[實用新型]一種可擴展的燃料電池單片電壓巡檢系統

有效

• 申請號: 201020122509.0
• 申請日: 2010-03-04
• 公開（公告）號: CN201611388U
• 公開（公告）日: 2010-10-20
• 發明（設計）人: 馬天才;殷程程;徐先朝
• 申請（專利權）人: 昆山弗爾賽能源有限公司
• 主分類號: G01R31/36
• 分類號: G01R31/36
• 代理公司: 上海百一領御專利代理事務所(普通合伙) 31243
• 代理人: 馬育麟

技術領域

本實用新型涉及一種檢測系統，更具體地說，是一種可擴展的檢測燃料電池單片電壓的巡檢系統。

背景技術

單片電壓巡檢(CVM)系統是燃料電池測試系統中的重要組成部分，其安全性、可靠性、有效性是燃料電池測試人員對系統進行有效監測和系統評估的重要保證。

目前，公知的燃料電池單片電壓巡檢系統都是針對特定的電堆模塊，根據所需檢測的單體電壓數來設計相應的電壓巡檢系統，采用單一的監測裝置或由多套裝置共同監測。

ZL200710099293.3中提出了一種面向燃料電池的單片電壓巡檢系統，其系統對全部540片燃料電池采用單一的監測裝置。另一種比較普遍的監測方式是由多套監測裝置共同檢測。

單一的監測裝置具有一定的局限性，當所需檢測的單體電壓數需要增加或減少時，其檢測通道則不足或過剩，擴展性不足；多套監測裝置系統，其靈活性較好，可根據實際測試需求選用數量合適的監測單元，但各監測單元之間的匹配，以及將同一監測裝置用在不同測試系統時的通用性仍顯不足。

實用新型內容

為解決上述現有技術存在的上述問題，本實用新型提出一種可擴展的燃料電池單片電壓巡檢系統，本系統不需改變硬件結構及下位機軟件便可實現多套裝置共同工作，易于擴展，具有良好的通用性。

本實用新型可通過以下技術方案予以解決：

一種可擴展的燃料電池單片電壓巡檢系統，燃料電池電堆中的每兩片燃料電池的電壓信號分別通過分壓電阻分壓后輸出到相應的運算放大器，再經該運算放大器輸出到單片機的A/D端口。

作為本實用新型的優選實施例：

本實用新型所述單片機連接有基準電壓；所述單片機的I/O端口連接有一四位撥位開關；所述單片機采用MC9S08DZ60。

由于采用以上技術方案，本實用新型對燃料電池單體電壓的檢測精度高，可達0.01V；可根據實際需要，將燃料電池單體巡檢系統的撥位碼設置為不同的值，使得多個監測單元能協同工作，利于擴展。

附圖說明

圖1為本實用新型系統原理圖

圖2為本實用新型中撥位開關的應用示意圖

具體實施方式

下面結合具體實施方式，進一步闡述本實用新型：

如圖1所示，一種可擴展的燃料電池單片電壓巡檢系統，燃料電池電堆中的每兩片燃料電池的電壓信號分別通過分壓電阻分壓后輸出到相應的運算放大器，再經該運算放大器輸出到單片機的A/D端口。單片機外部接有4.096V的基準電壓，保證了A/D轉換的高精度。單片機采用MC9S08DZ60，其成本較低，支持CAN網絡，由于MC9S08DZ60的ADC模塊具有24路模擬輸入接口，故一塊單片機可測量24路電壓信號，非常適合于燃料電池單體電壓巡檢系統的開發。

單片機的I/O端口連接有一四位撥位開關，且單片機軟件自動根據撥位開關的地址修改發送和接收數據的ID，由此帶來的便利主要是：多個模塊可以采用同樣的程序，使用時只要根據順序設定地址即可。如圖2所示，撥位開關一端并聯接地，另一端接至單片機的四個I/O端，首先將I/O設置為讀，再將撥碼位對應端口的上拉電阻使能，并讀取外部的開關量。將讀取的外部參數作為數據幀初始ID的增量。通過對四位撥位開關的通斷控制來唯一地標記該CVM單元，四位撥位開關總共有16種撥位碼，故最多可以實現16個CVM一起工作，按每兩片燃料電池單體作為一個電壓檢測信號，該系統可擴展至檢測24*2*16＝768片燃料電池單體，能夠滿足目前絕大部分的電堆測試要求。撥位開關的位數還可以繼續增加，其擴展規模也按能比例增加。

具體測試案例1：在備用電源燃料電池系統測試平臺中，需要測試的電堆單體總數為90片，采用兩個單體電壓作為一個測試信號，實際需測試電壓信號數為45個，采用2個CVM單元，分別將其撥位碼設置為0001，0010，上位機、FCU單元向CAN通信網絡定時發送觸發幀，3個CVM單元收到觸發信號后依次向CAN通信網絡反饋采集的單體電壓信息，上位機、FCU單元通過提取不同的ID號來接收相應的數據幀，并實時顯示電壓信號。

具體測試案例2：在10kW轎車用電堆測試平臺中，需要測試的電堆單體總數為144片，采用兩個單體電壓作為一個測試信號，實際共需測試電壓信號為72個，采用3個CVM單元，分別將其撥位碼設置為0001，0010，0011，上位機便可以通過周期的發送觸發幀來獲取實時的電壓反饋信號。

兩個實施案例中，采用的CVM單元完全相同，只需根據所測試的電堆單體數選擇數量合適的CVM單元，并將其撥位碼設置為不同的值，上位機和FCU單元便可獲取相應的電壓信號，對電堆運行狀況進行實時監測。

但是，上述的具體實施方式只是示例性的，是為了更好的使本領域技術人員能夠理解本專利，不能理解為是對本專利包括范圍的限制；只要是根據本專利所揭示精神的所作的任何等同變更或修飾，均落入本專利包括的范圍。