【技术实现步骤摘要】
本技术属于电池健康，特别涉及一种实时监控电芯内阻的燃料电池巡检系统。
技术介绍
1、燃料电池在燃烧或化学反应之前状态是静态，电芯电压是0v，此时燃料电池模型更像电容；燃料电池燃烧之后状态是动态，电芯电压根据燃烧状态可能会出现正压或负压，单片电芯电压范围是-1.25～1.25v，此时燃料电池模型更像电池。因此电池巡检系统具备静态时可不通过燃料电池供电进行工作，动态时能监控到正负电压的检测功能。所以燃料电池的状态监控会比传统电池更麻烦。
2、内阻是燃料电池健康状态的一种重要指标，能综合反应燃料电池内部化学成分和膜的健康状态，因此电池内阻监测对保障燃料电池状态监控、使用安全和寿命评估都是必不可少的功能。
3、现有技术中的燃料电池巡检系统主要为激励源和mcu数据计算单元，采集到的电芯电压数据通过can或spi通讯方式获得。
4、现有技术至少存在如下问题：
5、1.由于激励源和电流取样为单独控制器，电压和电流采样同步存在很大问题，只能较为准确的评估燃料电池的内阻，无法准确评估每个电芯的内阻。
技术实现思路
1、本技术提供了一种实时监控电芯内阻的燃料电池巡检系统，旨在解决上述现有技术中存在的由于激励源和电流取样为单独控制器，电压和电流采样同步存在很大问题，只能较为准确的评估燃料电池的内阻，无法准确评估每个电芯的内阻的技术问题。
2、本技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种实时监控电芯内阻的燃料电池巡检系统，包括：供电源和内阻巡检模块
3、所述电源隔离及管理单元的输入端与所述供电源的供电端连接，所述电源隔离及管理单元的受控端与所述控制单元的控制信号输出端连接，所述电源隔离及管理单元的输出端分别与所述控制单元的电源端以及燃料电池的电芯单元连接；所述控制单元的电压采样引脚以及所述电流采样单元的采样端均与所述电芯单元连接，所述电流采样单元的输出端与所述控制单元的输入端连接。
4、本技术的有益效果是：通过电流采样单元与控制单元连接，实现同步监控电芯电压、电芯电流，数据时间差控制在100us，保证了每个电芯单元的内阻的准确评估，避免了燃料电池内阻的时变性带来的测量误差。
5、在上述技术方案的基础上，本技术还可以做如下改进。
6、进一步，上述所述电源隔离及管理单元包括：mos管q1、mos管q2、隔离变压器t1、二极管d1、二极管d2、二极管d3、二极管d4、电容c1、电容c2和开关电源假负载r1；所述隔离变压器t1的初级线圈设有中间抽头，所述隔离变压器t1的初级线圈的一端与mos管q1的漏极连接，所述隔离变压器t1的高压线圈的另一端与mos管q2的漏极连接，所述mos管q1的源极和mos管q2的源极均接地，所述mos管q1的栅极和mos管q2的栅极为所述电源隔离及管理单元的受控端并与所述控制单元的控制信号输出端连接，所述隔离变压器t1的初级线圈的中间抽头为所述电源隔离及管理单元的输入端并连接在所述供电源的供电端上，所述隔离变压器t1的次级线圈的一端分别与二极管d1的正极以及二极管d2的负极连接，所述隔离变压器t1的次级线圈的另一端分别与二极管d3的正极以及二极管d4的负极连接，所述二极管d1的负极以及二极管d3的负极均与电容c1的一端连接，所述二极管d2的正极以及二极管d4的正极均与所述电容c1的另一端连接，所述电容c1、所述电容c2以及所述开关电源假负载r1三者并联，所述电容c2的一端为所述电源隔离及管理单元的输出端，且所述电容c2的另一端接隔离地。
7、采用上述进一步方案的有益效果是：通过电源隔离及管理单元对电源进行控制，保证燃料电池点火前通过隔离电源供电，燃料电池点火后通过燃料电池供电；所述供电源的供电电压为12v。燃料电池点火前用12v通过供电源提供激励源，供内阻巡检模块供电，并提供内阻测试激励源，能保证内阻巡检模块能在0v或负电压供电；燃料电池点火后，用燃料电池供电，能有效减少12v供电源损耗，提升12v供电源寿命。
8、进一步，上述所述电源隔离及管理单元的输出端通过二极管d5与所述控制单元的电源端连接，所述二极管d5的阳极连接在所述电源隔离及管理单元的输出端，所述二极管d5的阴极连接在所述控制单元的电源端上。
9、采用上述进一步方案的有益效果是：本申请通过设置二极管d5，起到电路稳压作用。
10、进一步，上述所述控制单元具体是型号为isl78714的巡检芯片。
11、采用上述进一步方案的有益效果是：isl78714的巡检芯片，支持-5v～+5v范围内电压采样，可实现燃料电池从负压到正压-1.25v～1.25v全范围内电压监控。
12、进一步，上述所述燃料电池中的电芯单元设有多个，且多个所述电芯单元依次正负极串联，多个电芯单元串联后的正极连接在所述电源隔离及管理单元的输出端上，多个电芯单元串联后的负极接隔离地；所述控制单元上设有多个依次排列的电压采样引脚，每相邻两个电压采样引脚之间均连接在一个对应的所述电芯单元的两极上；所述电流采样单元的采样端连接在多个电芯单元串联后的负极上。
13、采用上述进一步方案的有益效果是：本申请通过控制单元的电压采样引脚对每个电芯单元进行电压采集，与电流采样单元共同形成电芯单元的电流电压采集，实现电芯单元的内阻获取。
14、进一步，上述所述电流采样单元包括电流取样器fl、运算放大器、电阻r2和电阻r3；
15、所述电流取样器fl的一端为所述电流采样单元的采样端，并连接在多个电芯单元串联后的负极上，所述电流取样器fl的另一端与电阻r2的一端连接，电阻r2的另一端与运算放大器的反相输入端连接，所述运算放大器的同相输入端接隔离地，所述运算放大器的输出端为所述电流采样单元的输出端并与巡检芯片的adc引脚连接，所述巡检芯片的adc引脚为所述控制单元的输入端，所述运算放大器的输出端与反相输入端之间连接有所述电阻r3。
16、采用上述进一步方案的有益效果是：本申请通过电流取样器fl获取电芯单元的电流并通过运算放大器放大后传输至控制单元，完成了电芯单元的电流采样。
17、进一步，上述所述内阻巡检模块还包括用于采集燃料电池温度的温度采样单元，所述温度采样单元与控制单元连接。
18、采用上述进一步方案的有益效果是：通过对燃料电池进行温度检测，能够更好的检测燃料电池是否处于正常工作状态。
19、进一步，上述所述内阻巡检模块还包括用于数据传输的can通讯单元，所述can通讯单元与控制单元连接。
20、采用上述进一步方案的有益效果是：can是控制器局域网络，一种能够实现分布式实时控制的串行通信网络。
21、进一步，上述所述内阻巡检模块还包括存储单元，所述存储单元与控制单元连接。
22、采用上述进一步方案的有益效果是：通过存储单本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种实时监控电芯内阻的燃料电池巡检系统,其特征在于，包括：供电源和内阻巡检模块；所述内阻巡检模块包括电源隔离及管理单元、电流采样单元和具有电压采样功能的控制单元；
2.根据权利要求1所述的一种实时监控电芯内阻的燃料电池巡检系统，其特征在于，所述电源隔离及管理单元包括：MOS管Q1、MOS管Q2、隔离变压器T1、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、电容C1、电容C2和开关电源假负载R1；所述隔离变压器T1的初级线圈设有中间抽头，所述隔离变压器T1的初级线圈的一端与MOS管Q1的漏极连接，所述隔离变压器T1的高压线圈的另一端与MOS管Q2的漏极连接，所述MOS管Q1的源极和MOS管Q2的源极均接地，所述MOS管Q1的栅极和MOS管Q2的栅极为所述电源隔离及管理单元的受控端并与所述控制单元的控制信号输出端连接，所述隔离变压器T1的初级线圈的中间抽头为所述电源隔离及管理单元的输入端并连接在所述供电源的供电端上，所述隔离变压器T1的次级线圈的一端分别与二极管D1的正极以及二极管D2的负极连接，所述隔离变压器T1的次级线圈的另一端分别与二极管D3的正极以及二极管D
3.根据权利要求1所述的一种实时监控电芯内阻的燃料电池巡检系统，其特征在于，所述电源隔离及管理单元的输出端通过二极管D5与所述控制单元的电源端连接，所述二极管D5的阳极连接在所述电源隔离及管理单元的输出端，所述二极管D5的阴极连接在所述控制单元的电源端上。
4.根据权利要求1所述的一种实时监控电芯内阻的燃料电池巡检系统，其特征在于，所述控制单元具体是型号为ISL78714的巡检芯片。
5.根据权利要求4所述的一种实时监控电芯内阻的燃料电池巡检系统，其特征在于，所述燃料电池中的电芯单元设有多个，且多个所述电芯单元依次正负极串联，多个电芯单元串联后的正极连接在所述电源隔离及管理单元的输出端上，多个电芯单元串联后的负极接隔离地；所述控制单元上设有多个依次排列的电压采样引脚，每相邻两个电压采样引脚之间均连接在一个对应的所述电芯单元的两极上；所述电流采样单元的采样端连接在多个电芯单元串联后的负极上。
6.根据权利要求5所述的一种实时监控电芯内阻的燃料电池巡检系统，其特征在于，所述电流采样单元包括电流取样器FL、运算放大器、电阻R2和电阻R3；
7.根据权利要求1至6任一项所述的一种实时监控电芯内阻的燃料电池巡检系统，其特征在于，所述内阻巡检模块还包括用于采集燃料电池温度的温度采样单元，所述温度采样单元与控制单元连接。
8.根据权利要求1至6任一项所述的一种实时监控电芯内阻的燃料电池巡检系统，其特征在于，所述内阻巡检模块还包括用于数据传输的CAN通讯单元，所述CAN通讯单元与控制单元连接。
9.根据权利要求1至6任一项所述的一种实时监控电芯内阻的燃料电池巡检系统，其特征在于，所述内阻巡检模块还包括存储单元，所述存储单元与控制单元连接。
...【技术特征摘要】
1.一种实时监控电芯内阻的燃料电池巡检系统,其特征在于，包括：供电源和内阻巡检模块；所述内阻巡检模块包括电源隔离及管理单元、电流采样单元和具有电压采样功能的控制单元；
2.根据权利要求1所述的一种实时监控电芯内阻的燃料电池巡检系统，其特征在于，所述电源隔离及管理单元包括：mos管q1、mos管q2、隔离变压器t1、二极管d1、二极管d2、二极管d3、二极管d4、电容c1、电容c2和开关电源假负载r1；所述隔离变压器t1的初级线圈设有中间抽头，所述隔离变压器t1的初级线圈的一端与mos管q1的漏极连接，所述隔离变压器t1的高压线圈的另一端与mos管q2的漏极连接，所述mos管q1的源极和mos管q2的源极均接地，所述mos管q1的栅极和mos管q2的栅极为所述电源隔离及管理单元的受控端并与所述控制单元的控制信号输出端连接，所述隔离变压器t1的初级线圈的中间抽头为所述电源隔离及管理单元的输入端并连接在所述供电源的供电端上，所述隔离变压器t1的次级线圈的一端分别与二极管d1的正极以及二极管d2的负极连接，所述隔离变压器t1的次级线圈的另一端分别与二极管d3的正极以及二极管d4的负极连接，所述二极管d1的负极以及二极管d3的负极均与电容c1的一端连接，所述二极管d2的正极以及二极管d4的正极均与所述电容c1的另一端连接，所述电容c1、所述电容c2以及所述开关电源假负载r1三者并联，所述电容c2的一端为所述电源隔离及管理单元的输出端，且所述电容c2的另一端接隔离地。
3.根据权利要求1所述的一种实时监控电芯内阻的燃料电池巡检系统，其特征在于，所述电源隔离及管理单元的输出端通...
【专利技术属性】
技术研发人员：李志强，范俊，余骏，
申请(专利权)人：湖北月照松电控系统有限公司，
类型：新型
国别省市：
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