蓄电池性能检测电路设计设计

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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
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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。
4 软件部分...................................................................................................................... 21
4.1 主程序..................................................................................... 21 4.2 A/D 转换子程序...................................................................... 22 4.3 LCD1602 初始化部分.............................................................. 23
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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
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
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
结束语............................................................................................................................. 25 参考文献......................................................................................................................... 26 致谢................................................................................................................................. 27
由于铅酸蓄电池维护简单、价格低廉、供电可靠、使用寿命长，广泛作为汽 车、飞机、轮船等机动车辆或发电机组的启动电源，也在各类需要不间断供电的 电子设备和便携式仪器仪表中用作一些电器及控制回路的工作电源。随着经济的 发展，大容量Baidu Nhomakorabea电池的应用迅速增加，人们希望能快捷、安全地对蓄电池进行充 电
阀控铅酸蓄电池(Valve Regulated Lead Acid Battery——VRLAB)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。现代社会在能源日 益紧张的情况下，太阳能、风能等新能源的开发，电动汽车或混合动力汽车的出 现，能有效缓解能源紧张的局面，这就进一步引发了对具有高能量储备性能的 VRLAB 的巨大需求。对动力型 VRLAB 电池组进行实时有效的监测管理是提高系统 可靠性必不可少的重要方法。本课题的研究设计具有非常广阔的发展前景和巨大 的经济价值。
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
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
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