电动汽车的动力电池有如下三类：燃料电池、蓄电池和超级电容。燃料电池、蓄电池和超级电容在能量密度和功率密度上有互补性[1]。单一使用蓄电池、绕料电池或者超级电容，难以用作电动汽车的动力源。混合电池是一比较理想的解决方法CONTROL ENGINEERING China版权所有，采用混合电池驱动系统，特别利用超级电容快速充放电能实现汽车制动能量回收www.cechina.cn，以及燃料电池超大能量密度支持汽车持久行驶，使得燃料电池/超级电容组成的混合驱动系统成为电动车驱动的最佳方案[2]。

　　对于车载用电源，为达到较高功率和能量，超级电容往往采用多块单体串联的形式，伴随着电容串级的提升，电池整体电压也随之提高，对于车载电池，超级电容工作电压常达到几百伏，而这样高峰值的电压引起的波动会带来强烈的电磁干扰，为电容组件的检测带来很大的困难，同时由于串联超级电容往往采用大电流充放电（通常在50A-150A之间），电压、电流变化十分迅速，如中型客车用超级电容以150A电流放电时，端电压会在1  
分钟之内由300V减到70V，而200V恒压冲电时电流也会在几分钟内由50A增大到150A左右，这样迅速的充放电速度和幅度带来的噪音影响也是十分巨大。

　　针

对超级电容特殊的工作状况，本论文给出一种超级电容电池检测系统，通过对超级电容组件进行充放电循环试验采集其电压、电流参数、并与标准参数对比，从而验证出本检测系统能在强电压电流变化情况下快速实现较高的检测精度。

　　1检测系统原理及各模块实现

　　1.1检测对象

　　测试用超级电容采用上海奥威科技开发有限公司提供的两组串联不对称电极双电层超级电容组件。

　　1.2系统原理介绍

　　超级电容管理系统可以实现对超级电容工作电流和电压的实时采集，超级电容管理系统整体结构框图如图1所示，系统共由3个主要模块组成：现场电压、电流、采集与调理模块（即采集模块），信号隔离与MCU信号处理模块（即中央处理模块），电源管理模块，采集模块内、霍尔电压、霍尔电流传感器分别为超级电容电压和电流进行现场采集，采集信号经过仪用放大、然后转化为4mA-20mA电流信号并发送到中央处理模块，中央处理模块内，采集模块发送的4mA-20mA电流信号，经过电流电压变换后，再进行隔离放大、AD转换并送到MCU，MCU将数据处理后通过CAN接口传送到上位机，当检测到数据异常时MCU输出故障信号，以便工作人员能及时采取措施，电源管理模块为各功能模块提供稳定隔离的电压控制工程网版权所有，增加RS232通信串口，以便MCU程序烧录。

　　

        1.3各主要模块的实现

　　本测试系统分别采用四块电路板，以实现三大功能模块——采集模块、中央处理模块和电源管理模块。即电压采集与初调理板、中央处理板以及电源板CONTROL ENGINEERING China版权所有，下边着重介绍电压、电流采集模块和中央处理模块的实现。

　　1.3.1采集模块的实现

　　采集模块包括总线电流的采集、总线电压的采集两个部分，图2即为电流采集原理图，采用霍尔电流传感器隔离被测系统，比传统的基于电阻采样的电流分压电路精度高，安全性能好，抗干扰能力强，本文选用Honywell公司的基于磁补偿原理的霍尔闭环电流传感器CSNK591控制工程网版权所有，测量范围±1200A，线性精度达到0.1%，总体精度达到0.5%，响应速度小于1μs，完全满足了系统的要求。采集信号经精密电阻转变为电压信号，再由仪用放大器放大为±5V双极性电压信号，系统选用AD620BR仪用放大芯片，该芯片在增益较低时具有较大的共模抑制比（G=10时，共模抑制比最小为100dB），能较强地抑制由于温度、电磁噪声等因素引起的共模干扰，放大信号通过OP27GS芯片抬升至0-10V单极性信号，经过射极跟随器送至变送器XTR110KU，转为4mA-20mA的电流信号送到中央处理模块，之所以将采集信号转变为4mA-20mA电流信号，是考虑到与工业接口标准的统一，并采用电流传感抗干扰能力强。

　　总线电压的采集同样选用基于磁补偿原理的闭环霍尔电压传感器VSM025A，实现原理与电流采集相同。

　　

　　1.3.2中央处理模块实现

　　中央处理模块是测试系统的核心部分，包括MCU和AD单元、模拟信号二次调理单元、故障输出单元和CAN接口单元等，如图3所示。

　 采集模块输入的4mA-20mA电流信号首先经过模拟信号二次调理单元，进行信号的变送、隔离、滤波和放大。模拟信号的隔离方式很多，常用的方法为隔离放大

器、线性光耦以及电压频率转化，其中隔离放大器和线性光耦隔离电压高、抗干扰能力强、线性度高，但线性光耦隔离线路复杂，需要调整的参数较多，并且当输出电压比较小时，线性度较差，故本文选用BB公司高精度ISO124