蓄电池性能及剩余容量检测仪设计

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1、密级：学校代码：10075分类号：学号：20121312工学硕士学位论文蓄电池性能及剩余容量检测仪设计学位申请人：季国栋指导教师：王文理教授学位类别：工学硕士学科专业：电路与系统授予单位：河北大学答辩日期：二〇一五年六月ClassifiedIndex：CODE：10075U.D.C：NO：20121312ADissertationfortheDegreeofMasterTheDesignofBatteryPerformanceandResidualCapacityTesterCandidate:JiGuodongSupervisor:Prof.WangWenli

2、AcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:CircuitsandSystemsUniversity:HebeiUniversityDateofAccomplishment:June,2015摘要摘要阀控式铅酸蓄电池（ValveRegulatedLeadAcidBattery,VRLAB）作为储能设备，在汽车、通信、电子、手机等各个领域都有广泛的应用。面对生活中大量使用的蓄电池，对其工作性能要求也越来越高，为对其状况能有足够的了解，这就要求具有相应的检测设备。本文分析了衡量蓄电池性能优劣的主要参数内

3、阻、额定容量检测中存在的难点和复杂性，对于内阻的检测采用直流交变法，额定容量测试采用恒流放电法。由于多种因素对蓄电池的剩余容量具有影响并且实现精确检测存在很大困难，成为了蓄电池行业研究的重点。本文详细介绍了蓄电池剩余容量检测中常用的估算方法，通过比较分析后采用短时间恒定大电流放电—负载电压法进行估算，简称为恒流放电—电压估算法。本文设计的蓄电池检测仪以STM32低功耗单片机为核心搭建硬件系统，设计了硬件电路、编写了软件驱动程序。硬件电路设计中，采用运算放大器LM358和功率MOSFET管构建恒流放电电路，加入PI调节器调整电路中电流的稳定性，通过仪表放大器AD6

4、20实现微弱小信号的放大，利用DHT11传感器感知环境温度，采用芯片CH340G实现USB转串口。单片机驱动程序通过调用STM32固件库函数开发，上位机软件的编写则采用C#语言，并通过软硬件协同工作实现蓄电池检测仪的功能，完成对12V铅酸蓄电池的检测与分析。本文最后章节对设计所完成的检测仪进行了功能测试，实验表明检测仪达到了预期的设计技术指标。设计的恒流负载电路能够实现对待测蓄电池恒流放电，估算出的剩余容量值与检测得到的电池性能参数值均在误差允许范围内，且检测仪作为下位机能够实现与上位机软件的通信。本文设计的检测仪可作为蓄电池厂家和维修人员检测蓄电池的参考工具，

5、具备很好的实用性和较高的应用价值。关键词蓄电池检测内阻剩余容量STM32单片机IAbstractAbstractVRLABasanenergystoragedeviceiswidelyusedinallareasofautomotive,communications,electronics,andmobilephones.Withthegrowthofuse,batteryperformancerequirementsarehighlyincreasing,inordertounderstandingitsperformance,whichrequirescor

6、respondingdetectiondevices.Thispaperanalyzesthemainparametersofthebatteryinternalresistanceandcapacityduringthetestingprocessofdifficultiesandcomplexity.ThispaperadoptsDC-ACReformtotestresistanceandconstantcurrentdischargetotestcapacity.Theresidualcapacityisrelatedtomanyfactorsandhas

7、lotsofdifficultiesintestingit,sothepredictionofresidualbatterymethodhasbeenthecurrenthotissueinthefieldofbatteryindustry.Throughthecomparativeanalysisofcommonlymethodsusedintheestimation,thispaperadoptsshorttimelargecurrentdischargeloadvoltagemethodreferredtoastheconstantdischarge-vo

8、ltageestimat