基于DS2438的大功率蓄電池狀態(tài)檢測

摘要：介紹一種大功率蓄電池狀態(tài)檢測方法，通過(guò)電能質(zhì)量管理芯片DS2438測量蓄電池的充放電電流值，并對其時(shí)間進(jìn)行積分來(lái)估算蓄電池的充放電電量。以微控制器STC89C51為核心通過(guò)控制電能質(zhì)量管理芯片及外圍電路，實(shí)現對蓄電池的電壓、電流以及電量的精確測量。
關(guān)鍵詞：蓄電池；DS2438；STC89C51；電能管理

引言
蓄電池的容量是指蓄電池目前充電狀況的等級，相當于蓄電池實(shí)際能夠放出容量的大小，也就是對蓄電池保有容量(剩余容量)的多少進(jìn)行檢測，主要有密度法(比重法)、安時(shí)計、內阻法(電導法)等。本設計方案采用安時(shí)計進(jìn)行電池電量檢測，是通過(guò)一種電能質(zhì)量管理芯片對電池充放電流進(jìn)行記憶控制，能夠精確計算電池充放電電量，解決了傳統電量檢測方法中由于電量的不準確測量使電池過(guò)充、過(guò)放，而影響電池的使用壽命的問(wèn)題。電能質(zhì)量管理芯片能夠同時(shí)對單體蓄電池的電壓、電流及溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監測，從而對單體蓄電池進(jìn)行充放電管理。本設計充分地保護了蓄電池，有利于延長(cháng)蓄電池的使用循環(huán)次數，具有很高的應用價(jià)值。

1 硬件設計
本系統可以測量蓄電池的端電壓、電池溫度、蓄電池放電電流、電池電量等，而且測量數據可在LED上顯示、存儲并上傳至PC機。在電池電量測量方面，系統通過(guò)軟件對傳感器的非線(xiàn)性、溫度等影響進(jìn)行修正和補償，與傳統的檢測裝置相比具有穩定性好、準確性高等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還有報警功能。
系統結構框圖如圖1所示。單片機STC89C51為整個(gè)系統的核心，它既可通過(guò)智能電池監測芯片DS2438完成對蓄電池的采樣控制和數據處理，又可負責人機對話(huà)、輸入控制命令、設置參數、輸出顯示以及輸出報警信號。本系統通過(guò)RS-232通信口與上位機進(jìn)行通信，上位機可用VB語(yǔ)言編制通信界面，也可對單片機發(fā)送控制命令。同時(shí)為了保存電量信息，采用存儲芯片AT24C02保存每次計算后的電量值和相關(guān)數據。顯示系統采用共陽(yáng)數碼管，報警系統采用二極管，用繼電器對電流傳感器進(jìn)行保護。

1．1 電能芯片管理電路
DS2438芯片是Maxim公司推出的智能電池監測芯片，是一種十分小巧、快速、精確的電池檢測芯片。它具有功能強大、體積小、硬件接線(xiàn)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，可以方便地實(shí)現對蓄電池組運行狀態(tài)的監測。DS2438的引腳排列如圖2所示。GND接地，Vsens+、Vsens-為電池電流輸入端，Vad為電池電壓輸入端，Vdd為電源輸入端，NC懸空，DQ為數據輸入輸出端。