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，這兩個過程同時發(fā)生。定期評估電池的剩余電量可確保延長性能和電池壽命，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)庫侖定律，可以計算出累積電荷如下：

    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 表示在時間間隔 Δt 內(nèi)進(jìn)行的 電流測量次數(shù) I k 。雖然您可以為 Δt 選擇任何值，但選擇等于一小時的值比較方便，因為電池制造商以安培小時為單位指定容量。
    為了簡化微控制器的固件并減少算術(shù)運算所需的內(nèi)存量，您可以將一小時劃分為 128 個測量周期，并使用寄存器移位來執(zhí)行等式中所需的除法。您可以將每個電荷測量值計算為 32 個電流樣本的平均值，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，另一個轉(zhuǎn)換放電電流。因此，剩余電池電量的方程簡化為 Q REM =Q PREV ±Q ACC，其中 Q REM是剩余電池電量，Q PREV是其先前計算的電荷，加號表示凈電荷，負(fù)號表示凈放電。    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。兩個運算放大器的輸出均為正值，電壓范圍為 0 至約 5V，從而簡化了與 ADC 多路復(fù)用輸入的接口設(shè)計。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。

    圖 1僅使用少數(shù)組件即可測量蓄電池的充電狀態(tài)。    您可以通過確定最低和最高預(yù)期充電和放電電流并應(yīng)用以下公式來計算檢測電阻器 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。計算出電池的充電能力后，您可以將數(shù)據(jù)發(fā)送到通過單線接口、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電池壽命，您可以使用微處理器的輸出來控制外部負(fù)載消耗的電流。