方案介紹

　　本項目是對鉛酸蓄電池進行恒流放電，測量其實際容量。

　　由于硬件和設計限制，限制很少：

　　只有高達 200Ah 的 12 伏鉛酸電池可以放電！由于測量偏移（以實現更好的電壓測量分辨率），只能測量 10.1 伏至 14.7 伏的電壓，這意味著低于 10.1 伏的任何電壓都將讀數為 10.1 伏。

　　電流測量分辨率為 25 mA，以覆蓋更寬的測量范圍（0-13.9 A），這對于測量非常小的放電率（低于 300 mA）可能是個問題

　　電壓測量分辨率為 5 mV。測量的電壓會定期（每 5 分鐘）存儲在 EEPROM 中，并在測試完成后通過 USB-Serial 導出。

　　放電電流可由用戶通過 S1/S2 按鈕（設置）編程，可以是 0.1 A 到 10.0 A 的 0.1 A （100mA） 的任意值倍數。

　　C-Rate（等于放電時間/預期測試持續時間）可由用戶配置 5 小時或 10 小時或 20 小時。例如，如果 35 Ah 電池以 C/10 的 C 速率放電，則放電電流將為 3.5 A （3500 mA），預期放電持續時間應為 10 小時。

　　根據 OLED 屏幕菜單上顯示的說明，用戶可以通過按下 S1/S2 按鈕來中止測試（電流適當的斜坡下降到 0 A）！

　　在測試運行期間，OLED 顯示屏將在屏幕上顯示測試時間、放電電流、電池端子電壓。

　　只要達到電池切斷（此處為 10.5 V）或時間 （=C hrs） 結束，測試就會自動停止。

　　計時是使用帶有中斷的 AVR 內部 Timer1 完成的。S1/S2 按鈕連接到 Atmega328 微控制器的 INT0/INT1，用于控制用戶界面。

　　如何工作

　　動態電氣負載

　　放電電流流經的負載（MOSFET+電阻網絡）是可編程有源負載。它的驅動方式是恒定電流流過它，而不管電池電壓因放電而隨著時間的推移而下降！

　　有源負載由 MOSFET（Q1） 和高功率電阻器網絡（顯示為單個電阻器 R1）組成，MOSFET 的漏極到源極通道充當可變電阻器，高功率電阻器網絡具有固定值電阻（直到它也變熱）很多）。

　　Arduino

　　現在，電阻 R2 是一個數字 10K 電位器 （MCP4131），電阻可以通過 SPI 通信進行編程。（Ar）Bareduino 完成這項工作和其他任務，例如 OLED 顯示器驅動、獲取用戶輸入、使用 ADC 測量來自傳感器的電流和電壓。

　　電源軌

　　此設備上的電源軌很少：

　　5.0 伏數字系統（Arduino（MCU）、OLED 顯示器、DigiPot、電流傳感器）

　　12.0 伏用于散熱器冷卻風扇

　　18.9 伏的運算放大器

　　9.35 伏和 1.8 伏精密基準電壓，用于 ADC 轉換前的差分測量和模擬信號調理。

　　結果

　　測試的結果是什么？首先，我們將得到一個時間與 Vbatt 曲線，可用于在未來的測試中進行局部放電容量估計。

　　我們如何獲得電池的容量？假設您使用了 100 Ah 電池并以 C/10（或 10 Amp）的放電電流開始測試。如果電池有 100% 的額定容量，10 小時后電池電壓應高于 10.50 伏。但是假設電池在 9 小時 30 分鐘后達到 10.50 伏，因此電池的電流容量為 95%。

　　改進范圍

　　電池容量很大程度上取決于環境溫度。該設備預計可在 25‘C +/- 5’C 環境溫度條件下運行。可以通過使用溫度補償（LM75 可以）來改進設計，這將允許設備在更冷或更溫暖的天氣中測量容量。

　　添加 pH 計以測量電解液的酸度并計算從完全充電到完全放電的比重水平，這將為分析提供進一步的數據。

　　代替放電，邊充電邊測量容量是一種更好、更合理的方法。