锂电池电量检测系统设计

摘要

锂离子电池是1990年后逐渐发展起来的新一代电池，锂电池较传统的镍镉、镍氢等电池在很多方面具有优势，例如工作电压高、质量轻、能量密度大、体积小、自放电率小、无记忆效应、循环寿命长等特点，因此，锂电池作为主要能源在笔记本、手机等便携式电子设备上的应用已非常普及。如今，新面市的磷酸铁锂电池拥有非常好的市场前景，因其具有优良的电池性能。但是，如何准确检测电池的剩余电量一直是一个值得研究的问题，因其只能间接测量，不易保证准确性。锂电池的应用发展已越来越迅速，怎样精确估计电池电量也变得越来越重要。
　　目前，测量结果不准确、不全面是一部分锂电池电量检测系统存在的主要问题，因其忽略了能够影响电池性能的重要因素，即温度参数，另外还有电池自身的老化（SOH）及内阻变化等。而随着电池使用次数的增加，电池不断老化，电池容量就会逐渐减小，若缺少了电池额定容量满循环校准这一步骤，将会加大电量的测量误差，这一误差还会随电池使用频率累积增大。
　　本文主要以MSP430单片机微控制器为核心，针对便携式的小功率产品，设计一个锂电池电量检测系统，并对锂电池组的充、放电过程进行保护。锂电池组的电流、电压、温度参数将被系统控制器及时采集，为电池组剩余电量的检测和电池组充放电保护提供理论依据。
　　本文首先详细介绍了锂电池的特性和优点，分析了其充放电特性。其次，在电池开路和负载的情况下，提出了多种估算方法并结合温度校正来估算锂电池的剩余容量，并将影响电池电量检测的各种因素也考虑了进去，以实现锂电池电量的准确估计。再次，设计了系统的硬件电路，设计了软件程序。最后，对设计结果进行了有效性验证。

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第一章 绪 论

1.1 课题背景

1.2 课题需求分析

1.3 锂电池的应用现状

1.4 课题研究的意义

1.5 本文主要研究内容与重点

第二章 锂电池的特性分析

2.1 锂电池的工作原理

2.2 锂电池的性能参数和特点

2.3 锂电池的充放电

2.4当前锂电池电量检测方法

2.5 当前检测方法存在的问题

2.6 影响电池电量检测的各因素

2.7 本章小结

第三章 系统硬件设计

3.1 微控制器简介

3.2 硬件设计方案

3.3 本章小结

第四章 系统软件设计与实现

4.1 软件整体设计思想

4.2 主控制模块软件设计

4.3 软件驱动层设计

4.4 软件组织层分析与设计

4.5 本章小结

第五章 测试与分析

5.1 实验目的

5.2 实验装置

5.3 实验方法

5.4 实验数据及分析

5.5 实验总结

5.6 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 全文总结

6.2 后续工作展望

致谢

参考文献