基于ISL9208的大容量锂电池组管理系统设计

2 系统软件设计

本系统的软件部分是通过MCU实现周期性测量各个参数，并与初始化时的设定值进行比对，以判断是否需要进入保护状态或者平衡状态。整个系统的软件可采用模块化设计方法。

2．1 系统初始化模块

系统初始化模块主要完成对ISL9208的初始化，主要设定系统的过放电保护电压、过充电保护电压、过放电电流、DFET和CFET引脚的状态、以及TEMP3V温度模块等。

2．2 参数测量模块

参数测量模块主要用于对锂电池运行状态下的电压、电流和温度等参数进行周期性测量。因为各个参数都已经设置好了测量方法，所以，只要MCU通过I2C通信接口向ISL9208的SDA引脚发出指令，修改ISL9208内部多路复用器的寄存器(地址为03H)A03：A01的值，就可以使AO引脚向MCU输出需要得到的各种电压值。

2．3 状态判断模块

经过参数测量模块所得到的测量值经过适当的转换，再由MCU将其与初始设定值进行比较，如果超过上下限值，则进入保护模式，如无，则进入均衡模式。

2．4 保护和均衡模块

当MCU判定系统进入保护模式时，MCU可通过设置ISL9208的FET Control寄存器(地址：04H)后两位的值来实现对外部FET的控制。

如果周期性测量的各个参数都符合正常工作范围的要求，那么则进入充放电均衡模式。若以当下电池组中电压最低的那个电池的电压为基准，均衡范围为±50 mV(均衡的相差电压可根据实际需要通过电阻调节)，那么，就可据此逐个排队判定其他电池是否需要均衡，然后由MCU通过修改Cell Balance(地址：02H)寄存器的值来实现对CB1～7引脚电压的控制，以开启或关闭每个电池的均衡模块。

本系统的主程序流程图如图4所示。

3 测试结果

通过仿真电路对整个系统进行参数测试，可以得到如下结果：
(1)过充电保护电压：4．2 V±25 mV；过充电恢复电压：4．0V±25 mV。
(2)过放电保护电压：2．7 V±25 mV；过放电恢复电压：3．0 V±25 mV。
(3)单体电池的均衡电压：50 mV(可以根据实际需要进行修改)具体的电流参数如表1所列。


4 结束语

本文给出了一种5～7节锂电池串联管理系统的设计方法。该方法结构简单、精度适中，能满足大多数大容量锂电储能场合的管理需要。另外，如果串联的锂电池数目更多，也可以将多个ISL9208并联，以实现更大的扩展。