基于matlab的蓄电池充放电监测系统_电源_中国百科网
基于matlab的蓄电池充放电监测系统
    随着石油价格的不断调高，人们承担了越来越多的燃料成本压力。多数人开始关注以其他能源为能量的交通工具，以电池为能量来源的出行工具越来越多。而电池的安全、寿命等性能也日益引起人们的关注。目前能够被电动自行车采用的有以下三种：铅酸、镍氢和锂离子蓄电池。因为铅酸蓄电池成本低，性价比高，现在的电动车上绝大多数装的是铅酸蓄电池。本文就针对单节铅酸蓄电池设计的充电特性监测系统。1 系统概述与电池充放电有关的参量包括：电池端电压、充电电流、电池温度等。因此，系统需要实现这三个参数的准确采集。系统框图如图1所示，系统南mcu、模拟采样电路、温度采集电路和上位机组成。mcu采集电池充放电时端电压、电流和温度信息，然后信息通过串行通信接口发送到上位机，再由matlab接收处理，并绘制曲线。电流和电压每秒采集10次，温度每秒采集1次。mcu每秒向上位机传递一组数据，matlab跟踪更新数据，达到动态显示电压、电流、温度的效果。2 硬件设计2．1 mcu选择本监测系统的mcu选用了stc12c5a60s2，芯片资源有：60k的flash，1280字节高速ram，8通道10位a／d、2通道uart、2通道16位定时器、1通道内部看门狗定时器。晶振选择为11．0592mhz。2．2 温度采集芯片选择温度采集的电路芯片选用dallas公司生产的ds18b20，它是dallas公司生产的线式数字温度传感器，采用3引脚t0-92型小体积封装；温度测量范围为-55℃～+125℃，可编程为9位～12位a／d转换精度，测温分辨率可达0．0625℃，被测温度用符号扩展的16位数字方式串行输出。具有直接输出数字信号，不存在信号传输过程干扰、扩展方便、不需要设计另外的信号调制电路等优点。为了使温度的采集更准确，本系统使用两片ds18b20，a／d转换精度选择为12位，贴在电池壁的不同位置。2．3 电流和电压检测电路设计电压检查使用电阻分压，经电压跟随电路到a／d转换接口。运放的作用是提高输入阻抗，减小检测电路对充电电路的影响，提高测量精度。电流检测有两种方法：高端检测和低端检测。低端检测实现起来比较容易，但是这种方案的坏处是负载会比实际地线抬高一个直流电压，测量不准确；另外，电源和负载具有不同的参考地，对emi的控制不利。高端检测的难点在于输入端存在共模电压，测量电路复杂。本系统采用maxim的max4173来测量差模电压，其内部包括一个差分放大器。选择两片max4173能够实现电流的双向采样，电流检测电路如图2所示。3 mcu软件设计mcu完成功能包括读两路a／d转换(电压、电流)；读两路ds18b20转换结果；串口通信。电压、电流变化较为剧烈，采样周期要短，但周期短会造成数据量大，加重传输和数据分析负担，经权衡，取电压、电流的采样周期为0．1s。温度是一个时间参数较长的物理量，可以放宽采样时间，这里取采样周期为1s。3．1 mcu程序为协调各个功能的实现，本文参考了多任务调度算法和时间片轮转算法。多任务调度算法，是按照实际要求将单片机要实现的功能划分成多个任务模块，并规定优先级别，由一个任务调度模块统一控制执行顺序。cpu的控制权按不同优先级分配给不同的任务模块，各个模块分别在自己的执行时间内访问cpu，形成微观上轮流执行，宏观上并发运行的多任务效果，如图3所示。本系统中的几个任务对时间要求比较敏感，单纯使用多任务调度不能满足需求。结合时间片轮转算法，在任务分配时考虑时间限制，并将任务区分优先级。优先级高的任务先执行。为保证采样周期的稳定，a／d转换和启动温度转换的优先级较高，串口发送晚几十毫秒不会造成不良影响，所以优先级较低。程序简要流程如图4所示。其中，任务调度模块包含各任务的时间信息，如a／d转换0．1s一次，启动温度检测1s一次，读温度则40ms一次，串口发送0．1s一次。若任务中包含多个子功能快，借鉴有限状态机(fsm)算法，每次执行一个子功能，直到本任务执行完成。其中a／d转换比较简单，不再赘述。主要注意一点，启动a／d后要等待转换完成再读结果，否则读出的是将上次转换结果。3．2 ds18b20程序ds18b20的操作分为3个步骤：初始化、rom命令和ds18b20功能命令。ds18b20的操作时序如图5所示。从时序图中可以得出，ds18b20对操作时序要求比较严格，否则将导致操作失败。根据时序图所示，每读一位数据需要60us延时，为了延时精确，采用的方法是查看汇编语言，计算需要加入的空指令(nop)个数。根据时序要求编写代码后，有如下统计，启动温度转换时间约为2．5ms，读温度时间约为10．25ms，这些时间量都远小于一个时间片(20ms)的长度，符合要求。为达到12位精度，器件手册要求两次启动温度转换时间问隔不得低于750ms。温度采集1s一次可以实现。读取温度任务流程图如图6所示。图6中，senseno是指ds18b20的序号，sense cnt为器件总数。读取不同ds18b20的方法是器件自身的id，这个id可以通过程序读出，但较为繁琐。为了减轻程序的负担，我们事先通过其他方式读出每个器件的id，读温度时直接使用，简化了任务。3．3 通信规约系统每1s将采样的数据传递给上位机，为了保证传输可靠，制定如下通信规约：共4组数据，电压(24byte)、电流(24byte)、温度1(6byte)、温度2(6byte)波特率取19200bps时，最长的一组传输时间约为12ms，小于一个时间片长度，满足要求。任务中，每次发送一组数据，算法类似读温度任务。4 matlab程序设计为了便于作图和数据分析，我们采用matlab作为上位机开发工具。主要任务包括与mcu串可通信；数据的尺度变换；并存同一界面上画出4条曲线。4．1 串口通信及数据处理从matlab6．0版本开始，mathworks公司在软件中增加了控制箱(instrument control toolbox)，提供了对rs-232／rs-485通信标准的串口通信的正式支持。利用该工具箱的serial类及instrcallback回调函数，能可靠地进行实时串行通信。串口操作的顺序是(1)创建串口并没置属性；(2)打开串口；(3)读写串口操作；(4)关闭并清除串口没备对象。读取数据后，根据规约提取电乐、电流和两路温度数据。由于这些数据为原始的a／d转换数据，没有实际的物理意义，所以需要进行尺度变换。即将数据代表的物理意义表示出来。比如，电压检测，a／d参考电压为5v，那么对于10位adc来说，转换结果n代表的电压值为：n*5／1024。尺度变换完成后存入缓冲区。4．2 句柄绘图系统需要显示3个物理量，电压、电流和温度。由于物理单位、采样周期不同，需要绘制3个坐标系分别显示。matlab中并没有提供这样的绘图函数，这里用到了matlab的句柄绘图功能。matlab在创建每一个图形对象时，都为陔对象分配唯一的一个值，称其为图形对象句柄(handie)。句柄是图形对象的唯一标识符，不同对象的句柄不可能重复和混淆。图形埘象包括根屏幕、窗口、坐标轴、线等。所谓的句柄作图
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光伏电池的MATLAB仿真及其特性曲线的图像化
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电池放电的过程、注意事项
电池放电的过程、注意事项
1)放电前，应提前对电池组做均充，以使电池组达到满充电状态，一般以2．35V／单体充电12小时，静置12-24h。
2)记录电池组浮充总电压、单体浮充电压、负载电流、环境温度以及整流器(或开关电源)的其它设置参数，同时检查所有的螺钉是否处于拧紧状态。
3)结合基站／交换局的实际情况，断开电池组和开关电源之间的连接，确认假负载处于空载状态后，把假负载正确连接到电池组正负极上，15分钟后记录电池的开路电压。
4)根据情况需要，确定电池组的放电倍率，一般以3小时率或10小时率放电(3小时率放电电流为0．25C10，10小时率放电电流为0．10 C10)，在假负载上选择相匹配的负载档，对电池组进行放电。
5)在放电过程中，考虑到假负载上的电流表显示准确度不够，需用钳形电流表对放电电流进行检测，根据钳形表的实际显示，对假负载进行调整，使电池组放电电流到要求的放电电流，等放电5分钟左右，开始记录电池组的总电压、单体电压、放电电流、环境温度以及连接条的温度等。
6)若是选择10小时率放电，应每1小时(3小时率放电，则每30分钟)测量一次电池的放电总压、单体电压、放电电流等：在放电的后期应提高测量的频率，10小时率是在9小时后每30分钟测量一次；3小时率是在2小时后每15分钟测量一次。放电过程中，同时应重点监控环境温度、电池单体和连接条的温度，有没有出现异常情况，同时电池组中放电电压最低的单体电池。
7)对于新安装的电池组，放电结束条件是电池组放出容量达到额定容量要求或电池组中有一个单体达到1．80V，而对于已经在线使用的电池组是以总压达到43．2V(48V电池系统)为放电结束。
8)对于放电过程中的情况，如在到放电终止时，电池组放出的容量经核算没有达到所规定的额定容量，电池组的出厂容量可能存在问题，应及时联系相关厂家前来处理。
9)放电结束，先让假负载空载，接着再断开电池组与假负载的连接，把电池与开关电源连接上，此时应注意已经放过电的电池组与整流器之间的压差较大，连接时可能会出打火现象，最好是先调低开关电源的浮充电压值，使开关电源的浮充电压值尽量接近电池组的开路电压，以减小火花。
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&#165&19.9元光伏电池的MATLAB仿真及其特性曲线的图像化--《科技视界》2014年24期
光伏电池的MATLAB仿真及其特性曲线的图像化
【摘要】：分析光伏电池的物理原理及其工程数学模型,同时在MATLAB仿真环境下建立太阳能电池的仿真模型。仿真中对模型本身的太阳辐射强度、环境温度这两个参数变化条件下的输出特性进行了研究,得出了太阳能电池输出特性一般规律曲线。搭建实验平台,对电池板的输出特性进行实际测量,给出了测量曲线和分析,结果与仿真曲线相吻合,最后将其特性曲线动态显示显示屏之上,便于实际工程中了解光伏电池的工作状态。
【作者单位】：
【关键词】：
【分类号】：TM914【正文快照】：
0前言目前世界能源短缺与环境恶化的加剧使得人类加快了研究新能源的步伐。由于太阳能分布广泛、蕴藏丰富,因此太阳能发电被认为是21世纪最重要的清洁能源[1-2]。太阳能发电系统中太阳能电池是最重要的组件,它将太阳能转换为可以利用的电能。由于太阳能组件的特殊性,发展太阳
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黄红桥;危韧勇;陈有根;杨金;;[J];变频器世界;2012年03期
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陈有根;蹇方;唐海燕;朱世武;陈世明;;[J];大功率变流技术;2014年03期
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林志慧;[D];华南理工大学;2013年
张景滨;[D];天津大学;2012年
伍魏;[D];西安工业大学;2014年
【二级参考文献】
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刘忠立;;[J];电力电子;2009年06期
Alberto GJason Z刘钺杨;李兴鲁;吴郁;;[J];电力电子;2010年04期
魏晨;谢运祥;宋静娴;;[J];通信电源技术;2006年05期
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吴春华;[D];上海大学;2008年
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孙龙林;[D];合肥工业大学;2009年
徐志英;[D];南京航空航天大学;2009年
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王长贵;[J];可再生能源;2002年05期
何祚庥,陈立泉;[J];今日中国论坛;2005年08期
陈观生;;[J];广东工业大学学报;2006年02期
德松;;[J];太阳能;2006年03期
朱炜锋;张宇祥;王文静;;[J];现代电子技术;2006年14期
鹏飞;;[J];太阳能;2006年06期
王长贵;;[J];中国建设动态(阳光能源);2007年04期
吕志新;;[J];阳光能源;2007年06期
唐文芳;丁宣浩;卢文全;;[J];可再生能源;2007年06期
张瑞宁;石新春;;[J];太阳能;2007年11期
中国重要会议论文全文数据库
印寿根;陈永胜;;[A];全国第八届有机固体电子过程暨华人有机光电功能材料学术讨论会摘要集[C];2010年
翟小锋;赖建军;;[A];第十三届全国红外加热暨红外医学发展研讨会论文及论文摘要集[C];2011年
陈志钢;张丽莎;胡俊青;;[A];中国化学会第28届学术年会第8分会场摘要集[C];2012年
傅望;郭珂;周林;;[A];重庆市电机工程学会2010年学术会议论文集[C];2010年
徐琴芳;忽满利;李听昕;赵佩;高平安;梁磊;向光华;孙浩;;[A];2011西部光子学学术会议论文摘要集[C];2011年
Martin A.G;[A];21世纪太阳能新技术——2003年中国太阳能学会学术年会论文集[C];2003年
谢志元;赵云;付莹莹;;[A];全国第八届有机固体电子过程暨华人有机光电功能材料学术讨论会摘要集[C];2010年
陈锦地;黄昱瑞;刘舜维;郑照翰;王俊凯;;[A];2010年两岸三地高分子液晶态与超分子有序结构学术研讨会（暨第十一次全国高分子液晶态与超分子有序结构学术论文报告会）会议论文集[C];2010年
彭新村;李国兴;张宝林;赵晓薇;董鑫;郑伟;杜国同;;[A];第十一届全国MOCVD学术会议论文集[C];2010年
;[A];化学学科发展报告（）[C];2011年
中国重要报纸全文数据库
金秋;[N];中国化工报;2006年
马浩剑;[N];常州日报;2008年
程兴东　安娜;[N];中国电力报;2008年
陈其珏;[N];上海证券报;2007年
胡丹;[N];浙江日报;2010年
继宏?(编译);[N];第一财经日报;2007年
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刘婷婷 赵关良;[N];中国环境报;2008年
戚善成;[N];中华建筑报;2010年
陈明　田鹏程;[N];赤峰日报;2011年
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申小娟;[D];苏州大学;2013年
罗新泽;[D];东北师范大学;2012年
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周天雷;[D];吉林大学;2011年
张伟;[D];江苏大学;2012年
符慧德;[D];中国科学技术大学;2012年
王云峰;[D];中国科学技术大学;2013年
张彩珍;[D];兰州大学;2011年
吴春华;[D];上海大学;2008年
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张力;[D];大连交通大学;2004年
刘莫尘;[D];山东大学;2005年
杨建菲;[D];西安理工大学;2008年
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张利;[D];华北电力大学（河北）;2008年
杜慧;[D];华北电力大学（河北）;2009年
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