锂离子电池管理系统的硬件实现

硬件的设计必须要实现对动力锂电池组的合理管理，首先必须保证采集数据的准确性;其次是可靠稳定的系统控制;最后非常重要的是抗干扰性。在具体实现过程中，根据设计要求决定要采集动力锂电池组的数据类型;根据采集量以及精度要求决定硬件的设计。

本文设计的锂离子电池管理系统控制板附在锂离子电池组上，由锂离子电池组供电，作为在线管理系统实现实时管理功能基本功能如下：

1.电池信息实时采集及显示，包括单体电压、电池组总电压、温度、充放电电流;

2.剩余电量估计功能及显示;

3.8节锂离子电池充/放电智能管理，当电池电压、充放电电流、电池温度和剩余容量过低或过高时，发送报警信号;

4.在充、放电过程中对单体电池进行均衡和诊断;

5.故障电池智能检测/报警;

6.存储锂离子电池的充放电信息，可与上位机通信，在上位机检查锂离子电池的使用过程。

3.1锂离子电池管理系统的硬件结构

本锂离子电池管理系统重要由充电模块、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。系统框图如下：

其中数据采集模块负责采集电池的各种状态参数，如电流、电压、温度;充电控制模块按预充、恒流充电和恒压充电三个阶段进行自动充电，并根据采集的数据对充放电过程进行控制;均衡模块在适当的时候通过15W的开关电源对单个电池进行均衡充电，使电池组中的电池更加均衡一致;电量估测单元重要是分析采集过来的状态参数并根据研究试验得出的电量估测算法，对电池的当前电量进行估测;数据显示单元采用图文液晶显示屏，可显示各节电池电压，充放电电流，剩余电量，电池温度和充电时间;存储通信单元通过存储芯片按时把充放电信息(电压，电流，充放电时间等)存储起来，可通过串口与电脑通信，在电脑上显示充放电信息。

3.2ATMEGA8L处理器简介

ATMEGA8L是美国ATMEL公司推出的一种高性能8位单片机，它在吸收了pIC及8051单片机优点的基础上，做出了重大的改进，速度快，性价比高，能在线编程，在一个芯片内将增强性能的RISC8位CpU与可下载的FLASH相结合使其成为适合于许多要求、具有高度灵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微处理器

●先进的RISC结构

-130条指令——大多数指令执行时间为单个时钟周期