鋰電池管理系統的研究與實(shí)現 — 鋰電池管理系統的硬件實(shí)現

硬件的設計必須要實(shí)現對動(dòng)力電池組的合理管理，首先必須保證采集數據的準確性;其次是可靠穩定的系統控制;最后非常重要的是抗干擾性。在具體實(shí)現過(guò)程中，根據設計要求決定需要采集動(dòng)力電池組的數據類(lèi)型;根據采集量以及精度要求決定硬件的設計。

本文設計的鋰電池管理系統控制板附在鋰電池組上，由鋰電池組供電，作為在線(xiàn)管理系統實(shí)現實(shí)時(shí)管理功能基本功能如下：

1.電池信息實(shí)時(shí)采集及顯示，包括單體電壓、電池組總電壓、溫度、充放電電流;

2.剩余電量估計功能及顯示;

3. 8節鋰電池充/放電智能管理，當電池電壓、充放電電流、電池溫度和剩余容量過(guò)低或過(guò)高時(shí)，發(fā)送報警信號;

4.在充、放電過(guò)程中對單體電池進(jìn)行均衡和診斷;

5.故障電池智能檢測/報警;

6.存儲鋰電池的充放電信息，可與上位機通信，在上位機檢查鋰電池的使用過(guò)程。

3.1鋰電池管理系統的硬件結構

本鋰電池管理系統主要由充電模塊、數據采集模塊(包括電壓，電流，溫度數據采集)、均衡模塊、電量計算模塊、數據顯示模塊和存儲通信模塊組成。系統框圖如下：

其中數據采集模塊負責采集電池的各種狀態(tài)參數，如電流、電壓、溫度;充電控制模塊按預充、恒流充電和恒壓充電三個(gè)階段進(jìn)行自動(dòng)充電，并根據采集的數據對充放電過(guò)程進(jìn)行控制;均衡模塊在適當的時(shí)候通過(guò)15W的開(kāi)關(guān)電源對單個(gè)電池進(jìn)行均衡充電，使電池組中的電池更加均衡一致;電量估測單元主要是分析采集過(guò)來(lái)的狀態(tài)參數并根據研究試驗得出的電量估測算法，對電池的當前電量進(jìn)行估測;數據顯示單元采用圖文液晶顯示屏，可顯示各節電池電壓，充放電電流，剩余電量，電池溫度和充電時(shí)間;存儲通信單元通過(guò)存儲芯片定時(shí)把充放電信息(電壓，電流，充放電時(shí)間等)存儲起來(lái)，可通過(guò)串口與電腦通信，在電腦上顯示充放電信息。

3.2 ATMEGA8L處理器簡(jiǎn)介

ATMEGA8L是美國ATMEL公司推出的一種高性能8位單片機，它在吸收了PIC及8051單片機優(yōu)點(diǎn)的基礎上，做出了重大的改進(jìn)，速度快，性?xún)r(jià)比高，能在線(xiàn)編程，在一個(gè)芯片內將增強性能的RISC 8位CPU與可下載的FLASH相結合使其成為適合于許多要求、具有高度靈活性和低成本的嵌入式高效微控制器。它具有以下特性：

● 高性能、低功耗的8位AVR微處理器

● 先進(jìn)的RISC結構

- 130條指令——大多數指令執行時(shí)間為單個(gè)時(shí)鐘周期