鋰離子超級電容組高可靠性數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設計與研究.pdf

1、儲能裝置是混合動力汽車的核心單元,數(shù)據(jù)采集對儲能裝置的剩余電量估計、安全管理等方面有重要影響。完善儲能裝置數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設計能夠有效地提高儲能裝置及混合動力汽車整體的安全性、可靠性,從而促進混合動力汽車的市場化進程。本文根據(jù)鋰離子超級電容組性能試驗及安全管理等方面的要求進行了高可靠性數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設計與研究。主要研究內(nèi)容如下:
　　本文首先確定了鋰離子超級電容組數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的總體拓撲結構、采樣功能分配及單片機選型。其次,本文設計了基

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;采用多個熱敏電阻進行溫度測量并通過合適的分壓電阻選擇及傳感器布置來保證溫度采樣的精度、實時性及有效性;采用基于多路選通開關的單體電壓采樣方案、分布式的單體電壓采樣拓撲結構及高精度AD轉(zhuǎn)換芯片實現(xiàn)高精度低成本無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誤差的電壓校

3、正方法。
　　鋰離子超級電容組的性能及模型可以用來對采樣故障進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,本文對鋰離子超級電容組進行了性能試驗和建模研究。根據(jù)試驗及建模的研究結果,本文采用解析模型法對電流采樣的沖擊故障進行診斷,采用硬件冗余法對電流采樣的偏置故障進行診斷,采用值域判斷法對電流采樣的完全故障進行診斷;采用線性神經(jīng)網(wǎng)絡來描述不同溫度采樣值的耦合關系,并實現(xiàn)溫度采樣故障的診斷和信號校正;利用單體電壓與總電壓的關

4、系來實現(xiàn)單體電壓采樣故障的信號校正。
　　本文通過試驗驗證了鋰離子超級電容組數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的采樣精度。其次,本文設計里一個用于模擬鋰離子超級電容組采樣信號的仿真器,該仿真器能夠模擬鋰離子超級電容組的電流、溫度及電壓信號并與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及上位機構成一個硬件在環(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證。
　　綜上所述,本文研究和設計了用于鋰離子超級電容組狀態(tài)監(jiān)測的能實現(xiàn)采樣故障診斷的高可