参考文献 19

致谢 20

附录 21

1 绪论

1。1 课题背景及意义源F于K优B尔C论V文N网WwW.youeRw.com 原文+QQ752^018766

锂离子电池作为一种可反复充电的高能电池，自量产以来，就凭借其能量密度高、循环寿命长、自放电率低、无记忆效应和无环境污染等优点，在越来越多的领域中得到应用。锂离子电池应用在手电，手机，相机等便携式小型电器中，同时也在国防军事航空航天等领域发挥着重要作用，最近还逐步走向了电动汽车领域。可以看出，锂离子电池的应用范围还在扩大，重要性正在提高。

但锂离子电池自身也有着不少的缺点[1]，例如锂电池的工作电压变化大、内部阻抗高、与普通电池的相容性不好等。也正由于锂离子电池的这些不足之处，在现今的条件下，锂离子电池还做不到普遍应用，使用的范围依旧有所限制。所以，需要对电池的工作状态进行一定的管理，这样能增加锂离子电池的适用范围。

当锂电池发生过度充电时，电池内电解质会被分解，使得温度上升并产生气体，使得压力上升而可能引起自燃或爆裂的危机。在过度放电的情形下,电解液因分解而导致电池特性劣化,并造成充电次数的降低。在过流使用或是短路的情况下，会使电池因使用电流过大而温度过高导致外壳变形、电解液泄露甚至爆炸。

从分子层面看，锂电池的过充过放将可能对锂离子电池的正负极造成永久的损坏。可以直观的理解为，过度放电会使负极的碳过度释放出锂离子而使得其物理结构出现变化，而这种结构上的改变是无法恢复的；过度充电会将过多的锂离子压进负极的碳结构里，从而使得其中一些锂离子再也无法释放出来，使电池的容量大幅下降。

锂电池保护电路是应用锂电池所不可缺少的部分，缺少了保护电路，锂电池不仅会缩短使用寿命，甚至会损毁用电设备，造成安全隐患。所以设计并制作一个高效稳定且低功耗的锂电池保护电路是有着实际意义的。

1。2 锂电池保护电路的现状

1。3 锂电池保护电路的发展趋势

1。4 设计任务及要求

（1）单片机能检测锂电池的电压情况，并与预设值进行比较。

（2）单片机能通过继电器模块来控制电池充放电电路的打开与关闭，对充放电电流的电压值的变化做出相应的处理，避免锂电池的过充与过放。

（3）在液晶显示器上，能够实时显示出锂电池的充放电状态。

2 保护电路设计方案及原理

2。1 总体设计方案

本文主要设计的锂离子电池保护电路，主要由MSP430F149单片机最小系统电路、继电器控制电路、充放电状态指示电路和液晶显示电路组成。

工作电路的基本流程如下：直流稳压电源将电流连接到继电器RL2，然后从继电器连接至锂电池，并在这个过程中将充电电流进行实时采集，并传输给单片机，经过单片机内部AD转换后，对电压信号进行检测，并与设定的阈值进行比较，若检测结果不在设定的阈值范围内，则使用继电器RL2断开充电的开关，并实时地把充电开关状态的信息发送到显示屏上，用LCD1602模块进行显示。在电池的放电电路中，对放电电流的电压值进行实时检测， 经过单片机内部AD转换后，对电压信号进行检测，并与设定的阈值进行比较，若检测到的电流电压不在设定的阈值范围内，则使用继电器RL1断开放电的开关，并实时地把放电状态的信息发送到显示屏上，用LCD1602进行显示。同时，锂电池的充放电状态也会通过LED灯进行显示。