4系統功能方案及軟件設計

　　4.1功能方案

　　4.1.1電池保護管理

　　智能電池管理電路在電池的使用過程中，實時監控電池的電流、電壓、溫度、容量。智能電池管理系統通過計算，對鋰離子電池實現下列保護：

　　（1）充電時，當總容量超過電池規定的最大容量，充電過程中溫升大于3℃/2min，充電溫度≤ -20℃、≥+55℃，向智能化充電機提供告警信息，并自動切斷充電輸入。另外當有一個單體電池電壓超過4.25V，向智能化充電機發出告警信息，并能自動切斷充電輸入。

　　（2）放電時，智能管理電路通過對電壓、電流測量及上次充電過程數據記錄，防止電池過放電損壞。當智能管理電路發現電池繼續放電會造成過度放電時（單體電池電壓≤2.5V），智能電池發出告警信息并關閉放電輸出。

　　4.1.2溫度管理

　　溫度、溫升對電池的影響是不能忽視的。在使用過程中異常的溫升需特別對待，特別是充電過程中大于3℃/2min的異常溫升需要采取保護措施。另外溫度對電池的剩余容量有顯著的影響，溫度是剩余容量計算、供電時間預測的重要的修正參數。

　　智能電池采用多點測溫對電池進行溫度管理，識別電池組溫度，單體電池的異常溫升，環境溫度巨變。智能電池按以下規則識別：

　　（1）充電過程中2個測溫點溫度值相差不到2℃，連續的溫度變化率相差不超過2℃，判別為電池組溫度。其它智能設備讀取的電池溫度為所有測溫點的平均值。

　　（2）充電過程中在電池充電容量加上起始剩余容量之和大于70%額定容量時有一個測溫點的溫度變化率超過3℃/2min，判別為充電異常溫升。

　　（3）智能電池被充電喚醒后電池組溫度（平均溫度）變化率超過3℃/2min需試驗確定，判別為環境溫度巨變。

　　智能電池在充電的過程中，環境溫度在低于電池溫度-20℃情況下電池組不允許充電，-20℃~+10℃ 不允許大電流充電，+10℃~+55℃允許大電流充電，在+75℃以上不允許充電。

　　4.1.3容量的計算的方法

　　容量計算的基礎是測量的電流對時間的積分，計算公式為：

　　Q=∫i dt

　　由于68HC908單片機內部的ADC采用了∑—⊿方式，轉換速度很快，以累加的方式可以實現精度較高容量計算。

　　4.2系統軟件設計

　　智能電池管理系統軟件是被寫入到68HC908的FLASH 中，經過電路處理電池的電流、電壓、溫度模擬信號轉換成數據，根據這些數據結合電池的特性，完成系統功能方案指定的功能并且可以向與智能電池和電臺提供相關電池的信息。軟件的硬件平臺是68HC908單片機，軟件的開發平臺為68HC908集成開發環境。程序結構框圖如圖2所示：

　　另外，智能電池提供統一的智能接口，這些智能的接口可以通過SMBus1.1協議進行訪問。智能充電機、用電器可以采用相同的總線技術按照 SMBus1.1規范的協議簡單、方便地訪問這些接口。智能電池提供的這些接口能滿足用電器及充電機向系統化、統一化、智能化方向發展要求。用電器、充電機通過讀取這些信息可以知道智能電池制造、使用的全過程信息及電池當前使用的狀況。

　　5結束語

　　本文給出了一套智能電池管理系統開發方案，闡明了管理系統的功能和實現方法。采用低功耗的設計思想，確保電路的自耗電滿足電池存儲的需求。充分利用 68HC908系列單片機豐富的對外接口控制功能，利用SMBus總線為用電器和智能化充電機隨時提供所需的各種信息。本系統方便了用戶，減少了操作，實現了智能化、一體化設計。