基于DS2438的大功率蓄電池狀態檢測

摘要：介紹一種大功率蓄電池狀態檢測方法，通過電能質量管理芯片DS2438測量蓄電池的充放電電流值，并對其時間進行積分來估算蓄電池的充放電電量。以微控制器STC89C51為核心通過控制電能質量管理芯片及外圍電路，實現對蓄電池的電壓、電流以及電量的精確測量。
關鍵詞：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)的多少進行檢測，主要有密度法(比重法)、安時計、內阻法(電導法)等。本設計方案采用安時計進行電池電量檢測，是通過一種電能質量管理芯片對電池充放電流進行記憶控制，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充、過放，而影響電池的使用壽命的問題。電能質量管理芯片能夠同時對單體蓄電池的電壓、電流及溫度進行實時監測，從而對單體蓄電池進行充放電管理。本設計充分地保護了蓄電池，有利于延長蓄電池的使用循環次數，具有很高的應用價值。

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，系統通過軟件對傳感器的非線性、溫度等影響進行修正和補償，與傳統的檢測裝置相比具有穩定性好、準確性高等優點，同時還有報警功能。
系統結構框圖如圖1所示。單片機STC89C51為整個系統的核心，它既可通過智能電池監測芯片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、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RS-232通信口與上位機進行通信，上位機可用VB語言編制通信界面，也可對單片機發送控制命令。同時為了保存電量信息，采用存儲芯片AT24C02保存每次計算后的電量值和相關數據。顯示系統采用共陽數碼管，報警系統采用二極管，用繼電器對電流傳感器進行保護。

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、硬件接線簡單等優點，可以方便地實現對蓄電池組運行狀態的監測。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。