基于單片機的鎳鎘充電電池智能管理系統設計

　　4 軟件設計

　　系統的軟件由監控程序、自動(dòng)管理程序、系統自檢子程序、電池檢測子程序、手工切換中斷子程序、按鍵及數碼管掃描子程序等組成。系統開(kāi)始工作后，首先調用系統自檢子程序，若系統或某個(gè)模塊工作不正常，系統在發(fā)出報警聲的同時(shí)，數碼管閃爍顯示故障模塊代碼。若系統及各模塊均工作正常，則系統調用電池檢測子程序，對系統各電池單體的故障、反接以及空載情況進(jìn)行檢查判斷，并同步顯示所檢測電池單體的位置代碼，對檢測到的故障電池和反接電池進(jìn)行指示報警。等所有電池檢測完畢，系統自動(dòng)進(jìn)入電池自動(dòng)管理程序，對電池進(jìn)行自動(dòng)循環(huán)充放電管理。在自動(dòng)管理程序中，系統先對電池進(jìn)行放電，放電到終止電壓后再進(jìn)行充電。同時(shí)在充電的過(guò)程中，利用軟件延時(shí)，使鎳鎘充電電池在充電間隙進(jìn)行短暫放電，從而以脈沖充電方式，有效地提高電池充電效率，最大限度地消除鎳鎘充電電池可能出現的極化現象。系統工作流程圖如圖6 所示。

圖6 系統工作流程圖

　　5 其他功能

　　5.1 溫度控制

　　鎳鎘充電電池對存放環(huán)境溫度有一定要求，所以系統中設計了溫度控制模塊，對電池所處環(huán)境溫度進(jìn)行監測和控制。溫度控制模塊由溫度傳感器[7]、信號處理電路、A/D轉換電路、繼電器及控制電路和軸流風(fēng)扇等組成， 當環(huán)境溫度達到設置的上限溫度時(shí)， 由單片機控制繼電器閉合，進(jìn)而控制軸流風(fēng)扇轉動(dòng)，為電池存放環(huán)境通風(fēng)降溫。環(huán)境溫度到達合適溫度后， 單片機控制繼電器斷開(kāi)， 軸流風(fēng)扇停止轉動(dòng)。這樣，保證電池存放環(huán)境溫度始終保持在合適的范圍內。

　　5.2 電池維護

　　對新啟用的鎳鎘充電電池或產(chǎn)生極化現象的鎳鎘充電電池， 一般要進(jìn)行充放電維護， 主要對電池進(jìn)行初始容量恢復和效能激活。維護方法是，對電池連續進(jìn)行3 次深度放電和充電。由于系統一旦啟動(dòng)， 并經(jīng)過(guò)電池檢測后，會(huì )一直處于電池自動(dòng)管理狀態(tài)，如果需要對某個(gè)電池進(jìn)行維護，可通過(guò)操作“上移”和“下移”按鍵，控制系統切換到需要維護的電池， 然后按下“ 維護” 按鈕， 系統會(huì )中斷自動(dòng)管理， 進(jìn)入電池維護程序。維護結束后， 系統繼續進(jìn)行自動(dòng)管理。

　　6 結論

　　首先，系統為集中放置并統一管理的鎳鎘充電電池提供了一個(gè)空間獨立、溫度恒定的存放環(huán)境，消除了酸性、高溫等不利因素對鎳鎘充電電池可能產(chǎn)生的不良影響。其次，電池充放電管理和維護過(guò)程中采用脈沖充放電方式，不僅提高了電池的充放電效率，而且可以保持或恢復鎳鎘充電電池的性能。第三，系統采用先放電、后充電的方式進(jìn)行充放電管理，可以消除鎳鎘充電電池可能產(chǎn)生的“記憶效應”，提高充電電池的使用效能。第四，對電池充電終止和放電終止電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)監測控制，避免了電池過(guò)充、過(guò)放，可延長(cháng)鎳鎘充電電池的使用壽命。第五，采用先檢測、后管理和單體充放電的運行模式，杜絕了性能差異較大的單體鎳鎘充電電池同組使用或同組充電問(wèn)題的發(fā)生。