一种单电池巡检装置、燃料电池系统及新能源车辆的制作方法

本技术涉及燃料电池，尤其涉及一种单电池巡检装置、燃料电池系统及新能源车辆。

背景技术：

1、燃料电池是以氢气和氧气作为反应物，将化学能转化为电能并产生水的高效能发电装置，其中，电堆是燃料电池的重要组成部分，主要由多组单电池堆叠而成，多组单电池间相互协调、稳定发电是保证燃料电池持续稳定运行的关键，而燃料电池中电堆的多组单电池间彼此串联，受短板效应影响，一组单电池性能较低则会影响整个电堆运行状态，为此，在燃料电池研发及应用过程中，对电堆的多组单电池间性能差异进行检测是保证燃料电池持续稳定运行的一个重要环节。

2、目前，通常是利用单片电压巡检仪采集单电池的电压信号，以及利用阻抗数据采集器采集单电池的阻抗数据后，根据阻抗数据采集器采集的单电池的阻抗数据以及单片电压巡检仪采集的单电池的电压信号，分析电堆的多组单电池间的性能差异，然而，由于燃料电池的电堆通常由数百个单电池组成，在利用单片电压巡检仪采集单电池的电压信号以及利用阻抗数据采集器采集单电池的阻抗数据时的结构布置往往较为复杂，而且检验过程相对困难，检测成本也比较高。

技术实现思路

1、本实用新型提供了一种单电池巡检装置、燃料电池系统及新能源车辆，用以解决现有技术在对电堆的多组单电池间性能差异进行检测时结构布置较为复杂、检验过程相对困难、检测成本较高的问题。

2、本实用新型提供的技术方案如下：

3、一方面，本实用新型提供了一种单电池巡检装置，包括依次连接的数据采集控制模块和数据采集传输模块；其中，数据采集控制模块的阻抗扰动信号输入端与燃料电池系统中dc/dc转换模块的阻抗扰动信号输出端连接，数据采集控制模块的阻抗反馈信号输出端与燃料电池系统中dc/dc转换模块的阻抗反馈信号输入端连接，数据采集控制模块的电压信号输出端与燃料电池系统中dc/dc转换模块的电压信号输入端连接，数据采集控制模块的各个单电池巡检控制端与数据采集传输模块的各个单电池数据采集端一一对应连接；数据采集传输模块的各个单电池数据采集端与燃料电池系统中电堆的各个目标单电池一一对应连接。

4、另一方面，本实用新型还提供了一种燃料电池系统，包括电堆，向电堆供给燃料的阳极系统，向电堆供给氧化剂的阴极系统，对电堆进行冷却的冷却系统，对阳极系统、阴极系统和冷却系统进行控制的燃料电池控制器，dc/dc转换模块，以及上述单电池巡检装置。

5、另一方面，本实用新型还提供了一种新能源车辆，包括车身，底盘车架，车轮，电动机，整车控制系统，以及上述燃料电池系统。

6、本实用新型的有益效果如下：

7、本实用新型中，通过集成在单电池巡检装置内依次连接的数据采集控制模块和数据采集传输模块，即可在无需改变电堆结构且不影响电堆正常运行的前提下，实现对阻抗反馈信号和电压信号的采集的同时，实现对单电池间性能差异的检测，从而通过简单的集成化结构部署实现了对单电池间性能差异的检测，进而有效解决了为实现阻抗反馈信号采集功能所带来的零部件数量增多及燃料电池系统结构复杂等问题。而且，阻抗反馈信号和电压信号的传输公共用同一个数据采集传输模块，可以进一步简化零部件数量及结构部署复杂度。此外，通过将数据采集传输模块的各个单电池数据采集端与电堆的各个目标单电池一一对应连接，即可实现对电堆中任意数量、任意位置的单电池间的性能差异检测，从而可以实现对不同数量、不同位置的单电池间性能差异的灵活检测，而且切换过程简单安全。

8、本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地可以从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中特别指出的结构来实现和获得。

技术特征：

1.一种单电池巡检装置，其特征在于，包括依次连接的数据采集控制模块和数据采集传输模块；其中，所述数据采集控制模块的阻抗扰动信号输入端与燃料电池系统中dc/dc转换模块的阻抗扰动信号输出端连接，所述数据采集控制模块的阻抗反馈信号输出端与所述燃料电池系统中所述dc/dc转换模块的阻抗反馈信号输入端连接，所述数据采集控制模块的电压信号输出端与所述燃料电池系统中所述dc/dc转换模块的电压信号输入端连接，所述数据采集控制模块的各个单电池巡检控制端与所述数据采集传输模块的各个单电池数据采集端一一对应连接；所述数据采集传输模块的各个单电池数据采集端与所述燃料电池系统中电堆的各个目标单电池一一对应连接。

2.如权利要求1所述的单电池巡检装置，其特征在于，所述数据采集控制模块包括阻抗信号交换接口，电压信号输出接口，信号处理单元和各个单通道信号分流接口；其中，所述阻抗信号交换接口的阻抗扰动信号输入端与所述燃料电池系统中所述dc/dc转换模块的阻抗扰动信号输出端连接，所述阻抗信号交换接口的阻抗扰动信号输出端与所述信号处理单元的阻抗扰动信号输入端连接，所述阻抗信号交换接口的阻抗反馈信号输入端与所述信号处理单元的阻抗反馈信号输出端连接，所述阻抗信号交换接口的阻抗反馈信号输出端与所述燃料电池系统中所述dc/dc转换模块的阻抗反馈信号输入端连接；所述电压信号输出接口的电压信号输出端与所述燃料电池系统中所述dc/dc转换模块的电压信号输入端连接，所述电压信号输出接口的电压信号输入端与所述信号处理单元的电压信号输出端连接；所述信号处理单元的信号分流控制端分别与所述各个单通道信号分流接口的信号传输控制端连接；所述各个单通道信号分流接口的单电池巡检控制端与所述数据采集传输模块的各个单电池数据采集端一一对应连接。

3.如权利要求2所述的单电池巡检装置，其特征在于，所述数据采集控制模块还包括单通道阻抗信号交换接口；其中，所述单通道阻抗信号交换接口的阻抗扰动信号输入端与所述阻抗信号交换接口的阻抗扰动信号输出端连接，所述单通道阻抗信号交换接口的阻抗扰动信号输出端与所述信号处理单元的阻抗扰动信号输入端连接，所述单通道阻抗信号交换接口的阻抗反馈信号输入端与所述信号处理单元的阻抗反馈信号输出端连接，所述单通道阻抗信号交换接口的阻抗反馈信号输出端与所述阻抗信号交换接口的阻抗反馈信号输入端连接。

4.如权利要求2所述的单电池巡检装置，其特征在于，所述阻抗信号交换接口的阻抗扰动信号输入端通过固定接口线束与所述燃料电池系统中所述dc/dc转换模块的阻抗扰动信号输出端连接，所述阻抗信号交换接口的阻抗反馈信号输出端通过固定接口线束与所述燃料电池系统中所述dc/dc转换模块的阻抗反馈信号输入端连接；所述电压信号输出接口的电压信号输出端通过数据传输总线与所述燃料电池系统中所述dc/dc转换模块的电压信号输入端连接。

5.如权利要求1-4任一项所述的单电池巡检装置，其特征在于，所述数据采集传输模块包括集成对插接口和各个单电池信号采集器；其中，所述集成对插接口中各个对插接口的第一信号传输端与所述数据采集控制模块的各个单电池巡检控制端一一对应连接，所述集成对插接口中所述各个对插接口的第二信号传输端与所述各个单电池信号采集器一一对应连接；所述各个单电池信号采集器与所述燃料电池系统中所述电堆的各个目标单电池一一对应连接。

6.如权利要求5所述的单电池巡检装置，其特征在于，每一单电池信号采集器均与所述燃料电池系统中所述电堆的一目标单电池所对应的阴阳双极板单板连接且连接位置由插针或夹片接头固定。

7.一种燃料电池系统，包括电堆，向所述电堆供给燃料的阳极系统，向所述电堆供给氧化剂的阴极系统，对所述电堆进行冷却的冷却系统，对所述阳极系统、所述阴极系统和所述冷却系统进行控制的燃料电池控制器，以及dc/dc转换模块，其特征在于，还包括如权利要求1-6任一项所述的单电池巡检装置。

8.如权利要求7所述的燃料电池系统，其特征在于，所述dc/dc转换模块的第一阻抗信号传输端与所述电堆的负极集流板连接，所述dc/dc转换模块的第二阻抗信号传输端与所述电堆的正极集流板连接。

9.如权利要求8所述的燃料电池系统，其特征在于，所述dc/dc转换模块的第一阻抗信号传输端通过固定接口线束与所述电堆的负极集流板连接，所述dc/dc转换模块的第二阻抗信号传输端通过固定接口线束与所述电堆的正极集流板连接。

10.一种新能源车辆，包括车身，底盘车架，车轮，电动机和整车控制系统，其特征在于，还包括如权利要求7-9任一项所述的燃料电池系统。

技术总结
本技术公开了一种单电池巡检装置、燃料电池系统及新能源车辆，应用于燃料电池技术领域，具体为：数据采集控制模块的阻抗扰动信号输入端与DC/DC转换模块的阻抗扰动信号输出端连接，数据采集控制模块的阻抗反馈信号输出端与DC/DC转换模块的阻抗反馈信号输入端连接，数据采集控制模块的电压信号输出端与DC/DC转换模块的电压信号输入端连接，数据采集控制模块的各个单电池巡检控制端与数据采集传输模块的各个单电池数据采集端一一对应连接；数据采集传输模块的各个单电池数据采集端与各个目标单电池一一对应连接，从而通过简单的集成化结构部署即可实现对多组单电池间性能差异检测，进而简化了检测过程，降低了检测成本。

技术研发人员：付世豪,丛林,龚正伟,陈雪松
受保护的技术使用者：未势能源科技有限公司
技术研发日：20221229
技术公布日：2024/1/13