用蜂鸣器报警。电池的实时参数也可以显示在上位机上。所有系统设计可以在仿真中完成。

软件的主流程图如图3所示：

图3软件的主流程图

3. 研究计划与安排

第1－2周：查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需的相关知识。确定方案，完成开题报告。

第3－7周：完成5000字外文文献翻译以及传感器的选择和相应的硬件电路设计。

第8－11周：系统的软件设计。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]贾永丽.锂电池储能特性及关键技术研究[d].华北理工大学2015

[2]陈波.便捷式锂电池安全试验方法研究[d].苏州大学2014

[3]刘彦军.锂电池化成参数的监测和估计技术研究[d].电子科技大学2015