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基于单片机的锂电池通信保护板设计

准备做一个毕业设计,准备用单片机做锂电池保护板带有通信功能。

对于纯硬件的设计方案有接触,现在要讨论的是DIY级别的。

首先采用单片机设计,相对于IC来说,就是把简单问题复杂化了。可能是没有接触过BMS对单片机方案无从下手,

很多问题得不到解决。

首先说一说的我目标:

基本功能,过冲保护,过放保护,过流保护,过温保护,短路保护这些都是必须的,如果单片机带窗口检测的话,过冲恢复和过放恢复也是理论上可以实现的。

其次是电量指示,这对单片机来说兼职是信手拈来的事情。

还有终极的目标就是通信功能了,让单片机给上位机聊聊天了什么的,告诉出厂日期了,电池电压,放点电流,电池容量的,电池温度了循环次数了这些用户关心的能容了,搞不好就给汽车来个CAN总线,说不定还可以给充电站这些信息等等。。至于上位机嘛,我也就是接触了下labview,这些就不属于帖子的范围了。

实现思路:

这里面我所能想到的难题如下:

一:安全性,单片机毕竟不如模拟芯片来的准确,但是我本着娱乐为主的精神,这个纯粹是在实验室条件下的,万一我挂了,大家记得我做过这种危险的探索就行了,必然不会投产危害社会的。

二:单片机的系统电源问题,显然如果电池组过多,降压到单片机工作电压貌似很不科学,这样不合理的方案会让其自耗大大增强,有人用DCDC方案设计,这样肯定比线性省电但是也不知道怎么样。

三:电压采集的方法,电池是锂电池,对于3V左右检测的范围的单片机来说无能为力,降压是唯一的选择,可是用电阻分压,还是用运放呢?

这个真的很头痛。电阻分压简单,但是不浪费电量吗, 准确吗?可是用运放的话我也没找到好的方案。

当然还有过流,过温的方面。

其次就是MOS的通断问题了,单片机对这种大功率开关的控制怎么样这些都是未知数。

以前做过一个ACDC电流可能大了点,MOS始终不能正常工作,现在都有阴影了。

我考虑的可能依然不太合理吧,请高手们知道一下,献言献策,感激不尽。

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ID001
LV.2
2
2014-03-14 13:13

对于电池组我们的电压可能是N倍的4.2V这样计算的吧,显然电池组的电压和单片机系统的电压很冲突,这样一个稳定的稳压模块呼之而出了,单片机开发板一般是出入5V的直流电,然后再稳压一个3.3V的电压,显然这和本系统相差很远。采用DCDC稳压的方式比较明智,其次就是单片机控制的问题了,对于单片机高电平一般也只有5V罢了。

在IC控制的情况下高电平一般都是电池电压,显然这里要多级控制。

不知道有没有加光耦隔离的必要。

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ID001
LV.2
3
2014-03-14 15:10
@ID001
对于电池组我们的电压可能是N倍的4.2V这样计算的吧,显然电池组的电压和单片机系统的电压很冲突,这样一个稳定的稳压模块呼之而出了,单片机开发板一般是出入5V的直流电,然后再稳压一个3.3V的电压,显然这和本系统相差很远。采用DCDC稳压的方式比较明智,其次就是单片机控制的问题了,对于单片机高电平一般也只有5V罢了。在IC控制的情况下高电平一般都是电池电压,显然这里要多级控制。不知道有没有加光耦隔离的必要。

BMS中基本物理量采集方法.pdf

描述的电压电流温度的采集方法不错,很有参考性

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ID001
LV.2
4
2014-03-14 15:13
@ID001
BMS中基本物理量采集方法.pdf描述的电压电流温度的采集方法不错,很有参考性

正确接入电池时,输出负压,MOS才能正常导通,改变电阻使采集电压符合要求

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shenx123
LV.10
5
2014-04-21 15:31
@ID001
对于电池组我们的电压可能是N倍的4.2V这样计算的吧,显然电池组的电压和单片机系统的电压很冲突,这样一个稳定的稳压模块呼之而出了,单片机开发板一般是出入5V的直流电,然后再稳压一个3.3V的电压,显然这和本系统相差很远。采用DCDC稳压的方式比较明智,其次就是单片机控制的问题了,对于单片机高电平一般也只有5V罢了。在IC控制的情况下高电平一般都是电池电压,显然这里要多级控制。不知道有没有加光耦隔离的必要。
输入电源从哪里得到?
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