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本系统在设计上采用F2MC一8FX系列单片机MB95F136作为系统的控制核心。MB95F136在系统中不仅要实时监测蓄电池的电流、电压、温度等参数以及系统运行状态，还必须根据所采集到的数据进行处理，并对充电控制模块输出控制信号以实现对蓄电池系统的智能管理；同时，还负责实现按键控制和系统状态输出显示。Fujitsu公司的MB95F136采用的是O．35μm低漏电工艺技术，掩膜产品可以在1．8 V和1μA的低耗电工作模式(时钟模式)下运行，流水线总线架构可提供双倍执行速度，最小指令周期为62．5 ns。它在具备快速处理和低耗电特性的同时，配有丰富的定时器；集成1个8通道的8／10位可选A／D转换器，可以方便地应用于系统中对电压、电流的采集。双操作闪存也是F2MC一8FX系列8位微控制器的特点之一，当一个程序在一个存储区中运行时，可以在另一个存储区中完成重写，从而减少外部存储器零件的数量来缩小电路板的表面积。另外，LVD(低电压检测)以及CSV(时钟监视器)功能可以提高系统的稳定性和可靠性。在系统投入工作前要进行参数(如产品序列、零点调整、蓄电池标准电压等)的设置，系统将这些参数写入EE—PROM中。为了减少读／写EEPROM的次数，在系统开机时将数据从EEPROM中读出，保存在单片机的RAM中。EEPROM的主要功能是参数数据的保存与定量备份，主要用来存储一些系统运行参数，如计算蓄电池电量的参考数据、修正系数等。
理论和实践证明，蓄电池的充放电是一个复杂的电化学过程。一般地说,充电电流在充电过程中随时间呈指数规律下降,不可能自动按恒流或恒压充电。充电过程中影响充电的因素很多,诸如电解液的浓度、极板活性物的浓度、环境温度等的不同,都会使充电产生很大的差异。随着放电状态、使用和保存期的不同,即使是相同型号、相同容量的同类蓄电池的充电也大不一样。
1972年，美国科学家马斯在第二届世界电动汽车年会上提出了著名的马斯三定律，即
1）对于任何给定的放电电流，蓄电池充电时的电流接受比a与电池放出的容量的平方根成反比，即
式中：K1为放电电流常数，视放电电流的大小而定；
C为蓄电池放出的容量。
由于蓄电池的初始接受电流Io=aC，所以
I0=aC=K1(根号C) （2）
2）对于任何给定的放电量，蓄电池充电电流接受比a与放电电流Id的对数成正比，即
a=K2logkId （3）
式中：K2为放电量常数，视放电量的多少而定；
k为计算常数。
3）蓄电池在以不同的放电率放电后，其最终的允许充电电流It（接受能力）是各个放电率下的允许充电电流的总和，即：
It=I1＋I2＋I3＋I4＋... （4）
式中：I1、I2、I3、I4...为各个放电率下的允许充电电流。
综合马斯三定律,可以推出，蓄电池的总电流接受比可表示为
α=It/Ct （5）
式中：Ct=C1＋C2＋C3＋C4＋...为各次放电量的总和，即蓄电池放出的全部电量。
本系统采用的是具有2 Kb容量的EEPROMAT24C02。该芯片是采用I2C总线协议的串行。EEP—ROM，可在无电源状态下长期、可靠地存储系统内重要数据，工作寿命可达100万次。I2C总线极大地方便了系统的设计，无须设计总线接口，且有助于缩小系统的PCB面积和降低复杂度。
本设计采用美国Dallas公司生产的DSl8820单总线数字式智能型温度传感器，直接将温度物理量转化为数字信号，并以总线方式传送到控制器进行数据处理。DS18B20对于实测的温度提供了9～12位的数据和报警温度寄存器，测温范围为一55～+125℃，其中在一10～+85℃的范围内测量精度为±0．5℃。此传感器可适用于各种领域、各种环境的自动化测量及控制系统，具有微型化、功耗低、性能高、抗干扰能力强、易配微处理器等优点。此外，每一个DSl8820有唯一的系列号，因此多个DSl8820可以存在于同一条单线总线上，给应用带来了极大的方便。
测温电路设计如图4所示。系统采用热传导的粘合剂将器件粘附在蓄电池表面上，管芯温度与表面温度之差大约在O．2℃之内。当环境空气温度与被测量的蓄电池温度不同时，应将器件的背面和引线与空气隔离。接地引脚是通向管芯的最主要的热量路径，必须保证接地引脚也与被测温的蓄电池有良好的热接触。
该模块是实际设计中的硬件难点。它与外电网相连，对车载电池进行充电；能根据控制电路发出的指令或标志位，实现对蓄电池分阶段以不同电流充电；且有自动断电的功能，可实现智能充电。本系统主要是针对电动车蓄电池组进行管理，用于给蓄电池组充电的电流都比较大。为此，选择了基于IGBT的智能功率模块(Inbligent Power Module，IPM)进行大电流充放电管理。IPM是先进的混合集成功率器件，由高速、低功耗的IGBT和驱动电路及保护电路构成；内有过电压、过电流、短路和过热等故障检测电路，具有自动保护功能。蓄电池充放电主回路如图5所示。
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