基于DS2438的大功率蓄电池状态检测

摘要：介绍一种大功率蓄电池状态检测方法，通过电能质量管理芯片DS2438测量蓄电池的充放电电流值，并对其时间进行积分来估算蓄电池的充放电电量。以微控制器STC89C51为核心通过控制电能质量管理芯片及外围电路，实现对蓄电池的电压、电流以及电量的精确测量。
关键词：蓄电池；DS2438；STC89C51；电能管理

引言
蓄电池的容量是指蓄电池目前充电状况的等级，相当于蓄电池实际能够放出容量的大小，也就是对蓄电池保有容量(剩余容量)的多少进行检测，主要有密度法(比重法)、安时计、内阻法(电导法)等。本设计方案采用安时计进行电池电量检测，是通过一种电能质量管理芯片对电池充放电流进行记忆控制，能够精确计算电池充放电电量，解决了传统电量检测方法中由于电量的不准确测量使电池过充、过放，而影响电池的使用寿命的问题。电能质量管理芯片能够同时对单体蓄电池的电压、电流及温度进行实时监测，从而对单体蓄电池进行充放电管理。本设计充分地保护了蓄电池，有利于延长蓄电池的使用循环次数，具有很高的应用价值。

1 硬件设计
本系统可以测量蓄电池的端电压、电池温度、蓄电池放电电流、电池电量等，而且测量数据可在LED上显示、存储并上传至PC机。在电池电量测量方面，系统通过软件对传感器的非线性、温度等影响进行修正和补偿，与传统的检测装置相比具有稳定性好、准确性高等优点，同时还有报警功能。
系统结构框图如图1所示。单片机STC89C51为整个系统的核心，它既可通过智能电池监测芯片DS2438完成对蓄电池的采样控制和数据处理，又可负责人机对话、输入控制命令、设置参数、输出显示以及输出报警信号。本系统通过RS-232通信口与上位机进行通信，上位机可用VB语言编制通信界面，也可对单片机发送控制命令。同时为了保存电量信息，采用存储芯片AT24C02保存每次计算后的电量值和相关数据。显示系统采用共阳数码管，报警系统采用二极管，用继电器对电流传感器进行保护。

1．1 电能芯片管理电路
DS2438芯片是Maxim公司推出的智能电池监测芯片，是一种十分小巧、快速、精确的电池检测芯片。它具有功能强大、体积小、硬件接线简单等优点，可以方便地实现对蓄电池组运行状态的监测。DS2438的引脚排列如图2所示。GND接地，Vsens+、Vsens-为电池电流输入端，Vad为电池电压输入端，Vdd为电源输入端，NC悬空，DQ为数据输入输出端。