導語：鎳氫電池軟件設計管理論文一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

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。

2DELPHI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

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取），并通過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;

．．．．．．．．．．．．．．．．

ErrCde1:＝DRV_AIVoltageIn(DeviceHandle_AiVolIn1);

．．．．．．．．．．．．．．．．

ErrCde:＝ErrCde1＊ErrCde2＊ErrCde3＊Er-rCde7＊ErrCde8＊ErrCde9;

{獲取采集卡的數據}

Edit1．Text:＝FloatToStrF(Voltage1／5,ffFixed6,4);

{采集結束，保存、退出}

lpDioWritePort．port:＝lpDioPortMode．port;

lpDioWritePort．mask:＝255;

lpDioWritePort．state:＝0;

ErrCde:＝DRV_DioWritePortByte(DeviceHandle,lpDioWritePort);

4．3數據處理模塊

通過數據處理模塊可以完成信號的存貯、顯示、分析以及信號的調節、系統報警及緊急停止等功能。

信號的保存分為圖象和數據庫的保存，這些都可以利用DELPHI的SaveDialog對話框以及Pic-ture．SaveToFile事件來實現。

數據的顯示可以利用DELPHI的Tcanvas對象，也可以用簡單的繪圖語句在圖象框等控件中實時地復現出數據波形，還可以通過Teechart統計圖表對采集數據進行波形復現和簡單的分析。若要對其采集數據線性度以及信號的頻率、幅度、變化率做進一步的分析，可以調用MATLAB進行高級處理。

有關數據庫的操作可以圍繞Table或者Query控件來完成，并通過ODBC數據源以及DELPHI的BDE數據管理器來進行連接。但Query控件需調用SQL語言來從事設計。

信號的分析主要包括通過采集的電流、電壓、以及溫度、循環次數來研究電池的能量－SOC(Stateofcharge),電池荷電狀態可反映電池的剩余容量。其數值上定義為電池剩余容量占電池容量的比值。

SOC建模的正確與否關系到電池的工作效率、電池的壽命、電池所能釋放的能量和繼續充放電的時間，所以SOC建模是電池管理系統的重要一環。因篇幅有限，這里不作介紹。

本系統還可利用經典的PID調節方式，并通過DELPHI軟件來保證輸出的線性度和穩定性。由于充放電需要恒流源，并且充放電時間都較長，故可采用常見的PID調節（可消除偏差）方法來滿足系統要求。

5結束語

利用DELPHI軟件進行基于ISA總線的檢測系統開發，可以與各類數據采集卡、數模轉換卡進行無縫集成。實際使用證明：該系統穩定可靠，功能強大，可實現電池的自動化監控，并能夠得出有價值的信息。目前，該系統已成功應用于某新型汽車研發平臺。