CN103278779A - 蓄电池容量监控系统 - Google Patents

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钟菊财
左光全
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TIANJIN XINRI ELECTROMECHANICAL CO Ltd
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Abstract

本发明公开了一种蓄电池容量监控系统。本发明包括监测电路和容量显示模块；所述监测电路包括单片机通信的处理电路、充放电状态的识别模块、放电容量监测模块和充电容量监测模块；监测电路设置温度传感器监控环境温度，将温度传感器的变量转化电信号输送到单片机进行运算处理；所述充放电状态的识别模块为监测蓄电池控制电路中互感器电流矢量；所述放电容量监测模块为监测放电实时电流；所述充电容量监测模块为监测电路监测的最高电压点；所述容量显示模块为由单片机对各种信息进行处理后，转化为外部显示电路的触发信号，由容量显示屏实时显示。本发明改变原有电量显示以采集蓄电池端电压为依据来识别蓄电池容量。

Description

蓄电池容量监控系统
技术领域
本发明涉及电动车部件领域，更具体地说，是涉及一种有效监控蓄电池容量的系统。
背景技术
目前，在电动车行业的容量显示是采集蓄电池组端电压来检测蓄电池容量的，但这种容量显示方式受环境温度、充放电的循环次数影响较大，导致显示不准。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术中存在的不足，提供一种更精确的蓄电池容量监控系统。
本发明是一种蓄电池容量监控系统，通过下述技术方案予以实现，包括监测电路和容量显示模块；所述监测电路包括单片机通信的处理电路、充放电状态的识别模块、放电容量监测模块和充电容量监测模块；
单片机内储存了不同温度情况下，蓄电池容量与循环次数对应的函数关系；监测电路设置温度传感器监控环境温度，将温度传感器的变量转化电信号输送到单片机进行运算处理；
所述充放电状态的识别模块为监测蓄电池控制电路中互感器电流矢量；所述放电容量监测模块为监测放电实时电流；所述充电容量监测模块为监测电路监测的最高电压点；所述容量显示模块为由单片机对各种信息进行处理后，转化为外部显示电路的触发信号，由容量显示屏实时显示。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明改变原有电量显示以采集蓄电池端电压为依据来识别蓄电池容量。监控了蓄电池充电电流、实时监控蓄电池放电电流及环境对蓄电池容量的影响，通过单片机处理，最终实时显示其电量。
附图说明
图1 蓄电池容量监控系统流程图；
图2 不同温度情况下0.7C2放电曲线；
图3 常温下0.7C2放电时循环次数与容量曲线；
图4  不同温度下0.7C2放电循环次数与容量曲线；
图5 充电状态和放电状态识别示意图；
图6 充电监测示意图。
具体实施方式
结合附图对本发明做进一步描述。
本发明是一种蓄电池容量监控系统，包括监测电路和容量显示模块；所述监测电路包括单片机通信的处理电路、充放电状态的识别模块、放电容量监测模块和充电容量监测模块；
单片机内储存了不同温度情况下，蓄电池容量与循环次数对应的函数关系；监测电路设置温度传感器监控环境温度，将温度传感器的变量转化电信号输送到单片机进行运算处理；
所述充放电状态的识别模块为监测蓄电池控制电路中互感器电流矢量；所述放电容量监测模块为监测放电实时电流；所述充电容量监测模块为监测电路监测的最高电压点；所述容量显示模块为由单片机对各种信息进行处理后，转化为外部显示电路的触发信号，由容量显示屏实时显示。
本发明实现原理分析如下：
现根据蓄电池容量与温度曲线、蓄电池容量与循环寿命曲线，来综合一曲线来监控蓄电池的容量。
一、蓄电池容量与温度曲线，
     由图2不同温度情况下0.7C2放电曲线（T1<T2<T3)可知，蓄电池容量受环境温度影响很大，在做蓄电池容量监控过程，需重点考虑因素之一。
二、蓄电池容量与循环次数曲线，
    由图3常温下0.7C2放电时循环次数与容量曲线可知，蓄电池容量受充放电循环次数影响很大，在做蓄电池容量监控过程，也需重点考虑因素之一。
三、综合图2、图3的曲线，可得温度、循环次数与蓄电池容量综合曲线，
根据图4不同温度下0.7C2放电循环次数与容量曲线所示，单片机储存不同温度下，蓄电池容量与循环次数对应的函数关系。
    充放电状态的识别
    根据蓄电池充电与放电时的电流方向（电流矢量）不同来识别充放电状态。在监测电路中有一互感器来识别电流矢量，见图5，图中ic、if、Uj分别表示充电电流、放电电流、电流矢量监测电压。根据电流矢量监测电压的极性变化来判断是充电状态还是放电状态。
1、放电容量C1的监测
根据公式C1=Σidt可知，只需对放电电流实时监测及持续时间累计，由单片机进行运算得出C1值。
 
2、充电容量C2
监测蓄电池是否充满，可通过监测充电过程中的最高电压点u m来鉴别，即当监测电路检测到uc=u m时 ，充电装置停止充电，并且监测电路对蓄电池进行模拟放电测试，监测此时蓄电池终端电压下降幅度（△uc)的大小，来进行识别是否充满，若未充满，则继续充电直至端电压达到u m，监测电路再对蓄电池进行模拟放电测试，监测此时蓄电池终端电压下降幅度（△uc)的大小是否达到某一设定值，达到则默认蓄电池充满，否则充电及模拟放电监测，直至充满点。
注：1）u m、△uc是根据环境温度进行调整的，即监测电路有温度传感器来识别环境温度变化，将温度变化信号转化电信号输入至单片机中处理，来调整u m和△uc值。
2）根据图4，在某一环境下蓄电池充满后，此时环境下的充电容量C2t=β?C2,公式中C2t为某一温度下蓄电池实际充满电量，C2为常温(25℃)下蓄电池充满的容量，?为相对常温（25°C）温度变化引起容量变化的系数，β为单片机储存不同温度下，蓄电池容量与循环次数对应的函数关系。
3）当蓄电池充满容量始终低于某一值（如设定60%C2容量时），则默认蓄电池需要维护或更换。
3.容量显示
显示容量△C：根据公式△C=C2t-C1可知：
满电时显示容量△C=100%C2t；
当电量放完时显示容量△C=C2tC1=0；
显示容量由单片机进行处理后，转化为外部显示电路的触发信号，容量显示屏实时显示当前状况的实际容量a%C2t。
其中a%=△C/C2t=C2t-C1/C2t
    以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种蓄电池容量监控系统，其特征是，包括监测电路和容量显示模块；所述监测电路包括单片机通信的处理电路、充放电状态的识别模块、放电容量监测模块和充电容量监测模块；
单片机内储存了不同温度情况下，蓄电池容量与循环次数对应的函数关系；监测电路设置温度传感器监控环境温度，将温度传感器的变量转化电信号输送到单片机进行运算处理；
所述充放电状态的识别模块为监测蓄电池控制电路中互感器电流矢量；所述放电容量监测模块为监测放电实时电流；所述充电容量监测模块为监测电路监测的最高电压点；所述容量显示模块为由单片机对各种信息进行处理后，转化为外部显示电路的触发信号，由容量显示屏实时显示。
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