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基于单片机的镍镉充电电池智能管理系统设计

作者:时间:2011-11-19来源:网络收藏

作为一种碱性电池,对使用、管理和维护有特殊要求,如果管理不善、使用不当、维护不及时,很容易导致电池老化、失效甚至报废。针对部队、厂矿大量使用并集中存放的不同种类,运用单片微型计算机控制技术,了电池,对进行状态自动检测、充放电管理、性能维护等化管理。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/178383.htm

  通过对镍镉充电电池的自动管理,有效消除镍镉充电电池使用管理上的盲目性和随意性,提高镍镉充电电池的使用效能,延长镍镉充电电池的使用寿命。

  镍镉充电电池对使用、管理和维护的特殊要求主要表现在:1)要求在适宜的温度条件和非酸性环境下存放;2)电池长期存放时应定期进行维护,新电池启用前要进行初始容量恢复;3)性能差异较大的单体电池不能同组使用或同组充电,报废电池(或故障电池)不能与堪用电池混用;4)电池充电前应该先对其放电至终止电压,以消除镍镉充电电池可能产生的“记忆效应”,并且要避免对电池过充、过放;5)尽量采用脉冲充电方式,以提高电池的充电效率,延长电池的使用寿命。

  制作的镍镉充电电池,通过对电池的集中存放和自动充放电管理, 可以满足镍镉充电电池对使用、管理和维护的特殊要求。

  1 系统作用及功能

  镍镉充电电池智能,用于对大量使用并集中存放的镍镉充电电池进行智能化管理。主要完成电池存放、电池自动检测和自动充放电管理、电池维护和初始容量恢复、电池故障检测及指示报警、电池极性反接指示报警、电池空载指示和温度控制等功能。系统功能框图如图1 所示。

图1 系统功能框图

  2 系统组成及原理

  系统由控制模块、电池检测模块、充放电模块、电池切换模块、温度控制模块、电池存放模块和电源模块组成。其中,控制模块由及外围电路组成,用于实现充放电控制、电池切换控制、温度控制、电池检测和指示控制;充放电模块由充放电电路组成, 用于实现充电电池的充电和放电;切换模块由继电器及其控制驱动电路组成,用于实现电池单体间的自动切换或手动切换。温度控制模块由温度传感器、轴流风扇及控制电路组成,用于对电池存放环境温度进行监测控制。系统开始工作并通过自检后,先对电池状态进行检测,剔除故障电池并纠正反接电池,然后进入电池管理阶段,按顺序对电池单体进行充电和放电。一个管理周期结束后,系统经过一定时间的延时后,开始下一个管理周期。系统原理框图如图2 所示。

图2 系统原理框图

  3 硬件

  3.1 控制模块设计

  选择AT89S52作为控制单元。的P0 口用于数码显示与键盘扫描。其中P0.0~P0.3 用于输出与电池编码对应的4 位二进制数, 并经74LS248 转换后形成7 段码后,送到数码管显示。P0.3、P0.4 受计时器T0 控制,循环输出00、01、10、11 4 个2 位二进制数, 并经译码器74LS139 译码后,作为扫描信号,对数码管和矩阵键盘同时进行扫描。P0.5、P0.6 用于对2×4 矩阵键盘各按键状态进行监测。P1 口用于连续输出8 位二进制数,并经两级译码器74LS154 进行级联译码后,最多可输出256 路控制信号,实现依次对256 个电池单体进行自动切换控制。P2 口用于对充电电池状态(空载、故障、充电满、放电完)进行检测,并对电池充电和放电进行控制。P3 口主要用于电池状态(空载、充满、故障、反接)监测、指示和报警。


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