畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)(文件)
【正文】 文介紹單片機(jī)時(shí)已經(jīng)提到，溫敏電阻上的電壓由單片機(jī)直接定時(shí)采樣，與單片機(jī)上的P1口相接，然后由MCU系統(tǒng)中的A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，從而對蓄電池環(huán)境溫度進(jìn)行監(jiān)控，而上圖中的R12為保護(hù)溫敏電阻的限流電阻。R11為可變電阻，改變阻值從而調(diào)節(jié)LCD顯示屏的對比度，D0~D7數(shù)據(jù)總線則與單片機(jī)的P0口相接，顯示當(dāng)前環(huán)境溫度、鋰離子蓄電池剩余容量、當(dāng)前電流值和預(yù)計(jì)鋰離子蓄電池可供使用時(shí)間等其他信息。曲線擬合數(shù)據(jù)時(shí)為了得到更為精確的結(jié)果，更多的會(huì)考慮到誤差對結(jié)果造成的影響，所以在實(shí)際應(yīng)用中經(jīng)常利用殘差的平方和最小的基準(zhǔn)選取擬合曲線的方法，也就是本次設(shè)計(jì)所選用的最小二乘法。最小，此方法從幾何角度出發(fā)就是求與數(shù)據(jù)點(diǎn)的距離平方和為最小的曲線y=P（X）。y=[,]。*r39。 蓄電池U/I測量擬合計(jì)算ε/rMCU系統(tǒng)測出的1000組鋰離子蓄電池端電壓和干路電流值還存在兩個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器的緩存中，單片機(jī)從緩存器中分別獨(dú)處兩組數(shù)據(jù)的1000個(gè)測量值，利用上文介紹的最小二乘法擬合出曲線，從而得到鋰離子蓄電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻，根據(jù)電動(dòng)勢和容量對照表得出SOC值，內(nèi)阻用于老化補(bǔ)償。在本次設(shè)計(jì)中，我們?yōu)楸ＷC計(jì)算結(jié)果的精確性，對鋰離子蓄電池電動(dòng)勢進(jìn)行分區(qū)線性處理時(shí)分為11個(gè)分區(qū)分段線性化計(jì)算SOC： εSOC區(qū)間對照表電動(dòng)勢（V）3SOC100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%5%0鋰離子蓄電池在放電過程中，內(nèi)阻不斷變化（增大）從而導(dǎo)致SOC的下降，而當(dāng)內(nèi)阻下降到一定值時(shí)，SOC則會(huì)快速下降。當(dāng)鋰離子蓄電池SOC值低于百分之四十時(shí)其內(nèi)阻會(huì)很快增大，這時(shí)其放電能力下降也會(huì)明顯，所以在鋰離子蓄電池放電過程中也要根據(jù)內(nèi)阻變化對SOC進(jìn)行實(shí)時(shí)修正（其他類型蓄電池也同樣需要修正）。最終鋰離子蓄電池SOC剩余容量為SOC*F1*F2。溫度測量模塊與單片機(jī)P1接口相接，并進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，得出值溫度值，鋰離子蓄電池內(nèi)阻與溫度都會(huì)對其容量造成影響，因此基于已獲得的內(nèi)阻值與溫度值，對蓄電池容量進(jìn)行補(bǔ)償，內(nèi)阻值可對照SOC老化修正因子（），溫度值可對照溫度修正因子（），對照數(shù)據(jù)均通過兩項(xiàng)因素與蓄電池容量之間的關(guān)系，以及對比分析大量的數(shù)據(jù)而得來，初始對照得來的蓄電池容量值經(jīng)過修正，即可得到精確的蓄電池容量值。加入此設(shè)計(jì)即解決了對于非阻性負(fù)載的測量容量問題。順利完成此次畢業(yè)論文，再次由衷感謝袁老師的指導(dǎo)。是狼就要練好牙，是羊就要練好腿。拼一個(gè)春夏秋冬！贏一個(gè)無悔人生！早安！—————獻(xiàn)給所有努力的人.。不奮斗就是每天都很容易，可一年一年越來越難。最后，再次感謝指導(dǎo)和教過我的老師們和那些幫助過我的學(xué)長同學(xué)們，是你們使我學(xué)會(huì)了如何把自己大學(xué)四年學(xué)到的知識(shí)發(fā)揮和運(yùn)用出來，再次對你們致以衷心的感謝。袁老師從論文選題的確認(rèn)、立題初期、設(shè)計(jì)中期以及最后論文階段的指導(dǎo)每次都是細(xì)心的指導(dǎo)，袁老師一絲不茍的工作態(tài)度也影響著我，激勵(lì)著我不斷追求更為精確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。本次課題研究至此階段還存在著一些問題，例如此次設(shè)計(jì)只能應(yīng)用于阻性負(fù)載（電路中只有電阻類的元器件工作），而對于非阻性負(fù)載，因?yàn)槠潆妷号c電流之間存在相位差，電壓電流采集模塊無法采集到相對應(yīng)的電壓電流值，所以采集的數(shù)據(jù)并不能滿足此次設(shè)計(jì)要求。本次課題設(shè)計(jì)的電路中電壓電流測量模塊與溫度測量模塊接入到STC12C5A60S2單片機(jī)的P1接口上，再由A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理。通過對數(shù)據(jù)的計(jì)算得到以下鋰離子蓄電池SOC與溫度區(qū)間關(guān)系表，SOC100％標(biāo)準(zhǔn)是以室溫25℃為基準(zhǔn)（）。內(nèi)阻比值（r/r0）123修正因子F1（I）100%99%97%94%86%75%修正因子F1（I）100%99%96%92%82%69%修正因子F1（I）100%99%95%89%76%61%具體計(jì)算方法：首先由監(jiān)測電流值計(jì)算出鋰離子蓄電池平均工作電流I，接著根據(jù)MCU系統(tǒng)中監(jiān)測到的鋰離子蓄電池內(nèi)阻r采用3個(gè)電流分檔、5個(gè)內(nèi)阻分區(qū)線性處理從而對SOC值進(jìn)行老化修正。但是在較短區(qū)間內(nèi)做等效線性處理，從而分區(qū)間進(jìn)行校正。b39。y1=polyval(p,x1)。MATLAB實(shí)現(xiàn)最小二乘法的擬合①一次函數(shù)使用polyfit（x,y,1）②多項(xiàng)式函數(shù)使用 polyfit（x,y,n），n為次數(shù)擬合曲線x=[,]，y=[,]。（E178。同時(shí)內(nèi)阻值可計(jì)算修正蓄電池老化值，進(jìn)行老化修正（當(dāng)蓄電池放電時(shí)其內(nèi)阻不斷變化，當(dāng)電量低于百分之四十時(shí)變化尤其明顯，所以在蓄電池放電過程中也要根據(jù)內(nèi)阻變化對SOC進(jìn)行實(shí)時(shí)修正），實(shí)時(shí)監(jiān)測的環(huán)境溫度值則作為溫度修正的依據(jù)，最后計(jì)算出精確的鋰離子蓄電池核電狀態(tài)（SOC）。 顯示模塊 顯示模塊 顯示模塊本身由兩部分組成，在MCU系統(tǒng)中已經(jīng)有LED分段式顯示鋰離子蓄電池剩余容量，前文也提到過不夠精確，因此本次設(shè)計(jì)加入LCD顯示模塊。~177。正向比例放大器的輸出級(jí)由RRR4共同構(gòu)成?？辜y波干擾則由RC3構(gòu)成的濾波網(wǎng)絡(luò)完成。D1~D8是段式顯示鋰離子蓄電池剩余容量的LED發(fā)光二極管，CCC10是電解電容，CCC11是瓷片電容，Y1是晶振，7850穩(wěn)壓器為單片機(jī)供電，輸出電壓為+5v，此電壓同時(shí)也為電壓、電流以及溫度三個(gè)測量模塊提供基準(zhǔn)電壓。本系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測蓄電池環(huán)境溫度，對鋰離子蓄電池容量進(jìn)行溫度補(bǔ)償。 第3章 硬件電路設(shè)計(jì)在目前眾多的蓄電池測量方式中，大部分都存在著條件限制或不足，此次設(shè)計(jì)沿用主流的容量表示方法SOC（核電狀態(tài)）來顯示鋰離子蓄電池剩余容量。該單片機(jī)的ADC是逐次比較型ADC。標(biāo)準(zhǔn)IO口、串口1數(shù)據(jù)接收端外部中斷0，下降沿中斷或低電平中斷定時(shí)器計(jì)數(shù)器0外部輸入、定時(shí)器0下降沿中斷、定時(shí)計(jì)數(shù)器0的時(shí)鐘輸出 STC12C5A60S2單片機(jī)A/D轉(zhuǎn)換器 STC12C5A60S2單片機(jī)A/D轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)圖STC12C5A60S2單片機(jī)的A/D轉(zhuǎn)換口在P1口，有8路10位高速A/D轉(zhuǎn)換器，速度可達(dá)到250KHz（25萬次/秒）。內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路，2路PWM，8路高速10位A/D轉(zhuǎn)換，針對電機(jī)控制，強(qiáng)干擾場合。本設(shè)計(jì)中首先測得蓄電池初始內(nèi)阻值，得到實(shí)時(shí)測量到的內(nèi)阻，計(jì)算出平均電流，依據(jù)內(nèi)阻修正方案，通過百分比轉(zhuǎn)換，得到內(nèi)阻與SOC之間的修正比例（），最后，本次設(shè)計(jì)還添加了溫度補(bǔ)償，由于鋰離子蓄電池化學(xué)活性原因，在不同溫度下其化學(xué)活性不同，而化學(xué)活性的變化又會(huì)導(dǎo)致其容量的變化，所以此次設(shè)計(jì)中添加了溫度采集模塊，對蓄電池工作溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)測量，并對容量值進(jìn)行老化修正，通過對大量數(shù)據(jù)的分析，發(fā)現(xiàn)在部分溫度區(qū)間內(nèi)，鋰離子蓄電池容量接
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