1 引言

　　在本地用通信電源監(jiān)控系統(tǒng)中，蓄電池監(jiān)控模塊是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的單元，擁有自己的處理器單元和數(shù)據(jù)采集單元。因此，它既能作為本地用通信電源監(jiān)控系統(tǒng)的一部分使用，同時(shí)加以簡(jiǎn)單擴(kuò)展就可以成為單獨(dú)使用的蓄電池在線檢測(cè)儀。本文詳細(xì)介紹了一套具有兩級(jí)集散式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的本地用通信電源集中監(jiān)控系統(tǒng)中蓄電池監(jiān)控模塊的設(shè)計(jì)。

　　2 蓄電池監(jiān)控單元的整體實(shí)現(xiàn)方案

　　蓄電池監(jiān)控一直是國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)問題，在本系統(tǒng)中，蓄電池監(jiān)控單元主要完成以下幾方面的功能：剩余容量的在線檢測(cè)、均/浮充方式轉(zhuǎn)換、單體端電壓測(cè)試及落后電池檢出、電池體溫度測(cè)試等等。其總體實(shí)現(xiàn)如圖1所示。

　　圖1 蓄電池監(jiān)控單元的整體硬件結(jié)構(gòu)

　　處理器模塊是蓄電池監(jiān)控單元的核心，在這里我們采用了ATMEL公司最新的RISC高性能單片機(jī)AT90S8515及大容量8KB的FLASHROM,不但保證了對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行高速分析處理，而且實(shí)現(xiàn)了對(duì)數(shù)據(jù)的保存查詢。

　　在數(shù)據(jù)采集模塊中，由于蓄電池監(jiān)控單元中需要處理的數(shù)據(jù)對(duì)精度均有特殊的要求，（比如對(duì)蓄電池內(nèi)阻的測(cè)量通常為mΩ級(jí)，且必須有足夠的位數(shù)），同時(shí)由于蓄電池內(nèi)阻、電壓均為緩慢變化的低時(shí)變信號(hào)，因此我們采用了16位的Σ-Δ型A/D轉(zhuǎn)換器AD7715,它具有自動(dòng)校零、量程自動(dòng)校準(zhǔn)的功能，從而可以保證很高的測(cè)量精度，而且具有SPI接口，可以方便的與單片機(jī)接口。

　　蓄電池監(jiān)控單元中設(shè)有RS485的通信接口，與前端機(jī)主處理器之間以通信的形勢(shì)交換數(shù)據(jù)。因此在本系統(tǒng)中蓄電池監(jiān)控模塊實(shí)際是作為一個(gè)智能設(shè)備與主監(jiān)控模塊聯(lián)系的。下面分別對(duì)內(nèi)阻檢測(cè)模塊、單體電壓測(cè)試模塊、單體溫度測(cè)試模塊進(jìn)行詳細(xì)的介紹。由于電流測(cè)試模塊與主處理單元的直流數(shù)據(jù)采集與處理類似，在此不再贅述。

　　3 蓄電池剩余容量的在線檢測(cè)

　　蓄電池的剩余容量是用戶最為關(guān)心的一個(gè)問題，它與整個(gè)供電系統(tǒng)的可靠性密切相關(guān)，蓄電池剩余電量越高，則系統(tǒng)可靠性越高，否則反之。因此如何能夠在既不消耗蓄電池能量又不影響用電設(shè)備的正常工作的情況下，實(shí)時(shí)的在線監(jiān)測(cè)蓄電池的剩余電量，將有重要的實(shí)際意義。

　　蓄電池是個(gè)復(fù)雜的電化學(xué)系統(tǒng)，它在不同負(fù)載條件下運(yùn)行時(shí)，蓄電池實(shí)際可供釋放的電量也不同。隨著蓄電池使用時(shí)間的增加，其實(shí)際可釋放的電量也將下降。過去，常依據(jù)蓄電池的端電壓來判斷蓄電池的好壞和其剩余電量的多少，但該方法有很大的局限性。隨著電池老化，其端電壓變化不明顯。因此，利用端電壓的變化來推算其剩余電量有一定困難，誤差較大.