万用表怎么检测电池容量_电池电量
万用表怎么检测电池容量_电池电量
1、怎样测量电池电量检测普通锌锰干电池的电量是否充足，通常有两种方法。第一种方法是通过测量电池瞬时短路电流来估算电池的内阻，进而判断电池电量是否充足；第二种方法是用电流表串联一只阻值适当的电阻，通过测量电池的放电电流计算出电池内阻，从而判断电池电量是否充足。
第一种方法的最大优点是简便，用万用表的大电流档就可直接判断出干电池的电量，缺点是测试电流很大，远远超过干电池允许放电电流的极限值，在一定程度上影响干电池使用寿命。第二种方法的优点是测试电流小，安全性好，一般不会对干电池的使用寿命产生不良影响，缺点是较为麻烦。
用MF47型万用表对一节新2号干电池和一节旧2号干电池分别用上述两种方法进行测试对比。假设ro是干电池内阻，RO是电流表内阻，用第二种测试方法时，RF是附加的串联电阻，阻值3，功率2W。
实测结果如下。新2号电池E=1.58V（用2.5V直流电压档测量），电压表内阻为50k，远大于ro，故可近似认为1.58V是电池的电动势，或称开路电压。用第一种方法时，万用表置5A直流电流档，电表内阻RO=0.06，测得电流为3.3A。所以ro+RO=1.58V3.3A0.48，ro=0.48-0.06=0.42。用第二种方法时，测得电流为0.395A，RF+ro+RO=1.58V0.395A=4，电流500mA档内阻为0.6，所以ro=4-3-0.6=0.4。
旧2号电池用第一种方法测量时，先测得开路电压E=1.2V，电表内阻RO=6，读数为6.5mA，万用表置50mA直流电流档，ro+RO=1.2V0.0065A184.6，ro=184.6-6=178.6。用第二种方法，测得电流为6.3mA，ro+RO+RF=1.2V0.0063A=190.5，ro=190.5-6-3=181.5。
显然两种测试方法的结果基本一致。最终计算结果的微小差别是由于读数误差、电阻RF 的误差以及接触电阻等多方面因素造成的，这种微小误差不致影响对电池电量的判断。如果被测电池的容量小、电压高（例如15V、9V叠层电池），则应将RF的阻值适应增大。
2、数字万用表测量电池的电压用数字万用表测量电池的电压，不但可以方便地判断出电池的正负极，还可以看出电池是否快没电了。如果测量出的电压大于或者等于标注电压，
电池容量测试方法
容量是指电池存储电量的大小。电池容量的单位是“mAh”，中文名称是毫安时（在衡量大容量电池如铅蓄电池时，为了方便起见，一般用“Ah”来表示，中文名是安时，1Ah=1000mAh）。若电池的额定容量是1300mAh，如果以0.1C（C为电池容量）即130mA的电流给电池放电，那么该电池可以持续工作10小时（1300mAh/130mA=10h）；如果放电电流为1300mA，那供电时间就只有1小时左右（实际工作时间因电池的实际容量的个别差异而有一些差别）。这是理想状态下的分析，数码设备实际工作时的电流不可能始终恒定在某一数值（以数码相机为例，工作电流会因为LCD显示屏、闪光灯等部件的开启或关闭而发生较大的变化），因而电池能对某个设备的供电时间只能是个大约值，而这个值也只有通过实际操作经验来估计。 附：充电电池的分类 首先容我向大家介绍与充电电池种类以及相关术语。目前数码产品中使用最多的就是AA（俗称5号）和AAA（俗称7号）标准电池，还有一部份使用专用电池。不管它们的外形如何，从它里面的电芯可以分为镍镉可充电电池（Ni-Cd Battery）、镍氢可充电电池（Ni-Mh Battery）、锂离子电池（Li-lon Battery）三种。 镍镉可充电电池 镍镉可充电电池采用1.6倍电压充电，通常充电次数为300~800次。在充放电达500次后电容量会下降，只能达到约80%。镍镉电池的缺点是在充放电时，阴极会长出镉的针状结晶，有时会穿透分隔物而引起内部枝状晶体式的短路。 这里我顺带提一提大名鼎鼎的“记忆效应”，相信不少朋友都知道这个词，但它倒底是怎么一回事儿呢？针对镍镉电池而言，由于传统工艺中电池负极为烧结式，镉晶粒较粗，如果镍镉电池在它们被完全放电之前就重新充电，镉晶粒容易聚集成块而使电池放电时形成放电平台。电池会储存这一放电平台并在下次循环中将其作为放电的终点。尽管电池本身的容量可以使电池放电到更低的平台上，但在以后的放电过程中电池将只记得这一低容量。也就是说电池容量变小了，这就是所谓的“记忆效应”。 镍氢可充电电池 镍氢可充电电池主要是为了取代镍镉电池而设计的。镍氢电池是使用氧化镍作为阳极，以及吸收了氢的金属合金作为阴极，氢氧化钾碱性水溶液为电解液。镍氢电池的能量密度比镍镉电池大，相同体积的镍氢电池容量可以达到镍镉电池的2倍左右。同时它不含有害金属、更加环保，同时镍氢电池基本消除了“记忆效应”。它的充电效率高，能在2小时内充足90%电量。但是不耐过充和过度放电，因此这种电池的充电器必须可自动断电，否则易造成电池损坏。 基于以上优点，镍氢电池几乎已经完全取代了镍镉电池。目前销售数码相机、MP3的电脑市场上出售的标准AA、AAA电池绝大多数是镍氢电池，主流AA镍氢电池容量达到了1500～2600mAH时，主流AAA镍氢电池容量达650～800mAH。而容量仅几百mAH的镍镉电池仅在一些百货商场可以见到，但与镍氢电池相同明显没有性价比，不建议贪图价格上的便宜而选用镍镉电池。关于容量方面的选择，目前DC、MP3等产品的液晶屏越来越大，应该尽量选择大容量的产品。 锂离子电池 我们俗称的锂电池一般将多颗电芯串连起来，电压范围在3.0~4.0V之间（公称电压3.6V）。以前还有一种金属锂电池，但锂离子电池比金属锂电子更安全，原因就在于是采用锂离子状态，锂离子电池没有可流动的液态电解质，而是改为聚合物电解质导电。锂离子电池与相同
(整理)蓄电池性能检测装置详细资料
蓄电池性能检测系统锂电池充放电柜SBCT-3030TS 一、概述 蓄电池使用寿命一般为5-6年，在这么长的使用过程中往往会出现：电池端电压不均匀、电池壳变形、电解液渗漏、容量不足等现象，为供电带来安全隐患。蓄电池容量，是蓄电池充足电后放出电能大小的数值，因此蓄电池的容量反映了蓄电池的健康状况。 蓄电池长期浮充，容易造成活性物质钝化，电解液固化；蓄电池均充频繁，造成电解液干涸、极板栅格腐蚀； 大电流充电或过放电，造成极板变形、硫化。以上原因，导致电池容量降低甚至失效，给系统启动、通讯造成安全隐患； 蓄电池由于长期频繁使用，电解液比重不断增加，浮充电流加大，因此电极腐蚀更为迅速，电极腐蚀也会消耗氧气从而使电解液变干，这是蓄电池特有的故障。 当电池的实际容量下降到其标称容量的90%以下时，电池便进入衰退期。 当电池容量下降到标称容量的80%以下时，便进入急剧的衰退状态，这时电池已存在安全隐患，当电池容量下降到标称的70%以下时，电池已达到报废状态。 《电源维护规程》要求： 1)新安装的蓄电池验收应做100%容量实验； 2)蓄电池每年做一次放电深度为30%-40%实验； 3)超过三年后每年做一次放电深度为100%的容量试验； 4)蓄电池放电期间应每小时测量一次端电压和放电电流。 一、蓄电池检测方案 2.1.电池安装前检测、定期维护——电池容量寿命检测 充满电的蓄电池放置不用，逐渐失去电量的现象，称之自行放电。自行放电是不可避免的，在正常情况下，每天放电率不应超过0.35%～0.5%。自行放电的主要原因： 1)极板或电解液中含有杂质，杂质与极板间或不同杂质间产生了电位差，变成一个局部电池， 通过电解液构成回路，产生局部放电电流，使蓄电池放电。 2)隔板破裂，导致正负极板短路。 3)蓄电池壳表面上有电解液或水，在极桩间成为导体，导致蓄电池放电。 4)活性物质脱落过多，并沉积在电池底部，使极板短路造成放电。 因此安装备用蓄电池前，需要采用“电池容量寿命检测柜”进行100%的核对性实验，先对蓄电池进行补充电，再进行放电、放电完毕后再充电经检测确认蓄电池达到核定容量后，方可投入使用。
汽车蓄电池容量的检测方法详解
汽车蓄电池容量的检测方法详解 汽车蓄电池是汽车启动时的唯一电源，在汽车发电机不工作时，它可以在一段时间内向汽车的用电设备供电（1～2h）；在发电机正常发电时，它将发电机供给用电器后多余的电能转化成化学能储存起来，供下次启动或其它用电。 蓄电池的工作能力随其规格型号不同而不同，也随其生产的年代、厂家牌号有较大区别。同一个蓄电池，由于不同的使用维护水平，其剩余的工作力也不同。加上蓄电池自身的自行放电，极板硫化等不可避免的因素作用，也会使蓄电池的工作能力逐渐削弱以至报废。因此，在必要时对蓄电池的工作能力进行检测就成为汽车维护与保养的重要工作之一。 一、蓄电池的容量指标及其测定 蓄电池的工作能力用“容量”来衡量，它是在规定的端电压范围内，蓄电池对负载供给一定电流所能持续的时间（t），即衡量蓄电池电能做功的能力A=UIt（瓦秒）。在实际运用中，蓄电池的容量指标Q常用安培小时（Ah）来表示： Q＝I·t（A·h） I—放电电流（A）；t—放电时间（h） 由于电流单位安培(A)＝库伦/秒，所以容量的单位安培小时（Ah）＝库伦/秒×3600秒=3600库伦（3.6kC）。 库伦是电荷量单位，1库伦=6.24×1018（624亿亿）个电子所带的电量，所以容量与电池的物质量（正负极板数、总面积、电解液密度）有关。对于标准正、负极板组而言，每片正极板的额定容量为15Ah，每个单格电池中负极板数总是比正极板多1片，因此可以算出一定容量的单格电池中正负极板的准确片数，如3-QA-60Ah蓄电池，其额定容量为60Ah，正极板数=60（Ah）/15（Ah）＝4；负极板数＝4+1＝5。如果蓄电池的额定容量不是15Ah 的整数倍数，则极板的尺寸、厚度及材料就会有所区别。 蓄电池的常用容量指标有“额定容量”、“储备容量”和“启动容量”三种。 1. 额定容量 根据GB5008-91规定，额定容量是：将充足电的新蓄电池在电解液温度为25±5℃条件下以20h率的放电电流（即0.05Q20）连续放电至单格电池平均电压降到1.75V时输出的电量。
蓄电池在线监测装置-蓄电池维护
LXJZ-D蓄电池在线监测装置 使用说明书 保定市领新科技有限公司
引言 蓄电池作为直流系统的电源是系统中十分关键的设备，必须对其进行规范合理、真实有效的日常维护。对于富液式铅酸蓄电池，可以通过测量电池的电压、电解液的比重和温度，查看电解液的颜色、极板表面的颜色、极板是否弯曲断裂、极板有效物质是否脱落等来判断电池的性能。而阀控式密封铅酸蓄电池(VRLA)，因其密封，无法通过以上手段进行检测。另外，由于蓄电池数量多，情况各异，人工维护蓄电池组的工作量很大，只能定期测试，不能解决蓄电池性能的突变问题，出现大量的测试盲点；随着VRLA蓄电池的大量应用，铅酸蓄电池的在线实时监测、早期故障诊断技术的创新与发展已经迫不及待。 “蓄电池在线监测系统”是利用国家重大科技产业工程“电动汽车”项目中“电动汽车车载充电器、电池管理系统及剩余电量计的研制”专题的研究成果，深入研究了站用阀控式铅酸蓄电池组容量特性原理，并结合当今国际、国内在蓄电池容量组监测领域共同认可的方法，建立了一套完整的容量计算模型，真正解决了蓄电池组容量在线监测和单体电池故障早期诊断的难题。经过长期的研究和实践，研制出了适用于发电厂、变电站、微波机站、UPS机房等行业部门的蓄电池在线监测系列产品，该产品系列具有国内领先、国际先进水平，并已通过了有关部门的测试和认证。
第一章产品概述 1.1 产品特点 蓄电池在线监测装置具有以下优越的特点： 独特的蓄电池组剩余电量监测方法 单体电池内阻测量 监测过程实时进行 信号采集过程安全、可靠 信号采集精度高 蓄电池组网络化监测 1.2 产品用途 蓄电池在线监测装置主要应用于发电厂、供电局等电力直流系统，通信机房和基站，铁路供电变电站，金融、化工、企事业单位的UPS机房等后备电源使用场合，监测大容量蓄电池组的电池内阻、剩余电量、基本参数等，为蓄电池组的日常维护提供重要的依据，保证蓄电池组的可靠运行。 1.3型号说明 1.3.1系统命名规则： LXJZ—□□□□ 电池路数0~110 电池类型2/6/12V 电池容量 20~2500Ah 产品型号A/B/C/D 产品简称 1.3.2系统配置
磷酸铁锂电池测试方法
低温磷酸铁锂电池测试方法及检测标准 1．电池测试方法 1.1蓄电池充电 在20℃士5℃条件下，蓄电池以1I 3 (A)电流放电，至蓄电池电压达到2.0 V，静置 1h，然后在20℃±5℃条件下以1I 3 (A)恒流充电，至蓄电池电压达3.65V时转恒 压充电，至充电电流降至0.1I 3 时停止充电。充电后静置lh。 1.2 20℃放电容量 a) 蓄电池按1.1方法充电。 b) 蓄电池在20℃士5℃下以1I 3 (A)电流放电，直到放电终止电压2.0V 。 c) 用1I 3 (A)的电流值和放电时间数据计算容量(以A.h计)。 d) 如果计算值低于规定值，则可以重复a)一c)步骤直至大于或等于规定值，允许5次。 1.3 -20℃放电容量 a) 蓄电池按1.1方法充电。 b) 蓄电池在-20℃士2℃下储存20h。 c) 蓄电池在-20℃士2℃下以1I 3 (A)电流放电，直到放电终止电压2.0V。 d) 用c)电流值和放电时间数据计算容量(以A.h计)，并表达为20℃放电容量的百分数。 1.4 -40℃放电容量 a) 蓄电池按1.1方法充电。 b) 蓄电池在-40℃士2℃下储存20h。 c) 蓄电池在-40℃士2℃下以1I 3 (A)电流放电，直到放电终止电压2.0V。 d) 用c)电流值和放电时间数据计算容量(以A.h计)，并表达为20℃放电容量的百分数。 备注：1I 3— 3h率放电电流，其数值等于C 3 /3。 C 3 — 3 h率额定容量(Ah)。 1.5 高温荷电保持与容量恢复能力: a) 蓄电池按1.1方法充电。 b) 蓄电池在60℃士2℃下储存7day。 c) 蓄电池在20℃士5℃下恢复5h后，以1I 3 (A)电流放电，直到放电终止电压2.OV d) 用 c)的电流值和放电时间数据计算容量(以A.h计)，荷电保持能力可以表达为额定容量的百分数。 e) 蓄电池再按1.1方法充电。 f) 蓄电池在20℃士5℃下以11 3 (A )电流放电，直到放电终止电压2.0V 。
电池电量检测方法及原理 pdf
FUEL GAUGE 电池电量检测方法及原理锂电池具有高存储能量、寿命长、重量轻和无记忆效应等优点，已经在现行便携式设备中得到了广泛的使用，尤其是在手机、多媒体播放器、GPS终端等消费类电子设备中。这些设备不但单纯地只是支持单一的通讯功能，还支持流媒体播放和高速的无线发送和接收等等功能。随着越来越多功能的加入且要获得更长单次充电的使用时间，便携式设备中锂电池的容量也不断地增大，以智能手机为例，主流的电池容量已经800mAH增长到现在1500mAH，并且还有继续增长的趋势。 随着大容量电池的使用，如果设备能够精确的了解电池的电量，不仅能够很好地保护了电池，防止其过放电，同时也能够让用户精确地知道剩余电量来估算所能使用的时间，及时地保存重要数据。因此，在PMP和GPS中，电量计不断加入到设备中，并且电量计也在智能手机中得到了应用，尤其是在一些Windows Mobile操作系统的智能手机中，如图1所示，电池电量的显示已由原来的柱状图变为了数字显示。 本文介绍和比较三种种不同电量计的实现方法，并且以意法半导体的STC3100电池监控IC为例，在其Demo实现了1%精度的电池精度计量。 （a）柱状图电量显示（b）数字精确电量显示 图1 Windows Mobile 手机中电量计量 1，电量计的实现方法和分类。 据统计，现行设备中有三种电量计，分别是： 直接电池电压监控方法，也就是说，电池电量的估计是通过简单地监控电池的电压得来的，尽管该方法精度较低和缺乏对电池的有效保护，但其简单易行，所以在现行的设备中得到最广泛的应用。然而锂电池本身特有的放电特性，如图2所示。不难从中发现，电池的电量与其电压不是一个线性的关系，这种非线性导致电压直接检测方法的不准确性，电量测量精度超过20%。电池电量只能用分段式显示，，如图1.a所示，无法用数字显示精确的电池电量。手机用户经常发现，在手机显示还有两格电的时候，电池的电量下降得非常快，也就是因为这时候电池已经进入Phase3。 图2 锂电池放电曲线
开题报告——基于单片机的锂离子电池电量检测系统毕业设计论文
(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！) 南昌工程学院 09 级毕业（设计）论文开题报 告 机械与电气工程学院系（院）电气工程及其自动化专 业 题目基于单片机的锂离子电池电量检测系统设计 班级09电气工程及其自动化（1）班 学号 指导教师饶繁星
日期2013 年 1 月 4 日 南昌工程学院教务处订制
题目：基于单片机的锂离子电池电量检测系统设计 一、选题的依据及课题的意义 随着手机、数码相机、摄像机、手提电脑、音频视频播放器等便携式电子设备的迅猛发展，由于其便携性的特点，便携式设备必须由电池来进行供电。目前，便携式仪表的主流供电电池有铅酸电池，镍镉电池，镍氢电池，锂电池和锂聚合物电池等。与其它主流可充电电池相比，具有高单体电池电压、高功率密度、长循环寿命、无记忆效应、低自放电率等优点。锂电池是指以锂为负极材料的化学电池的总称，大致可分为两类：锂金属电池和锂离子电池。锂离子电池不含有金属态的锂，该类电池具有较高能量质量比和能量体积比。 为了提高电池的使用率及全面掌握电池的状态，大多数设备在应用场合需要显示电池组的剩余电量信息，以供使用者明确电池组的工作状态，及时对电池组进行充电。在电池放电过程中，电池电压与剩余电量、工作时间之间并不是线性关系，所以并不能简单地采用电压采样、函数计算剩余电量。针对该要求，设计了一种基于单片机的锂离子电池电量检测系统，该检测系统的设计对全面掌握锂离子电池的电量状态，提高其利用率具有现实意义。本设计的研究成果若能广泛应用于便携式电子产品，为人类日常生活和生活质量的提高有着深远的意义。
二、研究概况及发展趋势综述 锂电池常用的电量检测方法有两种，一种是利用库仑计，根据电池工作的电流与时间进行计算出电池的实际容量，此种检测方法是最准确的检测方法，一般用的芯片有TI，美信等电池管理芯片，但是成本太高，调试复杂。另一种方法是利用电池工作的电压曲线来分析出电池的容量，这种方式比较简单，成本也低，由于直接采用比较器如LM339，LM324等，检测精度低，检测相对很不准确，温漂大，功耗大。 在满足要求的前提下，本设计尽可能采用简单的锂离子电池电量检测方案，提出的基于单片机的锂离子电池电量检测方案，抗干扰能力强，并且可以实现对锂离子电池电量的高精度检测。 在本设计方案中，没有考虑电池老化等复杂因素对电量检测精度产生的负面影响，所以检测结果稍有误差。未来在要求更高精度的锂离子电池电量检测应用中，该检测系统必须考虑这些复杂问题对检测精度的影响，还需要做进一步的改进，让检测精度提高一个水平。
电池电量检测方法
锂离子电池是目前最常见的二次锂电池，拥有高能量密度，与高容量镍镉/镍氢电池相比，其能量密度为前者的1.5～2倍。其平均使用电压为3.6V，是镍镉电池、镍氢电池的3倍。它的内阻较大，不能进行大电流充放电，并且需要精确的充放电控制，以防止电池损坏并达到最佳使用性能。锂离子电池广泛使用在各种便携电子产品中，包括手机、笔记本电脑、mp3等。 锂聚合物电池是一种新型的二次锂电池，具有更大的容量；内阻较低，允许10C充放电电流。它和锂离子电池一样需要精确的充放电控制。目前，锂聚合物电池主要用于一些需要大电流充放电的应用中，如动力/模型汽车等。 充电电池容量估算方法 在多数便携应用中，都需要随时了解电池剩余容量以估算电池使用时间。 图1 简化的电池电量计框图 最早应用的方法是通过监视电池开路电压来获得剩余容量。这是因为电池端电压和剩余容量之间有一个确定的关系，测量电池端电压即可估算其剩余容量。这种方法的局限是：1）对于不同厂商生产的电池，其开路电压与容量之间的关系各不相同。2）只有通过测量电池空载时的开路电压才能获得相对准确的结果，但是大多数应用都需要在运行中了解电池的剩余容量，此时负载电流在内阻上产生的压降将会影响开路电压测量精度。而电池内阻的离散性很大，且随着电池老化这种离散性将变得更大，因此要补偿该压降带来的误差将十分困难。综上所述，通过开路电压来实时估算电池剩余容量的方法在实际应用中无法达到足够的精度，只能提供一个大致的参考值。 另一种大量应用的方法是通过测量流入/流出电池的净电荷来估算电池剩余容量。这种方法对流入/流出电池的总电流进行积分，得到的净电荷数即为剩余容量。电池容量可以预置，也可在后续的完整充电周期中进行学习。在补偿电池自放电、不同温度下的容量变化等因素后，这种方法可以获得令人满意的精度，因此广泛运用于笔记本电脑等高端应用中。
电池电量检测芯片
电池电量检测芯片 时间：2011-12-17 22:29:42来源：作者： 电池电量监测计就是一种自动监控电池电量的IC，其向做出系统电源管理决定的处理器报告监控情况。一个不错的电池电量监测计至少需要一些测量电池电压、电池组温度和电流的方法、一颗微处理器、以及一种业经验证的电池电量监测计算法。bq2650x 和 bq27x00 均为完整的电池电量监测计，其拥有一个用于电压和温度测量的模数转换器(ADC) 以及一个电流和充电感应ADC。这些电池电量监测计还拥有一颗运行TI 电池电量监测计算法的内部微处理器。这些算法将对锂离子(Li-ion)电池的自放电、老化、温度和放电率进行补偿。该微处理器可以使主机系统处理器不用进行没完没了的计算。 电池电量监测计提供了诸如?电量剩余状态?等信息，同时bq27x00 系统还提供了?剩余运行时间?信息。主机在任何时候都可以询问到这种信息，并由主机来决定是通过LED 还是通过屏幕显示消息来通知最终用户有关电池的信息。由于系统处理器只需要一个12C 或一个HDQ 通信驱动，因此使用电池电量监测计非常简单。 电池组电路描述 图1 描述了电池组中的应用电路。根据所使用电池电量监测计IC 的不同，电池组将至少具有三到四个可用外部终端。 图1 典型的应用电路 VCC 和BAT 引脚将接入电池电压，用于IC 功率和电池电压的测量。一只低阻值感应电阻被安装在电池的接地端，以使感应电阻两端的电压能够被电池电量监测计的高阻抗SRP 和SRN 输入监控到。流经感应电阻的电流有助于我们确定电池的已充电量或已放电量。在选择感应电阻值时，设计人员必须考虑到其两端的电压不应该超过100 mV。太小的电阻值在低电流条件下可能会带来误差。电路板布局必须确保SRP 和SRN 到感应电阻的连接尽可能地靠近感应电阻的各个端点；即Kelvin 连接测量。
动力电池管理系统硬件设计电路图
动力电池管理系统硬件设计电路图 电动汽车是指全部或部分由电机驱动的汽车。目前主要有纯电动汽车、混合电动车和燃料电池汽车3种类型。电动汽车目前常用的动力来自于铅酸电池、锂电池、镍氢电池等。 锂电池具有高电池单体电压、高比能量和高能量密度，是当前比能量最高的电池。但正是因为锂电池的能量密度比较高，当发生误用或滥用时，将会引起安全事故。而电池管理系统能够解决这一问题。当电池处在充电过压或者是放电欠压的情况下，管理系统能够自动切断充放电回路，其电量均衡的功能能够保证单节电池的压差维持在一个很小的范围内。此外，还具有过温、过流、剩余电量估测等功能。本文所设计的就是一种基于单片机的电池管理系统。 1电池管理系统硬件构成 针对系统的硬件电路，可分为MCU模块、检测模块、均衡模块。 1.1MCU模块 MCU是系统控制的核心。本文采用的MCU是M68HC08系列的GZ16型号的单片机。该系列所有的MCU均采用增强型M68HC08中央处理器(CP08)。该单片机具有以下特性： (1)8MHz内部总线频率；(2)16KB的内置FLASH存储器；(3)2个16位定时器接口模块；(4)支持1MHz～8MHz晶振的时钟发生器；(5)增强型串行通信接口(ESCI)模块。 1.2检测模块 检测模块中将对电压检测、电流检测和温度检测模块分别进行介绍。 1.2.1电压检测模块 本系统中，单片机将对电池组的整体电压和单节电压进行检测。对于电池组整体电压的检测有2种方法：(1)采用专用的电压检测模块，如霍尔电压传感器；(2)采用精密电阻构建电阻分压电路。采用专用的电压检测模块成本较高，而且还需要特定的电源，过程比较复杂。所以采用分压的电路进行检测。10串锰酸锂电池组电压变化的范围是28V～42V。采用3.9M?赘和300k?赘的电阻进行分压，采集出来的电压信号的变化范围是2V～3V，所对应的AD 转换结果为409和*。 对于单体电池的检测，主要采用飞电容技术。飞电容技术的原理图如图1所示[2]，为电池组后4节的保护电路图，通过四通道的开关阵列可以将后4节电池的任意1节电池的电压采集到单片机中，单片机输出驱动信号，控制MOS管的导通和关断，从而对电池组的充电放电起到保护作用。
基于单片机的蓄电池电量检测系统
基于单片机的蓄电池电量检测系统 2009-11-20来源:《企业技术开发》2009年第8期供稿文/崔秋丽1，2 崔秋丽1，2(1.苏州大学电子信息学院，江苏苏州215006;2.苏州工业职业技术学院，江苏苏州215104) 作者简介：崔秋丽（1978-），硕士研究生，讲师，主要研究方向：电子应用技术。 摘要：随着蓄电池在生产生活中的大量应用，如何实时的对蓄电池进行电量检测变得很有实际意义。本文介绍了一种检测蓄电池电量的方法，在实际工作中取得了良好的效果。 关键词：蓄电池；剩余电量；方法中图分类号：TM912 随着生产力和科学技术的发展，蓄电池作为一种性能可靠的化学电源，其应用价值与日俱增，日益广泛地运用在航空航天、交通运输、电力、通信、军事工业等部门的设备中，已经成为这些设备中最重要的关键系统部件之一。蓄电池剩余电量是用户非常关心的一个问题，因为蓄电池电量的多少直接影响整个供电系统的可靠性。而供电系统的可靠性将决定整个系统能否正常运行。因此及时准确的检测蓄电池剩余电量变得非常重要，而检测方法的研究则很有实际意义。 蓄电池是一个复杂的电化学系统，它在不同负载条件或不同环境温度下运行时，实际可供释放的剩余电量不同；而且随着蓄电池使用时间增加，其电量也将下降。通常用来检测蓄电池电量的方法有多种，比如根据蓄电池的电解液密度来估算剩余电量的密度法，该方法精度较低而且有很大局限性：不适合密封的蓄电池；随着蓄电池使用时间的增加，电极的损坏，更加难以准确推算出剩余电量。同时，这种方法也难以适应目前广泛应用的VRLA蓄电池的在线检测。近些年常用的几种蓄电池剩余容量检测方法之中，对在线使用的蓄电池来说，基于单片机的电池电量检测方法对系统产生的影响较小，并且测量精度较高，即使 蓄电池电极损坏也能较为准确的检测其电量。 1电池特性 蓄电池所做的有效功是电容量和电压的乘积。蓄电池的电容量是放电电流与放电时间之积。因此蓄电池大特性以电容量、电动势、内阻和放电效率表示，这些参数成为衡量电池性能的主要参数。电动势是电池在理论上输出能量大小的量度之一。电动势与反应物质性质、和有关，也与电解液的温度和浓度有关。 电池的放电电压随放电时间的平稳性表示电压精度的高低。电压随放电时间变化的曲线，称放电曲线。电池工作电压的数值及平稳程度依赖于放电条件。高速率、低温条件下放电时，电池的工作电压将降 低，平稳程度下降。 2 BQ2301型单片机检测蓄电池容量的原理介绍及工作流程图 BQ2301是TI系列的专用芯片，为优化铅酸蓄电池的充电性能而设计。它有灵活的脉宽调制调节器，PWM调节器的频率可由外接电容来方便灵活的设定。所以BQ2031能以恒压、恒流或恒流脉冲等方式对蓄电池进行充电。因其采用开关模式设计，使得即使在大电流充电情况下，本身的损耗非常小，对整个工 作系统影响很小。 BQ2301内部结构框图如图2所示, 从图中可以看出它主要由温度补偿电压基准、通电复位电路、最长充电时间定时器、充电状态控制器、PWM调节器、振荡器和显示控制电路等几部分组成。 当加到Vcc上的电源大于最小允许值时,通电后首先激活电池温度监视器。BQ2301将对加在管脚TS 和SNS之间的电压(VTEMP)进行采样，与设定值相比较,以监控温度。如BQ2301发现电池温度超出设定范围(或温度传感器缺失),则进入充电等待状态。在这种状态下,所有的定时器都停止,充电电流由MOD控制 并保持在极低水平上。 当温度在允许的范围时,BQ2301检测是否加有电池。如果管脚BAT和SNS 之间的电压(VCELL)在低压关断门限电压(VLCO)和高压关断门限电压(VHCO)之间, BQ2301则认为电池存在,在延时500ms(典型值)后,开始预充电测试过程。如果VCELL小于VLCO或大于VHCO , BQ2301 则认为没有接入电池,BQ2301进入故障状态并使管脚MOD保持为低。BQ2301只有在VLCO≤VBAT≤VHCO时才会脱离故 障状态。
蓄电池性能检测电路设计设计
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
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) 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) 3.4.1INA321芯片简化图 (13) 3.4.2INA2321电路图 (14) 3.5幅相检测电路 (14) 3.5.1AD8302介绍 (14)
3.5.2AD8302电路图 (15) 3.6模数转换模块设计 (16) 3.6.1模数转换芯片AD0809 (16) 3.6.2ADC0809与单片机的接口电路 (17) 3.7液晶显示 (18) 3.7.1LCD1602介绍 (18) 3.7.2LCD1602与单片机的接口电路 (20) 4软件部分 (21) 4.1主程序 (21) 4.2A/D转换子程序 (22) 4.3LCD1602初始化部分 (23) 结束语 (25) 参考文献 (26) 致谢 (27)
电池容量的测试方法以及放电电流的选择
电池容量的测试方法以及放电电流的选择 电池容量的大小是以该电池在规定的电流下所能持续的放电时间来衡量，例如：某12V 充满电普通铅酸电池在1A的放电电流下，由正常电压放电到放电终止电压10.5V时，持续时间为10小时则该电池的容量为10AH.（1A乘以10小时=10AH） 电池的容量在不同的放电电流下所能释放的容量值并不相同，这是电池特性。放电电流越大容量值越小。（例如：10AH的电池当你以1A电流放电，放电时间有10小时，可是当你以5A电流放电时，放电时间却只有1.5小时甚至更少，也就是说该电池在1A 电流下的容量是1A乘以10小时=10AH，在5A电流下的容量是5A乘以1.5小时=7.5AH。我们可以这样理解，当一个运动员以百米冲刺的速度跑步，估计跑个2千米就会累趴下，可当他慢跑时却能完成40千米的长跑）当我们要测试一个电池的容量时，首先要明白测试的目的，如果测试的目的是为了检验电池容量和厂家标称值是否相同，则应咨询电池厂家的测试标准（放电电流和放电终止电压），测试标准不同，结果自然无法比较。如果测试的目的是为了检验该电池在使用产品上的放电时间则应该按产品的平均工作电流设置，测出容量结果后除以所设置的放电电流则为放电时间，单位为小时。（例如：12V电动车用动力电池测试结果为12AH放电电流为5A则放电时间为2.4小时即2小时24分钟，如果电动车在该电流下的平均车速为30公里，则电动车的行驶里程为72公里） 电池容量测试仪的选择 明白了以上知识，我们也就容易理解容量测试仪的测试能力主要是看放电电流和放电终止电压的调节范围，我们选购时尽量选择放电终止电压和放电电流能自由调节的。这样检测仪的通用性强。放电终止电压的调节范围决定了测试仪测试电池组的电压伏数，也就是说1-24V调节范围的测试仪只能测试放电终止电压设定在24V以内的电池或电池组，36V的电池是无法测试的。至于放电电流范围则最好能同时兼顾电池的厂
电池电量检测芯片
For personal use only in study and research; not for commercial use 电池电量检测芯片 时间：2011-12-17 22:29:42来源：作者： 电池电量监测计就是一种自动监控电池电量的IC，其向做出系统电源管理决定的处理器报告监控情况。一个不错的电池电量监测计至少需要一些测量电池电压、电池组温度和电流的方法、一颗微处理器、以及一种业经验证的电池电量监测计算法。bq2650x 和bq27x00 均为完整的电池电量监测计，其拥有一个用于电压和温度测量的模数转换器(ADC) 以及一个电流和充电感应ADC。这些电池电量监测计还拥有一颗运行TI 电池电量监测计算法的内部微处理器。这些算法将对锂离子(Li-ion)电池的自放电、老化、温度和放电率进行补偿。该微处理器可以使主机系统处理器不用进行没完没了的计算。 电池电量监测计提供了诸如?电量剩余状态?等信息，同时bq27x00 系统还提供了?剩余运行时间?信息。主机在任何时候都可以询问到这种信息，并由主机来决定是通过LED 还是通过屏幕显示消息来通知最终用户有关电池的信息。由于系统处理器只需要一个12C 或一个HDQ 通信驱动，因此使用电池电量监测计非常简单。 电池组电路描述 图1 描述了电池组中的应用电路。根据所使用电池电量监测计IC 的不同，电池组将至少具有三到四个可用外部终端。 图1 典型的应用电路
VCC 和BAT 引脚将接入电池电压，用于IC 功率和电池电压的测量。一只低阻值感应电阻被安装在电池的接地端，以使感应电阻两端的电压能够被电池电量监测计的高阻抗SRP 和SRN 输入监控到。流经感应电阻的电流有助于我们确定电池的已充电量或已放电量。在选择感应电阻值时，设计人员必须考虑到其两端的电压不应该超过100 mV。太小的电阻值在低电流条件下可能会带来误差。电路板布局必须确保SRP 和SRN 到感应电阻的连接尽可能地靠近感应电阻的各个端点；即Kelvin 连接测量。 HDQ/SDA 和SCL 引脚均为开漏器件，二者都要求有一个外部上拉电阻。这种电阻应该位于主机侧或主应用侧上，以使电池电量监测计的睡眠功能在电池组与便携式设备的连接断开后能够被激活。推荐上拉电阻器值为10 kΩ。 电池组验证 便携式设备的可充电电池必须在设备寿命结束之前得到更换。这就给那些提供便宜的替代电池的厂商打开了一个巨大的市场，而这些电池可能并没有原始设备制造商要求的安全和保护电路。 因此，除了电池电量监测计功能以外，电池组可能还包括验证特性（请参见图2）。主机将验证包含计算循环冗余码校验(CRC) IC（TI的bq26150）的电池组。这种CRC 基于这种身份验证以及在IC 中秘密定义的CRC 多项式之上。主机还对CRC 进行计算，并对各种值进行比对，以确定是否成功获得了验证。如果没有，那么主机将决定是再进行一次验证还是不允许该电池的系统供电。一旦电池通过验证，那么bq26150 将接收到一个命令，以确保所有通过数据线的通信在主机和电池电量监测计之间得到传输。 就此来看，主机可以继续利用电池电量监测计的功能。在断开电池以及重新连接至 电池时，都必须重复进行整个验证过程。
如何测量电池电量
如何测量电池电量 检测普通锌锰干电池的电量是否充足，通常有两种方法。第一种方法是通过测量电池瞬时短路电流来估算电池的内阻，进而判断电池电量是否充足；第二种方法是用电流表串联一只阻值适当的电阻，通过测量电池的放电电流计算出电池内阻，从而判断电池电量是否充足。第一种方法的最大优点是简便，用万用表的大电流档就可直接判断出干电池的电量，缺点是测试电流很大，远远超过干电池允许放电电流的极限值，在一定程度上影响干电池使用寿命。第二种方法的优点是测试电流小，安全性好，一般不会对干电池的使用寿命产生不良影响，缺点是较为麻烦。笔者用MF47型万用表对一节新2号干电池和一节旧2号干电池分别用上述两种方法进行测试对比。假设ro是干电池内阻，RO是电流表内阻，用第二种测试方法时，RF是附加的串联电阻，阻值3Ω，功率2W。 实测结果如下。新2号电池E=1.58V（用2.5V直流电压档测量），电压表内阻为50kΩ，远大于ro，故可近似认为1.58V是电池的电动势，或称开路电压。用第一种方法时，万用表置5A直流电流档，电表内阻RO=0.06Ω，测得电流为 3.3A。所以ro+RO=1.58V÷3.3A≈0.48Ω，ro=0.48-0.06=0.42Ω。用第二种方法时，测得电流为0.395A，RF+ro+RO=1.58V÷0.395A=4Ω，电流500mA档内阻为0.6Ω，所以ro=4-3-0.6=0.4Ω。 旧2号电池用第一种方法测量时，先测得开路电压E=1.2V，电表内阻RO=6Ω，读数为6.5mA，万用表置50mA直流电流档，ro+RO=1.2V÷0.0065A≈184.6Ω，ro=184.6-6=178.6Ω。用第二种方法，测得电流为 6.3mA，ro+RO+RF=1.2V÷0.0063A=190.5Ω，ro=190.5-6-3=181.5Ω。显然两种测试方法的结果基本一致。最终计算结果的微小差别是由于读数误差、电阻RF的误差以及接触电阻等多方面因素造成的，这种微小误差不致影响对电池电量的判断。如果被测电池的容量小、电压高（例如15V、9V叠层电池），则应将RF的阻值适应增大。
浅谈铅酸蓄电池容量 及其 测试方法
铅酸蓄电池剩余容量测试方法 1、容量的定义 铅酸蓄电池的容量即电池的放电能力，指的是当电池在一定的条件下进行放电，外界可以从电池中获取的容量，人们一般用安时数来表示，即AH，符号是C。 2、铅酸蓄电池容量的分类 铅酸蓄电池的容量分为额定容量、理论容量、实际容量。 1)额定容量 额定容量指的是在铅酸蓄电池设计和生产的时候，厂家规定在一定放 电条件下，电池能放出的最低限度的电量。 2)理论容量 理论容量指的是按照理论计算，参照化学反应方程式以及电解液中每 种化学物质的含量，假设电池中的所有化学物质在电池放电时全部参 加化学反应，所有化学物质消耗完所计算得到的容量。 3)实际容量 实际容量指的是在实际的电池放电中，电池放电放到规定条件时所释 放的电量。实际容量达不到理论容量，与铅酸蓄电池使用的次数多少、 使用时间的长短有关。电池使用越多，时间越久，实际容量就会越少。 一般铅酸蓄电池放出1A的电量，其正极的二氧化铅就会被消耗掉 4.463g左右，负极的海绵状铅就会被消耗掉3.866g左右，电解液中的 硫酸就会被消耗掉3.660g左右。 3、放电率和放电终止电压 在讲电池容量的时候，首先，有必要来了解一下与铅酸蓄电池有关的两个重要参数。即放电率和放电终止电压。 1)放电率 放电率指的是铅酸蓄电池在一定条件下放电电流的大小，有电流率和时间率之分。电流率指的是对额定容量不同的铅酸蓄电池间的放 电电流的比较，一般用10小时率来作为电流率的标准，表示符号为I10。 时间率指的是铅酸蓄电池在一定的放电条件下，电池放电放到电池的 终止电压时止的时间长短。 2)放电终止电压
放电终止电压指的是铅酸蓄电池在一定的温度下（例如25℃），用 一定的放电率对电池进行放电，放电放到电池还可以再反复充电使用时的最低电压，这个最低电压就称为放电终止电压。 因此，一般铅酸蓄电池的额定容量是这样规定的，在温度为25度的环境下，以放电率为10小时率的电流对电池进行放电，放大终止电压时电池所能释放出的电量，即为电池的额定容量。电池10小时放电率下的额定容量用C 10来表示。10小时率的放电电流的大小如下式： I 10= 1010C =0.1 C 10 4、影响铅酸蓄电池容量的因素 1) 生产工艺因素 这里包括电池铅板与电解液接触的面积、极板的中心距离、参与化学反应的物质的孔率、电解液的量、铅板的厚度等。 2) 电池使用过程中的因素 包括电池放电时的放电终止电压、电池工作环境（温度、湿度）、放电电流大小、电解液的密度、电池使用的时间、电池使用过程中的保养等。 5、铅酸蓄电池剩余容量测试方法 1) 传统测试方法 传统的容量测试方法是将电池接上一个负载进行放电，按照某一 个恒定的放电率，放到终止电压后，停止放电，计算放电时间和放电电流的乘积，就得到电池的容量。这种方法虽然可以比较精确的得到铅酸蓄电池的保有容量，但是这种方法在测量过程中时间长，人工成本高，消耗的电池能量高，对在线的电池组有一定的风险，同时由于要对电池经常性的放电，这样就加速了电池的老化，缩短了电池的使用寿命，因此在很多场合不适用。 例如，电池用10A 的电流放电，放电时间为10H ，则此电池的容 量为10*10=100AH 。 对于一个200AH/12V 的蓄电池，如果采用20小时放电率进行放电， 则放电电流为10A （0.05C ），放电到终止电压10.5V ，电池可以连续放电20小时。 2) 安培时间积分法
电池电量检测指示电路
電池低壓指示電路 , , 喬治查爾斯電子電路網 https://www.360docs.net/doc/1d10111661.html, 在許多製作中常會使用到充電池或是一般電池來當成電源，但總不能用到沒電時才知道，到時上不了場，就出天窗了，所以收集了幾個相關的電路，供大家參考: 電池低壓指示(1): 這個簡單的電路可以偵測電池的電壓，當電壓低於由可變電阻VR1所預設的電壓時，LED會亮起，實際上VR1及相關的電阻成為Q1 (ON) 的偏壓保持Q2(OFF)使LED也是OFF的，當電池電壓逐漸降低至所預設的電壓之下，Q1成為OFF狀態，轉而使Q2成為ON，使LED亮起。這個電路可正常工作於12V以下的電池。你可先使用一個可變電源供應器，先調整你希望指示的低電壓，接上電路，調整VR1至開始亮起或關暗的臨界值。
模型遙控直升機5.2V NiCad電池低壓指示(2): 以上這個電路，當電池電壓低於預設的值時可以使低壓偵測非常明亮的指示(使用高亮度或大型LED)， 由於原設計是使用在搖控直昇機上，所以可以選用在白天還是可看得到的高亮或特定顏色的LED，切斷點是由P1可變電阻來調整於4.2至5.2V之間，依照你的選用的零件來設定，但建議設在4.6至4.8V之間，唯原設計在遙控宜升機上，但你也可用在別的應用上，依原設計當LED亮的時電流約12mA，而待機時的電流約在2mA以下。 電池低壓指示(3): 以電晶體的導通來說，在B及E極上大約要0.6V左右的偏壓才成立，這個電壓就由50K的可變電阻來調整，如果這個可變電阻調至最低時，那在50K VR 上的壓降約為 1.364V (50/22*0.6)，在兩個串聯的電阻上的壓降就是 1.964 (1.364+0.6)，所以電路的動作臨界電壓就是1.964V+3.9V=5.864V，所以上調可變電阻可以降低臨界電壓，所以整個電路可調整的臨界電壓範圍是
电池电量计量原理
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