单体电池电压采集系统设计与实现

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锂离子电池管理系统设计与实现

锂离子电池管理系统设计与实现

锂离子电池管理系统设计与实现锂离子电池是一种高性能、高效率的电池类型,在现代电子设备和交通工具的应用中得到了广泛使用。

为了更好地管理和控制锂离子电池的充放电过程,提高其使用寿命和安全性能,锂离子电池管理系统(Battery Management System, BMS)的设计与实现变得至关重要。

本文将介绍锂离子电池管理系统的设计原理和实施步骤。

一、锂离子电池管理系统的设计原理锂离子电池管理系统的设计原理主要涉及以下几个方面:电池状态监测、电池均衡控制、温度管理、电池保护和故障诊断。

1. 电池状态监测电池状态监测是指对电池电压、电流、容量等参数进行实时监测和记录。

通过采集电池的电池电压和电流等数据,可以实时了解电池的工作状态,并根据需要作出相应的充放电控制。

2. 电池均衡控制由于锂离子电池组中的每个电池单体在使用过程中容量衰减的不一致性,容易导致电池组的性能下降,甚至引发安全隐患。

因此,电池均衡控制是锂离子电池管理系统中非常重要的一部分。

通过对电池组中电池单体进行均衡充放电控制,可以减少电池单体之间的容量差异,提高整个电池组的使用寿命和性能稳定性。

3. 温度管理锂离子电池的工作性能与温度密切相关,过高或过低的温度会影响电池的寿命和性能。

因此,在锂离子电池管理系统中,需要实时监测电池组的温度,并根据需要进行温度的控制和保护。

4. 电池保护电池保护是指对电池组进行保护,避免电池因过充、过放、过流、短路等原因造成损坏或安全事故。

电池保护主要包括电池过充保护、电池过放保护、电池过流保护等。

5. 故障诊断故障诊断是锂离子电池管理系统的重要功能之一。

通过对电池组的工作参数进行实时监测和分析,可以及时发现故障原因并作出相应处理,提高电池组的可靠性和安全性。

二、锂离子电池管理系统的实现步骤锂离子电池管理系统的实施包括硬件设计和软件编程两个方面。

1. 硬件设计硬件设计主要包括电路板的设计和电路元件的选择。

在电路板的设计中,需要考虑电池状态监测、电池均衡控制、温度管理和电池保护等功能的实现,以及各个功能模块之间的连接。

bms电压采集原理

bms电压采集原理

bms电压采集原理BMS电压采集原理是实现电动汽车和混合动力汽车上的电池电量管理和保护的关键技术之一。

它能够实时监测电池包中各单体电池的电压值,从而实现对电池的精准监控和保护。

那么,BMS电压采集原理具体是怎样的呢?下面就来分步骤阐述。

1. 电压采集模块BMS中的电压采集模块是电压信号处理、放大和抽取的重要环节。

它主要由分压器、模拟电压放大器、模数转换器和单片机等组成。

分压器负责将电池电压分压为适当的电压范围,模拟电压放大器负责将分压后的电压信号放大,模数转换器负责将模拟信号转换为数字信号,单片机则实现了对数字信号的采集和处理。

2. 采样周期为了能够实现对电池包中各单体电池的实时监测和保护,BMS电压采集模块的采样周期很重要。

一般来说,采样周期的时间越短,所采集到的数据越准确。

但是,采样间隔时间不能太短,否则会对电池寿命产生不利影响。

因此,在确定采样周期时,需要根据具体情况进行调整,以达到一个较好的平衡。

3. 异常检测在电动汽车和混合动力汽车使用过程中,由于各种原因可能会出现电池损坏、过放和过充等异常情况。

为了及时发现和排除这些异常情况,BMS电压采集模块还需要具备异常检测功能。

具体来说,该功能是通过对每个单体电池的电压进行比较和分析来实现的。

如果某个单体电池的电压异常,系统会及时发出报警提示。

4. 数据处理和显示BMS电压采集模块采集到的数据一般需要进行处理和显示。

处理主要是将采集到的原始数据进行滤波、校准和归一化等处理,使数据更加准确可靠。

显示主要是将处理后的数据以图表、数字等形式呈现,方便用户进行观察和管理。

同时,BMS电压采集模块还可以通过通信接口将数据传输给其他设备,比如电池管理系统。

综上所述,BMS电压采集原理涉及到多个方面的知识,包括电路设计、信号处理、异常检测和数据处理等。

只有通过不断研究和优化,才能够不断提高BMS电压采集的精准性和可靠性,为电动汽车和混合动力汽车的安全和可靠使用提供有力保障。

电动车辆动力电池组电压采集电路设计

电动车辆动力电池组电压采集电路设计

precisely to avoid battery voltage disproportion which may cause
safety problem causing by battery overcharge or over—discharge.
Monomer voltage collecting circuit of traction buttery packs
4.童诗白.华成英 模拟电子技术基础 2000
引证文献(1条)
1.张彩萍.张承宁.李军求.张玉璞 电动车用动力电池状态检测与显示系统设计[期刊论文]-电子技术应用 2008(9)
本文链接:/Periodical_dgjszz200712025.aspx 授权使用:燕山大学(ysdx),授权号:621ccd79-4d83-46bd-acd0-9de500a4e2fb
单元2测量值 单元2采集值 单元3测量值 单元3采集值
单元4测量值 单元4采集值
单元5测量值 单元5采集值
128 O
60 120 180 240 300 360 420480 540600 ds
(b)行车后
图4车辆正常行驶前、后电池单体电压数据记录图
单元1测量值 单元1采集值 单元2测量值 单元2采集值 单元3测量值 单元3采集值 单元4测量值 单元4采集值 单元5测量值 单元5采集值
电流转换成不同的电压级别,从而满足不同单片机
接口的需要。此外,图中的电感L】、£2,电容C 起到了对输入信号滤波和消除毛刺的作用。
值得提出的是电阻值匹配问题,根据应用的电 池检测电路模块,单片机的A/D转换输入电压范 围是0~5V,且转换电阻R和负载电阻R。分别选 用阻值为1k12和33012的精密电阻,又知道输入量 ——电池单体电压的变化区间是9~15V,联立式 (6)和式(7)得u/Ub。。=R 3/3 R1,即可推算出 最为合适的匹配电阻比例关系,即R,/R,=R:/ R。=2。利用这个比例值,并在综合考虑运放性能 指标的前提下,特选定了两套匹配电阻阻值方案以 进行对比,分别为:①R1=R2=20k‘2,R3=R4 =10kQ。②R1=R2=200kO,R3=R4=100kQ。 比较实验的过程如下:在不同的输入电压巩。。下, 分别测量两种方案的输出电压u,并求得输出与 输入之间的比值,从而判断各自线性度的好坏,根 据实验数据得到线性度曲线如图2所示。不难看

一种电池管理系统电压采集电路的优化设计

一种电池管理系统电压采集电路的优化设计

一种电池管理系统电压采集电路的优化设计电池管理系统的电压采集电路是电池管理系统中非常重要的一环,主要作用是对电池的电压进行采集并转换成数字信号,通过数字信号的处理来实现对电池状态的监测和管理。

因此,电压采集电路的优化设计对于提高电池管理系统的性能和准确性至关重要。

首先,电压采集电路的设计应考虑到电路的高精度、高灵敏度和抗干扰能力。

在采集电路中加入滤波器,控制电磁干扰和噪声的干扰可以有效地提高电路的稳定性和精度。

此外,可通过增加前置放大器等器件来增加电路的灵敏度,提高电路的精度和灵敏度。

其次,为了保证电路的可靠性,应考虑电路的安全性和可靠性。

对于无源元器件的选择、封装和焊接应严格按照要求进行。

在电路布局方面,应采用尽可能简洁的布局方式,将电路元件尽可能远离电磁干扰源,保证电路的稳定性和可靠性。

最后,为了方便整个系统的控制和管理,电压采集电路的设计应考虑到其与整个电池管理系统的连接与通讯。

采用常见的串口通讯协议如SPI、IIC等通讯协议进行数据传输,方便与其他子系统之间的信息交互。

总之,电池管理系统电压采集电路的优化设计需要全面考虑到电路的精度、灵敏度、抗干扰能力、安全性和可靠性等要素,设计出稳定可靠、性能优良的电路,保证了系统的性能和准确性。

除了上述提到的电路设计要素,电池管理系统电压采集电路的优化设计还应考虑到以下方面:一、选择合适的集成电路当前市场上常见的电池管理系统电压采集电路集成电路有MAX17048、LTC299/LTC2945、TMP235等。

在选用时应综合考虑采集精度、价格、功耗和通讯接口等因素,选择最适合自己系统的集成电路。

二、电路校准电压采集电路在使用过程中难免会出现偏差,因此需要对电路进行校准。

校准可以采用温度矫正、全电路偏移量调整等方法。

校准过程需要在实验室条件下进行,准确性要求高,建议定期进行。

三、环境适应性电池管理系统电压采集电路应能适应各种恶劣的工作环境。

如低温、高温、高湿、强电磁干扰等。

PEM燃料电池堆单片电压检测系统设计

PEM燃料电池堆单片电压检测系统设计

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新能源汽车电池管理系统设计与实现

新能源汽车电池管理系统设计与实现

新能源汽车电池管理系统设计与实现近年来,新能源汽车的普及率逐渐提高,而其中的电池管理系统也越来越受到关注。

电池管理系统(Battery Management System,简称BMS)是新能源汽车电池组的核心控制系统,可以对电池的状态进行监测、保护和管理等功能。

本文将介绍新能源汽车电池管理系统的设计与实现。

一、电池管理系统的功能与要求电池管理系统是新能源汽车电池组的核心控制系统,其功能与要求可以归纳为以下几点:1.电池状态监测。

电池管理系统可以实时监测电池的温度、电压、电流和SOC等状态,确保电池组的稳定性和安全性。

2.电池均衡控制。

电池管理系统可以对电池组内部的单体电池进行均衡控制,确保单个电池的寿命和安全性。

3.电池组保护。

电池管理系统可以对电池组进行短路、过充、过放、超温等保护措施,防范电池组发生故障。

4.故障诊断。

电池管理系统可以对电池组的故障进行识别和诊断,提高新能源汽车的可靠性和维护性。

二、电池管理系统的硬件设计电池管理系统的硬件设计包括电池监测电路、均衡控制电路和保护电路三个部分。

1.电池监测电路。

电池监测电路主要用于对电池的电压、电流、温度和SOC进行监测。

其中,电压监测可以通过ADC芯片实现,电流监测可以通过霍尔元件实现,温度监测可以通过NTC热敏电阻实现。

SOC采用卡尔曼滤波算法计算。

2.均衡控制电路。

均衡控制电路主要用于对电池组内部的单体电池进行均衡控制。

采用电池监测电路采集到的电池状态,通过控制MOS管的开关状态,实现对单体电池的均衡控制。

3.保护电路。

保护电路主要用于电池组的保护措施,可处理过流、过压、欠压和过温等情况,防范电池组发生故障。

三、电池管理系统的软件设计电池管理系统的软件设计主要包括配置参数、状态监测、均衡控制、保护措施和故障诊断等功能。

1.配置参数。

配置参数是电池管理系统的基础,包括电池组容量、电池单体数量、最大充电电压、最大放电电压、最高温度等参数。

2.状态监测。

bms基础工作原理和设计知识

bms基础工作原理和设计知识

bms基础工作原理和设计知识BMS基础工作原理和设计知识一、引言BMS(电池管理系统)是指对电池进行监测、保护和控制的系统。

它在电动汽车、储能系统等领域发挥着重要作用。

本文将介绍BMS 的基础工作原理和设计知识。

二、BMS基础工作原理1. SOC(State of Charge,电池荷电状态)估算SOC是指电池当前电荷量占最大电荷量的百分比。

常见的SOC估算方法有电流积分法、开路电压法和卡尔曼滤波法等。

其中,电流积分法通过积分电流来估算SOC,开路电压法则通过电池的开路电压来计算SOC。

2. SOH(State of Health,电池健康状态)评估SOH评估是判断电池性能衰减程度的重要指标。

通常采用容量衰减法、内阻增加法和温度升高法等方法进行评估。

其中,容量衰减法通过比较电池实际容量和额定容量的差异来评估SOH。

3. 温度监测与控制电池温度对其性能和寿命有着重要影响。

BMS通过温度传感器实时监测电池温度,并根据温度变化进行控制。

当温度过高时,BMS会采取措施降低电池温度,以保护电池安全。

4. 电压监测与平衡BMS通过电压传感器实时监测电池单体电压,以确保各个单体之间的电压平衡。

当某个单体电压过高或过低时,BMS会进行平衡控制,将电荷从高压单体转移到低压单体,以避免电池过充或过放。

5. 电流监测与保护BMS通过电流传感器实时监测电池的充放电电流,以保护电池免受过放、过充、过流等不利工作条件的影响。

当电流异常时,BMS会采取措施进行保护,如切断电流通路或降低充放电速率。

三、BMS设计知识1. 电池选型与布局BMS的设计要根据应用需求选择合适的电池类型和规格,并合理布局电池单体。

不同的电池类型有不同的特性和工作要求,BMS需要考虑电池的能量密度、功率密度、循环寿命等因素进行选型和布局。

2. 通信与数据处理BMS需要与车辆或储能系统的其他部分进行通信,并处理传感器采集到的数据。

通信方式常见的有CAN总线、RS485等,数据处理可以采用嵌入式系统等技术。

基于单片机的纯电动汽车蓄电池组电压采集方案设计

基于单片机的纯电动汽车蓄电池组电压采集方案设计
不。
[ 2 ] 张毅刚. 电动车辆动力电池组电压采集电路设计 [ J ] . 电器应用, 2 0 0 7 ( 1 2 ) : 9 1 — 9 3 .
三 结束语
本方案设计可实现单片机对蓄电池组的单体电池实现 分时采集控制, 可作为蓄电池组电压采集的下位机实现方
[ 3 ] 谭晓军. 电 动汽车动力电 池管理系 统设计[ M ] . 中
第 6期
鸡 西 大 学 学 报
2 0 l 4年
计时需要考虑电压的分时采集, 为区分采集的电压的单体 案, 具体的电压数据显示及分析可利用上位机的 M C U控制 电池序号 , 采用频率和序号对应的方法 , 即采集某个单体电 池电压时发送和该电池序号对应的频率以区分序号。 程序流程图如图4 所示。
( 责任编辑 : 郑英玲)

o u p a s a n e x a mp l e,w e d e s i g n a d a t a a c q u i s i t i o n s c h e me or f b a t t e y r v o l t a g e b y mi c r o c o n t r o l l e r a s t h e c o r e t hi s s c h e me i s s i m—
山大学出版社 , 2 0 1 1 : 1 2 1 — 1 2 3 .
Th e De s i g n o f Vo l t a g e Ac q ui s i t i o n Sc he me f o r Ve h i c l e Ba t t e r y Bas e d o n M CU

b a t t e r y c e l l s i s a n i mp o r t a n t b a s i s f o r un d e r s t a n di n g i t s p e r f o r ma nc e wh i l e t he v e hi c l e i s r un ni n g t a k i n g l i t hi u m i r o n ph o s ph a t e b a t —

基于HCNR201的电压采集隔离电路设计

基于HCNR201的电压采集隔离电路设计

体锂电池H 电电压、 总电流采集H 隔离H AD / 转换l 主控制器 叫整车控制器 ・
图 1 分 布 式 电池 管 理 系统 结 构 框 图
1 V 5
图 3 电压 采 集 电路
2 2 基 于 H N 2 1的 电压 隔离 电路 . C R0
服 回授 机 制 上 , 发 光 LE 的 对 D
Mal 可 以得 到 该 电路 的非 线 性 误 差 为 0 0 。 tb a .2
线 性 光耦 HC R 0 N 2 1的理 想 非线 性 误 差 为 0 0 , 实 .1 而 际 隔离 电路 的非线 性误 差为 0 0 , 因主要 有 以下 几点 : .2 原 ① 电源 误 差 。实 验 过 程 中隔 离 前 后 的 供 电 电源 是 由 两 台微 机 电 源 提 供 , 机 电 源 本 身 提 供 的 电 压 士 1 是 微 5V 存 在偏 差 的 。 ② 其 他 器 件 误 差 。组 成 该 隔 离 电路 的 器 件 的非 线 性
例 , 以流 过 P 所 D1的 电 流 I 跟 随 着 输 入 电 压 变 化 ; 又 P D2与 P D1成 严 格 比例 关 系 , 同样 I D2跟 随输 入 电 压 变 P 化 , 过 运 放 U2及 电位 器 R1将 I D2转 换 成 输 出 电 压 , 通 P
一一
① 供 电 电源 由 D D C— C电 源模 块 来 提供 , C— C具 D D 有 电源 效 率 高 、 热 量 小 、 出电 压 稳 定 和 纹 波小 等 特 点 。 发 输
HC 2 1 美 国 A i n 公 司 推 出 的 一 款 高 精 度 线 NR O 是 gl t e 性光耦 , 有低成本 、 非 线性度 (. 1 ) 高稳定 度 、 具 低 O O 、 频 带 宽 ( 1MHz 、 计 灵 活 的优 点 。通 过外 接 不 同 分 立 器 > )设 件, 方便 实 现 多 种 光 电 隔 离 转 换 电路 。 HC R O N 2 1由 高 性

锂电池组单体电压检测系统设计

锂电池组单体电压检测系统设计

Abstract:
A voltage measuring method of series Li-ion battery based on "flying capacitor" technology was put
forward. The circuit consisted of MOSFET output optical coupler, differential operational amplifier and AD sampling circuit. A 15 series battery single cell voltage measurement circuit was provided, high voltage switch was used in AQS225R2S, differential op amp was used in OP4177, and AD sampling was done by the MSP430F169, and then the experimental and analysis results of 15 cell lithium-ion battery cell voltage measurement circuit was provided. The results show that the method has the advantages of little effect on the lithium-ion battery, high precision and small volume, and can be used to estimate SOC and balance battery pack, which can be applied in electric cars and lithium energy storage systems and other fields. Key words: voltage detection; optical coupler; differential op amp 近年来, 随着锂离子电池技术的不断发展, 锂离子电池在 动力电池和储能等许多新能源领域有着越来越广阔的应用 。 而在这些应用领域,需要把几十节甚至上百节单体锂离子电 池串联起来使用达到所需的电压 。 同时锂离子电池都需要配 备相应的保护系统,以防止电池出现过充电或者过放电而发 生的爆炸。对于电池组单体电压的测量, 因为电池两端存在共 模电压,直接对电池组中单体电压进行检测会出现很大的误 差。因此本文在 “飞电容” 方法的基础上来检测锂电池组中单 体电池电压。 锂离子电池组中单体电压测量的难点在于如何消除单个 电池两端的共模电压和消除测量电路对电池的影响 。 目前锂 离子电池组单体电池电压测量方法有以下几种: (1)差模测量和共模测量 共模测量是对于同一参考地点的,用精密的电阻等比例 地衰减测量各个点的电压值,然后依次相减得到各单节电池

电池运行状态监测系统设计与实现

电池运行状态监测系统设计与实现

电池运行状态监测系统设计与实现随着电池技术的不断发展和普及,各种电池应用的场景也越来越多样化。

但是,在实际运行中,电池的寿命和安全性成为了制约电池应用的两个主要因素。

因此,对于电池的运行状态进行实时监测和数据分析是非常必要的。

在本篇文章中,我们将讨论电池运行状态监测系统的设计与实现。

一、电池运行状态监测系统的设计电池运行状态监测系统的设计包括硬件设计和软件设计两部分。

1.硬件设计硬件设计主要包括传感器选择和信号采集电路设计两部分。

传感器选择:电池运行状态监测系统需要对电池常见的运行状态进行监测,例如电压、温度、电流等。

因此,我们需要选择相应的传感器来采集这些数据。

常用的电池监测传感器包括电压传感器、温度传感器和电流传感器。

根据实际需求,选择合适的传感器进行设计。

信号采集电路设计:传感器采集到的数据信号是微弱的电信号,需要进行放大和滤波后才能进一步进行处理。

因此,我们需要设计一套信号采集电路。

采集电路需要兼顾精度和抗干扰能力,在硬件设计中也是一个比较关键的环节。

2.软件设计软件设计主要包括数据处理算法和数据显示界面设计两部分。

数据处理算法:电池监测系统需要对采集到的数据进行一系列的处理算法,例如滤波、自校准、误差修正等。

而不同的算法会对监测系统的精度和效能产生影响。

因此,我们需要根据实际需求和采集数据的特点选择合适的处理算法。

数据显示界面设计:数据显示界面是电池监测系统的核心,它可以实时地显示电池的运行状态和异常情况。

在设计数据显示界面时,需要充分考虑显示效果、易用性和数据处理效率等方面。

同时,设计一套良好的数据显示界面可以方便用户了解电池的运行状态,提高电池的安全性和可靠性。

二、电池运行状态监测系统的实现电池运行状态监测系统的实现分为两步:软硬件实现和系统测试。

1.软硬件实现在软硬件实现环节中,需要按照设计方案进行电路搭建和程序编写。

硬件实现需要按照设计结果进行元器件的选配、信号采集电路的连接等各方面的实现。

新能源汽车电池管理系统的设计与实现

新能源汽车电池管理系统的设计与实现

新能源汽车电池管理系统的设计与实现在当今的汽车领域,新能源汽车正以其环保、高效的特点逐渐占据市场的重要份额。

而新能源汽车的核心部件之一——电池,其性能和安全性直接影响着车辆的整体表现。

为了确保电池的稳定运行、延长电池寿命以及保障车辆的安全,新能源汽车电池管理系统(Battery Management System,简称 BMS)的设计与实现至关重要。

新能源汽车电池管理系统的主要功能包括电池状态监测、电池均衡管理、热管理、充电管理以及故障诊断与保护等。

电池状态监测是 BMS 的基础功能。

它通过传感器实时采集电池的电压、电流、温度等参数,从而精确地计算电池的剩余电量(State of Charge,简称 SOC)和健康状态(State of Health,简称 SOH)。

准确的 SOC 和 SOH 估计对于驾驶员了解车辆的续航里程以及合理规划行程具有重要意义。

然而,要实现精确的状态监测并非易事。

由于电池的化学特性复杂,其充放电过程并非线性,而且受到多种因素的影响,如温度、老化程度等。

因此,需要采用先进的算法和模型来对电池的状态进行估计。

电池均衡管理是为了解决电池组中单体电池之间的不一致性问题。

在电池组中,由于制造工艺和使用环境的差异,各个单体电池的性能会逐渐出现差异。

如果不进行均衡管理,性能较差的单体电池可能会提前达到过充或过放状态,从而影响整个电池组的性能和寿命。

目前,常见的均衡方式有主动均衡和被动均衡两种。

主动均衡通过能量转移的方式,将电量从高容量单体电池转移到低容量单体电池,效率较高但成本也相对较高;被动均衡则是通过电阻消耗多余电量,实现单体电池之间的均衡,成本较低但效率相对较低。

热管理对于新能源汽车电池的性能和寿命同样起着关键作用。

电池在充放电过程中会产生大量的热量,如果不能及时有效地散热,电池的温度会迅速升高,从而影响电池的性能和寿命,甚至可能引发安全事故。

因此,BMS 需要对电池的温度进行实时监测,并通过冷却或加热系统将电池温度控制在合适的范围内。

电池数据采集系统的设计

电池数据采集系统的设计

工业技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald130①作者简介:袁星宇(1998—),男,汉族,江苏南京人,本科在读,研究方向:车辆工程。

卢静(1985—),女,汉族,江苏盐城人,硕士,讲师,研究方向:车辆动力学、汽车电子控制。

赵彦坤(1996—),男,汉族,黑龙江鸡西人,本科,研究方向:嵌入式软件开发工程师。

王培源(1997—),男,汉族,江苏南京人,本科在读,研究方向:机器视觉,深度学习,机电工程。

DOI:10.16660/ki.1674-098X.2019.07.130电池数据采集系统的设计①袁星宇1 卢静1 赵彦坤2 王培源1(1.南京航空航天大学金城学院 江苏南京 211156;2.南京众控电子科技有限公司 江苏南京 211156)摘 要:环境污染和能源紧缺使得新能源得到大力发展,电动汽车正逐渐取代传统燃油汽车。

电动汽车动力系统管理也成为电动汽车技术的关键。

电池数据采集功能是BMS电池管理系统的基本功能,也是电池系统SOC、SOH计算的前提,因此必须及时准确地获取电池参数。

本课题设计一种电池数据采集系统,能够实时采集电池组的电压、温度等数据,为电池管理系统BMS的设计做好数据准备工作。

关键词:LTC6811 电池数据采集 DS18B20中图分类号:TP274.2 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2019)03(a)-0130-03在新能源汽车的发展过程中,电池是新能源类电动汽车发展的关键,因此电池组的可靠性非常重要。

电池监视芯片可以实时监测电池组当前运行状态的各项重要参数,利用检测到的数据估计充电状态,判断电池组是否存在过充、过放或温度异常等状况,从而延长整体电池组系统寿命,提高电池组的可靠性和安全性。

本课题设计的方案为采用LTC6811芯片采集电池单体的电压数据、采用DS18B20温度传感器采集温度数据,使用PIC18F2525作为主芯片,跟以上芯片通信实时获取和计算电池参数,在此基础上实现对电池系统的分析和管理。

燃料电池单片电压巡检显示模块设计

燃料电池单片电压巡检显示模块设计

燃料电池单片电压巡检显示模块设计*The Design of Displaying Module about Cell V oltage Monitor System of Fuel Cell (武汉理工大学) 胡鑫 陈启宏 全书海HU XIN CHEN QIHONG QUAN SHUHAI 摘要:为了能够准确实时的监测燃料电池单片电压, 设计了单片电压巡检系统显示模块。

该模块主要由单片机PIC18f258、液晶显示器CA12864F及键盘组成。

单片机对采集的各单片燃料电池电压信号经滤波、统计分析后,将各单片电压及统计信息发送给液晶显示器,并通过按键导航控制液晶显示。

该显示模块已在燃料电池巡检系统中得到成功应用。

关键词: PIC单片机; 液晶显示模块; 接口技术中图分类号:TP227 文献标识码:BAbstract:In order to supervise cell voltage of fuel cell real timely and accurately, this paper has designed displaying module in the system of cell voltage monitor. The module was composed by PIC18f258, LCD CA12864F and keyboard. The PIC sent cell voltages and gather information to LCD after filter and statistic of voltage signal. Then, control it by key-press. It has being successfully used in cell voltage monitor system.Key words:PIC single-chip microcomputer; liquid crystal displaying module; interface technology前言燃料电池电动汽车是治理汽车尾气污染和解决燃料问题最现实的途径, 燃料电池技术将成为21世纪汽车工业的核心。

高精度锂离子电池电压采集系统设计

高精度锂离子电池电压采集系统设计

高精度锂离子电池电压采集系统设计
于仲安;邹浩;何俊杰;赵凯贤
【期刊名称】《电源技术》
【年(卷),期】2018(042)007
【摘要】针对锂离子电池组单体电池电压采集精度问题,设计了优化的串联电压采集系统.该系统首先通过光耦电路将电池动态加载到母线上,然后利用74HC595移位控制寄存器采集单体电池电压,再经信号转换、隔离电路处理,最后由
STM32F103ZET6 AD模块处理.与一般的电压采集系统相比,设计的电压采集系统硬件电路更为简化,软件操作简单,所测电压误差均值、方差更小,单体电压测量精度在4 mV以内.系统稳定性更好,采集精度更高,有广泛的工程适用价值.
【总页数】4页(P977-980)
【作者】于仲安;邹浩;何俊杰;赵凯贤
【作者单位】江西理工大学电气工程与自动化学院,江西赣州341000;江西理工大学电气工程与自动化学院,江西赣州341000;江西理工大学电气工程与自动化学院,江西赣州341000;江西理工大学电气工程与自动化学院,江西赣州341000
【正文语种】中文
【中图分类】TM912.9
【相关文献】
1.日本精工的锂离子电池保护IC具有高精度电压保护功能 [J],
2.高精度锂离子电池组电压采集及荷电状态预测 [J], 邹浩;于仲安;赵凯贤;何俊杰
3.高精度廉价电压采集系统的设计与实现 [J], 张德澳;赵军;潘巧智
4.基于BQ76pl455高精度电压采集芯片的储能电池管理系统设计 [J], 张军;宋泰增
5.基于IEEE1588时间同步的分布式桥梁健康监测系统基于BQ76pl455高精度电压采集芯片的储能电池管理系统设计 [J], 李雄伟;季钰林;谢伊亮;陈永强;李英祥
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池两端的电压实时采集,并送至PC机,由PC机 经过处理判断后对其进行自动切出,使系统更具 智能化,并可显示、打印和保存。 1系统硬件设计
本系统硬件部分主要由微处理器单元(Mi— cro—controller Unit,MCU)、保护电路、多路模拟开 关选择、隔离电路、A/D变换模块和串行通信模 块等模块组成,硬件组成框图如图l所示。 1.1微处理器单元
第16卷第2期
鱼雷技 术
2008年04月TORPEDO TECHNOLOGY
V01.16 No.2 Apr.2008
单体电池电压采集系统设计与实现
祁娜, 姚舜
(中国船舶重工集团公司第705研究所上海技术工程部,上海,200245)
摘要:单体电池电压采集技术是通用线导鱼雷充放电设备中的一项关键技术。在大电流充放电时。采样输入端会介
图2 AD629电路连接图 1.3多路模拟开关选择电路
由于系统实施采集24路单体电池的电压值, 为简化硬件电路,设计为24路模拟电路共用一个 通道的隔离电路对信号进行抗干扰处理。
一次选通是通过3片8通道模拟开关对24
路模拟信号分别依次选通,二次选通是对前3片 模拟开关的输出再分别选通,使每一路信号依次 顺序通过隔离电路。8通道模拟开关 MC74HC,4851AN管脚定义图如图3所示H J。X0 一X7为模拟信号输入端,C,B,A为地址选通端, 分别与AT89S52的P2.7,P2.6,P2.5相接,x为 选通信号输出端,E非为使能端,V。为电源,GND 为地,NC为空脚。当E非为低电平时,根据C, B,A的变化分别选通X0一x7,当E非为高电平 时,多路模拟开关使能无效,没有输出。电路原理 图如图4所示。
入干扰信号,影响采样数据的稳定性。本文以AT89S52为控制核心,以AD629为保护电路芯片,通过线性光耦隔离 干扰信号,实现了充放电过程中单体电池电压的实时采集。经使用证明,该采集系统运行稳定,采集数据准确可靠,
提高了通用线导鱼雷充放电设备的智能化水平。 关键词:线导鱼雷;光耦隔离;实时采集;充放电设备
C互五]
I 广面菇西]
循环选通多路开关
L<通啦 l型里銮垫l
■两丽●Y薷
图7系统主程序流程图
在串口中断未被触发时,单片机控制多路开 关及A/D变换对各通道模拟量循环转换,得到实 时转换结果,当PC机请求数据时,将该结果送至
PC机处理。为防止程序跑飞,软件启动AT89S52 内置看门狗,增强了系统的抗干扰能力【_埔】。
基准芯片MCP l 5 4 1组成。ADS7 8 44是Burr— Brown公司推出的一种高性能、宽电压、低功耗的 12位串行模拟转换器。它有8个模拟信号输入 端,可用软件编程为8通道单端输入A/D转换器 或4通道差分输入A/D转换器(本系统中用单端 输入),转换速率高达200 kHz。而线性误差和差 分误差最大仅为4-l LSB。其单电源供电范围为 2.7—5.25 V,最大工作电流为1 mA,进入低功耗
系统主控芯片采用Atmel公司的8位单片机 AT89S52,它是一种低功耗、高性能互补金属氧化 物半导体存储器(Complementary Metal—Oxide
收稿日期:2007-09—10;修回日期:2007.11彩.
作者简介:祁娜(1979一),女,硕士,主要从事智能测控方面的研发设计工作
万方数据
万方数据
祁娜,姚舜:单体电池电压采集系统的设计与实现
45
图6 MAX485E管脚定义图
2系统软件设计
系统软件在Keil uVision3环境下用C51语言 编写,设计采用自顶向下的模块化方法,分为初始 化模块、多路开关选通控制、A/D变换控制和中断 服务程序等模块。初始化模块完成对单片机系统 各寄存器初始化及工作方式的定义;多路开关选 通控制模块循环选通多路开关的各通道,将各通 道输入的模拟信号经隔离后循环送至A/D变换 智能控制模块;A/D变换智能控制模块主要完成 从模拟量到数字量的转换;中断服务程序模块负 责接收PC机发来的指令并将转换结果传送给PC 机处理显示。系统软件主程序流程图见图7。
that the system works steady.and the sampling data a弛exact and credible.So the intelligence level of the charging and dischar- sing equipment is improved with the sampling system. Key words:wire·-guided torpedo;light coupling isolation;real-·time sampling;charging and discharging equipment
祁娜,姚舜:单体电池电压采集系统的设计与实现
43
图1硬件组成框图 Semiconductor,CMOS)微控制器,具有8k字节的 在系统可编程Flash存储器,可支持1000次擦写 周期,256字节RAM,32位I/O口线,3个16位定 时计数器,支持全双工通信通用异步收发器(Uni- versal Asynchronous Receiver/Transmitter,UART) 串行口,并且与MCS-51单片机指令和引脚完全 兼容,还具有内部看门狗定时器,只需软件控制, 不用外接硬件电路¨引。AT89S52如此全面的功 能特性为众多嵌入式控制应用系统提供了更为灵 活的解决方案。 1.2保护电路
YAO Shun
(Department of Shanghai Technique Engineering,The 705 Research Institute。China Shipbuilding Industry Corporation, Shanghai 200245,China)
Abst喇:Sampling of single battery voltage is a key technique for the charging and discharging equipment of general wire-
中图分类号:TJ631.4;TP271.81
文献标识码:A
文章编号:1673.1948(2008)02-0042-04
Design and Implementation of Single Battery
Voltage Sampling System for Wire—guided Torpedo
Ql Na,
D。LK为外部时钟输入端;VRE,为外部参考电压输入
端,最大值为电源电压;D。N为控制字串行输入端,
片选有效时,控制字在D。Ⅸ上升沿被逐位锁入, ADS7844通过输入的控制字选择某一通道进行转
换。MCPl541为AБайду номын сангаасS7844提供4.096 V的参考 电压。
1.6串行通信
图5隔离电路原理图
1.5 A/D变换 A/D转换部分由A/D芯片ADS7844和电压
XO
Vcc
Xl

X2

X3

X4

X5

X6
NC
X7
GND
图3 MC74HC4851AN管脚定义图
1.4隔离电路 当大电流进行充放电时,电源上的干扰信号
将增大,进入采样输入端会导致输出电压波动幅 度大,不稳定。隔离电路的作用就是隔离干扰信 号,使有用信号的输入和输出呈线性关系。该系 统中选用线性光耦HCNR 201。内部结构是由1 个发光二极管(LED)和2个光敏二极管组成。 LED和其中1个光敏二极管(PDl)位于输入部 分,另1个光敏二极管(PD2)位于输出部分。光 耦的这种封装形式可以使得每个光敏二极管接收 到大致相同能量的自发光二极管(LED)发出的 光。外部需要1个反馈放大器与PDl相接,用来 控制LED发出的光并且自动调整LED的电流来 补偿非线性和LED发出光的变化;输出端的光敏 二极管将LED输出的线性的、稳定的光转化成电 流输出,此电流可通过输出端的放大器转换成电 压信号,适当选择外围器件的参数可以使得隔离 电路的输出和输入呈线性关系。隔离电路原理图 如图5所示。适当调节电位器R4的阻值,输出 波形能够准确反映输入波形。经多路模拟开关选 通后的采样信号,在进入A/D变换之前对其隔 离,由K。输人隔离电路。原理图中线性光耦输入 放大器的地线和多路模拟开关选通电路的地线是 同一地线,和输出放大器的地线是隔离的,即隔离 前后的信号应具有不同的供电和地。经隔离后的 信号由‰。输出后直接输入A/D变换输入端。
guided torpedo.The disturbing signal will enter into the entrance of sampling to influence the stability of sampling data when strong current exisLq.2eal—time sampling of single battery voltage during chargilag or discharging is implemented based on AT89S52 control core,AD629 protective circuit,and linear light coupling isolation of disturbing signal.Application msdm prove
表1 MAx485E管脚定义表
引脚名称


状态后的耗电仅3恤A”J,满足电池充放电系统要 求。CHO~CH7为模拟信号输入端;COM为模拟 信号地端;D。LK为外部时钟输入端,在时钟作用
下,CPU将控制字写入ADS7844,并将转换结果从
D。UT中读出;DoUT为转换结果串行输出端,片选有 效时,转换结果在D。LK的下降沿开始被逐位输出,
系统采用RS-485协议与PC机通信,通信芯 片选用低功率收发器MAX485E,适于恶劣环境下 RS-485或RS-422协议的通信。驱动器的输出和 接收器的输入受±15 kV静电释放(Electro—Static Discharge,ESD)保护№J。管脚定义如图6所示。 各管脚功能定义如表1所示。系统采用半双工 UART,波特率为9 600 bit/s,接收数据时RE非为 低电平,发送数据时DE为高电平。
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