基于STM32的锂电池充放电系统的设计资料.docx

1、基于STM32的锂电池充放电系统的设计资料基于STM32勺锂电池充放电系统的设计 硬件部分专业：电子科学与技术 学号： 111100630 姓名：许金科指导老师：曾益彬摘要锂电池的使用越来越广泛，为了能够充分发挥锂电池的性能，提高电池使用效率并延 长电池寿命，需要设计一个锂电池充放电管理系统，该系统是以 STM32 为控制核心，通 过使用RT9545来实现对电池保护。通过使用电源管理芯片BQ24230实现对锂电池充放电 路径管理，通过使用电池电量检测芯片 BQ27410来实现对电池剩余电池容量 SOC、充电 状态、电池电压、电池充放电电流、电池温度等参数的检测。通过使用 DC-DC 升压芯片

2、LMR62421 能够输出稳定的电压， 实现对整个系统的供电， 最后通过 STM32 实现对电池状 态信息的读取与显示。关键词：电池管理系统，SOC，充电方式Lithium Battery Charging and Discharging SystemDesign Based on STM32 HardwareAbstractMore widespread use of lithium batteries, in order to give full play to the performance of lithium batteries, to improve battery efficie

3、ncy and extend battery life, it need to design a lithium battery charge and discharge management system, which is based STM32 control core, through the use of RT9545 to realization of battery protection. By using the power managementchip BQ24230 lithium battery charge and discharge path to achieve t

4、he management, through the use of battery detection chip BQ27410 to achieve the battery remaining battery capacity SOC, detection current, temperature and other parameters of the battery state of charge, battery voltage, battery charge and discharge. By using the DC-DC boost chip output stable volta

5、ge LMR62421 able to achieve power to the entire system, and finally through STM32 achieve read and display the battery status information.， SOC ， Charge ModeKey words ： Battery Management System1引言近年来，随着移动通信网络的普及应用以及便携式设备的快速发展，使得可循环充放 电的电池得到了广泛的应用 ，锂离子电池凭借着使用寿命长等优势在众多电池材料中脱 颖而出，但由于锂电池本身有着较为复杂的化学性质，过

6、放、过冲、过流、高温都会影 响电池的寿命损害电池性能甚至出现安全事故，由此可见，设计一个高效安全的锂电池充 放电管理系统来提高电池的使用率，实现对整个电池系统保护以及对电池状态信息 的监测是非常有必要的。2系统的总体设计2.1系统实现的功能本系统主要是实现节锂离子电池的充放电管理， 并通过STM32处理器实现对电池状态信息的处理与显示，具体实现的功能如下：（1） 通过对锂电池特性的分析，确定电池不同充电阶段的充电电流。（2） 通过外部NTC热敏电阻不同的取值实现对充电电池的高温保护。（3） 实现电池动态电源路径管理，能够自适应 DPPM与VIN-DPM模式。（4） 能够实现电池过充过放保护，避

7、免锂电池内部发生不可逆的化学反应。（5） 能够通过STM32实现对电池状态信息的采集、处理与显示。（6） 设计DC-DC升压电路提供稳定的电源输出，实现对整个系统的供电。2.2系统总体设计方案本系统的整体设计方案主要包括了以下几个部分：电池保护电路模块、电池充放电路 径模块、电池信息采集模块、电源模块、总体控制模块、显示模块。系统的总体框图如下 图1所示：图1系统总体框图3系统硬件电路的设计本系统核心元器件的使用图如图 2所示:图2系统核心元器件的使用图3.1 主控制模块 STM32F103C8T设计本次主控制模块采用的核心处理器芯片型号是 STM32F103RBT6,该芯片具有丰富的内部资源

8、，内部自带具有FLASH、SRAM、以及多个串口、支持USB和CAN接口、内部 自带2个12位的ADC、具有RTC功能、51个可用的IO管脚、支持多种程序下载方式4】竺m査=图6-6电池的OCV曲线对于LMR62421升压模块测试，主要分为输出电压测试和负载能力测试，本次升压电 路的电流输出为700mA，当负载不断下降时，输出电流不断上升，当输出电流小于最大输出电流时，系统的输出电压将会不断下降升压芯片发热严重。 表6-1输出电压稳定性测试输出电压测试结果如下表输入电压（V）输出电压（V）3.54.9953.74.9953.85.0013.95.0014.25.005折线图如图6-7所示所示:

9、-55.5A.53.525.4-3.監 sH9胡壬澤1.515-5 3.7 3 9 4-3输人电宦（v图6-7升压模块输出电压测试图升压模块的负载能力测试结果如下表 6-2和折线图如图6-8所示:表6-2负载能力测试系统负载（Q）输出电压（V）10005.015005.002005.001004.99804.99604.23负载能力测试图6-8升压模块负载能力测试图6结论本文所讲述的是锂电池充放电管理系统的设计，该系统能够实现对锂电池的过放、过充、过流保护，能够实现电池充放电路径的动态管理，能够通过 STM32读取BQ27410内部电池的状态信息，并在显示屏 LCD12864上显示，显示的参数

10、有电池电压、电池充放电 电流、电池的剩余容量以及电池温度，升压电路的输出电流可以达到 700mA，纹波输出小于10mV。本系统采用的电池剩余容量评估技术是阻抗跟踪技术，能够消除电池老化对电 池剩余容量评估的影响，该系统只要对电量计芯片简单配置后就可以适用于其他不同容量 的单节锂电池，不需要经过长时间的学习。该系统具有很大的实用性，对电池状态信息的 检测具有很高的准确性。参考文献1乔思洁锂电池管理系统的研究与设计 D.中国海洋大学,2009.2许亮电动自行车用锂电池自然循环寿命试验及模型研究 D.北京理工大学,2013.3栾成强，刘伟然.智能电池监视器 J.今日电子，2003,(10):52-53.4田园.ST32位系列Cortex-M3内核微控制器重塑 MCU市场J.电子设计应用,2007,(7):95-95.张艳红.低功耗锂离子电池保护电路设计 D.华中科技大学,2006.赵庚申王庆章.简单实用的全自动蓄电池充电控制器 J.太阳能，2003,(3):16-17.7袁敦朋，张志文.SAIT高频开关电源监控系统的电池管理 J.通信电源技术，1997,(4):29-32.8齐凤河王桂敏.基于VM7205的锂离子电池充电系统 J.大庆师范学院学报，2009,29(3):23-25.