蓄电池组在线监测维护系统的研究与设计

　　系统的一路可调电流放电控制是利用斩波技术来实现的。本系统使用了TI 公司的脉宽调制器TL494 来实现对MO S 开关的控制， 它的工作频率为1 k H z ～300kHz，输出电压达40V，输出电流达200mA，输出控制可选单端或推挽式。12 位D/A 转换器MAX508 输出模拟电压控制PWM控制器TL494 的第3 脚，则从TL494第9 和10 脚便会输出脉冲宽度受控的方波，以此方波为控制信号去控制MOS 管开关，结合电容和大功率电感便可实现连续可调的电流。其控制部分电路如图4 所示。

　　图4 PWM 控制电路。

　　本系统的特别之处是： 系统在CPU 的两个串口基础上实现了两个RS232 接口，一个用于连接PC 机，另一个用于级联另一个本系统，这样用户就可通过PC 机对系统进行远程控制，并可将系统内存中记录的数据读取到PC 机，实时查看各项参数，对电池组性能进行监控。

　　通过另一个RS232 口将两个本系统级联可以使放电电流最大达到800A，以满足更大容量电池组的要求。

　　该系统适用于标称24V/ 48V 规格的蓄电池组， 主要性能指标如表1 所示。

　　表1 系统主要性能指标

　　3.2 软件设计

　　系统的正常工作是硬件与软件共同完成的。本系统下位机软件采用C 语言编写，采用模块化的程序设计方法，主要包括初始化模块、主程序模块、电压/ 电流采集模块、放电控制模块、通讯模块、显示模块、数据记录模块、电池内阻测量模块。下位机主程序流程图如图5 所示。

　　图5 下位机主程序流程图

4 系统抗干扰设计

　　由于系统的使用现场具有大功率高频开关电源，电磁干扰比较严重。干扰的存在会影响整个单片机系统的可靠性与稳定性， 甚至会导致放电电流失控， 对蓄电池组及系统本身造成损坏，发生预想不到的事故。所以系统从软件和硬件设计上都注重解决干扰问题。

　　系统硬件抗干扰措施主要有：⑴重要的控制信号线采用光电隔离技术; ⑵采用看门狗微处理器监控芯片MAX813;⑶模拟地与数字地分开，并通过电容与系统外壳相连;⑷两个串口也采用光电隔离;⑸印制板在布局以及布线过程中区分了高频与低频部分，地线足够宽;⑹各个电路模块之间的信号线尽量短，并使用相互绞合的屏蔽线， 且屏蔽层良好接地。

　　系统软件抗干扰措施主要有： ⑴采样值取平均值，抑制突发干扰; ⑵设置软件看门狗， 避免程序陷入死循环， 防止程序“跑飞”; ⑶采用软件冗余技术。

5 结束语

　　不同环境下的实际运行表明， 采用8 位单片机DS80C320 为核心的蓄电池在线监测维护系统，具有较高的测量精度， 根据电压和内阻综合判断蓄电池的性能，能准确地反映蓄电池的运行状态， 及时报告故障信息，友好的界面使得用户能方便地察看系统运行的实时参数， 通过设置权限可以在线修改系统参数和进行控制，取得了较好的应用效果。