课题名称

锂电池电源管理系统设计与实现

课题来源

社会生产实践

课题类型

工程设计类

1．选题的背景及意义：

锂电池电源管理系统可以用在很多场合，尤其在嵌入式仪器仪表或手持设备内。合理、高效、安全的充放电管理是基本要求。另外，部分设备对放电参数有特殊要求。

本设计在常用充放电及电源管理的基础上，提高放电参数。系统包括充放电管理电路、参数切换电路以及必要的管理核心处理器件。能够实现电量剩余显示、充电时间显示、放电方式切换等功能。

 

2．研究内容拟解决的主要问题：

 

主要技术内容：
1. 实现充放电电路设计与实现；
2. 实现充放电参数调整与管理；
3. 给出仿真结论和实测数据；
4.技术分析与总结；

    基本评判要求：
能够熟悉本选题所涉及的模拟电路、电源管理、充放电基本原理、典型电路，以及电路设计软件工具；能够正确说明系统设计的基本思路和方法；能够给出合理的电路设计方案和实测数据分析。

 

3．研究方法技术路线：

锂电池管理系统主要由充放电模块、数据采集模块（包括电压，电流）、均衡模块、电量计算模块、数据显示模块和存储通信模块组成。

 

其中数据采集模块负责采集电池的各种状态参数，如电流、电压；充电控制模块按预充、恒流充电和恒压充电三个阶段进行自动充电，并根据采集的数据对充放电过程进行控制；均衡模块在适当的时候通过15W的开关电源对单个电池进行均衡充电，使电池组中的电池更加均衡一致；电量估测单元主要是分析采集过来的状态参数并根据研究试验得出的电量估测算法，对电池的当前电量进行估测；数据显示单元采用图文液晶显示屏，可显示各节电池电压，充放电电流，剩余电量和充电时间；存储通信单元通过存储芯片定时把充放电信息（电压，电流，充放电时间等）存储起来，可通过串口与电脑通信，在电脑上显示充放电信息。

 

4．研究的总体安排和进度计划：

 

14周内完成以下工作：锂电池电源管理系统设计与实现具体如下：

 

第1周      文献查找、资料收集、方案讨论，技术可行性讨论；

第2~4周    工具软件系统准备，器件、硬件选型，系统功能确定；

第5~7周    硬件制作、软件编写；

第8~10周   系统各部件软硬件调试，实验数据记录整理分析，论文框架完成；

第11~12周  系统联合调试，论文中相关电路、流程和数据分析整理完成；

第13~14周  系统完善，论文完成，答辩材料和资料整理完成。

 

5．主要参考文献：

[1] 黄智伟. 电子系统的电源电路设计[M]. 电子工业出版社，2014.

[2] 张义和. AltiumDesigner电路设计全攻略:电路图设计[M]. 科学出版社，2013.

[3] 蒙博宇. STM32自学笔记[M]. 北京航空航天大学出版社，2014.

[4] 李艇. 实时工业网络设计与应用[M]. 人民邮电出版社，2014. 

[5] 王汝传. 物联网技术导论[M].清华大学出版社，2011.

[6] 刘君华. 传感器技术及应用实例 [M]. 电子工业出版社，2008.

 

指导教师意见：

 

 

 

指导教师签名：              2014  年    2 月   22  日 

教研室意见：

 

 

教研室主任签名：              2014  年    2 月   22  日 

学院意见：

  

教学院长签名：                年     月     日