Cycle life prediction and match detection in retired electric vehicle batteries

The lifespan models of commercial 18650-type lithium ion batteries （nominal capacity of 1150 mA-h） were presented. The lifespan was extrapolated based on this model. The results indicate that the relationship of capacity retention and cycle number can be expressed by Gaussian function. The selecting function and optimal precision were verified through actual match detection and a range of alternating current impedance testing. The cycle life model with high precision （〉99%） is beneficial to shortening the orediction time and cutting the prediction cost.

基于有源匹配技术的EMC测试天线设计与实现

针对低频段无源小型化EMC(Electromagnetic Compatibility)测试天线多为电小天线导致的天线系数高以及测试灵敏度低的问题,文中基于有源匹配技术分别对加载负阻变换电路和场效应管高阻输入电路的电小天线进行仿真分析。结果表明,场效应管高阻输入电路在降低天线系数和电路稳定性方面均优于负阻变换电路,有助于EMC测试天线的小型化设计和实现。加载场效应管高阻输入匹配电路的小型化EMC测试天线的测试结果表明,在2~30 MHz频带内,与未加载场效应管高阻输入匹配电路的EMC测试天线相比,该天线系数改善可达22~46 dB。

基于换能器等效电路参数拟合的动态阻抗匹配

针对超声电源动态匹配技术的计算方法比较复杂的问题,提出了一种基于压电换能器参数的动态T型匹配方法及系统。该方法从超声换能器的串联等效电路参数入手,利用上位机实现数据拟合从而计算出等效电路参数后,进一步得到谐振频率与T型匹配电路元件的参数,并利用下位机与继电器对匹配电路进行调节。对此系统进行仿真验证,得到的数据准确性较好,计算速度快。

基于电化学阻抗谱的锂电池模组短路故障诊断方法研究

电化学阻抗谱能够反映电池内部关键状态信息,利用电化学阻抗谱可实现对电池的监测及故障诊断,避免发生安全事故。针对电动汽车在充电时发生安全事故的概率最高且大部分是由电池短路所引起的问题,设计了一种能够在电池充放电时提取电池模组与电池单体阻抗信息的充电桩装置,对锂电池模组短路故障诊断方法进行了研究。首先,详述了所设计充电桩的拓扑与控制方法以及电池模组阻抗测量的原理;然后,通过仿真验证了充电桩可以在对电池模组进行充放电的同时提取其阻抗信息,并分析对比了两种扰动信号的优劣、不同程度短路故障下电池单体与电池模组的阻抗变化以及不同支路的电池发生短路时对模组阻抗的影响;最后,得到了短路故障下电池单体与电池模组的阻抗谱都会缩小并向左移动,并且短路电池越集中在同一支路,模组的阻抗变化越明显的结论。

基于非福斯特电路的缝隙电小天线研究

无源电小天线遵循Bode-Fano约束准则,体积、带宽与效率互相构成约束关系,难以在小型化的同时实现宽频带。而通过非福斯特电路等效的负阻抗元件可以有效抵消电小天线的大电抗,从而突破上述准则的限制,提高天线的辐射性能。文中选用蝶形缝隙天线作为非福斯特电路匹配的对象,将电路焊接在天线的背面进行一体化设计,使有源天线的集成度更高。并通过仿真分析有源蝶形天线一体化后的馈电网络,比较了不同馈电位置与馈电方式对天线性能的影响。最终优化后的有源缝隙天线在250 MHz~850 MHz的工作频段内S 11参数均小于-10 dB,在谐振频率达到-24 dB时,相对带宽对比匹配前提升了109%,增益提升了5.8 dB。对该有源天线进行了加工测试,实测结果与仿真结果基本一致。

电阻抗成像系统中采样信号电路的设计与实验验证

深入探讨了电阻抗成像(EIT)中的一个关键技术——采样信号电子电路的实现。详细阐述了电路的基本原理和技术要求,采用先进的电路设计理念和技术,基于高性能的FPGA双驱动系统设计一套肺通气可视化电阻抗成像设备的硬件电路,主要包括采样控制单元、压控恒流源模块、分时复用模块、差分放大电路和安全耐压隔离模块单元。讨论了采用控制单元和分时复用模块实现信号采集的方法。通过实验测试,验证了所设计的EIT硬件电路在信号采集过程中具有高精度和高稳定性的优点,能够满足临床肺通气成像的需求。

氯化钾溶液电化学阻抗测量过程中的等效电路模型研究

等效电路模型是溶液电化学阻抗测量过程中研究其复杂物理化学过程的重要手段,在溶液电导率测量仪等设备的工程技术研发中具有重要的应用。本文选取氯化钾溶液为研究对象,使用电化学工作站和铂黑平行双电极测量0.01 mol/L至1 mol/L氯化钾溶液的阻抗谱,采用Lima和Randles两种等效电路模型对测量结果进行拟合并对比两个模型的精度。基于测量过程中不同频段下溶液的导电物理化学机制不同的事实,对测量结果进行分频段模拟以进一步提高模拟精度,并在Lima和Randles等效电路模型的基础上简化出高频等效电路模型。采用高频等效电路模型对在高频下不同浓度溶液的电导率测量结果进行模拟,对比并分析了浓度不同所引起的溶液内物理化学过程的差异。

输电线路杆塔模型与防雷性能计算研究

输电线路防雷性能的评估主要是耐雷水平和雷击跳闸率的计算。近年来随着同杆并架技术的应用越来越多,双回线路的同时跳闸率也成为考核线路防雷性能的一项重要指标,但目前国内对同杆并架线路的防雷性能计算方法争论较多、分歧较大。文章在传输线杆塔模型、计算基本原理、计算过程、计算准确度以及适应性几方面,对目前国内比较常用的两种输电线路防雷性能的计算方法(即波阻抗模型计算方法和电感模型计算方法)进行了比较。发现电感模型计算方法在实际工程应用中可操作性强,且适应范围广。采用电感模型计算出的耐雷水平偏低、跳闸率偏高不是由计算方法本身所引起的,而是由计算过程中引入的导线感应电压过高造成的。此外,文中还指出,这两种方法的共同缺点是未明确给出同时跳闸率的计算。

小猪血液的多频电阻抗特性及其等效电路模型的研究

目的研究血液的电阻抗频率特性,构建血液的复电阻抗等效电路模型,为研究腹部慢性出血的无创监测提供一些基础数据。方法采用英国Solartron公司1260型频响分析仪,四电极测量法,进行了0Hz～20MHz频率内各个阶段的血液组织复电阻抗频率特性离体测量。结果估算出了特征频率fc的范围,根据实验数据重建了血液的复电阻抗电路模型并得到了串连电路模型的R_0,R_∞,P_(CPE),T_(CPE)特征参数值。β弛豫在测量频率1MHz左右开始明显,大于6MHz以后杂散电容效应开始显著。小猪的血液组织的电阻抗特性符合COLE模型的规律,特点是尼值比较大(＞1MHz)。初步分析了血液特征频率fc值比较高的原因。结论和其他腹部组织相比,小猪血液组织的多频特性特点明显：电阻率值明显小；容性效应在频率相对较高时才出现。对组织的高频测量要减小杂散电容对实验结果的影响。

环氧树脂涂覆LY12铝合金在NaCl溶液中的阻抗模型

分别研究了裸LY12铝合金及涂覆环氧树脂涂层后合金在3.5%NaCl溶液中的电化学阻抗谱(EIS).结果表明,LY12铝合金在点蚀电位以下阻抗谱上出现两个容抗弧,高频段对应Cl-参与的成膜阻抗,低频段对应铝阳极溶解的电化学反应阻抗.合金发生点蚀后出现低频感抗弧.合金/电极在NaCl溶液中先发生涂层吸水,当水及O2抵达基体后建立起电化学反应界面,合金遭受腐蚀;受涂层阻挡的影响,腐蚀产物的扩散逐渐成为控制步骤;当扩散速度较慢的Cl-抵达涂层/金属界面后,与界面处聚集的腐蚀产物间发生化学反应,完成成膜过程,阻抗谱上出现盐膜的阻抗,而扩散阻抗消失.提出了不同浸泡失效阶段涂层电极体系的阻抗模型.

基于纵向阻抗的双端量故障测距新算法

针对高压输电线路解耦后的Π型等值电路,以纵向阻抗为基础,提出了一种利用双端量进行故障测距的新算法。该算法能够在线计算出系统阻抗和线路参数,并根据在忽略线路分布电容影响的集中参数线路模型中故障距离的计算值对计算后的线路参数进行修正,克服了传统故障测距算法线路参数和系统阻抗在运行过程中的不确定性问题,也提高了测距精度。该算法原理简单,适用于长线路,也不受故障类型、故障电阻和故障距离的影响。仿真验证结果表明,该算法的平均测距误差小于0.3%,能够满足工程上的要求。

基于LCCL的电动汽车无线充电系统最大效率与传输功率解耦设计研究

针对电动汽车无线充电系统中以工作效率和输出功率为目标的电路参数设计相互影响问题,本文针对两线圈结构系统,提出在原、副边均采用LCCL阻抗匹配电路实现功率与效率解耦设计的方法。首先,本文对无线能量传输系统最大效率工作点进行理论分析,得到负载端LCCL阻抗匹配的理论设计方法;其次,对原、副边LCCL阻抗匹配电路设计方法进行了详细的理论分析,通过对副边LCCL阻抗匹配电路参数进行,设计实现系统最大效率工作,并通过原边LCCL阻抗匹配电路参数设计,满足系统输出功率要求;最后,成功搭建电动汽车无线充电系统,对文中所提出设计方法进行实验验证。

功率超声换能器夹持电容的在线检测的研究

为了解决大功率超声应用的换能器电端匹配问题，分析了超声波换能器在谐振频率三次谐波下的阻抗特性，给出了超声换能器三次谐波下的阻抗电路模型．并根据阻抗电路模型建立了对超声换能器的夹持电容实现在线检测简单、可靠性高的方法，实验证明该方法有效的．该方法可以在换能器工作过程中随时检测夹持电容的变化，根据检测结果对匹配电感进行动态调整，实现真正意义上的换能器电端的动态匹配，从而大大改善匹配质量，提高系统的工作性能．

基于测量阻抗变化的并联电抗器小匝间短路保护

通过分析并联电抗器发生匝间短路后的等效电路,提出了基于测量阻抗变化的电抗器小匝间短路保护方法。此方法根据匝间短路后电抗器测量阻抗降低,辅以电压变化开放判据区分区外故障,能够正确、快速检测正常运行小匝间短路故障以及带匝间故障投入运行的电抗器,并在投入电抗器、区外故障、系统振荡时可靠性高。分析表明,此方法定值整定简单、含义明确,抗电流互感器断线和饱和能力强。动模试验验证了保护方法的正确性与可行性。

电小天线传输线补偿电路的优化设计

本文研究一种电小天线的新型补偿电路 ,即用短路传输线与天线相并联的方式实现对电小天线的宽带匹配 .给出了在满足电压驻波比的前提下 ,以提高天线效率为准则的优化设计方案 .在将天线、补偿电路以及馈电线作为一个整体 ,从而计算出阻抗、驻波比、效率、增益等参数的基础上 ,对电路的补偿能力进行了详细的讨论 .整个分析过程不涉及具体天线的结构 ,因而是研究电小天线补偿电路的一般方法 .

模拟失重对大鼠血液电阻抗谱影响的实验研究

利用RC等效电路模型解析模拟失重引起大鼠血液变化的电生理机制。采用大鼠尾部悬吊方法建立模拟失重动物模型,使用Aligent 4294A阻抗分析仪测量对照组与模拟失重大鼠血液电阻抗谱,通过血液等效电路模型的数值计算和曲线拟合,比较、分析对照组与模拟失重组血液电学参数(电阻和电容)。结果表明,模拟失重60 d后,与对照组比较,失重大鼠血液的红细胞比容(Hct)降低,细胞膜电阻率减少,细胞外和细胞内电阻率分别减少16.44%和1.54%,细胞膜和细胞内电容分别减少4.66%和0.83%,细胞外电容不变。模拟失重使大鼠血液的红细胞比容(Hct)明显降低,红细胞膜电阻率显著降低,导致细胞外液和全血电阻抗降低,导电性增加,电阻抗谱向低阻方向移动。

嵌入匹配网络的电小天线的优化设计

本文提出一种把电感级联网络嵌人多偶极子电小天线中,用来展宽偶极子电小天线的阻抗特性的天线模型和网络参数综合的方法,由于在电小天线阻抗计算中,存在着较大的误差,影响匹配网络参数设计准确度,本文依据多端口阻抗测试的结果,采用随机优化方法,综合出电感级联网络的参数,最终参数综合计算的结果与实验的结果相当吻合,验证了这种方法的有效性。

带多重逆变器的STATCOM变压器系统等效短路阻抗

给出了带多重逆变器的静止无功发生器的变压器系统等效短路阻抗的定义 ,阐述了该阻抗对静止无功发生器性能的影响 ,提出了采用分裂变压器的优点。仿真试验表明了等效短路阻抗对静止无功发生器中逆变器流过的电流谐波的影响 ,为在设计中正确选择等效短路阻抗提供了依据。

电场耦合式无线供电技术研究

通过对电场耦合式无线供电技术原理和电路模型的研究,对其传输功率和传输效率的影响因素进行分析,提出了变频法、阻抗变换法、串联回路谐振法和综合法等提高其传输功率和效率的方法。对各种改进方法通过Multisim进行电路仿真验证。

基于机端测量阻抗特征和Elman动态神经网络的发电机转子绕组短路在线识别

转子绕组短路会在一定程度上引起主极磁势缺失。提出将发电机失磁故障初始阶段中的等有功阻抗圆概念与转子绕组短路联系,针对失磁故障初始阶段机端测量阻抗的变化建立故障特征样本,应用Elman动态神经网络对在线故障信号进行识别诊断。在MATLAB6.5软件下对一台大型两极同步发电机转子进行绕组短路的仿真得到故障数据,将机端阻抗幅值和等效机端阻抗相角的无功功率作为故障特征输入Elman网络进行识别,仿真结果表明该技术可以在线识别出发电机转子短接匝数的百分比,判断短路的严重程度。