艾博特蓄电池（能源股份）Co., Ltd
铅酸蓄电池电量及状态输出指示和报警模块
为降低系统复杂度及成本，本设计采用3个8段数码管来显示系统状态。可以进行简单的参数设定，实时显示状态、温度等数据以实现较好的人机交互。本设计采用在软件上对输入进行消抖处理的方案，并对按键状态进行连续的判断处理，直到按键松开为止，然后才执行相应的处理程序。数据显示采用3位7段数码管动态显示方式，使用74HC595锁存动态显示数据。本设计巧妙地将按键输入与动态显示数位选择端口共用，从而减少了单片机端口的应用，达到了 铅酸蓄电池系统优化及降低产品成本的目的。报警采用的是蜂鸣器。
铅酸系统软件设计
本系统软件设计流程如图7所示。系统启动后，立即执行系统初始化程序，从EEPROM中读取上次运行得到的参数。然后开始读取温度传感器中的数据以获取当前 铅酸系统温度，再调用A／D采样子程序以获取10位精度的电压电流信号数据。经过处理可以得到终的 铅酸蓄电池运行状态，根据不同的状态进行各自的处理程序，并将状态数据输出到数码管显示。 铅酸系统在运行时将根据已有的数据和监测到的数据，自动对参数进行修正，以准确地反映 铅酸蓄电池的内部参数，实现系统管理的智能化。
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该模块是实际设计中的硬件难点。它与外电网相连，对车载 铅酸蓄电池进行充电；能根据控制电路发出的指令或标志位，实现对 铅酸蓄电池分阶段以不同电流充电；且有自动断电的功能，可实现智能充电。本系统主要是针对电动车 铅酸蓄电池组进行管理，用于给 铅酸蓄电池组充电的电流都比较大。为此，选择了基于IGBT的智能功率模块(Intelligent Power Module，IPM)进行大电流充放电管理。IPM是先进的混合集成功率器件，由高速、低功耗的IGBT和驱动电路及保护电路构成；内有过电压、过电流、短路和过热等故障检测电路，具有自动保护功能。 铅酸蓄电池充放电主回路如图5所示。
Q1和Q2集成在一个IPM中。Q2打开时给 铅酸蓄电池组充电，Q1打开时 铅酸蓄电池组通过R1放电； 铅酸蓄电池组给负载供电时，Q1、Q2均闭合。为改善功率开关器件的工作状态，主电路中采用了软开关技术。在采用大电流充电的情况下，由于长时间对 铅酸蓄电池组进行充电，电荷堆积于 铅酸蓄电池电极上而产生反向电压，实际上表现为 铅酸蓄电池内阻的增加，不但 铅酸蓄电池中的有效化学物质不能完全参加化学反应，降低了 铅酸蓄电池组容量的利用率，而且还会引起 铅酸蓄电池组的严重发热，从而影响充电速度与质量，继而影响 铅酸蓄电池组的性能和寿命。消除它的有效方法是采用负脉冲方法：在电池两端瞬间放电去除电极上堆积的电荷，从而改变 铅酸蓄电池固有的指数曲线形式的充电接受特性，提高 铅酸蓄电池的受电能力。为此，采用了“充-停-放-充-停-放”循环充电的充电策略。其脉冲充电特性如图6所示，时间参数由 铅酸蓄电池的参数决定。