專利名稱：燃料電池性能監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及燃料電池性能監(jiān)測系統(tǒng)，特別涉及一種用于監(jiān)測燃料電池堆 中單電池電壓及單電池內(nèi)阻的燃料電池性能監(jiān)測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
燃料電池是由燃料和氧化劑產(chǎn)生電能的裝置，為了確保燃料電池能夠正 常工作并評估性能，需要監(jiān)測燃料電池的各種參數(shù)，這就需要提供燃料電池 性能監(jiān)測系統(tǒng)。
—個單體燃料電池(以下簡稱為"單電池")所產(chǎn)生的理想電位是1.2V， 但在實(shí)際使用中電力損失會對理想電位造成不同程度的電位壓降，使會使單 電池的電壓下降0.4-0.8￥甚至更多，這樣單電池的工作電壓通常不到IV, 從而導(dǎo)致燃料電池的發(fā)電效率不佳，輸出功率不穩(wěn)定。因此燃料電池的單電 池電壓參數(shù)可作為判斷燃料電池發(fā)電性能的一個重要依據(jù)，所以目前常見的 燃料電池性能監(jiān)測系統(tǒng)都是基于監(jiān)測燃料電池堆中的單電池兩端的輸出電 壓而實(shí)施的。但是由于膜電極失水現(xiàn)象和水淹現(xiàn)象都會導(dǎo)致質(zhì)子交換膜 (PEM)燃料電池兩極之間的直流電壓下降，因此僅監(jiān)測單電池電壓的性能 監(jiān)測系統(tǒng)僅能起到一定的電池保護(hù)作用，并無法指示導(dǎo)致電池落后的原閑。
因此，為了對落后的電池做出更有效的診斷信息，燃料電池性能監(jiān)測系 統(tǒng)還應(yīng)該具備測量單電池內(nèi)阻的功能，這樣就可以準(zhǔn)確判斷出膜電極狀態(tài)， 以便燃料電池控制系統(tǒng)制定落后電池恢復(fù)策略。
常見的測量電池內(nèi)阻的方法是通過在電池兩端加載交流激勵或交流負(fù) 載而獲得交流阻抗數(shù)據(jù)。CN1643390A提供了一種用來測量燃料電池單電池 電Hi和高頻內(nèi)阻的裝置和方法，該裝置包括電壓測量裝置、能夠與電化學(xué)裝置串聯(lián)連接的負(fù)載、以及連接并控制電壓測量裝，負(fù)黧的控制器，該裝置 利用控制器控制負(fù)載提供所需的直流和交流負(fù)載電流特性，電壓測量裝置利 用多通道的儀表放大器測量單電池電壓，配合負(fù)載電流特性，由控制器分析 獲得單電池電壓及單電池高頻阻抗。但是，該技術(shù)方案的缺點(diǎn)在于一方面由
于燃料電池的高累積電勢，而大量使用高共模抑制比的儀表放大器，從而增
加了測量裝置的成本；另一方面實(shí)時比較分析由儀表放大器所測量的單電池 電壓波形和負(fù)載電流波形，也使得控制器獲取電池內(nèi)阻數(shù)據(jù)復(fù)雜化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種成本低廉、結(jié)構(gòu)簡單、能夠同時監(jiān)測燃料電 池電堆中單電池電壓及內(nèi)阻的燃料電池性能監(jiān)測系統(tǒng)，以克服現(xiàn)有技術(shù)的成 本較高、數(shù)據(jù)復(fù)雜的局限。
本發(fā)明提供的燃料電池性能監(jiān)測系統(tǒng)包括開關(guān)網(wǎng)絡(luò)、低通濾波器、帶通 濾波器、直流分量數(shù)據(jù)采集單元、交流分量數(shù)據(jù)采集單元以及內(nèi)阻計算單元; 所述開關(guān)網(wǎng)絡(luò)包括順序排列的多個開關(guān)元件，奇數(shù)序號開關(guān)元件的信號輸出 端并聯(lián)成開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的第--輸出端，偶數(shù)序號開關(guān)元件的信號輸出端并聯(lián)成開 關(guān)網(wǎng)絡(luò)的第二輸出端，用于輸出一個單電池兩端的電壓信號；所述低通濾波 器和帶通濾波器分別與開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的第--輸出端和第二輸出端連接，分別用于 接收第--輸出端和第二輸出端輸出的電壓信號，通過濾波分別得到直流電壓 信號和交流波動電壓信號，并分別將得到的信號輸出到直流分量數(shù)據(jù)采集單 元和交流分量數(shù)據(jù)采集單元；所述直流分量數(shù)據(jù)采集單元用于接收來自低通 濾波器的直流電壓信號并根據(jù)該信號獲取直流電壓值；所述交流分量數(shù)據(jù)采 集單元用于接收來自帶通濾波器的交流波動電壓信號、根據(jù)該信號獲取交流 波動電壓值并將該交流波動電壓值輸出到內(nèi)阻計算單元；所述內(nèi)阻計算單元 用于計算單電池的內(nèi)阻。
本發(fā)明所提供的燃料電池性能監(jiān)測系統(tǒng)當(dāng)工作時，在串聯(lián)的單電池兩端施加交流波動電流，然后將開關(guān)元件的輸入端連接到早龜池兩端的電壓輸出 端，通過每次僅閉合一對相鄰的開關(guān)元件(也就是相鄰的奇數(shù)序號開關(guān)元件 和偶數(shù)序號元件)而將燃料電池堆中的單獨(dú)一個單電池接入到該監(jiān)測系統(tǒng) 中，這樣可以監(jiān)測該接入的單電池的電壓值和內(nèi)阻值。燃料電池堆在工作時 會產(chǎn)生直流電流，再加上施加的交流波動電流，使得通過燃料電池堆的電流 為疊加有交流波動電流的直流電流。由于燃料電池的內(nèi)阻因素，交流波動電 流產(chǎn)生交流波動電壓，因此燃料電池兩端的電壓也就是疊加有交流波動電壓 的直流電壓。通過低通濾波器及直流分量數(shù)據(jù)采集單元、帶通濾波器及交流 分量數(shù)據(jù)采集單元分別獲取單電池上的直流電壓值及交流波動電壓值。所獲 取的直流電壓值即是該單電池當(dāng)前的電壓。而所獲取的交流波動電壓值被輸 送到內(nèi)阻計算單元，并由內(nèi)阻計算單元根據(jù)交流波動電壓值以及所施加的交 流波動電流值即可獲得單電池的內(nèi)阻。依次使得相鄰序號的一對開關(guān)元件閉 合，即實(shí)現(xiàn)了對燃料電池堆中各單電池電壓及內(nèi)阻的'腔測。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在 于利用對應(yīng)燃料電池單電池的開關(guān)元件實(shí)現(xiàn)多通道測量，減少使用昂貴的高
共模抑制比儀表放大器的數(shù)量，降低了成本；采用低通濾波器及帶通濾波器 分離疊加交流波動的直流電壓，簡化了獲取內(nèi)阻數(shù)據(jù)的方法。


閣1為根據(jù)本發(fā)明的燃料電池性能監(jiān)測系統(tǒng)的框圖2為開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的一個具體實(shí)施方式
的電路原理圖3為電流激勵源的一個具體實(shí)施方式
的電路原理圖4為可控負(fù)載的一個具體實(shí)施方式
的電路原理圖5為差分放大器的-'個具體實(shí)施方式
的電路原理圖6為低通濾波器的一個具體實(shí)施方式
的電路原理圖7為帶通濾波器的一個具體實(shí)施方式
的電路原理圖8為集成開關(guān)控制器、直流分量數(shù)據(jù)采集單元、交流分量數(shù)據(jù)采集單元、內(nèi)阻計算單元的控制器的---個具體實(shí)施^:的電路源理衝。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
參見圖i，本發(fā)明提供的燃料電池性能監(jiān)測系統(tǒng)包括開關(guān)網(wǎng)絡(luò)、低通濾
波器4、帶通濾波器5、直流分量數(shù)據(jù)采集單元6、交流分量數(shù)據(jù)采集單元7 以及內(nèi)阻計算單元8。
所述開關(guān)網(wǎng)絡(luò)包括順序排列的多個開關(guān)元件2，奇數(shù)序號開關(guān)元件2的 信號輸出端并聯(lián)成開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的第一輸出端COMA,偶數(shù)序號開關(guān)元件2的信 號輸出端并聯(lián)成開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的第二輸出端COMB,用于輸出--個單電池兩端的 電壓信號。所述開關(guān)元件2的個數(shù)比燃料電池堆中單電池的個數(shù)多1。也就 是說每個單電池兩端都連接有兩個開關(guān)元件2，如圖1所示。
當(dāng)本系統(tǒng)在使用時，開關(guān)網(wǎng)絡(luò)中有且僅有一對相鄰的開關(guān)元件2被同時 閉合。這也就是說，在 個特定時刻，該開關(guān)網(wǎng)絡(luò)中只有一對相鄰的開關(guān)元 件2 (例如第1個與第2個)被閉合，而其他開關(guān)元件2保持?jǐn)嚅_狀態(tài)，這 樣這閉合的兩個開關(guān)元件2之間的僅- -個單獨(dú)的單電池1被接入到監(jiān)測系統(tǒng) 中，例如當(dāng)閉合第1個開關(guān)元件2和第2個開關(guān)元件2時，第l個單電池l 就被接入到系統(tǒng)中。從而該系統(tǒng)通過依次閉合一對相鄰的開關(guān)元件2而將各 個單電池1依次單獨(dú)地接入到監(jiān)測系統(tǒng)中，達(dá)到了多通道監(jiān)測的目的。
該開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的開關(guān)元件2可以是手動控制的開關(guān)，也可以是具有控制端 的開關(guān)，可以由電信號進(jìn)行控制，例如雙路光電隔離繼電器AQW210。因此， 該開關(guān)網(wǎng)絡(luò)還包括開關(guān)控制器(未圖示)，開關(guān)控制器的輸出端與開關(guān)元件2 的控制端連接，該開關(guān)控制器用于控制開關(guān)元件2的狀態(tài)，以每次接入一個 單電池1的方式控制開關(guān)元件2,即在一個特定時刻時有且僅有--對相鄰的 開關(guān)元件2被閉合。所述開關(guān)控制器可以執(zhí)行對應(yīng)于開關(guān)狀態(tài)的組合邏輯時 序控制程序，從而可以以輪流依次接入每個單電池1的方式或者以特定的次序(例如根據(jù)實(shí)際需要)接入每個單電池1的方式進(jìn)fi^監(jiān)測。
圖2為開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的一個具體實(shí)施方式
的電路原理圖，其中開關(guān)元件2采 用雙路光電隔離繼電器AQW210,每個AQW210的控制端連接到4線/16線 譯碼器SN74HC154 Ul和U2的輸出端，奇數(shù)序號開關(guān)元件的控制端被連接 到第一個譯碼器Ul,偶數(shù)序號開關(guān)元件的控制端被連接到第二個譯碼器U2, 譯碼器的地址輸入端及數(shù)據(jù)輸入端被連接到開關(guān)控制器。
由于要向燃料電池堆施加交流波動電流，則該系統(tǒng)還可以包括交流波動 電流產(chǎn)生器3，如圖l所示，與燃料電池堆的電壓輸出端并聯(lián)，用于向燃料 電池堆施加交流波動電流。
所述交流波動電流產(chǎn)生器3可以為任何可以產(chǎn)生交流波動電流的裝覽， 優(yōu)選為電流激勵源或可控負(fù)載。電流激勵源或可控負(fù)載的作用是相同的，都 是使燃料電池堆提供疊加有固定交流波動電流的輸出電流。不管是采用電流 激勵源還是可控負(fù)載，所述交流波動電流產(chǎn)生器3所施加的交流波動電流值 都足已知的。
所述電流激勵源優(yōu)選為交流恒流激勵源，例如加載1kHz、有效值為1A 的交流恒流激勵源。優(yōu)選情況下可以由激勵源控制器來控制電流激勵源輸出 的電流的大小。圖3所示為電流激勵源的一個具體實(shí)施方式
的電路原理閣， 其中使用集成函數(shù)信號發(fā)生器ICL8038和功率放大器OPA549作為電流激勵 源。利用分壓裝置，！CL8(B8輸出lkHz、有效值為IV的交流電壓信號， OPA549連接成電壓-電流轉(zhuǎn)換電路，從而實(shí)現(xiàn)了 lkHz、有效值為1A的交流 恒流激勵源,激勵源通過隔直電容Cl 、C2加載到燃料電池堆的兩端。OPA549 具有使能端VE/S,可以控制VE/S端電平的狀態(tài)從而控制交流恒流激勵源的 開關(guān)狀態(tài)，這樣可以在不需要監(jiān)測內(nèi)阻的時候關(guān)閉該激勵源，以降低系統(tǒng)功 耗。
所述可控負(fù)載優(yōu)選為交流恒流負(fù)載，例如構(gòu)成lkHz、有效值為1A的交 流恒流激勵源。圖4所示為可控負(fù)載的一個具體實(shí)施方式
的電路原理圖，其中使用集成函數(shù)信號發(fā)生器ICL8038并利用勞壓裝置，輸出1kHz、有效值 為1V的交流電壓信號，使用MOSFETIRF460作為負(fù)載，利用由運(yùn)算放大 器OP07組成比較器的方式構(gòu)成恒流源，交流電壓信號作為參考電壓輸入 OP07同相端，對電流的1歐姆采樣電阻RS上電壓輸入OP07反相端，由此 實(shí)現(xiàn)lkHz、冇效值為1A的交流恒流負(fù)載，交流恒流負(fù)載回路連接隔直電容 C200、 C201，彿保燃料電池對可控負(fù)載僅輸出交流電流。該電路在交流電 壓信號及運(yùn)算放大器同相端間加入開關(guān)元件SW,如繼電器，通過控制開關(guān) 元件VE/S端的高低電平，從而控制可控負(fù)載的開關(guān)狀態(tài)，這樣可以在不需 要監(jiān)測內(nèi)阻的時候關(guān)閉該可控負(fù)載，以降低系統(tǒng)功耗。
這樣，由上所述，通過交流波動電流產(chǎn)生器3向燃料電池堆施加交流波 動電流，再加上燃料電池堆工作時產(chǎn)生的直流電流，所以流經(jīng)燃料電池堆的 電流為疊加有交流波動電流的直流電流。從而在單電池1的兩端產(chǎn)生的電壓 也就為疊加有交流波動電壓的直流電壓，這樣的電壓信號通過第--輸出端 COMA和第二輸出端COMB被輸出到低通濾波器4和帶通濾波器5中。
開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的第--輸出端COMA和開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的第二輸出端COMB輸出的 電壓信號為差分信號，且由于第一輸出端COMA相對于第二輸出端COMB 的電壓隨著不同開關(guān)元件2的閉合或正或負(fù)，因此為了方便后續(xù)的濾波及電 壓采集，本發(fā)明提供的系統(tǒng)優(yōu)選還包括差分放大器，見圖5,輸入端與開關(guān) 網(wǎng)絡(luò)的第--輸出端COMA、第二輸出端COMB相連接，輸出端與低通濾波 器4、帶通濾波器5的輸入端相連接，用于將開關(guān)網(wǎng)絡(luò)輸出的差分的電壓信 號轉(zhuǎn)換為單端信號，并置該差分放大器一正向參考電壓VREF,以確保差分 放大器始終輸出正電壓。
由于串聯(lián)燃料電池堆中的單電池1兩端電壓具有共模電壓，且串聯(lián)的單 電池越多，最大共模電壓就越大，因此當(dāng)串聯(lián)的單電池l較少時，例如少于 10個，本系統(tǒng)可采用低共模抑制比的差分放大器，如由運(yùn)算放大器OP07構(gòu) 成的差分放大器；當(dāng)串聯(lián)的單電池l較多時，例如多于10個，需采用高共模抑制比的差分放大器，如INA117或AD629。
所述低通濾波器4的輸入端連接差分放大器的輸出端，用于得到直流電 壓信號并將該信號輸出到直流分量數(shù)據(jù)采集單元6。低通濾波器4為能有效 濾除疊加在當(dāng)前單電池1上的交流波動電壓的低通濾波器，可以為無源低 通濾波器、有源低通濾波器。圖6為低通濾波器4的---個具體實(shí)施方式
， 其中利用精密運(yùn)算放大器TLC279構(gòu)成二階有源低通濾波器，輸出直流電 壓信號AD0。
所述帶通濾波器5的輸入端連接差分放大器的輸出端，用于得到交流電 壓信號并將該信號輸出到交流分量數(shù)據(jù)釆集單元7。帶通濾波器5為能有效 濾除單電池1兩端的直流電壓成分及高頻干擾并保留突流波動成分的帶通 濾波器，，可以為無源帶通濾波器、有源帶通濾波器，濾波器在通帶可具有 一定增益，增益的范圍為1V/V-100V/V。圖7為帶通濾波器5的一個具休 實(shí)施方式，其中利用精密運(yùn)算放大器TLC279構(gòu)成六階、10V/V增益的有 源帶通濾波器。
所述:良流分量數(shù)據(jù)采集單元6用于接收來自低通濾波器4的直流電壓信 號并根據(jù)該信號獲取直流電壓值。該直流分量數(shù)據(jù)采集單元6為A/D轉(zhuǎn)換 單元，其通過對模擬的直流電壓信號(如圖4中的ADO)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換而 得到數(shù)字信號，該數(shù)字信號即為直流電壓值，代表單電池兩端的電壓。該 :rt流電壓值可以被存儲到存儲單元(未圖示)中。所述A/D轉(zhuǎn)換的過程和 實(shí)施對本領(lǐng)域人員來說是公知的。
所述交流分量數(shù)據(jù)采集單元7用于接收來自帶通濾波器5的交流波動電 壓信號、根據(jù)該信號獲取交流波動電壓值并將該交流波動電壓值輸出到內(nèi) 阻計算單元8。該交流分量數(shù)據(jù)采集單元7為A/D轉(zhuǎn)換單元，其通過對模 擬的交流波動電壓信號(如圖S中的AD1)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換而得到數(shù)字信號， 該數(shù)字信號即為交流波動電壓值。需要說明的是該交流波動電壓值為交流 波動電壓的有效值(也就是峰值除以^)。該交流波動電壓值可以被輸出到內(nèi)阻計算單元8中。所述A/D轉(zhuǎn)換的過程和實(shí)施對本領(lǐng)域人員來說是公 知的。
所述內(nèi)阻計算單元8用于根據(jù)接收到的交流波動電壓值和所述交流波動 電流產(chǎn)生器3所施加的交流波動電流值計算得到單電池的內(nèi)阻。其中交流 波動電壓值山交流分量數(shù)據(jù)采集單元7提供，交流波動電流值從交流波動 電流產(chǎn)生器3獲取，都是有效值。如上所述，單電池內(nèi)阻由高頻阻抗的有 效值進(jìn)行表征，即用交流波動電壓(有效)值除以交流波動電流(有效) 值得到。該內(nèi)阻計算單元8的具體實(shí)施對本領(lǐng)域人員來說是公知的，可以 通過硬件或程序?qū)嵤?。計算得到的單電池?nèi)阻數(shù)據(jù)可以被存儲到存儲單元 (未圖示)中。
上述開關(guān)控制器、激勵源控制器、直流分量數(shù)據(jù)采集單元6、交流分量 數(shù)據(jù)采集單元7、內(nèi)阻計算單元8可以分別由單獨(dú)的控制器實(shí)施，也可以由 一個控制器來實(shí)施，如圖7所示為集成了開關(guān)控制器、直流分量數(shù)據(jù)采集 單元6、交流分量數(shù)據(jù)采集單元7、內(nèi)阻計算單元8的控制器，其中該控制 器采用C8051F005微控制器實(shí)施，該微控制器的A/D轉(zhuǎn)換端AIN0、 AIN1 分別連接到AD0和AD1, A/D轉(zhuǎn)換作為直流分量數(shù)據(jù)采集單元6和交流分 量數(shù)據(jù)采集單元7，微控制器的PO、 P1端連接開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的譯碼器U1、 U2 的地址控制端和數(shù)據(jù)控制端以控制開關(guān)元件2,該微控制器還可以通過通信 線路將得到的單電池電壓和內(nèi)阻數(shù)據(jù)傳送到外部計算機(jī)或燃料電池系統(tǒng)總 控制器，以進(jìn)行外部分析，從而實(shí)現(xiàn)分布監(jiān)測或在線監(jiān)測。
權(quán)利要求
1.一種燃料電池性能監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括開關(guān)網(wǎng)絡(luò)、低通濾波器(4)、帶通濾波器(5)、直流分量數(shù)據(jù)采集單元(6)、交流分量數(shù)據(jù)采集單元(7)以及內(nèi)阻計算單元(8)；所述開關(guān)網(wǎng)絡(luò)包括順序排列的多個開關(guān)元件(2)，奇數(shù)序號開關(guān)元件(2)的信號輸出端并聯(lián)成開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的第一輸出端，偶數(shù)序號開關(guān)元件(2)的信號輸出端并聯(lián)成開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的第二輸出端，用于輸出一個單電池兩端的電壓信號；所述低通濾波器(4)和帶通濾波器(5)分別與開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的第一輸出端和第二輸出端連接，分別用于接收第一輸出端和第二輸出端輸出的電壓信號，通過濾波分別得到直流電壓信號和交流波動電壓信號，并分別將得到的信號輸出到直流分量數(shù)據(jù)采集單元(6)和交流分量數(shù)據(jù)采集單元(7)；所述直流分量數(shù)據(jù)采集單元(6)用于接收來自低通濾波器(4)的直流電壓信號并根據(jù)該信號獲取直流電壓值；所述交流分量數(shù)據(jù)采集單元(7)用于接收來自帶通濾波器(5)的交流波動電壓信號、根據(jù)該信號獲取交流波動電壓值并將該交流波動電壓值輸出到內(nèi)阻計算單元(8)；所述內(nèi)阻計算單元(8)用于計算單電池的內(nèi)阻。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中開關(guān)元件(2)的個數(shù)比燃料電池 堆中單電池的個數(shù)多l(xiāng)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中開關(guān)元件(2)是具有控制端的開 關(guān)，開關(guān)網(wǎng)絡(luò)還包括開關(guān)控制器，用于通過控制端控制開關(guān)元件(2)的狀 態(tài)，以每次接入一個單電池(1)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中開關(guān)元件(2)為具有控制端的雙 路光電隔離繼電器。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中開關(guān)控制器執(zhí)行對應(yīng)于開關(guān)狀態(tài) 的組合邏輯時序控制程序，使得該開關(guān)網(wǎng)絡(luò)中有且僅有一對相鄰的開關(guān)元件(2)被同時閉合。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中該系統(tǒng)還包括交流波動電流產(chǎn)生 器(3)，用于與燃料電池堆的電壓輸出端并聯(lián)，向燃料電池堆施加交流波動 屯流；所述內(nèi)阻計算單元(8)用于根據(jù)接收到的交流波動電壓值和所述交流 波動電流產(chǎn)生器(3)所施加的交流波動電流值計算得到單電池的內(nèi)阻。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中交流波動電流產(chǎn)生器(3)為電流 激勵源或可控負(fù)載。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中電流激勵源為交流恒流激勵源。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中可控負(fù)載為交流恒流負(fù)載。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中內(nèi)阻計算單元(8)用交流波動 電壓值除以交流波動電流值得到單電池內(nèi)阻。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的系統(tǒng)，其中該系統(tǒng)還包括差分放大器， 差分放大器的輸入端與開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的第--輸出端、第二輸出端相連接，輸出端 與低通濾波器(4)、帶通濾波器(5)的輸入端相連接，用于將開關(guān)網(wǎng)絡(luò)輸出的差分的電壓信號轉(zhuǎn)換為單端信號，并置該差分放大器一正向參考電壓， 以確保差分放大器始終輸出正電壓。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中直流分量數(shù)據(jù)采集單元(6)、交 流分量數(shù)據(jù)釆集單元(7)為A/D轉(zhuǎn)換單元。
全文摘要
一種燃料電池性能監(jiān)測系統(tǒng)包括開關(guān)網(wǎng)絡(luò)、低通濾波器、帶通濾波器、直流分量數(shù)據(jù)采集單元、交流分量數(shù)據(jù)采集單元以及內(nèi)阻計算單元；開關(guān)網(wǎng)絡(luò)包括順序排列的多個開關(guān)元件，奇數(shù)序號開關(guān)元件的信號輸出端并聯(lián)成開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的第一輸出端，偶數(shù)序號開關(guān)元件的信號輸出端并聯(lián)成開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的第二輸出端，用于輸出一個單電池兩端的電壓信號；低通濾波器和帶通濾波器分別得到直流電壓信號和交流波動電壓信號；直流分量數(shù)據(jù)采集單元和交流分量數(shù)據(jù)采集單元獲取直流電壓值和交流波動電壓值；內(nèi)阻計算單元用于計算單電池的內(nèi)阻。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于利用開關(guān)元件實(shí)現(xiàn)多通道測量單電池電壓和內(nèi)阻，減少使用昂貴的高共模抑制比儀表放大器的數(shù)量，降低了成本。
文檔編號G01R31/36GK101303396SQ20071010177
公開日2008年11月12日 申請日期2007年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月9日
發(fā)明者振 張, 董俊卿, 趙志強(qiáng) 申請人:比亞迪股份有限公司