質(zhì)子交換膜燃料電池內(nèi)阻測試裝置的設計與實現(xiàn).pdf

1、質(zhì)子交換膜燃料電池清潔環(huán)保，發(fā)電效率高，是當前新型能源領域的研究重點。燃料電池工作時每一片燃料電池都可以理解為一個有著很小內(nèi)阻的可變電壓源，其內(nèi)阻是反映燃料電池運行狀態(tài)與發(fā)電效率的重要參數(shù)，為了評估各單片電池性能并及時發(fā)現(xiàn)異常的單片電池必須對單片電池內(nèi)阻進行檢測。在諸多測量燃料電池內(nèi)阻的方法中，電化學阻抗譜法由于可以準確獲得阻抗頻率譜、測得的數(shù)據(jù)豐富，因而備受矚目。論文以此為背景，基于電化學阻抗法設計了一種高精度的質(zhì)子交換膜燃料電池內(nèi)阻

2、測試裝置，主要研究工作如下：
　　 闡述了燃料電池的工作的原理，介紹了質(zhì)子交換膜燃料電池內(nèi)阻等效電路模型，比較分析了當前幾種燃料電池內(nèi)阻測試方法，提出了基于電化學阻抗譜法的內(nèi)阻測試裝置總體設計方案。
　　 設計了質(zhì)子交換膜燃料電池內(nèi)阻測試裝置硬件電路，完成了前置放大器和高階跟蹤濾波器設計，提高了信號采集的精度；采用負反饋技術實現(xiàn)了線性電源的低噪聲輸出，提出了CPLD相位差檢測方案，結(jié)合有效值檢測電路，實現(xiàn)了兩路交流信號的

3、相位差和幅值大小精確檢測；設計了MCU控制器硬件電路，完成了AD采樣、通訊和測試流程控制等功能。
　　 完成了質(zhì)子交換膜燃料電池內(nèi)阻測試裝置軟件的設計。根據(jù)測試裝置工作原理，分為CPLD軟件邏輯設計和單片機軟件設計兩個部分對內(nèi)阻測試裝置軟件設計進行了介紹，并對各軟件功能模塊進行了劃分，給出了相應的軟件流程圖，具體設計了CPLD相位差測試模塊、CPLD與單片機通訊模塊、MCU測試程序和單片機幅值檢測模塊，并制定了SCI和CAN通訊