基于现代信号处理的铅酸蓄电池内阻检测

摘要

阀控式铅酸蓄电池在生产、生活的诸多领域发挥着广泛而重要的作用。当交流电源出现故障时，阀控式铅酸蓄电池将作为备用电源及时供电，因此，阀控式铅酸蓄电池性能的好坏直接关系到系统的稳定性或数据的安全性。随着使用时间的增长和使用范围的扩大，因阀控式铅酸蓄电池失效的不可知性带来的经济损失越来越大。为解决这一问题，蓄电池管理系统的研究越来越受到关注。
　　论文首先分析了蓄电池监测的必要性，介绍了国内外蓄电池管理系统的发展现状。然后基于对蓄电池监测原理的研究，通过对比分析不同的检测方法，确定了针对内阻检测法展开研究。
　　内阻检测法是向蓄电池注入一低频正弦交流电流信号，测得蓄电池两端电压，然后计算得出蓄电池内阻。传统的内阻检测方法多采用锁相放大技术对蓄电池两端电压信号进行检测，硬件成本高昂。本文提出一种基于Hilbert变换与Pisarenko谐波分解的蓄电池内阻检测方法，使用现代信号处理方法取代锁相放大技术实现电压信号检测，以降低经济成本。Hilbert变换可以从干扰中检测出有用电压信号，并构造出Pisarenko谐波分解所需的复频率信号。Pisarenko谐波分解算法能够估计出电压信号的幅值。
　　仿真结果表明，基于Hilbert变换与Pisarenko谐波分解的蓄电池内阻检测方法能够取得很好的信号检测与幅值估计效果，相对于传统的硬件检测方法具有成本低、易实现等明显优势。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外发展现状

1．2．1 蓄电池管理系统

1．2．2 蓄电池容量检测

1．2．3 蓄电池内阻检测

1．3 本文研究内容

1．4 本文结构

2 蓄电池内阻检测基础

2．1 传统交流注入法检测原理

2．1．1 连接方式

2．1．2 测量模型

2．1．3 数据处理

2．2 基于现代信号处理的交流注入法检测原理

2．2．1 参数选取

2．2．2 模数转换

2．2．3 信号检测

2．3 本章小结

3 Hilbert变换和Pisarenko谐波分解

3．1 信号模型

3．2 Hilbert变换

3．2．1 原理简述

3．2．2 仿真分析

3．3 Pisarenko谐波分解

3．3．1 原理简述

3．3．2 仿真分析

3．4 本章小结

4 基于Hilbert变换和Pisarenko谐波分解的蓄电池内阻检测

4．1 信号构造

4．2 参数估计过程

4．3 仿真分析

4．4 本章小结

5 结论

参考文献

作者简历