基于單片機(jī)的鎳鎘充電電池智能管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　4 軟件設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)的軟件由監(jiān)控程序、自動(dòng)管理程序、系統(tǒng)自檢子程序、電池檢測(cè)子程序、手工切換中斷子程序、按鍵及數(shù)碼管掃描子程序等組成。系統(tǒng)開始工作后，首先調(diào)用系統(tǒng)自檢子程序，若系統(tǒng)或某個(gè)模塊工作不正常，系統(tǒng)在發(fā)出報(bào)警聲的同時(shí)，數(shù)碼管閃爍顯示故障模塊代碼。若系統(tǒng)及各模塊均工作正常，則系統(tǒng)調(diào)用電池檢測(cè)子程序，對(duì)系統(tǒng)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(cè)電池單體的位置代碼，對(duì)檢測(cè)到的故障電池和反接電池進(jìn)行指示報(bào)警。等所有電池檢測(cè)完畢，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入電池自動(dòng)管理程序，對(duì)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(tǒng)先對(duì)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(xiàn)的極化現(xiàn)象。系統(tǒng)工作流程圖如圖6 所示。

圖6 系統(tǒng)工作流程圖

　　5 其他功能

　　5.1 溫度控制

　　鎳鎘充電電池對(duì)存放環(huán)境溫度有一定要求，所以系統(tǒng)中設(shè)計(jì)了溫度控制模塊，對(duì)電池所處環(huán)境溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制。溫度控制模塊由溫度傳感器[7]、信號(hào)處理電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、繼電器及控制電路和軸流風(fēng)扇等組成， 當(dāng)環(huán)境溫度達(dá)到設(shè)置的上限溫度時(shí)， 由單片機(jī)控制繼電器閉合，進(jìn)而控制軸流風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)，為電池存放環(huán)境通風(fēng)降溫。環(huán)境溫度到達(dá)合適溫度后， 單片機(jī)控制繼電器斷開， 軸流風(fēng)扇停止轉(zhuǎn)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(nèi)。

　　5.2 電池維護(hù)

　　對(duì)新啟用的鎳鎘充電電池或產(chǎn)生極化現(xiàn)象的鎳鎘充電電池， 一般要進(jìn)行充放電維護(hù)， 主要對(duì)電池進(jìn)行初始容量恢復(fù)和效能激活。維護(hù)方法是，對(duì)電池連續(xù)進(jìn)行3 次深度放電和充電。由于系統(tǒng)一旦啟動(dòng)， 并經(jīng)過電池檢測(cè)后，會(huì)一直處于電池自動(dòng)管理狀態(tài)，如果需要對(duì)某個(gè)電池進(jìn)行維護(hù)，可通過操作“上移”和“下移”按鍵，控制系統(tǒng)切換到需要維護(hù)的電池， 然后按下“ 維護(hù)” 按鈕， 系統(tǒng)會(huì)中斷自動(dòng)管理， 進(jìn)入電池維護(hù)程序。維護(hù)結(jié)束后， 系統(tǒng)繼續(xù)進(jìn)行自動(dòng)管理。

　　6 結(jié)論

　　首先，系統(tǒng)為集中放置并統(tǒng)一管理的鎳鎘充電電池提供了一個(gè)空間獨(dú)立、溫度恒定的存放環(huán)境，消除了酸性、高溫等不利因素對(duì)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(hù)過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(fù)鎳鎘充電電池的性能。第三，系統(tǒng)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(yīng)”，提高充電電池的使用效能。第四，對(duì)電池充電終止和放電終止電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)控制，避免了電池過充、過放，可延長(zhǎng)鎳鎘充電電池的使用壽命。第五，采用先檢測(cè)、后管理和單體充放電的運(yùn)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題的發(fā)生。