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基于STM32的低功耗无线电池监测系统设计

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电测与仪表 2020年第6期57卷 114-119页

作者：王鹏程朱长青陆军工程大学石家庄校区车辆与电气工程系电气与电力工程教研室石家庄050000

针对目前起动电池、小型设备的电池及其他零散使用的电池的状态监测困难问题,文中将集成了低功耗单片机、A/D采集模块、RFID通信模块及低频唤醒模块的监测电路板封装到电池上,借鉴汽车PKE无钥匙系统低频唤醒的理念,设计了一款基于STM32... 详细信息

针对目前起动电池、小型设备的电池及其他零散使用的电池的状态监测困难问题,文中将集成了低功耗单片机、A/D采集模块、RFID通信模块及低频唤醒模块的监测电路板封装到电池上,借鉴汽车PKE无钥匙系统低频唤醒的理念,设计了一款基于STM32单片机的低功耗无线电池监测系统。该系统利用RFID技术免接触、远距离、批量读取电池状态信息,并借鉴汽车PKE系统远距离低功耗唤醒的优势,依托STM32L151低功耗单片机,实现了零散分布的蓄电池管理的智能化、高效化。

关键词：电池监测系统低功耗 RFID技术低频唤醒 PKE无钥匙系统标签防碰撞

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基于近场通信与低频唤醒的电池监测系统设计

电测与仪表 2023年第1期60卷 154-159页

作者：王鹏程朱长青刘畅陆军工程大学石家庄050000 32214部队南京210000

文中提出一种近场通信与低频唤醒相结合的无线通信架构,介绍了一种用于起动电池或其他零散分布电池的无线监测系统设计。该系统由小型可植入监测板、手持机以及上位机软件组成,管理人员可使用手持机以近场刷卡方式或低频广播方式巡检起... 详细信息

文中提出一种近场通信与低频唤醒相结合的无线通信架构,介绍了一种用于起动电池或其他零散分布电池的无线监测系统设计。该系统由小型可植入监测板、手持机以及上位机软件组成,管理人员可使用手持机以近场刷卡方式或低频广播方式巡检起动电池。其中监测板由微控制器、蓄电池参数采集电路和无线通信电路组成,体积小、功耗低,可封装到蓄电池外壳内,实时计算蓄电池状态信息。经实验测试,该系统具备低功耗和灵活性等特性,满足监测起动电池的要求。

关键词：电池监测系统近场通信低频唤醒低功耗起动电池

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电动车多总线结构电池监测系统的设计

电源技术 2013年第7期37卷 1190-1193页

作者：王卫华黄海波潘峰湖北汽车工业学院电气与信息工程学院湖北十堰442002

针对电池管理系统在电动汽车上的应用需求,采用分布式模块多总线结构开发了一种电动车电池监测系统。系统以LPC2368微处理器为核心,硬件上以多总线分别与各个模块进行通信,包括主控单元、强电控制单元和电压采集单元等;软件上分别开发... 详细信息

针对电池管理系统在电动汽车上的应用需求,采用分布式模块多总线结构开发了一种电动车电池监测系统。系统以LPC2368微处理器为核心,硬件上以多总线分别与各个模块进行通信,包括主控单元、强电控制单元和电压采集单元等;软件上分别开发了对应的子程序,并由主控程序统一调度。实验结果表明,该系统监测精度高,数据误差小,各项功能均达到预期效果。

关键词：多总线结构电池监测系统电动汽车 RS485

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铅酸蓄电池监测系统发展综述

电源技术 2020年第4期44卷 636-639页

作者：王鹏程朱长青陆军工程大学石家庄校区车辆与电气工程系河北石家庄050000

通过对目前铅酸蓄电池典型应用环境的分析,总结了铅酸电池失效的实际原因;评述了铅酸蓄电池监测系统应用现状,在分析各典型电池监测系统性能特点的基础上,提出了铅酸蓄电池监测系统的研究发展方向。

关键词：铅酸蓄电池电池监测系统智能电池

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太阳能电动赛车电池监测系统设计

世界电子元器件 2000年第10期 10-14页

作者：韩晓东傅春江黄兴惠杨韵新裴胜利清华大学汽车安全与节能国家重点实验室

一、前言太阳能赛车的能量系统为太阳能电池阵列和蓄电池组的复合系统,在太阳能车的研究中,蓄电池的寿命是制约整车性能的瓶颈。在太阳能赛车的试验及运行过程中,对蓄电池进行合理的保护将大大延长蓄电池的使用寿命。维护的措施有:防... 详细信息

一、前言太阳能赛车的能量系统为太阳能电池阵列和蓄电池组的复合系统,在太阳能车的研究中,蓄电池的寿命是制约整车性能的瓶颈。在太阳能赛车的试验及运行过程中,对蓄电池进行合理的保护将大大延长蓄电池的使用寿命。维护的措施有:防止蓄电池的过充电和过放电。

关键词：电动赛车太阳能电池电池监测系统

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电动汽车蓄电池状态监测系统研究

电动汽车蓄电池状态监测系统研究

作者：何俊儒西南石油大学

学位级别：硕士

全球汽车行业的发展一直饱受能源问题和环境问题的困扰。所以近些年,人们不断地致力于以清洁易得的能源来代替传统燃油作为汽车动力的研究,以纯电动汽车为代表的新能源汽车因其节能减排的优势而倍受广大汽车制造商的关注。电池监测系统... 详细信息

全球汽车行业的发展一直饱受能源问题和环境问题的困扰。所以近些年,人们不断地致力于以清洁易得的能源来代替传统燃油作为汽车动力的研究,以纯电动汽车为代表的新能源汽车因其节能减排的优势而倍受广大汽车制造商的关注。电池监测系统是电动汽车研究的一个热点,作为其中的一项关键技术,它的发展对于电动汽车动力电池组的安全使用和有效管理起着至关重要的作用。首先,本文对电池监测系统的基本功能做了简要说明,详细介绍了电池监测系统的国内外研究现状,通过查阅文献了解现有电动汽车的主要动力来源,确定了本系统的监测对象—锂离子电池,并利用模型参数辨识得到了电池的二阶RC等效电路模型的参数。其次,根据当前电池监测系统的研究重点,本文主要对电池剩余电量(SOC)估计和电池均衡两个方向展开了研究。电池的剩余电量估计是判断电池运行状态的重要依据,通过介绍和对比目前在SOC估算上应用较为广泛的几种方法,提出了一种基于平方根无迹卡尔曼滤波作球面变换的估算方法,该方法在推导过程复杂度和线性化精度上均有所改善。而电池均衡则解决的是电池间的不一致性问题,由于目前的电池均衡方法存在效率低、能耗大的缺点,所以研究了一种基于CUK双向变换器的电池电压均衡法。然后,所设计的电池监测系统采用DSP28335作为控制芯片,在硬件方面主要设计了单体电池电压采集电路,电流采集电路,温度采集电路,二阶滤波及采样保持电路,保护电路和通讯电路等;在软件方面主要设计了主程序,数据采集模块子程序,电池工作状态判断子程序,EEPROM读写功能子程序,CAN通讯子程序,中断服务子程序以及电池均衡子程序等。最后,对电池监测系统的数据采集功能进行了测试,并对所获得数据作了对比分析;同时对电池SOC估算方法和电池均衡方法做了在线仿真,验证了本电池监测系统设计的合理性和可靠性。

关键词：电池监测系统锂离子电池剩余电量估计电池均衡

基于大数据的铅酸蓄电池在线SOC估计与监测系统

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基于大数据的铅酸蓄电池在线SOC估计与监测系统

作者：陈凯玥湖南大学

学位级别：硕士

在中国移动通信产业飞速发展的背景下,通信基站的建设范围不断扩大。通信基站备用电源大多采用阀控式铅酸蓄电池(VRLA)。VRLA电池是一种密封式铅酸蓄电池,具有少维护、长寿命、低自放电等优点。通常将多个VRLA电池串联起来使用,根据需... 详细信息

在中国移动通信产业飞速发展的背景下,通信基站的建设范围不断扩大。通信基站备用电源大多采用阀控式铅酸蓄电池(VRLA)。VRLA电池是一种密封式铅酸蓄电池,具有少维护、长寿命、低自放电等优点。通常将多个VRLA电池串联起来使用,根据需要进行组合,以满足不同基站的电力需求。基站VRLA电池经常浮充使用,由于在出厂时就存在容量差异,随着时间的推移,这种差异会逐渐扩大,导致单个电池的电压分布不均,从而加快蓄电池的老化,降低整个电池组的性能。此外,在运行过程中,如果单个电池出现故障,可能会导致整个电池组失去电力,从而造成基站电源系统的故障。因此,研发一个电池监测系统对于保障通信基站的稳定运行具有重要意义。荷电状态(SOC)对于电池监测系统来说至关重要,精确估计电池的SOC可以防止电池过充过放,从而延长电池使用寿命。因此,本文提出了自注意力机制增强门控循环单元(Self-Attention-GRU)的SOC估计算法,通过获取输入数据的全局信息,增强数据的特征,从而更准确地估计电池的SOC。经过实验证明,这种SOC估计方法非常稳健,其平均绝对误差为0.467%,其均方根误差为0.785%,最大估计误差为3.575%。考虑到监测系统未来能够容纳多个基站备用电池的数据,传统单一的关系型数据库无法处理如此大量的数据。因此,本文使用Emqx、Zoo Keeper、Kafka、Flume、Hadoop、Hive、Flink等大数据组件搭建了分布式的大数据平台,实时处理和存储大量基站备用电池的数据,为系统提供了更好的性能和稳定性。本文结合深度学习与大数据技术,设计了一个基于大数据的铅酸蓄电池在线SOC估计与监测系统,该系统可以实时监测蓄电池组的状态、总电压、总电流、组SOC以及单体电池的电压、内阻、温度、SOC等参数,并根据预设的阈值判断电池是否出现异常,出现异常及时告警,确保了基站备用电池的正常运行和稳定供电。

关键词：电池监测系统大数据技术 SOC估计门控循环单元自注意力机制阀控式铅酸蓄电池

基于LabVIEW的锂电池SOC估计与参数监测系统

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应用能源技术 2016年第1期 45-48页

作者：魏兴亚魏宁娴赵佩同济大学电子与信息工程学院上海201804 内蒙古大学公共管理学院呼和浩特010070

文中介绍了一种采用LabVIEW设计和实现的锂电池参数监测与剩余电量(SOC)在线估计的硬件系统。该锂电池监测系统主要功能包括:采集锂电池处于工作状态下的电流、电压参数,显示并存储该参数信息,通过已经求得的精确锂电池模型对SOC进行在... 详细信息

文中介绍了一种采用LabVIEW设计和实现的锂电池参数监测与剩余电量(SOC)在线估计的硬件系统。该锂电池监测系统主要功能包括:采集锂电池处于工作状态下的电流、电压参数,显示并存储该参数信息,通过已经求得的精确锂电池模型对SOC进行在线估计并实时显示。将锂电池恒流放电与变流放电时的实验结果与真实值进行比较,验证了该系统参数采集与SOC估计的有效性与精确性。

关键词： LabVIEW 锂电池电池监测系统 SOC估计

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高精度增量式Σ-ΔADC的研究与设计

高精度增量式Σ-ΔADC的研究与设计

作者：陈思海天津大学

学位级别：硕士

随着现代信号处理系统的飞速发展，要求ADC的精度越来越高。Σ-Δ ADC采用过采样技术和噪声整形技术可以满足高精度的要求，而不受模拟电路器件匹配精度的限制。因此，在各种领域得到广泛应用。增量式Σ-Δ ADC是一种过采样Σ-Δ ADC，... 详细信息

随着现代信号处理系统的飞速发展，要求ADC的精度越来越高。Σ-Δ ADC采用过采样技术和噪声整形技术可以满足高精度的要求，而不受模拟电路器件匹配精度的限制。因此，在各种领域得到广泛应用。增量式Σ-Δ ADC是一种过采样Σ-Δ ADC，其输入信号为极低频的信号，甚至是直流量，主要应用于仪器仪表和传感测量领域，其对失调误差、积分非线性和微分非线性要求很高。增量式Σ-Δ ADC每次进行量化之前需要对电路中的积分器、滤波器进行复位，以消除上一次量化的信息，可以认为是传统的Σ-Δ ADC工作在瞬态量化模式。本论文研究了增量式Σ-Δ ADC的工作原理，分别从时域和频域推导出其量化精度的表达式。根据时域和频域的推导结果，增量式Σ-Δ ADC可以向两个不同的方向进行高精度扩展，分别为余误差量化和高阶调制器结构。增量式Σ-ΔADC多采用开关电容结构实现，因此本论文对输入信号噪声、开关的非理想因素、积分器的非理想因素和时钟抖动误差进行了分析，详细讨论了上述噪声对增量式Σ-Δ ADC的影响，并提出了一种用于增量式Σ-Δ ADC系统的失调误差消除方法。本论文设计了一款应用于电池组监测芯片中的ADC。该ADC为二阶前馈增量式Σ-Δ ADC，采用5V的电源电压，对-0.3V的电池电压范围进行量化，实现12Bit的量化精度。采用VIS的0.4um BCD工艺进行电路设计、仿真验证、版图设计和后仿真验证。仿真结果表明，所设计的增量式Σ-Δ ADC能够实现电路功能并满足系统设计指标。

关键词：增量式Σ-ΔADC 失调误差消除电池监测系统余误差量化