本发明专利技术提供一种燃料电池电化学阻抗谱检测装置及检测方法，其中检测装置包括多个并联的Boost电路、电流检测模块、及用于检测电堆两端的电压大小的电压检测模块，全部所述Boost电路均与电堆相连接，每个所述Boost电路能产生一个激励源，所述电流检测模块的数量与Boost电路的数量相同，全部所述电流检测模块分别用于检测全部Boost电路与电堆相连接段的电流大小。本燃料电池电化学阻抗谱检测装置及检测方法，对燃料电池电化学阻抗谱检测的精度更高、检测效率更高。检测效率更高。检测效率更高。
【技术实现步骤摘要】
燃料电池电化学阻抗谱检测装置及检测方法
[0001]本专利技术涉及燃料电池
，特别是涉及一种燃料电池电化学阻抗谱检测装置及检测方法。
技术介绍
[0002]氢燃料电池作为绿色环保的新技术，是当今新能源领域的研究热点。现在作为新能源汽车重要技术方向，质子交换膜燃料电池。
[0003]由于内阻综合反映氢燃料电池内部湿度，温度，健康状态。对燃料电池内阻进行实时监测是保障氢燃料电池安全，高效运行具有重要意义，但是氢燃料电池属于非线性和时变系统，一般难以精确测量出电池的阻抗参数。并且电池的内阻抗属于毫欧数量级，加大了电池的测量精度难度。目前国内外主流的内阻检测方法是交流阻抗谱方法，是采用小幅值交流电压和电流对燃料电池扰动，进行燃料电池内阻测试，获得交流阻抗数据。对于交流阻抗方法，扰动采用正弦波，优点是容易产生和分析；缺点是大部分是采用外加激励源实现扰动，并且在测试过程中需要从低频到高频进行扫频，测试各个频率端的内阻抗得到阻抗谱，执行时间较长、效率较低不能实时反应阻抗状态。目前也有比较创行的方案是采用发三角形波扰动，并且发10HZ,100HZ,1000HZ频率，通过检测电压电流进行FFT分析得出不同频率的内阻抗从而获得阻抗谱；但是这种方案在高频段由于幅值衰减厉害，导致高频端误差比较大的问题；并且也需要发出几段不同频率的三角形波，还是存在发波时间较长的问题。即采用发三角形波扰动的方法，存在检测精度较低，效率也较低的问题。
技术实现思路
[0004]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种检测效率更高的燃料电池电化学阻抗谱检测装置。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供一种燃料电池电化学阻抗谱检测装置，包括多个并联的Boost电路、电流检测模块、及用于检测电堆两端的电压大小的电压检测模块，全部所述Boost电路均与电堆相连接，每个所述Boost电路能产生一个激励源，所述电流检测模块的数量与Boost电路的数量相同，全部所述电流检测模块分别用于检测全部Boost电路与电堆相连接段的电流大小。
[0006]进一步地，所述燃料电池电化学阻抗谱检测装置，还包括DFFT模块，全部所述电流检测模块和电压检测模块均与DFFT模块相连接。
[0007]进一步地，所述燃料电池电化学阻抗谱检测装置，还包括存储器，所述电流检测模块和电压检测模块均与存储器相连接，所述DFFT模块与存储器相连接。
[0008]进一步地，所述燃料电池电化学阻抗谱检测装置，还包括电流A/D转换模块，所述电流检测模块通过电流A/D转换模块与存储器相连接。
[0009]进一步地，所述燃料电池电化学阻抗谱检测装置，还包括电压A/D转换模块，所述电压检测模块通过电压A/D转换模块与存储器相连接。
[0010]进一步地，所述燃料电池电化学阻抗谱检测装置，还包括运算控制单元及与运算控制单元相连接的脉冲宽度调制单元，全部所述电流检测模块均与运算控制单元相连接，所述脉冲宽度调制单元与全部所述Boost电路相连接。
[0011]进一步地，全部所述电流检测模块均与电流A/D转换模块相连接，所述电流A/D转换模块与运算控制单元相连接。
[0012]如上所述，本专利技术涉及的燃料电池电化学阻抗谱检测装置，具有以下有益效果：
[0013]本燃料电池电化学阻抗谱检测装置的工作原理为：全部Boost电路同时向电堆发不同频率段的波，全部电流检测模块分别检测全部Boost电路与电堆相连接段的电流值，以得到不同频率段的电流值；电压检测模块通过对电堆两端的电压进行检测获得全部Boost电路发出波叠加形成的电压值，以得到不同频率段的电压值，根据不同频率段的电流值及不同频率段的电压值计算出不同频率段的阻抗值，根据获得不同频率段的阻抗值既能绘制生成阻抗谱。本检测装置，利用Boost电路产生激励源，且利用多个Boost电路产生不同频率段的波，此种方式发波时间较短，能大大提高对电堆阻抗检测的效率，可以实现真正意义上对电堆阻抗的实时检测，并且能更加准确的得出燃料电池的阻抗谱，方便实时准确地检测燃料电池的健康状态，进而大大提高燃料电池使用的安全系数，特别在氢燃料电池新能源汽车上能够大大提高安全系数。
[0014]本专利技术要解决的另一个技术问题在于提供一种检测效率更高、精度更高的检测方法。
[0015]为实现上述目的，本专利技术提供一种采用所述燃料电池电化学阻抗谱检测装置的检测方法，包括如下步骤：
[0016]全部Boost电路同时向电堆发不同频率段的方波，全部电流检测模块分别检测全部Boost电路与电堆相连接段的电流值，再对获得的电流值进行DFFT分析计算得到不同频率段的电流值；电压检测模块通过对电堆两端的电压进行检测获得全部Boost电路发出方波叠加形成的电压值，再对获得的电压值进行DFFT分析计算得到不同频率段的电压值，根据不同频率段的电流值及不同频率段的电压值计算出不同频率段的阻抗值。
[0017]进一步地，至少一路Boost电路发10HZ方波，至少一路Boost电路发50HZ方波，至少一路Boost电路发100HZ方波，至少一路Boost电路发500HZ方波，至少一路Boost电路发1000HZ方波，至少一路Boost电路发5000HZ方波。
[0018]进一步地，将电流检测模块获得的电流值中的直流量进行滤除后，再将电流值进行DFFT分析计算；将电压检测模块获得的电压值中的直流量进行滤除后，再将电压值进行DFFT分析计算。
[0019]如上所述，本专利技术涉及的检测方法，具有以下有益效果：
[0020]本检测方法，利用Boost电路作为激励源，节约了发波时间，进而大大提高了检测效率；同时，采用方波进行检测，避免了采用三角形波的高频幅值衰减严重导致采样精度差，进而保证本检测方法的精度更高。
附图说明
[0021]图1为本专利技术实施例中燃料电池电化学阻抗谱检测装置的结构示意图。
[0022]元件标号说明
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Boost电路
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电流检测模块
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电压检测模块
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电堆
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DFFT模块
[0028]6ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
存储器
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电流A/D转换模块
[0030]8ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
电压A/D转换模块
[0031]9ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
运算控制单元
[0032]10
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种燃料电池电化学阻抗谱检测装置，其特征在于，包括多个并联的Boost电路(1)、电流检测模块(2)、及用于检测电堆(4)两端的电压大小的电压检测模块(3)，全部所述Boost电路(1)均与电堆(4)相连接，每个所述Boost电路(1)能产生一个激励源，所述电流检测模块(2)的数量与Boost电路(1)的数量相同，全部所述电流检测模块(2)分别用于检测全部Boost电路(1)与电堆(4)相连接段的电流大小。2.根据权利要求1所述燃料电池电化学阻抗谱检测装置，其特征在于，还包括DFFT模块(5)，全部所述电流检测模块(2)和电压检测模块(3)均与DFFT模块(5)相连接。3.根据权利要求2所述燃料电池电化学阻抗谱检测装置，其特征在于，还包括存储器(6)，所述电流检测模块(2)和电压检测模块(3)均与存储器(6)相连接，所述DFFT模块(5)与存储器(6)相连接。4.根据权利要求3所述燃料电池电化学阻抗谱检测装置，其特征在于，还包括电流A/D转换模块(7)，所述电流检测模块(2)通过电流A/D转换模块(7)与存储器(6)相连接。5.根据权利要求3所述燃料电池电化学阻抗谱检测装置，其特征在于，还包括电压A/D转换模块(8)，所述电压检测模块(3)通过电压A/D转换模块(8)与存储器(6)相连接。6.根据权利要求1所述燃料电池电化学阻抗谱检测装置，其特征在于，还包括运算控制单元(9)及与运算控制单元(9)相连接的脉冲宽度调制单元(10)，全部所述电流检测模块(2)均与运算控制单元(9)相连接，所述脉冲宽...
【专利技术属性】
技术研发人员：倪泽平，黄兴，万茂文，李建业，欧阳启，
申请(专利权)人：上海磐动电气科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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