本发明专利技术公开了一种燃料电池电压巡检模块的电压采集装置和方法；燃料电池电压巡检模块上设有若干个采集通道组，所述采集通道组内设有若干个采集通道，每个采集通道组内的采集通道的数量相同；所述采集通道与燃料电池电堆上的单片电池相连接，用于采集单片电池的电压；所述选通模块上设有若干个使能通道，每个采集通道组分别与一个使能通道相连接；所有采集通道组内相同编号的采集通道与同一个使能通道相连接；通过硬件的设计与软件策略的配合，实现了对燃料电池多通道的电压值数据采集；通过硬件电路的设计，将采集通道进行分组，从而在占用更少芯片资源的前提下，实现对多个通道使能以进行电压采集。能以进行电压采集。能以进行电压采集。
【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池电压巡检模块的电压采集装置和方法
[0001]本专利技术涉及燃料电池系统
，特别涉及一种燃料电池电压巡检模块的电压采集装置和方法。
技术介绍
[0002]燃料电池系统的核心部分是燃料电池组（以下称为电堆）。单片燃料电池的电压低，因此，在燃料电池电压巡检模块（以下简称CVM）的各个通道通过采集线与燃料电池电堆上的单体电池进行连接，采集燃料电池单体电压信号，来判断燃料电池的工作状态，并通过CVM中的通信（CAN总线通信）线束将采集的电压信息反馈给CAN总线上的其他节点，如测试人员的上位机或燃料电池系统控制器，使得控制器和测试人员能够根据数据反馈执行对应操作控制电堆状态，从而起到保障燃料电池安全运行，提高燃料电池寿命的效果。
[0003]常规的燃料电池电压巡检模块，每个通道的电压采集需要单独占用芯片（CPU）的一个AN采集接口，因此一个巡检模块的芯片使用个数取决于选取的芯片的AN通道口数量。比如，选用一款共10个AN接口的芯片设计一个共60个通道的巡检模块，则一个该模块共需要6块同款芯片。
[0004]燃料电池的特性决定了氢燃料电池电池组具有单片电池数量多的特点。为完成对整个燃料电池的工作状态的监控，就需要对各个进行但市面上常见的车规芯片的电压采集接口数目有限，很难简单地在仅使用一个芯片的前提下实现对上百片单体燃料电池组成的电堆完成电压采集，如果芯片的一个电压采集引脚单独对应一个单独的采集通道，那么势必会造成采集模块成本的升高、芯片接口的浪费。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的在于提供一种燃料电池电压巡检模块的电压采集装置和方法，以克服现有技术中的不足。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：本申请公开了一种燃料电池电压巡检模块的电压采集装置，包括燃料电池电堆、燃料电池电压巡检模块、选通模块、差分模块和控制器芯片；所述燃料电池电压巡检模块上设有若干个采集通道组，所述采集通道组内设有若干个采集通道，每个采集通道组内的采集通道的数量相同；所述采集通道与燃料电池电堆上的单片电池相连接，用于采集单片电池的电压；所述选通模块上设有若干个使能通道，每个采集通道组分别与一个使能通道相连接；所有采集通道组内相同编号的采集通道与同一个使能通道相连接；所述选通模块与差分模块的输入端之间通过使能通道相连接；所述差分模块的输出端与控制器芯片相连接，所述控制器芯片与选通模块相连接，用于控制选通模块开启关闭使能通道。
[0007]作为优选，所述采集通道与燃料电池电堆上的单片电池之间通过连接线相连接。
[0008]作为优选，所述控制器芯片通过I/O输出接口与选通模块相连接。
[0009]本专利技术还公开了一种燃料电池电压巡检模块的电压采集方法，具体包括如下步
骤：S1、获取燃料电池电压巡检模块内的采集通道组的数量m、每个采集通道组内的采集通道的数量n；获取待采集电压的采集通道的序号i和其前一个采集通道的序号i
‑
1；S2、根据待采集电压的采集通道的序号i，计算得到其所在的采集通道组m1以及其在采集通道组内的采集通道的编号n1；根据待采集电压的采集通道的前一个采集通道的序号i
‑
1，计算得到其所在的采集通道组m2以及其在采集通道组内的采集通道的编号n2；S3、根据步骤S2中计算得到的采集通道组m1和m2；通过控制器芯片控制选通模块进行使能；S4、根据步骤S2中计算得到的采集通道组内的采集通道的编号n1和n2，通过控制器芯片控制选通模块对该编号的采集通道进行使能；S5、经过步骤S3和步骤S4的使能后，待采集电压的采集通道和其前一个采集通道分别与差分模块导通，差分模块得到待采集电压的采集通道的电压信号；S6、差分模块将电压信号输出给控制器芯片进行处理；S7、控制器芯片处理完成后，控制选通模块停止使能。
[0010]作为优选，步骤S5中差分模块接收到待采集电压的采集通道和其前一个采集通道的电势，计算得到两者的电势差，即为电压信号。
[0011]作为优选，步骤S6中差分模块将电压信号输出给控制器芯片，控制器芯片将电压信号转化为电压数字量。
[0012]本专利技术的有益效果：1、通过硬件的设计与软件策略的配合，实现了对燃料电池多通道的电压值数据采集；2、通过硬件电路的设计，将采集通道进行分组，从而在占用更少芯片资源的前提下，实现对多个通道使能以进行电压采集。
[0013]本专利技术的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。
附图说明
[0014]图1是本专利技术电压采集装置的硬件原理示意图；图2是本专利技术电压采集方法的软件逻辑示意图；图3是本专利技术一种燃料电池电压巡检模块的电压采集装置的结构示意图；图4是本专利技术一种燃料电池电压巡检模块的电压采集方法的流程示意图。
具体实施方式
[0015]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限制本专利技术的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本专利技术的概念。
[0016]参阅图1，电压采集装置主要有如下几个部分组成：1、控制器芯片：芯片在采集模块中通过I/O输出接口控制选通模块的使能，并将输入电压物理值转化为数字量以进行进一步处理；
2、通道电压接口：CVM控制器上的采集通道，经由数个通过连接线与燃料电池组单片电池连接；3、选通模块：根据芯片发送的指令将指定的通道使能，以使指定电压输入通道与差分电路导通；4、差分电路模块：对于差分电路，其输入端时两个信号的输入，电路有效的输出信号是对两输入信号差值的放大。因此，在获取某一通道电压时，需要由选通模块将差分电路的两输入端分别与该采集通道与其前一个通道同时导通，获取两通道的电势差即为该通道的通道电压值，输出给芯片；参阅图2，电压采集方法的软件逻辑示意图，采集电压流程的基本逻辑如下：（以采集通道1与通道0的差分电压为例）a、CPU控制选通模块使能指定通道输出；b、通道0和通道1的通道接通到差分采样模块的输入端；c、接收通道0和通道1的差分电压并输出；d、CPU接收到差分采样模块的输出电压e、CPU对数据进行计算处理得出通道0和通道1实际的差分电压f、CPU控制选通模块停止工作，对应通道断开对于差分采集模块，其需输入两信号源，因此，差分模块使能采集某通道电压时需要使得对应通道与其前一个通道同时分别与差分模块的两输入脚导通，从而实现采集。
[0017]为了实现上述操作，一种燃料电池电压巡检模块的电压采集装置的结构示意图，如图3所示：对于指定通道的使能，为尽可能节省芯片资源，可将所有通道分为多个通道数相同的分组，各分组独立使能；不同分组内的各个通道则共享同一组使能端口。在此逻辑下，采集通道各个分组的采集通道数相等为n，所有m个分组内的相同组内编号的电压采集通道，均由同一个使能通道进行控制，这样则能够在仅占用芯片m+n个使能通道的前提下实现对m*n个采集通道的独立使本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种燃料电池电压巡检模块的电压采集装置，其特征在于：包括燃料电池电堆、燃料电池电压巡检模块、选通模块、差分模块和控制器芯片；所述燃料电池电压巡检模块上设有若干个采集通道组，所述采集通道组内设有若干个采集通道，每个采集通道组内的采集通道的数量相同；所述采集通道与燃料电池电堆上的单片电池相连接，用于采集单片电池的电压；所述选通模块上设有若干个使能通道，每个采集通道组分别与一个使能通道相连接；所有采集通道组内相同编号的采集通道与同一个使能通道相连接；所述选通模块与差分模块的输入端之间通过使能通道相连接；所述差分模块的输出端与控制器芯片相连接，所述控制器芯片与选通模块相连接，用于控制选通模块开启关闭使能通道。2.如权利要求1所述的一种燃料电池电压巡检模块的电压采集方法，其特征在于：所述采集通道与燃料电池电堆上的单片电池之间通过连接线相连接。3.如权利要求1所述的一种燃料电池电压巡检模块的电压采集方法，其特征在于：所述控制器芯片通过I/O输出接口与选通模块相连接。4.一种燃料电池电压巡检模块的电压采集方法，其特征在于，具体包括如下步骤：S1、获取燃料电池电压巡检模块内的采集通道组的数量m、每个采集通道组内的采集通道的数量n；获取待采集电压的采集通道的序号i和其前一个采集通道的序号i
【专利技术属性】
技术研发人员：王梓屹，胡钱坤，沈正阳，陆建山，
申请(专利权)人：金华氢途科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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