硬件的設(shè)計必須要實現(xiàn)對動力鋰電池組的合理管理，首先必須保證采集數(shù)據(jù)的準確性;其次是可靠穩(wěn)定的系統(tǒng)控制;最后非常重要的是抗干擾性。在具體實現(xiàn)過程中，根據(jù)設(shè)計要求決定要采集動力鋰電池組的數(shù)據(jù)類型;根據(jù)采集量以及精度要求決定硬件的設(shè)計。

本文設(shè)計的鋰離子電池管理系統(tǒng)控制板附在鋰離子電池組上，由鋰離子電池組供電，作為在線管理系統(tǒng)實現(xiàn)實時管理功能基本功能如下：

1.電池信息實時采集及顯示，包括單體電壓、電池組總電壓、溫度、充放電電流;

2.剩余電量估計功能及顯示;

3.8節(jié)鋰離子電池充/放電智能管理，當(dāng)電池電壓、充放電電流、電池溫度和剩余容量過低或過高時，發(fā)送報警信號;

4.在充、放電過程中對單體電池進行均衡和診斷;

5.故障電池智能檢測/報警;

6.存儲鋰離子電池的充放電信息，可與上位機通信，在上位機檢查鋰離子電池的使用過程。

3.1鋰離子電池管理系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)

本鋰離子電池管理系統(tǒng)重要由充電模塊、數(shù)據(jù)采集模塊(包括電壓，電流，溫度數(shù)據(jù)采集)、均衡模塊、電量計算模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊和存儲通信模塊組成。系統(tǒng)框圖如下：

其中數(shù)據(jù)采集模塊負責(zé)采集電池的各種狀態(tài)參數(shù)，如電流、電壓、溫度;充電控制模塊按預(yù)充、恒流充電和恒壓充電三個階段進行自動充電，并根據(jù)采集的數(shù)據(jù)對充放電過程進行控制;均衡模塊在適當(dāng)?shù)臅r候通過15W的開關(guān)電源對單個電池進行均衡充電，使電池組中的電池更加均衡一致;電量估測單元重要是分析采集過來的狀態(tài)參數(shù)并根據(jù)研究試驗得出的電量估測算法，對電池的當(dāng)前電量進行估測;數(shù)據(jù)顯示單元采用圖文液晶顯示屏，可顯示各節(jié)電池電壓，充放電電流，剩余電量，電池溫度和充電時間;存儲通信單元通過存儲芯片按時把充放電信息(電壓，電流，充放電時間等)存儲起來，可通過串口與電腦通信，在電腦上顯示充放電信息。

3.2ATMEGA8L處理器簡介

ATMEGA8L是美國ATMEL公司推出的一種高性能8位單片機，它在吸收了pIC及8051單片機優(yōu)點的基礎(chǔ)上，做出了重大的改進，速度快，性價比高，能在線編程，在一個芯片內(nèi)將增強性能的RISC8位CpU與可下載的FLASH相結(jié)合使其成為適合于許多要求、具有高度靈活性和低成本的嵌入式高效微控制器。它具有以下特性：

●高性能、低功耗的8位AVR微處理器

●先進的RISC結(jié)構(gòu)

-130條指令——大多數(shù)指令執(zhí)行時間為單個時鐘周期