基于C8051F單片機的鎳氫電池組管理系統

　　3鎳氫電池管理系統軟件設計

　　軟件設計考慮到采集單節電池電壓、實時電流、電池溫度、記錄充電時間以及電壓變化量等參數，綜合判斷當前電池狀態，控制電池充放電啟動和結束，并實時檢測是否有單節電池異常、短路、溫度異常、放電大電流、充電大電流等多種異常情況，對外輸出電池基本狀態信息和報警信號。軟件按功能可分為PWM控制模塊、計時模塊以及電壓檢測、電流檢測、溫度檢測模塊等幾部分。

　　管理系統工作時，CPU首先判斷是否外接負載(放電)或外接電源(充電)。當檢測到外接負載時，系統打開放電場效應管，鎳氫電池對外放電。在放電過程中，CPU不斷檢測放電電流和單節電池電壓，當監測到過高的放電電流或負載短路時，CPU立即關斷放電回路，并持續對外報警;當監測到單節電池電壓低于額定門限(1.0 V)時，CPU立即關斷放電回路。

　　當管理系統檢測到外接電源時，系統進入充電狀態。CPU輸出PWM波形控制充電場效應管，并不斷檢測充電電流，實時進行閉環調節，實現充電恒流控制目的。在放電過程中，CPU不斷檢測充電電流和單節電池電壓，當監測到過高的充電電流或負載短路時，CPU立即關斷充電回路，并持續對外報警;當監測到單節電池電壓高于額定門限(1.5 V)時，CPU立即關斷充電回路。

　　系統軟件的核心部分為AD數據處理和PWM閉環控制兩個模塊。下面給出這兩部分的相應程序，編譯環境為Silicon Laboratories IDE.

　　AD數據處理模塊程序代碼，以充電電流數據濾波處理為例：

　　4結論

　　設計了一款基于C8051F的鎳氫電池管理系統，支持最高20節鎳氫電池串聯電池組，能夠實時檢測每一只單體電池電壓，充放電電流等參數。通過簡化外部采樣電路，使用高精度ADC和CPU內部參考電平，通過優化軟件參數和濾波算法，在實際工程應用中達到了0.01 V的采樣精度，誤差≤1 mV.建立了電池組管理系統電路的設計模型，在實際應用中，根據電池的不同類型和使用工況條件仍需要進一步完善和研究。