蓄电池性能检测电路设计设计
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基于STM32的蓄电池内阻测量系统设计
10.16638/ki.1671-7988.2021.02.014基于STM32的蓄电池内阻测量系统设计齐延兴，杨雪银，王增玉（临沂大学自动化与电气工程学院，山东临沂276005）摘要：文章设计了一款以STM32微处理器为核心的蓄电池内阻测量系统，采用交流阻抗法对电池内阻进行测量。
针对测量信号微弱，易淹没于噪声的特点，应用相关检测技术以检出有用信息。
调试和对比实验数据表明，该系统可实现对蓄电池内阻的在线、快速、精准测量。
关键词：STM32；蓄电池；交流阻抗法；相关检测中图分类号：U463.63+3 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2021)02-41-03Design of Battery Internal Resistance Measurement System Based on STM32Qi Yanxing, Yang Xueyin, Wang Zengyu( School of Automation and Electrical engineering, Linyi University, Shandong Linyi 276005 )Abstract: In this paper, a battery internal resistance measurement system based on STM32 microprocessor was designed. The internal resistance of the battery was measured by ac impedance method. Aiming at the characteristics of weak measurement signal and easy to be submerged in noise, correlation detection technology was applied to detect useful information. The experimental data show that the system can measure the internal resistance of the battery online, quickly and accurately.Keywords: STM32; Storage battery; AC impedance method; Correlation detectionCLC NO.: U463.63+3 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2021)02-41-031 引言随着能源危机和环境污染的加剧，电动汽车的保有量快速上升，蓄电池的应用量也快速上升。
蓄电池检测系统设计
蓄电池检测系统设计蓄电池作为一种供电方便、平安可靠的直流电源广泛应用于电力、石化、通讯等领域，为获得较高的电压，常用多节蓄电池串联工作方式。
由于单体蓄电池特性的差异，在运行一段时间后，电池组中个别电池性能变差，进而失效，造成电池组整体性能下降，导致整个系统的可靠性降低，且蓄电池是一种化学反映装置，内部的化学反映不易及时发现，因此有必要对蓄电池的运行状态进行实时在线监测。
1.1 本课题研究的意义蓄电池作为一种化学电源，1860年普兰特首次创造了实用的蓄电池以来，蓄电池以其价格低廉、易于浮充使用、电能效率高、电源独立性好、可移动等优点被广泛应用于发电厂、变电站、邮电通讯系统、汽车、船舶、铁路客车等各个领域。
随着经济的迅速开展，电力系统和通信系统发挥着越来越重要的作用，由蓄电池组、充电浮充电装置以及馈电支路开关和熔断器等组成的直流系统是发电厂、变电站和通信基站中的一个重要组成局部，其工作状况的好坏直接影响到电力系统和通信系统的平安、可靠和高效运行。
而蓄电池组作为直流系统向外供电的唯一设备，为电力系统和通信系统中的信号装置、继电保护装置和控制装置等重要负载提供工作电源，其性能的好坏直接关系到电力系统和通信系统的平安可靠性。
因此为了确保用电设备即使在交流电源全部中断的情况下也能正常平安连续运行，必须保证蓄电池组的运行状态性能良好，在发生火电中断时能够有足够的放电容量，所以重视和加强对蓄电池的维护工作，特别是对蓄电池实施实时在线监测意义重大。
1.2 国内外开展状况随着科学技术的开展，特别是单片机和计算机在智能化控制方面的应用，以及在变电站综合自动化系统等方面研究的深入，关于蓄电池的自动化监测问题也提到日程上来。
近几年以来，很多人开始研究蓄电池的自动化监测。
蓄电池监测系统中，主要内容是对单电池电压的监测。
其中，关于温度和电流的测量都属常规测量，而且在这些方而的测量技术都己成熟。
在电压的测量方法上，对单个电压量的测量方法非常简单。
基于MSP430单片机的蓄电池电导测试仪设计
[4]侯建华.阀控密封铅酸蓄电池内阻构成与测试方法比对[J].通信电源技术，2013，30（4）：69-71.
[5]刘险峰，倪洪权，杨海峰，等.基于直接采样相移法的蓄电池内阻测量[J].电池工业，2012，17（2）：67-69.
[6]江国栋，邓荣.便携式蓄电池内阻测试仪的噪声抑制[J].电源技术，2013，37（1）：97-99.
设计的测试信号产生电路如图3所示。采用MAX038产生频率可调的正弦波，采用MSP430F169单片机片内的D/A转换器输出直流电压控制MAX038输出信号的频率，采用MAX9711对MAX038输出的信号进行功率放大。
2.4差动放大和幅相检测电路
根据取样电阻和蓄电池上的电压和求得两者的幅度比和相位差即可求得蓄电池的等效内阻和等效电容。因为蓄电池的内阻一般在量级，的幅度一般较小，所以在幅相检测之前需要对和进行放大。本文采用仪用放大器AD8235对和进行放大，然后利用幅相检测芯片AD8302检测两者的幅度比和相位差，具体电路如图4所示。。
标签：铅酸蓄电池；电导测试仪；交流注入法；幅相检测；MSP430；AD8302；
铅酸蓄电池广泛应用于潜艇动力系统，蓄电池的正常与否直接影响到潜艇的安全航行及隐身性能。现在很多常规潜艇依然是工作人员通过滑车在蓄电池舱内用密度计测量电解液的比重借以判断蓄电池的剩余容量。这种测量方式读取速度慢、测量精度不高、而且蓄电池溶液腐蚀性较强，近距离测试影响人身健康。虽然蓄电池的电导测量不能判断蓄电池的剩余容量，但却可以快速有效地发现失效电池，对于战场抢修意义重大。本文采用MSP430单片机为主控单元，设计了一种蓄电池电导测试仪，该测试仪操作简单，测量速度快，数据自动保存，具有一定应用价值。
参考文献：
[1]黄炳诚.电导测试在蓄电池测试中的应用[J].动力与电气工程，2012，（3）：123.
[5]刘险峰，倪洪权，杨海峰，等.基于直接采样相移法的蓄电池内阻测量[J].电池工业，2012，17（2）：67-69.
[6]江国栋，邓荣.便携式蓄电池内阻测试仪的噪声抑制[J].电源技术，2013，37（1）：97-99.
设计的测试信号产生电路如图3所示。采用MAX038产生频率可调的正弦波，采用MSP430F169单片机片内的D/A转换器输出直流电压控制MAX038输出信号的频率，采用MAX9711对MAX038输出的信号进行功率放大。
2.4差动放大和幅相检测电路
根据取样电阻和蓄电池上的电压和求得两者的幅度比和相位差即可求得蓄电池的等效内阻和等效电容。因为蓄电池的内阻一般在量级，的幅度一般较小，所以在幅相检测之前需要对和进行放大。本文采用仪用放大器AD8235对和进行放大，然后利用幅相检测芯片AD8302检测两者的幅度比和相位差，具体电路如图4所示。。
标签：铅酸蓄电池；电导测试仪；交流注入法；幅相检测；MSP430；AD8302；
铅酸蓄电池广泛应用于潜艇动力系统，蓄电池的正常与否直接影响到潜艇的安全航行及隐身性能。现在很多常规潜艇依然是工作人员通过滑车在蓄电池舱内用密度计测量电解液的比重借以判断蓄电池的剩余容量。这种测量方式读取速度慢、测量精度不高、而且蓄电池溶液腐蚀性较强，近距离测试影响人身健康。虽然蓄电池的电导测量不能判断蓄电池的剩余容量，但却可以快速有效地发现失效电池，对于战场抢修意义重大。本文采用MSP430单片机为主控单元，设计了一种蓄电池电导测试仪，该测试仪操作简单，测量速度快，数据自动保存，具有一定应用价值。
参考文献：
[1]黄炳诚.电导测试在蓄电池测试中的应用[J].动力与电气工程，2012，（3）：123.
蓄电池充放电保护电路设计
蓄电池充放电保护电路设计摘要：本文主要介绍了一种蓄电池充放电保护电路的设计方案。
通过对蓄电池的充电和放电过程进行监测和控制，保证蓄电池在使用过程中不会出现过充、过放、过流等情况，保护蓄电池的使用寿命和安全性。
设计方案采用单片机和传感器等电路模块进行实现，具有简单、可靠、实用的特点。
关键词：蓄电池；充放电；保护电路；单片机；传感器正文：随着新能源领域的发展，在电瓶车、太阳能发电系统、应急备用电源等应用领域广泛使用的蓄电池，其使用寿命和安全性成为人们关注的焦点。
为了保护蓄电池，防止蓄电池出现过充、过放、过流等问题，需要设计一种保护电路来监测和控制蓄电池的充电和放电过程。
本文所提出的蓄电池充放电保护电路采用了单片机和传感器等电路模块进行实现。
其中，单片机作为核心控制器，通过采集电压、电流、温度等传感器数据，实时计算出蓄电池的充电状态和放电状态，并根据设定的控制策略，对充电和放电过程进行监测和控制。
同时，电路中还加入了过压、欠压、过流等保护模块，一旦蓄电池出现异常情况，保护模块会及时断开电路，避免蓄电池的损坏和安全问题。
蓄电池充放电保护电路的设计方案具有简单、可靠、实用等优点。
其实现过程中，需要根据蓄电池的具体参数和使用场景，选择合适的传感器和单片机，并进行相应的软硬件优化和测试。
在实际应用中，可以将该电路应用于电瓶车、太阳能发电系统、应急备用电源等领域，以保护蓄电池的使用寿命和安全性，提高使用效率和经济效益。
综上所述，蓄电池充放电保护电路设计是一项具有实际应用价值和发展前景的研究课题。
随着蓄电池应用领域的不断拓展和技术的不断进步，保护电路的设计和优化将成为蓄电池行业的一个重要研究方向，也将有利于推动新能源领域的发展和促进人类社会的可持续发展。
随着新能源产业的快速发展，蓄电池的应用范围也越来越广泛。
然而，在蓄电池的使用过程中，容易出现过充、过放、过流等危害，严重影响蓄电池的寿命和安全性。
因此，在蓄电池应用领域，如电瓶车、太阳能发电和应急备用电源等方面，保护电路的设计变得越来越重要，发挥着重要的作用。
蓄电池在线监测系统的设计与实现
（ 四） 温度与放电特性的关系。当蓄电池在以恒定的电 流进行放电的时 候，因 为 温 度 的 不 同，造 成 电 压 下 降 的 情 况 也会发生不一样。温度高的端电压比温度低的端电压要稍 微大一点，那是因 为 温 度 低 的 时 候，端 电 压 的 电 解 液 稠 度 会 比较大，分子运动的速度比较慢从而让化学反应进行的速度 慢，内阻增大，所以端电压下降的速度会比较快。
五、结语 蓄电池质量与性能的好坏影响着整一个电力系统能否 安全稳定的运行，所以在蓄电池的监测工作下不可以有半点 的粗心大意。本文叙述了蓄电池里面比较重要的几项属性 应该如何去进行监测，通过这几项属性的监测才可以确保蓄 电池在安全地运作当中。同时就蓄电池的工作特点进行探 讨，要掌握了特性 才 可 以 更 好 地 进 行 监 测 的 工 作 ，还 对 基 于 GRPS 的新型监测系统进行了阐述。严格地把握好蓄电池监 测的关口，对电力系统的稳定运作、提高蓄电池的工作效率、 延长蓄电池的寿命都有着积极的作用。
四、新型的蓄电池监测系统 目 前 对 于 蓄 电 池 的 维 护，一 般 的 监 测 工 作 就 是 日 常 维 护，如保持蓄电池 的 清 洁 度、检 查 接 触 装 置 或 接 触 口 有 没 有 接触不良的问题、导线的连接是否可靠和定期进行蓄电池的 放电充电等等。除了这些日常的监测工作，还有相当一部分 的工作是需要用专门的监测工作来进行对蓄电池实时或者 离线，以便于及时地发现有问题的有故障的蓄电池。现在随 着电力事业的发展，需要在边远的地区建立变电站。这样无 疑增大了对蓄电 池 的 监 测 工 作，由 于 交 通 等 原 因，技 术 人 员 和监测人员很难实时或者日常对在边远地区变电站的蓄电 池进行详细长时间的监测和维护。所以单单依靠现有的蓄 电池在线监测系统是不能给所有电力系统的安全稳定运行 提供保障的。 下面介绍一种加入了高科技元素的新型蓄电池在线监 测系统，就是把蓄电池的监测建设在在线 GPRS 的基础上，利 用高科技网 络 的 信 息 传 播 速 度 快、支 持 庞 大 数 据 的 高 速 传 输、适时在线，按照 流 量 收 费 等 特 点 去 实 现 电 力 系 统 中 蓄 电 池工作状况的实时监控。一旦蓄电池出现了故障和意外，马 上就会以短信息或者 E － mail 的形式发到维修人员或者监控 人员的手机邮箱里面，这一种及时的反馈可以保证蓄电池监
五、结语 蓄电池质量与性能的好坏影响着整一个电力系统能否 安全稳定的运行，所以在蓄电池的监测工作下不可以有半点 的粗心大意。本文叙述了蓄电池里面比较重要的几项属性 应该如何去进行监测，通过这几项属性的监测才可以确保蓄 电池在安全地运作当中。同时就蓄电池的工作特点进行探 讨，要掌握了特性 才 可 以 更 好 地 进 行 监 测 的 工 作 ，还 对 基 于 GRPS 的新型监测系统进行了阐述。严格地把握好蓄电池监 测的关口，对电力系统的稳定运作、提高蓄电池的工作效率、 延长蓄电池的寿命都有着积极的作用。
四、新型的蓄电池监测系统 目 前 对 于 蓄 电 池 的 维 护，一 般 的 监 测 工 作 就 是 日 常 维 护，如保持蓄电池 的 清 洁 度、检 查 接 触 装 置 或 接 触 口 有 没 有 接触不良的问题、导线的连接是否可靠和定期进行蓄电池的 放电充电等等。除了这些日常的监测工作，还有相当一部分 的工作是需要用专门的监测工作来进行对蓄电池实时或者 离线，以便于及时地发现有问题的有故障的蓄电池。现在随 着电力事业的发展，需要在边远的地区建立变电站。这样无 疑增大了对蓄电 池 的 监 测 工 作，由 于 交 通 等 原 因，技 术 人 员 和监测人员很难实时或者日常对在边远地区变电站的蓄电 池进行详细长时间的监测和维护。所以单单依靠现有的蓄 电池在线监测系统是不能给所有电力系统的安全稳定运行 提供保障的。 下面介绍一种加入了高科技元素的新型蓄电池在线监 测系统，就是把蓄电池的监测建设在在线 GPRS 的基础上，利 用高科技网 络 的 信 息 传 播 速 度 快、支 持 庞 大 数 据 的 高 速 传 输、适时在线，按照 流 量 收 费 等 特 点 去 实 现 电 力 系 统 中 蓄 电 池工作状况的实时监控。一旦蓄电池出现了故障和意外，马 上就会以短信息或者 E － mail 的形式发到维修人员或者监控 人员的手机邮箱里面，这一种及时的反馈可以保证蓄电池监
蓄电池采集器BCM硬件设计
蓄电池采集器BCM硬件设计摘要本文将介绍蓄电池采集器BCM硬件设计的实现方案。
我们将从硬件选型，电路设计及原理图绘制等方面详细阐述蓄电池采集器BCM的硬件设计。
同时，我们将介绍实验过程中遇到的问题及其解决方法，以及最终的测试结果和性能分析。
本文的研究成果有望为未来相关领域的研究提供借鉴和参考。
此外，为了增强BCM的安全性和可靠性，我们将采用一系列措施来保护电路的正常运行和避免故障发生，比如添加过压、欠压、过流、过温等保护电路，使用稳定的电源电压和电流等。
最终，我们将对BCM的电源消耗、稳定性、可靠性等关键性能进行全面的评估，并通过实验数据给出相应的分析和结论。
本文的研究内容具有一定的现实意义和应用价值。
随着新能源车辆的广泛应用，蓄电池采集器BCM的需求将越来越大，本文所介绍的硬件实现方案和方案中采用的保护措施将有望为相关行业和企业提供技术参考和解决问题的思路。
同时，本文还可为从事嵌入式系统设计和开发的研究工作者提供参考，为该领域的深入研究奠定基础。
引言蓄电池是新能源汽车、家庭储能系统等领域的重要组成部分。
蓄电池物理性质及其负载环境等都会对其电性能产生影响，因此需要对蓄电池的运行状态进行实时监测和控制。
蓄电池采集器是一种能够实时采集蓄电池状态参数的设备，其主要功能是监测蓄电池的电压、电流、温度等关键参数，为电动车、太阳能储能、UPS等系统实时提供蓄电池的状态信息。
因此，如何设计一种小型、便携、稳定性高的蓄电池采集器是目前研究的热点之一。
本论文将聚焦于蓄电池采集器BCM硬件设计方案。
产品简介：BCM蓄电池采集器是一款专门针对电池组监测的产品，它可以通过安装在蓄电池组上，进行电池电压、温度、电流等数据的采集和传输，从而保证蓄电池组的安全和正常运行。
该产品的研发过程中，我们面临了产品尺寸、成本、功耗等限制，同时现场安装方式决定了需要240多个设备串联使用，因此需要保证连接可靠、尽量降低功耗、实现极高的测量精度和测量稳定性。
UPS蓄电池在线监测系统的设计
UPS蓄电池在线监测系统的设计王宽;贺昱曜;郑普;陈金平【摘要】The battery is the main component in the Uninterrupted Power Supply (UPS) system. It is a great significance to monitor the battery on-line and know the state of health (SOH) of battery in time, which could improve the reliability of UPS systems. Thus, an on-line monitoring system based on ARM is designed. The system can monitor the battery voltage, current and transfer the values to PC by CAN bus real-time. In this paper, the 2nd order RC equivalent battery model has been employed, the least square algorithm has been adopted to identify the parameters of battery model, the relationship between open voltage and SOC has been appliedto estimate the SOC. The SOH could display by PC software intuitively, which could point out the failure battery timely, prolong the service life of the battery and guarantee the safe operation of UPS system.%蓄电池是UPS系统的重要组成部分，对蓄电池进行在线监测，及时掌握蓄电池的健康状态，对提高UPS系统的可靠性具有重要意义。
基于STC单片机的蓄电池检测系统设计
167工业技术与实践丨学术平台丨引言1蓄电池在众多重要设备系统中起到不间断提供电源的重任，但是目前在很多场合蓄电池实际上处于一种长期完全不维护状态。
长期不维护的蓄电池组容易因漏液、过放、发热等因素导致失效，由此可能引发设备系统的重大故障。
因此，设计一种简便的方法对蓄电池进行实时监测是非常有必要的。
本检测系统利用STC 单片机作为核心控制器，结合A/D 转换电路、数据处理电路等实现对蓄电池工作状态的实时检测，利用液晶显示屏来显示蓄电池实时温度、蓄电池电压、蓄电池内阻等检测参数。
检测系统总体结构2本蓄电池检测系统由蓄电池工作电路、数据处理模块、数据采集控制模块以及显示监控模块组成，系统总体框架如下图所示。
控制器2.1 STC2C5A60S2蓄电池检测系统宜设计成手持式便携设备，应选用小型轻便的控制器来实现系统的控制要求。
STC2C5A60S2系列单片机较传统8051速度快8-12倍，是高速、低功耗、抗干扰强的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051。
除此之外，该控制器内部设备非常丰富，如内部集成MAX810专用复位电路、2路PWM、8路高速10位A/D 转换（250k/s）等，有效地降低了检测系统的设计成本及设计难度，符合检测系统简易操作及便携式低成本的要求。
数据处理模块2.2在充放电的电路中，电压经过整流器的整流，然而在实际使用过程中，电路中的电压依然存在着波动变化，将会对电压数据的采集造成一定的影响，并且在在整流电路输出电压之后仍然存在着一些谐波分量。
为了去除噪声对控制系统的干扰，提高系统的稳定性，本系统采用π型整流滤波电路对检测系统信号进行处理。
本系统采用AD620放大器对温度信号、电流信号等进行放大，其增益可达到1-10000且具有设计简单、功耗低、噪声小等优点。
数据采集控制模块2.3数据采集控制模块决定了检测系统的精度，AD 转换电路又是数据采集控制模块的核心，因此AD 芯片的选择决定了检测系统的精度水平。
蓄电池恒流放电容量监测仪的电路设计
（ Ｕ ｎ ｉ ｔ ９ １ ５ ５ ０ ｏ ｆ Ｐ Ｌ Ａ ， Ｄ ａ ｌ ｉ ａ ｎ １ １ ６ ０ ２ ３ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ａ ｎ ｔ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ ｄ ｉ ｓ ｃ ｈ ａ ｒ ｇ ｅ ｃ ａ ｐ ａ ｃ ｉ ｔ ｙ ｍｏ ｎ ｉ ｔ ｏ ｒ ｆ ｏ ｒ ｂ ａ ｔ ｔ ｅ ｒ ｙ ， ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｌ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ａ ｋ ｅ ｎ ａ ｓ ｃ ｏ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ
・
１ ０・
《 测控技 术） ２ ０ １ ３年 第 ３ ２卷 第 ３期
蓄 电池恒 流放 电容量监测仪 的电路设计
付晓伟 ， 普仕凡
（ 中国人 民解 放军 ９ １ ５ ５ ０部 队 ， 辽宁 大连 １ １ ６ ０ ２ ３ ）
Байду номын сангаас
摘要： 蓄 电池 恒 流放 电容 量监测 仪 以单 片机 为核 心 ， 以Ｐ Ｔ Ｃ热敏 电 阻为放 电 负载 ； 采用 Ｐ ＷＭ 技 术控 制 电流恒 定 ， 实 时监 测放 电电池 的 电流 电压 ； 采 用 大 电流恒流 放 电方 法 ， 对 蓄 电池 进行 活化 处理延 长 寿命 。 由Ａ Ｔ ｍ ｅ ｇ ａ １ ２ ８单 片机 、 电源 、 存储 器及 时间 芯片组 成基础 电路 ， 由触摸屏 、 Ｌ Ｃ Ｄ显 示模 块 、 数 据采 集 电路 、
Ｐ ＷＭ信 号驱动 电路 组成显控 驱动 电路 ， 监 测仪 则 由二 者共 同构成 。介绍 了硬件 构成与 电路 设计 的思路 。
关 键词 ： 蓄 电池 ； 放电； 监 测仪 ； 单 片机 ； 电路 中图分 类号 ： Ｔ Ｍ ９ １ ２ 文 献标 识码 ： Ａ 文 章编 号 ： １ ０ ０ ０— ８ ８ ２ ９ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ３— ０ ０ １ ０— ０ ４
基于单片机控制的汽车蓄电池电压、容量监测系统设计
10.16638/ki.1671-7988.2019.24.053基于单片机控制的汽车蓄电池电压、容量监测系统设计*宋海燕，陈继涛，宋娟（青岛黄海学院，山东青岛266427）摘要：蓄电池作为汽车的稳定电源和后备电源，是确保车载用电设备正常运行的最后一道生命线。
设计一种基于单片机的汽车蓄电池状态监测系统，能实现对汽车蓄电池的电压及容量等数据的实时监测、显示及电压超限报警，具有重要的意义。
关键词：蓄电池；电压；容量；单片机中图分类号：U463.3 文献标识码：B 文章编号：1671-7988(2019)24-165-02Design of voltage and capacity monitoring system of automobile batterybased on MCU*Song Haiyan, Chen Jitao, Song Juan（Qingdao Huanghai College, Shandong Qingdao 266427）Abstract: As the stable power supply and backup power supply of vehicle, battery is the last lifeline to ensure the normal operation of vehicle electrical equipment. It is of great significance to design a condition monitoring system of automobile battery based on single chip microcomputer, which can realize the real-time monitoring, display and over limit alarm of voltage and capacity of automobile battery.Keywords: Battery; Voltage; Capacity; MCUCLC NO.: U463.3 Document Code: B Article ID: 1671-7988(2019)24-165-02引言现在随着汽车行业的迅速发展，汽车蓄电池的重要性也越来越受到人们的重视，蓄电池作为直流系统向外供电的唯一设备，为汽车的起动、点火、照明等提供工作电源，其性能的好坏直接关系到汽车电力系统的安全、可靠、高效运行与乘坐舒适性。
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结束语............................................................................................................................. 25 参考文献......................................................................................................................... 26 致谢................................................................................................................................. 27
1.2 蓄电池研究现状
目前测量蓄电池性能方法很多，常见的有以下几种： 第一种方法是通过检测电解液密度确定蓄电池剩余容量，这也是铅酸蓄电池 检测普遍采用的方法。电解液密度在充电过程中逐渐变高，放电过程中逐渐降低。 通过测量电解液的密度可判断蓄电池的充放电程度。 第二种方法是高电率放电法判断蓄电池剩余容量，它是通过测量大负荷下的 端电压来判断蓄电池的剩余容量。它是模拟启动机启动时的负载，测出蓄电池在 大电流放电时的端电压，根据端电压变化来判定蓄电池的技术状态。此方法能检 测蓄电池有无故障及向启动机基与单片机的船用蓄电池智能检测系统供电的能 力，但不能测量正在充电和刚充完电的蓄电池。 第三种方法是湿度法检侧蓄电池的容量，湿度法是借助固体电化学湿度传感 器，在蓄电池充放电过程中，将电解液相对湿度变化转化为传感器阻抗值的变化 来确定蓄电池的容量。相对湿度小时，阻抗较大，反之阻抗较小。这种方法只是 刚刚提出，还没有看到真正的应用。 第四种方法是利用蓄电池的阻抗求算蓄电池的剩余容量，这种方法多用来测
基于单片机的蓄电池性能测试电路的设计
电气工程及其自动化专业 ]
[摘 要] 阀控铅酸蓄电池作为后备电源已经广泛应用于工业生产，交通、通信和军事领域。 如何高效率管理这些蓄电池，提高后备电源系统的可靠性是一个很现实的重要课题。因 此，本课题设计一基于单片机的船舶蓄电池性能检测系统。该系统采用精密电阻和电池 构成串联电路，用交流注入法对蓄电池注入微弱正弦波信号，通过对输出响应进行一系 列的放大、幅相检测、AD 转换和采集，然后根据测量到的电压比来推算电池内阻。试验 结果表明：该方法能够被有效地用于铅酸电池内阻测量，测量结果稳定有效。 [关键词] 幅相检测；AD 转换；单片机；电池内阻
2
基于单片机的船舶蓄电池性能测试电路的设计
1 引言
1.1 研究背景
中国是全球铅酸蓄电池的产销大国，铅酸蓄电池已有 200 多年的历史， 是 一种应用广泛的动力电源。具有原材料易得、价格低廉、可靠性好等优点，目前 约有 95％的市场占有率。铅酸蓄电池作为稳定电源和主要的直流电源，需求广 泛，用量巨大，与我们的社会生活息息相关
基于单片机的船舶蓄电池性能测试电路的设计
目录
1 引言........................................................................................................ 1 1.1 研究背景.................................................................................... 1 1.2 蓄电池研究现状.........................................................................1 1.3 蓄电池的性能指标.................................................................... 2 1.4 蓄电池性能的判断因素............................................................ 3
3.6.1 模数转换芯片 AD0809.................................................. 16 3.6.2 ADC0809 与单片机的接口电路....................................17 3.7 液晶显示.................................................................................. 18 3.7.1 LCD1602 介绍................................................................ 18 3.7.2 LCD1602 与单片机的接口电路....................................20
3
基于单片机的船舶蓄电池性能测试电路的设计
量密封的蓄电池。它是利用蓄电池充电过程中阻抗值升高，放电过程中阻抗值降 低的特性，从被测量电池的频率响应数据预示电池的容量。交流电桥法测量是在 忽略浓差极化因素下进行的，因为电池对交流信号既有电阻特性又有电容特性， 使得所测电池内阻随频率变化而变化。目前电池内阻的测量方式主要有两种：直 流放电法和交流阻抗法．直流放电法以理想直流电路为基础，对蓄电池进行瞬间 大电流放电(一般为几十到上百安培)，然后测量电池两端的瞬问压降，再通过欧 姆定律计算出电池内阻。该方法简单、易于实现，在实践中得到了一定的应用。 但该方法必须在静态或脱机的情况下进行，无法实现在线测量，且蓄电池组放出 的瞬间电流较大，对蓄电池组和负载均会造成较大冲击，影响电池使用。此外， 测量结果稳定性不佳，一般适用于对测量精度和安全性要求不高的场合。交流阻 抗法是一种以小幅值的正弦波电流或者电压信号作为激励源，注入蓄电池，通过 测定其响应信号来推算电池内阻。交流阻抗法既不是稳态法，也不是暂态法，而 是在一个稳态下施加一个小的扰动，是一种准稳态方法。该方法的优点在于在线 测量可避免小扰动对系统产生的影响，扰动与系统的响应之间保持近似线性关 系。然而，目前这种方法在实现上较为困难，仍有值得改进之处。本文中基于交 流阻抗法，给出一种易于实现的内阻测量方法，并通过实验验征了方法的有效性。
2 测试方法研究........................................................................................ 4 2.1 内阻参数的相对性与绝对性.................................................... 4 2.2 蓄电池内阻与容量的关系........................................................ 5 2.3 蓄电池等效电路........................................................................ 5 2.4 方案的探讨......................................... 6 2.5 交流法........................................................................................ 7
3 硬件电路的设计.................................................................................... 8 3.1 总体框架.................................................................................... 8 3.2 主处理器模块.......................................................................... 10 3.3 探测电路.................................................................................. 12 3.4 差分放大电路.......................................................................... 13 3.4.1 INA321 芯片简化图...................................................... 13 3.4.2 INA2321 电路图............................................................ 14 3.5 幅相检测电路.......................................................................... 14 3.5.1 AD8302 介绍.................................................................. 14
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基于单片机的船舶蓄电池性能测试电路的设计
3.5.2 AD8302 电路图.............................................................. 15 3.6 模数转换模块设计.................................................................. 16
4 软件部分...................................................................................................................... 21
1.2 蓄电池研究现状
目前测量蓄电池性能方法很多，常见的有以下几种： 第一种方法是通过检测电解液密度确定蓄电池剩余容量，这也是铅酸蓄电池 检测普遍采用的方法。电解液密度在充电过程中逐渐变高，放电过程中逐渐降低。 通过测量电解液的密度可判断蓄电池的充放电程度。 第二种方法是高电率放电法判断蓄电池剩余容量，它是通过测量大负荷下的 端电压来判断蓄电池的剩余容量。它是模拟启动机启动时的负载，测出蓄电池在 大电流放电时的端电压，根据端电压变化来判定蓄电池的技术状态。此方法能检 测蓄电池有无故障及向启动机基与单片机的船用蓄电池智能检测系统供电的能 力，但不能测量正在充电和刚充完电的蓄电池。 第三种方法是湿度法检侧蓄电池的容量，湿度法是借助固体电化学湿度传感 器，在蓄电池充放电过程中，将电解液相对湿度变化转化为传感器阻抗值的变化 来确定蓄电池的容量。相对湿度小时，阻抗较大，反之阻抗较小。这种方法只是 刚刚提出，还没有看到真正的应用。 第四种方法是利用蓄电池的阻抗求算蓄电池的剩余容量，这种方法多用来测
基于单片机的蓄电池性能测试电路的设计
电气工程及其自动化专业 ]
[摘 要] 阀控铅酸蓄电池作为后备电源已经广泛应用于工业生产，交通、通信和军事领域。 如何高效率管理这些蓄电池，提高后备电源系统的可靠性是一个很现实的重要课题。因 此，本课题设计一基于单片机的船舶蓄电池性能检测系统。该系统采用精密电阻和电池 构成串联电路，用交流注入法对蓄电池注入微弱正弦波信号，通过对输出响应进行一系 列的放大、幅相检测、AD 转换和采集，然后根据测量到的电压比来推算电池内阻。试验 结果表明：该方法能够被有效地用于铅酸电池内阻测量，测量结果稳定有效。 [关键词] 幅相检测；AD 转换；单片机；电池内阻
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基于单片机的船舶蓄电池性能测试电路的设计
1 引言
1.1 研究背景
中国是全球铅酸蓄电池的产销大国，铅酸蓄电池已有 200 多年的历史， 是 一种应用广泛的动力电源。具有原材料易得、价格低廉、可靠性好等优点，目前 约有 95％的市场占有率。铅酸蓄电池作为稳定电源和主要的直流电源，需求广 泛，用量巨大，与我们的社会生活息息相关
基于单片机的船舶蓄电池性能测试电路的设计
目录
1 引言........................................................................................................ 1 1.1 研究背景.................................................................................... 1 1.2 蓄电池研究现状.........................................................................1 1.3 蓄电池的性能指标.................................................................... 2 1.4 蓄电池性能的判断因素............................................................ 3
3.6.1 模数转换芯片 AD0809.................................................. 16 3.6.2 ADC0809 与单片机的接口电路....................................17 3.7 液晶显示.................................................................................. 18 3.7.1 LCD1602 介绍................................................................ 18 3.7.2 LCD1602 与单片机的接口电路....................................20
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基于单片机的船舶蓄电池性能测试电路的设计
量密封的蓄电池。它是利用蓄电池充电过程中阻抗值升高，放电过程中阻抗值降 低的特性，从被测量电池的频率响应数据预示电池的容量。交流电桥法测量是在 忽略浓差极化因素下进行的，因为电池对交流信号既有电阻特性又有电容特性， 使得所测电池内阻随频率变化而变化。目前电池内阻的测量方式主要有两种：直 流放电法和交流阻抗法．直流放电法以理想直流电路为基础，对蓄电池进行瞬间 大电流放电(一般为几十到上百安培)，然后测量电池两端的瞬问压降，再通过欧 姆定律计算出电池内阻。该方法简单、易于实现，在实践中得到了一定的应用。 但该方法必须在静态或脱机的情况下进行，无法实现在线测量，且蓄电池组放出 的瞬间电流较大，对蓄电池组和负载均会造成较大冲击，影响电池使用。此外， 测量结果稳定性不佳，一般适用于对测量精度和安全性要求不高的场合。交流阻 抗法是一种以小幅值的正弦波电流或者电压信号作为激励源，注入蓄电池，通过 测定其响应信号来推算电池内阻。交流阻抗法既不是稳态法，也不是暂态法，而 是在一个稳态下施加一个小的扰动，是一种准稳态方法。该方法的优点在于在线 测量可避免小扰动对系统产生的影响，扰动与系统的响应之间保持近似线性关 系。然而，目前这种方法在实现上较为困难，仍有值得改进之处。本文中基于交 流阻抗法，给出一种易于实现的内阻测量方法，并通过实验验征了方法的有效性。
2 测试方法研究........................................................................................ 4 2.1 内阻参数的相对性与绝对性.................................................... 4 2.2 蓄电池内阻与容量的关系........................................................ 5 2.3 蓄电池等效电路........................................................................ 5 2.4 方案的探讨......................................... 6 2.5 交流法........................................................................................ 7
3 硬件电路的设计.................................................................................... 8 3.1 总体框架.................................................................................... 8 3.2 主处理器模块.......................................................................... 10 3.3 探测电路.................................................................................. 12 3.4 差分放大电路.......................................................................... 13 3.4.1 INA321 芯片简化图...................................................... 13 3.4.2 INA2321 电路图............................................................ 14 3.5 幅相检测电路.......................................................................... 14 3.5.1 AD8302 介绍.................................................................. 14
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基于单片机的船舶蓄电池性能测试电路的设计
3.5.2 AD8302 电路图.............................................................. 15 3.6 模数转换模块设计.................................................................. 16
4 软件部分...................................................................................................................... 21