机 电 设 备   2004 年第 1 期                                                                    —  39  — 

应用单片机测试蓄电池剩余电量 

 

 

 

 

  

 

 

摘   要  介绍利用单片机在线测量蓄电池剩余电量的方法．该方法通过测量蓄电池内阻，推

算出其剩余电量． 

关键词  单片机  在线测量  蓄电池  剩余电量 

 

Abstract  The paper introduces the method of using single chip computer in online measurement 

of residual electricity quantity of accumulators. This method calculates the residual electricity quantity 

through measuring internal resistance of the accumulator.  

Keywords  single chip computer, online measurement, accumulator, residual electricity quantity 

 

蓄电池的荷电量与整个供电系统的可靠性密

切相关，蓄电池剩余电量越多，系统可靠性越高，

否则则相反．对于一些重要的用电领域，例如信息

处理中心，如果能在既不消耗蓄电池能量，又不影

响用电设备正常工作的条件下，实现蓄电池剩余电

量的在线监测，具有重要意义． 

预测蓄电池剩余电量的常用方法有：密度法、

开路电压法、放电法、内阻法．前三种方法测量精

度较低且不适合密封蓄电池的在线测量，实际应用

也较难．内阻法对被测蓄电池的影响很小，由于蓄

电池完全充电（充满）和完全放电（放完）时，其

内阻相差（2～4）倍左右，因此，用内阻法预测蓄

电池剩余电量有较高的精度，正逐步得到实际应用．

 

 

1  内阻法测量原理 

1.1  蓄电池等效模型 

蓄电池交流等效阻抗 Z 模型如图 1 所示． 

 

图 1  蓄电池交流等效阻抗模型 

 

图中：R

1

、R

2

—正、负电极的极化电阻； 

            C

1

、C

2

—正、负电极的极化电容； 

            L—引线电感； 

            R

Ω

—蓄电池欧姆电阻． 

蓄电池欧姆电阻表征了电池的荷电程度．但为

了简化测量通常从等效阻抗 Z 中仅分离纯电阻 R（R

由 R

Ω

、R

1

、R

2

组成）

，R 与 R

Ω

呈线性关系，故可用

R 间接地表征电池荷电程度． 

1.2  四线法内阻测量 

由于蓄电池内阻很小，一般为十万分之几欧

姆，因此测量线的阻抗就不可忽略，为此采用四线

法测量，即将驱动电流回路和感应电压电路分开．内

阻四线法测量原理如图 2 所示，其中 R

S

为取样电阻．

 

 

图 2  内阻四线法测量原理图 

 

测量蓄电池内阻的方法是：在蓄电池两端施加

一个电流源 i

s

，然后检测蓄电池端电压 V

0

，以及 i

s

和 V

0

两者的夹角θ．三者之间的关系如图 3 所示．