铅酸蓄电池实时温度监测系统设计.pdf

2012年
假来木与传器
第12期
Instrument Technique and Sensor
No.12
铅酸蕾电池实时温度监测系统设计
张春富,闫奇瑾
(盐城工学院电气工程学院,江苏盐城22405
摘要:介绍了铅酸蓄电池实时温度监測系统设计方案,系统以超低功耗16位单片机MSP430F1121PW为核心,通过表
贴式P1000构建的电桥电路对铅酸蓄电池売体温度进行实时监测;系统采用nRF24L01构建了无线数据通信模块,实现
了温度监测结果的远程传输;为了匹配蓄电池供电的低功耗要求,系统设计了基于TLV70433和TPS76933的两级电源管
理单元;理论分析表明,系统具有较低的功耗和較高的测量精度
关键词:温度监测;铅酸蓄电池;实时;低功耗
中图分类号:TH811
文献标识码:A文章编号:1002-1841(2012)12-0073-03
Design of Real-time Temperature Monitoring System for Lead Acid Battery
C HANG Chun-fu, YAN Qi-jin
School of Electrical Engineering, Yancheng Institute of Technology, Yancheng 224051, China
Abstract A real-time temperature monitoring system of lead acid battery is introduced based on the ultra-low power consump-
tion microcomputer MSP430F1121 PW.The system uses surface mount type P 1000 to monitor the emperature of battery s shel
and adopts ridge circuit as translation ciruit, a wireless data c mmunication module based on NRFZ40I is designed to realize re
mote transmission of detecting results,, a two-level power management unit based on TLV7043 and TPS76933 is also designed to
match the low consumption supply of battery And analyzes show it has higher precision and lower consumption compare to the tra
Key words: temperature monitoring; lead acid battery; real-time; low power consumption
0引言
铅酸善电池一级电源管理
随着太阳能光伏发电和风力发电等新能源技术的发展,铅
酸蓄电池作为典型电力储存设备得到越来越广泛的应用。温
热合低功耗单片机?二级电源管理
度是蓄电池状态的一个关键参数,直接影响到蓄电池的SoC
( state of charge,荷电状态)和SoH( state of health,健康状态)等
测温传盛器
性能指标的佔算。电池内部阻抗所产生的热损耗及电解液异
常变化均会引起电池的温度变化,用户需要根据蓄电池的温度
信号调理电路信号采集电路「无线通信模块
参数对蓄电池的充放电过程进行动态调整并据此对蓄电池进
行适时维护,以避免蓄电池的损伤和提前老化,因此在新
图1铅酸电池实时温度监测系统框图
能源应用领域中对需蓄电池温度进行远程实时监测具有较嵉2铅酸替电池实时温度监测系统硬件设计
的研究意义。
2.1温度传感醫及其信号调理电路设计
1铅酸电池实时温度监测系统总体设计
根据蓊电池的常规适用条件及其温度变化规律,系统的温
根据铅酸蓍电池实时温度监测系统的工作条件和技术需度监测池围设定为-20~7万5℃。温度传感器采用低成本高精
求,提出了基于MS10F121Pw单片机的超低功耗铅酸蓄电度的铂热电阻F1002了克服传统电桥转換电路所带来的非
池实时温度监测方案,系统的总体结构如图1所示。
线性问题,采用图2所示的线性电桥测温转换电路。
系统主要由测温传感器、信号调理电路、信号采集电路、单
Ptio
SIGNAL I
VCC3 C
片机、无线通信模块及电源管理芯片组成。系统采用表贴式
P1000作为温度传感器,用于铅酸蓄电池壳体温度的监测;温
度传感器的输出信经前置电路调理后送D转换器进行数
OP296_A
据采集,单片机对传感器的采集数据进行处理并将结果传送至
无线收发模块进行通信传输。
GND
图2线性电桥測温转换电路
若桥臂电阻的阻值为R,则该线性电桥的输出可表示为
收稿日期:2012-02-05收修稿日期:2012-07-06