鋰離子超級(jí)電容組高可靠性數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、儲(chǔ)能裝置是混合動(dòng)力汽車的核心單元,數(shù)據(jù)采集對(duì)儲(chǔ)能裝置的剩余電量估計(jì)、安全管理等方面有重要影響。完善儲(chǔ)能裝置數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)能夠有效地提高儲(chǔ)能裝置及混合動(dòng)力汽車整體的安全性、可靠性,從而促進(jìn)混合動(dòng)力汽車的市場(chǎng)化進(jìn)程。本文根據(jù)鋰離子超級(jí)電容組性能試驗(yàn)及安全管理等方面的要求進(jìn)行了高可靠性數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究。主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　本文首先確定了鋰離子超級(jí)電容組數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的總體拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、采樣功能分配及單片機(jī)選型。其次,本文設(shè)計(jì)了基

2、于雙量程霍爾電流傳感器及模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ADS1110的電流采樣方案,該采樣方案能夠?qū)崿F(xiàn)高精度高速率的電流采樣;采用多個(gè)熱敏電阻進(jìn)行溫度測(cè)量并通過(guò)合適的分壓電阻選擇及傳感器布置來(lái)保證溫度采樣的精度、實(shí)時(shí)性及有效性;采用基于多路選通開關(guān)的單體電壓采樣方案、分布式的單體電壓采樣拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及高精度AD轉(zhuǎn)換芯片實(shí)現(xiàn)高精度低成本無(wú)漏電流的單體電壓采樣。此外,本章分析了單體電壓采樣方案的延遲時(shí)間并提出了減小單體電壓采樣延遲引起的單體一致性檢測(cè)誤差的電壓校

3、正方法。
　　鋰離子超級(jí)電容組的性能及模型可以用來(lái)對(duì)采樣故障進(jìn)行診斷和校正從而提高鋰離子電容組數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的可靠性,本文對(duì)鋰離子超級(jí)電容組進(jìn)行了性能試驗(yàn)和建模研究。根據(jù)試驗(yàn)及建模的研究結(jié)果,本文采用解析模型法對(duì)電流采樣的沖擊故障進(jìn)行診斷,采用硬件冗余法對(duì)電流采樣的偏置故障進(jìn)行診斷,采用值域判斷法對(duì)電流采樣的完全故障進(jìn)行診斷;采用線性神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)描述不同溫度采樣值的耦合關(guān)系,并實(shí)現(xiàn)溫度采樣故障的診斷和信號(hào)校正;利用單體電壓與總電壓的關(guān)

4、系來(lái)實(shí)現(xiàn)單體電壓采樣故障的信號(hào)校正。
　　本文通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證了鋰離子超級(jí)電容組數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的采樣精度。其次,本文設(shè)計(jì)里一個(gè)用于模擬鋰離子超級(jí)電容組采樣信號(hào)的仿真器,該仿真器能夠模擬鋰離子超級(jí)電容組的電流、溫度及電壓信號(hào)并與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及上位機(jī)構(gòu)成一個(gè)硬件在環(huán)仿真系統(tǒng)。利用該硬件在環(huán)仿真系統(tǒng),本文實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的采樣故障診斷功能的功能驗(yàn)證。
　　綜上所述,本文研究和設(shè)計(jì)了用于鋰離子超級(jí)電容組狀態(tài)監(jiān)測(cè)的能實(shí)現(xiàn)采樣故障診斷的高可