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HEV动力电池综合测试平台的数据采集系统设计

作　者: 刘建初
导　师: 李革臣
学　校: 哈尔滨理工大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: HEV动力电池 DSP 数据采集 LabVIEW
分类号: TP274.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 278次
引　用: 1次
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内容摘要


当前,很多国家都在对电动汽车动力电池进行研究,但是由于成本,电池容量等因素限制,而没有进入产业化。随着电池性能不断地改进提高,电动汽车的发展前景也会越来越广,因此对电动车电池测试技术的要求也越来越高。为了满足对车用动力电池检测、评估的需求,开发了一套基于虚拟仪器技术的HEV(Hybrid-Electric Vehicle,混合电动汽车)动力电池综合测试平台。技术路线选用工程仿真原理,模拟电动汽车运行时的实际工况,使测试平台产生的负荷加载高度近似于电动车实际的运行情况。系统设计过程中,采用了震动平台来模拟电动车实际运行时的震动状况,采用温控系统模拟实际运行时车用电池周围环境的温度。设计数据采集系统,使电池在不同的震动冲击和不同的温度环境下,测量其电压、回路电流、内阻以及电池温度等数据,并应用LabVIEW编写上位机软件。本文主要进行数据采集系统硬件及软件的设计。其中硬件设计包括DSP主控制器、电压测量模块、内阻测量模块、回路电流测量模块、温度测量模块、上下位机间通信模块的设计;软件设计包括下位机数据采集程序,上下位机间数据通信程序,上位机综合控制、数据分析、处理软件。在模拟电动车实际运行工况的平台上,电池检测系统完成了HEV动力电池参数的在线检测、评估,如电压,电流,容量,内阻,电池温度等;基于LabVIEW的上位机综合控制和分析软件完成了动力电池数据的测量、性能分析和预报。基于LabVIEW的HEV动力电池数据采集系统的调试结果表明,采用震动平台和温控系统模拟电动车实际运行的工况,在测试平台上对动力电池进行在线测量,使测量结果更加真实的反映出电池实际运行时的状况。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-12
第1章 绪论  12-22
  1.1 课题背景  12
  1.2 电动汽车动力电池应用现状  12-15
  1.3 虚拟仪器与LABVIEW  15-20
    1.3.1 虚拟仪器的概念和特点  16-17
    1.3.2 虚拟仪器的系统构成  17-19
    1.3.3 LabVIEW 概述  19-20
  1.4 研究的目的及意义  20
  1.5 课题来源及主要研究内容  20-22
第2章 HEV 动力电池综合测试平台概况  22-27
  2.1 测试平台的组成部分  22-24
  2.2 测试平台的特点及设计指标  24
  2.3 测试平台的实验功能  24-25
  2.4 综合控制检测及数据分析  25-26
  2.5 本章小节  26-27
第3章 数据采集系统的硬件设计  27-49
  3.1 系统硬件结构及特点  27-29
  3.2 主控制器模块设计  29
  3.3 通讯控制模块设计  29-33
    3.3.1 SCI 硬件电路设计  29-31
    3.3.2 I/O 控制电路设计  31-33
  3.4 HEV 电池组内阻测量模块设计  33-39
    3.4.1 内阻在线测量方法研究  33-35
    3.4.2 锁相放大技术在电池内阻测量中的应用  35-36
    3.4.3 锁相放大器中的信号相关原理  36-37
    3.4.4 电池内阻测量原理  37-38
    3.4.5 电池内阻测量模块实现  38-39
  3.5 HEV 电池组电压测量模块设计  39-44
    3.5.1 V/I 和I/V 变换电路设计  40-42
    3.5.2 测量信号前级处理  42-43
    3.5.3 交流放大电路  43
    3.5.4 陷波器电路  43-44
  3.6 回路电流测量模块  44
  3.7 温度测量模块设计  44-46
    3.7.1 DS18B20 的主要特性  44-45
    3.7.2 温度测量电路设计  45-46
  3.8 系统的EMC 设计  46-48
    3.8.1 线路的抗干扰设计  47
    3.8.2 印刷电路板的抗干扰设计  47-48
  3.9 本章小节  48-49
第4章 数据采集系统的软件设计  49-62
  4.1 集成开发环境简介  49-50
  4.2 主控制器软件设计  50-56
    4.2.1 数字滤波设计  51-52
    4.2.2 电压与内阻采集程序设计  52-54
    4.2.3 温度采集程序设计  54-56
  4.3 系统通讯程序设计  56-61
  4.4 本章小节  61-62
第5章 基于LABVIEW 的上位机软件设计  62-69
  5.1 方案选择  62-63
  5.2 基于LABVIEW 的监测系统软件结构  63
  5.3 LABVIEW 串口通信的软件设计  63-65
  5.4 综合控制及数据分析的软件设计  65-68
  5.5 本章小结  68-69
结论  69-70
参考文献  70-73
附录  73-75
攻读学位期间发表的学术论文  75-76
致谢  76

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 数据处理、数据处理系统 > 数据收集和处理系统
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