基于ATmega8单片机电路的蓄电池容量测量仪

人们往往通过电动车能骑行多少里程来衡量蓄电池的容量大小，这种方法虽然比较直观，但只能作一个粗略的估算，要精确测量蓄电池的容量，可以让蓄电池恒流放电，测量出电池电压达到终止放电电压时的放电时间，用放电时间乘以放电电流就可以算出蓄电池的容量。本文介绍的蓄电池容量测量仪就可以用来测量电动车蓄电池的容量，结果用4位数码管显示，同时可以测量电池的电压。电路结构简单，很适合业余条件下制作。

一 性能特点

●可测电池型式：蓄电池
●蓄电池电压：12V
●放电电流：3A恒流
●放电终止电压：10.5V
●蓄电池容量测试范围：0.00Ah~99.99Ah
●测量仪由待检测蓄电池供电

二 硬件电路

现在市场上的电动车蓄电池每个单元为12V，由6个电池单格串联而成。电动车的蓄电池组一般由3个单元或4个单元串联组成，电压分别为36V和 48V。测量蓄电池容量首先要考虑的一个问题是选多大的电压来测，因为电池通过假负载放电时会产生很大的热量，选择电压要综合考虑，如用48V直接测，放电电流取3A，则功耗为144W，必须用大的散热板，并且要加风扇散热。这里选择对一个单元12V电池测容量，以放电电流为3A计算，功耗为36W，这样制作就比较简单了。如果我们要对多个电池同时测量，可以采用并联的方法测量，这时功耗不增加，只是测量的时间变长了。

电路见图1，由单片机电路、恒流放电电路、电压测量电路、显示电路和蜂鸣器报警电路等部分组成。ATmega8、R1、C1等组成单片机电路，为了提高测量的计时精度，单片机使用外部晶体振荡器提供时钟信号，时钟频率取8MHz。

电路利用ATmega8内部的模数转换ADC0通道测量蓄电池电压，转换精度为10位。ADC的参考电压选用外部的5V参考电压，ADC0最大允许输入电压为5V，因为12V蓄电池充电后最高电压可达16.2V，因此要用R8、R9组成的分压电路分压后才能测量。

测量结果由ATmega8的PD口输出7段字型码和小数点位到4位数码显示，ATmega8的PC1~PC4输出位驱动码，作动态扫描驱动输出。单片机的工作电源由被测蓄电池经78L05稳压后得到。

达林顿三极管VT、RP、R3~R6等组成恒流放电电路。VT的工作状态受ATmega8的PB2脚的控制，当PB2输出高电平时VT导通，调节 RP可改变VT的基极电位,从而调节VT的工作电流。由于VT的发射极接有直流负反馈电阻R5，因此当蓄电池在一定范围内变化时VT的工作电流能基本保持不变，从而起到恒流的作用，蓄电池的放电回路主要为R4、VT、R5和R6组成，R4～R6上的功耗较大，故采用了大功率电阻，VT上的功率也比较大，故也加了散热片。S2是电压显示按钮，平时数码管显示的是蓄电池已放电的容量，按一下S2，则数码管显示电池电压1s。

测量仪接上被测的蓄电池后，电路即开始对电池容量开始测量，实际上就是开始计时，显示在数码管上的数值是放电电流和计时值的积。放电过程中发光二极管VD1发光指示。蓄电池放电后电压会逐渐下降，当电压低于10.5V时，PB2输出低电

平，VT1截止，蓄电池停止放电，此时数码管显示的电池容量不再改变，该数值即为所测电池的容量。与此同时，PB1输出周期为1s的脉冲信号，使蜂鸣器HA发出间隔的报警，告知蓄电池容量已测试完毕。

接上蓄电池开始测量的瞬间，如果单片机没有能正常上电复位，只要按一下S1即可开始测试。测量结果显示到小数点后面2位。