基于MATLAB的蓄电池充放电监测系统

共4组数据，电压(24Byte)、电流(24Byte)、温度1(6Byte)、温度2(6Byte)波特率取19200bps时，最长的一组传输时间约为12ms，小于一个时间片长度，满足要求。任务中，每次发送一组数据，算法类似读温度任务。

4 MATLAB程序设计
为了便于作图和数据分析，我们采用MATLAB作为上位机开发工具。主要任务包括与MCU串可通信；数据的尺度变换；并存同一界面上画出4条曲线。
4．1 串口通信及数据处理
从Matlab6．0版本开始，Mathworks公司在软件中增加了设备控制箱(instrument control toolbox)，提供了对RS-232／RS-485通信标准的串口通信的正式支持。利用该工具箱的Serial类及instrcallback回调函数，能可靠地进行实时串行通信。
串口操作的顺序是(1)创建串口并没置属性；(2)打开串口；(3)读写串口操作；(4)关闭并清除串口没备对象。
读取数据后，根据规约提取电乐、电流和两路温度数据。由于这些数据为原始的A／D转换数据，没有实际的物理意义，所以需要进行尺度变换。即将数据代表的物理意义表示出来。比如，电压检测，A／D参考电压为5V，那么对于10位ADC来说，转换结果N代表的电压值为：N*5／1024。尺度变换完成后存入缓冲区。
4．2 句柄绘图
系统需要显示3个物理量，电压、电流和温度。由于物理单位、采样周期不同，需要绘制3个坐标系分别显示。MATLAB中并没有提供这样的绘图函数，这里用到了MATLAB的句柄绘图功能。
MATLAB在创建每一个图形对象时，都为陔对象分配唯一的一个值，称其为图形对象句柄(Handie)。句柄是图形对象的唯一标识符，不同对象的句柄不可能重复和混淆。图形埘象包括根屏幕、窗口、坐标轴、线等。所谓的句柄作图就是利用底层绘图函数，通过对对象属性的设置(Handle Graphics)与操作实现绘图。

5 运行实例分析
使用该系统对一节铅酸蓄电池(12V)充电进行监控，电脑效果如图7所示：

图7中，横坐标为时间轴，每秒更新一次；纵坐标有三个，分别是左侧坐标电流和电压，右侧坐标温度；电流曲线为红色，电压为黑色，温度1为蓝色实线，温度2为蓝色虚线，4条曲线分别对应各自的坐标。
一般情况下，由于蓄电池内阻，电化学反应速度等因素影响，充电时的端电压要比静置时高，放电时要比静置时低。蓄电池使用时间越长内阻越高，对充放电电流也就越敏感。如图所示，充电电流的微小变化(0．1A左右)引起了端电压的剧烈波动(9V左右)。蓄电池端电压对充电电流及其敏感，说明蓄电池内阻很大。另外，对于一节性能较好的的铅酸蓄电池，静置时电压在11V～13V之间，而该电池静置端电压不到6V。能够推断该蓄电池已经严重损坏。

6 结束语
通过该系统，我们能够非常直观地监控蓄电池端电压和充放电电流的关系，以及温度的变化，有助于研究蓄电池充放电特性，更加科学、高效地管理蓄电池，为电动汽车电源管理提供依据。