松下蓄电池为使您安全使用蓄电池,正确的操作、维护和检查是必不可少的。蓄电池的保养和服务需要熟悉铅酸蓄电池知识、人身安全要求和设备安全知识的人员进行实施和监督。非专职人员必须远离电池和保养活动。
在本使用说明书中,对如不按操作手册要求操做,就有可能导致使用者人身事故的各个事项,用"危险"、"警告"、"注意"表示。请充分理解下面这些警告语句的含意之后,再阅读正文。
危险:表示如忽视此内容,采取了误操作有可能导致死亡或负重伤。
警告:表示如忽视此内容,采取了误操作很有可能导致死亡、负重伤、轻伤或物质损失。
注意:表示如忽视此内容,采取了误操作,虽然受重伤的可能性较小,但有可能受轻伤及物质损失。上面所述重伤是指失明、外伤、烧伤、 触电、骨折、中毒等有后遗症的,及需住院治疗或长期需要复诊的伤病。轻伤是指不属于重伤的外伤、烧伤、触电等;物质损失是指房屋、财产、装置等的损害。
电池组监控:
电池为UPS供电系统的重要部分,故我们特为本次电池组提供单体电池监控系统。本系统能实现UPS中备用电池组的在线侦测,测量数据包括单体电池电压,单体电池温度,单体电池内阻,电池组电流,电池组端电压以及环境温度等,通过网络方式实现远距离数据传输,在主控单元上进行数据搜集,处理和存储,并能通过通讯与上位机相连,实现数据传输。
使用本系统可以对电池进行远程检测,从而方便地随时对系统故障和电池使用状态进行分析,
从图中可以看出系统包括: 1 个电池组侦测模块 (SCMM),负责测量每组电池组的充放电电流和电池组的端电压;多240 个电池侦测模块 (CMM),负责测量电池的电压,温度和配合计算内阻的相关信息;1 个数据处理模块 (DPM ),处理来自CMM 和 SCMM 的无线数据。
度可提供充分精度的温度测量。如欲获得更高精度的温度检测,可通过软件写入校准值的方法来实现。
PWM控制
设计中,在前述稳压管反馈控制的摹础上,在反馈环节中引入PWM的方法控制充电。其基本控制思想是利用单片机的PWM端口,在不改变PWM波周期的前提下,通过电流及电压的反馈,用软件的方法调整PWM占空比,从而使电流或电压按预定的充电流程进行。
因系统进入充电工作状态后,受锂电池终止充电电压的限制,其高电压不得高于12.7V,所以开关电源中的稳压管Zl始终处于截止状态,充电过程完全由PWM的控制来实现。以恒压充电为例,在充电电压调整之前,单片机先快速读取充电电压检测值,然后将设定的电压值与实际读取值进行比较,若实际电压偏高,则提高PWM占空比,使线性光耦PC817的发光二极管的电流1F增大,致使TNY268的EN脚置为低电平,其片内功率MOSFET关断,输出电压降低。反之,则降低PWM占空比->IF减小->EN脚为高电平,片内功率MOSFET接通,输出电压升高。在预充电,恒流充电阶段对电流的调整,是通过采样电阻将电流转换为电压进行的,因此其PWM控制调整过程与恒压阶段完全类似。当充电结束时,PWM持续输出占空比为1的高电平,关断TNY268P的片内MOSFET,中断功率转换回路,实现充满后自动停充。
部替换为保证采样的准确,尽量避免由于ADC的读数偏差和电源工作电压等引入的波纹干扰,所有采样点都经过阻容滤波处理,并在软件PWM的调整过程中采用了数字滤波技术。
按键与显示
充电器的功能按键响应由ATtiny261的外中断来实现,与LED显示相配合可获知池放电状况,并提醒系统即将终止。系统充放电的每个状态都与相应LED显示对应。可根据电压检测判断是否有电池装入及提供电池短路保护,并给出LED报警信号。
保护电路
由于锂电池的化学特性,在使用过程中,其内部进行电能与化学能相互转化的化学正反应。但在菜蝗条件下.如对其过充电、过放电和过电流将会导致电池内部发生化学副反应,该副反应加剧则会严重影响锂电池的性能与使用寿命,甚至会引起爆炸而导致安全问题,因此锂电池保护电路显得至为重要。
如图3所示,该电路选用精工的多节锂电池保护芯片S8233构成,可对电池电压和回路电流进行有效监测,并通过对MOS管FET-A或FET-B的控制在某些条件下关断究、放电回路以防止对电池发生损害。与其它电池保护芯片如S8254相比较,S8233还可通过外接MOS管FET1,FET1及FET3来保证锂电池组的充电平衡,这是其它类似芯片所不具备的优点。通过单片机对S8233芯片CTL端子的控制,可实现对锂电池的故障保护。
软件设计
系统软件采用汇编语言编写,并在AVR Studio4环境下编译调试完成。整个系统软件内充电主程序和中断服务子程序组成。主程序主要完成系统、变量及看门狗定时器的初始化.控制系统实现充电功能。单片机完成初始化后,根据电池状况判断应该进入哪一个充电阶段,然后通过AD采样与中断响应完成PWM的调整,实现相应阶段的控制。主程序流程见图4。程序中通过AD中断子程序来改变PWM占空比,定时中断子程序来控制大充电时间,外中断来判断电池组放电状态