鋰離子電池組監控系統研究與實現 ― 下位機軟件設計

一旦啟動了定時器，當定時器中斷發生時，進行充電保護的判斷，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似，只是充電保護及恢復通過對電壓的最小值的判斷來實現。在放電過程中如果單體電壓的最小值小于2.7V，啟動定時器2，定時一段時間后進入中斷，在中斷內再次對該過放信號進行檢測，如果仍然超過設定值，斷開放電回路。但由于某種原因(比如充電)而使最小大值上升到2.9V且持續一定時間要接通放電回路，以方便下次放電。為實現此功能定義了幾個標志位：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標志和進入放電保護標志。具體實現方式為先根據電池最小值決定是否啟動定時器中斷，流程圖如圖4.4所示：

如果啟動了定時器，當定時器中斷發生時進行放電保護判斷，流程圖如圖4.5所示：

4.4.3電壓均衡處理模塊

在電池充電過程中，由于鋰電池的個體差異，可能會造成某節電池產生過充，為了避免過充造成電池損壞，需要在過充時對電池旁路。從而使每節電池電壓達到均衡。均衡方法為在滿充電態時，也就是當檢測到某節電池達到4.2V時，開始啟動均衡，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，啟動均衡。

4.5短路保護

系統的短路需要很高的實時性，因此該保護通過硬件中斷的方式實現，當硬件檢測到短路發生后產生硬件中斷，主控CPU立即斷開負載回路，而當短路解除時，CPU會接收到硬件電路發送的解除保護信號，系統恢復正常。

4.6軟件抗干擾

整個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毫伏以內，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，整個軟件系統已和硬件系統聯調成功，各項功能均已達到預期效果。