以?xún)茸璺ㄓ赨PS系統中的蓄電池電量估測設計

但是電池內電阻的變化相當微小，通常為毫歐姆，所以量測內阻的儀器與設備，其準確度及精密度都要相當高，且需要無(wú)干擾的平臺下將可量測出較精準的數據。

圖形化介面設計

LabVIEW通常被用來(lái)進(jìn)行資料采集、儀器控制和工業(yè)自動(dòng)化，它是使用圖像物件函數的方式編輯程式，取代傳統以文字編輯的方式，使得使用者更容易了解程式結構的涵義。另外LabVIEW系統也提供類(lèi)比與數位的轉換功能，但必須透過(guò)資料擷取介面卡，取得類(lèi)比訊號之后將其轉換成數位訊號，讓一般電腦能夠判讀所擷取的數位訊號。同樣的，也可以藉由介面的訊號轉換功能，把電腦的指令由數位訊號轉為類(lèi)比訊號，來(lái)驅動(dòng)被控制的物件，以達到訊號擷取與自動(dòng)控制的目的[8]。

本系統所采用的資料擷取介面卡為NI-Pad 6016，具有200 kS/s取樣率、16個(gè)類(lèi)比輸入、32個(gè)數位I/O、2個(gè)類(lèi)比輸出、2個(gè)計數器/計時(shí)器等多功能的DAQ（Data Acquisition）資料擷取卡，其可接受的類(lèi)比訊號的范圍為10V~-10V。

實(shí)驗結果

本文主要建構一由市電提供電源經(jīng)由返馳式轉換器，再經(jīng)降壓電路以脈沖充電法對電池充電的快速充電系統，搭配LabVIEW圖控式程式語(yǔ)言制作出一套即時(shí)監控系統，透過(guò)電腦熒幕，使用者可以即時(shí)掌握鉛酸電池的使用情形。本章節將根據前述的電路架構與控制系統，證明脈沖充電器的快速充電性能，與電池電量估測的實(shí)驗。

實(shí)驗1 多階段充電器方面

圖9為整個(gè)充電歷程的充電電流與電池端電壓變化曲線(xiàn)圖，由圖中得知曲線(xiàn)前段呈現持續上升，而當電壓達到14V時(shí)，充電器控制進(jìn)入多階段充電模式，并改以改變電池端充電電流對電池充電，如圖9的后段曲線(xiàn)所示，整體充電時(shí)間為4,283秒。

圖9 多階段脈沖充電法的充電電流與電池端電壓變化曲線(xiàn)圖

實(shí)驗2 電池內阻估測實(shí)驗

圖10為電池內阻對應放電電流的關(guān)系變化圖，可觀(guān)察得知無(wú)論電池容量是在100%或是25%，其電池內阻對應放電電流的關(guān)系并沒(méi)有太大的改變，仍然維持一固定斜率。

圖10 電池內阻與放電電流變化關(guān)系圖(電池容量為25%-100%)

而圖11為電池容量與電池內阻的關(guān)系圖，由圖中得知當放電電流屬于大電流放電時(shí)所測得的電池內阻相對的越小，當放電電流屬于小電流放電時(shí)，電池內阻將會(huì )相對應的增大。由上述可知當電池容量有所變化時(shí)電池內阻的變化量將會(huì )有較大幅度的變動(dòng)，但放電電流的變化量則是呈現小幅度的改變。利用上述的電阻對應容量的特性，可帶入電量估測方程式中當做電池放電電流在不同的修正因素。

圖11 電池容量與電池內阻變化關(guān)系圖

實(shí)驗3 電池電量估測實(shí)驗

本章節的電池電量的估測實(shí)驗，第一階段采用前章節所述的充電器的架構對電池充電，直到所設定的充滿(mǎn)情況充電電流將會(huì )降為零，代表電池已充滿(mǎn)，再利用1C對電池放電如圖12所示，放電時(shí)間為1,969秒，與CSB電池廠(chǎng)商所提供的數據相差不多，因此定義此容量為電池在1C下所能放的電池最大電量100%，再利用內阻估測法分別對75%、50%、25%做電池容量估測實(shí)驗。

圖12 電池放電曲線(xiàn)(固定電流1C)

圖13為電池初始容量為75%下的電池電壓、放電電流與電量估測曲線(xiàn)變化圖，負載固定以1C對電池進(jìn)行放電，當電池的端電壓達10.5V時(shí)，則判斷放電結束，總放電時(shí)間為1,378秒，到放電結束后的電量估測值為2.14%。

圖13 電池電壓、電流與電量估測(電池初始容量75%)

圖14為電池初始容量為50%下的電池電壓、放電電流與電量估測曲線(xiàn)變化圖，總放電時(shí)間為937秒，電量估測值為3.4%。

圖14 電池電壓、電流與電量估測(電池初始容量50%)