89C52单片机机车蓄电池自动监测系统设计(2)
重要组成部分，并已广泛应用于铁路机车上。蓄电池在机车控制电路中一般作为后备电
源，用于文持机车发生故障时继续运行[1]
。但是由于铁路机车特殊的运营环境以及免文
护铅酸蓄电池自身的技术瓶颈，旧的蓄电池会出现硫化、电解汁干涸、内部活性物质脱
落、外壳变形、极板腐蚀以及极板变形等问题。
机车的无故障运行取决于蓄电池的工作状态是否正常。因此，在机车上使用蓄电池
时，工作人员必须对蓄电池的当前工作状态了如指掌。目前针对蓄电池状态监测已有相
应的检测仪器、仪表面世，但仍然相当大的改进空间，有的需要提高准确性，有的需要
对体积进行优化，有的需要增加几个必要的功能等，不足以有效满足机车蓄电池运行的
日常管理监测的需要，因此有必要开发一种专门适用于铁路运输环境的机车蓄电池自动
监测系统。
本课题综合运用数据采集技术、数字电路技术和单片机技术， 实现对蓄电池的电压、
电流自动监测功能，在液晶显示屏上实时显示蓄电池当前的工作状态，并当检测到非正
常状态值时进行报警来提醒工作人员及时更换或保养蓄电池，保证铁路运输的安全。
1.2蓄电池的主要指标(1) 容量
蓄电池的容量是作为蓄电池的核心参数，是衡量一款蓄电池的品质是否优秀的主要
标准之一。蓄电池的容量一般分为两类：一类是利用相关公式进行物理理论演算得到的容量。另一类是实际容量，是指蓄电池在工作状态下，蓄电池对外提供的电量。理论容
量一般为实际容量的2 倍。 合格的蓄电池必须规定保证在经过 10 小时向外部元件提供电
能后， 该蓄电池的电解池中的电解液液温度不高于 77 华氏度，并且此时的电压不得低于
2.0 伏。
(2) 内阻
蓄电池的内阻可分为两种，电化学性电阻和金属性电阻.其中电化学性电阻包括涂胶
的电阻，隔板电阻和电解液电阻,而金属性电阻包含蓄电池的终端电阻，以及蓄电池的夹
板、栅格以及栅格与涂胶之间的电阻[2]
。
(3) 端电压
蓄电池的端电压就是在正负极两端实际测得的电压。蓄电池的工作状态不同，端电
压也不同。当蓄电池不工作时，端电压等于它的电动势。
当蓄电池处于对外工作供电状态时，等于电动势与蓄电池内部的电压降之差。当蓄
电池处于充电调整状态时，它的端电压就是充电电源加在正负极上的电压，等于电动势
与内部的电压降之和。
蓄电池的端电压不只和蓄电池的电动势有关，而且与充放电电流、内阻和充放电时
间有关[3]
。
(4) 安全性能
安全性能指标不合格的蓄电池是不能够使用并且不被人们所介绍，因为安全性能指
标不合格的蓄电池能引发许多的事故，其中影响最大的是爆炸和漏液。
(5) 静止电动势
电池放置相当长的一段时间以后，内部电解质溶液扩散过程停止，此时蓄电池处于
开路状态。然后使用高阻抗的电压表，在室温下测量正极与负极极板之间的电位差。这
里测得的数据就是我们需要的蓄电池的静止电动势参数。
1.4国内外研究现状
对于国内蓄电池监测系统，是以单体电池电压的监测为主要的内容，并且温度和电
流的测量都包括在常规测量里，并且在这些测量技术都已十分成熟。
对单电池的电压值数据监测并不困难。难点主要集中在对在电池组中串联在一起的
单电池电压的测量。在处理电池组中测量单电池电压的问题上，研发人员尝试了各种各