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基于DELPHI的鎳氫電池管理系統軟件設計

時間：2023-02-20 23:54:35 電子通信論文我要投稿

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摘要：通過對鎳氫電池性能的研究，給出了一個應用ISA總線技術構建的、基于DELPHI編程平臺的鎳氫電池管理系統的設計方案，重點介紹了該系統的軟件技術和實現方法。

關鍵詞：DELPHI；充放電；軟件；模塊；SOC

１前言

鎳氫電池是目前大容量電池的主要品種，已在通訊、交通、電力等部門得到廣泛的應用，同時它也是其它智能儀表中最為常用的備用電池。但在實際使用中，由于充放電控制不合理而損壞的電池占大多數。實際上，若鎳氫電池充放電適當，通常可以工作１０年時間。為此，筆者研制了鎳氫電池自動充放電控制系統。該系統由恒流源充電器和恒流源放電器對電池進行充放電?因此電流、電壓、溫度控制是該電池控制系統的重要部分。為此，該系統在總體考慮電流、電壓、溫度控制系統的基礎上，選用微機控制系統對電壓、電流、溫度進行控制及模擬曲線處理，用得出的數據庫對數據進行研究，并對電池性能及ＳＯＣ進行預測。應用軟件可在Ｗｉｎｄｏｗｓ平臺上用面向對象的ＤＥＬＰＨＩ６編程軟件編寫 ?這對整個系統控制軟件的可靠性、易編制性大有益處。

２　ＤＥＬＰＨＩ軟件介紹

采用ＰＣ機作為上位機對采集的數據進行分析處理，是實現這種小型系統實時數據采集和分析的有效方法。Ｂｏｒｌａｎｄ公司的Ｄｅｌｐｈｉ是當今最優秀的Ｗｉｎｄｏｗｓ開發工具之一，它的可視化開發環境和面向對象的快速應用程序開發工具ＲＡＤ，可使程序開發人員在Ｗｉｎｄｏｗｓ平臺上快速開發出３２位的應用程序。由于它采用面向對象的編程語言，能嵌入匯編和實現多線程操作，且開發數據庫功能強大，因而是控制工程師極好的編程工具。

３　系統硬件設計(范文先生網www.ycxgx.cn收集整理)

本文所設計的電池控制系統的硬件主要由工控機、ＰＣＬ７１１ＢＩ／Ｏ接口板、光電隔離及采集板、恒流源充電器和恒流源放電器構成，其整體框圖如圖１所示，其各部分的硬件原理在此不再詳述。

４　系統軟件設計

圖２所示是該系統的軟件模塊圖。其中程序初始化包括關閉所有繼電器選擇開關（充放電選擇繼電器，充放電使能繼電器）、接收數據模塊的圖象處理初始化、數據庫初始化、充放電條件的選擇（包括充電電池容量選擇、充放電切換選擇以及是否按預定曲線充放電）等，同樣，程序退出也需實現一系列清零操作。

４．１數據發送模塊

數據發送模塊用于完成電流信號的產生、調制以及通過對ＰＣＬ７１１－Ｂ卡的編程操作來實現數據的發送和電流信號的形成。

由于充放電電流一般較大，考慮到安全問題，操作應嚴格按照操作規程來處理，本軟件模擬了各項操作工序，并配以圖文指示。

為了靈活地充放電，系統分為手動和自動充放電兩種方式，如對電池有一定的了解，可以選擇手動充電并通過一定的試驗了解電池的性能，然后向數據庫中或者預存曲線庫中添加想要的充放電形式，從而實現充放電的智能控制。

若選擇自動充電，可以選擇不同情況下的充放電形式。電池充放電與許多因素有關，如夏天和冬天的情況不同，不同溫度下充放電的要求也不一樣，不同循環次數的電池充放電表現出來的ＳＯＣ值也不一樣，本系統在設計充放電預定庫時都有基于此方面的考慮。一般電池充放電有２種主要形式：恒壓充電和恒流充電，本系統選擇的是恒流充電（恒流源自制，電路原理圖可向作者索�。⑼ㄟ^軟件和硬件相結合的方式實現電流的智能充電。

電池充放電就充電來說主要表現為三個階段：電池恢復階段、大電流充電階段、涓流補充充電階段。剛開始充電由于電池內阻較大，故需要用小電流充電以恢復電池，充電電流不宜高于０．３Ｃ，大電流充電階段控制到０．５Ｃ－２Ｃ之間，待到電池電壓上升到預定充電電壓時（預定額度時），可以改為小電流補充充電方式，從而使其能量ＳＯＣ?Ｓｔａｔｅｏｆｃｈａｒｇｅ?達到滿額(９０％以上)。

而當基于ＤＥＬＰＨＩ設計軟件時，要綜合考慮以上要素，然后在預定曲線圖和數據庫中給出理想的充放電方案。

利用ＤＥＬＰＨＩ軟件實現Ｄ／Ａ卡的定時發送時，可通過系統的中斷來實現。

４．２數據采集模塊

鎳氫電池充放電系統一般需要采集４種數據：充放電電壓、充放電電流、電池溫度、充放電器溫度。為了保證采樣的準確性，可采用三次采樣取平均值的算法來實現采樣。

利用ＤＬＬ提供的功能函數，再配以ＤＥＬＰＨＩ軟件，就能很容易地通過ＰＣＬ９１１－Ｂ采集卡實現對設定通道內數據的采集。下面是其簡單的例程：

{打開設備}

ＥｒｒＣｄｅ:＝ＤＲＶ_ ＤｅｖｉｃｅＯｐｅｎ(ｄｗＤｅｖｉｃｅＮｕｍ, Ｄｅ-ｖｉｃｅＨａｎｄｌｅ);

{設置采集通道，采集開始}

ＡｉＶｏｌＩｎ１．ｃｈａｎ:＝ｐｔＡＩＣｏｎｆｉｇ１．ＤａｓＣｈａｎ;

ＡｉＶｏｌＩｎ１．ｇａｉｎ :＝ｐｔＡＩＣｏｎｆｉｇ１．ＤａｓＧａｉｎ;

ＡｉＶｏｌＩｎ１．ＴｒｉｇＭｏｄｅ ?＝ＡｉＣｔｒＭｏｄｅ１;

ＡｉＶｏｌＩｎ１．ｖｏｌｔａｇｅ :?＝＠Ｖｏｌｔａｇｅ１;