基于電動汽車充放電特性的控制設計摘要鋰離子電池由于其比能量高、比性能好，因此它被廣泛應用于電動汽車。但是，由于它的工作特點和對環境的敏感，使得它不能充分地使用電力。本文主要針對鋰離子電池進行了研究，并在此基礎上進行了大量的試驗研究，以改善其可靠性，促進電動汽車的產業化發展。本文通過測試電池在不同應力狀態下的充放電情況，對充電系統進行電路設計和仿真。同時針對單片機設計了一款鋰離子電池充電器，在設計中選用了簡單高效的器件，開發了穩定可靠的軟件。器件功能，包括單片機電路、充電控制單元、介紹了電壓開關和光耦隔離，詳細介紹了MAX1898充電芯片、原裝充電器和充電器控制AT89C2051單片機。同時，設計軟件管理系統，創建和編寫軟件。保證系統的可靠性、穩定性、安全性和經濟性。該充放電控制設計具有檢測鋰離子電池狀態的能力；自動改變充電模式，滿足充電電池的充電需求。這些設計服務在生活中呵護充電電池，讓最好的電池用在生活中。關鍵詞：充放電控制；電動汽車；動力電池；電荷速度；安全ControldesignbasedonchargedischargecharacteristicsofelectricvehicleAbstractLithiumionbatteryhasbecomeanidealpowersupplyforelectricvehiclesbecauseofitshighspecificenergyandgoodspecificperformance.However,duetoitscomplexworkingcharacteristicsandsensitivitytoharshenvironment,itisunabletomakerationaluseofthepowerofthepowerbattery.Thisdesigntakeslithium-ionbatteryastheresearchobject,combinedwithalargenumberofexperimentaldata,studiesthechargeanddischargecharacteristicsofbattery,improvesthereliabilityofpowerbatterysystem,andsupportsthedevelopmentofelectricvehicleindustrialization.Inthispaper,thechangelawofpolarizationvoltageofpowerbatteryisobtainedthroughthechargeanddischargetestofpowerbatteryunderdifferentstress.Thechangesoftheworkingpotentialofthethreeelectrodesandthechargingrateofthebatteryareanalyzedthroughtheexperiment.Voltageriserateisaneffectiveparametertoevaluatethestateofchargeofbattery.Accordingtothesinglebatterycontrolmode,theactioncharacteristicsofpowerbatterysystemunderdifferentconnectionmodesareanalyzedtheoretically.Combinedwiththeexperimentaltestdata,theserialmodechargingcontrolparameterscaneffectivelypreventthebatteryoverchargeofthesystemintheseparatecontrolmode.Thecontrolmodeoftheparallelsystemismainlybasedonthegradientofbatterytemperatureriseinthesystem,whichcaneffectivelypreventthephenomenonoftoofastloadspeedattheendofbatterycharging,prolongtheservicelifeofthebatterysystemandimprovethesafetyofthesystem.Keywords:Chargedischargecontrol;Electricvehicle;Powerbattery；Chargerate;security目錄TOC\o"1-3"\h\u1緒論 頁緒論課題研究的背景及意義能源是人類生存的基礎，是社會進步的前提，是當今所有國家面臨的巨大挑戰。隨著科技的發展和社會的進步，能源問題日益嚴重。研究表明，大約50年后，人類廣泛使用的化石能源將面臨嚴重的短缺。從汽車產業對石油能源的依賴性來看，石油能源的消耗量是可以預測的。為了鼓勵和促進汽車工業的節能減排，各政府在制定和實施各項政策的同時，為民間做出了不可磨滅的貢獻。近年來，電動汽車呈指數級增長，人們對電動汽車的期望越來越高。但考慮到目前的情況，電動汽車和傳統汽車之間仍然存在功能差異。特別是，清潔電動汽車用于中小型城市應用，以滿足駕駛者的操作要求。隨著經濟的增長，人們的生活水平不斷提高，對電表、電池電量、勞動力的需求也在不斷增加。電池也經歷三次最為典型的進程。從最早的鉛酸蓄電池到今天的主要應用。動力電池的壽命已從傳統鉛酸電池的數百個周期演變為5000個周期的三個材料充電測試周期。此外，鋰空氣、鋰水和鋰硫電池等新一代電池也引起了國內外研究人員的關注。世界各國政府都采取了一些優惠措施來推動新能源汽車的引進，但在能源電池的應用方面仍然存在許多問題，它們是電動汽車的主要組成部分，特別是在兩個方面。首先，對蓄電池充電過程中放電行為的影響是十分復雜的。環境條件、作用方式和作用強度都會影響到電池自身的復雜性。此外，它還會影響內部電子，如活性物質的粒徑值、光電流和電子密度。此外，內部和外部組件相互影響并在電池上相互作用，并且測量的外部參數變化。其次，由于電池的某些參數無法直接測量，因此難以準確測量電池狀況。目前，電池管理系統一般會測量最終電壓、電流、溫度等指標，但這些指標很難直接與電池內的導電率水平相關聯顯示，就像測量電一樣。電池電壓變化是由電池供電的電子設備之間的差異引起的。然而在應用中，耗盡的電池很難知道任何電壓變化的具體值，也無法比較強鋰離子向內移動時的值。目前的鋰離子電池已經確定了評估這些特性的最佳電量。根據現有的實驗手段，它可以反映電池反應的內部化學狀態，滿足人們對整體性能和距離的要求蓄電池使用期間的車輛移動。人們的壽命越來越快，對電池充電模式的要求是高速低損耗。國內外研究現狀國外研究現狀在世界大力發展新能源電動汽車的趨勢下，國外率先實現了電動汽車的研發突破。寶馬i3-倍增版、雪佛蘭伏特、馬自達兩倍增版的代表性車型大量涌現。寶馬i3-增訂版在業界得到普遍認可，寶馬公司在電動汽車開發方面處于領先地位。寶馬i3搭載20kWh的鋰離子電池組，馬達采用寶馬eDrive技術。具有集成電力電子裝置的混合動力、充電器、動力回收發電機功能，最大功率125kW，最大扭矩250Nm。增補板上裝有0.647L的直列兩缸汽油機，最大功率為28kW/5000rpm，峰值扭矩為56Nm/44500rpm。傳輸類型為自動傳輸，具有單級固定傳動比。正式公布的普通型車型為0-100km/h加速7.2秒，i3贈送型車型為7.9秒。最高行駛速度被電子限制在150km/h?？偤匠虨?85公里，與接近價格的雪佛蘭相比，寶馬i3的航程稍短一些。寶馬在i3上搭載了3種運行模式，車輛啟動后的基本狀態是COMFORT舒適模式，包括ECOPRO節能和ECOPRO+超節能模式。COMFORT和ECOPRO模型的區別在于動力響應的積極性。踩油門踏板時，電子的動力輸出更加積極，不留余力。ECOPRO模式下的動力輸出相對較慢，但兩種模式相差不大。無論是什么樣的模式，加速度都很強。另一方面，在ECOPRO和ECOPRO+模式下，電動機的動力輸出相同。圖1.1寶馬雪佛蘭伏特裝有17千瓦時的鋰離子電池包，最大輸出功率111千瓦，最大扭矩126Nm。這款車（Volt）采用了獨立的波爾特克電力驅動技術，利用家用電網充電變得容易，最大功率為63kW/5000rpm，峰值扭矩為126Nm/4500rpm。該車型0至100公里/h加速9秒，最高行駛速度限制在160公里/h。以增量模式行駛距離約490公里。圖1.2雪佛蘭國內研究現狀賽力斯SF5的倍增板非常優秀，今年年初賽力斯品牌發布了新的“駝峰”智能倍增系統，賽力斯SF5的活躍令人驚訝。公開資料顯示，智能升級系統是由賽力斯和華為共同開發的。融合了賽力斯領先的三流技術和華為驅動器一的三流驅動器。該系統前后搭載雙馬達，總功率405kW，扭矩820N·m，速度4.9秒，100公里，與豪華跑車的性能相當。作為電動汽車，搭載智能倍增器系統的SELISSF5由1.5T4汽缸渦輪發動機和最大90kW的發電機組成。該電橋采用自行研制的SEP200高性能交流異步電動機，最大輸出功率255kW，最大扭矩520N·m，后橋采用華為驅動器一樹型集成電機驅動系統，最大輸出功率150kW，最大扭矩300N·m。 另外，在節能方面，如果擴展器全時間運行，賽力斯SF5的綜合能耗將比同等汽油車和插電式混合動力車減少30%到35%。在滿油中搭載智能倍增器系統的SerriASF5表情綜合航速突破了1000公里，完全可以比較肩上汽油車的航速性能。另外，賽力斯SF5兼具充電和加油兩種補充功能，可以靈活選擇以滿足不同消費者的需求[16]。圖1.3賽力斯SF5本課題主要設計思路我們不斷消耗世界自然資源，大量開采煤炭、石油不僅礦產資源越來越少，而且我們的環境越來越差。由于資源短缺、環境污染等問題，使用清潔型能源迫在眉睫。電動汽車作為一名環保、節能的交通工人，有著巨大的發展前景，加快能源型汽車的信息化發展必然需要設計這一課題。本文主要通過以下幾個方面進行設計。1）通過查閱資料，了解國內外研究現狀；2）對鋰離子電池的充電特性測試分析，介紹分析了容量增量微分法、電化學交流阻抗譜測試法、電流-電壓測試法等幾種方法；3）進行鋰電池充放電控制系統的硬件設計，選擇合適的單片機，設計了充電控制電路模型；4）進行鋰電池充放電軟件設計，進行了主程序設計和參數設計；5）對鋰電池充放電控制的電路實驗以及仿真搭建模型，針對鋰電池控制實現充放電進行了設計，并對兩種主要充放電模式進行了仿真；6）總結。鋰離子電池的充放電特性測試分析當前，新能源產業對電池的需求越來越大，其檢測手段、檢測方式也各不相同。主要有三方面。首先，對電力系統的電流-電壓曲線特征進行評價的方法主要集中在商業機組部件的一般特性。其次，可變阻抗譜的表征方法主要集中在材料和電化學領域的前沿研究，描述電池中鋰離子電阻的不同擴散途徑和動態變化。第三，增加功率的微分法。電流-電壓曲線法的轉換形式，可以表征電池中不同部位和時間的變化、活性物質的變化和鋰離子的數量，儲存在電池的內部反應過程中。它可以間接反映特定離子的電池功率，用于相轉移。電流-電壓測試法目前，研究充放電條件的主要方法是電流電源。如圖2.1所示，三塊鋰離子電池可以使用0.1C的充電速度進行低功率充電，這清楚地表明它們都伴隨著電源SOC的變化。圖為鋰錳電池、三元動力電池、磷酸鋰電池共同充電時OCV-SOC曲線變化。圖2.1不同類型電池的OCV-SOC曲線電流曲線電場可以指示電流變化和直流電壓。那么，在這張圖表上，三種不同的電池如何隨時間變化。2.1顯示磷酸鐵鋰電池的功率分布與錳鋰電池和三元鋰電池相比是平坦的。桌子上的壓力較小。充電前后，電壓迅速上升，使電源插上電源。研究結果表明，活性鋰錳電池極板有輕微的變化，在過渡期間彎曲度隨著強度的增加而逐漸增大。當三維鋰聚合物電池的SOC不超過50%時，平臺容量上升緩慢，幅度低于鋰錳電池。當它超過50%時，電場值會增加，當然彎曲的梯度也會發生變化。電化學交流阻抗譜測試法電化學交流阻抗譜（EIS）旨在研究電池內部反應機理頻率波動的阻抗譜。因此電池中離子的動力學及其相互作用信息比電流-電壓測量方法更具特征性。在恒頻電化學體系中，為了在不同的頻率上接收電流（電壓）信號，采用了一個小的正弦波（電流）振幅電勢。從圖中可以得到電池的化學阻抗譜。由于電池內部的電極存在著非常復雜的反應，在受到一定干擾的情況下，會產生相應的表面離子浸入或運動。圖2.2錳酸鋰電池的電化學交流阻抗譜圖容量增量微分法在實際工程中，電流電壓的測量是一種非常簡單、測量儀器精度較低的方法，但是由于其本身的電化學反應機制以及電池的內部反應程度等原因，本文利用線性電勢掃描技術對其進行了研究?？刂齐姌O的電勢隨時間而變化。測試結果確認了反應速率、電場吸附覆蓋率、電場面積、反應速率和材料的轉移速率。然而為了消除對彎曲和峰值的極化和歐姆電阻，這種方法需要足夠的快速檢查。此外，還需要恒定的抗拉強度、環境溫度和每個電子的電化學反應速率，以及每個組分的擴散方式。利用電池測試系統中的電池充電數據，可以獲得等間隔的電壓變化量dq和dV，并利用循環伏安法的測試原理，將電池各個電極在不同電位的容許充電容量反映在dq/dV曲線上。如圖2.3所示，7.5Ah磷酸鐵鋰電池在0.1C恒流充電下的dq/dV曲線。圖2.3磷酸鐵鋰電池在0.1C恒流充電的dQ/dV曲線在無聲充電模式下，通常忽略電池極化，電壓變化曲線接近電池電路電壓。如圖2.3所示，在充電過程中，電池的DQ和DV功率曲線有三個峰值——分別為3.25V、3.35V和3.38V，當這三個峰值通過時，單位電壓的充電功率開始下降。DQ和DV曲線準確地反映了電池內部的電化學反應程度和電池狀態.水平坐標可以轉換成SOC電池.如圖2.4所示。當SOC電池為13%、48%和86%時，DQ-DV曲線具有峰值。根據面積和最大彎曲位置的不同，電池中可能存在正極和負極元件。圖2.4磷酸鐵鋰電池在0.1C恒流充電下dQ/dV與SOC的曲線鋰電池充放電控制系統的硬件設計使用單個微機脈沖來控制半橋開關V1和V2脈沖。單片機通過檢測電路在充電過程中對鋰電池進行檢測并做出相應的控制處理。本文以單片機為基礎設計的充放電控制器的硬件連接圖如下：圖3.1硬件系統結構圖單片機選型和介紹AT89C51：這是一種低壓可編程和擦除的只讀儲存器。利用的是進制里面的8進制處理器，把他叫做單片機是很通俗的名稱。AT89C2051是一種帶有2K字節閃存系統的微控制器，相對于AT89C51則缺少了編程功能，只剩下擦除功能。單片機只讀存儲器的容量可以收納來自系統的1000次的識別。AT89C51是一種高性能微控制器，屬于ATMEL系列，將8個高性能CPU和閃存集成到芯片中，而AT89C2051相對來說就是條形版本。單片機AT89C系列為各種限定系統提供簡單易用的接口。AT89C51結構如下圖3.2所示：圖3.2AT89C51單片機結構圖下面對引腳進行說明：1）CC：提供電。2）GND：接地，保證安全。3）P0口：8位漏級開路I/O口，有兩個方向。4）P1口：內部提供向上拉的電阻。也是一個8位雙向I/O口5）P2口：內部上拉電阻的8位雙向I/O口。6）P3口：管腳是8個雙向I/O口，上拉電阻。7）RST：復位輸入。兩個機器周期的高電平時間一致。8）ALE/PROG：可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。9）/PSEN：PSEN選通信號是外部存儲器的。10）XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內部時鐘工作電路的輸入。11）XTAL2：反向振蕩器的輸出。AT89C2051的結構圖如下圖3.3所示圖3.3AT89C2051單片機結構圖下面對引腳進行說明：1）VCC：供給系統的電壓。2）GND：接地保障安全。3）P1口：8位雙向I/O口?？谝_P1.2~P1.7提供內部上拉電阻。4）P3口：P3口的P3.0~P3.5、P3.7是帶有內部上拉電阻的七個雙向I/O口引腳。P3.6用于固定輸入片內比較器的輸出信號并且它作為一通用I/O引腳而不可訪問。。5）RST：復位輸入。6）XTAL1：作為振蕩器反相器的輸入和內部時鐘發生器的輸入。7)TAL2：作為振蕩器反相放大器的輸出。光耦隔離電路耦合器（opticalcoupler，簡稱OC）是開關電路中常用的元器件，也被叫做HYPERLINK"/view/2066752.htm"\t"_blank"光電隔離器，簡稱光耦。6N137光耦合器這是我對設計需要的光耦合器的選擇：6N137光耦合器與其他隔離器不同，它只有唯一的一個端口，其中的集電極晶體管是由波長和內置檢測器組成，波長850nm。6N137光耦合器的內部組成部分以及各個引腳如下圖所示。圖3.46N137光耦合器第一必須加上一個電阻使得系統更加穩定，究其緣由是因為6N137第6個引腳Vo端的輸出電路屬于集電極開路電路，不加一個電阻的話會不穩定；第二點是需要串聯一個限流電阻，而這個原因是6N137光耦合器的第2腳和第3腳的中間是一個LED，如若不加的話也會使得系統不穩定。這是6N137光耦合器的說明需要注意的兩點。電源產生電路部分在以電能為工作基礎的產品中，擁有三個端子的集成穩壓電路是最常見的，包含兩個種類，分別是正電壓輸出×Lm78系列，負電壓輸出的lm79××系列。三端子IC看名字就知道，擁有三個端口，所以，可以推斷出它可能是一個集成穩定電路。因為lm78和lm79系列三端穩壓器構成穩定電壓的電源具有一定的電壓和電流輸出，并且所需要的外圍元件很少，因此可以得到不同幅度的電壓。流動電流、過熱和調節燈保護電路的集合使得可以更好的保護電路，使用方便、快捷和有益是他們的特點。集成電壓調節器兩個系列的表示：三個集成穩壓器背面的數字則表示他們各自的電壓數。因使用便捷，所以，在制作由元器件組成的電路的時候，三端集成固定穩壓電路使用頻率非常高。功能框圖如下圖3.5所示：圖3.5LM7805功能框圖充放電控制電路設計充放電芯片的選擇與介紹MAX1898是此次設計中的關鍵元件。這需要去了解MAX1898的一些基本功能以及他的特性。確保蓄電池完全充電的條件是MAX1898與外部P溝道或P摩斯晶體管連接。電池的標準功率為±0.75%，在這個前提下MAX1898提供出色的每日/定期充電，延長了電池的使用期限，也更提升了電池性能。通過設置電流充放電情況，并且使用處于內部的電流傳感器，不需要提供外部電阻。MAX1898會有一個輸出，可以去監控處于什么充電狀態，監視指示電源是否正在充電，并且還會顯充電的周期規律。MAX1898為全部組件鋰離子電池可以進行安全充電的保障性質的電源。電池可在4.2V下調節，并采用超薄μMAX封裝，它有10個引腳，保護膜的外層提供了附加選項、小尺寸、小外部功能。MAX1898的引腳構造如下圖3.6所示。圖3.6MAX1898的引腳MAX1898充電源和p溝道效應管可為一節鋰離子電池進行有效充電。其主要特點是無電感，可實現低能耗，并具有對于出現的過熱現象、變形現象，以及溫度上升以后所產出的不利結果進行保護的作用。長時間的充電為蓄電池提供分層次分等級的保護。如圖3.7所示為MAX1898的標準充電循環，可以更好的實現循環充電。MAX1898內部電路由五個部分組成，分別是輸入調節器、充電電流檢測器、溫度檢測器、控制器、電壓檢測器、和主控制器。一圈電流輸入的作用之一，是用來限制輸入電壓的大小，包括當前負載設備和當前充電，當發現電流輸入超過當前設置的規定值時，可以控制電流輸入。降低當前電池電量。由于系統運行過程中電流值和電壓值會出現一個大的波動，會增加充電器成本，也會使體積增加。這是在充電器不具備電流檢測功能（任何其他直流電源）所必須能夠提供的最低平均負載下。而電流輸入限制功能就可以降低直流電源，很好的解決這個問題。圖3.7MAX1898的典型充電電路1）電源輸入：鋰離子電池需要持續和頻繁的電源，歸其根本是電池需要不斷地進行充放電。2）輸出：MAX1898使用的接口由場效應管提供。3）充電時間的選擇：MAX1898決定充電時間，由充電時間可以算出電池的容量大小，從而推斷出在外的電容的大小計算公式如下：定時電容C和充電時間Tchg的關系式滿足：C[nF]=34.33×Tchg[hours]4）設置電荷進入里面的電流：MAX1898的電流充電選擇了外部阻值也就決定了電流的限制模式。限流電阻Rset和最大充電電流Imax的關系式滿足：Imax＝1400/Rset電池充電時間和當前電池功率達到當前充電速度的1%，亦然充電時間超過芯片上的充電時間。它可以自動檢測電源，并自動關閉，以減少電池消耗。快速充電開始后，打開外接。如果發現蓄電池容量已達到規定水平，則進入脈沖充電狀態，并會不時閃爍。為了正確使用電池電量，需要使用最大電壓來對鋰離子蓄電池充電，而對可能由于大電壓所產生的故障要做一個有效率的處理。另外，低功率電池在充電的時候，需要熱保護和時間保護來提供雙層次的安全感。針對以上說的這幾個特點，本次試驗用到AT89C2051和MAX1898的智能充電器，其原理和功能如圖3.8所示圖3.8基于MAX1898的智能充電器的原理圖由于內置充電狀態和單片機的控制，整個充電過程被分為五個部分。預充電：先要等蓄電池充滿，然后將時間重置，在充電之前重新安裝好系統。。充電時間由外部電容決定（CT端口）。在充電過程中，電池電壓達到規定的電壓2.5V，電池處于正常模式，那么很快就會進入充電系統。如果進行這一步后電池電壓到2.5V的水平線以下，電池會切換到反充電，充電器將出現電池故障、對系統發送指令以及明眼可見的LED閃爍的信號?？焖俪潆姡阂砸粋€平穩的頻率進行充電，電池制造商會推薦一個充電量，就以商家推薦的標準，鋰離子電池使用標準的充電速度，排除正常因素大約需要一個小時才能完全充電。在較為正常的充電過程中，電池顯示的電量會慢慢上升.一旦電池電量達到設定電壓，正常充電就結束了，充電速度降低，充電將添加到充電系統中。滿充電：在充填過程中，當前電荷將逐漸耗盡，直到充電量達到規定值或滿充電時間，然后就是逐漸轉化為最大充電量，充電器使用一個簡單的結構轉化，增加電池電量。由于充電器在時時監控蓄電池的容量是否達到最大容量，因此電流充電會流過電池的內部電阻，盡管在完全充電時逐漸減少并關閉，從而降低內部電阻、蓄電池等串聯電阻器對電流電壓的影響，但充電電路中串聯電阻器引起的電壓降仍影響蓄電池終端容量的確定。電池壽命可提高5-10%。斷電：當電池充滿電時，單片機檢測兩個MAX1898引腳，同時檢查脈沖頻率，這個操作使得單片機斷開是可以去確定內部充電的時時狀態。這樣，單片機將通過P1.2端口進行操作，使得7805對芯片不在進行電荷供給，以確保芯片可靠，也降低了電池壽命的損耗，減少功耗。報警：正常充電形勢下，MAX1898芯片向在外部的顯示結構LED燈發出指令，LED燈跟隨指令亮燈。但出于安全考慮，在檢測到電脈沖后，單片機會自動切斷MAX1898晶體的電源，而且用戶會聽到鳳鳴器的提醒，來進行下一次的充電。充放電控制電路的構建1電路原理和器件選擇下面羅列本設計需要的元件，以及有什么功能：MAX1898:這個是最根本的東西（電池芯片），對鋰離子電池的充電控制是在單片機的控制下實現的。AT89C2051:充電控制裝置，用來控制MAX1898的儲能過程。PNP：P溝道場效應管或三極管，主要功能是調控電流。LEDG:當設計在充電的過程中，該元件會發出綠色的光來表示，6N137:用來連接MAX1898和LM7805LEDR:當電源接通后，上面紅貼會放光提示。LM7805:用于轉換電壓，讓它為單片機和MAX1898的供電源。U14:蜂鳴器。2地址分配和連接單片機與各工作管腳的連接及與該型號相關的地址如下：BEEP:是單片機控制設計里面的引腳（蜂鳴器）。GATE:與P1.2引腳進行連接，當單片機充滿電后，P1.2管腳將降低電平，導致電路不暢通。CHG：MAX1898充電狀態輸出，與單片機INT0引腳連接，單片機識別充電過程，這個過程結束后，又通過上面說的P1.2引腳阻斷MAX1898的電源輸入。5VIN：MAX1898的電源輸出端被電耦輸出，通過單片機的GATE信號解釋該端口的是否處于導通狀態進行控制。5V：LM7805的輸出端，提供電壓為+5v。3功能簡介首先，控制MAX1898CHG信號輸出。INT0休息時后，出現斷接現象，并讓單片機計數器以T0開始計時。如果出現另一個脈沖，定時器程序會自動判定這個脈沖的周期是否為4s左右。如果符合脈沖條件，則控制P1.2和P1.3引腳讓其斷開電源并觸發報警使用MAX1898和LM7805單片機搭建鋰離子電池充電器電路時，也得使用AT89C2051，具體的電路如圖3.9所示：圖3.9鋰離子電池充電器電路鋰電池充放電器軟件設計程序功能實現簡述基于程序中需要實現的功能，以及最基本的方式：1）當充電完成，控制引腳P1.2和P1.3，讓他輸出低電平。2）INT0外斷開連接被CHG信號。3）在休息間隔用T0計數，檢驗是否充電完成了。程序中的變量說明程序中的變量及說明如表4.1所示。表4.1變量及說明變量說明GATE單片機的P1.2口，控制電源的開關BEEP單片機的P1.3口，控制蜂鳴器t_countT0的計數值int0_count外部中斷脈沖int0()外中斷0服務程序timer0()定時器0中斷服務程序主程序軟件設計流程圖單片機控制的智能充電器的程序流程圖如圖4.1-4.3所示開始開始初始化while(1)圖4.1等待外部信號輸入YNNNYYYNNNYY定時器服務程序關閉T0計數重設計數初值3s<t_count<5s?Int0_count為1？充電完畢，蜂鳴器報警，切斷電源關閉T0中斷和外部0中斷返回啟動T0計時充電出錯圖4.3定時器程序Int0_count=0?t_count++鋰電池充放電控制的電路實驗以及仿真電池充充電系統本質上是一個在正負離子之間來回穿梭的離子鋰離子系統。鋰枝晶的形成與電解質相互作用，發生化學反應，進而導致電解質耗盡。降低電池輸出并縮短電池壽命。以前的充電器沒有自帶的充電器，由一個帶電源的一體式充電器組成，系統比較復雜。帶有附加功能的主充電器的插件圖顯示在圖5.1中線的右側。圖5.1充電器結構框圖主充放電電路當電路開始充電時紅燈亮、綠燈滅；當充滿電時紅燈滅、綠燈亮；當無負載時紅綠燈均滅。圖5.2主充放電電路雙向BUCK-BOOST充放電電路部分通過雙路PWM脈沖信號驅動兩個IGBT管交替導通，實現充放電狀態的切換。工作過程：S1函數模塊根據電池容量（Stateofcharge）狀態控制多路開關切換受控電流源電流值實現變電流間歇階段。主電路由兩個IGBT（InsulatedGateBipolarTransistor）管組成的雙向充放電電路：當IGBT1連接斷開時，可通過PWM信號發生器控制IGBT流水線開關實現充電系統；當IGBT1連接斷開時，可通過控制IGBT1流水線開關實現輸出系統。通過PWM信號，電感器和電容器等節能器確保電能在輸出系統中得到正確使用。通過控制兩個IGBT管的交替工作，可以實現脈沖充電的好壞。仿真與分析由相關文獻，容量達到滿值時，2.5mV/s<F<3mV/s。故設置停充條件為端電壓達到4.2V且F<3mV/s。對兩種典型常用的充電方法進行仿真對比結果如下：仿真用時7430s，充入電量92.0%，得到恒壓恒流充電仿真曲線圖5.3。圖5.3恒流恒壓法仿真曲線分析仿真圖可知在恒流恒壓的條件下，電流的變化曲線在0S到4100S左右的時候是保持0.4A的電流不變化，但在4100S左右的時候突然降至0A。而電壓的曲線表明從0S到4100S左右的時候電壓是不斷上升的，但是當4100S左右的時候，電流變為0A，而電壓也出現了一個階梯型的降落之后又開始平穩的上升。分析可知電流的平穩輸送時電壓穩步上升，但是當電流降為0A時電壓會有一個不小的波動，之后又會上升，但最后的電壓值不會到達之前在4100S左右時候的那個值。仿真用時7100s，最大充入電量94.5%，得到分段恒流法仿真曲線如圖5.4。圖5.4分段恒流法仿真曲線分析這個仿真圖可以知道分段恒流法條件下，電流變化是從充電1.0A逐步的發生變化直到0.1A，從圖中可以看到發生變化的時間在逐漸的變長。而相對應的電壓變化曲線也分別在電流變化時上升直線的斜率逐漸變小，直到最后到達4.2V的端電壓。對比得出來分段恒流法的設計充電更快。也通過了LED燈的指示作用對這個系統進行更好的控制。結論在大型商業電動汽車中，動力電池是其重要組成部分。蓄電池的充電和放電特性對汽車的運行有很大影響。本文基于常規動力電池技術的發展，對電池的電壓、電流、溫度、內部離子濃度等性能指標進行了詳細的分析和研究。因此，可以更好地改善動力電池的使用性能，加快電動汽車的產業化進程。本文從理論和試驗結果出發，從宏觀上分析了蓄電池的充放電性能，并了解并掌握了相應的電化學性質的檢測方法，并對其性能進行了評估。以單片機為核心設計了鋰電池的小型充放電控制器，對其進行硬件選型和軟件編程，使得此設計可以快速完成鋰離子電池的充放電過程。進行鋰電池充放電控制系統的硬件設計，選擇合適的單片機，設計了充電控制電路模型；進行鋰電池充放電軟件設計，進行了主程序設計和參數設計；對鋰電池充放電控制的電路實驗以及仿真搭建模型，針對鋰電池控制實現充放電進行了設計，并對兩種主要充放電模式進行了仿真。仿真結果表明了由仿真曲線對比得出分段恒流法的設計充電