用電池監(jiān)測芯片實現(xiàn)多功能智能充電器

　　摘要 文章介紹了一種基于專用電池監(jiān)測芯片的多功能電動車智能充電器。通過專用電池監(jiān)測芯片DS2438,對蓄電池充電過程中電壓、電流、充放安時累計及溫度進行自動檢測，并通過單總線上傳給單片機。單片機根據(jù)實時檢測到的各參數(shù)值及其變化情況，自動按照不同的充電方式對電動車蓄電池進行充電控制，確保蓄電池既不欠充也不過充，從而達到提高蓄電池使用壽命的目的。

　　1 概述

　　電動車的儲能技術(shù)（蓄電池）、能量轉(zhuǎn)換技術(shù)（充放電控制裝置）是兩項重大技術(shù)關(guān)鍵，而儲能和驅(qū)動效果的優(yōu)劣，取決于能量轉(zhuǎn)換技術(shù)的先進程度，同時也決定了電動車的實用性、可靠性、經(jīng)濟性以及市場競爭能力。而影響蓄電池容量和壽命的因素，除了蓄電池本身的原理、設(shè)計、材料、工藝以外，另一個關(guān)鍵的技術(shù)是蓄電池的充電技術(shù)。電池充電過程對電池實際里程壽命的影響最大，放電過程的保護、限流、控制器的能量回收以及驅(qū)動部分效率的提高占的比例較小。也就是說，絕大多數(shù)的電池提前報廢，是充電方法不當而充壞的。因此，研制和開發(fā)高水平、高性能、高質(zhì)量的電動車充電器，是促進我國電動車技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的重要一環(huán)。

　　2 多功能智能充電器的設(shè)計思想

　　智能充電器與傳統(tǒng)的充電器有著本質(zhì)的不同。傳統(tǒng)的充電器大都采用恒壓、恒流方式充電。目前較好的充電技術(shù)也只停留在人工數(shù)學(xué)模擬的水平上，即按照事先設(shè)定好的數(shù)學(xué)模型，分多階段去逼近它，這種技術(shù)本質(zhì)上還是恒流充電，只是多增加了幾個階段，這種充電模式對于特定的某一種型號性能良好的蓄電池充電效果比較好。而蓄電池的型號是很多的，并且同一型號蓄電池離散性也很大，因而無法適應(yīng)多種蓄電池充電的需要。而采用了微處理器控制的智能充電器，就可實現(xiàn)蓄電池充電器的多功能性，可實現(xiàn)對不同種類的電池，選用不同的充電模式進行充電。

　　我們設(shè)計了一種基于專用電池監(jiān)測芯片的多功能智能充電器。該智能充電器采用了先進的計算機控制技術(shù)和獨特的測量技術(shù)對被充蓄電池充電前和充電過程中的技術(shù)狀態(tài)隨時進行測量，運用人工智能技術(shù)進行綜合分析判斷并加以控制，使電能快速地轉(zhuǎn)換成化學(xué)能以達到最佳效果的充電方法。此專用電池監(jiān)測芯片就是多被用于電池管理系統(tǒng)的DS2438.

　　3 測量技術(shù)在多功能智能充電器中的應(yīng)用

　　DS2438 是美國Dallas 公司近年生產(chǎn)的BatteryMonitor 系列芯片的一種專門用于電池檢測的微電子芯片，該芯片內(nèi)部集成了溫度傳感器、A/D 轉(zhuǎn)換器、電流積分器等電路，具有測量電池的溫度、電壓、電流和剩余電量等多項功能。

　　3.1 充電過程中電池電壓參數(shù)的測量

　　DS2438 內(nèi)置了一個十位的電壓A/D 轉(zhuǎn)換器，用于測量電池的端電壓。當DS2438 收到轉(zhuǎn)換電壓的命令時，片內(nèi)A/D 轉(zhuǎn)換器將對VAD 引腳上的電壓進行數(shù)字轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換時間為4ms.電壓測量結(jié)果將被保存在兩字節(jié)的電壓寄存器。DS2438ADC 的測量范圍為0~10V,分辨率為10mV,最大量程為0~10.23V.

　　因而經(jīng)過簡單的電阻分壓電路，即可很方便地對充電過程中電池的電壓參數(shù)進行測量。

　　3.2 充電過程中電池電流參數(shù)的測量

　　DS2438 內(nèi)置了一個電流A/D 轉(zhuǎn)換器，用于測量電池組的電流。將采樣電阻RSENS 接入充、放電回路，DS2438 通過測量RSENS 上的電壓來測量流經(jīng)電池的電流。DS2438 電流A/D 轉(zhuǎn)換器每隔27.46ms 自動進行一次測量轉(zhuǎn)換，測量的結(jié)果保存在內(nèi)部電流寄存器中，可以通過最高位S 符號位來判斷電池是充電還是放電。

　　值得注意的是 DS2438 芯片適用于筆記本電腦等弱電負載，若將它用于電動車蓄電池的充、放電系統(tǒng)，應(yīng)采用必要的有源濾波、數(shù)字濾波等抗干擾措施，才能有效地消除尖鋒電流和高頻噪聲信號的干擾，使DS2438 芯片得以準確的測量充、放電回路中電池的電流參數(shù)。