基于DS2438的大功率蓄電池狀態(tài)檢測(cè)

摘要：介紹一種大功率蓄電池狀態(tài)檢測(cè)方法，通過電能質(zhì)量管理芯片DS2438測(cè)量蓄電池的充放電電流值，并對(duì)其時(shí)間進(jìn)行積分來估算蓄電池的充放電電量。以微控制器STC89C51為核心通過控制電能質(zhì)量管理芯片及外圍電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池的電壓、電流以及電量的精確測(cè)量。
關(guān)鍵詞：蓄電池；DS2438；STC89C51；電能管理

引言
蓄電池的容量是指蓄電池目前充電狀況的等級(jí)，相當(dāng)于蓄電池實(shí)際能夠放出容量的大小，也就是對(duì)蓄電池保有容量(剩余容量)的多少進(jìn)行檢測(cè)，主要有密度法(比重法)、安時(shí)計(jì)、內(nèi)阻法(電導(dǎo)法)等。本設(shè)計(jì)方案采用安時(shí)計(jì)進(jìn)行電池電量檢測(cè)，是通過一種電能質(zhì)量管理芯片對(duì)電池充放電流進(jìn)行記憶控制，能夠精確計(jì)算電池充放電電量，解決了傳統(tǒng)電量檢測(cè)方法中由于電量的不準(zhǔn)確測(cè)量使電池過充、過放，而影響電池的使用壽命的問題。電能質(zhì)量管理芯片能夠同時(shí)對(duì)單體蓄電池的電壓、電流及溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，從而對(duì)單體蓄電池進(jìn)行充放電管理。本設(shè)計(jì)充分地保護(hù)了蓄電池，有利于延長(zhǎng)蓄電池的使用循環(huán)次數(shù)，具有很高的應(yīng)用價(jià)值。

1 硬件設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)可以測(cè)量蓄電池的端電壓、電池溫度、蓄電池放電電流、電池電量等，而且測(cè)量數(shù)據(jù)可在LED上顯示、存儲(chǔ)并上傳至PC機(jī)。在電池電量測(cè)量方面，系統(tǒng)通過軟件對(duì)傳感器的非線性、溫度等影響進(jìn)行修正和補(bǔ)償，與傳統(tǒng)的檢測(cè)裝置相比具有穩(wěn)定性好、準(zhǔn)確性高等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還有報(bào)警功能。
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。單片機(jī)STC89C51為整個(gè)系統(tǒng)的核心，它既可通過智能電池監(jiān)測(cè)芯片DS2438完成對(duì)蓄電池的采樣控制和數(shù)據(jù)處理，又可負(fù)責(zé)人機(jī)對(duì)話、輸入控制命令、設(shè)置參數(shù)、輸出顯示以及輸出報(bào)警信號(hào)。本系統(tǒng)通過RS-232通信口與上位機(jī)進(jìn)行通信，上位機(jī)可用VB語(yǔ)言編制通信界面，也可對(duì)單片機(jī)發(fā)送控制命令。同時(shí)為了保存電量信息，采用存儲(chǔ)芯片AT24C02保存每次計(jì)算后的電量值和相關(guān)數(shù)據(jù)。顯示系統(tǒng)采用共陽(yáng)數(shù)碼管，報(bào)警系統(tǒng)采用二極管，用繼電器對(duì)電流傳感器進(jìn)行保護(hù)。

1．1 電能芯片管理電路
DS2438芯片是Maxim公司推出的智能電池監(jiān)測(cè)芯片，是一種十分小巧、快速、精確的電池檢測(cè)芯片。它具有功能強(qiáng)大、體積小、硬件接線簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，可以方便地實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池組運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)。DS2438的引腳排列如圖2所示。GND接地，Vsens+、Vsens-為電池電流輸入端，Vad為電池電壓輸入端，Vdd為電源輸入端，NC懸空，DQ為數(shù)據(jù)輸入輸出端。