简介:关于本文可作为相关专业电压监测论文写作研究的大学硕士与本科毕业论文电压监测论文开题报告范文和职称论文参考文献资料。
（重庆大学 重庆 400044）
摘 要：介绍一种锂电池在线监测预警系统,并对该系统的硬件和软件进行了详细的说明.经过产品测试验证,结果表明锂电池的在线监测预警系统性能良好,能够对锂电池包括充放电电压、充放电电流以及剩余电量进行准确监控,并能够根据监测结果及时作出预警并通知用户及时处理.该监测系统结构简单、成本低、性能良好、有效的延长了锂电池的使用寿命、监测准确度高等特点.
关键词：锂电池监测 SOC AD976 AD7751
中图分类号：TP31文献标识码：A文章编号：1672-3791（2015）04（a）-0036-01
二次电池在人们的生活中扮演了一个非常重要的角色,而在多种多样的二次电池中,锂电池凭借其工作电压高、体积小、质量轻、能量高等优点得到了越来越多的应用.目前,锂电池广泛应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统.然而锂电池芯过充到电压高于4.2V后,会开始产生副作用；当电芯电压低于2.4V时,部分材料就会开始被破坏.此外还有短路、过流、因自然损坏而无法充电等问题.这就要求我们对锂电池的充放电状态进行在线检测与预警,从而起到故障的检测与排除功能.
该项目设计并制作了一套锂电池在线监测系统,实现了电池电压、电流的采集、剩余电量（SOC）的测量以及锂电池的欠压报警和电量过低报警.该装置具有如下功能.
（1）实时测量各类锂电池的工作电压和工作电流,并在液晶屏上动态显示.
（2）实时估算各类锂电池的SOC值,并在液晶屏上动态显示
（3）当电池进入欠压状态或电量低于10%时,发出蜂鸣警报
1.电池监测单元的硬件设计与实现
该单节电池监测系统可实现对锂电池电压、电流、剩余电量SOC的实时监测,并将监测到的数据显示在液晶显示屏上,方便通知用户并做出及时处理.
1.1 电池监测单元的组成
图1所示为电池监测系统的拓扑结构示意图.它主要包括电压监测单元、电流监测单元、SOC处理单元、显示单元以及预警单元,它们之间通过电路板总线进行通信.采用16位的AD976芯片高精度快速地采集电压信号、16位的AD7715芯片采集电流信号、STC90C516进行处理和实现对电路的控制、12232液晶显示屏对采集处理信号的显示.
1.2 电压、电流监测单元的组成
电压监测单元采用16位的AD976芯片,与8位和12位的AD转换器（ADC）相比,16位ADC具有高精度、高速、低功耗等优点.监测时对电压采用逐次逼近式工作原理,单一+5V供电,单通道输入,输入电压范围为±10V,采样速率AD976为100KSPS,AD976A为200KSPS.集成性能比较好.
电流监测单元采用AD7715芯片,具有0.0015%的非线性、片内可编程增益放大器、差动输入、三线串行接口、缓冲输入、输出更新速度可编程等特点.适用于单通道低速小信号的采样应用.监测电流采用监测小电阻两端电压信号输入处理装置,进而转化为电流信号.
1.3 剩余电量SOC单元
传统计算SOC的方法是开路电压法,由于锂电池开路电压与剩余电量有着一一对应的关系,所以可以通过测量开路电压的方式来计算出SOC值.然而电池在充放电的时候其端电压随电流等其它因素的影响很大,因此不适合用此方法.为此,选用安时计量法,通过编写算法计算电池电流对时间的积分,从而计算出动态的SOC值.
在用此方法时,误差将随时间累积,需要不断地修正,我们又选用开路电压法辅助进行SOC的估算.每次系统启动时进行开路电压的测量,并结合已知锂电池OCV与SOC对应关系的数据拟合出来的函数,算出SOC的初始值,然后利用安时计量法计算出任意时刻的SOC值.
电压监测仪:电压监测仪表,污水厂在线监测仪表,流量监测仪表
2.系统的软件设计与实现
该电池监测单元采用C语言编程.软件采用模块化设计思路,主要包括系统初始化、A/D转化初始化、SOC精确算法的实现.
主程序主要完成系统初始化、A/D转化初始化、SOC精确算法的实现、数据采集A/D转换等.在不断监测电池的电压、电流和剩余电量,根据监测结果及时作出预警并通知用户及时处理.
参考文献
[1]冉全,章涤峰,钟时明.AD7715在精密分析仪器中的应用研究[J].单片机与嵌入式系统应用,2003.
[2]安志胜.电池管理系统中锂离子电池SOC估算方法的研究[D].太原：太原科技大学,2013.
[3]郝德利,冯熙康,王伯良.锂离子蓄电池的研究[J].电源技术,2003,27（增刊）.
[4]李海晨,田光宇,赵立安.电动车用 MH/Ni电池的充放电特性[J].电池,2002（32）.
[5]郭天祥.新概念51单片机C语言教程设计[M].北京：电子工业出版社,2013.
[6]朱元,韩晓东.动力电池SOC预测技术研究[J].电源技术,2000（24）.
总结：本论文可用于电压监测论文范文参考下载，电压监测相关论文写作参考研究。
电压监测仪引用文献:
[1] 容易写的高电压与绝缘技术论文选题 高电压与绝缘技术论文题目选什么比较好
[2] 高电压与绝缘技术外文文献 高电压与绝缘技术专著类参考文献有哪些
[3] 高电压与绝缘技术论文提纲模板范本 高电压与绝缘技术论文框架怎么写
