從可再生能源（例如光伏板或風(fēng)力發(fā)電機(jī)）接收電力的系統(tǒng)通常會(huì)在可充電電池中積累電力并將其輸送到負(fù)載。通常，這兩個(gè)過(guò)程同時(shí)發(fā)生。定期評(píng)估電池的剩余電量可確保延長(zhǎng)性能和電池壽命，控制流向負(fù)載的電池電流也是如此。電池的剩余電量包括其先前計(jì)算的電量加上新累積的電量或減去其消耗的電量。根據(jù)庫(kù)侖定律，可以計(jì)算出累積電荷如下：

    其中 Q ACC是電池新累積的電量，i 表示時(shí)間間隔 Δt 內(nèi)積分的電流量。
    在其離散形式中，方程變?yōu)?br>      
    其中 n 表示在時(shí)間間隔 Δt 內(nèi)進(jìn)行的 電流測(cè)量次數(shù) I k 。雖然您可以為 Δt 選擇任何值，但選擇等于一小時(shí)的值比較方便，因?yàn)殡姵刂圃焐桃园才嘈r(shí)為單位指定容量。
    為了簡(jiǎn)化微控制器的固件并減少算術(shù)運(yùn)算所需的內(nèi)存量，您可以將一小時(shí)劃分為 128 個(gè)測(cè)量周期，并使用寄存器移位來(lái)執(zhí)行等式中所需的除法。您可以將每個(gè)電荷測(cè)量值計(jì)算為 32 個(gè)電流樣本的平均值，并由微處理器的內(nèi)部 ADC 進(jìn)行轉(zhuǎn)換。ADC 的多路復(fù)用輸入通道之一轉(zhuǎn)換充電電流，另一個(gè)轉(zhuǎn)換放電電流。因此，剩余電池電量的方程簡(jiǎn)化為 Q REM =Q PREV ±Q ACC，其中 Q REM是剩余電池電量，Q PREV是其先前計(jì)算的電荷，加號(hào)表示凈電荷，負(fù)號(hào)表示凈放電。    如圖1所示，該電路包含八引腳版本的Freescale低成本MC68HC908QT2微控制器 IC 3。電流采樣電阻器R 1兩端的電壓根據(jù)電池是否充電或放電而反轉(zhuǎn)極性。IC 2A和IC 2B分別連接為相同增益同相放大器和反相放大器，檢測(cè)R 1兩端產(chǎn)生的電壓。同相放大器 IC 2A僅響應(yīng)充電電流產(chǎn)生的正電壓，并為放電電流產(chǎn)生的負(fù)輸入電壓提供零輸出。反相放大器IC 2B僅響應(yīng)負(fù)輸入并為正充電電流提供 0V。兩個(gè)運(yùn)算放大器的輸出均為正值，電壓范圍為 0 至約 5V，從而簡(jiǎn)化了與 ADC 多路復(fù)用輸入的接口設(shè)計(jì)。IC 2使用Texas Instruments的TLC277具有印刷電路板占用空間小和輸入失調(diào)電壓低的優(yōu)點(diǎn)。

    圖 1僅使用少數(shù)組件即可測(cè)量蓄電池的充電狀態(tài)。    您可以通過(guò)確定最低和最高預(yù)期充電和放電電流并應(yīng)用以下公式來(lái)計(jì)算檢測(cè)電阻器 R 1的值和放大器的增益 G：

    其中 I MAX是最大放電電流，V IN(MAX)是最大 ADC 輸入。在此示例中，最大充電和放電電流約為 1A。
    因此，對(duì)于 1A 充電或放電電流以及 5V 最大 ADC 輸入，您可以選擇 R 1值為 0.5Ω，增益為 10 或 100。計(jì)算出電池的充電能力后，您可以將數(shù)據(jù)發(fā)送到通過(guò)單線(xiàn)接口、SPI、I 2 C、CAN（控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)）或其他行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)方法（參考文獻(xiàn) 1）連接到主機(jī)處理器或其他目的地。為了最大限度地延長(zhǎng)電池壽命，您可以使用微處理器的輸出來(lái)控制外部負(fù)載消耗的電流。