基于ATmega16的电动车锂电池组设计
1. 3 充电均衡模块
本文引用地址://m.amcfsurvey.com/article/269937.htm采用模拟电路方案。 即在每节电池的外部搭建过压保护电路,充电过程中当电压超过预定值时,保护电路自动闭合,使电池通过电阻回路放电,以保护电池不会过度充电。 当电池电压减小到均衡充电动作电压4. 18 V时,保护电路自动断开。
1. 4 电压电流测量模块
待测的电压通过集成运算放大器LM358,将输出送至单片机进行检测。 LM358内部包括2个独立、高增益、内部频率补偿的双运算放大器,适合于电源电压范围很宽的单电源使用和双电源工作模式,由于其低功耗电流,也适合于电池。 用霍尔传感器UGN - 3501 M 检测直流电流。 UGN -3501M是集成型霍尔传感器,采用差动霍尔电压输出,检测灵敏度为1. 4 V /0. 1T.
电压电流检测电路的设计如图4 所示。 运算放大器LM358的5, 6引脚所接的BB,AA为待测的充电、放电电压,经过放大后由7脚输出至单片机进行检测,当检测到待测电压达到过充、过放保护电压时,由单片机控制断开充放电回路。 电流检测通过霍尔传感器完成,如图4所示,将从UGN -3501M1, 8引脚输出的霍尔电压uH 接至LM358的3, 4引脚,经过放大后从1 脚输出ADC3 至单片机,进行过电流保护。 UGN - 3501M 的5, 6, 7引脚连接调整电位器,用以补偿不等位电势,同时改善线性。 调整5, 6引脚外接电阻R16,可使输出霍尔电压uH 与磁场强度有较好的线性关系。
![](http://m.amcfsurvey.com/editerupload/201502/07232ebf83d6543144d40ff55cb55171.jpg)
图4 电压电流检测电路
1. 5 温度检测模块
温度检测和控制模块选用电压输出型的半导体温度传感器LM60. 该传感器是一种已校正的集成化温度传感器,它的工作温度范围是- 40 ℃至125 ℃,工作电压范围是2. 7 V至10 V. 信号输出与温度成正比,信号大小可达+ 6. 25 mV /℃。
基于LM60的温度检测电路如图5所示。 由稳压部分输出的3. 3 V 电源为此电路供电,经过温度传感器将探测点的温度转化为电压值通过ADC0,ADC1输出,再将ADC0, ADC1送入单片机进行检测,当电压值达到温控要求时,单片机控制开关通断。
![](http://m.amcfsurvey.com/editerupload/201502/e1a32586e28213097a169e66b0048cbd.jpg)
图5 温度检测电路
1. 6 开关模块
开关采用MOSFET,型号选用P沟道的MOS管的IR530N. 工作原理:单片机控制端口输出高电平,功率三极管导通,功率场效应管的栅极和漏极之间产生压降,功率场效应管导通。
2 软件设计
本系统软件采用C语言编写,处理程序采用模块化编程, 程序运行的环境是ICCAVR 开发系统。
在电池组空载的时候,系统进入掉电模式,以使功耗降至最低;当电池组接入负载或对电池组充电时,单片机被激活,由低功耗掉电模式转入正常工作模式,并持续运作。 整个程序的流程如图6所示。
![](http://m.amcfsurvey.com/editerupload/201502/8dedbe38a5498e9c178e954046a21bd3.jpg)
图6 程序流程
根据本系统的模块分布,单片机程序分为电压测量模块、电流测量模块和温度测量模块,每一模块调用共同A /D转换函数和延时判断函数等,以缩短代码长度和增强程序代码的可读性。 下面给出程序主函数的代码:
void main ( void)
{
int ( ) ; / /单片机初始化,打开所有开关;
sleep ( ) ; / /单片机进入休眠模式;
int sign︱ = 1;
while ( sign = = 1 ) / /判断系统是否运行正常;
{ int( ) ;
dianya ( ) ; / /调用测压模块;
delay(30000) ;
delay(30000) ;
dianliu ( ) ; / /调用测流模块;
delay(30000) ;
delay(30000) ;
wendu ( ) ; / /调用温度模块;
delay(30000) ;
delay(30000) ;
}
int ( ) ;
sign︱ = 1;
main ( ) ;
}
3 结束语
通过实验,本保护电路系统实现了全部基本功能。 与传统采用分离元件的电池保护系统相比,本文中提出基于单片机的电池保护电路系统具有系统体积小、功能多、功耗低、成本低等特点,可用于工业生产。
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