锂离子电池组监控系统研究与实现 ― 下位机软件设计

一旦启动了定时器，当定时器中断发生时，进行充电保护的判断，流程图如图4.3所示：

4.4.2放电管理模块系统的放电管理模块与充电管理模块类似，只是充电保护及恢复通过对电压的最小值的判断来实现。在放电过程中如果单体电压的最小值小于2.7V，启动定时器2，定时一段时间后进入中断，在中断内再次对该过放信号进行检测，如果仍然超过设定值，断开放电回路。但由于某种原因(比如充电)而使最小大值上升到2.9V且持续一定时间要接通放电回路，以方便下次放电。为实现此功能定义了几个标志位：discharge_guard，dischage_f_guard，discharge_guarded，分别代表单体电池电压最小值小于2.7V标志，单体电池电压最小值大于2.9V标志和进入放电保护标志。具体实现方式为先根据电池最小值决定是否启动定时器中断，流程图如图4.4所示：

如果启动了定时器，当定时器中断发生时进行放电保护判断，流程图如图4.5所示：

4.4.3电压均衡处理模块

在电池充电过程中，由于锂电池的个体差异，可能会造成某节电池产生过充，为了避免过充造成电池损坏，需要在过充时对电池旁路。从而使每节电池电压达到均衡。均衡方法为在满充电态时，也就是当检测到某节电池达到4.2V时，开始启动均衡，首先计算16节锂电池的平均电压，然后将各节电池的单体电压与平均电压相减，如果其中某节电池的电压与平均电压的差值大于0.2V，便将该电池旁路，启动均衡。

4.5短路保护

系统的短路需要很高的实时性，因此该保护通过硬件中断的方式实现，当硬件检测到短路发生后产生硬件中断，主控CPU立即断开负载回路，而当短路解除时，CPU会接收到硬件电路发送的解除保护信号，系统恢复正常。

4.6软件抗干扰

整个系统稳定工作的前提是电压采样值能够精确，但是由于硬件电路本身结构所限，每次采集的数据会有一定误差，为了降低采集误差给系统造成性能的降低，加入了软件抗干扰措施。具体方式是对每一路信号都连续进行10次采样，然后去掉其中的最大值和最小值，对剩下的8个数据求平均值，最终得到有效的采样值。试验证明该方法可使采样误差从10毫伏降低到5毫伏以内，从而提高了系统的稳定性。

4.7小结

本章介绍了锂离子电池组监控系统的下位机软件系统设计，主要包括了信号采集、短路保护、均衡保护、充放电保护等模块以及系统的软件抗干扰措施，整个软件系统已和硬件系统联调成功，各项功能均已达到预期效果。