锂电池容量测量电路

?手里有一些旧锂电池．有淘汰手机上用的．还有从笔记本电脑电池组中拆出的。已经使用了些时间，容量下降。不知道还有多少容量，打算做一个简单的电路来测量。经过反复试验。设计了一个符合要求的测量电路，它不需要另接电源，电路由被测锂电池本身供电。使用比较方便。因为只需要知道大致的容量，不需要绘出放电曲线，所以就采用小石英表来计时。廉价易得。外壳利用报废的手机电池万能充电器改装而成，尽可能利用里面原有的零件。比较容易制作。

?图1是最简单的电池容量测量电路。适合有放电保护板的锂电池，由

Q1、Q2，R1、R2组成的恒流电路，对电池进行放电，D1、D2两端得到

1.5V电压．给小石英表供电，以便计时。该电路的缺点是准确度不高，放电后期实际电流已远小于100mA，小石英表仍在计时。测出的容量偏大。

?图2在图1的基础上，增加了以TL431为基准的电压检测电路。电池放

电到设定电压后，切断放电电流，比较适合没有放电保护板的电池。同时防止小电流放电，以得到准确的容量值。当SW2断开时。两个3.3Ω电

汽车蓄电池容量的检测方法详解

汽车蓄电池容量的检测方法详解汽车蓄电池是汽车启动时的唯一电源，在汽车发电机不工作时，它可以在一段时间内向汽车的用电设备供电（1～2h）；在发电机正常发电时，它将发电机供给用电器后多余的电能转化成化学能储存起来，供下次启动或其它用电。蓄电池的工作能力随其规格型号不同而不同，也随其生产的年代、厂家牌号有较大区别。同一个蓄电池，由于不同的使用维护水平，其剩余的工作力也不同。加上蓄电池自身的自行放电，极板硫化等不可避免的因素作用，也会使蓄电池的工作能力逐渐削弱以至报废。因此，在必要时对蓄电池的工作能力进行检测就成为汽车维护与保养的重要工作之一。一、蓄电池的容量指标及其测定蓄电池的工作能力用“容量”来衡量，它是在规定的端电压范围内，蓄电池对负载供给一定电流所能持续的时间（t），即衡量蓄电池电能做功的能力A=UIt（瓦秒）。在实际运用中，蓄电池的容量指标Q常用安培小时（Ah）来表示： Q＝I·t（A·h） I—放电电流（A）；t—放电时间（h）由于电流单位安培(A)＝库伦/秒，所以容量的单位安培小时（Ah）＝库伦/秒×3600秒=3600库伦（3.6kC）。库伦是电荷量单位，1库伦=6.24×1018（624亿亿）个电子所带的电量，所以容量与电池的物质量（正负极板数、总面积、电解液密度）有关。对于标准正、负极板组而言，每片正极板的额定容量为15Ah，每个单格电池中负极板数总是比正极板多1片，因此可以算出一定容量的单格电池中正负极板的准确片数，如3-QA-60Ah蓄电池，其额定容量为60Ah，正极板数=60（Ah）/15（Ah）＝4；负极板数＝4+1＝5。如果蓄电池的额定容量不是15Ah 的整数倍数，则极板的尺寸、厚度及材料就会有所区别。蓄电池的常用容量指标有“额定容量”、“储备容量”和“启动容量”三种。 1. 额定容量根据GB5008-91规定，额定容量是：将充足电的新蓄电池在电解液温度为25±5℃条件下以20h率的放电电流（即0.05Q20）连续放电至单格电池平均电压降到1.75V时输出的电量。

太阳能电池基本特性实验讲义

太阳能电池基本特性测定目前人类所消耗的能源的70％来自煤、石油、天然气等化石燃料，在现有技术条件下，化石能源的大量使用给地球环境造成了严重危害，使人类生存空间受到了极大的威胁。科学家预言，尽管化石燃料能源未来仍将占有相当大比重，但其一统天下的局面将逐渐结束（地球上２亿年形成的化石燃料，大体只够人类使用300余年），可再生的清洁能源可望撑起未来世界能源供给的半壁江山。太阳能的利用和研究是21世纪新型能源开发的重点课题之一。太阳能电池能够吸收光的能量，并将所吸收的光子能量转换为电能。目前硅太阳能电池应用领域除人造卫星和宇宙飞船外，已应用于许多民用领域：如太阳能汽车、太阳能游艇、太阳能收音机、太阳能计算机、太阳能乡村电站等。太阳能是一种清洁、“绿色”能源。因此，世界各国十分重视对太阳能电池的研究和利用。一、实验目的 1、学习掌握硅光电池的工作原理。 2、学习掌握硅光电池的基本特性及其测试方法。 3、了解硅光电池的基本应用。二、实验仪器 1.光功率计 2.测试仪 3.光源 4.光电二极管（用专用连接线与光功率计相连接） 5.样品架（用于放置光电二极管传感器，以及待测太阳能电池样品，含遮光罩） 6. 导轨 7.单晶硅样品 7.多晶硅样品图1 太阳能电池特性测试仪

1、太阳能电池:单晶硅和多晶硅各1块：60×60mm 2，有效面积50×45mm 2 ，开路电压不低于4V ，闭路电流不小于15mA ；2、光功率计:三位半数显，量程200uw 、2mw 和20mW 三档，数字按键档位切换；光功率计传感器采用高灵敏度光电二极管；3、精密电阻负载：0～99999.9Ω；4、测试仪:电压表：2.000V 和20.00V 两档；电流表：2.000mA 和200.0mA 两档；0-5V 可调直流电源，带限流输出功能；5、光源功率：100W ；6、导轨：长75cm ；三、实验原理太阳能电池在没有光照时其特性可视为一个二极管，在没有光照时其正向偏压U 与通过电流I 的关系式为： )1(-=U o e I I β (1) (1)式中，Ｉ为通过二极管的电流，o I 和β是常数，o I 为反向饱和电流。由半导体理论，二极管主要是由能隙为E C －E V 的半导体构成，如图2所示。E C 为半导体电带，E V 为半导体价电带。当入射光子能量大于能隙时，光子会被半导体吸收，产生电子和空穴对。电子和空穴对会分别受到二极管之内电场的假设太阳能电池的理论模型是由一理想电流源（光照产生光电流的电流源）、一个理想二极管、一个并联电阻R Sh 与一个电阻R S 所组成，如图3所示。图3中，I Ph 为太阳能电池在光照时该等效电源输出电流，I d 为光照时,通过太阳能电池内部二极管的电流。由基尔霍夫定律得： 0)(=---+sh d ph s R I I I U IR (2) （2）式中，I 为太阳能电池的输出电流，U 为输出电压。由（1）式可得， d sh ph sh s I R U I R R I --=+ )1( (3)

开题报告——基于单片机的锂离子电池电量检测系统毕业设计论文

(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！) 南昌工程学院 09 级毕业（设计）论文开题报告机械与电气工程学院系（院）电气工程及其自动化专业题目基于单片机的锂离子电池电量检测系统设计班级09电气工程及其自动化（1）班学号指导教师饶繁星

日期2013 年 1 月 4 日南昌工程学院教务处订制

题目：基于单片机的锂离子电池电量检测系统设计一、选题的依据及课题的意义随着手机、数码相机、摄像机、手提电脑、音频视频播放器等便携式电子设备的迅猛发展，由于其便携性的特点，便携式设备必须由电池来进行供电。目前，便携式仪表的主流供电电池有铅酸电池，镍镉电池，镍氢电池，锂电池和锂聚合物电池等。与其它主流可充电电池相比，具有高单体电池电压、高功率密度、长循环寿命、无记忆效应、低自放电率等优点。锂电池是指以锂为负极材料的化学电池的总称，大致可分为两类：锂金属电池和锂离子电池。锂离子电池不含有金属态的锂，该类电池具有较高能量质量比和能量体积比。为了提高电池的使用率及全面掌握电池的状态，大多数设备在应用场合需要显示电池组的剩余电量信息，以供使用者明确电池组的工作状态，及时对电池组进行充电。在电池放电过程中，电池电压与剩余电量、工作时间之间并不是线性关系，所以并不能简单地采用电压采样、函数计算剩余电量。针对该要求，设计了一种基于单片机的锂离子电池电量检测系统，该检测系统的设计对全面掌握锂离子电池的电量状态，提高其利用率具有现实意义。本设计的研究成果若能广泛应用于便携式电子产品，为人类日常生活和生活质量的提高有着深远的意义。

二、研究概况及发展趋势综述锂电池常用的电量检测方法有两种，一种是利用库仑计，根据电池工作的电流与时间进行计算出电池的实际容量，此种检测方法是最准确的检测方法，一般用的芯片有TI，美信等电池管理芯片，但是成本太高，调试复杂。另一种方法是利用电池工作的电压曲线来分析出电池的容量，这种方式比较简单，成本也低，由于直接采用比较器如LM339，LM324等，检测精度低，检测相对很不准确，温漂大，功耗大。在满足要求的前提下，本设计尽可能采用简单的锂离子电池电量检测方案，提出的基于单片机的锂离子电池电量检测方案，抗干扰能力强，并且可以实现对锂离子电池电量的高精度检测。在本设计方案中，没有考虑电池老化等复杂因素对电量检测精度产生的负面影响，所以检测结果稍有误差。未来在要求更高精度的锂离子电池电量检测应用中，该检测系统必须考虑这些复杂问题对检测精度的影响，还需要做进一步的改进，让检测精度提高一个水平。

电池内阻及简单的测试方法.

电池内阻及简单的测试方法一、什么是电池内阻以前到商店买电池,营业员都要先用小电珠试一下,如发光正常, 则说明电池是好的。现在电器的从业人员,判断电池新旧好坏的时候, 是先测一下开路电压, 再快速测一下短路电流。例如对于普通 5号电池, 短路电流大于 500mA , 则就是好的。以上二个例说明了作为一种能源的电池要求能够输出电流也就是能够输出功率,才能称得上性能良好。为了便于分析,我们引入电池内阻的概念,简约的说,电池内阻等于开路电压除以短路电流。当然这仅仅是表明内阻的概念, 实际上是不可能用这个方法测试内阻。在直流条件下我们可以给出电池的直流等效电路, 见图一,以及公式 U=E-IR。此式说明电池内阻 R 越小,输出的电流时电池电压降就越小,或者说该电池能够在大电流的条件下工作。

二、测试电池内阻的意义 1、工厂中出厂检验的项目之一 2、组装电池组时,需挑选内阻相近的电池单元组成一组。 3、因电池的容量 Ah 越大,内阻就越小,因此可以根据内阻大小粗略判断电池容量 . 4、电池老化和失效后突出的表现为内阻增大,因此测试电池内阻就可以快速判断出电池的老化程度。 5、电池组维护过程中,需要经常测试各电池单元的内阻,以便把内阻增大的单元挑出来, 换个好的。三、电池内阻的直流测量方法 1、等效电路(见图一 2、测试标准各种电池的测试标准不完全一样,下面以锂电池为例大体介绍一下测试步骤。第一步:以 0.2C/h的恒定电流充电至规定电压 . ,例如设电池容量 C=6Ah,则 0.2C/h=0.2 6Ah/h=1.2A。第二步:存放 1-4小时。第三步:以 0.2C/h的恒定电流 I 1放电时,测出电池两端电压 U 1 。第四步:以 1C/h的恒定电流 I 2放电时,测出电池两端电压 U 2 。以上各步骤在 20°C ±5°C 的环境下完成。电池的直流内阻 R dc =U1-U 2/I2-I 1 。

太阳能电池特性的测量实验报告

竭诚为您提供优质文档/双击可除太阳能电池特性的测量实验报告篇一：太阳能电池特性测量实验本科学生实验报告学号姓名学院物电学院专业、班级12级光电子班实验课程名称太阳能电池特性测量实验教师及职称开课学期学期填报时间日云南师范大学教务处编印一、实验设计方案篇二：实验报告--太阳能电池伏安特性的测量实验报告姓名：张伟楠班级：F0703028学号：5070309108实验成绩：同组姓名：张家鹏实验日期：08.03.17指导教师：批阅日期：太阳能电池伏安特性的测量【实验目的】 1.了解太阳能电池的工作原理及其应用 2.测量太阳能

电池的伏安特性曲线【实验原理】 1．太阳电池的结构以晶体硅太阳电池为例，其结构示意图如图1所示．晶体硅太阳电池以硅半导体材料制成大面积pn结进行工作．一般采用n+/p同质结的结构，即在约10cm×10cm面积的p型硅片（厚度约500μm）上用扩散法制作出一层很薄（厚度~0.3μm）的经过重掺杂的n型层．然后在n型层上面制作金属栅线，作为正面接触电极．在整个背面也制作金属膜，作为背面欧姆接触电极．这样就形成了晶体硅太阳电池．为了减少光的反射损失，一般在整个表面上再覆盖一层减反射膜．图一太阳电池结构示意图 2．光伏效应图二太阳电池发电原理示意图当光照射在距太阳电池表面很近的pn结时，只要入射光子的能量大于半导体材料的禁带宽度eg，则在p区、n区和结区光子被吸收会产生电子–空穴对．那些在结附近n区中产生的少数载流子由于存在浓度梯度而要扩散．只要少数载流子离pn结的距离小于它的扩散长度，总有一定几率扩散到结界面处．在p区与n区交界面的两侧即结区，存在一空间电荷区，也称为耗尽区．在耗尽区中，正负电荷间形成一电场，电场方向由n区指向p区，这个电场称为内建电

怎样测量串联电池组电压

怎样测量串联电池组电压目前，发电厂、变电站的操作电源系统大多采用直流电源，直流电源系统是发电厂、变电站非常重要的一种二次设备，它的主要任务就是给继电保护、断路器分合闸及其它控制提供可靠的直流操作电源和控制电源，它要求配置蓄电池系统。实践经验表明，在所有表征蓄电池的参数之中，蓄电池的端电压最能体现蓄电池的当前状况。可以根据端电压判断蓄电池的充、放电进程，当前电压是否超出允许的极限电压。还可以判断蓄电池组的均一性好坏等。因此，对蓄电池的端电压的测量十分重要。 1 共模测量法共模测量是相对同一参考点，用精密电阻等比例衰减各测量点电压，然后依次相减得到各节电池电压。该方法电路比较简单，但是测量精度低。比如，24节标称电压为12V的蓄电池，单节电池测试精度为0.5%的测试系统，单节电池测试绝对误差为±60mV，24V节串联积累的绝对误差可达1.44V，显然，其相对误差可达到12V，这在应急电源监控系统中经常会造成误报警，所以不能满足应急电源监控系统的要求。这种方法只适合串联电池数量较少或者对测量精度要求不高的场合。 2 差模测量法差模测量是通过电气或电子元件选通单节电池进行测量。当串联电池数量较多而且对测量精度要求较高时，一般应采用差模测量方法。 2.1继电器切换提取电压传统的比较成熟的测试方法是用继电器和大的电解电容做隔离处理，其基本的测试原理是：首先将继电器闭合到蓄电池一侧，对电解电容充电；测量时把继电器闭合到测量电路一侧，将电解电容和蓄电池隔离开来，由于电解电容保持有该蓄电池的电压信号，因此，测试部分只需测量电解电

容上的电压，即可得到相应的单体蓄电池电压。此方法具有原理简单，造价低的优点。但是由于继电器存在着机械动作慢，使用寿命低等缺陷，根据这一原理实现的检测装置在速度，使用寿命，的可靠性方面都难以令人满意。为解决上面问题可将机械继电器改用光耦继电器，这样无需外加电解电容提高了可靠性，速度和使用寿命也随之达到要求，但相对成本要大大提高。用光电隔离器件和大电解电容器构成采样，保持电路来测量蓄电池组中单只电池电压。此电路缺点是：在A/D转换过程中1电容上的电压能发生变化，使精度趋低，而且电容充放电时间及晶体管和隔离芯等器件动作延迟决定采样时间长等缺点。 2.2V/F转换无触点采样提取电压 V/F转换法的原理图1所示，其原理如下：信号采集采用V/F转换的方法，单节蓄电池采用分别采样，取单节蓄电池的端电压经分压（降低功耗）后作为V/F转换的输入，分压电阻的分散性可通过V/F转换电路调整V/F转换信号输出通过光电隔离器件送到模拟开关，处理器通过控制模拟开关采集频率信号。数据采集电路与数据处理电路采用光电隔离和变压器隔离技术，实现两者之间电气上的隔离。但采用V/F转换作为A/D转换器的缺点是响应速度慢，在小信号范围内线性度差，精度低。图1V/F转换法的原理图 2.3浮动地技术测量电池端电压由于串联在一起的电池组总电压达几十伏，甚至上百伏，远远高于模拟开关的正常电压，因此需要使地电位随测量不同电池电压时自动浮动来保证测量正常进行，其原理图2所示。每次时，先由模拟开关选通，使其被测电池两端的电位信号接入测试电路，此信号一方面进入差分放大器；另一方面进入窗口比较器，在窗口比较器中与固定电位Vr相比较，从窗口比较器输出的开关量状态可识别出当前测量地（GND）的电位是太高，太低或者正好（相对于Vr）。如果正好，则可以启动A/D进行测量。如果太高或太低，则通过控制器对地（GND）电位行浮动控制。由于地电位经常受现场干扰发生变化，而该方法不能对地电位进行实时精确控制，因而

电池电量检测芯片

电池电量检测芯片时间：2011-12-17 22:29:42来源：作者：电池电量监测计就是一种自动监控电池电量的IC，其向做出系统电源管理决定的处理器报告监控情况。一个不错的电池电量监测计至少需要一些测量电池电压、电池组温度和电流的方法、一颗微处理器、以及一种业经验证的电池电量监测计算法。bq2650x 和 bq27x00 均为完整的电池电量监测计，其拥有一个用于电压和温度测量的模数转换器(ADC) 以及一个电流和充电感应ADC。这些电池电量监测计还拥有一颗运行TI 电池电量监测计算法的内部微处理器。这些算法将对锂离子(Li-ion)电池的自放电、老化、温度和放电率进行补偿。该微处理器可以使主机系统处理器不用进行没完没了的计算。电池电量监测计提供了诸如?电量剩余状态?等信息，同时bq27x00 系统还提供了?剩余运行时间?信息。主机在任何时候都可以询问到这种信息，并由主机来决定是通过LED 还是通过屏幕显示消息来通知最终用户有关电池的信息。由于系统处理器只需要一个12C 或一个HDQ 通信驱动，因此使用电池电量监测计非常简单。电池组电路描述图1 描述了电池组中的应用电路。根据所使用电池电量监测计IC 的不同，电池组将至少具有三到四个可用外部终端。图1 典型的应用电路 VCC 和BAT 引脚将接入电池电压，用于IC 功率和电池电压的测量。一只低阻值感应电阻被安装在电池的接地端，以使感应电阻两端的电压能够被电池电量监测计的高阻抗SRP 和SRN 输入监控到。流经感应电阻的电流有助于我们确定电池的已充电量或已放电量。在选择感应电阻值时，设计人员必须考虑到其两端的电压不应该超过100 mV。太小的电阻值在低电流条件下可能会带来误差。电路板布局必须确保SRP 和SRN 到感应电阻的连接尽可能地靠近感应电阻的各个端点；即Kelvin 连接测量。

测定电池的电动势和内阻实验的误差分析方法.doc

“测定电池的电动势和内阻”实验的四种误差分析方法(原创) (2011-06-21 08:46:05) 转载▼ 测定电池的电动势和内阻的实验是高考的热点内容，对实验数据的误差分析是本实验的难点。对此实验的误差分析，本人总结了四种方法：解析法、待定系数法、等效法和图象法。下面以几种实验方案中的一种为例来加以说明和比较。如图是本实验的方案的其中一种：根据闭合电路欧姆定律，有。移动滑动变阻器的滑片，可以得出几组I、U 的值。通过作图或解方程组就可以得出E、r。考虑到电压表内阻R V（电流表内阻对此实验方案没有影响），本实验存在系统误差。下面对此误差进行分析：方法一：解析法设滑动变阻器阻值为R1 时两表读数分别为U1、I1；阻值为R2 时两表读数为U2、I2。设R2>R1，则U2>U1，I2

可解得电动势与内阻的实际值比较上述两组数据，可得、r

太阳能电池基本特性测定实验

太阳能电池基本特性测定实验目对太阳能的充分利用可以解决人类日趋增长的能源需求问题。太阳能是一种新能源，一是利利用太阳能发电目前有两种方法，前，太阳能的利用主要集中在热能和发电两方面。太阳能的利用和太阳能电池的特性研究二是太阳能电池。用热能产生蒸气驱动发电机发电，为此，许多发达国家正投入大量人力物力对太阳能接收器进行研究。是21 世纪的热门课题，介绍太阳能电池的电学性质我们尝试在普通物理实验中开设了太阳能电池的特性研究实验，联系科并对两种性质进行测量。该实验作为一个综合设计性的普通物理实验，和光学性质，技开发实际，有一定的新颖性和实用价值，能激发学生的学习兴趣。】实验目的【无光照时，测量太阳能电池的伏安特性曲线1. IPU FF、开路电压及填充因子、最大输出功率2. 测量太阳能电池的短路电流SCaxmOC IJJU的关系，求出它与相对光强3. 测量太阳能电池的短路电流、开路电压SC0OC们的近似函数关系。【实验仪器】光具座、滑块、白炽灯、太阳能电池、光功率计、遮光罩、电压表、电流表、电阻箱

】【实验原理, 在没有光照时太阳能电池能够吸收光的能量，并将所吸收的光子的能量转化为电能。UI的关系为可将太阳能电池视为一个二极管,其正向偏压与通过的电流qU???? 1?I?Ie nKT (1) ??0??In qK,1。是二极管的反向饱和电流,是玻尔兹曼常量是理想二极管参数,理论值为其中0q T为热力学温度。（可令）为电子的电荷量,??nKT EEE?由半导体理论知,二极管主要是由如图所示的能隙为的半导体所构成。CVC E当入射光子能量大于能隙时，光子被半导体所吸为半导体价电带。为半导体导电带，V空穴对受到二极管内电场的影响而产生光生电动势，这一电子-收，并产生电子-空穴对。现象称为光伏效应。光电流示意图 IPU, 和外太阳能电池的基本技术参数除短路电流和开路电压还有最大输出功率 SCaxOCm P IUFFFF。最大输出功率也就是定义为的最大值。填充因子填充因子axm P?FF max (2) UI OCSC FFFF,说明太阳能电池对光的利用值越大是代表太阳能电池性能优劣的一个重要参数。率越高。】【实验内容及步骤U?I特性（直流偏压从1.在没有光源（全黑）的条件下，测量太阳能电池正向偏压时的V00?3.））设计测量电路图，并连接。（1 1 图q I UI?I?U的值。和曲线并求出常数关系数据，利用测得的正向偏压时（2）画出??0nKT 注意此时光源到太阳能电池距在不加偏压时，用白色光照射，测量太阳能电池一些特性。2.cm20

测电池的电动势和内阻的常用方法和误差分析

测电池的电动势和内阻的常用方法和误差分析公主岭市第一中学魏景福2012.11.12 测电池的电动势和内阻的实验是高中物理电学部分的一个重点实验，也是高考的热点实验，笔者就此实验的常见方法（“伏安法”、“伏阻法”、“安阻法”）及误差分析的问题谈一谈个人的观点。一、用“伏安法”测电池的电动势和内阻用“伏安法”测电池的电动势和内阻就是用电流表和电压表测电池的电动势和内阻，是通过电流表和电压表测出外电路的电流和路端电压，然后利用闭合电路的欧姆定律求出电池的电动势和内阻。实验要求多测几组I.U数据，求出几组E.r 值,然后取他们的平均值。还可以用作图法处理，即利用电池的U」图象求出E.r 值。用“伏安法”测电池的电动势和内阻分为电流表“内接”和电流表“外接” 两种接法。实验误差有：1、偶然误差,主要来源于电压表和电流表的读数以及作U-I图象时描点不很准确；2、系统误差，主要来源于没有考虑电压表的分流和电流表的分压作用。（一）、电流表内接（相对待测元件——电池） 1、电流表内接时测量原理：如图1所示，电压表.电流表分别测出两组路端电压和总电流的值, 则U^E - 1订①，—二E -瓜②, ①-②解得"豐③' ③带入①解得E =虫亠业④,

2、系统误差分析：图1电路由于电流表分压使电压表读数（测量值）小于电源的实际路端电压（真实值）。导致实验产生系统误差（1）通过理论的推导分析误差：设电流表的内阻为R A，电池的电动势和内电阻的真实值分别为E o和r。则有Ui + h R = E - I r ⑤ U 2 I 2 R A - E o 1 I 2「0 ⑤—⑥得r o二4^—R A⑦ I 2 - h ⑦代入⑤得E o =山一宀2⑧ I 2 - h 比较⑦、⑧式和③、④可知r > r o , E = E o. 不难看出电流表内接时测得的内电阻偏大，测得的电动势准确。但由于内电阻的相对误差太大，故一般不用此接法。（2）通过图像的比较分析误差：由U二E - lr这一理论公式在坐标系里画出理论线（如图2中的实线），其纵坐标上的截距和斜率的绝对值就是真实值E o和r o。用两只表的读数来表示横、纵坐标，由于电流表的分压使电压表的读数小于真实的路端电压，相差U = I R A , R A是一定的，I越大U就越大，I越小2就越小。I = o时厶U = 0,所绘制的图线称为实验线（如图2中的虚线）。其纵轴上的截距和图线的斜率的绝对值就电动势和内阻的测量值E和r,由图2可见r > r。, E = E°.

电池内阻的测量

电池内阻的测量秦辉（河北北方学院理学院，河北张家口 075000 ）摘要：介绍一种新的电池内阻测量方法—双电阻测量法，对该测量法选取电阻需满足的条件进行了推导。研制了一种基于该方法的电池内阻测量装置，本文详述其硬件组成和工作原理，给出了电路组成框图和程序流程图。该装置采用单片机智能控制，自动化程度高，测量快速准确，硬件结构简单，抗干扰性强，具有较高的稳定性和可靠性。关键词：电池内阻;测量方法；硬件设计；软件设计中图分类号：TM933 文献标识码：A Measuring Internal Resistance of the Battery QIN Hui (Institute of Sciences，Hebei North University Zhangjiakou 075000，China) Abstract：A new method to measure internal resistance of the battery—double resistances measurment method was introduced in this paper . Required conditions of chosing resistances in the method were worked out . A new kind of measuring device based on the method was developed . Hardwares and working principles of the device were described in detail , the frame diagram of circuit costitution and procedure diagram were given too . Controlled by SCM , the device can work automatically, quickly and accurately.The device has simple constitution,high anti-interference performance,and good stability and reliability . Key Words：I nternal resistance of the battery；measurement method；software design；hardware design. 电池的容量与电池的内阻存在密切的关系。一般而言，电池的容量越大，内阻就越小，可见电池内阻的大小是衡量电池性能好坏的重要指标，准确测量电池内阻具有重要意义。目前，测量电池内阻的方法主要有加载降压法、短路电流法、不平衡电桥法、交流电流法、双量程测量法、电位差计法等。这些方法各有利弊，普遍的问题是测量步骤较繁琐，有些测量方法存在着不可忽视的测量误差，甚至某些测量方法（因电池放电时间过长等）对电池的寿命有一定影响。本文介绍一种测量电池内阻的新方法—双电阻测量法，该方法较好地克服了上述缺点。作者设计并研制了一种基于该方法的电池内阻测量装置，这种装置可以快速、准确地测量电池的内阻。 1. 电池内阻的计算方法图1是由一节电池（内阻为r，电动势为E）与一只负载电阻R构成的电路。根据欧姆定律得：E/(r＋R)=U/R ∴ r=(E/U－1)R ① 2. 电阻R的取值对测量误差的影响设电阻R的变化量为ΔR，电阻R两端电压的变化量为ΔU，利用公式①计算电池内阻r 的绝对误差为Δr，则公式①可变为： r＋Δr=[E/(U+ΔU)－1]×(R＋ΔR) ② 内阻R的相对误差为： Δr/r=[E/(U+ΔU)－1]×(R＋ΔR)/r－1 ③ 将①式代入③式得： Δr/r=[E/(U+ΔU)－1]×(R＋ΔR)/[(E/U－1)R]－1

太阳能电池的特性测量

实验目的 1. 测量不同照度下太阳能电池的伏安特性、开路电压U 0和短路电流I s 。 2. 在不同照度下，测定太阳能电池的输出功率P 和负载电阻R 的函数关系。 3. 确定太阳能电池的最大输出功率P max 以及相应的负载电阻R max 和填充因数。原理当光照射在距太阳电池表面很近的pn 结时，只要入射光子的能量大于半导体材料的禁带宽度E g ，则在p 区、n 区和结区光子被吸收会产生电子-空穴对（如图1）。那些在 pn 结附近n 区中产生的少数载流子由于浓度梯度而要扩散。只要少数载流子离pn 结的距离小于它的扩散长度，总有一定几率扩散到结界面处。在p 区与n 区交界面的两侧即结区，存在一空间电流区，也称为耗尽区。在耗尽区中，正负电荷间形成一电场，电场方向由n 区指向p 区，这个电场称为内建电场。只有p 区的光生电子和n 区的光生空穴和结区的电子空穴对（少子）扩散到结电场附近时能在内建电场作用下漂移过结。光生电子被拉向n 区，光生空穴被拉向p 区，即电子空穴对被内建电场分离。这导致在n 区边界附近有光生电子积累，在p 区边界附近有光生空穴积累。它们产生一个与热平衡pn 结的内建电场方向相反的光生电场，其方向由p 区指向n 区。这一现象称为光伏效应（Photovoltaic effect ）。图1 太阳能电池的工作原理太阳能电池的工作原理是基于光伏效应的。当光照射太阳电池时，将产生一个由n 区到p 区的光生电流I s 。同时，由于pn 结二极管的特性，存在正向二级管电流I D ，此电流方向从p 区到n 区，与光生电流相反。因此，实际获得的电流I 为两个电流之差： )()(D S U I ΦI I -= （1）如果连接一个负载电阻R ，电流I 可以被认为是两个电流之差，即取决于辐照度Φ的负方向电流I s ，以及取决于端电压U 的正方向电流I D 。由此可以得到太阳能电池伏安特性的典型曲线（见图2）。在负载电阻小的情况下，太阳能电池可以看成一个恒流源，因为正向电流I D 可以被忽略。在负载电阻大的情况下，太阳能电池相当于一个恒压源，因为如果电压变化略有下降那么电流I D （U ）迅速增加。

电池电量检测方法及原理 pdf

FUEL GAUGE 电池电量检测方法及原理锂电池具有高存储能量、寿命长、重量轻和无记忆效应等优点，已经在现行便携式设备中得到了广泛的使用，尤其是在手机、多媒体播放器、GPS终端等消费类电子设备中。这些设备不但单纯地只是支持单一的通讯功能，还支持流媒体播放和高速的无线发送和接收等等功能。随着越来越多功能的加入且要获得更长单次充电的使用时间，便携式设备中锂电池的容量也不断地增大，以智能手机为例，主流的电池容量已经800mAH增长到现在1500mAH，并且还有继续增长的趋势。随着大容量电池的使用，如果设备能够精确的了解电池的电量，不仅能够很好地保护了电池，防止其过放电，同时也能够让用户精确地知道剩余电量来估算所能使用的时间，及时地保存重要数据。因此，在PMP和GPS中，电量计不断加入到设备中，并且电量计也在智能手机中得到了应用，尤其是在一些Windows Mobile操作系统的智能手机中，如图1所示，电池电量的显示已由原来的柱状图变为了数字显示。本文介绍和比较三种种不同电量计的实现方法，并且以意法半导体的STC3100电池监控IC为例，在其Demo实现了1%精度的电池精度计量。（a）柱状图电量显示（b）数字精确电量显示图1 Windows Mobile 手机中电量计量 1，电量计的实现方法和分类。据统计，现行设备中有三种电量计，分别是：直接电池电压监控方法，也就是说，电池电量的估计是通过简单地监控电池的电压得来的，尽管该方法精度较低和缺乏对电池的有效保护，但其简单易行，所以在现行的设备中得到最广泛的应用。然而锂电池本身特有的放电特性，如图2所示。不难从中发现，电池的电量与其电压不是一个线性的关系，这种非线性导致电压直接检测方法的不准确性，电量测量精度超过20%。电池电量只能用分段式显示，，如图1.a所示，无法用数字显示精确的电池电量。手机用户经常发现，在手机显示还有两格电的时候，电池的电量下降得非常快，也就是因为这时候电池已经进入Phase3。图2 锂电池放电曲线

电池内阻的测量办法

不同类型的电池内阻不同。相同类型的电池，由于内部化学特性的不一致，内阻也不一样。电池的内阻很小，我们一般用毫欧的单位来定义它。内阻是衡量电池性能的一个重要技术指标。正常情况下，内阻小的电池的大电流放电能力强，内阻大的电池放电能力弱。在放电电路的原理图上来说，我们可以把电池和内阻拆开考虑，分为一个完全没有内阻的电源串接上一个阻值很小的电阻。此时如果外接的负载轻，那么分配在这个小电阻上的电压就小，反之如果外接很重的负载，那么分配在这个小电阻上的电压就比较大，就会有一部分功率被消耗在这个内阻上（可能转化为发热，或者是一些复杂的逆向电化学反应）。一个可充电电池出厂时的内阻是比较小的，但经过长期使用后，由于电池内部电解液的枯竭，以及电池内部化学物质活性的降低，这个内阻会逐渐增加，直到内阻大到电池内部的电量无法正常释放出来，此时电池也就“寿终正寝”了。绝大部分老化的电池都是因为内阻过大的原因而造成无使用价值，只好报废。因此我们更应该注重的是电池放出的容量而不是充入的容量。一、内阻不是一个固定的数值麻烦的一点是，电池处于不同的电量状态时，它的内阻值不一样；电池处于不同的使用寿命状态下，它的内阻值也不同。从技术的角度出发，我们一般把电池的电阻分为两种状态考虑：充电态内阻和放电态内阻。 1.充电态内阻指电池完全充满电时的所测量到的电池内阻。 2.放电态内阻指电池充分放电后（放电到标准的截止电压时）所测量到的电池内阻。一般情况下放电态的内阻是不稳定的，测量的结果也比正常值高出许多，而充电态内阻相对比较稳定，测量这个数值具有实际的比较意义。因此在电池的测量过程中，我们都以充电态内阻做为测量的标准。二、内阻无法用一般的方法进行精确测量或许大家会说，高中物理课上有教用简单公式+电阻箱计算电池内阻的方法……但物理课本上教的用电阻箱推算的算法精度太低，只能用于理论的教学，在实际应用上根本无法采用。电池的内阻很小，我们一般用微欧或者毫欧的单位来定义它。在一般的测量场合，我们要求电池的内阻测量精度误差必须控制在正负5％以内。这么小的阻值和这么精确的要求必须用专用仪器来进行测量。三、目前行业中应用的电池内阻测量方法行业应用中，电池内阻的精确测量是通过专用设备来进行的。下面我来说说行业中应用的电池内阻测量方法。目前行业中应用的电池内阻测量方法主要有以下两种： 1.直流放电内阻测量法根据物理公式Ｒ=Ｕ/Ｉ，测试设备让电池在短时间内（一般为2～3秒）强制通过一个很大的恒定直流电流（目前一般使用40A～80A的大电流），测量此时电池两端的电压，并按公式计算出当前的电池内阻。这种测量方法的精确度较高，控制得当的话，测量精度误差可以控制在0.1％以内。但此法有明显的不足之处：

太阳能电池基本特性测定实验

太阳能电池基本特性测定实验太阳能电池是一种由于光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的器件，是一个半导体光电二极管，当太阳光照到光电二极管上时，光电二极管就会把太阳的光能变成电能，产生电流。当许多个电池串联或并联起来就可以成为有比较大的输出功率的太阳能电池方阵了。太阳能电池是一种大有前途的新型电源，具有永久性、清洁性和灵活性三大优点.太阳能电池寿命长，只要太阳存在，太阳能电池就可以一次投资而长期使用；与火力发电、核能发电相比，太阳能电池不会引起环境污染。太阳能电池根据所用材料的不同，可分为：硅太阳能电池、多元化合物薄膜太阳能电池、聚合物多层修饰电极型太阳能电池、纳米晶太阳能电池四大类，其中硅太阳能电池是目前发展最成熟的，在应用中居主导地位。硅太阳能电池分为单晶硅太阳能电池、多晶硅薄膜太阳能电池和非晶硅薄膜太阳能电池三种。单晶硅太阳能电池转换效率最高，技术也最为成熟。在实验室里最高的转换效率为23%,规模生产时的效率为15%。在大规模应用和工业生产中仍占据主导地位，但由于单晶硅成本价格高，大幅度降低其成本很困难，为了节省硅材料，发展了多晶硅薄膜和非晶硅薄膜做为单晶硅太阳能电池的替代产品。多晶硅薄膜太阳能电池与单晶硅比较,成本低廉，而效率高于非晶硅薄膜电池，其实验室最高转换效率为18%,工业规模生产的转换效率为10%。因此，多晶硅薄膜电池不久将会在太阳能电地市场上占据主导地位。非晶硅薄膜太阳能电池成本低重量轻，转换效率较高，便于大规模生产，有极大的潜力。但受制于其材料引发的光电效率衰退效应，稳定性不高，直接影响了它的实际应用。太阳能的利用和太阳能电池的特性研究是21 世纪的热门课题，许多发达国家正投入大量人力物力对太阳能接收器进行研究。我们开设此太阳能电池的特性研究实验，通过实验了解太阳能电池的电学性质和光学性质，并对两种性质进行测量。该实验作为一个综合设计性的物理实验，联系科技开发实际，有一定的新颖性和实用价值。【实验目的】 1. 无光照时，测量太阳能电池的伏安特性曲线； 2. 有光照时，测量电池在不同负载电阻下，I 对U 变化关系，画出U I 曲线图；并测量太阳能电池的短路电流SC I 、开路电压OC U 、最大输出功率max P 及填充因子FF ； 3. 测量太阳能电池的短路电流SC I 、开路电压OC U 与光照度L 的关系，求出它们的近似函数关系。【实验仪器】白炽灯源、太阳能电池板、光照度计、电压表、电流表、滑线变阻器、稳压电源、单刀开关连接导线若干

锂离子电池以及保护电路

锂离子电池保护电路包括过度充电保护、过电流/短路保护和过放电保护,要求过充电保护高精度、保护IC功耗低、高耐压以及零伏可充电等特性.本文详细介绍了这三种保护电路的原理、新功能和特性要求. 近年来,PDA、数字相机、手机、便携式音频设备和蓝牙设备等越来越多的产品采用锂电池作为主要电源.锂电池具有体积小、能量密度高、无记忆效应、循环寿命高、高电压电池和自放电率低等优点,与镍镉、镍氢电池不太一样,锂电池必须考虑充电、放电时的安全性,以防止特性劣化.针对锂电池的过充、过度放电、过电流及短路保护很重要,所以通常都会在电池包内设计保护线路用以保护锂电池. 由于锂离子电池能量密度高,因此难以确保电池的安全性.在过度充电状态下,电池温度上升后能量将过剩,于是电解液分解而产生气体,因内压上升而发生自燃或破裂的危险;反之,在过度放电状态下,电解液因分解导致电池特性及耐久性劣化,从而降低可充电次数.

保护电路图该电路主要由锂电池保护专用集成电路ＤＷ０１，充、放电控制ＭＯＳＦＥＴ１（内含两只Ｎ沟道ＭＯＳＦＥＴ）等部分组成，单体锂电池接在Ｂ＋和Ｂ－之间，电池组从Ｐ＋和Ｐ－输出电压。充电时，充电器输出电压接在Ｐ＋和Ｐ－之间，电流从Ｐ＋到单体电池的Ｂ＋和Ｂ－，再经过充电控制ＭＯＳＦＥＴ到Ｐ－。在充电过程中，当单体电池的电压超过４．３５Ｖ时，专用集成电路ＤＷ０１的ＯＣ脚输出信号使充电控制ＭＯＳＦＥＴ关断，锂电池立即停止充电，从而防止锂电池因过充电而损坏。放电过程中，当单体电池的电压降到２．３０Ｖ时，ＤＷ０１的ＯＤ脚输出信号使放电控制ＭＯＳＦＥＴ关断，锂电池立即停止放电，从而防止锂电池因过放电而损坏，ＤＷ０１的ＣＳ脚为电流检测脚，输出短路时，充放电控制ＭＯＳＦＥＴ的导通压降剧增，ＣＳ脚电压迅速升高，ＤＷ０１输出信号使充放电控制Ｍ

太阳能电池特性测量

太阳能电池特性实验仪能源短缺和地球生态环境污染已经成为人类面临的最大问题。本世纪初进行的世界能源储量调查显示，全球剩余煤炭只能维持约216年，石油只能维持45年，天然气只能维持61年，用于核发电的铀也只能维持71年。另一方面，煤炭、石油等矿物能源的使用，产生大量的CO 2、SO 2等温室气体，造成全球变暖，冰川融化，海平面升高，暴风雨和酸雨等自然灾害频繁发生，给人类带来无穷的烦恼。根据计算，现在全球每年排放的CO 2已经超过500亿吨。我国能源消费以煤为主，CO 2的排放量占世界的15%，仅次于美国，所以减少排放CO 2、SO 2广义地说，太阳光的辐射能、水能、风能、生物质能、潮汐能都属于太阳能,它们随着太阳和地球的活动，周而复始地循环，几十亿年内不会枯竭，因此我们把它们称为可再生能源。太阳的光辐射可以说是取之不尽、用之不竭的能源。太阳与地球的平均距离为1亿5千万公里。在地球大气圈外，太阳辐射的功率密度为1.353kW /m 等温室气体，已经成为刻不容缓的大事。推广使用太阳辐射能、水能、风能、生物质能等可再生能源是今后的必然趋势。 2 ，称为太阳常数。到达地球表面时，部分太阳光被大气层吸收，光辐射的强度降低。在地球海平面上，正午垂直入射时，太阳辐射的功率密度约为1kW /m 2 太阳能发电有两种方式。光—热—电转换方式通过利用太阳辐射产生的热能发电，一般是由太阳能集热器将所吸收的热能转换成蒸气，再驱动汽轮机发电，太阳能热发电的缺点是效率很低而成本很高。光—电直接转换方式是利用光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能，光—电转换的基本装置就是太阳能电池。，通常被作为测试太阳电池性能的标准光辐射强度。太阳光辐射的能量非常巨大，从太阳到地球的总辐射功率比目前全世界的平均消费电力还要大数十万倍。每年到达地球的辐射能相当于49000亿吨标准煤的燃烧能。太阳能不但数量巨大，用之不竭，而且是不会产生环境污染的绿色能源，所以大力推广太阳能的应用是世界性的趋势。与传统发电方式相比，太阳能发电目前成本较高，所以通常用于远离传统电源的偏远地区，2002年，国家有关部委启动了“西部省区无电乡通电计划”，通过太阳能和小型风力发电解决西部七省区无电乡的用电问题。随着研究工作的深入与生产规模的扩大，太阳能发电的成本下降很快，而资源枯竭与环境保护导致传统电源成本上升。太阳能发电有望在不久的将来在价格上可以与传统电源竞争，太阳能应用具有光明的前景。根据所用材料的不同，太阳能电池可分为硅太阳能电池，化合物太阳能电池，聚合物太阳能电池，有机太阳能电池等。其中硅太阳能电池是目前发展最成熟的，在应用中居主导地位。本实验研究单晶硅，多晶硅，非晶硅3种太阳能电池的特性。实验内容 1．太阳能电池的暗伏安特性测量 2．测量太阳能电池的开路电压和光强之间的关系 3．测量太阳能电池的短路电流和光强之间的关系 4．太阳能电池的输出特性测量

动力电池管理系统硬件设计电路图

动力电池管理系统硬件设计电路图电动汽车是指全部或部分由电机驱动的汽车。目前主要有纯电动汽车、混合电动车和燃料电池汽车3种类型。电动汽车目前常用的动力来自于铅酸电池、锂电池、镍氢电池等。锂电池具有高电池单体电压、高比能量和高能量密度，是当前比能量最高的电池。但正是因为锂电池的能量密度比较高，当发生误用或滥用时，将会引起安全事故。而电池管理系统能够解决这一问题。当电池处在充电过压或者是放电欠压的情况下，管理系统能够自动切断充放电回路，其电量均衡的功能能够保证单节电池的压差维持在一个很小的范围内。此外，还具有过温、过流、剩余电量估测等功能。本文所设计的就是一种基于单片机的电池管理系统。 1电池管理系统硬件构成针对系统的硬件电路，可分为MCU模块、检测模块、均衡模块。 1.1MCU模块 MCU是系统控制的核心。本文采用的MCU是M68HC08系列的GZ16型号的单片机。该系列所有的MCU均采用增强型M68HC08中央处理器(CP08)。该单片机具有以下特性： (1)8MHz内部总线频率；(2)16KB的内置FLASH存储器；(3)2个16位定时器接口模块；(4)支持1MHz～8MHz晶振的时钟发生器；(5)增强型串行通信接口(ESCI)模块。 1.2检测模块检测模块中将对电压检测、电流检测和温度检测模块分别进行介绍。 1.2.1电压检测模块本系统中，单片机将对电池组的整体电压和单节电压进行检测。对于电池组整体电压的检测有2种方法：(1)采用专用的电压检测模块，如霍尔电压传感器；(2)采用精密电阻构建电阻分压电路。采用专用的电压检测模块成本较高，而且还需要特定的电源，过程比较复杂。所以采用分压的电路进行检测。10串锰酸锂电池组电压变化的范围是28V～42V。采用3.9M?赘和300k?赘的电阻进行分压，采集出来的电压信号的变化范围是2V～3V，所对应的AD 转换结果为409和*。对于单体电池的检测，主要采用飞电容技术。飞电容技术的原理图如图1所示[2]，为电池组后4节的保护电路图，通过四通道的开关阵列可以将后4节电池的任意1节电池的电压采集到单片机中，单片机输出驱动信号，控制MOS管的导通和关断，从而对电池组的充电放电起到保护作用。