干电池的电压检测
课程设计
课程科研实践
题目干电池的电压检测二级学院
班级
姓名
学号
指导教师
设计时间
常州工学院《单片机原理及应用》科研实践任务书
摘要
在日常维修、教学和科研中，电压表是不可缺少的。本课题目的就是以单片机为基础设计出一种结构简单、工作可靠、灵活性好的数字电压表。
本文首先介绍了数字电压表的发展现状及课题的目的和意义。然后，对基于单片机的数字电压表的硬件系统、软件系统的设计原理及具体实现方案作以详细介绍，其中，在硬件部分，较为详细的讨论了硬件的选择、设计原理、使用方法和功能，同时，对各部分接口电路作以介绍；在软件部分，介绍了软件所使用的编程语言和编程思路。最后，对电路调试和实物制作做了进一步分析和总结。
本文设计的数字电压表，其硬件电路所用元件较少、成本低、调节简单；软件采用C语言编程，其灵活性高，可读性强。经过理论研究、原理设计和整机调试，实验结果表明，该方案可行。
关键词：单片机，电压表，A/D转换器
Abstract
In routine maintenance, teaching and research, voltage meter is indispensable. A direct current digital voltage meter has been designed, which is based on MCU, and has a simple structure, reliable, flexible.
Firstly，this paper introduced the development of the base on MCU digital voltage meter and the purpose and significance of topic. Then in details this paper described the design principle of hardware and software systems. And in details the hardware part present a discussion in hardware selection, design principles, instructions and the function, further more, some of the interface circuit have been introduced. The software part introduced the programming language and programming ideas used in codes. Finally, the circuit debugging and the anti-jamming system were designed to further analysis and synthesis.
The digital voltage meter designed here, have less components in the hardware part, lower cost and easier testing; software used C programming language which is high flexibility and strong readability. After theoretical research, principle design and debugging, the experimental results suppose it is feasible of choosing this program.
Keywords: Micro Controller Unit,voltage meter,A/D Converters
目录
摘要........................................................................................................................ I Abstract ................................................................................................................. II 第一章绪论. (1)
1.1课题简介 (1)
1.2课题研究的目的和意义 (1)
1.3国内外研究现状 (1)
第二章硬件设计 (3)
2.1硬件结构图 (3)
2.2最小系统 (3)
2.2.1单片机 (3)
2.2.2电源电路 (4)
2.2.3晶振电路 (5)
2.2.4复位电路： (5)
2.3 检测电路 (7)
2.4 LED显示电路 (8)
第三章软件设计 (11)
第四章调试与仿真 (12)
第五章结论与心得 (14)
参考文献 (15)
附录 (16)
1．电路原理图 (16)
2．软件程序 (17)
3．元器件清单 (22)
4．实物图 (23)
第一章绪论
1.1课题简介
数字电压表简称DVM，它是采用了数字化测量技术，把连续模拟量（直流输入电压）转换成不连续，离散的数字形式加以实现的仪表。传统的指针式电压表功能单一，精度低，不能满足数字化时代的需求，采用单片机的数字电压表，具有精度高，抗干扰能力强，可扩展性强，集成方便，还可与PC进行实时通信等特点。目前由各种单片机A/D转换器构成的数字电压表，已被广泛的应用为电子及其电工的测量，工业自动化仪表，自动测试系统等智能化测量领域，显示出强大的生命力。数字电压表的核心部件是A/D转换器，转换器的精度很大程度上影响着数字电压表的准确度。本设计主要分为两部分：硬件电路及软件程序。而硬件电路又大体可分为单片机小系统电路、A/D转换电路、LED显示电路，各部分电路的设计及原理将会在硬件电路设计部分详细介绍；程序的设计使用C 语言编程，利用Keil软件对其编译，详细的设计算法将会在程序设计部分详细介绍。
1.2课题研究的目的和意义
数字电压表是诸多数字化仪表的核心与基础。以数字电压表为核心，可以扩展成各种通用数字仪表、专用数字仪表及各种非电量的数字化仪表（如：温度计，湿度计，酸度计，重量，厚度仪等），几乎覆盖了电子电工测量，工业测量，自动化仪表等各个领域。除此之外，数字电压还有着传统指针电压表无可比拟的优点：读数直观、准确，显示范围宽、分辨力高，转入阻抗高，功耗小、抗干扰强等[1]。因此，对数字电压表作全面深入的了解是很有必要的。但是传统的数字电压表设计通常以大规模ASIC(专用集成电路)为核心器件，并辅以少量中规模集成电路及显示器件构成，可是这种设计方法灵活性差，系统功能固定，难以更新扩展，不能满足日益发展的电子工业要求[2]。而应用微处理器（单片机）为核心单元的数字电压表，其灵活性高、系统功能扩展简单，性能稳定可靠。在这些背景下，设计一种以单片机为基础、结构简单、工作可靠、灵活性好的数字电压表是很有意义的。
1.3国内外研究现状
数字电压表的发展从一九五二年美国NLS公司由四位电子管数字电压表精度千分之一到现在已经出现8位数字电压表。参数可测量直流电压、交流电压、电流、阻抗等。测量自动化程度不断提高，可以和计算机配合显示、计算结果、然后打印出来。目前世界上美国FLUKE公司，在直流和低频交流电量的校准领域居国际先进水平。例如该公司生产的“4700A”多功能校准器和“8505”危机数字多用电压表，可用8位显示，直流精度可达到±5/10-6，读书分辨力为0.1
μV。带有A/D变换模式、数据输出接口形式IEEE-488。具有比率测量软件校准和有交流电阻、电流选件。还具有高精度电压校准器“5400A”、“5200A”、“5450A”等数字仪表，都是作为一级计量站和国家级计量站使用的标准仪表。还有英国的“7055”数字电压表采用脉冲调制技术。日本横河公司的“2501”型采用三次采样等等在不断的蓬勃发展[3]。
从发展过程来看：数字电压表自1952年问世以来，已有50年多年的发展史，大致经历了五代产品。第一代产品是20世纪50年代问世的电子管数字电压表，第二代产品属于20世纪60年代出现的晶体管数字电压表，第三带产品为20世纪70年代研制的中、小规模集成电路的数字电压表。今年来，国内外相继推出有大规模集成电路（LSI）或超大规模集成电路（VLSI）构成的数字电压表、智能数字电压表，分别属于第四代、第五代产品。它们不仅开创了电子测量的先河，更以高准确度、高可靠性、高分辨力、高性价比等优良特性而受到人民的青睐[2]。
传统电压表的设计思路主要分为：用电流计和电阻构成的电压表；用中小规模集成电路构成的电压表；用大规模ASIC(专用集成电路)构成的电压表。这几中电压表设计方式各有优势和缺点，分别适用于几种特定的应用环境，同时，也为很多新颖的电压表的设计所借鉴和依据[4]。
近入21世纪，随着信息技术一日千里的发展，电压表也必经历从单一测量向数据处理、自动控制等多功能过度的这一历程，特别是计算机技术的发展必将出现智能化技术。因此，把电压表和计算机技术相结合的智能化电压表就将成为21世纪的新课题。目前，数字化仪器与微处理器取得令人瞩目的进展，就其技术背景而言，一个内藏微处理器的仪表意味着计算机技术向仪器仪表的移植，它所具有的软件功能使仪器呈现出有某种延伸，强化的作用。这相对于过去传统的、纯硬件的仪器来说是一种新的突破，其发展潜力十分巨大，这已为70年代以来仪表发展的历史所证实。概括起来，具有微处理器的仪表具有以下特点：①测量过程的软件控制对测量数据进行存储及运算的数据处理功能是仪表最突出的特点；②在仪器的测量过程中综合了软件控制及数据处理功能，使一机多用或仪器的多功能化易于实现，成为这类仪器的又一特点；③以其软件为主体的智能仪器不仅在使用方便、功能多样化等方面呈现很大的灵活性[5]。
第二章硬件设计
硬件设计其实就是对电子电路的设计。电子电路通常可以分为两大类：一类是模拟电子电路，还有一类是数字电子电路。本系统中的电源设计为模拟电路设计，其他与单片机连接的集成电路均为数字电路设计。
2.1硬件结构图
本系统主要由稳压电源、A/D转换器、单片机、译码显示等一系列电路组成，主要完成电压显示（0～2.55V）。其硬件结构图如图2-1。
图2-1 硬件结构图
工作原理：9V转5V的电源转换电路给各个元器件提供工作电压，检测电路检测到电压模拟量后经A/D转换后变成数字量送入单片机，然后由单片机送显。
2.2最小系统
2.2.1单片机
本次设计使用的单片机芯片型号为：STC89C52，管脚图见图2-2。
STC89C52的工作特性如下：
1. 增强型8051 单片机，6 时钟/机器周期和12 时钟/机器周期可以任意选择，指令代码完全兼容传统8051.
2. 工作电压：5.5V～
3.3V（5V 单片机）/3.8V～2.0V（3V 单片机）
3. 工作频率范围：0～40MHz，相当于普通8051 的0～80MHz，实际工作频率可达48MHz
4. 用户应用程序空间为8K 字节
5. 片上集成512 字节RAM
6. 通用I/O 口（32 个）复位后为：，P1/P2/P3/P4 是准双向口/弱上拉，P0 口是漏极开路输出，作为总线扩展用时，不用加上拉电阻，作为I/O 口用时，需加上拉电阻。
7. ISP（在系统可编程）/IAP（在应用可编程），无需专用编程器，无需专用仿真器，可通过串口（RxD/P3.0,TxD/P3.1）直接下载用户程序，数秒即可完成一片
8. 具有EEPROM 功能
9. 具有看门狗功能
10. 共3 个16 位定时器/计数器。即定时器T0、T1、T2
11. 外部中断4 路，下降沿中断或低电平触发电路，Power Down 模式可由外部中断低电平触发中断方式唤醒
12. 通用异步串行口（UART），还可用定时器软件实现多个UART
13. 工作温度范围：-40～+85℃（工业级）/0～75℃（商业级）
图2-2 STC89C52管脚图
2.2.2电源电路
1.直流5V电源电压产生的过程：
本系统中将直流9V经过稳压器使输出电压为直流5V。具体电路如图2-3所示。
图2-3电源电路
IC采用集成稳压器7805，C3和C4为输入端的滤波电容，C5和C6为输出端的滤波电容。在电源整流电路中，滤波电容用来滤除交流成分，使得直流更平滑。
2.集成稳压器7805的简介：
7805集成稳压器是常用的固定输出为5V电压的集成稳压器。它的内部含有过流、过热及调整管的保护电路，采用了噪声低，温度漂移小的基准电压源，工作稳定可靠，而且价格便宜。
7805集成稳压器为三端器件，其管脚如图2-4所示：1脚为输入端，2脚为接地端，3脚为输出端，使用十分方便。
78系列的稳压集成块的极限输入电压是36V，最低输入电压比输出电压高3-4V。还要考虑输出与输入间压差带来的功率损耗，所以一般输入为9-15V之间。当输出电压较大时，7805应配上散热板。
图2-4 7805管脚图
2.2.3晶振电路
本次设计采用的是12MHZ的晶振，电路图如下图2-5所示：
图2-5晶振电路
两只电容在20pF～100pF之间取值，其取值在60pF～70pF时振荡器频率稳定性较高，按照一般经验，外接晶体时两个电容的取值为30pF；外接陶瓷振荡器是两电容的典型值是47pF。
2.2.4复位电路：
在时钟电路工作后，只要在单片机的RST引脚上出现24个时钟振荡脉冲（2个机器周期）以上的高电平，单片机便可实现初始化状态服务。为保证应用系统
可靠的复位在设计复位电路时，通常使RST 引脚保持4ms 以上的高电平，只要RST 保持高电平，STC89C52单片机就会循环复位；当RST 从高电平变为低电平时，单片机就从0000H 地址开始执行程序，在单片机复位的有效期间，ALE 、PSEN 引脚输出高电平。
本次设计能够实现上电复位和手动复位，其电路图如下图2-6：
图2-6复位电路
1．手动复位：
按下复位键，系统能够复位。 2．上电复位：
系统上电时，随着Vcc 电压由0V 增加到5V ，电容C 的上极板电位随之增加。按电压随着电流方向逐渐降低的原则，电流的出现会在R2端形成一个大于0的电位。由于电容充电逐渐饱和，所以电流会逐渐减小。该电位的大小和持续时间将影响系统能否上电复位。当单片机RST 管脚上有两个机器周期是高电平时，系统就会被复位。
因为，震荡频率
震荡周期1
=
，12?=震荡周期机器周期。
所以，对于用12MHZ 晶振的系统来说，使其复位的时间t 应满足条件：
us MHZ
212121
2t =??≥
不考虑流入RST 引脚的电流计算RST 处的电位，该电路就是一阶RC 电路。电容两端暂态电流和电压的关系如下：
RC
t c c c c e
U U U t U -
+
∞-+∞=)]()0([)()(
因为V U c 5)(=∞，V U c 0)0(=+
；所以RC
t c e
t U --=55)(。
设RST 处电压为)(t U R ，那么)()(t U V t U c cc R -=，所以RC
t R e
t U --=5)(。
当V t U R 4.3)(=时，t=0.357RC 。当且仅当us RC t 2357.0≥=时，系统才会复位，即满足条件6106.5-?≥RC 。所以采用Ω=k R 512，F C μ17=。
复位时间s us RC t u 22.18151357.0357.0>=??==，符合要求。
2.3 检测电路
1. 检测电路
A/D转换器是模拟量输入通道中的一个环节，单片机通过A/D转换器把输入模拟量变成数字量再处理。
随着大规模集成电路的发展，目前不同厂家已经生产出了多种型号的A/D 转换器，以满足不同应用场合的需要。如果按照转换原理划分，主要有3种类型，即双积分式A/D转换器、逐次逼近式A/D转换器和并行式A/D转换器。目前最常用的是双积分和逐次逼近式。
双积分式A/D转换器具有抗干扰能力强、转换精度高、价格便宜等优点，它们通常带有自动较零、七段码输出等功能。与双积分相比，逐次逼近式A/D转换的转换速度更快，而且精度更高，它们可以与单片机系统连接，将数字量送单片机进行分析和显示[6]。
本设计中，要求精度小，则选用分辨率为12位的芯片，如MCP3202,MCP3204,MCP3208就能满足设计要求。本电路采用MCP3202，具体检测电路见图2-7。
图2-7 检测电路
此部分选用MCP3202进行电压模拟量到数字量的转换。具有12位分辨率，转换精度高，本设计使用MCP3202的单通道输入，使检测电压Ui经CH1输入转换器将A/D转换后的数字编码送入单片机。
2. MCP3202简介
MCP3202是一款具有片上采样和保持电路的12位逐次逼近型A/D转换器。它可被编程为单通道伪差分输入对或双通道单端输入。MCP3202使用SPI协议的简单串行接口与器件通行。器件在5V和2.7V工作电压下的转换率最高分别
为100ksps 和50ksps 。它的工作电压为2.7~5.5V 。其管脚图如图2-7所示。各管脚功能见表2-8。
图2-8 MCP3202管脚图
表2-1引脚功能表
2.4 LED 显示电路
该电路是由一个数码显示管、译码器和一个反相器组成的。能够实现显示三位电压的功能。
1．显示电路
本设计的显示电路如图2-9所示。
LED 显示器是由发光二极管排列组成的一显示器件。它采用低电压扫描驱动，具有：耗电少、使用寿命长、成本低、亮度高、故障少、视角大、可视距离远等特点。虽然LCD 具有零辐射、低功耗、散热小、体积小、图像还原精确、字符显示锐利等优点，但成本相对较高，户外亮度不及LED 的。所以本设计选用LED 显示器。又因为设计要求显示三位数值，选择静态显示器既费资金，又复杂工艺，所以选用三位动态显示器。这里选用共阴显示器，是为了与译码器配合使用，是电路更简单，可行。
由于数码管显示时需要的电流D I 为5-20mA ，所以限流电阻应该为：
Ω===
k 15
5
5D I R ，
因此这里选用Ω?k 18的排阻。选用反相器是由于灌电流太大，
如果不用反相器的话单片机承受不了这么大的灌电流，将无法正常工作。
图2-9 LED显示电路
2．LED数码显示管
三位共阴LED数码管的结构如图2-10所示。8个显示笔划“a，b，c，d，e，f，g，dp”的同名端连在一起，另外为每个数码管的共阴极COM增加位元选通控制电路，位元选通由各自独立的I/O线控制，当单片机输出字形码时，所有数码管都接收到相同的字形码，但究竟是那个数码管会显示出字形，取决于单片机对位元选通COM端电路的控制，所以我们只要将需要显示的数码管的选通控制打开，该位元就显示出字形，没有选通的数码管就不会亮。
图2-10 LED数码管结构图
3．CD4511译码器
CD4511是一个用于驱动共阴极LED数码管显示器的BCD码—七段码译码器。具有BCD转换、消隐和锁存控制、七段译码及驱动功能的CMOS电路能提供较大的拉电流。可直接驱动LED显示器。
引脚排列如图2-11所示。其中a，b，c，d为BCD码输入，a为最低位。LT 为灯测试端，加高电平时，显示器正常显示，加低电平时，显示器一直显示数码“8”，各笔段都被点亮，以检查显示器是否有故障。BI为消隐功能端，低电平时使所有笔段均消隐，正常显示时，B1端应加高电平。LE是锁存控制端，高电平时锁存，低电平时传输数据。a～g是7段输出，可驱动共阴LED数码管。另外，CD4511显示数“6”时，a段消隐；显示数“9”时，d段消隐。
所谓共阴LED数码管是指7段LED的阴极是连在一起的，在应用中应接地。限流电阻要根据电源电压来选取。
图2-11 CD4511引脚图
4．74HC04反相器
74HC04是六反相器，既一个集成块上有六个反相器。输入为高电平，输出就为低电平，输入低电平，输出就为高电平。其管脚分布见图2-12。1A-6A为输入端，1Y-6Y为输出端。
图2-12 74HC04引脚图
第三章软件设计
系统的软件流程如下：
开始时首先初始化单片机，使数码管显示为“0.00”，然后等待定时器时间到，定时器中断时调用A/D转换子程序启动MCP3202。单片机读取检测电压。再将所测电压的数字量经译码后送至数码管显示，此时LED数码管显示的就是干电池的电压值。
具体流程图见图3-1。
图3-1程序流程图
本设计的软件程序见附录2。
第四章调试与仿真
1．软件仿真
仿真步骤：
a.正确安装Keil和Proteus软件。（最好在同一盘中）
b.在Keil工程菜单中选择Target1属性，在调试中U使用Proteus，具体设
置见图4-1。
图4-1 调试设置
c.根据硬件电路原理图在Proteus中画出仿真电路，如图4-2。
图4-2仿真电路图
d.在Keil中将程序编译后，将对应的*.hex文件载入仿真电路的单片机中，
如图4-3所示。
图4-3仿真程序设置
e.设置或改变输入电压的值如图4-4，观察仿真结果。
图4-4 输入电压设置
2．硬件调试
调试步骤：
a.根据硬件原理图将元器件放在单片机开发板合适位置。
b.根据原理图正确连接器件。
c.用万用表检测器件间是否虚焊。
d.将程序载入单片机，运行检测。
e.若显示结果不对，再次检查电路是否正确连接或者虚焊。
第五章结论与心得
我觉得本次设计的一个重要方面是不断地搜索资料，通过多种途径查阅资料，我从图书馆借了有关单片机应用和仿真的书籍。从这些书籍中我了解到单片机的多种类型，如：51单片机、61单片机、AVR单片机等等。虽然说它们的类型不同，但其编程的思想方法是基本一致的。我采取时间最长的搜索途径是利用网络。是的，我感觉网络对我的学习太重要了，在工控网中有大量的单片机编程实例，在那里我了解到了单片机的应用。
本论文通过参阅大量相关文献，了解现有数字电压表的设计原理和发展方向，在总结了前人经验的基础上，采用单片机为核心控制单元，实现了通过软件来对数据进行处理。在设计中为了节省单片机的端口资源，采用了LED动态显示器。在电路制作中，严格按照布线规则进行布线，这一措施使系统的可靠性得以提高。在程序设计中最大限度的减少程序缺陷，使程序合理合序运行。最后，通过反复调试，各硬件电路的参数已经确定，系统软件程序也调试完成，系统各项工作指标已满足。
通过本课题的研究，从原理图的设计到仿真图的绘制、从实际硬件电路的搭建、调试到软件系统程序的编写、调试，所有工作形成了一个完整的系统。整个工作过程培养了我独立研制的能力，也培养了我工程学的思维能力，让我受益匪浅，为我以后的工作奠定了基础。
参考文献
[1]沙占友.新型数字电压表原理与应用[M].机械工业出版社.2006
[2]Grinev.V.G，Grineva.L.V. Amplitude digital voltmeter. Instruments and Experimental
Techniques，1975
[3]刘振忠.数字电压表发展概况和原理[R].电讯工程.1998
[4]柳金龙.浅谈数字电压表的特点[R].中国计量.2004
[5]黄亮.基于AT89C51单片机的数字电压表的设计[R].实用电子制作.2006
[6]宋凤娟,李国忠等.基于89C51单片机的数字电压表设计[M].2007
[7]王守华,李智.基于PC的数字电压表设计[R].今日电子.2006
[8]何循来.高性能八位单片机AT89C51[R].半导体技术.1997
[9]苗红霞.单片机实现数字电压表的软硬件设计[N].河海大学常州分校学报.2002
[10]王建校，杨建国等.51系列电片机及C51程序设计[M].科学出版社.2002
[11]张齐著.单片机应用系统设计技术[M]电子工业出版社
[12]范力旻.单片机原理及应用技术[M]电子工业出版社
[13]谢亮.例说8051[M].人民邮电出版社
开题报告——基于单片机的锂离子电池电量检测系统毕业设计论文
(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！) 南昌工程学院 09 级毕业（设计）论文开题报 告 机械与电气工程学院系（院）电气工程及其自动化专 业 题目基于单片机的锂离子电池电量检测系统设计 班级09电气工程及其自动化（1）班 学号 指导教师饶繁星
日期2013 年 1 月 4 日 南昌工程学院教务处订制
题目：基于单片机的锂离子电池电量检测系统设计 一、选题的依据及课题的意义 随着手机、数码相机、摄像机、手提电脑、音频视频播放器等便携式电子设备的迅猛发展，由于其便携性的特点，便携式设备必须由电池来进行供电。目前，便携式仪表的主流供电电池有铅酸电池，镍镉电池，镍氢电池，锂电池和锂聚合物电池等。与其它主流可充电电池相比，具有高单体电池电压、高功率密度、长循环寿命、无记忆效应、低自放电率等优点。锂电池是指以锂为负极材料的化学电池的总称，大致可分为两类：锂金属电池和锂离子电池。锂离子电池不含有金属态的锂，该类电池具有较高能量质量比和能量体积比。 为了提高电池的使用率及全面掌握电池的状态，大多数设备在应用场合需要显示电池组的剩余电量信息，以供使用者明确电池组的工作状态，及时对电池组进行充电。在电池放电过程中，电池电压与剩余电量、工作时间之间并不是线性关系，所以并不能简单地采用电压采样、函数计算剩余电量。针对该要求，设计了一种基于单片机的锂离子电池电量检测系统，该检测系统的设计对全面掌握锂离子电池的电量状态，提高其利用率具有现实意义。本设计的研究成果若能广泛应用于便携式电子产品，为人类日常生活和生活质量的提高有着深远的意义。
二、研究概况及发展趋势综述 锂电池常用的电量检测方法有两种，一种是利用库仑计，根据电池工作的电流与时间进行计算出电池的实际容量，此种检测方法是最准确的检测方法，一般用的芯片有TI，美信等电池管理芯片，但是成本太高，调试复杂。另一种方法是利用电池工作的电压曲线来分析出电池的容量，这种方式比较简单，成本也低，由于直接采用比较器如LM339，LM324等，检测精度低，检测相对很不准确，温漂大，功耗大。 在满足要求的前提下，本设计尽可能采用简单的锂离子电池电量检测方案，提出的基于单片机的锂离子电池电量检测方案，抗干扰能力强，并且可以实现对锂离子电池电量的高精度检测。 在本设计方案中，没有考虑电池老化等复杂因素对电量检测精度产生的负面影响，所以检测结果稍有误差。未来在要求更高精度的锂离子电池电量检测应用中，该检测系统必须考虑这些复杂问题对检测精度的影响，还需要做进一步的改进，让检测精度提高一个水平。
用电位差计测干电池的电动势和内阻解读
实验五 用电位差计测干电池的电动势和内阻 （参阅课本Ｐ82-88及自编讲义） 实验目的 1.了解电位差计的结构和原理 2.学会使用电位差计 3.测定干电池的电动势及内阻 仪器和用具 检流计，板式电位差计，电阻箱，稳压电源，标准电池，标准电阻，待测电势 实验原理 板式电位差计的工作原理如图5-2所示，AB 为一根粗细均匀的电阻丝，s E 为标准电池，将1K 与s E 接通，适当调节R P ，使检流计指针指零，令此时C 、D 之间的距离为s L ；再将1 K 向下与待测电动势x E 接通，调节C 、D 之间的距离，使检流计指零，令此 时C 、D 间距离为x L 根据补偿条件，可得 s s x x L E L E = 。 为了测定电池内阻R X 内，必须要电池放出一定的电流I ，通常情况下R X 内为常数，因此测量电池内阻的实验线路如图5-3所示。根据全电路欧姆定律U=E-IR 内可知 内 X S X R R E I += 和 S MN IR U = 图5-3测量 电池内阻 由此可得S MN MN X S S MN X x R U U E R R U E R -=-= 内 实验内容 1. 电流标准化调节 图5-2 板式电位差计原理图
按公式计算 当时t温度下标准电池的电动势，置C、D间的长度为L S =5×E S ，把K 1 合向E S ， 精细调节R P ，使I G =0，即电位差计达到平衡。 2. 测量干电池的电动势E X 。 将E X 接入电路中，移动D和C的位置，使检流计的指针指零，即电位差计 达到平衡，记下此时C、D间的距离L X ，可求出E X 。 3. 将标准电阻R并接到E X 处，仿步骤2测出U R ，求出电池的内阻r x 。 注意事项 1、特别注意工作电源E及标准电池E S和待测电池的正负极 2、在电流标准化以后的测量过程中R P不能变动！
电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统测试规程完整
电动汽车用锂离子动力电池包和系统测试规程 1 范围 本标准规定了电动汽车用锂离子动力电池包和系统基本性能、可靠性和安全性的测试方法。 本标准适用于高功率驱动用电动汽车锂离子动力电池包和电池系统。 2 规范性引用文件（其中的一部分） 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 2423.4-2008 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Db 交变湿热（12h＋12h循环）（IEC 60068-2-30:2005,IDT） GB/T 2423.43-2008 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法振动、冲击和类似动力学试验样品的安装(IEC 60068-2-47:2005,IDT) GB/T 2423.56-2006 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Fh：宽带随机振动（数字控制）和导则(IEC 60068-2-64:1993,IDT) GB/T 18384.1-2001 电动汽车安全要求第1部分:车载储能装置（ISO/DIS 6469-1:2000,EQV）GB/T 18384.3-2001 电动汽车安全要求第3部分:人员触电防护（ISO/DIS 6469-3:2000,EQV）GB/T 19596-2004 电动汽车术语（ISO 8713:2002,NEQ） GB/T xxxx.1- xxxx 道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验第1部分:一般规定(Road vehicles - Environmental conditions and testing for electrical and electronic equipment Part 1: General,MOD) GB/T xxxx.3- xxxx 道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验第3部分：机械负荷(Road vehicles - Environmental conditions and testing for electrical and electronic equipment Part 3: Mechanical loads,MOD) GB/T xxxx.4- xxxx 道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验第4部分：气候负荷(Road vehicles - Environmental conditions and testing for electrical and electronic equipment Part 4: Climatic loads,MOD) 3 术语和定义 3.1 蓄电池电子部件 采集或者同时监测蓄电池单体或模块的电和热数据的电子装置，必要时可以包括用于蓄电池单体均衡的电子部件。 注：蓄电池电子部件可以包括单体控制器。单体电池间的均衡可以由蓄电池电子部件控制，或者通过蓄电池控制单元控制。 3.2 蓄电池控制单元 battery control unit （BCU） 控制、管理、检测或计算电池系统的电和热相关的参数，并提供电池系统和其他车辆控制器通讯的电子装置。
蓄电池监测管理系统
蓄电池监测管理系统 一、概述 大量的统计表明，所谓的“蓄电池问题”绝大多数并不是整个蓄电池组的问题，而只是其中个别蓄电池性能劣化或连接处接触不良等原因形成的。如果能在线实时地监测到整个蓄电池组中每一块蓄电池的运行状态和性能以及连接情况，并在发现异常时告知管理部门及时处理，将会从根本上提高供电系统的可靠性和安全性。 数年前开始流行并沿用至今的蓄电池巡检装置，对蓄电池运行状态（主要是端电压）的监测有一定的作用，但这种监测对于供电系统的可靠性、安全性所起的作用十分有限。其原因是：即便是性能很差或连接不良的蓄电池在浮充状态时，端电压的变化并不明显，而等到蓄电池放电时发现异常，往往为时已晚。 从上世纪七十年代以来，国际上一些知名的公司和专家，通过深入地研究和探讨，发现通过测试蓄电池的内阻（或电导）可以较好的对应蓄电池的性能。
TLKS-BTS-I / BATT TEST SERVER分布式蓄电池性能在线监测系统，采用了国际上在蓄电池监测领域的最新研究成果，在实时性、准确性、抗干扰性、现场安装便捷性等各方面都有突出的特点，有很高的性价比。 二、原理示意图 采用蓄电池性能监测领域的最新研究成果——暂态直流小电流电量比较法。使暂态小电流流过已知电阻 R0和被测蓄电池内阻 R 内，同步测量暂态小电流在这两种电阻上的消耗电量，这两个电量值各自与其负载电阻 R0和 R 内的阻值成正比，通过这些量值的比例关系即可求得被测电池的内阻（或电导）。 将检测到的值数字化，通过GPRS/CDMA等的数据通道，实时上传到监测中心，中心收到数据后，加以分析，给出服务的建议。
（图1）系统原理示意图三、主要功能 1．能监测蓄电池浮充电压； 2．能监测蓄电池放电电压； 3．能探测蓄电池温度； 4．能给出蓄电池的电压曲线；
动力电池管理系统硬件设计电路图
动力电池管理系统硬件设计电路图 电动汽车是指全部或部分由电机驱动的汽车。目前主要有纯电动汽车、混合电动车和燃料电池汽车3种类型。电动汽车目前常用的动力来自于铅酸电池、锂电池、镍氢电池等。 锂电池具有高电池单体电压、高比能量和高能量密度，是当前比能量最高的电池。但正是因为锂电池的能量密度比较高，当发生误用或滥用时，将会引起安全事故。而电池管理系统能够解决这一问题。当电池处在充电过压或者是放电欠压的情况下，管理系统能够自动切断充放电回路，其电量均衡的功能能够保证单节电池的压差维持在一个很小的范围内。此外，还具有过温、过流、剩余电量估测等功能。本文所设计的就是一种基于单片机的电池管理系统。 1电池管理系统硬件构成 针对系统的硬件电路，可分为MCU模块、检测模块、均衡模块。 1.1MCU模块 MCU是系统控制的核心。本文采用的MCU是M68HC08系列的GZ16型号的单片机。该系列所有的MCU均采用增强型M68HC08中央处理器(CP08)。该单片机具有以下特性： (1)8MHz内部总线频率；(2)16KB的内置FLASH存储器；(3)2个16位定时器接口模块；(4)支持1MHz～8MHz晶振的时钟发生器；(5)增强型串行通信接口(ESCI)模块。 1.2检测模块 检测模块中将对电压检测、电流检测和温度检测模块分别进行介绍。 1.2.1电压检测模块 本系统中，单片机将对电池组的整体电压和单节电压进行检测。对于电池组整体电压的检测有2种方法：(1)采用专用的电压检测模块，如霍尔电压传感器；(2)采用精密电阻构建电阻分压电路。采用专用的电压检测模块成本较高，而且还需要特定的电源，过程比较复杂。所以采用分压的电路进行检测。10串锰酸锂电池组电压变化的范围是28V～42V。采用3.9M?赘和300k?赘的电阻进行分压，采集出来的电压信号的变化范围是2V～3V，所对应的AD 转换结果为409和*。 对于单体电池的检测，主要采用飞电容技术。飞电容技术的原理图如图1所示[2]，为电池组后4节的保护电路图，通过四通道的开关阵列可以将后4节电池的任意1节电池的电压采集到单片机中，单片机输出驱动信号，控制MOS管的导通和关断，从而对电池组的充电放电起到保护作用。
锂电池的综合测试系统的研究
锂电池的综合测试系统的研究 摘要：随着锂电池的应用越来越多，对生产的锂电池产品质量提出了更高的要求。与此同时，对锂电池检测系统也提出了更高的要求。本文主要介绍了一种基于单片机控制的锂电池全面综合测试系统。对其工作原理进行了叙述。 关键词：锂电池；检测系统；单片机；采集电路 1.引言 现在，使用的各种电池中，锂电池是近几十年发展起来的一种新型电源，具有很高的能量、没有记忆性、无污染等优点，成为首选的便携式设备的电源。自90年代的时候，日本的索尼公司成功开发了锂电池开始，锂电池一直是各个国家研究和开发的热点。随着快速发展的电子设备，锂电池需求越来越多。对锂电池测试设备的需要变得也越来越多。在我国许多的电池制造商引入外国电池的测试设备，但是非常的昂贵。国内的检测设备的测量精度、系统的稳定性、设备的利用率和自动化程序等都非常的低。 因此，研制开发一套成本合理，并可以满足需求的大规模生产的自动化的锂电池化成、测量、分选系统，是众多的锂电池制造商非常需要的。 2.锂电池检测系统的总体设计 在电池充电和放电的过程中电流、电压的精度确保控制在规定范围内是系统的核心控制方法。系统采用恒定电流电压的方法，即在恒流充电状态，不断检测每节电池的电压，当检测到充电电池电压达到饱和值时，充电状态从恒流充电状态自动进入恒压充电状态。恒压充电状态下，保持恒定的充电电压，当充电电流下降到规定值时，恒压充电状态终止。还设置最大恒压充电状态下时间值，一旦方式转换在恒压充电状态下，充电的时间过长，立即停止充电，是锂电池安全充放电的保证。 该系统采用模块化结构，使设备安装简单易于维护。共有512个检测点在每一台设备中，分为8个部分，有64个检测点在每一部分中，配置单独的恒流源在每个检测点上，实现单点独立控制和彼此互不影响的系统。该系统采用DSP 控制器作为主控器控制，8位单片机作为分控制器来控制，一个分控制器控制一个部分。因此使用DSP、单片机、开关恒流源相结合，形成智能的锂电池综合测试系统。如图1所示系统的结构框图。主要组成由 2.1.上位机 上位机通过串行总线发送数据到DSP主控制器，控制器控制系统操作启动、停止、分类的信息等，并实时接收主控制器电池测试数据。进行数据显示，并绘制曲线图。我们选用PC机作为上位机。
基于单片机的蓄电池监测系统设计
河南科技大学 课程设计说明书 课程名称电气控制技术 题目基于单片机的蓄电池容量测试系统设计学院农业工程学院＿＿班级＿＿学生姓名 指导教师＿＿＿日期 2015年4月3日
专业课程设计任务书 班级：农电112 姓名：唐聪杰学号：111403010224 设计题目：基于单片机的蓄电池容量测试系统设计 一、设计目的 熟悉专业课程设计的相关规程、规定，了解电力系统，电网设计数学模型的基本建立方法和相关算法的计算机模拟，熟悉相关电力计算的内容，巩固已学习的相关专业课程内容，学习撰写工程设计说明书，对电力系统相关状态进行模拟，对电网设计相关参数计算机计算设计有初步的认识。 二、设计要求 （1）通过对相应文献的收集、分析以及总结，给出相应项目分析，建立数学模型。（2）通过课题设计，掌握电力系统计算机算法设计的方法和设计步骤。 （3）学习按要求编写课程设计报告书，能正确阐述设计方法和计算结果。 （4）学生应抱着严谨认真的态度积极投入到课程设计过程中，认真查阅相应文献以及实现，给出个人分析、设计以及实现。 三、设计任务 （一）设计内容 1．了解蓄电池容量测试原理； 2．设计基于单片机的蓄电池容量测试系统，包括软件和硬件； 3．利用protues软件对所设计系统进行仿真； 4．相关论文在学校图书馆中文数据库“万方数字化期刊”中查找。 （二）设计任务 1．建立相关算法、模型。 2．设计说明书，包括全部设计内容，对电力系统相关状态进行模拟。 3．总体方案图，仿真软件模拟波形图，计算相关参数。 四、设计时间安排 查找相关资料（2天）、确定总体方案，进行必要的计算。（1天）、对电力系统相关状态进行模拟，计算相关参数，（2天）、 使用（MATLAB）等相关软件进行电路图系统图设计与仿真。（2天）、撰写设计报告（2天）和答辩（1天）。 五、主要参考文献 [1] 电力工程基础 [2] 工厂供电，电力系统分析 [3] 相关设计仿真软件手册，如（MATLAB）等。 [4] 数学建模算法分析等 [5] 电气工程设计手册等 [2] 图书馆中文数据库“万方数字化期刊”其他相关网络资料 指导教师签字：年月日
锂电池各种认证
锂电池要做CCC认证还是CQC认证 锂电池是做CQC认证,测试标准：GB31241 一、什么是CCC认证： 国家强制性产品认证标志名称为“中国强制认证”（China Compulsory Certificatio n）, 英文缩写为“CCC”，也可简称“CCC”标志。标志图案和种类国家质检总局和国家认监委公布了第一批实施强制性产品认证目录，该目录以原进口商品安全质量许可制度的产品和安全认证强制性监督管理的产品为基础，进行了少量调整。目录涉及安全、EMC、环保要求，包括19大类，132种产品。 二、CQC认证流程： 1）认证申请和受理； 2）型式试验； 3）工厂审查； 4）抽样检测； 5）认证结果评价和批准； 6）获得认证后的监督。
三、CQC认证资料： 1）填写附件CQC申请表； 2）填写附件工厂检查调查表 3）提供申请人、制造商、生产厂的营业执照、组织机构代码 4）电池和电芯规格书 5）安全关键元器件清单； 6）IC,MOS,PTC等规格书； 7）电池标签 四、CQC认证价格及周期： 正常周期：4-6周 企业申请印度BIS认证时要注意哪些问题 现在很多厂商都将产品出口印度，在印度的产品需要申请BIS认证。对于申请者来说，强制性注册法令主要强调了以下内容，注册申请者应予以关注： 1. 实施日期。 对于本地制造的产品自生产日期起算，对于进口产品自进口日期起算。
对于在生效日期以后到达印度的产品，必须遵守强制性注册要求并加贴自我声明。 如果在该日期以后进入印度，如果没有加贴自我声明标签，将不能清关。 2. 注册申请人。 注册证书申请人/持有人可以是国内制造商或工厂，但注册申请必须由其在印度当地的分公司进行，或授权印度当地代理商向BIS递交申请，直至完成注册。 3. 产品注册码。 产品注册码应由制造商或进口商申请，注册码由BIS提供。 注册码与制造商、工厂地址(即使工厂在海外)和产品相关联。 每个制造单元都需要独立申请注册，即使是由同一家工厂在不同厂址生产的同一产品。制造商(工厂)的本地授权代表可代表工厂进行注册申请。 4. 测试报告。 如果产品是通过OEM方式生产的，且产品已经在海外实验室或是CB实验室按照国际安全标准进行测试或加贴了CE、UL、FCC标志，也需要重新进行测试。 法令要求提交BIS认可的实验室出具的有效测试报告(90天内)提交强制注册。 5. 自我声明标签。
怎样测量串联电池组电压
怎样测量串联电池组电压 目前，发电厂、变电站的操作电源系统大多采用直流电源，直流电源系统是发电厂、变电站非常重要的一种二次设备，它的主要任务就是给继电保护、断路器分合闸及其它控制提供可靠的直流操作电源和控制电源，它要求配置蓄电池系统。实践经验表明，在所有表征蓄电池的参数之中，蓄电池的端电压最能体现蓄电池的当前状况。可以根据端电压判断蓄电池的充、放电进程，当前电压是否超出允许的极限电压。还可以判断蓄电池组的均一性好坏等。因此，对蓄电池的端电压的测量十分重要。 1 共模测量法 共模测量是相对同一参考点，用精密电阻等比例衰减各测量点电压，然后依次相减得到各节电池电压。该方法电路比较简单，但是测量精度低。比如，24节标称电压为12V的蓄电池，单节电池测试精度为0.5%的测试系统，单节电池测试绝对误差为±60mV，24V节串联积累的绝对误差可达1.44V，显然，其相对误差可达到12V，这在应急电源监控系统中经常会造成误报警，所以不能满足应急电源监控系统的要求。这种方法只适合串联电池数量较少或者对测量精度要求不高的场合。 2 差模测量法 差模测量是通过电气或电子元件选通单节电池进行测量。当串联电池数量较多而且对测量精度要求较高时，一般应采用差模测量方法。 2.1继电器切换提取电压 传统的比较成熟的测试方法是用继电器和大的电解电容做隔离处理，其基本的测试原理是：首先将继电器闭合到蓄电池一侧，对电解电容充电；测量时把继电器闭合到测量电路一侧，将电解电容和蓄电池隔离开来，由于电解电容保持有该蓄电池的电压信号，因此，测试部分只需测量电解电
容上的电压，即可得到相应的单体蓄电池电压。此方法具有原理简单，造价低的优点。但是由于继电器存在着机械动作慢，使用寿命低等缺陷，根据这一原理实现的检测装置在速度，使用寿命，的可靠性方面都难以令人满意。为解决上面问题可将机械继电器改用光耦继电器，这样无需外加电解电容提高了可靠性，速度和使用寿命也随之达到要求，但相对成本要大大提高。用光电隔离器件和大电解电容器构成采样，保持电路来测量蓄电池组中单只电池电压。此电路缺点是：在A/D转换过程中1电容上的电压能发生变化，使精度趋低，而且电容充放电时间及晶体管和隔离芯等器件动作延迟决定采样时间长等缺点。 2.2V/F转换无触点采样提取电压 V/F转换法的原理图1所示，其原理如下：信号采集采用V/F转换的方法，单节蓄电池采用分别采样，取单节蓄电池的端电压经分压（降低功耗）后作为V/F转换的输入，分压电阻的分散性可通过V/F转换电路调整V/F转换信号输出通过光电隔离器件送到模拟开关，处理器通过控制模拟开关采集频率信号。数据采集电路与数据处理电路采用光电隔离和变压器隔离技术，实现两者之间电气上的隔离。但采用V/F转换作为A/D转换器的缺点是响应速度慢，在小信号范围内线性度差，精度低。 图1V/F转换法的原理图 2.3浮动地技术测量电池端电压 由于串联在一起的电池组总电压达几十伏，甚至上百伏，远远高于模拟开关的正常电压，因此需要使地电位随测量不同电池电压时自动浮动来保证测量正常进行，其原理图2所示。每次时，先由模拟开关选通，使其被测电池两端的电位信号接入测试电路，此信号一方面进入差分放大器；另一方面进入窗口比较器，在窗口比较器中与固定电位Vr相比较，从窗口比较器输出的开关量状态可识别出当前测量地（GND）的电位是太高，太低或者正好（相对于Vr）。如果正好，则可以启动A/D进行测量。如果太高或太低，则通过控制器对地（GND）电位行浮动控制。由于地电位经常受现场干扰发生变化，而该方法不能对地电位进行实时精确控制，因而
碱性干电池电池电量评测(南孚聚能环5号-LR6-AA)
南孚聚能环5号LR6 AA 无汞碱性电池评测 测试产品：南孚聚能环5号（LR6 SIZE AA）无汞碱性电池 公司网站： 产品型号：LR6 执行标准：GB/T 8897.2-2005 生产日期：2005年12月 测试时间：2006年1月 测试温度：20℃±5℃ 价格：10.90元（六支装） 单价： 1.82元/支 一次电池（碱性、碳性）测试方法说明： 一次电池的检测方法与镍氢、锂离子电池的恒流放电方法不同，采取的是恒电阻放电测试法，简单来说就是把电池和一规定阻值的电阻串联进行放电，再测量放电电压降到某一电压值时的放电时间来衡量。由于一次电池测试标准出现较早受当时测量技术所限很难提供mAh（毫安时）和mWh（毫瓦时）指标，所以仅使用了一个放电时间来简单衡量。而目前测量技术已经大大进步，同时也为了与前面的镍氢电池对比，本实验室所有一次电池的测试中均提供mAh和mWh指标。 还需要说明的是，一次电池适合于小电流间断放电环境，如果对其进行大电流放电电压很快就会下降到截止电压以下，而且越大电流放电一次性放出的容量就越小。所以测试中不同阻值放电的容量是不
一样的，小阻值（大电流）放电无法一次放干净，放完电的电池放置一段时间电压就会恢复。 一、外形包装 三、重量及尺寸 质量测量： 1＃：23.854 g 2＃：23.886 g 3＃：24.045 g 4＃：23.819 g 5＃：24.132 g 6＃：23.923 g 平均质量：23.943 g
尺寸： 1＃：直径：13.94mm 高：50.32mm 2#：直径：13.94mm 高：50.34mm 3＃：直径：13.94mm 高：50.16mm 4#：直径：13.94mm 高：50.16mm 5＃：直径：13.94mm 高：50.36mm 6#：直径：13.94mm 高：50.32mm 平均尺寸：直径：13.94mm 高：50.28mm 四、电气试验
锂电池检测
锂电池检测 电池测试是一项看似简单却不简单，基础又重要的工作。当拿到一只电池或一组电池组时，怎样判断它的好坏呢？单从外表上我们得不到太多的有用信息，这就需要借助设备仪器对电池进行有目的的测试。 在测试之前我们一定要先收集这个电池的信息，比如这个电池是用在什么地方的，电池的关键材料是什么，电池的型号是什么，它是能量型的还是功率型的。这样我们才能有针对性的对电池或电池组作出准确的评价。电池按照应用范围的不同可以分为能量型电池和功率型的电池，两种电池的区别在于一中适合于小电流放电，一种适合于大功率放电，一种能量密度相对较大，一种能量密度相对较小。对电池的测试可以参考不同的标准，有国家标准有行业标准也有国外的标准，我们公司目前的动力电池测试是采用的汽车行业的动力锂离子电池检测标准《电动车辆用锂离子电池》 一、单体电池的检测 1.基本性能 基本性能包括电池的容量（一般常温25℃0.5C或1/3C）、内阻、质量、体积和能量比。 例： 1.1某厂样品电池基本性能
从基本性能上我们可以判断出电池的一致性，上面的数据可以看出此电池内阻质量容量和中值电压上差值较小，所以其内阻。 2.电化学性能 电化学性能是电池最重要的性能也是直接反应电池好坏的一项性能。电化学性能主要包括倍率性能、循环性能、高低温性能、搁置贮存性能等 2.1倍率性能 倍率的概念都知道了，就不多说了。不同电池要测试的倍率也不一样。能量型的电池对倍率性能的要求不高，所以测试的最大倍率可以小些。功率型的电池要测试的最高倍率就要大很多，根据情况甚至可以达到15C。 那么倍率性能要关注那些东西呢？首先最应关注的是其倍率放电平台电压。平台电压没有一个确切的概念，行业内一般把电池放电的中值电压（即容量放出一半时电池的放电电压）定为电压平台。我们平时说锰锂的工作电压是3.7v，钴锂和三元的工作电压是3.6v，磷
电压
龙湖一中导学案设计 学习过程: 学习内容一：电压 学习指导：阅读课本P55—P56的文字与插图，基本概念、定义用红笔作上记号。 【自学检测】 1．要在一段电路中产生电流，它的两端就要有电压，电源的作用就是给用电器提供电压。 2．电压的单位是伏特，简称伏，符号是V。比它大的单位是千伏，比它小的单位是毫伏。 3．家庭电路中的电压是220_V，手机电池的电压一般是3.6_V，干电池的电压是1.5_V。 4．单位换算：1 kV＝1000_V，1 V＝1000_mV。 【合作探究】教师巡视辅导。 1．利用P56图16.1－2中的器材连接电路让小灯泡发光，比较小灯泡在哪种情况下发光较亮。
答：用两节干电池时，灯泡发光较亮。 2．利用两节干电池并联，小灯泡、开关、导线连接电路让小灯泡发光，亮度怎样？ 答：亮度与一节干电池一样。 小结：串联的电池越多，灯泡就越亮。这说明电流强弱与电源有关。 3．想一想：生活中还有哪些地方用到类似的方法来增加灯泡的亮度？ 4．灯泡能发光是因为电路中有电流流过，要在电路中产生电流，需要导体中的自由电子作定向移动，导体中的自由电子要作定向移动需要受到推动力，这个推动力就是由电源提供的。 【展示交流】教师掌握情况。 【精讲点拨】 在PPT上展示下例图片： 如上图，左图是水流形成的过程图，右图是电流形成的过程图，其中水流相当于电流，涡轮(利用水流工作的机器，例如水车)相当于电灯，阀门相当于开关，抽水机相当于电源。 由图可知，水流的形成是由于水路中存在着水压的缘故，它由抽水机提供； 同理，电流的形成是由于电路中存在着电压的缘故，它由电源提供的。 这种研究方法叫类比法。 【即时练习】 1．单位换算：539 mV ＝0.539 V＝5.39×10－4 kV。 2．下列有关电压的说法中，正确的是( C ) A．某电路中有电流，它的两端不一定有电压 B．某电路两端有电压，电路中一定有电流 C．自然界中，有的动物本身就可以产生电压，用来自卫 D．电源是提供电压的装置，不同的电源提供的电压一定是不相同的 【课堂小结】 课后反思
2020年锂电池检测系统行业分析
2020年锂电池检测系统行业分析 一、行业变动趋势及原因 (2) 二、影响行业发展的因素 (2) 1、有利因素 (2) （1）国家政策对锂电池及其设备制造行业的大力支持 (2) （2）锂电池行业市场需求旺盛，下游厂商寻求产能扩张 (3) （3）下游厂商对设备性能、可靠性和智能化的需求增加 (3) （4）全球锂电池生产线逐步向中国转移 (4) （5）充电基础设施有望进入快速发展阶段 (5) （6）消费类和小动力锂电池市场增长 (6) （7）电化学储能装机规模快速增长 (7) 2、不利因素 (8) （1）国内企业在资金、技术、规模等方面与国际先进水平尚存差距 (8) （2）缺乏综合型专业人才 (8) （3）行业标准缺乏 (8) 三、行业经营模式 (9) 四、行业竞争格局 (10)
一、行业变动趋势及原因 经过多年发展与积累，新能源汽车产业技术水平显著提升、产业体系日趋完善，产销量、保有量提升，电动化、网联化、智能化发展势头强劲，共享化市场孕育兴起，产业进入叠加交汇、融合发展新阶段。根据中国汽车工业协会数据显示，2019年我国新能源汽车产销量分别达到124.2万辆和120.6万辆，相较于2014年10.32万辆与9.74万辆的产销量，年复合增长率分别为164.47%和165.41%，新能源汽车市场正处于快速发展阶段，进而带动了锂电池行业的发展，直接促进了多家大型锂电池厂商进行产能扩容或兴建新厂。 市场的快速发展将带动锂电池检测系统、锂电池智能制造设备、储能相关产品及智能充电基础设施等相关产业快速发展。但由于国家逐步降低对新能源汽车的补贴，造成新能源汽车企业利润下降，也对锂电池成本的降低提出了新的要求，成本压力将传导至锂电池设备企业，因此，不排除未来锂电池检测系统产品价格下降的可能。 二、影响行业发展的因素 1、有利因素 （1）国家政策对锂电池及其设备制造行业的大力支持 锂电池技术是解决大规模电网储能、新能源汽车动力电池等领域技术的主要发展方向，而锂电池生产工艺的提升离不开锂电池设备制造行业的发展。国家目前将电动汽车等新能源行业列入重点发展的新
锂电池保护板的简单检测方法
锂电池保护板的简单检测方法 锂电池保护板对锂电池进行过充、过放、过流（充电过流、放电过流和短路）保护，有些保护板上设计有热敏电阻，用于对电池进行过热保护，但过热保护通常是由外电路完成的，并不由保护板实现。保护板上的热敏电阻仅仅是给外电路提供一个温度传感器。如果保护板不良，电池就很容易损坏。本文介绍一种锂电池保护板的简单检测方法。 检测电路如下图： 电路很简单，主要元件就是一个电容和两个电阻，两个开关可以用鳄鱼夹或手动搭线都没问题的。色框内的部分是锂电池保护板的内电路。 原理： 电解电容C连接到保护板上的电池接点（B+，B-）上，充当电池，可进行充电和放电，连接时别弄错极性就行。电压表（数字万用表20V电压档）并联在电容两端，用于监视电池电压。 初始时，电容C没电，保护板上的控制芯片无工作电源，保护板处于全关断状态，即使接通开关K2，电容也不会充电。断开开关K2，电容也无电可放。即使电容有电，但电压达不到保护芯片的工作电压，也不会通过R1、R2放电。 如果带保护板的锂电池（比如手机电池）放置太久，电池因自身放电和保护板电路耗电使电池电压低于保护板上控制芯片的工作电压，保护板则全关断。测量电池引出电极P+、P-无电压，充电也充不进，就相当于上述这种初始情况。对这样的电池，一般人只能将它报废处理。其实很多时候电池并没有坏，只是必须拆开电池的封装外壳跳过保护板直接给电池芯充电，当电池芯的电压达到保护板上控制芯片的工作电压之后，电池才起死回生，能正常充电和使用。 本电路中，电容C充当电池的作用，下文关于电路原理的叙述中一律称之为电池。 接通开关K2，如前所述，电池并不会充电。按下按钮开关K1，5V电源通过R1、保护板的P+、B+（保护板上的这两个接点是直通的）、K1给电池充电，电压表上可实时读取电池两端的电压，当电池电压上升到控制芯片的工作电压（约2V）时，放开K1，这时保护板已正常工作，电池会继续充电，电池电压持续上升。如果想知道保护板在多大的电池电压下开始工作，不要长按K1，按一下，放一下，让电池电压每次上升一点点，注意观察电池电压，当电压到某个值时，不按K1电池电压也继续上升，则这个值就是保护板开始工作的最低电池电压值。 当电池电压上升到过充启动电压时（约），保护板关断充电通路，进入过充保护状态，充电停止。这时电压表上显示的就是过充保护电压。由于电压表有内阻，以及保护板上控制芯片工作也需要耗电（电流很小），所以电池通过这两条通路缓慢放电，电压表上可看到电池电压缓慢下降。当下降到控制芯片的过充解除电压（约）时，过充
电池检测系统硬件说明
BTS电池检测系统（串口版）硬件说明 共11 页 （包括封面） 深圳市新威尔电子有限公司 二零零九年一月
目录 1小功率BTS电池检测系统3 1.1下位机外观结构及组成3 机箱前面板示意图3 机箱后面板示意图3 与上位机（PC）的连接3 1.2下位机硬件的工作流程3 电源供电过程4 指令执行过程4 通道数据采样反馈过程5 1.3 BTS小电流设备的安装与调试5 1.4 电池夹具5 2大功率BTS电池检测系统6 2.1大功率BTS主要硬件结构6 2.2大功率BTS 工作流程6 2.3主要硬件介绍7 2.3.1下位机板功能7 2.3.2 CCDC通道板功能7 2.3.3 防干扰板功能8 2.3.4 防反接板功能8 2.3.5 电阻箱功能9 2.3.6 散热器功能9 2.4大功率BTS设备设计实例9 设计步聚9 单通道所需电源个数10 单通道CCDC通道板的个数10 确定机箱型号10 2.5大功率BTS常见故障11 振动11 干扰11 反接11
1 小功率BTS电池检测系统 小功率BTS串口版工作模式通常是由上位机直接与下位机串联工作，实现对下位机的控制。上位机（PC计算机）部分主要由数据分析软件（BTSDA7.0）与客户端控制软件（TC53）组成。 1.1 下位机外观结构及组成 机箱前面板示意图 ①电源及状态指示灯 ②电源开关 ③通道工作指示灯(共八个) ④电池上下夹具（中间夹电池） ⑤164插座，连接鳄鱼夹具 机箱后面板示意图 ①通讯口插座 ②电源插座 ③通讯线 与上位机（PC）的连接 1（①）RS-232通讯口，与（③）通讯线一端相连； 2（②）电源接220V交流电； 3（③）通讯线的另一端用来连接上位机（PC电脑）。 1.2 下位机硬件的工作流程
干电池放电报告
干电池放电特性测量仪（H题）参赛队号：___________
基于干电池放电特性测量仪设计报告 摘要：本测量仪以STM32单片机为核心，通过按键控制继电器，从而控制负载的切换。不同的负载下干电池放电不同，返回不同的电压、电流值，经W25X16串行Flash进行存储，同时在LCD12864上实时显示。本测量仪能通过键盘选择功能显示干电池放电曲线。 关键词：STM32（核心单片机）干电池放电电压、电流采集放电曲线保存
一、系统方案 1.方案论证与比较 1）单片机 方案1：采用8位的8051单片机，该类单片机技术成熟，编程操作简单，价格便宜。但由于系统用到了高精度A/D采样、实时时钟等部分，使外围电路变得复杂，并且该单片机的运行速度较慢，增加了执行难度，不利于程序的编写和系统的实现。 方案2：采用STM32单片机作为核心控制，其自带16通道12位A/D，以及自带RTC实时时钟，因此不需要外部时钟芯片就能产生精确地秒中断。主频可达72MHZ，且资源丰富、速度高、稳定性强，性价比高。降低了此系统地执行性难度。 综上，根据此测量仪的要求选取方案2，且此系统所用I/O较少，所以选用48脚封装的STM32f103c8T6作为核心控制模块。 2）电流采集 方案1：采用OP07放大。OP07是一种低噪声，非斩波稳零的双极性运算放大器集成芯片。其具有非常低的输入失调电压（最大150μV）、输入偏置电流（±2nA）和开环增益高（对于OP07A为300V/mV）的特点，这种低失调、高开环增益的特性使得其特别适用于高增益的测量设备和放大传感器的微弱信号等方面。 方案2：采用INA128P放大。INA128是一种低功耗、高精度的通用仪表放大器，是三运放仪，反馈电流输入电路即使在高增益条件下(G=100时200kHz)也可提供较宽的带宽。且单个外部电阻可实现从1至10000的任一增益，具有非常低的偏置电压(最大50μV)、低输入偏置电流（最大5nA）和温度漂移（最大0.5μV/°C）以及高共模抑制比（最小120dB）。 实验表明，采用INA128P放大更为稳定，且其用一个电阻即可实现增益外围电路,可以使设计变得更加简单。因此采用方案2。 3）电压采集 采用电阻分压的方法实现。采用两个1‰的10K电阻分压，不仅简单易实现且精度和准确度都符合要求。故采用此方法采集电压。 4）储存 方案1:选用AT24c1024（EEPROM），低电压操作（2.7V到5.5V），内部组
LAND电池测试系统操作规程
LAND电池测试系统操作规程 1. 进行电池测试，用参比电极（三电极）时，用四端子鳄鱼夹，小红夹接参比电极，大红夹接镍片正极，大黑夹、小黑夹负极电极片依次连接。 2. 软件启动前，应先打开软件测试系统电源，并保证测试系统的通信口与计算机串口连接可靠。 3. 用鼠标双击“LAND电池测试”快捷图标，启动测试仪软件，寻检到箱号且 测试仪上的时钟与计算机系统时间同步，说明工作状态正确，即可进行设置过程测试。 4. 工作过程设置：即通道自动测试过程编程。 5. 通道实时状态显示：主界面即是通道实时状态显示窗口。 6. 通道选取：用鼠标左键点击通道的电池轮廓，电池轮廓的外围会出现一个黄色的矩形框，他表示通道已被选取。 7. 选择弹出菜单条目，“启动…”即可进入“启动”对话框。 点击“当前过程名称”选择合适的工作过程； 点击“编辑”编辑当前选定的测试过程（不允许改变其过程名称）； 点击“快速调入”从过程模板文件或过程模板组文件中调入过程参数； 点击“通道标注”可以定义与通道相关的备注文字； 设定“数据备份方案”即预约备份方案。 8. 工作过程执行完毕，通道自动停止。但用户可以在必要的时候，点击“停止”强行终止。 9. 强行跳转：选择弹出菜单条目“强制跳转”，然后选择即将跳转的“工作步骤”，点击“跳转”按钮，完成“强制跳转”操作。 10. 过程参数重置：其操作与“启动通道”完全一样。是在测试中途，动态的替换掉以前设置的工作过程，而仍然保持当前的工作步号不变。 11. 续接启动：对于已经工作停止的通道（包括用户停止、安全停止以及测试完成），可使用“续接启动”功能，恢复原来的测试工作，并保持数据接续。 12. 活性物质参数：点击弹出菜单条目“活性物质参数”即可设置。 13. 测试数据备份： （1）数据预约备份：测试完成（或强制停止）后才有数据备份需求，这样进行数据备份的次数也是最少的。可以再通道“启动”时定义，也可以在通道“过程 参数重置”时定义；
锂离子电池以及保护电路
锂离子电池保护电路包括过度充电保护、过电流/短路保护和过放电保护,要求过充电保护高精度、保护IC功耗低、高耐压以及零伏可充电等特性.本文详细介绍了这三种保护电路的原理、新功能和特性要 求. 近年来,PDA、数字相机、手机、便携式音频设备和蓝牙设备等越来越多的产品采用锂电池作为主要电源.锂电池具有体积小、能量密度高、无记忆效应、循环寿命高、高电压电池和自放电率低等优点,与镍镉、镍氢电池不太一样,锂电池必须考虑充电、放电时的安全性,以防止特性劣化.针对锂电池的过充、过度放电、过电流及短路保护很重要,所以通常都会在电池包内设计保护线路用以保护锂电池. 由于锂离子电池能量密度高,因此难以确保电池的安全性.在过度充电状态下,电池温度上升后能量将过剩,于是电解液分解而产生气体,因内压上升而发生自燃或破裂的危险;反之,在过度放电状态下,电解液因分解导致电池特性及耐久性劣化,从而降低可充电次数.
保护电路图 该电路主要由锂电池保护专用集成电路ＤＷ０１，充、放电控制ＭＯＳＦＥＴ１（内含两只Ｎ沟道ＭＯＳＦＥＴ）等部分组成，单体锂电池接在Ｂ＋和Ｂ－之间，电池组从Ｐ＋和Ｐ－输出电压。充电时，充电器输出电压接在Ｐ＋和Ｐ－之间，电流从Ｐ＋到单体电池的Ｂ＋和Ｂ－，再经过充电控制ＭＯＳＦＥＴ到Ｐ－。在充电过程中，当单体电池的电压超过４．３５Ｖ时，专用集成电路ＤＷ０１的ＯＣ脚输出信号使充电控制ＭＯＳＦＥＴ关断，锂电池立即停止充电，从而防止锂电池因过充电而损坏。放电过程中，当单体电池的电压降到２．３０Ｖ时，ＤＷ０１的ＯＤ脚输出信号使放电控制ＭＯＳＦＥＴ关断，锂电池立即停止放电，从而防止锂电池因过放电而损坏，ＤＷ０１的ＣＳ脚为电流检测脚，输出短路时，充放电控制ＭＯＳＦＥＴ的导通压降剧增，ＣＳ脚电压迅速升高，ＤＷ０１输出信号使充放电控制Ｍ
电池测试系统说明书
电池测试系统使用说明书 2012年09月
目录 第一章简介 (1) 第二章性能概述 (2) 第三章硬件结构 (5) 一、机箱前面板示意图 (5) 二、机箱后面板示意图 (5) 三、电池夹具使用说明 (5) 四、与计算机连接 (6) 第四章控制软件BXTech-BTS使用说明 (7) 一、软件运行环境 (7) 二、安装方法 (7) 三、软件启动 (7) 四、软件功能概述 (8) 五、软件的使用 (9) 第五章售后服务承诺 (20) 第六章附件 (21) 一、设备的安全操作 (21) 二、测试过程的安全保护设置 (22) 警告： 1．使用测试设备前，请仔细阅读本说明书中的安全事项。 2．不正当的测试操作，会导致电池损坏或者发生危险。 3．设备在测试中，设备外壳必须接地，以确保安全正常工作。 4．设备在通电中，不得强行拆拔器件，否则会导致设备损坏
第一章简介 BXTech系列电池测试系统是针对锂聚合物、锂离子、镍氢、镍镉等电池而研制的新一代通用型电池测试系统。该系统支持包括材料研究、电池循环测试、电池化成、容量分选、组合电池测试、成品电池测试、电池测试数据处理等电池测试领域的绝大部分应用。 根据锂离子电池测试标准，锂离子电池在恒流充电后必须经过一个恒压充电过程，才能将电池充满（大约有10-20%甚至多的电能是靠恒压充电充入的）,因此，BXTech 系列电池测试系统为每个电池通道设有独立的恒压源及恒流源，恒压源及恒流源均可任意编程控制，这就为锂离子电池测试提供了符合国际测试设备标准的硬件平台。 另外，针对动态内阻测试的需求,每一电池通道可增设独立的脉冲源。 BXTech系列电池测试系统采用模块化结构，系统可升级性好。 模块外形图