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蓄电池内阻检测方法研究与实现

火炮发射与控制学报 2012年第4期33卷 59-62页

作者：李运涛曹建刚董志强宁延平西北机电工程研究所陕西咸阳712099

蓄电池作为电气系统电源,被广泛应用于工业生产、交通、通信及军工等行业。内阻是评估蓄电池性能和测量蓄电池容量的一个重要指标,因此实现蓄电池内阻的在线实时监测,有着重要的实际意义。通过对国内外内阻检测方法的比较,提出了一种基... 详细信息

蓄电池作为电气系统电源,被广泛应用于工业生产、交通、通信及军工等行业。内阻是评估蓄电池性能和测量蓄电池容量的一个重要指标,因此实现蓄电池内阻的在线实时监测,有着重要的实际意义。通过对国内外内阻检测方法的比较,提出了一种基于锁相放大技术的四端子测量法测量蓄电池内阻,并基于该方法设计出检测仪。实践证明,该检测仪不仅可以对蓄电池进行安全的在线检测和故障诊断,而且应用简单、适用范围广、成本较低、测量精度高。

关键词：蓄电池内阻检测小信号伏安法锁相放大技术

基于AVR单片机蓄电池内阻检测仪的改进与设计

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电源技术 2013年第5期37卷 804-805,810页

作者：张利国窦满峰高静陈刚西北工业大学陕西西安710129 东北石油大学河北秦皇岛066004 中国石油测井有限公司技术中心陕西西安710077

针对蓄电池内阻检测方法交流注入法进行改进,提出了独具特点的内阻检测方案并进行了仪表设计,设计中应用数字移相技术和锁相环技术,依托AVR单片机强大的数据处理能力,提出一种新的检测蓄电池注入的交流电压信号和交流电流信号之间的相... 详细信息

针对蓄电池内阻检测方法交流注入法进行改进,提出了独具特点的内阻检测方案并进行了仪表设计,设计中应用数字移相技术和锁相环技术,依托AVR单片机强大的数据处理能力,提出一种新的检测蓄电池注入的交流电压信号和交流电流信号之间的相位差方法;硬件滤波与软件滤波的充分结合提高了仪表的精准度。对内阻检测仪的硬件和软件设计做了具体介绍。通过实验验证了内阻仪的精度,并根据内阻仪实验测量数据分析验证了内阻检测的相关理论。

关键词：交流注入法内阻检测数字移相锁相环滤波

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蓄电池内阻检测

电力自动化设备 2003年第3期23卷 62-63页

作者：李国华张新国焦彦军华北电力大学电力工程系河北保定071003

随着电力系统对变电站直流电源可靠性要求的进一步提高,需要加强对蓄电池组的在线监测。提出以监测内阻对蓄电池进行监视,针对蓄电池的内阻检测进行了具体的分析和阐述。

关键词：蓄电池内阻检测直流系统变电站

基于DC/DC变换器的燃料电池内阻检测系统的研究

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基于DC/DC变换器的燃料电池内阻检测系统的研究

作者：白厚群武汉理工大学

学位级别：硕士

燃料电池作为可再生新能源具有清洁高效、节能环保的特点,是当今世界能源领域的研究热点。燃料电池内阻能反映其内部湿度、温度及其健康状态,设计燃料电池的内阻实时在线检测系统是保证其安全、高效运行的关键。与传统使用激励源施加正... 详细信息

燃料电池作为可再生新能源具有清洁高效、节能环保的特点,是当今世界能源领域的研究热点。燃料电池内阻能反映其内部湿度、温度及其健康状态,设计燃料电池的内阻实时在线检测系统是保证其安全、高效运行的关键。与传统使用激励源施加正弦波测量内阻的方法不同,本文采用新的方法和思路,将DC/DC电路纹波进行调制,然后作为激励源信号引入到燃料电池中。本文设计了一种基于DC/DC电路的燃料电池内阻在线检测方法,通过使用选用燃料电池等效内阻模型,将DC/DC电路的纹波进行调制,作为激励源信号引入燃料电池中,从而分析燃料电池输出信号,获得其内阻参数。本文具体研究内容如下:对燃料电池等效模型进行了分析,并阐述了内阻测试的原理。分析选择的内阻模型的特性曲线,并介绍如何从特性曲线上分析内阻参数。根据给出的内阻测试原理,提出利用小幅值三角波替代正弦波作为扰动信号,设计出内阻测试的方案。在MATLAB中设计仿真电路模型,对燃料电池模型参数进行设计,分析其内阻Nyquist特性。对主拓扑电路进行参数设计,在Simulink中搭建利用三角波进行内阻检测的仿真平台进行仿真实验,分析得到的实验结果,根据实验结果判断检测方法的可行性。对系统进行建模分析,从理论上分析方案的可行性,为整个检测系统奠定了理论基础。分析了三角波扰动信号对系统的影响,并阐述了扰动信号的选择原理。设计系统软件控制程序,同时也提出使用三角波替代正弦波作为干扰信号,大大的减小了检测设备的体积和成本。搭建实物检测平台,采集实物平台数据,通过FFT分析,确定内阻结果,同时,还需要考虑对于实际测量结果的选取,尽可能的保证内阻结果的准确性,并对内阻结果根据非线性拟合原则进行曲线拟合。通过拟合得到的内阻曲线与仿真结果进行对比,分析产生误差的原因,验证利用三角波替代正弦波检测燃料电池内阻的方案在工程应用中的指导性与可行性。

关键词：燃料电池内阻 Nyquist曲线内阻检测 DC/DC电路

燃料电池内阻检测中DC/DC变换器的自适应无源控制研究

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燃料电池内阻检测中DC/DC变换器的自适应无源控制研究

作者：张金凡武汉理工大学

学位级别：硕士

燃料电池内阻检测技术是燃料电池在汽车领域应用的关键。近几年,基于DC/DC纹波调制的内阻检测方法受到了国内外学者的广泛关注,但常规控制策略跟踪性能和稳定性能较差,无法准确跟踪高频信号,导致内阻检测结果误差较大。因此,本文提出了... 详细信息

燃料电池内阻检测技术是燃料电池在汽车领域应用的关键。近几年,基于DC/DC纹波调制的内阻检测方法受到了国内外学者的广泛关注,但常规控制策略跟踪性能和稳定性能较差,无法准确跟踪高频信号,导致内阻检测结果误差较大。因此,本文提出了自适应无源控制作为内阻检测系统中DC/DC变换器的控制策略。相对于常规控制和传统无源控制,提高了DC/DC变换器的跟踪能力和自适应能力,更符合负载频繁变动的使用情况。主要研究内容如下:对内阻检测系统中各环节的方案进行分析,设计系统整体检测方案。从内阻检测需求出发,选择Boost电路作为主电路结构。为提高检测效率和控制精度,选择三角波作为调制信号。最后设计了燃料电池内阻检测整体方案。从系统的欧拉-拉格朗日（EL）数学模型的角度,推导了DC/DC变换器的无源控制模型。对燃料电池内阻检测系统的DC/DC变换器的工作原理进行分析,建立了DC/DC变换器的EL数学模型。同时利用线性化的思想,推导DC/DC变换器的小信号交流模型,并利用小信号模型对DC/DC变换器进行稳定性分析。提出了DC/DC变换器的自适应无源控制策略,弥补了常规控制对高频信号跟踪能力的不足。通过向系统耗散能量中注入阻尼的方法,提高了能量函数收敛速度。利用线性估计矩阵对控制器中负载参数进行在线估计,提高了无源控制的自适应能力。并通过仿真与常规控制进行对比,验证了自适应无源控制在内阻检测中的可行性和优越性。搭建实物平台,对内阻检测方案和自适应无源器进行实验验证。通过实物平台进行了自适应无源控制的切载实验和燃料电池内阻EIS检测的对比实验。分析实验结果证明了内阻检测方案的可行性。同时证实了在内阻检测系统中,自适应无源控制相较于常规控制EIS曲线拟合结果更准确,说明了自适应无源控制在内阻检测领域的优越性。

关键词：燃料电池内阻检测 DC/DC变换器自适应无源控制

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基于内阻检测的锂电池健康状态估计研究

基于内阻检测的锂电池健康状态估计研究

作者：刘江波武汉理工大学

学位级别：硕士

随着能源及环境形势的日益严峻,电动汽车正得到越来越广泛的应用。但作为驱动电动汽车的主要能源,锂离子电池在大规模商用化方面仍面临一些技术挑战,比如提高车载使用寿命及一致性问题。本文正是以车载磷酸铁锂电池为研究对象,研究并设... 详细信息

随着能源及环境形势的日益严峻,电动汽车正得到越来越广泛的应用。但作为驱动电动汽车的主要能源,锂离子电池在大规模商用化方面仍面临一些技术挑战,比如提高车载使用寿命及一致性问题。本文正是以车载磷酸铁锂电池为研究对象,研究并设计基于内阻测试的锂电池健康状态估计系统,实现对锂电池的健康状态估计,为延长其使用寿命提供依据,主要研究工作如下:阐述了用于研究的磷酸铁锂电池的基本结构和工作原理,分析表征锂电池特性的基本参数和影响锂电池健康状态的内外因素。当前对电池健康状态的定义缺乏统一,本文列举和论证不同参数特点,提出较适合评价锂电池健康状态的指标--容量和内阻作为主要研究方向。研究了锂电池健康状态的估计方法,并着重分析内阻特性。选择合适的健康状态模型有利于理解内阻估计方法。所提出的内阻估计方法需要精确检测锂电池内阻,由此研究了两种内阻检测方法--直流放电法和交流阻抗法。根据内阻检测的基本原理和技术要求,完成锂电池内阻检测装置的总体方案设计,详细设计了主控制器和数据采集电路,包括主控制器中的继电器控制电路、硬件看门狗、存储设备进行详细设计和数据采集电路中的电池片选电路和交-直分离电路。搭建了锂电池内阻检测装置,测试了锂电池的各个特性参数。测试和分析结果表明:直流内阻能跟随锂电池健康状态变化,实现锂电池健康状态判断;绘制的直流内阻谱能够快速估计电池健康状态;基于内阻检测的SOH估计方法具有估计时间短、偶然因素小等优点。

关键词：磷酸铁锂电池电池健康状态内阻检测

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基于现代信号处理的铅酸蓄电池内阻检测

基于现代信号处理的铅酸蓄电池内阻检测

作者：田蕊北京交通大学

学位级别：硕士

阀控式铅酸蓄电池在生产、生活的诸多领域发挥着广泛而重要的作用。当交流电源出现故障时,阀控式铅酸蓄电池将作为备用电源及时供电,因此,阀控式铅酸蓄电池性能的好坏直接关系到系统的稳定性或数据的安全性。随着使用时间的增长和使用... 详细信息

阀控式铅酸蓄电池在生产、生活的诸多领域发挥着广泛而重要的作用。当交流电源出现故障时,阀控式铅酸蓄电池将作为备用电源及时供电,因此,阀控式铅酸蓄电池性能的好坏直接关系到系统的稳定性或数据的安全性。随着使用时间的增长和使用范围的扩大,因阀控式铅酸蓄电池失效的不可知性带来的经济损失越来越大。为解决这一问题,蓄电池管理系统的研究越来越受到关注。论文首先分析了蓄电池监测的必要性,介绍了国内外蓄电池管理系统的发展现状。然后基于对蓄电池监测原理的研究,通过对比分析不同的检测方法,确定了针对内阻检测法展开研究。内阻检测法是向蓄电池注入—低频正弦交流电流信号,测得蓄电池两端电压,然后计算得出蓄电池内阻。传统的内阻检测方法多采用锁相放大技术对蓄电池两端电压信号进行检测,硬件成本高昂。本文提出一种基于Hilbert变换与Pisarenko谐波分解的蓄电池内阻检测方法,使用现代信号处理方法取代锁相放大技术实现电压信号检测,以降低经济成本。Hilbert变换可以从干扰中检测出有用电压信号,并构造出Pisarenko谐波分解所需的复频率信号。Pisarenko谐波分解算法能够估计出电压信号的幅值。仿真结果表明,基于Hilbert变换与Pisarenko谐波分解的蓄电池内阻检测方法能够取得很好的信号检测与幅值估计效果,相对于传统的硬件检测方法具有成本低、易实现等明显优势。

关键词：阀控式铅酸蓄电池内阻检测 Hilbert变换 Pisarenko谐波分解

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基于交流注入法的铅酸蓄电池内阻检测系统

工业技术创新 2020年第6期7卷 67-74页

作者：黄鑫蓝贤桂东华理工大学机械与电子工程学院江西南昌330013 江西省新能源工艺及装备工程技术研究中心江西南昌330013

电池内阻大小能够直接反映电池的放电能力及预期寿命,是用于评价铅酸蓄电池性能的重要指标。提出一种基于交流注入法的铅酸蓄电池内阻检测系统。硬件系统包括中央处理器、正弦激励信号源、信号测量电路、温度测量电路等模块;软件系统实... 详细信息

电池内阻大小能够直接反映电池的放电能力及预期寿命,是用于评价铅酸蓄电池性能的重要指标。提出一种基于交流注入法的铅酸蓄电池内阻检测系统。硬件系统包括中央处理器、正弦激励信号源、信号测量电路、温度测量电路等模块;软件系统实现了自动量程切换、状态LED显示、通信和数据处理等任务;针对信号过于微弱的问题,通过理论分析,采用数字锁相放大技术实现特殊处理。采用BT508内阻分析仪作为标准测试仪表进行对比测试验证,表明本系统测量结果偏差不超过0.03 mΩ,能够达到实际应用要求。

关键词：铅酸蓄电池内阻检测交流注入法弱信号处理数字锁相放大

基于交流注入法和有效值转换的航空蓄电池内阻检测方法

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军民两用技术与产品 2017年第18期 183-184页

作者：程伯松周飞崔元浩彭帅 5877部队酒泉735000

介绍了一种基于交流注入法和有效值转换的蓄电池内阻检测方法,设计一种由滤通放大电路和有效值转换电路组成的蓄电池内阻检测电路,并通过Multisim和实验证明了该设计的可行性.

关键词：航空蓄电池内阻检测 Multisim