目 录
1 实习目的 ......................................................... 1 2 公司简介 ......................................................... 2
2.1 总公司简介 ................................................. 2 2.2分公司简介 ................................................... 2 3 公司产品 ......................................................... 4
3.1 锂电池的化学反应机理 ....................................... 4 3.3 锂电池较常规电池的优点 ..................................... 5 4 实习内容 ......................................................... 7
4.2.1 PIC最大的特点 ........................................ 8 4.2.2 精简指令使其执行效率大为提高 .......................... 8 4.2.3 产品上市零等待（Zero time to market） ................. 8 4.2.4 PIC有优越开发环境 .................................... 8 4.2.5 引脚具有防瞬态能力 .................................... 9 4.2.6 彻底的保密性 .......................................... 9 4.2.7 自带看门狗定时器 ...................................... 9 4.2.8 睡眠和低功耗模式 ...................................... 9 4.3.1 过充电保护 ............................................ 9
5 实习心得 ........................................................ 11
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1 实习目的
毕业实习是电气工程及其自动化专业毕业前的一项重要的实践性教学环节。该环节旨在锻炼自己的动手和实践能力，将学习的理论知识运用于实践当中，反过来还能检验书本上理论的正确性，有利于融会贯通。同时，也能开拓视野，增强专业知识，巩固和理解专业课程,完善自己的知识结构，达到锻炼能力的目的。通过实习能让学生对本专业知识形成一个客观，理性的认识，从而不与社会现实相脱节。同时，毕业实习也为马上进入工作单位的应届毕业生提供了提前接触生产实际的机会，有利于其毕业后的职业发展。
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2 公司简介
2.1 总公司简介
金龙金龙铜管集团自1987年5月8日成立，历经新乡无氧铜材总厂、凯虹集团、河南金龙精密铜管股份有限公司，至2004年9月29日，金龙铜管集团（简称金龙集团）成立。
金龙集团主营产品有空调与制冷行业用各类高精高效铜盘管系列产品；制冷用精密铝管、微通道铝扁管及锂动车辆用铝材系列产品；锂电隔膜、锂离子动力电池及正负极材料系列产品；大功率锂动车辆系列产品；铅锌、锰、金、镍等矿产资源系列产品等，形成了上下游与跨行业相互关联及延伸的五大支柱性产业链，供应着中国以及世界市场。
目前，金龙集团以良好的经营业绩，优秀的企业文化，成为目前世界最大的精密铜管生产厂家和最具实力的科研开发创新基地，领军国际制冷精密铜管制造业，2008年集团实现销售收入160亿元，经济规模位列中国有色金属行业20强、河南工业企业10强、中国企业500强和中国制造业500强企业行列。2005年8月19日，中共中央总书记、国家主席胡锦涛莅临金龙视察工作，2006年11月16日委员长吴邦国也来到金龙参观指导,2008年12月21日，温家宝总理到金龙重庆分公司视察指导，对金龙集团的发展给予了很高的评价。
2.2分公司简介
河南锂动电源有限公司是金龙集团的全资子公司，前身是中国科学院713研究所，从2001年开始研究开发锂离子电池及相关材料。经过十余年的研发、创新、培育，现已形成具有自主知识产权、达到国际先进水平、集锂离子电池及关键材料研发、生产、销售为一体的新能源企业。河南锂动电源有限公司依托中国科学院新能源研究所和河南省动力电源及关键材料工程技术研究中心与多所高
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等院校建立合作关系，汇集了以国内外知名专家为代表的优秀研发团队，并配有分析性扫描电子显微镜、X-衍射议系统等完备的研发与检测用高科技精密设备；引进了具有当今国际领先水平的锂离子动力电池自动化生产线和关键电池材料自动化生产线，形成了从电池研发设计到检验测试完整的生产质量保证体系。 河南锂动电源有限公司依据ISO/TS16 949:2009、ISO9001:2008、ISO14001:2004、OHSAS18001:2007标准建立了企业质量、环境和职业健康安全管理体系，致力于绿色环保锂离子动力电池的研发和生产。拥有方形、圆柱形、软包装三种锂离子电池的规模生产能力，形成以电动自行车及其它轻型电动车用电池为主的锂离子动力电池产品群，并逐步向混合电动汽车、纯电动汽车领域拓展；同时在移动通讯、数码产品、仪表仪器、电动工具、新能源储能、军事等领域广泛使用。公司拥有多项自主知识产权，锂离子动力电池等产品拥有10余项产品技术专利，性能指标已通过中国化学物理电源检测中心检测，符合ROHS环保要求；产品相继获得了UL-1642、UN-T、CE、BASTO、TUV等国际认证。河南锂动电源有限公司站在国际新能源技术最前沿，秉承集团公司“尊重、学习、创新、超越”的企业精神，以科技与生活的完美结合为己任，以市场需求为导向，以用户满意为标准，精雕细刻、精益求精，持续不断为用户提供精品和服务，为打造中国绿色能源生产基地和最具研发实力的新能源创新基地而创建伟业。
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3 公司产品
锂电池不含镉、铬、铅、汞等重金属，是一种没有污染的绿色电池。
3.1 锂电池的化学反应机理
锂电池的种类很多,比较实用的锂电池有:锂聚氟化石墨电池,锂二氧化锰电池，锂二氧化硫电池和锂亚硫酰氯电池以及1992年索尼公司开发的锂离子电池.现在以锂-聚氟化石墨电池为例,说明锂电池的电化学反应机理:
正极反应:
(CF)n + ne- = nC+ nF 负极反应:
nLi → nLi—+ ne 电池总反应：
（CF）n+nLi→ nC + nLiF
锂二氧化锰电池是使用最广泛的电池，价格最便宜的锂电池。它是用廉价的 γ-MnO2作正极活性材料溶于碳酸丙烯（简称PC）和二甲基氧乙烯（简称DMF）的混合溶剂中，浓度为1M，两者比例是：PC：DMF=1：1。
锂锰电池的电池反应是： 负极反应：Li →Li+ +e 正极反应：MnO2+Li+e→MnO2(Li+) 电池总反应：Li+MnO2→MnO2（Li+）
3.2 锂电池的构造
锂电池的外形有硬币式、瓶式、扣式和圆筒式四种，电池内部采用螺旋绕制结构，用一种非常精细而渗透性很强的聚乙烯薄膜隔离材料在正、负极间间隔而成。正极包括由锂和二氧化钴组成的锂离子收集极以及由铝薄膜组成的电流收集
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极。负极由片状碳材料组成的锂离子收集极和铜薄膜组成的电流收集极组成。电池内部充有有机电解质溶液。另外还装有安全阀和PTC元件，以便电池在不正常状态以及输出短路时保护电池不受损坏。
下图是圆筒式锂电池的结构.该电池是锂亚硫酰氯电池。
图1 锂-亚硫酰氯电池的结构图
3.3 锂电池较常规电池的优点
（1）具有很高的重量能量比和体积能量比:意思是说锂电池的重量和体积很小，但是发出的电能很大。量密度已经达到460-600Wh/kg；L是铅酸电池的6-7倍。锂电池的能量用电能量作为分子，重量或体积做分母。由于分子大，分母小，比值就很大。因此，锂电池既轻便，又电能高，将来势必取代笨重的铅酸蓄电池。
（2）自放电小可长期存放,这是该电池最突出的优越性;
（3）无记忆效应。锂电池不存在镍镉电池的所谓记忆效应，所以锂电池充电时无需放电；
（4）寿命长。正常工作条件下，锂电池充放电循环次数远大于500次； （5）可以快速充电。锂电池通常可以采用0.5至1倍容量的电流充电,使充电时间缩短至1~2小时;
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（6）可以随意并联使用;
（7）由于电池中不含镉 铅笔汞等重金属元素,对环境无污染,是当代最先进的绿色电池。
（8）使用温度范围宽广.可在-55C至+75C的温度内工作。 （9）成本高.与其他可充电池比较,锂电池价格较贵。
综上所述，我认为公司的锂电池产业具有较大的发展前景，在未来必然有广阔的市场空间。
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4 实习内容
该公司是我毕业后将要去工作的公司，所以我的实习内容主要是和工作岗位相关的。我在公司将要做的工作是关于锂电池的控制系统的设计。所用的单片机是PIC系列单片机，主要进行锂电池输出电压电流控制，工作温度控制，保护电路的设计。
4.1 锂电池工作原理的认知
在实习去的第一天，一位企业的工程师带我参观了锂电池制作车间，向我讲述了锂电池的工作原理和制作工艺。
锂离子电池实际上是一种锂离子浓差电池，正负电极由两种不同的锂离子嵌入化合物组成。
充电时，Li+从正极脱嵌经过电解质嵌入负极，负极处于富锂态，正极处于贫锂态，同时电子的补偿电荷从外电路供给到碳负极，保证负极的电荷平衡。放电时则相反，Li+从负极脱嵌，经过电解质嵌入正极，正极处于富锂态。
在正常充放电情况下，锂离子在层状结构的碳材料和层状结构氧化物的层间嵌入和脱出，一般只引起层面间距变化，不破坏晶体结构，在充放电过程中，负极材料的化学结构基本不变。因此，从充放电反应的可逆性看，锂离子电池反应是一种理想的可逆反应。
锂离子电池的工作电压与构成电极的锂离子嵌入化合物和锂离子浓度有关。目前，用作锂离子电池的正极材料是过渡金属和锰的离子嵌入化合物，负极材料是锂离子嵌入碳化合物，常用的碳材料有石油焦和石墨等。国内外已商品化的锂电池正极是LiCoO2，LiNi02，LiMn2 O2，负极是层状石墨。
4.2 PIC单片机的认知
在第二天，工程师带我走进了控制系统研发中心，在那儿为我详细介绍了锂电池控制和保护电路的设计，以及需要用到的各种设备和各种方面的知识。其中
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一位工程师说我们将来工作中使用的单片机主要为PIC系列的单片机。工程师为我详细讲解了PIC单片机相对51单片机的优势。 4.2.1 PIC最大的特点
PIC最大的特点是不搞单纯的功能堆积，而是从实际出发，重视产品的性能与价格比，靠发展多种型号来满足不同层次的应用要求。就实际而言，不同的应用对单片机功能和资源的需求也是不同的。比如，一个摩托车的点火器需要一个I/O较少、RAM及程序存储空间不大、可靠性较高的小型单片机，若采用40脚且功能强大的单片机，投资大不说，使用起来也不方便。PIC系列从低到高有几十个型号，可以满足各种需要。其中，PIC12C508单片机仅有8个引脚，是世界上最小的单片机。 PIC12C508单片机外型该型号有512字节ROM、25字节RAM、一个8位定时器、一根输入线、5根I/O线，市面售价在3－6元人人民币。这样一款单片机在象摩托车点火器这样的应用无疑是非常适合。PIC的高档型号，如PIC16C74（尚不是最高档型号）有40个引脚，其内部资源为ROM共4K、192字节RAM、8路A/D、3个8位定时器、2个CCP模块、三个串行口、1个并行口、11个中断源、33个I/O脚。这样一个型号可以和其它品牌的高档型号媲美。 4.2.2 精简指令使其执行效率大为提高
PIC系列8位CMOS单片机具有独特的RISC结构，数据总线和指令总线分离的哈佛总线（Harvard）结构，使指令具有单字长的特性，且允许指令码的位数可多于8位的数据位数，这与传统的采用CISC结构的8位单片机相比，可以达到2:1的代码压缩，速度提高4倍。
4.2.3 产品上市零等待（Zero time to market）
采用PIC的低价OTP型芯片，可使单片机在其应用程序开发完成后立刻使该产品上市。
4.2.4 PIC有优越开发环境
OTP单片机开发系统的实时性是一个重要的指标，象普通51单片机的开发
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系统大都采用高档型号仿真低档型号，其实时性不尽理想。PIC在推出一款新型号的同时推出相应的仿真芯片，所有的开发系统由专用的仿真芯片支持，实时性非常好。
4.2.5 引脚具有防瞬态能力
其引脚具有防瞬态能力,通过限流电阻可以接至220V交流电源,可直接与继电器控制电路相连,无须光电耦合器隔离，给应用带来极大方便。 4.2.6 彻底的保密性
PIC以保密熔丝来保护代码，用户在烧入代码后熔断熔丝，别人再也无法读出，除非恢复熔丝。目前，PIC采用熔丝深埋工艺，恢复熔丝的可能性极小。 4.2.7 自带看门狗定时器
自带看门狗定时器,可以用来提高程序运行的可靠性。 4.2.8 睡眠和低功耗模式
虽然PIC在这方面已不能与新型的TI－MSP430相比，但在大多数应用场合还是能满足需要的。
4.3 锂电池充放电保护电路的设计
在接下来的几天里，我学习了锂电池充放电保护电路的设计，在工程师的介绍下，我知道了保护电路在锂电池工作时的重要性。关于保护电路的设计主要有一下几个部分： 4.3.1 过充电保护
不同IC，同IC的不同型号的过充电保护电压是不同的，有4.25V也有4.35V的，这个都需要根据使用的实际情况选择。SC451的过充保护电压在4.28~4.38之间，典型值为4.34V，也就是说当电池电压上升到4.34V时M2动作，切断供电回路，停止充电，显然比4.2V要高出不少，但在充电过程中，为了防止脉冲
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电压的干扰引起保护线路保护动作，保护IC的过保护电压取值都会稍微高些，另外还是为了防止这个脉冲引起保护IC误动作，通常过充保护都需要一定的延时时间。锂电池过充保护后，解除过充保护状态有两种方法，可以取下充电器，去连接负载或者令其自放电当锂电池的电压降至4.15V时，解除过充保护状态。 4.3.2 过放电保护
电池电压降至2.4V时，进入过放电保护状态，M1关闭，切断供电回路，锂电池停止对外供电，并将电池保持在低静态电流的状态,此时耗电为0.3uA（不同IC此值不同）。同样，为了防止误动作，过放电保护也需要一定的延时时间。当锂电池接上充电器,且此时锂电池电压高于过放电电压时, 可解除过放电保护功能。
4.3.3 过电流（短路）保护
在正常工作模式下，如果保护IC检测到放电电流过大，即激活过电流保护功能，关闭M1切断供电回路，过电流保护的电流门槛值由保护IC和MOS的Rds(on)共同决定。其计算公式为：最大过放电电流＝保护IC过电流检测电压/Rds（on）*2。不同保护IC的过电流检测电压不同，常用为0.15V或0.3V。同样，过电流保护也要有一定的延时时间。若由于外部负载引起保护，将外部负载移除即可从保护状态恢复。
4.4 电池性能测试
在最后一天，工程师带我参观了锂电池工程测试中心，在哪儿我看了模拟各类工作环境的测试实验室，有温度，海拔，震动等等各种条件。工程师介绍说锂电池在设计完成后进行各类极端条件下的测试是非常必要的，因为这样才更能发现潜在的问题。在各类不同的环境中进行测试后，才可以保证出的产品满足相应的客户需求和使用条件的差异。我通过这了解了实际情况下电池的使用和理想条件下的区别，明白了实验室弄出来的东西一定要经过反复的检验才可以实现商品化。
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5 实习心得
通过这段时间的认知实习我受益匪浅，我懂得了许多关于锂电池设计的工作原理以及工艺流程。这为我以后的工作打下了一定的基础，同时也使我有机会将课本上学到的东西学以致用。
在实习期间，公司的工程师为我详细讲解了很多我之前在书本上学不到的知识，让我觉得受益匪浅。我进一步的认识到，理论知识和工程实践都是非常重要的，二者不可偏废。在学校学习的文化知识和专业知识，在进入工作后还必须与工程实践相结合才会使自己在工作中游刃有余。
锂电池是一门比较新的行业，我要努力学习知识，将来用我的知识去改变这门行业，使它更便于操作，也使人们的生产效率进一步提高，这是一名大学生的本分。我相信有了这一段时间的认知实习，我的生产实习会变得更加顺利而有意义。通过老师们的精心教育，再加上这次实习，一定会使我们的知识和实践能力更上一层楼。
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