【技术实现步骤摘要】
本说明书涉及电池监测，尤其涉及一种燃料电池的电堆健康状态监测方法及设备。
技术介绍
1、燃料电池是将燃料具有的化学能直接变为电能的发电装置。燃料电池其原理是一种电化学装置，其组成与一般电池相同。其单体电池是由正负两个电极以及电解质组成。电池工作时，燃料和氧化剂由外部供给，进行反应。由于在燃料电池运行期间，单节燃料电池在外接负载的情况下，其输出电压通常低于1.0伏，因此，为了提供更大的输出电压，通常需要将许多节电池使用串联的方式堆叠在一起，以获得更高输出电压的燃料电池电堆。同时，燃料电池堆亦可以进一步串联/并联，以形成更大的阵列，提供更高的电压/更大的电流输出。而此时为了保证燃料电池堆的正常使用则需要对于燃料电池的电堆进行监控状况的监测。
2、监测电堆健康状况的常规做法是在电堆处于工作状态时，使用传感器监测燃料电池堆组件中的所有燃料电池的电压，从而获得整个堆组件或堆组件中的子组件甚至单片燃料电池的健康状况，然而这种仅通过电压进行粗略的监测诊断不仅存在判断不准确的问题，还难以反映燃料电池的内部状态或具体的存在的异常问题。此外，现有通过电化学阻抗谱技术进行监测的方式，虽然可以实现对于燃料电池的内部监测，但是其监测过程复杂且具有一定的滞后性，使得其在实时监测方面存在很大的局限性，难以及时掌握燃料电池的电堆健康状态。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本说明书一个或多个实施例提供了一种燃料电池的电堆健康状态监测方法及设备。
2、本说明书一个或多个实施例采用下述技术
3、本说明书一个或多个实施例提供一种燃料电池的电堆健康状态监测方法，方法包括：
4、在当前时间周期为监测周期时，则基于待检测燃料电池主控器的检测指令启动预置多点幅值相位差检测模块，以获取所述预置多点幅值相位差检测模块输出的模拟量信号；其中，所述模拟量信号包括：燃料电池的电堆电压，燃料电池堆栈平面的检测点幅值差以及燃料电池堆栈平面的检测点相位差；
5、在当前时间周期为上报周期时，则接收所述预置多点幅值相位差检测模块中各检测点上传的模拟量信号；其中，所述监测周期与所述上报周期处于所述待检测燃料电池的同一状态监测周期内；
6、基于所述模拟量信号的数据类型确定与所述模拟量信号相对应的历史模拟量信号，并获取所述历史模拟量信号与所述模拟量信号的差分信号；
7、根据所述差分信号与所述待检测燃料电池的上一监测项目，确定所述待检测燃料电池的当前待监测项目；
8、确定各当前待监测项目所对应的监测指标，并基于预置主观赋权法与客观赋权法对所述监测指标进行赋权，以根据所述当前待检测项目各所述监测指标的权重与所述当前待检测项目所在的关联关系图谱，确定各所述当前待监测项目的监测序列；
9、基于所述监测序列确定各所述当前待监测项目的执行顺序，以基于所述执行顺序依次执行各所述当前待监测项目，获得待检测燃料电池的电堆健康状态。
10、可选地，在本说明书一个或多个实施例中，获取所述预置多点幅值相位差检测模块输出的模拟量信号，具体包括：
11、通过所述预置多点幅值相位差检测模块内的spi总线读取所述待检测燃料电池中各单节电堆的电压信息作为第一模拟量信号；其中，所述电压信息基于与所述spi总线连接的ad电压采集模块进行采集；
12、判断各单节电堆的电压信息是否位于预置电压范围内，若是则触发所述预置多点幅值相位差检测模块内的高速pwm模块生成指定频率的初始扰动信号，并基于预置隔离带通滤波器对所述初始扰动信号进行过滤获得扰动信号；
13、通过所述预置多点幅值相位差检测模块内的鉴相器模块，获取所述待检测燃料电池中各堆栈平面的检测点相位信号与检测点幅值信号；
14、通过所述鉴相器模块对所述扰动信号、所述待检测燃料电池中各堆栈平面的检测点相位信号与检测点幅值信号进行处理，确定燃料电池堆栈平面的检测点幅值差信号以及燃料电池堆栈平面的检测点相位差信号；
15、将各所述检测点的幅值差信号与相位差信号，输入到所述预置多点幅值相位差检测模块内的adc模数转换模块，以获得第二模拟量信号；
16、基于can总线获取所述待检测燃料电池中各检测点的传感器上传的电堆状态信息，并获取所述电堆状态信息所对应的第三模拟量信号；
17、并将所述第一模拟量信号、所述第二模拟量信号与所述第三模拟量信号作为所述模拟信号，以基于所述can总线对所述模拟信号进行上传；其中，所述电堆状态信息包括：温度值、压力值、湿度值。
18、可选地，在本说明书一个或多个实施例中，获取所述电堆状态信息所对应的第三模拟量信号之前，所述方法还包括：
19、根据所述待检测燃料电池的组成结构与所述待检测燃料电池的历史故障信息，确定所述待检测燃料电池的典型散点位置；其中，所述组成结构包括：所述燃料电池的发电机组机械组成部件、传感器、所述燃料电池的层叠组合结构；
20、基于所述典型散点位置布设所述can总线上的can总线节点；其中，所述can总线节点为所述待检测燃料电池的各检测点；
21、获取各can总线节点的检测功能，以根据所述历史故障信息的故障类型与所述检测功能的对应关系，对所述历史故障信息进行拆分，以确定各所述检测功能所对应的历史故障检测次数；
22、根据所述历史故障检测次数与所述历史故障信息中的历史故障检测总次数的比值，确定各所述can总线节点的静态优先权；
23、基于所述can总线节点的数量与所述监测周期的时间长度，确定所述can总线节点的多个监测时间段，通过所述静态优先权确定各所述can总线节点所匹配的监测时间段，并基于各所述can总线节点所匹配的监测时间段确定所述电堆状态信息的数据传输策略，以便基于所述数据传输策略对所述电堆状态信息进行传输。
24、可选地，在本说明书一个或多个实施例中，通过所述预置多点幅值相位差检测模块内的鉴相器模块，获取所述待检测燃料电池中各堆栈平面的检测点相位信号与检测点幅值信号之后，所述方法还包括：
25、确定所述检测点的相位信号是否为单路输出信号；
26、若是，则基于预置附加相移对所述扰动信号进行调整，以获得调整后的扰动信号；
27、根据所述调整后的扰动信号，以及所述检测点相位信号与检测点幅值信号，分别进行燃料电池堆栈平面的检测点幅值对比以及燃料电池堆栈平面的检测点相位对比，获得所述燃料电池堆栈平面的检测点幅值差与燃料电池堆栈平面的检测点相位差。
28、可选地，在本说明书一个或多个实施例中，基于所述模拟量信号的数据类型确定与所述模拟量信号相对应的历史模拟量信号，并获取所述历史模拟量信号与所述模拟量信号的差分信号，具体包括：
29、根据所述模拟量信号的上报时间确定所述模拟量信号的数据类型；其中，所述数据类型包括：被动上报类型、主动上报类型；
30、获取所述待检测燃料电池的历史本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种燃料电池的电堆健康状态监测方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种燃料电池的电堆健康状态监测方法，其特征在于，获取所述预置多点幅值相位差检测模块输出的模拟量信号，具体包括：
3.根据权利要求2所述的一种燃料电池的电堆健康状态监测方法，其特征在于，获取所述电堆状态信息所对应的第三模拟量信号之前，所述方法还包括：
4.根据权利要求2所述的一种燃料电池的电堆健康状态监测方法，其特征在于，通过所述预置多点幅值相位差检测模块内的鉴相器模块，获取所述待检测燃料电池中各堆栈平面的检测点相位信号与检测点幅值信号之后，所述方法还包括：
5.根据权利要求1所述的一种燃料电池的电堆健康状态监测方法，其特征在于，基于所述模拟量信号的数据类型确定与所述模拟量信号相对应的历史模拟量信号，并获取所述历史模拟量信号与所述模拟量信号的差分信号，具体包括：
6.根据权利要求5所述的一种燃料电池的电堆健康状态监测方法，其特征在于，根据所述差分信号与所述待检测燃料电池的上一监测项目，确定所述待检测燃料电池的当前待监测项目，具体包括
7.根据权利要求3所述的一种燃料电池的电堆健康状态监测方法，其特征在于，所述确定各当前待监测项目所对应的监测指标，以基于预置主观赋权法与客观赋权法对所述监测指标进行赋权，具体包括：
8.根据权利要求1所述的一种燃料电池的电堆健康状态监测方法，其特征在于，根据所述当前待检测项目各所述监测指标的权重与所述当前待检测项目所在的关联关系图谱，确定各所述当前待监测项目的监测序列，具体包括：
9.根据权利要求1所述的一种燃料电池的电堆健康状态监测方法，其特征在于，执行各所述当前待监测项目，获得所述待检测燃料电池的电堆健康状态，具体包括：
10.一种燃料电池的电堆健康状态监测设备，其特征在于，所述设备包括：
...【技术特征摘要】
1.一种燃料电池的电堆健康状态监测方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种燃料电池的电堆健康状态监测方法，其特征在于，获取所述预置多点幅值相位差检测模块输出的模拟量信号，具体包括：
3.根据权利要求2所述的一种燃料电池的电堆健康状态监测方法，其特征在于，获取所述电堆状态信息所对应的第三模拟量信号之前，所述方法还包括：
4.根据权利要求2所述的一种燃料电池的电堆健康状态监测方法，其特征在于，通过所述预置多点幅值相位差检测模块内的鉴相器模块，获取所述待检测燃料电池中各堆栈平面的检测点相位信号与检测点幅值信号之后，所述方法还包括：
5.根据权利要求1所述的一种燃料电池的电堆健康状态监测方法，其特征在于，基于所述模拟量信号的数据类型确定与所述模拟量信号相对应的历史模拟量信号，并获取所述历史模拟量信号与所述模拟量信号的差分信号，具体包括：
6...
【专利技术属性】
技术研发人员：雷久德，王超，桑彬，于振南，
申请(专利权)人：山东美燃氢动力有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。