基于C8051F单片机的镍氢电池组管理系统

　　3镍氢电池管理系统软件设计

　　软件设计考虑到采集单节电池电压、实时电流、电池温度、记录充电时间以及电压变化量等参数，综合判断当前电池状态，控制电池充放电启动和结束，并实时检测是否有单节电池异常、短路、温度异常、放电大电流、充电大电流等多种异常情况，对外输出电池基本状态信息和报警信号。软件按功能可分为PWM控制模块、计时模块以及电压检测、电流检测、温度检测模块等几部分。

　　管理系统工作时，CPU首先判断是否外接负载(放电)或外接电源(充电)。当检测到外接负载时，系统打开放电场效应管，镍氢电池对外放电。在放电过程中，CPU不断检测放电电流和单节电池电压，当监测到过高的放电电流或负载短路时，CPU立即关断放电回路，并持续对外报警;当监测到单节电池电压低于额定门限(1.0 V)时，CPU立即关断放电回路。

　　当管理系统检测到外接电源时，系统进入充电状态。CPU输出PWM波形控制充电场效应管，并不断检测充电电流，实时进行闭环调节，实现充电恒流控制目的。在放电过程中，CPU不断检测充电电流和单节电池电压，当监测到过高的充电电流或负载短路时，CPU立即关断充电回路，并持续对外报警;当监测到单节电池电压高于额定门限(1.5 V)时，CPU立即关断充电回路。

　　系统软件的核心部分为AD数据处理和PWM闭环控制两个模块。下面给出这两部分的相应程序，编译环境为Silicon Laboratories IDE.

　　AD数据处理模块程序代码，以充电电流数据滤波处理为例：

　　4结论

　　设计了一款基于C8051F的镍氢电池管理系统，支持最高20节镍氢电池串联电池组，能够实时检测每一只单体电池电压，充放电电流等参数。通过简化外部采样电路，使用高精度ADC和CPU内部参考电平，通过优化软件参数和滤波算法，在实际工程应用中达到了0.01 V的采样精度，误差≤1 mV.建立了电池组管理系统电路的设计模型，在实际应用中，根据电池的不同类型和使用工况条件仍需要进一步完善和研究。