燃料電池單片內(nèi)阻在線檢測系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、質(zhì)子交換膜燃料電池清潔環(huán)保、節(jié)能高效，被認為是今后替代汽車傳統(tǒng)內(nèi)燃機最理想的驅(qū)動源。內(nèi)阻是反應燃料電池運行狀態(tài)的一個重要參數(shù)，對其進行檢測具有重要意義。現(xiàn)有的燃料電池內(nèi)阻檢測系統(tǒng)都是離線使用的，為滿足在線檢測需要，本文研究并設(shè)計一套高精度的質(zhì)子交換膜燃料電池內(nèi)阻在線檢測系統(tǒng)，主要工作如下：
　　 (1)闡述了燃料電池的工作原理和特點，分析了質(zhì)子交換膜燃料電池的試驗模型和等效電路，并在對國內(nèi)外燃料電池內(nèi)阻研究方法分析比較的基礎(chǔ)上，

2、提出了基于EIS法的系統(tǒng)整體設(shè)計方案。
　　 (2)設(shè)計了內(nèi)阻檢測系統(tǒng)兩個重要組成部分的硬件電路——底層測控單元和高精度采樣處理單元。底層測控單元設(shè)計包括MCU最小系統(tǒng)電路設(shè)計、光纖CAN接口電路設(shè)計，雙絞線CAN接口電路設(shè)計，485通訊接口電路設(shè)計；高精度采樣處理單元設(shè)計包括數(shù)據(jù)采集電路設(shè)計、直流信號處理電路設(shè)計、A/D轉(zhuǎn)換電路設(shè)計及處理單元核心電路——由窄帶變頻濾波器、程控增益放大器和有效值檢測器、幅值比相位差檢測器組成的交

3、流信號處理電路設(shè)計。
　　 (3)設(shè)計了底層測控單元及高精度采樣處理單元軟件，對各軟件功能模塊進行了劃分，對其中的各種初始化程序、窄帶變頻濾波器的設(shè)置程序、片外AD轉(zhuǎn)換與DSP之間的SPI通訊程序及各種中斷程序進行設(shè)計，同時制定了具體的通信應用層協(xié)議。
　　 設(shè)計完成后，在實驗室環(huán)境下模擬了檢測對象，對系統(tǒng)的核心——窄帶變頻濾波器以及整個檢測系統(tǒng)進行了實驗，證明了整個系統(tǒng)的高精度的特征，完全能夠滿足燃料電池單片內(nèi)阻的在線