基于LTC6804的电池监测单元设计

为解决电动汽车中动力电池组的监测及保护问题,本文提出了一种可靠性高且实用的电动汽车电池监测单元的设计方案。以意法半导体推出的STM32F103C8T6单片机和凌力尔特公司推出的LTC6804-2芯片为核心,基于一主多从的拓扑结构,对中央处理单元、电池状态采样单元、均衡单元进行硬件电路设计,并通过编写程序驱动各单元工作,对动力电池组的电池电压、电流以及电池组温度进行监测,通过均衡保护电路,降低各单体电池不一致性对动力电池组造成的影响。实验结果表明,该设计方案具有测量精准、可靠性高、可拓展性高的优点,且生产成本较低。该研究具有较高的实用价值。     

动车组辅助电源系统接地检测研究

为判断动车组的辅助电源系统是否发生单相接地短路故障,本文主要对动车组辅助电源系统接地检测进行研究,构建了IT系统接地故障分析模型,推导了零序电压随三相对地绝缘阻抗变化的公式,设计了检测系统零序电压的电路,并利用Matlab和Simulink软件对实验模型进行仿真,将仿真结果与公式求得的结果进行对比,验证公式的正确性。同时,搭建实际的测试平台,对各种接地方式下的三相不接地系统进行测试。测试结果表明,实验平台测得的零序电压与仿真模型测得的零序电压基本一致,所测零序电压及零序电压变化速率均随C相对地电阻RC的增加而下降,并且零序电压及零序电压的变化速率均受三相对地电容的影响。当RC相同时,三相对地电容值越大,测得的零序电压值越小;当RC=0时,测得的零序电压均接近165V;当RC=510kΩ时,测得的零序电压均接近0V,说明零序电压值基本不受三相对地电容值的影响。该研究为动车组三相三线制辅助电源系统的接地检测工作提供了理论依据。     

新型双钳口接地电阻在线测量仪

对常用的几种接地电阻测量仪器例如传统的“摇表”以及单钳口接地电阻测量仪等进行了比较分析，指出了它们在使用中的缺点。设计了一种新的双钳口接地电阻在线测量仪，该仪器以C8051F006单片机为控制核心，采用交流变频测量法，实现了接地电阻的准确在线测量，而且不需要辅助地极和断开设备接地线。着重介绍了该仪器的工作原理以及硬软件设计。现场使用表明，该仪器具有成本低、测量精度高、抗干扰能力强、功耗低及自动化程度高等优点，能够完全替代同类进口产品。     

蓄电池内阻测量装置的研究

实现单体电池内阻的在线实时监测,对提高直流系统的安全运行、提高供电系统的可靠性和自动化程度,有着十分重要的意义。对现有的几种直流系统蓄电池单体电池内阻测量方法如密度法、开路电压法、直流放电法和交流法等进行了比较分析,指出了它们的优缺点。提出了一种新的蓄电池单体电池内阻测量方法———交流变频测量法,着重介绍了该装置的工作原理及硬件与软件设计。基于该测量法的内阻测量装置现已在多个变电站中投入运行,现场使用表明该方法完全克服了传统内阻测量方法的缺点,具有测量精度高、抗干扰能力强、可实现在线测量等优点。     

直流系统接地电阻检测仪的研究与实现

对直流系统常用的几种接地电阻测试方法如交流法，直流漏电流法等进行了比较分析，指出了它们在使用中的缺点，提出了一种新的直流系统接地电阻检测仪，该仪器以C8051F006单片机为控制核心，采用交流变频测量法，实现了接地电阻的准确在线测量，着重介绍了该仪器的工作原理以及硬件与软件设计。现场运行表明，该仪器具有测量精度高，抗干扰能力强，自动化程度高及成本低等优点。     

基于无迹卡尔曼滤波的电池SOC估算与仿真

基于一阶Thevenin模型的扩展卡尔曼滤波在实际工程应用中,因为要对系数求其雅各比矩阵,略去了高阶项所表示的部分电池特征,在电池电流变化剧烈情况下极易失真,不能真实地反映电池状态。论文提出了基于二阶Thevenin模型的无迹卡尔曼滤波算法,二阶模型本身就能更加真实地反映电池状态,同时该算法不是对数据进行切割处理,而是经过UT变化后数据简化的同时并没有丢失其本来特征。在不损失精度的前提下提高了算法对数据的处理效率。经实验验证其误差控制在2%以内,且算法本身具有很好的鲁棒性和收敛性。     

基于MC68360的分布式故障录波装置的设计

提出了一种新型的分布式微机故障录波装置，详细地介绍了该装置的性能特点、设计原理、硬件以及软件设计。该装置以MC68360单片机为控制核心，采用了高速同步采样技术和计算机网络通信技术，站内后台机与录波模块之间采用了基于TCP／IP协议的网络通信。该装置现已在多个变电站投入实际运行，运行结果表明该装置具有易于扩展、安装方便、扰干扰能力强、可靠性高等优点。     

基于扩展卡尔曼滤波器的锂电池SOC估算仿真研究

为弥补动力电池组中安时积分法、开路电压法估算锂电池荷电状态(SOC,StateOfCharge)的缺点,在Matlab环境下介绍了一种使用扩展的卡尔曼滤波器估算SOC的仿真方法,并对整个过程的模型建立、电路搭建、参数辨识以及软件使用进行了详细的阐述。通过仿真实验表明其估算误差不超过3%,验证了方法的准确性以及对初值的不敏感性,是一种稳定的、可靠性高的SOC估算方法。     

独立光伏电站蓄电池优化管理研究

为了实现独立光伏电站系统中蓄电池的优化管理,有效地延长其工作寿命,提出了基于混合型模糊PID控制算法的分段式蓄电池充电策略.该策略将蓄电池的充电分为恒流充电、恒压均充和恒压浮充3个阶段,浮充电压可根据电池温度进行实时补偿.将定时功能与电流判据相结合,控制均、浮充的转换,可避免蓄电池的过充或欠充.介绍了基于该策略的控制器的硬件组成以及软件实现.试验结果和实际运行表明,该系统具有高效、稳定、自动化程度高的特点.     

秩-相位误差估计自聚焦方法的改进

本文提出了改进的秩-相位误差(IROPE)估计自聚焦算法。与ROPE算法相比,IROPE有两个优点:(1)它基于的模型更符合实际,所以具有更好的鲁棒性。(2)它对迭代过程初值的设定是近似准确的。本文通过近似分析证明,IROPE对相位误差差分的估计是最大似然(ML)估计,而相位梯度自聚焦(PGA)算法是IROPE的一个子集,即在满足一定条件时,IROPE和PGA对相位误差的估计都是线性无偏最小方差估计(LUMV)。