文档介绍：嵌入式系统期末论文
题目:电动车智能电池检测系统
目录
1引言 2
2车用电池性能分析和测量方法 2
2
2
3系统模块设计 3
4
5
5
7
4程序设计 7
附录一 8
1引言
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。蓄电池剩余电量及容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。用户通过显示屏直接观察充放电结果,可以有效防止过充对电池的损害,延长电池的使用寿命和使用效率, 节省成本。同时,用户也可以准确的预知电池能量的供给情况,以保证行车安全。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及容量变得非常重要,因而检测方法的研究则很有实际意义。
2车用电池性能分析和测量方法
车用电池有铅酸电池、锂离子电池和晶胶电池等几种类型圆。铅酸电池成本便宜、性能稳定,目前市场上的车用都采用此种电池。锂离子电池(常称锂电池)成本高、性能不稳定、容易出现爆炸、安全系数低,目前正在进一步完善。晶胶电池成本最高、性能也是最好的、使用寿命高、性能稳定、自我修复功能最好、安全系数最高,但目前市场上使用此类电池的车辆并不多见,只有少数商家才给配置此高性能电池。
市场上电动车所用的电池一般是铅酸蓄电池,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。影响铅酸蓄电池剩余容量的因素也有很多,从不同的方面分析,影响因素有电流、温度、电解液密度、电池极板硫酸盐化、活性物质脱落和老化等。针对这些因素可设计出不同的解决方法,下面介绍一些常见的方法:
(1)密度法
密度法的实质是测铅酸蓄电池内部电解液的密度。铅酸蓄电池内部电解液的密度主要由铅、硫酸铅和氧化铅组成,通过测量三种物质的密度来间接推算剩余电量的值。这种方法在电池使用前期可行,但在后期随着电池的损耗、腐蚀、老化等现象的产生,以上三种物质的比例与初期发生较大差异,这种方法便不再准确。
(2)开路电压法
电池的开路电压的值近似等于电池电动势,它是电解液密度的函数。电解液密度随电池放电成比例下降,其电压降低的曲线可近似看成直线,该方法测量设备简单对设备损害小,所以用开路电压可估算电池荷电状态。开路电压法的显著缺点是需要稳定的电压,而车用行驶状态时各方面都不会处在特别稳定的状态,电池从工作状态恢复到稳定状态需要较长的时间。所以该方法只适用在车辆停止的状态,具有一定的局限性。而由于电车电池在放电过程一般电流较小,电池电量的变化过程是一个缓慢的过程不需要太高的精确度所以采用直接测量电池开路电压法来测量电池电量。
(3)负载电压法
车用电池放电开始的瞬间,电压迅速从开路电压状态进入负载电压状态,在电池负载电流保持不变时,负载电压随荷电状态的变化规律与开路电压随荷电状态的变化规律相似。负载电压法的优点是能够即时估算电池组的荷电状态,在电流稳定时效果很好。但在实际应用中,电池的状态不稳定,电压变化大。要解决这个问题,需要测量大量的电压数据,计算动态负载电压和荷电状态的关系,建立数学模型。所以,负载电压法很少用在实际中。
(4)阻抗法
阻抗法通常称内阻法。电池阻抗分交流阻抗和直流阻抗, 它们都与电池电量有密切的关系。电池交流阻抗是电池电压与电流的函数,为一个复数变量,表示电池对交流电的反抗能力,测量时需要用到交流阻抗仪。电池交流阻抗受温度的影响很大,目前,使用交流阻抗进行测量时,测量的是电池处于静置后的状态, 还是在充放电过程中的状态存在争议,所以阻抗法很少用在实际中。
3系统模块设计
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。
本系统所采用的方法可以称之为充放电法。当对电池进行充电时,它的电量是不断增加的,当车辆在启动或行驶状态时