镍氢电池管理系统研究

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电 池 的使 用 寿 命 和使 用 效 率 产 生 严 重 破 坏 ，因 此 对 电池 管 理 系
统提出了较高的要求 。
图 １ 镍氢 电 池 组 （ ２ ０ ） 标 准 充 放 电 曲线
２ 镍 氢 电 池 管 理 系统 构 成 ２ ． １ 镍 氢 电 池 组 成 及 特 性
一
流检测 电路 中， 为 了降 低 系 统 功 耗 ， 采 用 小 电阻 取 样 ， 使 用 增 益 放 大 器 得 到 有 效 测 量 信 号 。温 度 监 测 电路 采 用 专 用 温 度 测 量器 件将温度转化为电压 ， 通 过 电压 采 集 得 到 当 前 外 界 温 度 。Ｕ ＡＲ Ｔ
金 丽 娟 马 士友
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（ 中 国人 民解 放 军 ７ ８ １ ８ ８部 队 ， 四川 成都 ６ １ ０ ２ １ ３ ） （ 中 国人 民解 放 军 防空兵 指挥 学 院 ， 河 南 郑州 ４ ５ ０ ０ ５ ２ ）
摘 要
介 绍 了镍 氢 电 池 管理 系统 的 组 成 和 工 作 原 理 。 通 过 主 控 芯 片对 单 体 电 池 电压 的 精 确 测 量 和 镍 氢 电 池 的特 性 分析 实现
铅 酸 蓄 电池 在 使 用 过 程 中 产 生 废 液 、 废气 、 铅、 镉等有毒 物质 ， 因
此 在 井 下 较 为封 闭 的 环境 中 使 用 危 害较 大 。 因 此 选 用 更 为环 保 的 镍 氢 电池 是 当前 的趋 势 。镍 氢 电池 在 充 放 电 过 程 中产 生 的是 氢 气 和 氧 气 ，在 贮 氢 合 金 的催 化 作 用 下 还 可 以 消 耗 部 分 氢 气 和
Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｄ ｓ： ｎ ｉ ｃ ｋ ｅｌ －ｈ ｙ ｄｒ ｉ ｄｅ， ｍａｎ ａｇｅ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅｍ ， ｂ ａｔ ｔ ｅｒ ｙ， ｍａｉ ｎ Ｃｏ ｎ ｔ ｒ ｏＩ Ｃｈｉ ｐ
１ 矿 用 备 用 电源 现状
目前 国 内 矿用 备 用 电 源 主 要 以铅 酸 蓄 电 池 为 主 。但 是 由 于
充放 电过 程 控 制 。采 用 闭 环控 制 达 到 恒 流 充 电 ， 监 测放 电 电 流 和 电 池 组 温度 ， 通过 Ｕ Ａ Ｒ Ｔ实现 管理 系统 与 外 部 设 备 通 讯 。
关键词 ： 镍氢， 管理 系 统 ， 电池 ， 主控 芯 片
Ａｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ
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通 讯 采 用 主 控 芯 片 内 部 通讯 模 块 ，通 过 控 制 相 应 寄 存 器 实 现 特 定波特率通讯。
３ 管 理 系 统 原 理分 析
般镍 氢 电 池 采 用 圆 柱 形 结 构 ， 电池 外 壳 为镀 镍 钢 筒 ， 并 兼
做 负极 ， 电池 盖 帽 为 正极 引 出 端 ， 并 装 有 安 全 排 气 阀装 置 。电 池
正极 的活性 物质 为 Ｎ ｉ ＯＯＨ（ 放 电时 ） 和 Ｎｉ （ ＯＨ） ２ （ 充 电时） ， 负极
板 的 活性 物 质 为 Ｈ ２ （ 放 电时 ） 和 Ｈ２ ０（ 充 电时 ） ， 电解 液 采 用 ３ Ｏ ％ 的 氢 氧 化钾 溶 液 。
在 矿用 备用 电 池 系 统 中 ， 采用 １ Ｏ节 或 者 ２ ０节 串联 的方 式 ，
Байду номын сангаас
氧气 ， 达 到 耐 压 作 用 。 当压 强 过 高 还 可 通 过 安 全 阀排 除 ， 对 外 界 无任何污染 。 同时 镍 氢 电池 自放 电较 低 ， 大 大 的提 高 了 电池 充 放
电循环次数 。 但 是 对 于 镍 氢 电池 组 如 果控 制 不 到 单 体 ， 将 对 镍 氢
《 工业控制计算机｝ ２ ０ １ ３年 第 ２ ６卷 第 ８期
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镍氢 电池管理系统研究
Ｒ ｅ ｓ ｅ ａｒ ｃ ｈ ｏｎ Ｎｉ ｃ ｋ ｅ Ｉ —ｈ ｙ ｄ ｒ ｉ ｄ ｅ Ｂａ ｔ ｔ ｅ ｒ ｙ Ｍａ ｎ ａ ｇ ｅ ｍｅ ｎ ｔ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ
张 瑞松 吴 仲 光 （ 四川大学计算机 学院， 四川 成都 ６ １ ０ ０ ６ ５ ）