基于光纖布拉格(FBG)光柵的鉛酸電池剩余電量的測(cè)量.pdf

1、近年來，人們對(duì)城市空氣質(zhì)量以及地球石油資源危機(jī)等問題的日趨重視。為了保護(hù)環(huán)境，節(jié)約能源，在世界范圍內(nèi)以蓄電池作為電力能源在交通運(yùn)輸、通信等部門的設(shè)備中，已得到了廣泛運(yùn)用。由于蓄電池的充放電是一個(gè)比較復(fù)雜的電化學(xué)過程，雖然廠商多在其使用標(biāo)識(shí)上號(hào)稱有10年的浮充壽命，在實(shí)際應(yīng)用中，由于充電方式的簡(jiǎn)單，這些蓄電池的實(shí)際浮充壽命還不到其宣稱的一半。同時(shí)，在實(shí)際應(yīng)用中，這些電池往往是多個(gè)串聯(lián)的。電動(dòng)汽車電池的剩余電量估計(jì)系統(tǒng)的研制也逐步的深入并進(jìn)

2、入實(shí)用化階段。電池剩余電量估計(jì)系統(tǒng)的研究及使用，是有效地延長(zhǎng)電池使用壽命的一個(gè)重要手段。電池剩余電量估計(jì)系統(tǒng)不僅能夠防止電池過放電或過充，而且對(duì)于電動(dòng)汽車行使過程中起到了汽車汽油表的重要作用。
　　 本文以鉛酸電池為研究對(duì)象，從分析鉛酸電池的電化學(xué)特性入手，指出了影響蓄電池剩余容量的各種因素和預(yù)測(cè)剩余容量的難點(diǎn)。本文介紹了國(guó)內(nèi)外在蓄電池電量監(jiān)測(cè)方面的研究、進(jìn)展及采用的方法，并分析了這些方法的優(yōu)缺點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上提出了一種基于腐蝕光

3、纖布拉格（FBG）光柵制作的相移光柵傳感器來預(yù)測(cè)其電量。依據(jù)電解液濃度與剩余容量間一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系來實(shí)現(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)，利用濃度改變所引發(fā)的折射率變化而導(dǎo)致的光柵波長(zhǎng)發(fā)生偏移的原理設(shè)計(jì)傳感器。并最終實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)的目標(biāo)。
　　 結(jié)合課題的實(shí)際需要，做出了具體如下工作：
　　 (1)分析研究鉛酸蓄電池的基本工作原理、鉛酸電池的基本電特性，充放電特性，蓄電池容量及其影響的因素；
　　 (2)對(duì)FBG 相關(guān)原理及其濃度折射率傳感

4、原理和光纖倏逝波原理進(jìn)行深入研究，了解光纖腐蝕工藝，制作腐蝕裝置，進(jìn)行光柵腐蝕試驗(yàn)為相關(guān)測(cè)量做準(zhǔn)備；
　　 (3)通過試驗(yàn)研究，制作傳感器，并通過其自身特點(diǎn)消除溫度對(duì)被測(cè)信號(hào)的影響；
　　 (4)對(duì)鉛酸蓄電池進(jìn)行大量的充放電試驗(yàn)，分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，為后續(xù)工作做準(zhǔn)備；
　　 通過對(duì)傳感器的理論、工作原理以及構(gòu)成的分析，設(shè)計(jì)出鉛酸蓄電池剩余容量在線檢測(cè)光纖傳感器系統(tǒng)。
　　 最后該系統(tǒng)能較好地實(shí)現(xiàn)鉛酸蓄電池容量的