【正文】 態(tài)，并引入老化修正和溫度修正。第3章 硬件電路設計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，此次設計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。逐次比較型A/D轉(zhuǎn)換器具有速度高，功耗低等優(yōu)點。該單片機的ADC是逐次比較型ADC。上電復位后P1口為弱上拉型IO口，用戶可以通過軟件設置將8路中的任何一路設置為A/D轉(zhuǎn)換，不須作為A/D使用的口可繼續(xù)作為IO口使用。標準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器計數(shù)器0外部輸入、定時器0下降沿中斷、定時計數(shù)器0的時鐘輸出 STC12C5A60S2單片機A/D轉(zhuǎn)換器 STC12C5A60S2單片機A/D轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)圖STC12C5A60S2單片機的A/D轉(zhuǎn)換口在P1口，有8路10位高速A/D轉(zhuǎn)換器，速度可達到250KHz（25萬次/秒）。當P0口作為輸入/輸出口時，P0是一個8位準雙向口，內(nèi)部有弱上拉電阻，無需外接上拉電阻。內(nèi)部集成MAX810專用復位電路，2路PWM，8路高速10位A/D轉(zhuǎn)換，針對電機控制，強干擾場合。第2章STC12C5A60S2單片機結(jié)構(gòu)及其功能簡介本次設計的鋰離子電池電量的實時測量系統(tǒng)，包括STC12C5A60S2單片機最小系統(tǒng)，電壓電流測量模塊，溫度測量模塊，顯示模塊。本設計中首先測得蓄電池初始內(nèi)阻值，得到實時測量到的內(nèi)阻，計算出平均電流，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，本次設計還添加了溫度補償，由于鋰離子蓄電池化學活性原因，在不同溫度下其化學活性不同，而化學活性的變化又會導致其容量的變化，所以此次設計中添加了溫度采集模塊，對蓄電池工作溫度進行實時測量，并對容量值進行老化修正，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近恒定，通過將當前鋰離子蓄電池容量與25℃環(huán)境下蓄電池容量對照并進行百分比轉(zhuǎn)換從而得到溫度補償對照表（），測出的蓄電池溫度與對照表比對即可得到溫度補償因子。已知蓄電池電動勢ε，與區(qū)間百分比（）進行轉(zhuǎn)換校正即可得到蓄電池容量。鋰離子蓄電池的電動勢ε用以求電池容量，內(nèi)阻r用來對求得的容量進行老化修正。正文主體是研究工作的詳述，內(nèi)容包括：問題的提出，研究工作的基本前提、假設和條件；模型的建立，實驗方案的擬定；基本概念和理論基礎；設計計算的主要方法和內(nèi)容；實驗方法、內(nèi)容及其分析；理論論證及其應用，研究結(jié)果，以及對結(jié)果的討論等。模糊推理方法的主要缺點是需要大量的實驗數(shù)據(jù)。 （2）模糊推理法模糊推理法是建立蓄電池的模糊模型，以系統(tǒng)的輸入、輸出測試數(shù)據(jù)為依據(jù)，無需其他知識，不受其他約束。而神經(jīng)網(wǎng)絡法自適應能力強，可以同時多線運算，處理非線性能力強，當外部引入激勵時就會給出反饋，因此對于模擬蓄電池的動態(tài)特性上比較強，得出的結(jié)論也較有說服力。比較常用的有人工神經(jīng)網(wǎng)絡法、支持向量機法、模糊推理法以及卡爾曼濾波法等。系統(tǒng)辨識及參數(shù)估計模型這一類預測SOC的方法也已經(jīng)研究了14年了，但是受限于計算水平及各種算法的研究，一直沒有取得很高的成就，而隨著這些研究的不斷成熟，此類方法必將成為蓄電池容量測量領(lǐng)域的主流方式。而當蓄電池容量低于百分之四十時，其內(nèi)阻的升高較為明顯，很多蓄電池廠家用此方法來監(jiān)測蓄電池的性能。在蓄電池使用、老化時，其內(nèi)阻都是不斷變化的，所以可以通過對內(nèi)阻的檢測從而得到其當前的容量。但是這種測量法也有著一些明顯的缺點：①蓄電池在使用過后需要一段時間其開路電壓才能穩(wěn)定下來，且各個蓄電池化學活性不同，如何確定時間無法估算；②電池不斷使用，也會不斷老化，當?shù)竭_一定值時，其開路電壓的變化也就不足以支撐此方法準確測量電池容量；③蓄電池本身容量相對較小，目前很多高消耗的儀器或者設備在使用蓄電池時往往都是使用電池組，電池組使用此方法測量不僅不方便，很多情況下無法測量。（4）開路電壓法開路電壓是蓄電池在開路狀態(tài)下的電壓，當電池開路時，沒有其他電器分擔電壓，所以其電壓值與電池電動勢接近，蓄電池容量與自身電動勢又存在著線性關(guān)系，所以可以通過測量開路電壓就能夠直接得到剩余容量的大小。此方法測量較為簡單。安時法將蓄電池所處環(huán)境以及其本身看成理想化情況，不考慮其他因素，單純的將蓄電池的容量與流出的電流簡化成比例關(guān)系。例如基站備用蓄電池如果出現(xiàn)這種情況將直接導致通信中斷，造成大量損失。但是，該方法有兩個明顯的缺點：①需要大量時間和人力；②當電池正在工作時，無法用此方法測量，也就是說此方法無法實時在線預測。該方法目前主要用于檢測蓄電池充電效率、研究計算SOC值的輔助手段，還有蓄電池廠家檢測蓄電池這些方面。 SOC物理測量方法（1）放電試驗法放電實驗法原理較為簡單，即將蓄電池按規(guī)定的放電速率放電至蓄電池容量為零。所以在蓄電池容量測量測量中方法多種，所針對的電池種類以及使用環(huán)境也不同。蓄電池儲備容量因蓄電池規(guī)格、型號、所使用電液比重、極板材料等導致初始容量不盡相同。溫度這項指標也與蓄電池容量息息相關(guān)，蓄電池內(nèi)所含化學物質(zhì)的活性會隨著溫度變化而變化，其容量就會隨著其活性的改變而同時改變，而隨著蓄電池應用領(lǐng)域的不斷增多，使用環(huán)境的多變也越來越平常，越是惡劣的溫度變化環(huán)境，對蓄電池電量的精確把握顯得尤為重要，所以蓄電池容量的在線測量系統(tǒng)的研究具有很高的應用價值及意義，同時也具有一定的學術(shù)價值。庫倫算法則是使用積分的手段，對庫倫的值進行積分，從而得到所消耗的電荷，最后得到SOC。測量電壓或者以庫倫算法為基礎是目前常用的手段，但在測定容量上不夠精確，與準確值存在很大差距。經(jīng)常給生活生產(chǎn)帶來不便，甚至釀成慘劇。在測量過程中不影響蓄電池工作，數(shù)據(jù)由單片機進行處理并將蓄電池當前情況顯示出來，可實現(xiàn)在線測量。承諾人(簽名)：______________________日期： 年 月 日摘要隨著蓄電池被更頻繁的適用于生活生產(chǎn)的各個領(lǐng)域，在線測量其容量的重要性日益突出，傳統(tǒng)測量蓄電池容量的方法在精確度或者是測量環(huán)境上局限性較大，并且無法解決內(nèi)阻與溫度對蓄電池容量的影響。論文研究過程中不存在抄襲他人研究成果和偽造相關(guān)數(shù)據(jù)等行為。. . . .本科畢業(yè)設計(論文)FINALPROJECT/THESISOFUNDERGRADUATE蓄電池容量在線測量系統(tǒng)(論文)Design of a battery capacity online measurement system學　　院?！　I(yè)學生姓名學　　號指導教師完成日期