鋰離子電池組監控系統研究與實(shí)現 ― 下位機軟件設計

一旦啟動(dòng)了定時(shí)器，當定時(shí)器中斷發(fā)生時(shí)，進(jìn)行充電保護的判斷，流程圖如圖4.3所示：

4.4.2放電管理模塊系統的放電管理模塊與充電管理模塊類(lèi)似，只是充電保護及恢復通過(guò)對電壓的最小值的判斷來(lái)實(shí)現。在放電過(guò)程中如果單體電壓的最小值小于2.7V，啟動(dòng)定時(shí)器2，定時(shí)一段時(shí)間后進(jìn)入中斷，在中斷內再次對該過(guò)放信號進(jìn)行檢測，如果仍然超過(guò)設定值，斷開(kāi)放電回路。但由于某種原因(比如充電)而使最小大值上升到2.9V且持續一定時(shí)間要接通放電回路，以方便下次放電。為實(shí)現此功能定義了幾個(gè)標志位：discharge_guard，dischage_f_guard，discharge_guarded，分別代表單體電池電壓最小值小于2.7V標志，單體電池電壓最小值大于2.9V標志和進(jìn)入放電保護標志。具體實(shí)現方式為先根據電池最小值決定是否啟動(dòng)定時(shí)器中斷，流程圖如圖4.4所示：

如果啟動(dòng)了定時(shí)器，當定時(shí)器中斷發(fā)生時(shí)進(jìn)行放電保護判斷，流程圖如圖4.5所示：

4.4.3電壓均衡處理模塊

在電池充電過(guò)程中，由于鋰電池的個(gè)體差異，可能會(huì )造成某節電池產(chǎn)生過(guò)充，為了避免過(guò)充造成電池損壞，需要在過(guò)充時(shí)對電池旁路。從而使每節電池電壓達到均衡。均衡方法為在滿(mǎn)充電態(tài)時(shí)，也就是當檢測到某節電池達到4.2V時(shí)，開(kāi)始啟動(dòng)均衡，首先計算16節鋰電池的平均電壓，然后將各節電池的單體電壓與平均電壓相減，如果其中某節電池的電壓與平均電壓的差值大于0.2V，便將該電池旁路，啟動(dòng)均衡。

4.5短路保護

系統的短路需要很高的實(shí)時(shí)性，因此該保護通過(guò)硬件中斷的方式實(shí)現，當硬件檢測到短路發(fā)生后產(chǎn)生硬件中斷，主控CPU立即斷開(kāi)負載回路，而當短路解除時(shí)，CPU會(huì )接收到硬件電路發(fā)送的解除保護信號，系統恢復正常。

4.6軟件抗干擾

整個(gè)系統穩定工作的前提是電壓采樣值能夠精確，但是由于硬件電路本身結構所限，每次采集的數據會(huì )有一定誤差，為了降低采集誤差給系統造成性能的降低，加入了軟件抗干擾措施。具體方式是對每一路信號都連續進(jìn)行10次采樣，然后去掉其中的最大值和最小值，對剩下的8個(gè)數據求平均值，最終得到有效的采樣值。試驗證明該方法可使采樣誤差從10毫伏降低到5毫伏以?xún)?，從而提高了系統的穩定性。

4.7小結

本章介紹了鋰離子電池組監控系統的下位機軟件系統設計，主要包括了信號采集、短路保護、均衡保護、充放電保護等模塊以及系統的軟件抗干擾措施，整個(gè)軟件系統已和硬件系統聯(lián)調成功，各項功能均已達到預期效果。