基于AVR单片机的锂离子电池均衡电路的设计(2)
4.3.7 测温接口 20
5 PROTUES仿真 21
5.1 Protues仿真软件介绍 21
5.2 设计电路的仿真 21
6 结论 25
致谢 27
参考文献 28
1 绪论
1.1 本课题研究的意义
锂离子电池具有能量比比较高、使用寿命长、额定电压高、自放电率低、体积小、重量轻、环保及生产基本不消耗水这些优点。现在电子信息市场中的手机，笔记本电脑都用锂电池，锂离子电池是现在这个绿色社会比较有优势的无污染新储能元件。所以为了提高锂离子电池的效率，我们需要对电池采取均衡控制来延长电池的使用寿命。
一般锂离子电池的额定电压为3.7V，若想要得到一些不常见的电压，就需要把几节电池串联起来使用。使用高电压电池组有可能会遇到电池组里某节电池失效的问题。只要其中一节电池有问题，那么它的电压就会降低。等到越来越低了，直到那节电池中没有电流的传送，断路了。如果要换掉这个“坏”电池也不好，因为新的电池和旧的电池互不相配。新电池的容量要比老电池的高很多。然后恶性循环减少电池的使用寿命。某个电池如果失效，那么它可能会转变成一个较大的内阻，然后导致其他电池的短路，也就是说一个电池的性能决定了整个电池组的性能。所以我们需要对电池采用均衡策略来避免这些问题的发生。
1.2 国内外发展现状
12影响锂离子电池不均衡的原因和要素
最近几年，锂离子电池用在越来越多的电子产品上，主要是因为锂离子电池具有能量比比较高、使用寿命长、额定电压高、自放电率低、体积小、重量轻、环保及生产基本不消耗水这些优点；但是当锂离子电池产生过充或过放电、短路等情况发生时，锂离子电池易产生火花甚至燃烧，所以在使用锂离子电池时，要考虑到各个单体电池的不一致性，我们可以采取均衡策略来解决这些问题。
2.1 造成锂离子电池不均衡的原因
电池在现在的制造工艺水平能力情况下，要使电池在长期使用中性能不发生太大变化是不可能的，这是造成电池组不均衡的首要因素之一。不均衡现象不但会使电池的容量减小，乃至还可能导致严重的过充电、过放电等安全隐患。
在锂离子电池的充电和放电过程中，由于各单体电池的自放电率的差异，在不同的电池充电接受能力差，容量衰减率，每个单体电池充电间隙内集团越来越多，容易导致电池组的离散加重，单个电池的性能衰减增加，导致整组电池失效。因此，为了满足电池的寿命要求，可以采用电池的均衡技术，随着充放电循环让电池组内的各个单体电池电压进行收敛到一个稳定值，保证电池不会过放电或过充电。
容量损失原因有一下几点：
1.过充电
过充电就是超过终止电压还在给电池充电的过程。
2.电解液分解
电解液分解使电池内阻增大影响电池性能。
3.自放电
自放电就是电池在从未被使用的情况下，电容量减少了的现象。
4.电极不稳定性
正极上的活性物质在充电情况下会对电解质产生氧化分解从而导致容量的损失情况。
5.集流体
集流体表面全面被腐蚀或局部被腐蚀等原因会使电极反应阻力增加，电池的内阻增大，导致容量的损失。
3 锂离子电池均衡电路
3.1 均衡电路
均衡的意义就是采用电子技术，使锂离子电池单体电压的偏差值稳定在一点范围内，从而确保每一个单体电池在正常的使用时不被损坏。如果不采用均衡控制，电池的使用寿命将大大削减。