基于SMBus总线的笔记本智能电池管理系统的编程及应用

摘要

在笔记本电池中，大量采用了智能电池管理芯片来进行电能管理，国内外已有几种较成熟的方案，但不同厂家技术方案各不相同，并且为了技术保密，厂商对电池管理芯片进行了加密，实际中笔记本电池集成SHA-1加密信息算法，实现正品电池数字认证功能。在电池维修时，造成只换电芯而不修改固件参数会出现死锁现象，即使两块电池接口相同也不能互换使用。另外电池编程与通信接口电路也不通用，不同厂家有不同开发工具。这样导致笔记本电池损坏后只能更换本厂电池，给维修带来不便。为此我提出了对通用智能电池管理方案及其开发工具的研究，目的是设计一套通用笔记本电池智能管理开发系统，在物理条件满足的情况下，不同笔记本要想使用智能电池时只需下载参数到电池管理芯片中即可。
　　通过研究笔记本电池智能管理系统的编程，以期解决下列几个问题：
　　1. 在学习电池充电特性，了解电芯电量平衡技术，分析智能电池系统数据区参数的格式与读写方法，掌握SMBus的指令结构与功能实现方式的基础上，确定标准电池指令格式。
　　2. 学习电池管理芯片BQ29311的编程方法及BQ2083的校正方式，研究智能电池的电压、电流、温度等参数的检测方法。
　　3. 设计电池SMBus通信接口电路，编写SMBus总线通信程序，根据标准指令格式读写电池参数。
　　4. 编写上位机程序，调试上位机程序与SMBus通信接口电路通讯功能。通过软件的改进，减少元器件与各个单元电路间的串扰对智能电池系统测试过程的影响。采集电池电量及其他参数，对测试参数结果进行分析，确保得到正确电池参数。
　　通过上位机软件读写电池参数：
　　生产厂家、剩余电量报警、剩余时间报警、电池模式、放电率、满充率、满放率、速率OK、温度、电压、电流、平均电流、最大误差、相对充电状态、绝对充电状态、剩余电量、满充电量、满放时间、满放平均时间、满充电平均时间、充电电流、充电电压、电池状态、循环次数、设计容量、设计电压、参数信息、生产日期、序列号、保留、生产名称、设备名称等重要参数，便于及时发现问题加以维护。

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第一章 绪论

§1-1 研究智能电池管理系统的实际应用意义

§1-2 智能电池（ Smart Battery）发展状况介绍

§1-3 本文研究内容

第二章智能电池Smart Battery系统

§2.1 智能充电电池技术

§2.2 智能电池管理系统（Smart Battery System）组成

§2.3 SMBus总线结构及通信协议

§2.4 智能电池的电量均衡技术

第三章 电池管理电路设计

§3-1 电池模块管理方案的确定

§3-2 电池管理电路硬件设计

第四章 笔记本电池通讯接口电路设计

§4-1 电池通讯接口设计

§4-2 电池通讯接口单元电路

第五章 测试系统软件设计

§5-1 计算机监测软件设计

§5-2 电池通讯接口设计

§5-3 电池参数测试结果

第六章 总 结

参考文献

致谢

攻读学位期间所取得的相关科研成果