论文摘要
质子交换膜燃料电池清洁环保、节能高效,被认为是今后替代汽车传统内燃机最理想的驱动源。内阻是反应燃料电池运行状态的一个重要参数,对其进行检测具有重要意义。现有的燃料电池内阻检测系统都是离线使用的,为满足在线检测需要,本文研究并设计一套高精度的质子交换膜燃料电池内阻在线检测系统,主要工作如下：(1)阐述了燃料电池的工作原理和特点,分析了质子交换膜燃料电池的试验模型和等效电路,并在对国内外燃料电池内阻研究方法分析比较的基础上,提出了基于EIS法的系统整体设计方案。(2)设计了内阻检测系统两个重要组成部分的硬件电路——底层测控单元和高精度采样处理单元。底层测控单元设计包括MCU最小系统电路设计、光纤CAN接口电路设计,双绞线CAN接口电路设计,485通讯接口电路设计；高精度采样处理单元设计包括数据采集电路设计、直流信号处理电路设计、A／D转换电路设计及处理单元核心电路——由窄带变频滤波器、程控增益放大器和有效值检测器、幅值比相位差检测器组成的交流信号处理电路设计。(3)设计了底层测控单元及高精度采样处理单元软件,对各软件功能模块进行了划分,对其中的各种初始化程序、窄带变频滤波器的设置程序、片外AD转换与DSP之间的SPI通讯程序及各种中断程序进行设计,同时制定了具体的通信应用层协议。设计完成后,在实验室环境下模拟了检测对象,对系统的核心——窄带变频滤波器以及整个检测系统进行了实验,证明了整个系统的高精度的特征,完全能够满足燃料电池单片内阻的在线实时检测。
论文目录
摘要Abstract第1章 绪论1.1 引言1.2 课题研究意义1.3 国内外研究现状1.4 本文主要研究内容第2章 燃料电池内阻检测系统方案设计2.1 PEMFC简介2.1.1 燃料电池工作原理2.1.2 PEMFC的特点2.2 PEMFC试验模型及等效电路2.2.1 PEMFC试验模型2.2.2 PEMFC等效电路2.3 系统整体方案设计2.4 本章小结第3章 PEMFC内阻在线检测系统硬件设计3.1 底层测控单元硬件设计3.1.1 底层测控单元硬件结构3.1.2 MCU最小系统电路设计3.1.3 光纤CAN接口电路3.1.4 双绞线CAN接口电路设计3.1.5 SCI通信接口设计3.2 高精度采样处理单元硬件设计3.2.1 单元整体结构设计3.2.2 数据采集电路设计3.2.2.1 电压信号采集电路设计3.2.2.2 电流信号采集电路设计3.2.3 直流信号处理电路设计3.2.4 交流信号处理单元设计3.2.4.1 窄带变频滤波电路设计3.2.4.2 程控增益放大电路及有效值测量电路设计3.2.4.3 幅值比相位差检测电路3.2.5 AD转换单元设计3.2.5.1 AD转换芯片的选择3.2.5.2 AD与DSP接口设计3.3 系统硬件抗干扰措施3.4 本章小结第4章 PEMFC在线检测系统软件设计4.1 DSP2407软件开发平台简介4.2 高精度采样处理单元软件设计4.2.1 高精度采样处理单元软件总体结构设计4.2.2 TLC3548的设置4.2.3 MAX261的设置4.3 底层测控单元软件设计4.4 试验结果分析4.4.1 窄带变频滤波器试验结果分析4.4.2 系统整体试验结果分析4.4.2.1 实验对象简介4.4.2.2 实验过程及数据分析4.5 本章小结第5章 全文总结与展望5.1 全文工作总结5.2 展望参考文献作者在攻读硕士学位期间发表的论文致谢
相关论文文献
标签：燃料电池论文; 欧姆内阻论文; 在线检测论文; 窄带变频滤波论文; 幅值比相位差检测论文;
