0 电平控制信号 S1 ，使 Q1 导通—>RL1 得电导通—>A1 和 B1 脱开、A1 和 C1 导通，电池单
体

BAT1 就脱离了电池系统，电路原理图如下图 3 所示，此时的电池系统由 9 个电池单体

组成，即

BAT2+BAT3+…BAT10，测得此时的系统端电压 V1， 单元电池 1 的工作电压 E1

为

Vbat-V1；接着控制系统使 S1 恢复高电平，S2 为低电平，使 Q2 导通—>RL2 得电导通

—>A2 和 B2 脱开、A2 和 C2 导通，电池单体 BAT2 就脱离了电池系统，此时的电池系统由 9
个电池单元组成，即

BAT1+BAT3+…BAT10，测得此时的系统端电压 V2，电池单体 2 的工

作电压就是

E2=Vbat-V2；如此类推直至 10 个单元电池全部脱离和恢复接入系统一遍，得

到每个电池单体的电压

E1、E2、E3、E4、E5、E6、E7、E8、E9、E10，把这些数据存入单片机。由

于电池单体的输出电压大小和光照度以及负载电流有很大关系，所以要综合电压、负载电流
和光照度数据加以分析处理，最后得出单体电池是正常工作，还是短路、开路或电池老化。

测试系统结构图如下图

4：

本课题主要器件采用

Atmega16 单片机，3 路输入 AD 采样分别为电池系统端电压、负载电

流和光线检测输入，输出为报警信号和

6 位数码管显示，第一位显示工作状态，分别是

“A”、“11”和“H”，“A”代表工作正常，“11”表示电池开路，“H”表示电池单元老化甚至短路，
第二、三位代表故障电池单元的行和列，最后三位代表电池系统端电压和负载工作电流，用
一个按键来切换电压和电流的显示。

三、数据分析

1、首先测量电池系统端电压和负载电流，和预设的值加以比较。如果参数一致，说明系统工
作正常。

2、如果电压偏低，单片机发出指令使电子开关逐个接通，控制电池单体按序脱开系统并被
旁路掉，记住系统端电压

Vi，直到所有的电压被扫描检测一遍，然后分析测得电压值，本

例中电池单体电压空载为

21V，IL=0.3A 时为 15V，当 VS-Vi=电池单体额定工作电压 VP，

说明电池单元正常；当

VS-Vi

3、如果测得系统端电压为 0，说明电池系统断路，电池单体有开路现象，此时还是采用以
上的扫描法，当切换到某个电池单体时，系统有电压输出，说明此被测电池单体有开路现
象。

4、对于系统中有多个电池单体同时出现故障，可以采用组合开闭电池单体的组合扫描法以
确定故障位置。

四、故障处理方法

任何故障出现，蜂鸣器会响，数码管会显示出来，由于单个电池电压较低，去掉一个故障
电池单体，输出电压只下降了

1/n， n 为电池单体个数，如果负载对工作电压稳压要求不是

很高，如照明，则可以通过控制电路把故障电池单体旁路以脱开系统，此时系统输出电压
稍低，但还能维持系统工作，直到适时维修，更换故障电池。这也是本课题的设计特点之一。

五、原理图和程序流程图