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汽车蓄电池智能监视器

本文将演示如何结合软硬件软来创建一个实用工具,该工具可对汽车蓄电池的保养状况和其他参数进行监测和检查。之所以选汽车蓄电池是因为它比较简单。许多现代电池(如锂电池)在设计时就内置了智能电池芯片,因此可提供大量有关充电状态信息等。铅酸蓄电池应用广泛,但结构简单,所以并没有内置的智能电池芯片,只能在维修店里对电池进行检测。 而对任何机动车来说,都有足够空间来安装这么小的传感器来实时监控蓄电池状态,所以我创建了这个小项目,结合手边一些合适的软硬件,为汽车蓄电池添加了与智能电池相近的功能。1 这里采用的是简单的、非侵入性的方法,因而无需剪断车上的电缆或电线,用到的只有连接到电池端子的探头以及绕在电池导线上的非接触式电流传感器。 背景 常见的智能电池芯片会不断收集三个运行参数:电池电压、 电池电流和电池温度。根据智能电池芯片的功能,可以选择发送原始数据,也可以选择对原始数据再加工以得到电池充放电周期数等等高级数据。 要使得铅酸蓄电池能具备与智能电池芯片类似的功能,同样也需要三个传感器: 电压、 电流和温度。对集成传感器来说,Arduino 微控制器平台是个不错的选择,它在软硬件结合方面做得不错,而且很容易通过串口来与 Windows 上的软件进行通信。 图1-1 说明了如何通过微控制器对汽车电池参数进行测量、处理、记录并发送到运行 Windows PC 上.NET 程序 battmon(可选)。 下面介绍的是汽车电池智能监视器 (battmon)的一些主要功能:它可以读取、显示和记录电池的基本关键参数,并由此计算出其它几个电池属性:如充电次数或引擎起动次数,从而向用户报告有关电池健康状态和平均寿命等信息。我们要显示并记录的电池基本关键参数有: 电池电流 电池电压 电池温度 基于这些从汽车蓄电池获得的数据,我们可以动态计算并显示下面这些参数,并记录到 SD 卡中: 充电、休息、放电时的电池电荷状态 SoC — State of Charge ( 0% 到 100% ) 发动引擎所耗电流及持续时间 电池内阻 起动电流 (CA),如果温度足够低,则得到冷起动电流 (CCA:在规定的某一低温状态下(通常规定在0℉或–18℃)蓄电池最大可以输出的电流值) 充放电周期数 基于接收和释放的电荷(库仑)所预估的电池容量(安时) 充电时间 由此 Battmon 可以提供一些电池健康状况的重要信息,而且具有以下特点 反应迅速,在数秒之内 无需拆卸电池 无论是行驶、停车、或者引擎关闭状态均可工作 这些信息会直观地显示在屏幕上,比如电池是否接受充电、效果如何。图1-2 中的 battmon […]

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