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基于DELPHI的镍氢电池管理系统软件设计

摘要：通过对镍氢电池性能的研究，给出了一个应用ISA总线技术构建的、基于DELPHI编程平台的镍氢电池管理系统的设计方案，重点介绍了该系统的软件技术和实现方法。关键词：DELPHI；充放电；软件；模块；SOC１前言镍氢电池是目前大容量电池的主要品种，已在通讯、交通、电力等部门得到广泛的应用，同时它也是其它智能仪表中最为常用的备用电池。但在实际使用中，由于充放电控制不合理而损坏的电池占大多数。实际上，若镍氢电池充放电适当，通常可以工作１０年时间。为此，笔者研制了镍氢电池自动充放电控制系统。该系统由恒流源充电器和恒流源放电器对电池进行充放电?因此电流、电压、温度控制是该电池控制系统的重要部分。为此，该系统在总体考虑电流、电压、温度控制系统的基础上，选用微机控制系统对电压、电流、温度进行控制及模拟曲线处理，用得出的数据库对数据进行研究，并对电池性能及ＳＯＣ进行预测。应用软件可在Ｗｉｎｄｏｗｓ平台上用面向对象的ＤＥＬＰＨＩ６编程软件编写?这对整个系统控制软件的可靠性、易编制性大有益处。２ＤＥＬＰＨＩ软件介绍采用ＰＣ机作为上位机对采集的数据进行分析处理，是实现这种小型系统实时数据采集和分析的有效方法。Ｂｏｒｌａｎｄ公司的Ｄｅｌｐｈｉ是当今最优秀的Ｗｉｎｄｏｗｓ开发工具之一，它的可视化开发环境和面向对象的快速应用程序开发工具ＲＡＤ，可使程序开发人员在Ｗｉｎｄｏｗｓ平台上快速开发出３２位的应用程序。由于它采用面向对象的编程语言，能嵌入汇编和实现多线程操作，且开发数据库功能强大，因而是控制工程师极好的编程工具。３系统硬件设计(范文先生网www.fwsir.com收集整理)本文所设计的电池控制系统的硬件主要由工控机、ＰＣＬ７１１ＢＩ／Ｏ接口板、光电隔离及采集板、恒流源充电器和恒流源放电器构成，其整体框图如图１所示，其各部分的硬件原理在此不再详述。４系统软件设计图２所示是该系统的软件模块图。其中程序初始化包括关闭所有继电器选择开关（充放电选择继电器，充放电使能继电器）、接收数据模块的图象处理初始化、数据库初始化、充放电条件的选择（包括充电电池容量选择、充放电切换选择以及是否按预定曲线充放电）等，同样，程序退出也需实现一系列清零操作。４．１数据发送模块数据发送模块用于完成电流信号的产生、调制以及通过对ＰＣＬ７１１－Ｂ卡的编程操作来实现数据的发送和电流信号的形成。由于充放电电流一般较大，考虑到安全问题，操作应严格按照操作规程来处理，本软件模拟了各项操作工序，并配以图文指示。为了灵活地充放电，系统分为手动和自动充放电两种方式，如对电池有一定的了解，可以选择手动充电并通过一定的试验了解电池的性能，然后向数据库中或者预存曲线库中添加想要的充放电形式，从而实现充放电的智能控制。若选择自动充电，可以选择不同情况下的充放电形式。电池充放电与许多因素有关，如夏天和冬天的情况不同，不同温度下充放电的要求也不一样，不同循环次数的电池充放电表现出来的ＳＯＣ值也不一样，本系统在设计充放电预定库时都有基于此方面的考虑。一般电池充放电有２种主要形式：恒压充电和恒流充电，本系统选择的是恒流充电（恒流源自制，电路原理图可向作者索取），并通过软件和硬件相结合的方式实现电流的智能充电。电池充放电就充电来说主要表现为三个阶段：电池恢复阶段、大电流充电阶段、涓流补充充电阶段。刚开始充电由于电池内阻较大，故需要用小电流充电以恢复电池，充电电流不宜高于０．３Ｃ，大电流充电阶段控制到０．５Ｃ－２Ｃ之间，待到电池电压上升到预定充电电压时（预定额度时），可以改为小电流补充充电方式，从而使其能量ＳＯＣ?Ｓｔａｔｅｏｆｃｈａｒｇｅ?达到满额(９０％以上)。而当基于ＤＥＬＰＨＩ设计软件时，要综合考虑以上要素，然后在预定曲线图和数据库中给出理想的充放电方案。利用ＤＥＬＰＨＩ软件实现Ｄ／Ａ卡的定时发送时，可通过系统的中断来实现。４．２数据采集模块镍氢电池充放电系统一般需要采集４种数据：充放电电压、充放电电流、电池温度、充放电器温度。为了保证采样的准确性，可采用三次采样取平均值的算法来实现采样。利用ＤＬＬ提供的功能函数，再配以ＤＥＬＰＨＩ软件，就能很容易地通过ＰＣＬ９１１－Ｂ采集卡实现对设定通道内数据的采集。下面是其简单的例程：{打开设备}ＥｒｒＣｄｅ:＝ＤＲＶ_ＤｅｖｉｃｅＯｐｅｎ(ｄｗＤｅｖｉｃｅＮｕｍ,Ｄｅ-ｖｉｃｅＨａｎｄｌｅ);{设置采集通道，采集开始}ＡｉＶｏｌＩｎ１．ｃｈａｎ:＝ｐｔＡＩＣｏｎｆｉｇ１．ＤａｓＣｈａｎ;ＡｉＶｏｌＩｎ１．ｇａｉｎ:＝ｐｔＡＩＣｏｎｆｉｇ１．ＤａｓＧａｉｎ;ＡｉＶｏｌＩｎ１．ＴｒｉｇＭｏｄｅ?＝ＡｉＣｔｒＭｏｄｅ１;ＡｉＶｏｌＩｎ１．ｖｏｌｔａｇｅ:?＝＠Ｖｏｌｔａｇｅ１;．．．．．．．．．．．．．．．．ＥｒｒＣｄｅ１: