基于单片机控制的电动车锂电池组设计方案
摘要：针对目前电动车锂电池组所用的保护电路大多都由分立原件构成，存在控制精度不够高、技术指标低、不能有效保护锂电池组等特点，提出一种基于单片机的电动车36 V锂电池组保护电路设计方案。利用高性能、低功耗的ATmega16L 单片机作为检测和控制核心，用由MC34063构成的DC /DC变换控制电路为整个保护电路提供稳压电源，辅以LM60测温、MOS管IRF530N作充放电控制开关，实现对整个电池组和单个电池的状态监控和保护功能，达到延长电池使用寿命的目的。
随着电动自行车的逐渐普及，电动自行车的主要能源---锂电池也成为众人关心的焦点。锂电池与镍镉、镍氢电池不太一样，因其能量密度高，对充放电要求很高。当过充、过放、过流及短路保护等情况发生时，锂电池内的压力与热量大量增加，容易产生爆炸，因此通常都会在电池包内加保护电路，用以提高锂电池的使用寿命。针对目前电动车锂电池组所用的保护电路大多都由分立原件构成，存在控制精度不够高、技术指标低、不能有效保护锂电池组等特点，本文中提出一种基于单片机的电动车36 V锂电池组（由10节3. 6 V锂电池串联而成）保护电路设计方案，利用高性能、低功耗的ATmega16L 单片机作为检测和控制核心，用由MC34063构成的DC /DC变换控制电路为整个保护电路提供稳压电源，辅以LM60 测温、MOS管IRF530N作充放电控制开关，实现对整个电池组和单个电池的状态监控和保护功能，达到延长电池使用寿命的目的。
1 保护电路硬件设计
本系统以单片机为数据处理和控制的核心，将任务设计分解为电压测量、电流测量、温度测量、开关控制、电源、均衡充电等功能模块。系统的总体框图如图1所示。
图1 系统的总体框图
电池组电压、电流、温度等信息通过电压采样、电流采样和温度测量电路，加到信号采集部分的A /D输入端。 A /D模块将输入的模拟信号转换为数字信号，并传输给单片机。单片机作为数据处理和控制的核心，一方面实时监控电池组的各项性能指标和状态，一方面根据这些状态参数控制驱动大功率开关。由于使用了单片机，使系统具有很大的灵活性，便于实现各种复杂控制，从而能方便地对系统进行功能扩展和性能改进。
1. 1 ATmega16 L单片机模块
从低功耗、低成本设计角度出发，单片机模块采用高性能、低功耗的ATmega16 L单片机作为检测与控制核心。 ATmega16 L 是基于增强的AVRR ISC结构的低功耗8位CMOS微控制器，内部带有16 k 字节的系统内可编程Flash， 512 字节EEPROM， 1 k字节SRAM， 32个通用I/O口线， 32个通用工作寄存器（用于边界扫描的JTAG接口，支持片内调试与编程）， 3个具有比较模式的灵活定时器/计数器（ T/C）（片内/外中断），可编程串行USART，有起始条件检测器的通用串行接口， 8路10位具有可选差分输入级可编程增益（ TQFP封装）的ADC，具有片内振荡器的可编程看门狗定时器，一个SP I串行端口，以及6个可以通过软件进行选择的省电模式。由于其先进的指令集以及单时钟周期指令执行时间，ATmega16 L的数据吞吐率高达1M IPS/MHz，从而可以缓减系统功耗和处理速度之间的矛盾。
单片机的输入输出设计如图2所示。由电源部分降压、稳压得到的3. 3 V电压通过端口10为单片机提供工作电压；端口12和13为反向振荡放大器与片内时钟操作电路的输入端和反向振荡放大器的输出端，为单片机提供工作晶振；端口30是端口A与A /D转换器的电源，使用ADC时通过一个低通滤波器与端口10的VCC连接；端口37，38的ADC3， ADC2是经过转换后待检测的电压、电流值；端口39， 40的ADC1，ADC0是经过温度传感器转换后的温控电压值。
图2 单片机的外围电路设计
1. 2 稳压电源模块
稳压电源是单片机系统的重要组成部分，它不仅为系统提供多路电源电压，还直接影响到系统的技术指标和抗干扰性能。 ATmega16 L单片机的工作电压为2. 7~5. 5 V，为保证单片机稳定的工作电压为3. 3 V. 稳压部分是由MC34063构成的DC /DC变换控制电路，从电池组分出的25 V电压经过电路降压、稳压，输出3. 3 V，供保护电路工作，其电路如图3所示。
图3 稳压电源模块电路
1. 3 充电均衡模块
采用模拟电路方案。即在每节电池的外部搭建过压保护电路，充电过程中当电压超过预定值时，保护电路自动闭合，使电池通过电阻回路放电，以保护电池不会过度充电。当电池电压减小到均衡充电动作电压4. 18 V时，保护电路自动断开。
1. 4 电压电流测量模块
待测的电压通过集成运算放大器LM358，将输出送至单片机进行检测。 LM358内部包括2个独立、高增益、内部频率补偿的双运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用和双电源工作模式，由于其低功耗电流，也适合于电池。用霍尔传感器UGN - 3501 M 检测直流电流。 UGN -3501M是集成型霍尔传感器，采用差动霍尔电压输出，检测灵敏度为1. 4 V /0. 1T.
电压电流检测电路的设计如图4 所示。运算放大器LM358的5， 6引脚所接的BB，AA为待测的充电、放电电压，经过放大后由7脚输出至单片机进行检测，当检测到待测电压达到过充、过放保护电压时，由单片机控制断开充放电回路。电流检测通过霍尔传感器完成，如图4所示，将从UGN -3501M1， 8引脚输出的霍尔电压uH 接至LM358的3， 4引脚，经过放大后从1 脚输出ADC3 至单片机，进行过电流保护。 UGN - 3501M 的5， 6， 7引脚连接调整电位器，用以补偿不等位电势，同时改善线性。调整5， 6引脚外接电阻R16，可使输出霍尔电压uH 与磁场强度有较好的线性关系。
图4 电压电流检测电路
1. 5 温度检测模块
温度检测和控制模块选用电压输出型的半导体温度传感器LM60. 该传感器是一种已校正
的集成化温度传感器，它的工作温度范围是- 40 ℃至125 ℃，工作电压范围是2. 7 V至10 V. 信号输出与温度成正比，信号大小可达+ 6. 25 mV /℃。
基于LM60的温度检测电路如图5所示。由稳压部分输出的3. 3 V 电源为此电路供电，经过温度传感器将探测点的温度转化为电压值通过ADC0，ADC1输出，再将ADC0， ADC1送入单片机进行检测，当电压值达到温控要求时，单片机控制开关通断。
图5 温度检测电路
1. 6 开关模块
开关采用MOSFET，型号选用P沟道的MOS管的IR530N. 工作原理：单片机控制端口输出高电平，功率三极管导通，功率场效应管的栅极和漏极之间产生压降，功率场效应管导通。
2 软件设计
本系统软件采用C语言编写，处理程序采用模块化编程，程序运行的环境是ICCAVR 开发系统。
在电池组空载的时候，系统进入掉电模式，以使功耗降至最低；当电池组接入负载或对电池组充电时，单片机被激活，由低功耗掉电模式转入正常工作模式，并持续运作。整个程序的流程如图6所示。
图6 程序流程
根据本系统的模块分布，单片机程序分为电压测量模块、电流测量模块和温度测量模块，每一模块调用共同A /D转换函数和延时判断函数等，以缩短代码长度和增强程序代码的可读性。下面给出程序主函数的代码：
void main （ void）
{
int （） ; / /单片机初始化，打开所有开关；
sleep （） ; / /单片机进入休眠模式；
int sign︱ = 1;
while （ sign = = 1 ） / /判断系统是否运行正常；
{ int（） ;
dianya （） ; / /调用测压模块；
delay（30000） ;
delay（30000） ;
dianliu （） ; / /调用测流模块；
delay（30000） ;
delay（30000） ;
wendu （） ; / /调用温度模块；
delay（30000） ;
delay（30000） ;
}
int （） ;
sign︱ = 1;
main （） ;
}
3 结束语
通过实验，本保护电路系统实现了全部基本功能。与传统采用分离元件的电池保护系统相比，本文中提出基于单片机的电池保护电路系统具有系统体积小、功能多、功耗低、成本低等特点，可用于工业生产。
锂电池项目 规划设计方案 规划设计/投资方案/产业运营
锂电池项目规划设计方案说明 随着电池市场规模崛起，锂电池价格还将继续下降。12月3日，彭博新能源财经(BNEF)发布锂离子电池组价格调研报告。报告显示，今年全球锂离子电池组的平均价格为156美元/千瓦时，同比下降13%;较2010年则下降87%。其中，今年中国市场锂电池组平均价格低至147美元/千瓦时，为全球最低。 该锂电池项目计划总投资16251.34万元，其中：固定资产投资12110.90万元，占项目总投资的74.52%；流动资金4140.44万元，占项目总投资的25.48%。 达产年营业收入38938.00万元，总成本费用31092.86万元，税金及附加314.80万元，利润总额7845.14万元，利税总额9242.03万元，税后净利润5883.86万元，达产年纳税总额3358.18万元；达产年投资利润率48.27%，投资利税率56.87%，投资回报率36.21%，全部投资回收期4.26年，提供就业职位703个。 坚持“三同时”原则，项目承办单位承办的项目，认真贯彻执行国家建设项目有关消防、安全、卫生、劳动保护和环境保护管理规定、规范，积极做到：同时设计、同时施工、同时投入运行，确保各种有害物达标排放，尽量减少环境污染，提高综合利用水平。
...... 报告主要内容：项目概述、背景、必要性分析、市场调研预测、项目建设内容分析、选址评价、土建工程研究、项目工艺原则、项目环境影响分析、项目安全保护、风险评价分析、项目节能分析、实施安排、投资方案、经济收益、总结说明等。
第一章项目概述 一、项目概况 （一）项目名称 锂电池项目 随着电池市场规模崛起，锂电池价格还将继续下降。12月3日，彭博新能源财经(BNEF)发布锂离子电池组价格调研报告。报告显示，今年全球锂离子电池组的平均价格为156美元/千瓦时，同比下降13%;较2010年则下降87%。其中，今年中国市场锂电池组平均价格低至147美元/千瓦时，为全球最低。 （二）项目选址 某科技园 （三）项目用地规模 项目总用地面积46236.44平方米（折合约69.32亩）。 （四）项目用地控制指标 该工程规划建筑系数71.90%，建筑容积率1.52，建设区域绿化覆盖率5.55%，固定资产投资强度174.71万元/亩。 （五）土建工程指标
储能电站总体技术方案 2011-12-20
目录 1.概述 (3) 2.设计标准 (4) 3.储能电站（配合光伏并网发电）方案 (6) 3.1系统架构 (6) 3.2光伏发电子系统 (7) 3.3储能子系统 (7) 3.3.1储能电池组 (8) 3.3.2 电池管理系统(BMS) (9) 3.4并网控制子系统 (12) 3.5储能电站联合控制调度子系统 (14) 4.储能电站（系统）整体发展前景 (16)
1.概述 大容量电池储能系统在电力系统中的应用已有20多年的历史，早期主要用于孤立电网的调频、热备用、调压和备份等。电池储能系统在新能源并网中的应用，国外也已开展了一定的研究。上世纪90年代末德国在Herne 1MW的光伏电站和Bocholt 2MW的风电场分别配置了容量为1.2MWh的电池储能系统，提供削峰、不中断供电和改善电能质量功能。从2003年开始，日本在Hokkaido 30.6MW 风电场安装了6MW /6MWh 的全钒液流电池（VRB）储能系统，用于平抑输出功率波动。2009年英国EDF电网将600kW/200kWh锂离子电池储能系统配置在东部一个11KV配电网STATCOM中，用于潮流和电压控制，有功和无功控制。 总体来说，储能电站（系统）在电网中的应用目的主要考虑“负荷调节、配合新能源接入、弥补线损、功率补偿、提高电能质量、孤网运行、削峰填谷”等几大功能应用。比如：削峰填谷，改善电网运行曲线，通俗一点解释，储能电站就像一个储电银行，可以把用电低谷期富余的电储存起来，在用电高峰的时候再拿出来用，这样就减少了电能的浪费；此外储能电站还能减少线损，增加线路和设备使用寿命；优化系统电源布局，改善电能质量。而储能电站的绿色优势则主要体现在：科学安全，建设周期短；绿色环保，促进环境友好；集约用地，减少资源消耗等方面。
锂电池保护电路设计方案 锂电池材料构成及性能探析 首先我们来了解一下锂电池的材料构成，锂离子电池的性能主要取决于所用电池内部材料的结构和性能。这些电池内部材料包括负极材料、电解质、隔膜和正极材料等。其中正、负极材料的选择和质量直接决定锂离子电池的性能与价格。因此廉价、高性能的正、负极材料的研究一直是锂离子电池行业发展的重点。 负极材料一般选用碳材料，目前的发展比较成熟。而正极材料的开发已经成为制约锂离子电池性能进一步提高、价格进一步降低的重要因素。在目前的商业化生产的锂离子电池中，正极材料的成本大约占整个电池成本的40%左右，正极材料价格的降低直接决定着锂离子电池价 格的降低。对锂离子动力电池尤其如此。比如一块手机用的小型锂离子电池大约只需要5克左右的正极材料，而驱动一辆公共汽车用的锂离子动力电池可能需要高达500千克的正极材料。 尽管从理论上能够用作锂离子电池正极材料种类很多，常见的正极材料主要成分为LiCoO2，充电时，加在电池两极的电势迫使正极的化合物释出锂离子，嵌入负极分子排列呈片层结构的碳中。放电时，锂离子则从片层结构的碳中析出，重新和正极的化合物结合。锂离子的移动产生了电流。这就是锂电池工作的原理。 锂电池充放电管理设计 锂电池充电时，加在电池两极的电势迫使正极的化合物释出锂离子，嵌入负极分子排列呈片层结构的碳中。放电时，锂离子则从片层结构的碳中析出，重新和正极的化合物结合。锂离子的移动产生了电流。原理虽然很简单，然而在实际的工业生产中，需要考虑的实际问题要多得多：正极的材料需要添加剂来保持多次充放的活性，负极的材料需要在分子结构级去设计以容纳更多的锂离子;填充在正负极之间的电解液，除了保持稳定，还需要具有良好导电性，减 小电池内阻。 虽然锂离子电池有以上所说的种种优点，但它对保护电路的要求比较高，在使用过程中应严格避免出现过充电、过放电现象，放电电流也不宜过大，一般而言，放电速率不应大于0.2C。锂电池的充电过程如图所示。在一个充电周期内，锂离子电池在充电开始之前需要检测电池的电压和温度，判断是否可充。如果电池电压或温度超出制造商允许的范围，则禁止充电。允许充电的电压范围是：每节电池2.5V~4.2V。
济南大学泉城学院毕业设计方案 题目基于单片机的锂离子电池 充电系统设计 专业电气工程及其自动化 班级1301班 学生姚良洁 学号2013010873 指导教师张兴达魏志轩 二〇一七年四月十日
学院工学院专业电气工程及其自动化 学生姚良洁学号2013010873 设计题目基于单片机的锂离子电池充电系统设计 一、选题背景与意义 1. 国内外研究现状 自90年代以来，中国正日趋成为世界上最大的电池生产国和最大的电池消耗国。随着科技的发展，人们对身边电子产品的数字化、自动化和效率的要求越来越高。便携式电池成为用户的首选，随着各式各样的电池出现，用户在选用电池时，在考虑到电池的环保、性价比的同时，更加注重电池的便携性。正因为锂离子电池具有高的体积比能量和环保性能，符合当前世界电池技术的发展趋势，逐渐成为市场的主流[1]。我国锂电池行业的年增长率已超过20%，2016年电池总体需求量达到50亿块左右。可见，在当前和今后相当一段时间，锂电池将成为我国电池工业的龙头。 虽然我国已是仅次于日本的锂离子电池生产大国，市场增长空间巨大，但并非强国，在全球锂离子电池产业仍处于低端。随着手机用户的日益增多，如何保养手机也成为了众多手机使用者面临的一个实际问题，而手机电池作为手机的一个重要组成部分，直接影响了使用寿命和性能。智能手机的屏幕越来越大，功能越来越多，现有的锂离子电池产品越来越难以满足需求，选择合适的充电器，可以延长我们的手机锂离子电池的使用寿命。 现阶段消费者除了通过原厂配备的充电器给便携式设备充电之外，普遍采用的是通过移动电源来补充电池的电量。根据日本矢野经济研究所的预测，锂离子电池正以53.33%的年增长率快速取代传统的镍铬镍氢电池市场。目前国内移动电源市场上主要的品牌有小米、爱国者、品胜、华为等，国外市场比较知名的品牌有BOOSTCASE、MALA 等。移动电源市场在近几年得到了很大的发展，市场中出现了各式各样的品牌。与此同时，在移动电源产品中也存在很多需要解决的问题。比如：自身充电所需时间过长，USB输出电压不稳定，电能转化效率不高，输出保护较为单一，输出大电流时散热性能不好等。相较于国外而言，国内的锂电池智能充电系统性能欠佳，还需要加大研究力度[2]。 2. 选题的目的及意义 近几年来，便携式电子产品的迅猛发展促进了电池技术的更新换代。其中锂离子电池以其重量轻、储能大、功率大、无记忆效应、无污染、自放电系数小、循环寿命长等优点，脱颖而出，迅速成为市场的主流。锂电池是20世纪末才出现的绿色高效能可充电电池，目前随着锂离子电池的推广及大量应用，锂离子电池深受社会和用户的欢迎[3]。目前已广泛应用于手机、笔记本电脑、数码相机及众多的便携式设备，其中笔记本电脑占23%，手机占50%，为最大领域。电子、
锂电池铝塑膜项目 规划设计方案 规划设计/投资分析/产业运营
锂电池铝塑膜项目规划设计方案说明 铝塑膜是软包装锂电池电芯封装的关键材料。铝塑膜即铝塑复合膜， 可以将组装后的单片电池密封形成一个电池，起保护内容物的作用，铝塑 膜对电池的性能有重要影响，因此用于锂电池电芯封装材料的铝塑膜必须 具有极高的阻隔性、良好的热封性、耐电解液与强酸、和延展性、柔韧性、高机械强度等特点。 该锂电池铝塑膜项目计划总投资18663.13万元，其中：固定资产投资14082.83万元，占项目总投资的75.46%；流动资金4580.30万元，占项目 总投资的24.54%。 达产年营业收入37057.00万元，总成本费用28454.74万元，税金及 附加341.71万元，利润总额8602.26万元，利税总额10130.49万元，税 后净利润6451.69万元，达产年纳税总额3678.80万元；达产年投资利润 率46.09%，投资利税率54.28%，投资回报率34.57%，全部投资回收期 4.39年，提供就业职位597个。 本报告所描述的投资预算及财务收益预评估均以《建设项目经济评价 方法与参数（第三版）》为标准进行测算形成，是基于一个动态的环境和 对未来预测的不确定性，因此，可能会因时间或其他因素的变化而导致与 未来发生的事实不完全一致，所以，相关的预测将会随之而有所调整，敬
请接受本报告的各方关注以项目承办单位名义就同一主题所出具的相关后 续研究报告及发布的评论文章，故此，本报告中所发表的观点和结论仅供 报告持有者参考使用；报告编制人员对本报告披露的信息不作承诺性保证，也不对各级政府部门（客户或潜在投资者）因参考报告内容而产生的相关 后果承担法律责任；因此，报告的持有者和审阅者应当完全拥有自主采纳 权和取舍权，敬请本报告的所有读者给予谅解。 ...... 报告主要内容：概论、背景、必要性分析、项目市场前景分析、项目 建设方案、项目选址规划、土建工程设计、项目工艺先进性、环保和清洁 生产说明、安全经营规范、投资风险分析、项目节能评估、进度计划、项 目投资方案、项目经济效益、项目结论等。
郑州正方科技： 如今资源紧缺以及环境污染对人类造成的困扰越来越大，新能源的开发成了国家乃至全球发展的重点对象，众所周知，新型的锂电池组也逐步取代老式的铅酸电池组用于电动自行车以及电动汽车上，锂电池的轻便，高性能等等的一系列的优点，也使得电动工具更加的方便，高效。目前，各个生产商也针对不同的类型的锂电池组生产相对应的锂电池保护板以保证电池组的安全性，以及对电池组的一系列的保护措施。这类型的锂电池保护芯片也主要对应的是1~4串的锂电池组，当然也有对应5~10串电池组的保护板，如BQ77PL900芯片，这种芯片的功能更加全面，应用度也很广泛。这也完全避免了目前市场上集成电路芯片保护板的一些弊端，例如保护失效以及复杂等等缺点！ 此外，锂电池组在充电的时候如果不能保证每个单节电池的均衡充电，那么就会极大的影响了电池组的性能以及使用寿命，目前最常见的均衡充电有这么几类：（1）恒定电流分阻均衡充电（2）电感均衡充电（3）降压型变换器均衡充电（4）开关电容均衡充电等等，所以有一点大家可想而知，单单节电池不存在多个电池组合的问题，所以不需要均衡充电控制功能；下面我们就讲的是锂电池保护板的一些实现方案。 根据锂电池保护板的保护原理，我们做了实验，在实际的应用中，某厂要求2组并联、10节串联的36V8A·h锰酸锂动力电池组保护板的设计，考虑到外部干扰可能会引起电池电压不稳定的情况，这样
会造成电压极短时间的过压或欠压，从而导致电池保护电路错误判断，因此在保护芯片配有相应的延时逻辑，必要时可在保护板上添加延时电路，这样将有效降低外部干扰造成保护电路误动作的可能性。由于电池组不工作时，保护板上各开关器件处于断开状态，故静态损耗几乎为0。当系统工作时，主要损耗为主电路中2个MOS管上的通态损耗，当充电状态下均衡电路工作时，分流支路中电阻热损耗较大，但时间较短，整体动态损耗在电池组正常工作的周期内处于可以接受的水平。经测试，该保护电路的设计能够满足串联锂电池组保护的需要，保护功能齐全，能可靠地进行过充电、过放电的保护，同时实现均衡充电功能。 本文采用单节锂电池保护芯片设计实现了多节锂电池串联的锂电池保护板，除可完成必要的过电压、欠电压、过电流和短路保护功能外，还可以实现均衡充电功能。这一串联式锂电池组的锂电池保护板实现方案的实验结果验证了该方案的可行性，市场使用情况检验了该设计的稳定性。
基于单片机控制的电动车锂电池组设计方案 摘要：针对目前电动车锂电池组所用的保护电路大多都由分立原件构成，存在控制精度不够高、技术指标低、不能有效保护锂电池组等特点，提出一种基于单片机的电动车36 V锂电池组保护电路设计方案。利用高性能、低功耗的ATmega16L 单片机作为检测和控制核心，用由MC34063构成的DC /DC变换控制电路为整个保护电路提供稳压电源，辅以LM60测温、MOS管IRF530N作充放电控制开关，实现对整个电池组和单个电池的状态监控和保护功能，达到延长电池使用寿命的目的。 随着电动自行车的逐渐普及，电动自行车的主要能源---锂电池也成为众人关心的焦点。锂电池与镍镉、镍氢电池不太一样，因其能量密度高，对充放电要求很高。当过充、过放、过流及短路保护等情况发生时，锂电池内的压力与热量大量增加，容易产生爆炸，因此通常都会在电池包内加保护电路，用以提高锂电池的使用寿命。针对目前电动车锂电池组所用的保护电路大多都由分立原件构成，存在控制精度不够高、技术指标低、不能有效保护锂电池组等特点，本文中提出一种基于单片机的电动车36 V锂电池组（由10节3. 6 V锂电池串联而成）保护电路设计方案，利用高性能、低功耗的ATmega16L 单片机作为检测和控制核心，用由MC34063构成的DC /DC变换控制电路为整个保护电路提供稳压电源，辅以LM60 测温、MOS管IRF530N作充放电控制开关，实现对整个电池组和单个电池的状态监控和保护功能，达到延长电池使用寿命的目的。 1 保护电路硬件设计 本系统以单片机为数据处理和控制的核心，将任务设计分解为电压测量、电流测量、温度测量、开关控制、电源、均衡充电等功能模块。系统的总体框图如图1所示。
智能锂电池充电管理方案 1 引言 锂离子电池是上世纪九十年代发展起来的一种新型二次电池。由于锂离子电池具有能量密度高和循环寿命长等一系列的优点，因此很快在便携式电子设备中获得广泛应用，也获得了锂电池生产商的青睐。 锂离子电池主要由正极活性材料，易燃有机电解液和碳负极等构成。因此，锂离子电池的安全性主要是由这些组件间的化学反应引起。 在使用中，根据锂电池的结构特性，最高充电终止电压应低于4.2 V，绝对不能过充，否则会因正极锂离子拿走太多，产生危险。其充放电要求较高，一般应采用专门的恒流、恒压充电器进行充电。通常恒流充电至设定值后转入恒压充电，当恒压充电至0.1 A 以下时，应停止充电。 锂电池的放电由于内部结构所致，放电时锂离子不能全部移向正极，必须保留一部分锂离子在负极，以保证下次充电时锂离子能够畅通地嵌入通道。否则，电池寿命会缩短，因此在放电时需要严格控制放电终止电压。 因此，设计一套高精度锂离子充电管理系统对于锂离子电池应用是至关重要的。本文介绍的智能化锂电池充电系统是专门为锂电池设计的高端技术解决方案。该系统适用于锂离子/镍氢/铅酸蓄电池单体及整组进行实时监控、电池均衡、充放电电压、温度监测等，采用了电压均衡控制、超温保护等智能化技术，是功能强大、技术指标完善的动力电池充电管理系统。 2 系统构成与设计 充电系统主要由n 个（可扩充）充电模块和上位PC 机监控软件组成。支持充电过程编程，可按恒流充电、恒压充电等多种工况进行相应组合设置工作步骤，除了具有硬件过压过流保护，还允许用户定义每个通道的过电压、过电流等参数值，具备数据采集、存储、通讯及分析功能，具有掉电保护功能，不丢失数据。另外还配置锂电池管理系统，它主要由充电机、主控单元、数采单元和人机界面组成，硬件组成框图如图1 所示。
电动车36V锂电池组保护电路设计方案 随着电动自行车的逐渐普及，电动自行车的主要能源---锂电池也成为众人关心的焦点。锂电池与镍镉、镍氢电池不太一样，因其能量密度高，对充放电要求很高。当过充、过放、过流及短路保护等情况发生时，锂电池内的压力与热量大量增加，容易产生爆炸，因此通常都会在电池包内加保护电路，用以提高锂电池的使用寿命。针对目前电动车锂电池组所用的保护电路大多都由分立原件构成，存在控制精度不够高、技术指标低、不能有效保护锂电池组等特点，本文中提出一种基于单片机的电动车36 V锂电池组（由10节3. 6 V锂电池串联而成）保护电路设计方案，利用高性能、低功耗的ATmega16L 单片机作为检测和控制核心，用由MC34063构成的DC /DC 变换控制电路为整个保护电路提供稳压电源，辅以LM60 测温、MOS管IRF530N作充放电控制开关，实现对整个电池组和单个电池的状态监控和保护功能，达到延长电池使用寿命的目的。 1 保护电路硬件设计 本系统以单片机为数据处理和控制的核心，将任务设计分解为电压测量、电流测量、温度测量、开关控制、电源、均衡充电等功能模块。系统的总体框图如图1所示。 图1 系统的总体框图 电池组电压、电流、温度等信息通过电压采样、电流采样和温度测量电路，加到信号采集部分的A /D输入端。 A /D模块将输入的模拟信号转换为数字信号，并传输给单片机。单片机作为数据处理和控制的核心，一方面实时监控电池组的各项性能指标和状态，一方面根据这些状态参数控制驱动大功率开关。由于使用了单片机，使系统具有很大的灵活性，便于实现各种复杂控制，从而能方便地对系统进行功能扩展和性能改进。 1. 1 ATmega16 L单片机模块
基于单片机的电动车36V锂电池组保护电路设计方案 随着电动自行车普及，锂电池也成为众人关心的焦点。锂电池与镍镉、镍氢电池不太一样，因其能量密度高，对充放电要求很高。当过充、过放、过流及短路保护等情况发生时，锂电池内的压力与热量大量增加，容易产生爆炸，因此通常都会在电池包内加保护电路，用以提高锂电池的使用寿命。针对目前电动车锂电池组所用的保护电路大多都由分立原件构成，存在控制精度不够高、技术指标低、不能有效保护锂电池组等特点，本文中提出一种基于单片机的电动车36V锂电池组（由10节3. 6 V锂电池串联而成）保护电路设计方案，利用高性能、低功耗的ATmega16L 单片机作为检测和控制核心，用由MC34063构成的DC /DC变换控制电路为整个保护电路提供稳压电源，辅以LM60 测温、MOS管 IRF530N作充放电控制开关，实现对整个电池组和单个电池的状态监控和保护功能，达到延长电池使用寿命的目的。 1 保护电路硬件设计 本系统以单片机为数据处理和控制的核心，将任务设计分解为电压测量、电流测量、温度测量、开关控制、电源、均衡充电等功能模块。系统的总体框图如图1所示。 图1 系统的总体框图 电池组电压、电流、温度等信息通过电压采样、电流采样和温度测量电路，加到信号采集部分的A /D输入端。 A /D模块将输入的模拟信号转换为数字信号，并传输给单片机。单片机作为数据处理和控制的核心，一方面实时监控电池组的各项性能指标和状态，一方面根据这些状态参数控制驱动大功率开关。由于使用了单片机，使系统具有很大的灵活性，便于实现各种复杂控制，从而能方便地对系统进行功能扩展和性能改进。 1. 1 ATmega16 L单片机模块
锂电池项目 建议书 规划设计/投资方案/产业运营
锂电池项目建议书 从销量结构上来看，新能源汽车的销量增长动力主要来自于乘用车销 量的增长。2018年1-11月，新能源乘用车的销量达到88.52万辆，占新能源汽车销量比例达到85.96%，较2015年的57.39%提升了将近30个百分点。随着各地对于新能源汽车的支持不断加强、更多整车整车企业推出新能源 车型以及人们对于新能源汽车的接受度提升，新能源乘用车的销量仍有较 大增长空间占比将进一步提升。 该锂电池项目计划总投资2669.00万元，其中：固定资产投资1859.33万元，占项目总投资的69.66%；流动资金809.67万元，占项目总投资的30.34%。 达产年营业收入5759.00万元，总成本费用4497.55万元，税金及附 加49.03万元，利润总额1261.45万元，利税总额1484.47万元，税后净 利润946.09万元，达产年纳税总额538.38万元；达产年投资利润率 47.26%，投资利税率55.62%，投资回报率35.45%，全部投资回收期4.32年，提供就业职位104个。 报告根据我国相关行业市场需求的变化趋势，分析投资项目项目产品 的发展前景，论证项目产品的国内外市场需求并确定项目的目标市场、价 格定位，以此分析市场风险，确定风险防范措施等。
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锂电池项目建议书目录 第一章申报单位及项目概况 一、项目申报单位概况 二、项目概况 第二章发展规划、产业政策和行业准入分析 一、发展规划分析 二、产业政策分析 三、行业准入分析 第三章资源开发及综合利用分析 一、资源开发方案。 二、资源利用方案 三、资源节约措施 第四章节能方案分析 一、用能标准和节能规范。 二、能耗状况和能耗指标分析 三、节能措施和节能效果分析 第五章建设用地、征地拆迁及移民安置分析一、项目选址及用地方案
锂电池隔膜项目规划设计方案 规划设计/投资分析/产业运营
摘要 在锂电池的结构中，隔膜是关键的内层组件之一，也是技术壁垒最高 的一种高附加值材料，约占锂电池成本的20-30%。隔膜厚度为8-40μm， 在电池中起着防止正极与负极接触，阻隔充放电时电路中的电子通过，允 许电解液中锂离子自由通过，从而实现离子传导的重要作用。近年来，在 新能源汽车、3C产品等市场需求的推动下，我国锂电池隔膜市场快速增长。根据GGII统计数据，2014年，我国国内锂电池隔膜出货量还仅为4.5亿平方米，到2018年已达20亿平方米，同比增长39.37%，对应锂电池装机规 模接近100GWh。 该锂电池隔膜项目计划总投资7343.06万元，其中：固定资产投 资5979.68万元，占项目总投资的81.43%；流动资金1363.38万元， 占项目总投资的18.57%。 本期项目达产年营业收入12457.00万元，总成本费用9932.76万元，税金及附加128.41万元，利润总额2524.24万元，利税总额3000.82万元，税后净利润1893.18万元，达产年纳税总额1107.64万元；达产年投资利润率34.38%，投资利税率40.87%，投资回报率 25.78%，全部投资回收期5.38年，提供就业职位204个。
锂电池隔膜项目规划设计方案目录 第一章概述 一、项目名称及建设性质 二、项目承办单位 三、战略合作单位 四、项目提出的理由 五、项目选址及用地综述 六、土建工程建设指标 七、设备购置 八、产品规划方案 九、原材料供应 十、项目能耗分析 十一、环境保护 十二、项目建设符合性 十三、项目进度规划 十四、投资估算及经济效益分析 十五、报告说明 十六、项目评价 十七、主要经济指标
1 锂电池组充电方案选择 1. 1 单节锂电池充电要求 对单节锂离子电池的充电要求( GB/ T18287 -2000) 首先是恒流充电，即电流一定，而电池电压随着充电过程逐步升高，当电池端电压达到4. 2 V (4. 1V) ,改恒流充电为恒压充电，即电压一定，电流根据电芯的饱和程度，随着充电过程的继续逐步减小，当减小到10 mA 时，认为充电终止，充电曲线如图1 所示。 图1 锂电池充电曲线 1. 2 锂电池组充电特性 在动力电池组中由于各单体电池之间存在不一致性。连续的充放电循环导致的差异，将使某些单体电池的容量加速衰减，串联电池组的容量是由单体电池的最小容量决定的，因此这些差异将使电池组的使用寿命缩短。造成这种不平衡的主要原因有： ●电池制作过程中，由于工艺等原因，同批次电池的容量、内阻等存在差异; ●电池自放电率的不同，经长时间积累，造成电池容量的差异; ●电池使用过程中，使用环境如温度、电路板的差异，导致电池容量的不平衡。 1. 3 充电方案选择 为了减小不平衡性对锂电池组的影响，在充电过程中，要使用均衡电路。
目前对于锂电池组进行均衡管理的方案主要有2种，能耗型和回馈型。能耗型是指给各个单体电池提供并联支路，将电压过高的单体电池通过分流转移电能达到均衡目的。回馈型是指通过能量转换器将单体之间的偏差能量馈送回电池组或电池组中的某些单体。 理论上，当忽略转换效率时，回馈不消耗能量，可实现动态均衡。但由于回馈型设计控制方法复杂，制造成本较高，本充电器采用能耗型设计。 能耗型按能量回路处理方式又可以分为断流和分流。断流指在监控单体电压变化的基础上，满足一定条件时把单体电池的充电回路断开，充电电流完全通过旁路电阻。通过机械触点或电力电子部件组成的开关矩阵，动态改变电池组内单体之间的连接结构。而分流并不断开工作回路，而是给每只电池增加一个旁路电阻，当某单体电池高于组内其他电池时，将充电电流的全部或一部分导入旁路电阻。从而实现对各个单体电池的均衡充电。由于动力锂电池组功率较大，在综合考虑充电效率，热管理等方面因素之后，我们使用部分分流法为充电器的设计方案。 2 系统设计及分析 2. 1 系统整体结构 如图2 系统框图所示，工频交流电通过开关电源转化为18 V/ 5 A 的直流电输出给升压电路，升压电路根据CPU 的控制信号为电池组充电提供一定的充电电流，电压监控电路将电池的实时电压情况反馈给CPU ,CPU 通过升压电路实现对电池组整体充电电压、电流的控制。通过均衡电路实现各个单体电池充电速率调整，以保证整个电池组充电的一致性。 图2 系统整体框图 2. 2 升压电路 电能的输入转化环节由开关电源电路和调压电路两部分组成。开关电源将输入的工频交流电转化为18V/ 5 A 直流电输出。由于当前开关电源技术已经相当成熟，在此就不再赘述。
动力锂电池组智能管理系统设计 锂电池由于具有体积小、质量轻、电压高、功率大、自放电少以及使用寿命长等优点，逐渐成为动力电池的主流。但是由于锂离子电池具有明显的非线性、不一致性和时变特性，因此在应用时需要进行一定的管理。另外锂电池对充放电的要求很高，当出现过充电、过放电、放电电流过大或电路短路时，会使锂电池温度上升，严重破坏锂电池性能，导致电池寿命缩短。当锂电池串联使用于动力设备中时，由于各单节锂电池间内部特性的不一致，会导致各节锂电池充、放电的不一致。一节性能恶化时，整个电池组的行为特征都会受到此电池的限制，降低整体电池组性能。为使锂电池组能够最大程度地发挥其优越性能，延长使用寿命，必须要对锂电池在充、放电时进行实时监控，提供过压、过流、温度保护和电池间能量均衡。 本文设计的动力锂电池组管理系统安装在锂电池组的内部，以单片机为控制核心，在实现对各节锂电池能量均衡的同时，还可以实现过充、过放、过流、温度保护及短路保护。通过LCD显示电池组的各种状态，并可以通过预留的通信端口读取各节锂电池的历史性能状态。 系统总体方案设计 动力锂电池智能管理系统主要由充电模块、数据采集模块(包括电压、电流、温度数据采集)、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。系统框图如图1所示。 图1 管理系统结构框图 整个系统以单片机为主控制器，通过采集电流信息，判断出电池组是在充电、放电还是在闲置状态及是否有过流现象，并对其状态做出相应处理。对各节电池电压进行采集分析后，系统决定是否启动均衡模块对整个电池组进行能量均衡，同时判断是否有过充或过放现象。温度的采集主要用于系统的过温保护。整个系统的工作状态、电流、各节电压、剩余电量及温度信息都会通过液晶显示模块实时显示。下面对其各个模块的实现方法进行介绍。 微控制器ATmega8