基于C8051F041单片机的直流电源电池管理系统的硬件设计

陈先生528

变电站或电厂等操作电源中,直流电源是核心,而电池组在直流电源中有着重要的地位，因此，设置专
8 K0 s/ Q0 ~' P& i门的电池管理系统( BMS)是非常必要的。其基本作用是监控电池的工作状态、管理电池的工作情况，以便
# _; D* S1 s. S, \, k3 V( b: L最大限度地利用电池的存储能力和延长循环使用寿命。
+ B* B) X& d3 F1 |依靠在线监测蓄电池的电压和电流,合适的
电池单体
蓄电池管理装置使BMS具有防止蓄电池过电流
* q' V# u/ l3 j2 |1 N$ d" f( E电压测量
+ W1 `/ ]4 t2 F  J, G放电(放电电流大于最大允许放电电流)、欠电压
6 Q1 K  x1 S, p( N% Z放电(放电过程中蓄电池电压低于截止电压)、过
7 M  b+ m6 H/ U0 A单体电池
CAN接口
% x- w) [/ B+ a* D电流充电(充电电流高于允许的最大充电电流)
- |/ h! D8 z& ]/ Y( C电压输人
% c* X3 |3 }( Y0 P5 n* l) {5 g& _电池总电.
单
报警与信号
4 B, e; q  T" N9 K& }5 p& v2 g# X和过电压充电(充电过程中蓄电池电压高于发泡
片
' e; W0 P8 S  V, g电压)的功能。这些限定值一般随着蓄电池类
$ D, v6 y( O2 M% X, w1 _7 {* p电池总电源流、电压
# D( D) _: p3 F3 {+ O: A机
型、蓄电池样式、充放电电流、工作温度和蓄电池
, F: {/ q. M; Y7 m3 w1 i电池总电压侧暈电路
: R0 [& E, `' g) Q; c( f人机接口
6 h0 ?- r/ c4 n3 [- d/ p& g0 `6 K老化程度不同而有所变化。[1]
6 ?' q# t6 J3 d% _) G" G, F, Z* f电池温度
本硬件系统主要是通过软件来实现对电池
测量电路
8 A- z$ }9 t  z1 A( [9 E" _组或电池单体的电量、电压温度等进行监测,并
! l3 v/ x4 a' e% J4 m( V" {3 G图1系统硬件设计框 图
1 y) L; j, T3 d9 x将检测到的数据显示出来及出现异常情况能及
5 d  K- G# n+ B& n3 J- x0 W9 `时报警。图1是系统硬件的设计框图。
' a, y1 r2 X9 W3 N" F6 d* P4 ~( U& S) Z1电池管理系统的总体结构
% y) D6 G' Q( K2 E2 j为了便于测量,首先分别对单体电池电压进行测量,然后用电流互感器和电压互感器测量总电流和总
) n' ~* \& T* b+ ^; s3 M; }电压,并可根据需要任意选点测量电池温度,再将测量到的数据输人到单片机里,最后与CANBUS通信。
3 d" y8 q% h9 X7 Q9 z2 u7 W系统的硬件设计框图如图1所示。
2测量电路设计
2.1
电池单体电压测量电路设计
本系统采用HCNR200光电耦合器作为隔离和数据采集系统之间的信号传递采样器件。电池单体的
, o+ m4 ^) ?# V- N. Z电压测量电路如图2所示。

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道法自然

为了便于测量,首先分别对单体电池电压进行测量,然后用电流互感器和电压互感器测量总电流和总 电压,并可根据需要任意选点测量电池温度,再将测量到的数据输人到单片机里,最后与CANBUS通信