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
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
最大限度地利用电池的存储能力和延长循环使用寿命。
) M# J& I3 n! z9 y! \2 N% @# p: m依靠在线监测蓄电池的电压和电流,合适的
" ^4 p0 l2 y% g# p2 |# o电池单体
7 b) K9 `* B6 v8 n3 J3 _6 [  M蓄电池管理装置使BMS具有防止蓄电池过电流
电压测量
放电(放电电流大于最大允许放电电流)、欠电压
放电(放电过程中蓄电池电压低于截止电压)、过
% z# d3 K7 Z+ h) C$ |8 E# T: Y) O, ^, H单体电池
8 E9 L+ S; x0 @& ^CAN接口
电流充电(充电电流高于允许的最大充电电流)
电压输人
9 X  w( j+ A. ~9 V电池总电.
单
. m; `. K1 t9 E) F2 l/ m6 R报警与信号
! b; K7 Q; a  W) ?0 R- N8 _和过电压充电(充电过程中蓄电池电压高于发泡
% l+ C$ V: B; l4 \: ?. |  U片
1 E3 `. n7 `- ~. L电压)的功能。这些限定值一般随着蓄电池类
电池总电源流、电压
机
9 O- B/ ^: q$ b) P. q2 D9 Y型、蓄电池样式、充放电电流、工作温度和蓄电池
电池总电压侧暈电路
人机接口
老化程度不同而有所变化。[1]
电池温度
0 C7 |+ _0 s0 P" R1 X: [本硬件系统主要是通过软件来实现对电池
; _4 W) }1 N2 E# J4 t' R& a测量电路
组或电池单体的电量、电压温度等进行监测,并
图1系统硬件设计框 图
将检测到的数据显示出来及出现异常情况能及
( t8 g* e6 e& P# k: [4 H) E时报警。图1是系统硬件的设计框图。
& k9 [+ N9 q2 w) V. \* x* e1电池管理系统的总体结构
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。
系统的硬件设计框图如图1所示。
  E9 u6 D+ B$ E5 @9 n& p0 }2测量电路设计
2.1
$ \3 e  h9 X2 u5 s% M9 G, j/ E' ^电池单体电压测量电路设计
# G8 i# H" ]2 G* `% t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
电压测量电路如图2所示。
  k% W0 m2 S: X$ C, A, O

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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