基于stm32通信用后备锂电池组管理系统研究与设计

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1、《电气自动化)2012年第34卷第4期电源技术PowerSupplyTechnique基于STM32的通信用后备锂电池组管理系统的研究与设计李国丽，张永杰(浙江工业大学信息工程学院。浙江杭州310023)摘要：锂电池组后备电源是通讯系统后备电源发展的一种趋势。锂电池组后备电源比传统的铅酸电池后备电源具有很多的优势，但由于锂电池自身的特点，使用时需要专门的电池管理系统进行电池管理，利用STM32设计了一种可用于通讯基站的16串锂电池组后备电源管理系统。关键词：锂离子电池组；后备电源；电池管理系统；电池剩余容量[

2、中图分类号]TP29[文献标志码]A[文章编号]1000—3886(2012)04—0018—02AKindofBack-upLithium-ionBatteryManagementSystemforTelecommunicationsBasedonSTM32LIGuo．1i．ZHANGYong-jie(CollegeofInformationEngineeringZhejiangUniversityofTechnology，HangzhouZhejiang310023，China)Abstract：Itis

3、atrendthatusingthelithium-ionpowersupplyastheback—uppowerfortelecomuunitions．Therearemanyadvantagesinusinglitium-ionbatteryastheback—uppowersupplythanthatoftheconventionallead-acidbattery．However，itisneedtouseadedicatedbatterymanagementsystemforlithium—ionb

4、atterymanagementwhenusingitforitsowncharacteristics．Thispaperdesignsakindofback—uplithium-ionbatterymanagementsystemfortelecommunicationsbasedonSTM32whichsuppo~supto16serieslithium—ionbatterycells．Keywords：Lithium-ionBatteryGroup；BackupPowerSupply；BMS；SOCO引

5、言警；④短路保护，当发生短路时，要能够迅速关断开关电路；⑤温度保护，具有环境高＼低温下禁止充电、放电功能；⑥均衡功能，单锂电池具有工作电压高、能量密度大、自放电率低、高低温适体电池的电压偏差大于30mv，小于800mv，均衡开始电压可根据应性强、使用寿命长、对环境无污染、体积小且外形可塑性强等显要求在通过软件设置，均衡电流为30—200mA；⑦电量显示功能，著优点，这些优点使锂电池更适合作为放置于无人值守野外的通4个LED指示灯逐级显示电池组的电量衰减或增加情况；⑧状态信备用电源。但由于锂电池的固有特点，其在

6、使用过程中需要进指示功能，分别用两个LED指示灯指示电池组状态，一个指示充行监控以提高其使用的安全性并延长其使用寿命。以锂电池组作后备电源的通讯基站组成框图如图1所示J，整个系统由整流放电状态，一个用来指示是否有故障；⑨通信功能，RS485上联接口能读到剩余容量、电池状态、环境状态、失效警告等信息。模块、电池组模块、电池管理系统模块、负载四个模块组成。其中整流模块电池组模块由一个或多个单体锂离子电池组合而成，电池管理系统(BMS)作为整个系统最重要的一个模块，既可内置于电池组模块也可外置于电池组模块，其决定着

7、整个锂电池组的使用安全性ll-和使用效果。1系统的硬件设计1．1电池管理系统的主要功能本电池管理系统的功能框图如图2所示。根据通信设备对备用电源工作电压范围要与采用铅酸蓄电池的电源系统兼容的要求，本锂电池管理系统适用于电池组标称电压48V，工作电压图1锂电池后备电源系统组成框图范围4OV一58V最高16串的锂电池组。锂电池的过月叵／欠压参1．2硬件设计数值可以根据电池组的串数在软件中进行设置。系统主要具有系统对电池组信号的采样和对电池组充放电控制都通过以下功能：①过充保护功能，当总压或单体电池电压高于设定值S

8、TM32来完成。电池电压采样通过外扩的4个双四选一的多路时，禁止充电，但可以正常放电；②过放保护功能，当总压或单体模拟开关对所有单节电池逐一进行切换，然后通过差分电路将电电池电压低于设定值时，禁止放电，但可以正常充电；③放电过压信号下压到AD电压范围内送到STM32的AD口。STM32根流保护功能，当放电电流大于允许最大值时，断开放电输出，并报据采集到的电压值，通过软件判断电池是否处于过压或欠压状态