[發(fā)明專利]一種帶水淹診斷的燃料電池電壓巡檢系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811413076.1
• 申請日: 2018-11-23
• 公開（公告）號: CN109301290B
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳啟宏;方軍;張立炎;全書海;謝長君
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號: H01M8/04537
• 分類號: H01M8/04537
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 王丹

1.一種帶水淹診斷的燃料電池電壓巡檢系統(tǒng)，其特征在于，包括至少一個(gè)單電池選通單元、檢測單元、控制單元以及故障診斷單元；

所述控制單元用于向單電池選通單元提供控制信號，將單片電池選通到測量母線上；

所述單電池選通單元用于根據(jù)控制單元的控制信號，把待測單片電池依次加載到測量母線上；

所述檢測單元用于采集測量母線上的單片電池電壓信號，并送入故障診斷單元；

所述故障診斷單元用于根據(jù)電壓信號進(jìn)行水淹診斷；診斷步驟具體如下：

1)對接收的單片電池電壓信號進(jìn)行小波變換，將原始電壓信號分解成低頻分量和高頻分量的信號；

2)對低頻分量信號進(jìn)行小波分解，獲得低頻信號的低頻部分和高頻部分；

3)以此類推，將信號逐層分解，將重構(gòu)的原始電壓信號進(jìn)行三尺度分解并獲得高頻細(xì)節(jié)系數(shù)向量d₃，當(dāng)檢測d₃信號小波系數(shù)的模極大值點(diǎn)出現(xiàn)時(shí)，診斷出某一時(shí)刻燃料電池的某一區(qū)域發(fā)生水淹現(xiàn)象。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶水淹診斷的燃料電池電壓巡檢系統(tǒng)，其特征在于，所述故障診斷單元中，將各單片電壓信號進(jìn)行小波變換采用以下公式：

其中，u(t)為單片電壓信號，ψ(t)為小波函數(shù)，a為尺度因子，用于表示電壓信號在頻域的伸縮，b為平移因子，用于表示電壓信號在時(shí)域的平移。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶水淹診斷的燃料電池電壓巡檢系統(tǒng)，其特征在于，所述對低頻分量信號進(jìn)行小波分解，獲得低頻信號的低頻部分和高頻部分，具體如下：

將連續(xù)的小波變換進(jìn)行離散化，對尺度因子a和平移因子b進(jìn)行二進(jìn)制離散化，即其中，a₀＝2、b₀＝1，對應(yīng)的離散化小波函數(shù)為：

以小波函數(shù)作為基函數(shù)，對低頻分量信號進(jìn)行二進(jìn)制離散化小波變換，所得結(jié)果為小波系數(shù)：

通過小波系數(shù)和小波函數(shù)，完成原始信號的完全重構(gòu)：

重構(gòu)的原始電壓信號通過多尺度分解在不同尺度上將原始信號按頻率分解成低頻分量a_j和高頻分量(d₁～d_j)，尺度j下的a_j和d_j通過a_j-1分別通過低通濾波和高通濾波卷積得到；其中，低頻分量反映了信號的基本輪廓信息，高頻分量反映了信號的細(xì)節(jié)信息。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶水淹診斷的燃料電池電壓巡檢系統(tǒng)，其特征在于，所述檢測單元包括信號調(diào)理單元，所述信號調(diào)理單元將測量母線得到的電壓信號采用差分式放大電路進(jìn)行處理，通過濾波電路后送入故障診斷單元。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶水淹診斷的燃料電池電壓巡檢系統(tǒng)，其特征在于，所述檢測單元還包括光耦隔離單元，所述光耦隔離單元用于將電壓信號轉(zhuǎn)換成控制器能接收的TTL電平信號，同時(shí)防止外部電壓的干擾。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶水淹診斷的燃料電池電壓巡檢系統(tǒng)，其特征在于，所述單電池選通單元用于根據(jù)控制單元的控制信號，使用AQW214雙路光控繼電器把待測單片電池依次加載到測量母線上。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶水淹診斷的燃料電池電壓巡檢系統(tǒng)，其特征在于，所述控制單元向單電池選通單元提供控制信號是通過移位寄存器提供移位加載控制信號。