基于虚拟仪器的燃料电池电压检测监控系统

基于云端模型的电池生产在线监测设备在质量监管中的应用随着科技的不断发展，云计算技术在各行各业得到了广泛应用，其中包括电池生产行业。

基于云端模型的电池生产在线监测设备在质量监管中的应用已经成为电池生产企业提高产品质量和提升生产效率的重要手段。

云端模型的电池生产在线监测设备是指通过物联网技术，将电池生产设备与云服务器连接，实现实时数据监测和分析。

该设备可以采集和传输电池生产过程中的各项关键数据，包括温度、湿度、电流、电压等等。

通过对这些数据进行分析和挖掘，可以帮助企业实时监控电池生产过程中的各项指标，及时发现并解决潜在问题，确保电池产品的质量符合标准要求。

首先，基于云端模型的电池生产在线监测设备可以提高生产过程的可视化程度。

传统的电池生产监控方式往往需要人工采集和记录数据，很难及时准确地监测生产过程中的各项指标。

而云端模型的在线监测设备可以实时采集数据并上传到云服务器，通过数据可视化的方式呈现出来，使生产过程更加透明化和可控化。

生产人员可以通过手机或电脑随时查看生产状态，及时判断和处理异常情况，提高生产效率和质量。

其次，基于云端模型的电池生产在线监测设备可以实现数据的远程监控和分析。

传统的电池生产监控方式需要人员亲临现场，进行数据采集和分析。

而云端模型的在线监测设备可以通过云服务器实现对数据的远程监控和分析。

生产人员可以在任何地方随时查看生产数据，并通过云端分析平台进行数据挖掘和模型建立。

这不仅解决了传统监控方式需要人工操作的不便，还可以有效减少人力成本。

此外，基于云端模型的电池生产在线监测设备还可以通过数据分析和挖掘，提供精准的质量预警和故障诊断。

传统的电池生产监控方式只能对已有数据进行直观的展示，并不能提供深度的分析和预警功能。

而云端模型的在线监测设备通过建立数据模型和算法，可以根据历史数据和实时数据，对电池生产过程进行预测和分析，提前发现潜在的质量问题，并给出相应的预警。

同时，通过对异常数据的分析，还可以进行故障诊断，快速定位和解决产品质量问题，提高生产效率和产品质量。

基于小波分析和神经网络理论的电力系统短路故障研究谐振接地电网调谐方式的性能分析与实验测试电力系统继电保护故障信息采集及处理系统消弧线圈接地补偿系统优化研究面向对象的10kV配电网拓扑算法研究蚁群算法在配电网故障定位中的应用中性点接地系统三相负载综合补偿电力有源滤波器控制设计110kV电力线路故障测距防窃电装置的分析与设计基于单片机的数字电能表设计跨导运算放大器在继电保护中的应用基于微机的三段式距离保护实验系统开发小干扰电压稳定性实用分析方法研究基于灰色系统理论的电力系统短期负荷预测冲击负载引起电压波动与闪变分析基于等波纹切比雪夫逼近准则最优化方法设计FIR滤波电力系统智能稳定器PSS的设计基于模糊集理论的电力系统短期负荷预测基于labview虚拟仪器的电力系统测量技术研究基于重复控制的冷轧机轧辊偏心补偿系统基于模糊聚类的变压器励磁涌流与短路电流的识别基于蚁群算法的配电网报装路径优化基于虚拟仪器的变压器保护系统设计配网无功功率优化复合控制型电力系统稳定器研究电力系统鲁棒励磁控制器设计基于标准系统方块图的OTA-C滤波器的实现6-10KV电网线损理论计算潮流算法研究基于DSP的逆变电源并联系统的功率检测技术研究滤除衰减非周期分量的微机保护算法研究分布式电力系统发电机动态模型仿真研究基于MSP430单片机的温度测控装置的设计电力系统谐波分量计算-最小二乘法用户供电事故自动回馈系统电力系统谐波抑制的仿真研究电能质量的模糊定量评价方法燕山大学西校区110KV供电方案设计数据采集系统USB接口的实现具有比率制动和二次谐波制动特性的差动继电器软件设计水轮发电机模糊调速系统研究电流传输器在继电保护中的应用双回电力线路故障测距电力负荷管理系统主站控制系统的研究和设计燕山大学供电电网改造的初步设计基于PLC的机械手控制系统设计500KV变电站设计基于MATLAB的数字滤波器设计与仿真电力系统继电保护原理课件设计塑料注射成型机PLC控制系统设计铁磁谐振消谐器软件设计电力系统稳定器设计基于模糊理论的变电站电压无功综合控制研究基于小波理论的电力故障行波分析基于DSP的逆变电源并联系统锁相环设计220kV变电站设计医疗设备检测数量的计算机联网监控系统汽轮发电机故障诊断技术研究电压无功控制系统模糊控制器的设计电力系统电压-无功在线控制数据源仿真系统电力系统故障录波数据分析与研究火电厂除灰阀门PLC控制系统设计电压无功控制系统智能控制器的设计简单电力网络潮流计算系统的设计及开发混沌电路及其在保密通信中的应用电力系统通信协议转换的单片机实现混沌遗传算法在电力系统无功优化中的应用直流分布式发电系统控制逆变电源并联均流技术研究基于信息融合技术的变压器故障检测距离保护在高过渡电阻条件下的动作研究微机继电保护中滤除衰减直流分量的算法研究火电厂锅炉水位模糊控制系统的研究基于人工神经网络的电力变压器故障诊断蚁群算法在配电网重构中的应用基于遗传算法的电力市场竞价策略研究电梯PLC控制系统设计自动重合闸装置设计变电站仿真培训系统设计基于MSP430单片机的距离保护系统设计变压器保护整定计算系统的设计电网售电量预测软件研究基于可控硅控制的制动器设计研究电铁用电特性分析及补偿方法研究伴随运算放大器在继电保护中的应用电力系统振荡的数字仿真研究基于智能理论的高压输电线路故障分析电网规划中网架规划的方法研究智能交通信号灯系统设计基于随机粒子群算法的无功优化少油断路器参数测量仪的研制应用电磁暂态程序分析电力系统铁磁谐振基于VB的液压AGC监控系统设计短路电流计算算法研究与编程实现应用虚拟仪器测量电网的不平衡度电力市场需求侧管理项目投资预测方法研究分布式发电微型涡轮发电机控制仿真锅炉燃烧系统模糊控制器的设计模糊图像分割技术研究电力系统谐波分量计算-傅立叶算法脉冲式电表的数据采集器设计信号流图在电网络分析与设计的应用短路计算及继电保护整定系统的设计自适应低通滤波器的设计中性点不接地系统电容电流检测方法及系统设计基于正反馈的单相分布式发电孤岛检测混合式光纤电流互感器的设计电网无功优化分区的研究PLC在机械手控制中的应用万能过载保护与自动调整零序电流方向保护系统设计分布式发电系统可靠性分析塑壳断路器的智能控制器初步设计基于PLC的高空作业车电控系统研制分布式发电燃料电池控制系统仿真变压器油荧光谱EEM数据处理与分析伴随运算放大器在电流模电路中的应用电力系统电压稳定的研究利用两侧电量进行电力线路故障测距铁磁谐振消谐器硬件系统的设计电力系统谐波分量计算-傅立叶与最小二乘法比较燕山大学西校区10KV配网综合自动化OTA-C电路在继电保护中的应用运算放大器在继电保护中的应用超高压输电线路的线损研究配电变压器不经济状态下的损耗分析与计算单相接地故障定位指示器的设计电力负荷管理系统无线通信网络的研究和设计基于零序电流比幅比相法配电网故障检测的研究粒子群算法在无功电压控制中的应用PLC在电镀生产线上的应用电力系统通信协议转换的单片机实现（硬件部分）电力系统潮流和网损计算软件研究燕大西校区10KV配网消弧与补偿同步发电机短路故障电流仿真分析配电网故障恢复研究基于PLC的模糊-PI空调室温控制研究数学形态学在电力系统暂态信号分析中的应用谐振软开关变流器控制研究BOOST单级功率因数校正电路研究BUCK单级功率因数校正电路研究430单片机控制H桥逆变电源研究多级电容升压电路研究430单片机控制双正激变换器研究Boost-Buck级联电路控制研究并联谐振DC-DC变换电路研究基于430单片机电动车控制研究变流器重复控制研究单开关逆变电路控制研究基于DS证据理论逆变器故障诊断研究交流变频电机在自动门控制系统中的应用移相控制ZVZCS 变换器家用变频空调器中无刷直流电机的控制算法电力系统通信协议转换的单片机实现一种单片机控制的异步电动机节能装置有源电力滤波器(APF)的单周期控制TOPSWITCH在单端反激式稳压电源中的应用TOPSWITCH在单端正激式稳压电源中的应用带传感器的无刷直流电机调速系统UC3854在功率因数校正中的应用FX2N型PLC在电梯控制中的应用Boost电路的软开关PFC技术研究Buck电路的电荷控制技术研究基于单周期控制的全桥逆变器研究榨油厂PLC控制组态界面设计三电平直流变换器研究单级功率因数校正电路研究Buck电路电流控制策略研究有源箝位正激变换器研究正反激变换器特性研究UC3855在Boost PFC变换器中的应用单片机控制异步电动机节能器的设计“H”型直流脉宽调速系统设计热连轧机电气控制系统设计穿孔机电气系统设计软开关单相Boost PFC电路研究锂离子电池充电控制器无位置传感器的三相无刷直流电机控制研究自驱动同步整流有源嵌位正激DC－DC变换器铅酸蓄电池充电控制器CRM Boost PFC变换器智能生态网络供热系统智能大厦的多功能会议系统的设计智能建筑的安全防范系统设计采用单片机控制的交流电焊机的设计SPWM异步电动机变频调速仿真研究基于控制专用单片机的无刷电机控制系统DC-DC软开关电源及其并联均流研究具有PFC功能的AC-DC开关电源设计单级逆变器及其单周控制研究电动汽车双向直流传动系统研究单片机闭环控制BOOST变换器研究单片机控制感应电机双馈调速系统研究全桥逆变器的单周期控制研究BUCK TL 变换器研究ZVZCS移相全桥变换器设计基于TDA5142T的无刷直流电动机驱动控制系统基于MSP430控制移相全桥逆变器的研究DSP控制的无差拍控制逆变电源电流控制两态调制逆变器的研究电网故障限流、保护器直流开关电源并联控制及系统设计单周期控制和PI控制技术的对比研究隔离变换器漏感影响的研究隔离式变换器变换效率提高的技术途径探究太阳光伏电池系统控制问题的研究DC/DC变换器的滑模变结构控制单相并联型APF特性的仿真分析超导储能磁体参数优化设计储能磁体励磁电源及其控制技术高频谐振式储能电容充电控制系统电力负荷管理系统终端装置的研究与设计低压大电流同步整流DC-DC变换器设计低电压大电流电压半桥变换电路设计ZVT PFC BOOST 变换器设计ZVT PWM DC-DC变换电路设计自驱动ZVS同步整流DC-DC变换器研究新型超声波测距系统的设计智能化车窗升降控制器的设计电动助力转向系统的研究智能温度控制系统的研究高频开关电源的设计反激变换器控制方式的研究DSP控制单相全桥逆变器的研究ZVZCS移相全桥变换器的研究单周控制不连续导电ZVS谐振PFC电路ZVZCS移相全桥DC/DC变换器电力电子电路缓冲器研究与仿真基于Boost的零电压转换PWM变换器研究电力负荷管理系统接口系统的研究和设计高功率因数电子镇流器研究带有功率因数校正的单级隔离式DC/DC变换器车载高频正弦波逆变电源带辅助变压器ZVZC移相全桥DC/DC变换器设计基于单周期控制的单相功率因数校正研究基于单周期控制的三相电力有源滤波器研究自激式隔离多路输出开关电源双耦合绕组反激式单级PFC变换器研究单相逆变器并网控制技术仿真研究基于MSP430的温度检测仪设计基于MSP430直流电机调速系统设计逆变器并联运行环流分析及其控制技术研究基于定频积分控制的有源滤波器设计新型移相控制ZVZCS DC/DC变换器带脉动补偿单相升压PFC电路研究单周期控制功率因数校正器采用“H”桥的软开关功率因数校正器单相逆变器SPWM策略比较研究臭氧发生器电源容性PWM控制研究Buck变换器的交错并联技术研究级联型变流器阶梯波脉宽调制研究谐波注入式SPWM技术研究ZVS移相全桥变换器的设计65W通用型多路隔离输出电源的设计基于单周期控制的单相电力有源滤波器的设计有源箝位ZVZCS移相全桥PWM变换器的研究单相逆变器的模糊控制技术仿真研究三电平Buck变换器的设计基于定频积分控制的单相PFC技术研究基于单周期控制的单相逆变器设计异步电动机SPWM变频调速仿真研究带位置传感器的无刷直流电机开环调速系统单周期控制的有源滤波器的研究临界工作模式单级功率因数校正电路研究多级电感升压电路研究变频电流源电路研究“T”型直流脉宽调速系统矿井提升机电控系统设计自驱动同步整流全桥变换器钢筋调直定尺剪切机数字控制研究热力企业生产监控系统的研究低电压大电流电压半桥变换器设计基于三次谐波检测无刷电机控制的研究三相UPS逆变器及其并联运行研究单片机控制半导体照明及其适配电源系统研究单周期控制功率因数校正技术研究发光二极管最佳驱动方式的对比研究DC/DC变换器并联输出控制技术DC/DC升压隔离变换及控制技术零电压转换 PWM DC-DC变换电路设计基于神经网络控制的三相可逆变流器的研究基于Boost的零电流转换PWM变换器研究基于单片机的蓄电池容量测试系统单相单级高频链正弦波逆变器研究Boost PFC交错并联AC/DC变换器研究液晶电视电源系统设计移相控制全桥变换器设计直流开关电源的设计基于瞬时无功功率理论的谐波和无功电流实时检测交错并联式双管正激变换器的设计基于HPWM调制方式的逆变电源研究新型Boost ZCT-PWM变换器一种有源箝位正激变换器的设计。

PEMFC电压监控系统设计刘佼龙;杨莉;刘教瑜;梁钜亮【摘要】为了实时监控燃料电池的运行状况,保障电池堆安全、可靠地运行,设计了一种单体电池电压监控系统.系统以PIC单片机为主控制器,采用基于高压模拟开关阵列的电压采集方法,利用CAN总线的方式与上位机通信.上位机采用LabVIEW平台开发电池电压监控界面系统,界面以波形图、表格、数值显示控件等形式向用户汇报电堆的运行情况.该系统实时性高、界面友好、控制简单,能够有效地保障电堆的安全.【期刊名称】《微型机与应用》【年(卷),期】2017(036)003【总页数】4页(P85-87,92)【关键词】单片机;LabVIEW;CAN总线通信;电压监控【作者】刘佼龙;杨莉;刘教瑜;梁钜亮【作者单位】武汉理工大学自动化学院,湖北武汉430070;武汉理工大学自动化学院,湖北武汉430070;武汉理工大学自动化学院,湖北武汉430070;武汉理工大学自动化学院,湖北武汉430070【正文语种】中文【中图分类】TP277如今，环境污染和能源危机已成为制约社会进步、经济发展的关键因素，尤其近年来汽车产业飞速发展，由此导致的环境和能源问题日益突出，新能源的开发迫在眉睫。

燃料电池(PEMFC)是一种能量转换率高、无污染、可大量供电的清洁高效的分布式新能源[1]。

对燃料电池系统而言，电池电压是其运行状态最直观的体现，系统出现的异常直接表现在电压的变化上。

燃料电池一般由许多片单体燃料电池串联组成，其中任何一片异常或故障，若未能及时检测并加以处理可能造成电池堆的性能下降乃至损坏[2]。

因此对燃料电池电压的监控显得尤为重要。

为了确保燃料电池堆运行的可靠性，电池电压监控系统是必不可少的。

燃料电池堆是由上百片的单片电池串联组成，虽然每一块电池的电压大约只有0.5 V～0.9 V，但是串起来的总电压可达上百伏。

电压监控系统主要是由上位机数据显示界面与下位机电压采集及通信模块组成，包括主控制器、高压模拟开关阵列——燃料电池多路通道选通模块、信号调理模块及上、下位机通信模块等[3]。

随着计算机技术的迅速发展，虚拟仪器正逐渐成为测试领域的发展方向。

虚拟仪器的概念是由美国ＮＩ公司提出来的，是指在通用的计算机平台上，用户根据自己的需求定义和设计具有测试功能的仪器系统，即虚拟仪器是由用户利用一些基本硬件及软件编程技术组成的各种各样的仪器系统。

虚拟仪器的三大主要功能是：数据采集；数据测试和分析；结果输出显示。

数据采集是一切测试测量过程的第一步。

本数据采集系统就是一个虚拟仪器系统，它的任务主要是实现对燃料电池汽车上锂动力电池组电压电流的采集。

由于电压和电流的范围很大（电压３００多伏特，电流±１００多安培），因此需要外接信号调理电路，使信号变换到数据采集设备的输入范围之内。

电压采用电阻分压，比例为１：１００；电流采用霍耳传感器（１：２０００），输出是电流信号，而且输出信号较弱，因而接入一个４０（３）单通道最高采样速率达１．２５ＭＳ／ｓ，多通道时最高１ＭＳ／ｓ（时分复用）；（４）电压范围最大为±１０Ｖ（可编程）；（５）板上自带４０９６字内存（ＦＩＦＯ）等。

操作系统支持Ｗｉｎｄｏｗｓ２０００和ＸＰ等操作系统，软件平台推荐使用ＬａｂＶＩＥＷ、ＬａｂＷｉｎｄｏｗｓ／ＣＶＩ和Ｍｅａｓｕ－ｒｅｍｅｎｔＳｔｕｄｉｏ，也可使用ＶＢ、ＶＣ＋＋等软件。

需要提及的是ＵＳＢ６２５１不再支持传统的ＮＩ－ＤＡＱ，只支持ＮＩ－ＤＡＱｍｘ驱动程序。

２．２ＬａｂＶＩＥＷ简介ＬａｂＶＩＥＷ是目前较为成功、应用广泛的虚拟仪器软件开发环境，ＬａｂＶＩＥＷ（ＬａｂｏｒａｔｏｒｙＶｉｒｔｕａｌＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＷｏｒｋｂｅｎｃｈ，实验室虚拟仪器工作平台）是ＮＩ公司在１９８６年首次推出的，最新版本为ＬａｂＶＩＥＷ８．２。

它是一个高效的图形化程序设计环境，结合了简单易用的图形式开发环境与灵活强大的Ｇ编程语言；提供了一个直觉式的环境，与测量紧密结合，在这个平台上，各种领域的专业工程师和科学家们通过定义和连接代表各种功能模块的图标来方便迅速地建立高水平的应用程序；支持多种系统平台，在任何一个平台上开发的ＬａｂＶＩＥＷ应用程序可直接移植到其它平台上。

燃料电池内阻在线测试软件系统与健康状态监测研究的开题报告一、研究背景和意义燃料电池作为一种新型的清洁能源，具有高能量转换效率、零排放等优点，而燃料电池堆在实际运行中易受到温度、湿度、氧气浓度、燃料质量等因素的影响，导致燃料电池堆性能下降甚至失效。

因此，研究燃料电池内阻在线测试软件系统和健康状态监测技术具有重要的工程实践意义。

二、研究内容本研究主要是基于燃料电池的内阻测试原理，设计开发一个在线测试软件系统，实现燃料电池内阻的测量、分析和监控，同时，应用健康状态监测技术实现对燃料电池堆的总体健康状态进行监测。

具体研究内容包括：1. 燃料电池内阻测试原理的研究。

主要是燃料电池内阻的测量原理和其与燃料电池性能之间的关系研究。

2. 在线测试软件系统的设计与开发。

通过对燃料电池内阻测试仪器的控制和数据采集，研发相应的测试软件，实现燃料电池内阻的测量和监控。

3. 健康状态监测技术的研究与应用。

采用多参数健康状态监测技术，通过对燃料电池堆的多个参数进行监测和分析，实现燃料电池堆的健康状态监测。

三、研究方法本研究采用文献研究、实验研究、数学建模等方法，具体包括以下步骤：1. 对燃料电池内阻测试原理进行文献综述，深入了解内阻测试原理和其与燃料电池性能之间的关系。

2. 设计并制作燃料电池内阻测试仪器，通过对多种燃料电池样品进行测试和分析，建立燃料电池内阻与性能之间的模型。

3. 基于所开发的燃料电池内阻测试仪器，开发相应的在线测试软件系统，实现燃料电池内阻测量和监控。

4. 采用多参数健康状态监测技术，对燃料电池堆进行全面监测和分析，建立健康状态监测模型。

5. 对研究结果进行数据分析和模型验证，优化测试系统并进行实验验证。

四、预期成果本研究预期达到以下目标：1. 燃料电池内阻测试原理的详细掌握，建立内阻与燃料电池性能之间的模型。

2. 设计并制作燃料电池内阻测试仪器，在线测试软件系统的开发与优化。

3. 实现燃料电池内阻的测量、监控和健康状态的监测。

第一作者 :汪大任 (1979-, 男 , 硕士研究生 , 研究方向为电力电子、检测技术。

计算机及 PLC 应用基于虚拟仪器的多参数自动测试系统设计汪大任 , 任恒良 , 张逸成 , 沈玉琢 (同济大学电气工程系 , 上海 200092摘要 :提出了一个基于 PCI 总线的虚拟仪器的多参数自动测试系统的软硬件设计过程。

利用 N I 公司 N I6251采集卡和图形化编程软件 L ab V I E W, 实现了高精度的多路温度、电压、电流测量及其控制 , 并能自动完成数据采集、分析、存储和显示。

关键词 :虚拟仪器 ; 多参数自动测试系统 ; 数据采集中图分类号 :T P216 文献标识码 :A 文章编号 :1001-5531(2005 10-0026-03Desi gn ofM ulti ple Para m eters Auto matic TestSyste m Based on V irtual Instru m entWA NG Da-ren, RE N H eng-liang, Z HANG Yi -cheng, S HEN Yu-zhou (Depart m ent o fE lectrica lEng i n eeri n g , TongjiUn i v ersity , Shanghai 200092, Chi n aAbstract :A hard w are -and -soft w are desi gn of mu lti ple para m e ters autom ati c test system based on PCI bus v ir -tual i nstru m ent was prov i ded . U si ng NI6251data acquisiti on card and graphic progra mm i ng soft w are -L ab V IE W o-f fered by N I Company , th i s syste m can realize hi gh l y precise test f o r mu lt-i channel te m perature , vo ltag e , and cur -rent si gnals and contro l functions . D ata acquisiti on and analysis , sav i ng and d i sp l ay w ere auto m aticall y acco m-p lished .K ey words :virtual i n strum en t ; mu ltip l e para m e ters au to m atic test system ; data acquisit i on0 引言DC /DC变换器是燃料电池电动汽车系统中的重要部件 , 其性能的好坏直接影响到燃料电池电动汽车的整体性能。