一种电动汽车电池智能快速充电器的设计
在程序的初始阶段应首先对C805lFU40单片机进行初始化操作.通过设置I/O口编码交叉开关来设置I/O端口的输入输出状态.确定芯片引脚功能,设置中断、TIM定时器参数等等。
3.2预处理
预处理阶段是进入快速充电前的准备工作。
程序初始化后,首先利用C805lF040单片机的内部温度传感器检测环境温度。环境温度过低或过高时.均不能够对电池进行充电,否则将损伤电池。
然后,设置A/D转换参数和通道,检测电池的端电压。将检测数据同理论经验值比较,判断电池的类别以及是否连接正确。对端电压低的电池,采用短时间的脉动电流充电,这样有利于激活电池内的化学反应物质。部分恢复受损的电池单元。对端电压在标称范围内的电池选择相应的充电控制模块和算法,对端电压不在标称范围内的电池.软件自动将其剔除。
3.3快速充电
按预定的充电控制模块和算法设置C805lF040单片机PWM的控制寄存器PCAOCN、方式寄存器PCAOMD以及16位捕捉,比较寄存器PCAOCPn.打开中断使能位.开始快速充电。
快速充电时,C8051F04J0单片机必须不断检测以下几项关键技术指标:电路是否出现断路、电池是否出现不均衡现象、电池是否达到规定的安全电压、电池是否温度过高、电池是否满足-△v或△T/△t条件。
其中电池的断路主要通过检测采样电阻上的电流大小来判断。而且为了避免误判断应该反复检测。当出现断路时应重新返回预处理阶段。断路的判断时机应该在电池端电压已经达到预定值的情况下进行,否则在电池端电压没有达到预定值的情况下,充电电流比较小。可能出现误判断。
电池的端电压检测使用C8051F040单片机的片上12位高精度A/D模块.采用中断控制方式。这样可节省C805lF040单片机在加转换期间的等待时间。端电压检测的数据,通过充电算法计算电池的电压负增长-△V是否满足快速充电终止条件,时实修改c805lF040单片机PwM的输出参数,控制充电电流的大小。
电池的温度检测在端电压检测之后进行。C805lF单片机通过设置不同的地址编码,访问相应的数字温度传感器LM92,读取温度数据.通过充电算法计算电池的温度变化率△T/△t是否满足快速充电终止条件,时实修改C805lF040单片机PWM的输出参数,控制充电电流的大小。
为了防止电池被冲坏,在电池电压到达最高端电压Vmax或最高温度Tmax时应立刻停止充电,否则会损坏电池。
4 结束语
实验结果证明,以C805lF040单片机为控制核心的智能快速充电器已能正常工作。由于C805lF040具有良好的性能价格比,将其特有的模拟电路模块、高精度A/D转换、12C总线接口以及高速PwM等功能运用到充电控制中.有效使用了C8051FD40的片内外功能.增加产品的智能化和实用性.节省了产品的开发时间和费用,降低了生产成本,同时也提高了产品的一致性和可靠性,具有很好的推广价值。
本文作者创新点:本设计以SoC单片机C805lF040为主体,构建电动汽车电池充电系统的硬件设计平台和软件设计方法。并在C805lF040内部嵌入μC/OS II实时操作系统,可大大提高系统的稳定性和实时响应能力,增强系统的可靠性、可扩展性和、移植性。
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