锂电池管理系统的研究与实现 — 锂电池管理系统的硬件实现
来源: 作者: 发布时间:2015-01-06 13:38:32 浏览量:3.3.2电流采样的实现
电流是电池容量估计的关键参数。因此对其电流的采样的精度,抗干扰能力,零飘、温飘和线性度误差的要求都很高。在实际中采用LEM公司的闭环电流传感器LTSR25-NP,该元件具有出色的精度、良好的线性度和最佳的反应时间。其额定电流为25A,最高可测80A的电流,满足系统设计的要求。该电流传感器可把充放电电流转为0-5V的电压信号,送至单片机的A/D转换可测得充放电电流。其工作原理如图3-3所示:
其工作特性曲线如图3-4所示:
图中VREF为参考点电压,默认为2.5V;IP为被测量电流。
电感器生产厂家3.3.3温度采样的实现
3.3.3.1温度传感器DS18B20简介
电池温度是系统评估电池的SOC和判断电池能否正常使用的关键性参数,温度影响电池的充电效率,同时如果电池的温度超过一定值,有可能造成电池的不可恢复性破坏。电池组之间的温度差异造成电池组单体之间的不均衡,从而造成电池寿命的降低。
本电池管理系统中温度检测采用的是美国DALLAS半导体公司生产的数字温度传感器DS18B20.它是单片结构,无需外加A/D即可输出9——12位的数字量。通信采用单总线协议,对DS18B20的各种操作通过一条数据线即可完成,同时该数据线还可兼做电源线,即具有寄生电源模式。差模电感因为对于每电感器应用个DS18B20都含有唯一的序列码,所以每条总线上可同时连接多个DS18B20.这使得DS18B20连线简单,系统设计灵活,适合于多种测温系统,特别是与单片机合用构成的温度检测与控制系统。
DS18B20的内部主要包括寄生电源、温度传感器、64位激光ROM单线接口、存放中间数据的高速暂存器、用于存储用户设定的温度上下限值的TH和TL绕行电感器触发器与控制逻辑、8位循环冗余校验码发生器等七部分。DS18B20温度传感器的内部存储器包括一个高速暂存RAM和一个非易失性可电擦除的EEPROM.后者用于存储用户设定的温度报警上下限值TH,TL.前者内部的配置寄存器可用于确定温度值的数字转换分辨率,设定的分辨率越高,所需要的温度数据转换时间就越长。因此,在实际应用中要在分辨率和转换时间之间权衡考虑。
高速暂存存储器除了配置寄存器外,还有其他8个字节组成。其中第1,2字节为温度信息、第3,4字节为TH和TL值、第6——8字节未用,表现为全逻辑1;第9字节读出的是前面所有8个字节的CRC码,可用来保证通信正确。
DS18B20将转换的温度值以16位带符号扩展的二进制补码形式存功率电感储在高速暂存存储器的第1,2字节。对应的温度计算:当符号位S=0时,直接将二进制位转换为十进制;当S=1时,先将补码变换为原码,再计算十进制值。
工作中系统对DS18B20的操作以ROM命令和存储器命令形式出现。其中ROM操作指令分别为:读ROM(33H)、匹配ROM(55H)、跳过ROM(CCH)、搜索ROM(FOH)和告警搜索(ECH)
命令。暂存器指令分别为:写暂存存储器(4EH),读暂存存储器(BEH)、复制暂存存储器(48H)、温度转换(44H)和读电源供电方式(B4H)。
3.3.3.2温度检测电路设计及工作原理
温度检测系统,采用直接电源供电方式。当DS18B20处于写存储器操作和温度A/D变换操作时,总线上必须有强的上拉,上拉开启时间最大为10μs.由于单线制只有一根线,因此发送接收口必须是三态的。同时由于读写在操作上是分开的故不存在信号竞争问题。
在系统安装及工作之前,应将主机逐个与DS18B20挂接,读出其序列号。其工作过程为:主机发一个脉冲,待“0”电平大于480μs后,复位DS18B20,待DS18B20所发响应脉冲由主机接收后,主机再发读ROM命令代码33H(低位在前),然后发一个脉冲(15μs)并接着读取DS18B20序列号的一位。用同样方法读取序列号的56位。对于系统的DS18B20操作的总体流程图,它分三步完成:1.系统通过反复操作,搜索DS18B20序列号;2.启动所有在线DS18B20做温度A/D变换;3.读出在线DS18B20变换后的温度数据。主机启动温度变换并读取温度值;主机写入存储器数据。当有更多的检测点需要测温时,利用ATMEGABL的其它口进行扩展。具体电路图如下:
3.4充电控制模块设计
常规充电法是按预充、恒流、定压三阶段进行,时序图如图3-6所示:
为提高充电效率,本电池管理系统的预充和定压充电阶段采用间歇式充电法,如图3-7所示:
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为什么这个运放同相端与输出端接了个电阻?其中R19连接着同相端与输出,这是何解?实在想不出来原因迟滞比较器,防止扰动电压搞的IC死去活来。
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书白念了。
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防止扰动电压搞的IC死去活来
斑竹的这句话真过瘾3#