设计动力锂电池组的的智能管理系统设计动力锂电池组的的智能管理系统
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动力锂电池组智能管理系统设计
锂电池由于具有体积小、质量轻、电压高、功率大、自放电少以及使用寿命长等优点，逐渐成为动力电池的主流。但是由于锂离子电池具有明显的非线性、不一致性和时变特性，因此在应用时需要进行一定的管理。另外锂电池对充放电的要求很高，当出现过充电、过放电、放电电流过大或电路短路时，会使锂电池温度上升，严重破坏锂电池性能，导致电池寿命缩短。当锂电池串联使用于动力设备中时，由于各单节锂电池间内部特性的不一致，会导致各节锂电池充、放电的不一致。一节性能恶化时，整个电池组的行为特征都会受到此电池的限制，降低整体电池组性能。为使锂电池组能够最大程度地发挥其优越性能，延长使用寿命，必须要对锂电池在充、放电时进行实时监控，提供过压、过流、温度保护和电池间能量均衡。
本文设计的动力锂电池组管理系统安装在锂电池组的内部，以单片机为控制核心，在实现对各节锂电池能量均衡的同时，还可以实现过充、过放、过流、温度保护及短路保护。通过LCD显示电池组的各种状态，并可以通过预留的通信端口读取各节锂电池的历史性能状态。
系统总体方案设计
动力锂电池智能管理系统主要由充电模块、数据采集模块包括电压、电流、温度数据采集、均衡模块、电量计算模块、数据显示模块和存储通信模块组成。系统框图如图1所示。
图1管理系统结构框图
整个系统以单片机为主控制器，通过采集电流信息，判断出电池组是在充电、放电还是在闲置状态及是否有过流现象，并对其状态做出相应处理。对各节电池电压进行采集分析后，系统决定是否启动均衡模块对整个电池组进行能量均衡，同时判断是否有过充或过放现象。温度的采集主要用于系统的过温保护。整个系统的工作状态、电流、各节电压、剩余电量及温度信息都会通过液晶显示模块实时显示。下面对其各个模块的实现方法进行介绍。微控制器ATmega8
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本系统采用的微控制器是美国ATMEL公司推出的一种高性能8位单片机ATmega8。该单片机具备AVR高档单片机系列的全部性能和特点，支持在线编程ISP，只需要一条可自制的下载线就可以进行单片机系统的开发。其中ATmega8单片机有6路AD转换通道，其中有4路为10位精度，在设计中可直接用于电r