便携式车用蓄电池测试仪的研究与设计【字数：7617】
摘 要基于SH79F1611单片机，要求能够实时监测蓄电池当时的工作、健康状态，因此设计了一款便携式车用蓄电池测试仪。这款测试仪同时利用了安时积分法与开路电压法，能够精确地测算出蓄电池的容量、蓄电池的寿命、健康状况，并给出相关的提示、警告，使得蓄电池组能够良好地运转。与此同时，在硬件软件能够很好的运作的基础上，还设计了简单的、便于操作的人机交互显示界面。
目 录
第一章 绪论 5
1.1课题研究的背景及意义 5
1.2国内外研究现状分析 5
1.核对放电法 5
2.不完全放电测试法 5
3.电导(内阻)测量法 6
1.2.1国内研究现状分析 6
1.2.2国外研究现状分析 6
1.3蓄电池介绍 6
1.3.1蓄电池工作原理 6
1.3.2蓄电池的容量 8
1.4本章小结 8
第二章 系统硬件电路设计 9
2.1硬件电路框架图 9
2.2SH79F1611单片机的介绍 9
2.2.1SH79F1611的应用 9
2.3开路电压法 10
开路电压法原理图 10
2.4采样电路 10
2.4.1采样电路的设计 10
2.4.2设计方案分析 11
2.5数字显示电路的设计 11
数字显示电路原理图 12
2.6恒流放电电路的设计 12
2.6.1设计思路 12
2.6.2设计方案 12
2.8本章小结 13
第三章 软件设计 14
3.1主要算法 14
3.1.1安时积分法 14
3.1.2电压的算法 14
3.1.3电流的算法 14
3.1.4电容的算法 14
3.2软件设计 15
3.2.1主程序 15
3.2.2设置CCA值模块 15
3.2.3数据处理 16
3.3本章小结 16
第四章 调试 17
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4.2系统调试 17
4.2.1程序代码 17
4.2.2系统调试过程 20
4.2.3实验数据 21
4.2.4调试过程中遇到的问题 22
4.2.5本章小结 22
结束语 23
致 谢 24
参考文献 25
第一章 绪论
1.1课题研究的背景及意义
现阶段，越来越多的电动汽车被打中接受普及，国家也是推出很多政策去推动电动汽车的销量，但是电动汽车蓄电池组的检测水平仍然存在着很多问题，例如：蓄电池的剩余容量的反应不够精准、若遇故障更是面对一个“黑盒子”一头雾水无从下手，所以蓄电池的检测技术并不能与电动汽车的兴盛发展并驾齐驱。蓄电池是电动汽车的精髓所在，它的状态直接影响了电动汽车的驾驶性能，因此我们需要能够实时的掌握到蓄电池当前的性能来提高它的使用效率以及使用寿命。
文中基于SH79F1611单片机最小系统，能够实时监测蓄电池当时的工作、健康状态，同时利用了安时积分法与开路电压法，设计了这款便携式车用蓄电池测试仪。这款蓄电池测试仪主要针对电动汽车或电动车的蓄电池，它的硬件部分，即其电路部分可以对车用蓄电池的基本参数进行实时的收集，并且精确度高、抗干扰能力强。蓄电池的基本参数包括有：单体电池的端电、电池内部温度、放电电流、内阻值等。[1]
1.2国内外研究现状分析
蓄电池的发明距今已有一百多年的历史，时至今日，蓄电池在越来越普及，很多领域都发挥了非常重要的不可或缺的作用。但是在其使用过程中，不可避免的出现了一些问题，然而这些问题都可能是因为一些小毛病慢慢堆积起来的，例如：在一个蓄电池组中，一块亏损电池未被发现，长期与其他状态优良的电池串用，这就会加剧这块电池的亏损，其他电池的使用寿命也会因此大打折扣[2]。因此，在线的实时的检测蓄电池的状态就尤为重要。现有的测试技术：
1.核对放电法
核对放电法是指对电池组采用100%C的深度放电，它具有非常突出的有点，尤其是在蓄电池电量测试结果精确可靠。不管是否是在线监测，作为预防措施，都需要设置备用电源，来确保系统的稳定与安全。传统的核对放电其设备大多采用电阻丝进行，而且需要人工来操作，它的程序繁复，对人身还有一定的威胁，所以这种传统的方法逐渐被淘汰。
2.不完全放电测试法
不完全放电法是指对电池采用1%～5%C的浅度放电，可无备用电池组。目前，这个方法能够较迅速地判定出电池组中是否有较弱的电池块，但仍不能精准地检测出蓄电中电池块的好坏程度和电池的电量等各项指标，这个方法只能作为一个定性测试的参照。
3.电导(内阻)测量法
电导测试线是当下蓄电池的主要日常保证仪器。电导法可以精确地检测出完全失效的电池。许多实验分析和研究表明，当电池的容量在降低到百分之五十时，内阻或者电导会有变动，当降低到百分之四十以后，就有显著变动，所以，依据电池的电导值或者其内阻值，能够在一定程度上感知到蓄电池性能。但是这种方法也存在如下问题：
(1)对电池组的剩余容量还不足以给出确切的参考数据；也不能够精确计算出电池组的实际机能指标，特别是容量指标。因此不能筛选出达不到国家相关标准的电池组。
(2)不一样型号的仪表测量结果其差异也比较大，测量频率、测量方法和测量电流相差较大。此技术虽然检测工作相对而言较容易，但是，由于内阻与容量的变化规律呈非线性关系，因而检测的结果不足以真实地体现蓄电池的状况。
目 录
第一章 绪论 5
1.1课题研究的背景及意义 5
1.2国内外研究现状分析 5
1.核对放电法 5
2.不完全放电测试法 5
3.电导(内阻)测量法 6
1.2.1国内研究现状分析 6
1.2.2国外研究现状分析 6
1.3蓄电池介绍 6
1.3.1蓄电池工作原理 6
1.3.2蓄电池的容量 8
1.4本章小结 8
第二章 系统硬件电路设计 9
2.1硬件电路框架图 9
2.2SH79F1611单片机的介绍 9
2.2.1SH79F1611的应用 9
2.3开路电压法 10
开路电压法原理图 10
2.4采样电路 10
2.4.1采样电路的设计 10
2.4.2设计方案分析 11
2.5数字显示电路的设计 11
数字显示电路原理图 12
2.6恒流放电电路的设计 12
2.6.1设计思路 12
2.6.2设计方案 12
2.8本章小结 13
第三章 软件设计 14
3.1主要算法 14
3.1.1安时积分法 14
3.1.2电压的算法 14
3.1.3电流的算法 14
3.1.4电容的算法 14
3.2软件设计 15
3.2.1主程序 15
3.2.2设置CCA值模块 15
3.2.3数据处理 16
3.3本章小结 16
第四章 调试 17
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4.2系统调试 17
4.2.1程序代码 17
4.2.2系统调试过程 20
4.2.3实验数据 21
4.2.4调试过程中遇到的问题 22
4.2.5本章小结 22
结束语 23
致 谢 24
参考文献 25
第一章 绪论
1.1课题研究的背景及意义
现阶段，越来越多的电动汽车被打中接受普及，国家也是推出很多政策去推动电动汽车的销量，但是电动汽车蓄电池组的检测水平仍然存在着很多问题，例如：蓄电池的剩余容量的反应不够精准、若遇故障更是面对一个“黑盒子”一头雾水无从下手，所以蓄电池的检测技术并不能与电动汽车的兴盛发展并驾齐驱。蓄电池是电动汽车的精髓所在，它的状态直接影响了电动汽车的驾驶性能，因此我们需要能够实时的掌握到蓄电池当前的性能来提高它的使用效率以及使用寿命。
文中基于SH79F1611单片机最小系统，能够实时监测蓄电池当时的工作、健康状态，同时利用了安时积分法与开路电压法，设计了这款便携式车用蓄电池测试仪。这款蓄电池测试仪主要针对电动汽车或电动车的蓄电池，它的硬件部分，即其电路部分可以对车用蓄电池的基本参数进行实时的收集，并且精确度高、抗干扰能力强。蓄电池的基本参数包括有：单体电池的端电、电池内部温度、放电电流、内阻值等。[1]
1.2国内外研究现状分析
蓄电池的发明距今已有一百多年的历史，时至今日，蓄电池在越来越普及，很多领域都发挥了非常重要的不可或缺的作用。但是在其使用过程中，不可避免的出现了一些问题，然而这些问题都可能是因为一些小毛病慢慢堆积起来的，例如：在一个蓄电池组中，一块亏损电池未被发现，长期与其他状态优良的电池串用，这就会加剧这块电池的亏损，其他电池的使用寿命也会因此大打折扣[2]。因此，在线的实时的检测蓄电池的状态就尤为重要。现有的测试技术：
1.核对放电法
核对放电法是指对电池组采用100%C的深度放电，它具有非常突出的有点，尤其是在蓄电池电量测试结果精确可靠。不管是否是在线监测，作为预防措施，都需要设置备用电源，来确保系统的稳定与安全。传统的核对放电其设备大多采用电阻丝进行，而且需要人工来操作，它的程序繁复，对人身还有一定的威胁，所以这种传统的方法逐渐被淘汰。
2.不完全放电测试法
不完全放电法是指对电池采用1%～5%C的浅度放电，可无备用电池组。目前，这个方法能够较迅速地判定出电池组中是否有较弱的电池块，但仍不能精准地检测出蓄电中电池块的好坏程度和电池的电量等各项指标，这个方法只能作为一个定性测试的参照。
3.电导(内阻)测量法
电导测试线是当下蓄电池的主要日常保证仪器。电导法可以精确地检测出完全失效的电池。许多实验分析和研究表明，当电池的容量在降低到百分之五十时，内阻或者电导会有变动，当降低到百分之四十以后，就有显著变动，所以，依据电池的电导值或者其内阻值，能够在一定程度上感知到蓄电池性能。但是这种方法也存在如下问题：
(1)对电池组的剩余容量还不足以给出确切的参考数据；也不能够精确计算出电池组的实际机能指标，特别是容量指标。因此不能筛选出达不到国家相关标准的电池组。
(2)不一样型号的仪表测量结果其差异也比较大，测量频率、测量方法和测量电流相差较大。此技术虽然检测工作相对而言较容易，但是，由于内阻与容量的变化规律呈非线性关系，因而检测的结果不足以真实地体现蓄电池的状况。
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