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单片机控制的电动车锂电池组设计

2011-10-14 09:34:28 来源：http:// 作者：佚名人气：评论()

[核心摘要]随着电动自行车的逐渐普及，电动自行车的主要能源---锂电池也成为众人关心的焦点。

针对目前电动车锂电池组所用的保护电路大多都由分立原件构成，存在控制精度不够高、技术指标低、不能有效保护锂电池组等特点，提出一种基于单片机的电动车36 V锂电池组保护电路设计方案。利用高性能、低功耗的ATmega16L 单片机作为检测和控制核心，用由MC34063构成的DC /DC变换控制电路为整个保护电路提供稳压电源，辅以LM60测温、MOS管IRF530N作充放电控制开关，实现对整个电池组和单个电池的状态监控和保护功能，达到延长电池使用寿命的目的。

1 保护电路硬件设计
　　本系统以单片机为数据处理和控制的核心，将任务设计分解为电压测量、电流测量、温度测量、开关控制、电源、均衡充电等功能模块。系统的总体框图如图1所示。

电池组电压、电流、温度等信息通过电压采样、电流采样和温度测量电路，加到信号采集部分的A /D输入端。 A /D模块将输入的模拟信号转换为数字信号，并传输给单片机。单片机作为数据处理和控制的核心，一方面实时监控电池组的各项性能指标和状态，一方面根据这些状态参数控制驱动大功率开关。由于使用了单片机，使系统具有很大的灵活性，便于实现各种复杂控制，从而能方便地对系统进行功能扩展和性能改进。

2 软件设计

　　本系统软件采用C语言编写，处理程序采用模块化编程，程序运行的环境是ICCAVR 开发系统。

　　在电池组空载的时候，系统进入掉电模式，以使功耗降至最低；当电池组接入负载或对电池组充电时，单片机被激活，由低功耗掉电模式转入正常工作模式，并持续运作。整个程序的流程如图2所示。

根据本系统的模块分布，单片机程序分为电压测量模块、电流测量模块和温度测量模块，每一模块调用共同A /D转换函数和延时判断函数等，以缩短代码长度和增强程序代码的可读性。下面给出程序主函数的代码：

　　void main （ void）
　　{
　　int （） ; / /单片机初始化，打开所有开关；
　　sleep （） ; / /单片机进入休眠模式；
　　int sign︱ = 1;
　　while （ sign = = 1 ） / /判断系统是否运行正常；
　　{ int（） ;
　　dianya （） ; / /调用测压模块；
　　delay（30000） ;
　　delay（30000） ;
　　dianliu （） ; / /调用测流模块；
　　delay（30000） ;
　　delay（30000） ;
　　wendu （） ; / /调用温度模块；
　　delay（30000） ;
　　delay（30000） ;
　　}
　　int （） ;
　　sign︱ = 1;
　　main （） ;
　　}

3 结束语

　　通过实验，本保护电路系统实现了全部基本功能。与传统采用分离元件的电池保护系统相比，本文中提出基于单片机的电池保护电路系统具有系统体积小、功能多、功耗低、成本低等特点，可用于工业生产。

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