航空锂电池组单体电压采样窗函数滤波方法研究

针对锂电池组单体电压采样与滤波处理问题,提出了航空锂电池组单体电压采样窗函数滤波方法。该方法通过分析窗函数滤波基本原理,研究其中窗宽度对信号采样的影响,实现对航空锂电池组单体电压信号实时有效检测。实验结果表明,在航空锂电池组单体电压信号采样中,该方法能够有效解决采样精度与采样时间的矛盾,信号采样及处理周期为20ms,单体电压检测精度高于5‰FS。提出的信号采样窗函数滤波方法能够有效解决实时高精度采样问题,通过实时检测有效保证航空锂电池组安全性。     

锂离子蓄电池组工作状态实时检测方法研究

高容量锂电池蓄电池组,在便携电子产品、航空、电动汽车等领域具有广泛的应用需求,但是锂电池组的广泛应用具有安全隐患瓶颈问题亟待解决。本文针对安全隐患的产生机理与防治措施,对锂电池的工作特性进行分析。基于对锂电池组工作状态的实时检测方法研究,以STM32为处理器,通过对元器件的合理选择,设计了一套锂电池组工作状态中对电流、电压实时检测系统。通过使用3串2900mA的18650锂电池进行仿真测试,验证了该系统的可行性和精度。实验结果表明,该系统能够有效抑制各种对测量的干扰因子,实时获得锂电池组单体电压、总电压和充放电电流等参数。     

便携式锂电池组单体电压在线主动均衡系统

针对锂电池组充放电过程中的单体均衡问题,基于实时单体参量高精度检测与快速反馈调节原理,设计并实现了一种便携式锂电池组单体电压在线主动均衡系统。该系统在蓄电池组使用过程中的实时采集电压、电流、温度等电池参量,通过蓄电池组总电压给单体充电的方式,实现了蓄电池组各个单体过充、欠充、过放、过温条件下单体问的均衡,系统整体尺寸为160＊60＊105mm,配备于蓄电池组进行在线均衡调节。实验结果表明,该系统能够实现9只单体的实时主动均衡,尖峰电流均衡响应时间在300s左右实现各个单体之间的电压不平衡度低于5％,达到蓄电池组现场应用中实时主动均衡进而保证安全供能的目标。     

基于multisim的锂电池充放电电流检测方法研究

针对锂电池使用过程中的安全问题,探究锂电池充放电电流的测量方法。该方法结合滤波、放大、电压转换几部分,采用LM358运算放大器对锂电池充放电电流进行实时检测保护。实验结果表明,该方法能够滤除高频噪声影响,将电流信号转化成电压信号,并达到较好滤波平滑效果。该方法使用器件简单常见,且操作方便,测量误差小,精度高,能够有效保证锂电池充放电过程中的可靠性,对锂电池的安全使用具有一定技术和方法参考。     

锂电池组在线均衡BMS健康管理方法研究

锂电池组在作为能源供能应用中有电压不平衡问题。通过单体及蓄电池组电压实时检测与高电压对低电压单体均衡调节,探索了实时在线均衡BMS健康管理方法,并基于此设计了一种锂电池组实时主动均衡BMS健康管理系统。该系统在锂电池组供能工作中的实时检测蓄电池单体及组状态参数,通过锂电池组总电压给单体充电的形式,实现了蓄电池组单体间的电压均衡BMS调节,并进行结构的优化设计以满足便携式需求,应用于供能过程中单体电压实时在线均衡调节。实验结果表明,该系统实现了锂电池的实时主动均衡,使得电池放电过程中单体的电压不平衡度不高于5%,实现锂电池供能中实时在线均衡BMS健康管理调节。     

锂电池组单体电压检测及显示方法研究

针对锂电池组应用中的安全性问题,探究锂电池组单体电压测量及显示方法。该方法采用高共模电压差分放大器INA117AM进行测量,通过MC34080D和LM311H设计显示电路,对锂电池组的单体电压进行实时检测保护。研究结果表明,该方法能够精确地测量微弱差分电压,测量误差小、精度高,能够对锂电池组进行电压实时检测。该方法操作简单、直观,使用方便,具有结构简单、测量精度高,且能消除纹波、噪声和静电电流影响等优点,能够有效保证锂电池组在应用中的可靠性,对锂电池组的安全使用提供技术和方法参考。     

动力锂电池组充放电智能管理系统设计与实现

锂离子电池组充放电过程中对电压、电流和温度比较敏感,而且各单体电池存在不一致性.提出了一种新的锂电池组充放电智能管理系统,能够实时检测电池组单体的电压、电流和温度,控制电池组均衡充放电,并实现对电池组充放电过流保护和负载短路过流保护.系统具有集成度高,体积小,精度高,反应快并能够灵活地扩展系统容量等优点.     

电池管理系统监测平台的设计

在电动汽车动力电池组充放电过程中,必须通过电池管理系统对电池组总电压、充放电电流、工作温度、组内单体电池电压进行实时准确的监测,从而保证电池安全性,延长其使用寿命.本文搭建了基于LabVIEW的电池管理系统监测平台,实现了对电池多参数的实时采集、处理、显示、存储等功能,进而对电池的充放电过程进行有效控制,并为电池荷电状态(SOC)的估计算法的有效性测试提供硬件平台及软件接口.测试结果表明,该电池监测平台能够有效实现电池管理系统的监测,并具有一定的功能扩展性.     

基于扰动观测器的锂电池荷电状态估算方法

基于电池模型的荷电状态(SOC)估算方法,模型参数的误差会直接影响估算结果.根据扰动观测器原理,建立了锂电池电压扰动观测器模型,与扩展卡尔曼滤波(EKF)算法相结合,设计了具有电池电压扰动补偿功能的锂电池SOC估算方法.由电压扰动观测器得到的补偿电压变量,可实时修正数学模型中的电池状态变量偏差对SOC估算的影响.仿真结果表明当电池数学模型存在滞后电压等动态响应误差时,该方法在充放电过程中SOC估算精度要优于常规EKF估算方法.     

锂电池剩余寿命的ELM间接预测方法

针对锂电池直接预测剩余使用寿命难及预测结果不准确等问题,提出利用锂电池循环充放电监测参数构建间接寿命特征参数的方法。应用一阶偏相关系数分析法验证间接寿命特征参数与直接参数间的相关性,选择等压降放电时间作为锂电池间接寿命特征参数,构建基于ELM的等压降放电时间与实际容量的关系模型和等压降放电时间预测模型,实现锂电池的RUL预测。基于NASA锂电池数据集预测并评估锂电池的RUL,并且与ELM直接预测方法和高斯过程回归间接预测方法相比较,本方法能够有效的预测锂电池的RUL,预测结果的误差范围为5%左右,具备较好的锂电池RUL预测精度。     

基于欧姆内阻压降的电池簇不一致性在线监测方法研究

由于电池pack箱初始性能参数及外部工作环境存在一定差异,针对其工作过程中不一致性问题的安全监测极为重要。若对箱体中每个单体电池各项进行实时监测与处理,数据采集量过大,易产生不良数据。因此在实现保障储能电站电池簇安全运行状态的条件下,通过探究在恒流放电过程中因不一致性而引发的电池簇与电池pack箱欧姆内阻压降浮动规律,提出一种基于欧姆内阻压降的电池簇不一致性在线评估方法。通过获取电池簇与表征单体因欧姆内阻造成的压降幅值,进行实时拟合得到线性关系,并求导得到变化速率,对变化速率进行在线记录,若电池簇因电池pack箱老化而存在不一致问题,则变化速率呈现增大趋势,利用此特征进行在线评估。最后,通过实验对所提方法的可行性进行验证。     

基于欧姆内阻压降的电池簇不一致性在线监测方法研究

由于电池pack箱初始性能参数及外部工作环境存在一定差异,针对其工作过程中不一致性问题的安全监测极为重要。若对箱体中每个单体电池各项进行实时监测与处理,数据采集量过大,易产生不良数据。因此在实现保障储能电站电池簇安全运行状态的条件下,通过探究在恒流放电过程中因不一致性而引发的电池簇与电池pack箱欧姆内阻压降浮动规律,提出一种基于欧姆内阻压降的电池簇不一致性在线评估方法。通过获取电池簇与表征单体因欧姆内阻造成的压降幅值,进行实时拟合得到线性关系,并求导得到变化速率,对变化速率进行在线记录,若电池簇因电池pack箱老化而存在不一致问题,则变化速率呈现增大趋势,利用此特征进行在线评估。最后,通过实验对所提方法的可行性进行验证。     

电池组分段混合均衡控制策略

为了解决电池组由于制造工艺和应用环境的差异所引起的不一致性问题,针对具有电压平台宽、在充放电末端电压变化快这类特性的电池体系,提出了一种基于电压和荷电状态(SOC)的分段混合均衡控制策略。应用MATLAB/Simulink仿真平台,搭建基于双向反激式变压器的多绕组结构的主动均衡拓扑结构,并分别在几种不同的电池组运行工况下验证所提分段混合均衡控制策略的有效性。与采用单一均衡变量的均衡控制策略进行比较,仿真结果表明分段混合均衡控制策略在电池组充电完成或放电结束后能够同时保持电池组电压和SOC良好的均衡效果;所提分段混合均衡控制策略能够更有效地提高电池组的一致性。     

低压配电网三相不平衡负载参数的辨识方法研究

为了解决现阶段计算低压配电网负荷上实际压降、三相负荷不平衡度时忽略三相负荷不平衡与中性线阻抗同时存在的实际情况所引起的求解结果不准确问题,提出一种实时计算负荷实际大小及负荷侧虚拟中性点电压的方法,以此辅助监测低压配电网安全。首先建立与低压配电网等值阻抗网络匹配的高阶微分方程模型,再利用方程系数与等值阻抗参数之间的关系,采用暂态数据辨识模型参数,实时求取三相负荷等值阻抗,中性线阻抗及虚拟中性点电压。仿真结果验证了该方法的有效性和准确性。     

电动汽车充换电设施电能计量及溯源技术研究

我国电动汽车产业发展迅速,其充换电设施用电特性具有非线性、冲击性特点,传统电能表已难以满足此类负荷准确计量的要求,而且缺乏相应检定溯源手段。为此提出了改进ip-iq算法对特定整数次谐波和基波电流、谐波电压进行实时分频检测,基于实时FFT以及准同步采样线性插值的补偿算法,以及一种基于无级放大的宽量程冲击性负荷电能计量技术;研制了计量装置,有效解决了电动汽车充换电设施电能计量的溯源问题及电压变化情况下直流电能的检定溯源问题。现场应用效果证明了所提的电能计量方法及装置能够满足电动汽车充换电设施电能准确计量及溯源的要求。     

高次谐波对测控装置测量影响解决方案设计与实现

为解决高次谐波引起的频谱混叠,测控装置一般会在采样前端增加低通滤波器,本文针对测控装置采用低通滤波器引起的2~15次谐波衰减问题,以及传统的固定补偿方式在频率偏差情况下的局限性,设计了频率自相关补偿算法,根据实际计算频率进行幅值和相位的实时补偿,从而保证了电压电流功率有效值以及15次及以下谐波计算的精度。同时,针对高次谐波对频率计算的影响,设计了旋转向量频率测量方法,有效解决了谐波存在导致频率计算误差较大的问题。经过测试以及现场实际应用,证明了改进方案的有效性。     

发电机无功极限诱导分岔的机理分析及预防策略

研究由于发电机励磁电压限制导致的极限诱导分岔,发现临界限值的存在并提出一种极限诱导分岔的机理解释。当极限大于临界限值时,系统遇到极限才发生极限诱导分岔。计算临界限值及其对参数的灵敏度,根据灵敏度信息,可通过调整参数消除极限诱导分岔。提出一种极限诱导分岔的机理解释,即极限诱导分岔反映了动态无功源在维持系统电压稳定性中的重要性。并利用该机理对临界限值及灵敏度结果进行分析。研究静态无功源对极限诱导分岔的影响。静态的电容器补偿虽能增加负荷裕度,但加大了系统电压稳定对动态无功源发电机的依赖性,系统更容易发生极限诱导分岔。     

配网末端低电压串联补偿控制方法及装置设计

为解决配电网末端低电压问题,设计了一种基于串联电压补偿控制的线路电压补偿系统。以有功线路损耗最小和节点平均电压偏差最小为目标,建立了补偿装置的安装位置和容量优化配置模型。计及负荷的电压静态特性,及补偿装置接入后对接入点前段线路潮流分布的影响,设计了加入补偿装置的线路潮流模型及求解计算方法。以一典型线路末端低电压台区为算例,对比了加入补偿装置前后的线路电压特性,结果表明,设计的系统能够以线路负荷1/10的补偿装置容量,实现线路全部供电电压满足供电指标要求,有效地解决了原有的低电压问题。     

基于瞬时对称分量法的电网无功补偿方法

针对电网无功补偿需测量相角,无法实现实时补偿的问题,提出一种实时求取系统无功功率的方法,它将瞬时无功理论和对称分量法相结合,利用实时序分量功率实现系统无功补偿,并将其应用在有电弧炉的配电网系统中。MATLAB仿真表明:该方法可以实现三相不平衡系统的无功功率补偿且没有时间延迟,从而保证了无功功率的稳定,解决了无功功率波动引起的电压波动问题。     

基于线路阻抗补偿的互联变流器控制策略

为了解决线路阻抗压降导致互联变流器(IC)传输功率存在偏差的问题,文中提出一种基于线路阻抗补偿的控制策略.首先,该方法借助交流母线处的变换器,向IC侧注入一定频率的谐波,其谐波频率与注入时刻母线电压存在一定函数关系,并在IC侧通过滤波器和锁相环得到谐波频率,结合IC侧的本地功率和电压,获取线路阻抗.然后,在线路阻抗检测的基础上,通过在IC的控制中补偿线路压降,从而在无互联通信的情况下实现功率的准确传输.最后,在MATLAB和StarSim实时仿真平台上搭建交直流混合微电网模型,验证了所提方法的有效性.