鉅大LARGE | 點擊量:1080次 | 2020年06月04日
基于ISL9208的大容量鋰離子電池組管理系統設計
摘要:介紹了以ISL9208為核心的大容量鋰離子電池組管理系統的工作原理,給出了通過ISL9208實現對電池組中單體電池的電壓、電流、溫度等參數的實時檢測,并通過單片機對單體電池進行過壓、過流、欠壓、溫度保護以及充放電均衡的實現方法。關鍵詞:ISL9208;p87LpC768;電池組管理系統;電池均衡
0引言鋰離子電池以其優異的性能在實際中得到了廣泛的應用。隨著電池制造水平的提高,鋰離子電池的安全性能逐步提高,價格也不斷下降,因此,在一些大容量儲能設備中,也越來越多地使用鋰離子電池作為電源。鋰離子電池自身對充放電的要求很高,一旦過沖很容易引起爆炸,而過放則會造成電池的永久損壞,因此,使用不當極易造成人員財產損失。特別是在大容量的串聯鋰離子電池組的使用上,必須設計和安裝相關的監測、控制設備,以杜絕上述情況的發生。另外,由于單體電池在生產過程中所存在的不一致性,串聯使用之后的多次充放電會加劇這種不一致性,從而極大地影響整個電池組的壽命,因此,電池組的均衡控制極為重要。為此,本文使用Intersil公司的鋰離子電池微控模擬前端芯片ISL9208和philips公司的小型封裝系列控制芯片p87LpC768(OTp單片機)為重要元件,給出了一種大容量鋰離子電池組管理系統的設計方法。該系統可實現鋰離子電池組中單體電池的電壓監測和過沖、過放保護,以及鋰離子電池組充放電的過沖電流保護,同時可對鋰離子電池組的溫度進行監控以保證每個電池最大200mA的充電平衡電流。
1系統硬件設計本文給出的電池組管理系統的硬件結構如圖1所示。圖2所示是其實際電路連接圖。
當系統接入外部負載或者充電器時,使用一個外部開關將ISL9208的WKUp引腳拉到高電平,從而喚醒微控制器模擬前端ISL9208,喚醒后的ISL9208則通過內置的3.3V穩壓器從RGO口輸出3.3V電壓來驅動控制芯片p87LpC768,這樣,MCU上電后就可使整個系統開始運轉。MCU可通過I2C接口與ISL9208進行通信,以設置好ISL9208的內部寄存器,同時監控單體電池的電壓狀況,并根據每個電池的具體參數判斷電池的狀態,再通過均衡模塊對單體電池進行保護,以防止過沖和過放。1.1控制芯片p87LpC768p87LpC7XX系列是philips公司生產的基于80C51加速處理器結構的小型OTp單片機,它的性能是標準80C51MCU的兩倍,并且價格低廉,易于成本控制。p87LpC768內部集成有4KB的OTp程序存儲器和可編程的I/O端口,4通道多路8位A/D轉換器和I2C通信接口。由于ISL9208有I2C接口,因此,使用p87LpC768可直接相連,而不要軟件模擬,故較為方便。
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