储氢合金测试系统及镍氢电池管理系统的设计
学位级别：硕士
导师姓名：吴铸
授予年度：2004年
学科分类：0810[工学-信息与通信工程] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 0835[工学-软件工程] 081002[工学-信号与信息处理]
主 题：PCT 气体-固体反应控制器 ADuC812 活化设备 镍氢电池管理系统
摘 要：随着人们对新一代能源——氢能的日益重视，储氢合金近年来在国内外得到广泛的研究。然而，储氢合金测试设备匮乏，国内至今还没有储氢合金的PCT(Pressure-Composition-Temperature)性能自动测试设备生产，成为制约国内这一研究工作的重要因素。镍氢电池作为储氢合金的成功应用之一，不仅在小型二次电池领域得到迅速发展，而且在混合电动车(HEV)领域也有着很好的应用前景，实际应用的关键是如何准确确定电池的荷电状态(SOC)，防止过充和过放。本课题包括两方面的内容，首先，开发储氢合金自动测试设备;同时，开发镍氢电池管理系统平台，以准确确定镍氢电池SOC。 在详细考察国外现有PCT测试装置及其原理的基础上，本文给出了气体-固体反应控制器的整体控制方案。采用以ADuC812为核心的专用控制系统与PC串口互联的混合型计算机应用系统方案，提高了系统的稳定性以及可靠性。通过固态继电器对电磁阀的控制，系统能够根据程序要求控制反应的过程。同时从硬件和软件两方面对敏感元件进行了保护，从而提高了系统的安全性。本文详细的给出了系统的硬件电路和控制软件的设计：硬件电路包括主控制板、数字I／O板以及模拟信号LED数码显示板;软件包括信号采集、数据处理、阀门操纵、系统测试、自动PCT程序以及计算机界面程序。 根据储氢瓶活化测试的要求，本文还设计了一套活化装置的控制以及流量采集系统。通过选用不同量程的质量流量计，采用软件控制的方法实现不同量程范围流量的准确积分计算，以测定储氢材料活化后的放氢量以及放氢性能。 为了满足HEV的要求，本文设计了镍氢电池管理系统，它检测电池的电流、电压、温度、内压等参数，然后根据这些参数尤其是电池内压的变化以及电池充放电特性，判断电池的荷电状态并对电池的充放电过程进行控制。本文详细给出了硬件电路和控制软件的设计。硬件电路包括主控制板、数据采集板、人机交互接口板。通过多路选择器以及译码电路，系统可以采集多达32个电池的状态信号;通过人机交互接口板，可以方便地对控制参数进行修改。
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