導語：蓄電池均衡充電系統(tǒng)設計論文一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1系統(tǒng)架構(gòu)

基于ZigBee無線網(wǎng)絡蓄電池均衡充電系統(tǒng)包括電源模塊、蓄電池、無線檢測模塊、旁路開關、均衡管理控制器等幾個部分，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框如圖1所示。系統(tǒng)中無線檢測模塊具有無線收發(fā)功能、DMA功能、A/D轉(zhuǎn)換功能等。無線檢測模塊實時監(jiān)測每個單體電池的電壓、電流、溫度、充電狀態(tài)等參數(shù)，當單體電池電壓達到其設定值時，無線檢測模塊則控制旁路開關閉合，從而停止對該單體電池充電。同時無線檢測模塊把相關參數(shù)通過ZigBee無線傳輸?shù)骄夤芾砜刂破髦?，均衡管理控制器計算處理相關參數(shù)，再通過ZigBee無線網(wǎng)絡發(fā)出指令給電源模塊，電源模塊根據(jù)指令來選擇當前需要的充電控制策略。本系統(tǒng)通過ZigBee無線網(wǎng)絡實現(xiàn)不同充電策略的及時切換，對蓄電池充電過程實行閉環(huán)控制，有效防止了過充現(xiàn)象，延長了蓄電池的循環(huán)使用壽命。ZigBee網(wǎng)絡具有3種拓撲形式：星形拓撲、樹形拓撲、網(wǎng)絡拓撲。星形連接結(jié)構(gòu)比較簡單，只能組建包含比較少的無線網(wǎng)絡。樹形結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)可以構(gòu)造更復雜的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，適合于設備分布范圍比較廣的應用。

2無線檢測模塊硬件設計

無線檢測模塊主要由采集電路和無線通信芯片CC2530兩部分組成。CC2530芯片連接有Uart接口、JTAG調(diào)試接口、32.768HZ實時時鐘電路和32MHZ系統(tǒng)時鐘電路。采集保護模塊能檢測蓄電池的即時電壓、電流、溫度。當檢測到蓄電池電壓達到設定值時，則繼電線路工作，使旁路開關K閉合，停止對該單體電池充電，有效地防止了蓄電池的過充。其中，在繼電器驅(qū)動電路中加入二極管用于繼電器斷電瞬間將繼電器線圈產(chǎn)生的較大的反向電動勢釋放，從而起到保護三極管的作用。如檢測到蓄電池的過壓、過流、溫度過高時，則報警電路工作，提醒運行維護人員查找故障原因。

3蓄電池均衡充電系統(tǒng)的軟件設計

3.1Z-Stack軟件架構(gòu)

ZigBee無線網(wǎng)絡節(jié)點的軟件開發(fā)平臺采用IAREW集成開發(fā)環(huán)境。整個Z-Stack采用分層的軟件結(jié)構(gòu)，操作系統(tǒng)抽象層OSAL實現(xiàn)了一個易用的操作系統(tǒng)平臺，通過時間片輪轉(zhuǎn)函數(shù)實現(xiàn)任務調(diào)度，提供多任務處理機制。用戶可以調(diào)用OSAL提供的相關API進行多任務編程，將自己的應用程序作為一個獨立的任務來實現(xiàn)。如果同時有幾個事件發(fā)生，判斷優(yōu)先級，逐次處理事件。整個Z-Stack的主要工作流程大致分為：系統(tǒng)啟動，驅(qū)動初始化，OSAL初始化和啟動，進入事件輪詢階段。

3.2協(xié)調(diào)器節(jié)點的軟件設計

協(xié)調(diào)器在整個系統(tǒng)中的作用是，建立并監(jiān)視管理ZigBee網(wǎng)絡，自動允許其它節(jié)點加入網(wǎng)絡的請求，收集無線檢測模塊和電源模塊傳來的相關數(shù)據(jù)，并通過串口232總線發(fā)給上位機，同時接收上位機發(fā)出的指令，并傳送給無線檢測模塊、電源模塊控制其采取相應的處理措施。如果某一檢測節(jié)點在一段時間內(nèi)沒有上報信息，協(xié)調(diào)器則判斷當前節(jié)點出現(xiàn)故障，報警裝置則啟動，通知運行維護人員進行處理。

3.3無線檢測模塊軟件設計

無線檢測模塊上電初始化完成后，首先讀取電池當前的電壓、電流、溫度等信息，然后發(fā)送廣播信息請求與協(xié)調(diào)器組網(wǎng)。無線檢測模塊成功組網(wǎng)后，發(fā)送電池信息，并做出相應的動作，若判斷電池信息有誤，則等待主機指示。

4結(jié)論

在蓄電池均衡充電系統(tǒng)中，采用ZigBee協(xié)議的無線通信芯片構(gòu)成網(wǎng)絡化的電池檢測和控制系統(tǒng)，解決了有限網(wǎng)絡存在的布線、維護和擴展性等問題。ZigBee無線網(wǎng)絡蓄電池均衡充電系統(tǒng)以CC2530芯片為核心，可對鋰電池、鉛酸蓄電池、鎳鎘電池等蓄電池進行均衡充電管理。經(jīng)試驗證明，系統(tǒng)可以很好的完成電池數(shù)據(jù)的采集、傳輸、處理等，實現(xiàn)對各單體電池的均衡充電管理，有效的延長了電池的使用壽命。

作者:馬文靜單位:江蘇工程職業(yè)技術學院