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第９卷第２期重庆科技学院学报（自然科学版）２００７年６月

蓄电池高精度在线监测系统的设计与研制

施风荣

（湄洲湾职业技术学院，福建莆田３５１２５４）

摘要：介绍一种基于ＰＩＣ１８单片机的蓄电池在线监测系统设计；讨论蓄电池剩余容量检测方法、提高Ａ／Ｄ检测精度

措施和单体电池切换检测技术；提出了提高在线监测仪检测精度与功能的设计思想，并据此研制出了一种新型的蓄

电池在线监测系统。

关键词：蓄电池；电池监测；ＭＣＵ；Ａ／Ｄ转换、

中图分类号：ＴＰ２７４文献标识码：Ａ文章编号：１６７３—１９８０（２００７）０２—００６６—０４

蓄电池是一种用于贮存电能的装置。在交通、容量（ｃｓ）与剩余容量（ｓｏｃ），其容量单位为安时

能源、工业生产等各个行业得到了广泛应用。其工（Ａｈ），主要表现为其放电电流（，）与端电压）。在（

作状态的好坏，对于工业生产设备的可靠运行至关充电过程中，容量与端电压增加；在放电或老化过程

重要。而电池组的失效是从单块电池失效开始的一中，剩余容量与端电压逐步减小，剩余电量下降，以

种恶性循环，尤其对于使用时间较长但又不超过使至无法对外可靠供电。

用期限的电池组。以往单纯依靠维护人员的日常维蓄电池的内阻与其容量约成反比。充足电的蓄

护很难发现问题，因此，蓄电池的状态在线监测成电池内阻很小，以６０～３００Ａｈ的铅酸电池为例，其单

为一种重要的检测手段，特别是单体电池运行参数体电池内阻约为１０～１ＯＱ。蓄电池完全充电和完

监测成为当今的主流监测方法。单体电池运行参数全放电时，其内阻相差２～４倍左右。随着放电或老

监测除具备电池组参数监测设备的功能外，还对每化，其内阻逐渐增大，其剩余电量随之下降。

只电池的端电压进行监测，能及时发现诸如电池短运行温度与环境温度及内阻有关，环境温度高、

路，电池端电压过低，电池的剩余电量不均衡等故内阻大，蓄电池运行温度也高。最合理的工作温度是

障，对单体电池的维护提供了有效的帮助。在电力２５ｃ＝以下《，温度过高，其极板腐蚀将加剧，缩短寿

系统使用的电池组容量大，运行的单体电池多，而命。运行温度升高ｌ０℃，其寿命将缩短一半。

且运行要求高，环境复杂。状态在线监测系统要达

２蓄电池剩余容量检测方法

到理想效果．在线监测系统必须具备一定的检测精

度、稳定性与抗干扰性。本文介绍了一种成本低、灵２．１容量检测方法比较

活性高、适应性强的单体蓄电池在线监测系统，在目前国内外关于蓄电池剩余容量预测方法为电

检测精度、稳定性与抗干扰性方面提出设计思想，液比重法ｆｄ值法）【１］、开路电压法（Ｖ值法）、恒流放电

可达到理想效果。法（Ａｈ法）、建立数学模型法（ＳＯＣ法）１２］和内阻电压

法（ＵＺ）等。平时蓄电池都处于浮充状态，开路电压

１蓄电池性能参数与检测参数

正适合在线检测。恒流放电法往往由于放电电流容

蓄电池的工作状态或失效程度，主