蓄电池内阻测试方法的研究与设计

摘要

随着阀控式密封铅酸(VRAL)蓄电池在各个领域的广泛应用,对其性能的监测已变得越来越重要。蓄电池性能与其内阻有关,实践证实采用内阻测试法判断蓄电池性能,可以很好地实现VRAL蓄电池在线维护。本文以此为依据进行蓄电池内阻测试仪的研制,以实现其内阻的在线测量。
　　本文对蓄电池的性能参数展开分析后,对比分析了现有蓄电池内阻测试的方法,并对如何测量蓄电池微小内阻进行了理论研究。在此基础之上设计了蓄电池内阻测试方案:采用四线法排除测试引线电阻对蓄电池微小内阻的影响;运用锁相放大技术提取内阻上的微弱信号并滤除干扰噪声;经模数转换器进行数据采集,由单片机进行数据处理,通过数学算法回避内阻抗中相移角的影响,直接计算出蓄电池内阻。本方案简化了测试电路设计,并提高了内阻测试的可靠性和测量精度。
　　测试结果表明:本文所设计的蓄电池内阻测试仪基本达到了预期的研究目标,能够满足对蓄电池内阻在线测量的要求,具有一定的推广价值,对后续的研究工作具有一定的借鉴意义。

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第一章 绪论

§1.1 蓄电池的发展和应用背景

§1.2 蓄电池性能监测的现状发展

§1.3 本课题的研究内容

第二章 蓄电池性能参数分析

§2.1 蓄电池的基本工作原理

§2.2蓄电池的主要技术指标

§2.3 VRAL蓄电池内阻分析

§2.4 蓄电池内阻与其剩余容量的关系

§2.5 温度对蓄电池容量的影响[3]

§2.6本章小结

第三章 方案论证及总体设计

§3.1蓄电池内阻测试方案的选择

§3.2 微弱信号检测原理

§3.3 蓄电池内阻测试的设计原理

§3.4 本章小结

第四章 蓄电池内阻测试的硬件电路设计

§4.1硬件电路组成

§4.2 低频交流信号发生电路设计

§4.3 差分前置放大电路和二级放大电路设计

§4.4 锁相放大及滤波电路设计

§4.5数据采集模块电路设计§4.5.1数据采集芯片介绍

§4.6串口通讯模块电路设计

§4.7 相关其它硬件部分电路设计

§4.8 本章小结

第五章 蓄电池内阻测试的软件设计

§5.1 下位机总体软件设计

§5.2 上位PC机控制界面设计

§5.3 本章小结

第六章 在线测试与结果分析

§6.1在线测试的组成

§6.2蓄电池内阻测试电路的输出波形结果

§6.3蓄电池内阻测试结果及误差来源分析

§6.4本章小结

第七章 总结和展望

致谢

研究生期间发表的论文

参考文献

附录A 硬件电路图

附录B 实物图