【正文】 成新化合物(硫酸鉛)。 +2H2O+ PbSO4 (放電反應(yīng)) (過氧化鉛) (硫酸) (海綿狀鉛) (陽極) (電解液) (陰極)PbSO4 + 第2章 鉛酸蓄電池 工作原理所謂蓄電池即是貯存化學(xué)能量，在必要時(shí)放出電能的一種電氣化學(xué)設(shè)備。該恒流放電電路，保證了放電電流的基本恒定，從而保證了容量檢測(cè)的準(zhǔn)確。要求實(shí)時(shí)顯示電池容量，實(shí)時(shí)顯示電池電壓，三位數(shù)碼管顯示，切換顯示電壓/安時(shí)。 論文研究?jī)?nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)主要研究利用單片機(jī)AT89C51設(shè)計(jì)一個(gè)蓄電池容量測(cè)量系統(tǒng)。其次，應(yīng)該改進(jìn)目前的電導(dǎo)法(內(nèi)阻法)、電壓測(cè)量法等快速測(cè)量法，使之提高測(cè)量精度，以滿足現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)工程師的要求。不能適用于各種規(guī)格的電池以及同一個(gè)電池在不同的使用條件[1]。一般來說，不能使用線性元器件或者其任意的組合來等效蓄電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。而且，對(duì)于蓄電池組，使用時(shí)間越長(zhǎng)，蓄電池個(gè)體之間的差異性和離散性越大，會(huì)出現(xiàn)兩極分化。(4)容量相同的密封蓄電池的負(fù)載電壓和內(nèi)阻本身具有離散性?；瘜W(xué)能隨著使用次數(shù)和使用時(shí)間、儲(chǔ)存時(shí)間而衰減。(2)蓄電池化學(xué)能本身是一個(gè)變量。對(duì)于蓄電池的設(shè)計(jì)和制造者同樣如此。由于目前多是密封蓄電池，型號(hào)和規(guī)格千變?nèi)f化，性能也不盡相同，外部只有兩個(gè)電極接頭。從電化學(xué)的角度，不能對(duì)于使用者提供更多的內(nèi)部的信息。遺憾的是，蓄電池是實(shí)現(xiàn)化學(xué)與電能之間轉(zhuǎn)換的一種非常復(fù)雜的裝置。 快速容量測(cè)試技術(shù)的難點(diǎn)分析針對(duì)目前的實(shí)際情況，就蓄電池制造廠家、蓄電池測(cè)試技術(shù)研究機(jī)構(gòu)，以及廣大蓄電池維護(hù)人員而言，都在積極探索一種快速、準(zhǔn)確、可靠、安全的蓄電池測(cè)試技術(shù)。使用Ah容量法記錄的電能量，需要知道蓄電池的初始狀態(tài)和終點(diǎn)SOC；但是初始狀態(tài)和終點(diǎn)SOC受到下述多種因素的影響，在一般情況下，并不是一個(gè)常數(shù)。對(duì)于動(dòng)力蓄電池，蓄電池需要頻繁的充電、放電。目前基于直流法的電導(dǎo)(內(nèi)阻)測(cè)量?jī)x檢測(cè)水平也未能超出交流法測(cè)量?jī)x。(2)不同型號(hào)的儀表測(cè)量結(jié)果的差異性較大，由于各種交流法測(cè)量?jī)x的測(cè)量頻率(15Hz～1000Hz)、測(cè)量方法(相位差法、有效值法、調(diào)制解調(diào)法、比較法等等)和測(cè)量電流(1A～10A)相差較大，讓使用不同的測(cè)量?jī)x對(duì)于同一塊電池的測(cè)量結(jié)果相差較大，有時(shí)相差一倍。采用電導(dǎo)法測(cè)試電池的內(nèi)阻或電導(dǎo)是判定蓄電池好壞的一種有價(jià)值的參考思路，但是問題如下：(1)對(duì)于電池的好壞程度，還不能提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)依據(jù)；不足以準(zhǔn)確地測(cè)算出電池的實(shí)際性能指標(biāo)，尤其是容量指標(biāo)；不能判斷(SOC)容量50%以上的蓄電池的好壞；不能到達(dá)國標(biāo)的要求。電導(dǎo)是頻率的函數(shù)，不同的測(cè)試頻率下有不同的電導(dǎo)值，電池的容量越小，電池電阻越大，電導(dǎo)值越小。從測(cè)試技術(shù)分為交流法和直流法，使用95%以上的電導(dǎo)(內(nèi)阻)測(cè)量?jī)x屬于交流法。同時(shí)測(cè)試要求較高，測(cè)試情況還不是很理想，尤其是容量測(cè)試準(zhǔn)確度較低。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單，風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)小，并可以快速查找落后電池。原因是多方面的，其中有蓄電池的生產(chǎn)制造工藝的原因，有蓄電池電化學(xué)特性的原因，即容量相同的蓄電池的負(fù)載電壓本身具有離散性。目前，此法可以較快地判定電池組中部分或者個(gè)別落后或劣化電池，但還不足以準(zhǔn)確測(cè)定電池的好壞程度，包括電池的容量等指標(biāo)，僅適宜作為一個(gè)定性測(cè)試的參考。對(duì)于電池組采用1%～5%C的淺度放電；機(jī)房可以沒有備用電池組。密封蓄電池的使用壽命是否終結(jié)的主要判據(jù)為，電池的剩余容量是否滿足機(jī)房工作要求，或者滿足有關(guān)維護(hù)規(guī)程的要求。但是間隔時(shí)間過長(zhǎng)，兩次核對(duì)之間的蓄電池的狀態(tài)是不確定的。由于蓄電池的內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)不是完全可逆的。(3)目前，核對(duì)放電只能測(cè)試整組電池容量，不能測(cè)試每一節(jié)單體電池容量，以容量最低的一節(jié)作為整組容量，而其他部分電池由于放電深度不夠，其劣化或落后程度還不能完全充分暴露出來。不過它的缺點(diǎn)也很突出，主要表現(xiàn)為：(1)放電時(shí)間長(zhǎng)，風(fēng)險(xiǎn)大，電池組須脫離系統(tǒng)，蓄電池組所存儲(chǔ)的化學(xué)能全部以熱能形式消耗掉，既浪費(fèi)了電能又費(fèi)時(shí)費(fèi)力，效率低；少數(shù)放電系統(tǒng)采用逆變技術(shù)可以將化學(xué)能予以回收利用。目前，國內(nèi)外普遍采用了新型的等效的電子負(fù)載，以保證電池組恒流放電。核對(duì)放電法即全放電的容量試驗(yàn)，是檢測(cè)電池容量最直接、最可靠的方法，無論是在線還是離線進(jìn)行檢測(cè)，都必須設(shè)置備用電源作為防范措施，以保證系統(tǒng)的安全。研制蓄電池容量檢測(cè)系統(tǒng)很有必要。質(zhì)檢部門的監(jiān)督檢驗(yàn)及仲裁檢驗(yàn)，工商部門市場(chǎng)監(jiān)測(cè)，教學(xué)研究等工作，務(wù)求對(duì)蓄電池容量檢測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無誤。因?yàn)樾铍姵胤烹娙萘颗c溫度的關(guān)系密切，標(biāo)準(zhǔn)才規(guī)定177。2℃的水浴中”，由此可見，標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于試驗(yàn)溫度的要求25177。隨著鉛酸蓄電池的廣泛應(yīng)用，如何精確檢測(cè)蓄電池容量成為廣大用戶極為關(guān)注的問題。 To test the battery capacity, we must sample current, and discharge current is large. Discharge current is , also requires discharge current constant as possible. The constant current discharge circuit is posed of Integrated Operational amplifier. Structure is simple, and adjustment is easy. The constant discharge circuit ensure that the discharge current fundamental constant, so as to ensure the accurate of capacity detection. Measure and display voltage by realtime, V to the discharge, and the discharge is over. Display capacity by realtime, and calculate the capacity by integration, do not need manual calculations. Using AT89C51 SCM of Atmel, 4K ROM within the SCM, without external ROM, the battery capacity detection system, design made of it, showed its monolithic structure, hardware circuit is simple, the main function work by the software programming. So size is small, it is highly reliable and measurement and showing is convenient, intuitive, price is low.Key words: Leadacid batteries Capacity detection Constant current discharge目 錄第1章 緒論 1 課題研究的目的及意義 1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1 當(dāng)前蓄電池容量測(cè)試技術(shù)現(xiàn)狀 1 快速容量測(cè)試技術(shù)的難點(diǎn)分析 3 容量測(cè)試技術(shù)解決的方向 4 論文研究?jī)?nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn) 4第2章 鉛酸蓄電池 5 工作原理 5 放電中的化學(xué)變化 5 充電中的化學(xué)變化 5 蓄電池的容量 6 放電中電壓下降 6 蓄電池之容量表示 6 蓄電池溫度與容量 7 放電量與壽命 7 放電量與比重 7 放電狀態(tài)與內(nèi)部阻抗 7 放電中的溫度 8 影響鉛酸蓄電池容量的因素 8 蓄電池生產(chǎn)工藝對(duì)電池容量的影響 8 蓄電池使用時(shí)的因素對(duì)電池容量的影響 10第3章 AT89C51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及功能簡(jiǎn)介 13 AT89C51簡(jiǎn)介 13 主要特性 13 管腳說明 13 時(shí)鐘振蕩器 15第4章 硬件設(shè)計(jì) 17 采樣電路的設(shè)計(jì) 17 設(shè)計(jì)思路 17 設(shè)計(jì)方案 17 原理圖 18 恒流放電電路的設(shè)計(jì) 18 設(shè)計(jì)思路 18 設(shè)計(jì)方案 18 原理圖 19 工作原理 19 數(shù)字顯示電路的設(shè)計(jì) 20 設(shè)計(jì)思路 20 設(shè)計(jì)方案 20 原理圖 20 A／D接口電路的設(shè)計(jì) 21 設(shè)計(jì)思路 21 ADC0809簡(jiǎn)介 21 設(shè)計(jì)方案 22 原理圖 23第5章 軟件設(shè)計(jì) 24 主要算法 24 電壓 24 電流 24 容量 24 主程序設(shè)計(jì) 26 A／D轉(zhuǎn)換程序的設(shè)計(jì) 27 數(shù)字顯示程序設(shè)計(jì) 28第6章 結(jié)論與展望 31參考文獻(xiàn) 32致 謝 33附 錄 34石家莊鐵道學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)第1章 緒論 課題研究的目的及意義鉛酸蓄電池經(jīng)過百余年的發(fā)展與完善已成為世界上廣泛使用的一種化學(xué)電源，具有良好的可逆性、電壓特性平穩(wěn)、使用壽命長(zhǎng)、適用范圍廣、原材料豐富(且可再生使用)及造價(jià)低廉等優(yōu)點(diǎn)。 2, measuring dynamic value of voltage, 3, may switch display the battery capacity / voltage。采用了Atmel公司的AT89C51單片機(jī)，該單片機(jī)片內(nèi)有4K的ROM，不需外接ROM，由它設(shè)計(jì)制成的數(shù)字顯示的蓄電池容量檢測(cè)系統(tǒng)，其整個(gè)系統(tǒng)呈現(xiàn)單片化結(jié)構(gòu)，硬件電路構(gòu)成簡(jiǎn)單，主要功能均由軟件編程實(shí)現(xiàn)，因此體積小、可靠性高、測(cè)量顯示方便、直觀、價(jià)格低廉。實(shí)時(shí)測(cè)量并顯示電壓。系統(tǒng)的恒流放電電路由集成運(yùn)算放大器構(gòu)成，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整方便。指導(dǎo)教師簽字時(shí) 間 2008 年3月10日摘 要本設(shè)計(jì)是以AT89C51單片機(jī)為核心的蓄電池容量檢測(cè)系統(tǒng)，通過對(duì)AT89C51單片機(jī)軟件編程可以實(shí)現(xiàn)以下基本要求：通過蓄電池放電測(cè)量電池容量；測(cè)量電壓動(dòng)態(tài)值；可切換顯示電池容量/電壓；測(cè)量結(jié)束后有報(bào)警提示。通過放電方法測(cè)試電池容量，測(cè)量放電電流，電流與時(shí)間積分為安時(shí)。過程繁瑣，所以這種方法用得較少。但濕度傳感器目前尚無應(yīng)用實(shí)例。此方法能檢測(cè)蓄電池有無故障及向啟動(dòng)機(jī)供電的能力，但不能測(cè)量正在充電和剛充完電的蓄電池，因其電能消耗大，有一定危險(xiǎn)。高電率放電法是通過測(cè)量大負(fù)荷下的端電壓來判斷蓄電池的剩余容量。此方法可以實(shí)現(xiàn)電池容量的直接顯示，被普遍用在電池監(jiān)測(cè)技術(shù)中。電解液密度在充電過程中逐漸變高，放電過程中逐漸降低。隨著鉛酸蓄電池的廣泛應(yīng)用，如何判定蓄電池的容量成為廣大用戶極為關(guān)注的問題。閥控電池、膠體電池等作為備用電源、大型儲(chǔ)備電源的核心部件，其生產(chǎn)已成為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中重要的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)。近年來，鉛酸蓄電池技術(shù)不斷發(fā)展，產(chǎn)品日臻成熟。教研室主任簽字時(shí)　間2008年2月26日畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告題　目鉛酸蓄電池容量測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)學(xué)生姓名張義順學(xué)號(hào)20041667班級(jí)電04022班專業(yè)自動(dòng)化一、研究背景電池工業(yè)是新能源領(lǐng)域的重要組成部分，是全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個(gè)新熱點(diǎn)，2006年，美國十大科技計(jì)劃中有兩項(xiàng)為電池項(xiàng)目，鉛酸蓄電池行業(yè)銷售總額的三分之一，與電力、交通、信息等產(chǎn)業(yè)發(fā)展息息相關(guān)，在汽車、叉車等運(yùn)輸工具和大型不間斷供電電源系統(tǒng)中處于控制地位，是社會(huì)生產(chǎn)經(jīng)營活動(dòng)和人類生活中不可或缺的產(chǎn)品。第9周~第12周 編寫軟件，系統(tǒng)調(diào)試。五、進(jìn)度計(jì)劃第1周~第4周 調(diào)研、搜集資料、初步設(shè)計(jì)。鉛酸蓄電池方面的資料。三位數(shù)碼管顯示，切換顯示電壓/安時(shí)。測(cè)量放電電流，電流與時(shí)間積分為安時(shí)。 測(cè)量結(jié)束后有報(bào)警提示。實(shí)時(shí)顯示電池容量（安時(shí)）。軟件編程。石家莊鐵道學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)鉛酸蓄電池容量檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)Design of Leadacid Battery Capacity Detection System 畢業(yè)設(shè)計(jì)成績(jī)單學(xué)生姓名張義順學(xué)號(hào)20041667班級(jí)電04022班專業(yè)自動(dòng)化畢業(yè)設(shè)計(jì)題目鉛酸蓄電池容量檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師姓名鄧曉燕指導(dǎo)教師職稱教授評(píng) 定 成 績(jī)指導(dǎo)教師得分評(píng)閱人得分答辯小組組長(zhǎng)得分成績(jī)：院長(zhǎng)簽字：年 月 日畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書題　目鉛酸蓄電池容量檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)學(xué)生姓名學(xué)號(hào)20041667班級(jí)電04022班專業(yè)自動(dòng)化承擔(dān)指導(dǎo)任務(wù)單位電氣與電子工程分院導(dǎo)師姓名導(dǎo)師職稱教授一、設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)以單片機(jī)為核心的蓄電池測(cè)量系統(tǒng)。設(shè)計(jì)硬件電路。二、基本要求通過放電方法測(cè)試電池容量。 實(shí)時(shí)顯示電池電壓（V）。三、主要技術(shù)指標(biāo)放電電流為3~。實(shí)時(shí)測(cè)量電壓，顯示閃爍最后數(shù)據(jù)。四、應(yīng)收集的資料及參考文獻(xiàn)51單片機(jī)方面的知識(shí)及其接口技術(shù)。模電、數(shù)字濾波、數(shù)電控制電路等資料。第5周~第8周 繪制原理圖，制作板圖。第13周~第14周 完成論文。鉛酸蓄電池產(chǎn)業(yè)是二十一世紀(jì)最有發(fā)展前途和應(yīng)用前景的新型綠色能源體系，同時(shí)關(guān)系到國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)現(xiàn)。起動(dòng)電池結(jié)構(gòu)逐步優(yōu)化升級(jí)，免維護(hù)蓄電池廣泛使用、仍然是軍用、民用交通運(yùn)輸裝備的重要電源裝置，為我國成為世界主要汽車生產(chǎn)國