无线通讯的燃料电池电压巡检装置及燃料电池发动机的制作方法

1.本实用新型属于燃料电池技术领域，尤其是涉及一种无线通讯的燃料电池电压巡检装置及燃料电池发动机。


背景技术：

2.燃料电池的健康状态主要反映在其单体电压和交流阻抗上，过干、过湿、缺气等不良操作条件及机械损伤等因素均会使燃料电池的单体电压和交流阻抗发生改变。目前，燃料电池系统电压巡检装置布置在pack外部，通过线束和连接器与电堆单片进行连接，通过can总线进行数据交互，线束和连接器增加了系统的成本，可靠性差。


技术实现要素：

3.针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种无线通讯的燃料电池电压巡检装置及燃料电池发动机，至少部分的解决现有技术中存在的电压巡检装置与电堆分开设置，造成的系统成本高且可靠性差的问题。
4.第一方面，本公开实施例提供了一种无线通讯的燃料电池电压巡检装置，包括：壳体、燃料电池、电压巡检装置、dc/dc电路和燃料电池控制器；
5.所述燃料电池和电压巡检装置设置在壳体内，所述燃料电池和电压巡检装置电连接，所述dc/dc电路和燃料电池控制器设置在壳体外，所述dc/dc电路分别与燃料电池和燃料电池控制器电连接，所述燃料电池控制器和电压巡检装置无线通讯连接。
6.可选的，所述电压巡检装置，包括mcu、电压采集电路和阻抗采集电路，所述电压采集电路和阻抗采集电路均与mcu电连接。
7.可选的，所述电压巡检装置包括第一无线通讯模块，所述第一无线通讯模块与mcu电连接。
8.可选的，所述燃料电池控制器包括第二无线通讯模块，所述第二无线通讯模块与第一无线通讯模块无线通讯。
9.可选的，所述第一无线通讯模块和第二无线通讯模块为蓝牙、wifi或zigbee。
10.可选的，所述mcu为三核。
11.可选的，所述dc/dc电路，包括电容cin、电感l1、开关u1、二极管d1和电容cout，所述电容cin与燃料电池串联，所述电感l1和开关u1组成的串联电路与电容cin并联，所述二极管d1和电容cout组成的串联电路与开关u1并联，所述二极管d1的阳极与电感l1电连接，所述述二极管d1的阴极与电容cout电连接。
12.可选的，所述dc/dc电路的输出端连接电阻r101和蓄电池。
13.可选的，还包括负载，所述负载与dc/dc电路电连接。
14.第二方面，本公开实施例提供了一种燃料电池发动机，包括：第一方面任一所述的电压巡检装置。
15.本实用新型提供的无线通讯的燃料电池电压巡检装置，通过将燃料电池和电压巡
检装置均设置在一个壳体内，燃料电池控制器与电压巡检装置通过无线进行通讯，缩减了pack内部及外部的线束的长度，减少了连接器的数量；从而达到简化线束布置，避免信号的电磁干扰，提升信号传输可靠性的目的。
附图说明
16.通过结合附图对本公开示例性实施例进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。
17.图1为本公开实施例提供的无线通讯的燃料电池电压巡检装置的原理框图；
18.图2为本公开实施例提供的dc/dc电路的电子电路图；
19.图3为本公开实施例提供的dc/dc电路的开关u1和输入电流的控制时序图；
20.其中：1-壳体。
具体实施方式
21.下面结合附图对本公开实施例进行详细描述。
22.应当明确，以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
23.需要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本公开，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。
24.还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本公开的基本构想，图示中仅显示与本公开中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
25.另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。
26.词语解释：
27.pack：包装；
28.cvm：电压巡检装置；
29.fcu：燃料电池控制器；
30.fc：燃料电池；
31.mcu：微处理器；
32.load：负载。
33.如图1所示，本实施例公开了一种无线通讯的燃料电池电压巡检装置，包括：壳体、燃料电池、电压巡检装置、dc/dc电路和燃料电池控制器；
34.所述燃料电池和电压巡检装置设置在壳体内，所述燃料电池和电压巡检装置电连接，所述dc/dc电路和燃料电池控制器设置在壳体外，所述dc/dc电路分别与燃料电池和燃料电池控制器电连接，所述燃料电池控制器和电压巡检装置无线通讯连接。
35.可选的，所述电压巡检装置，包括mcu、电压采集电路和阻抗采集电路，所述电压采集电路和阻抗采集电路均与mcu电连接。
36.可选的，所述电压巡检装置包括第一无线通讯模块，所述第一无线通讯模块与mcu电连接。
37.可选的，所述燃料电池控制器包括第二无线通讯模块，所述第二无线通讯模块与第一无线通讯模块无线通讯。
38.可选的，所述第一无线通讯模块和第二无线通讯模块为蓝牙、wifi或zigbee。
39.可选的，所述mcu为三核。
40.可选的，如图2所示，所述dc/dc电路，包括电容cin、电感l1、开关u1、二极管d1和电容cout，所述电容cin与燃料电池串联，所述电感l1和开关u1组成的串联电路与电容cin并联，所述二极管d1和电容cout组成的串联电路与开关u1并联，所述二极管d1的阳极与电感l1电连接，所述述二极管d1的阴极与电容cout电连接。
41.可选的，所述dc/dc电路的输出端连接电阻r101和蓄电池。
42.可选的，还包括负载，所述负载与dc/dc电路电连接。
43.如图3所示控制dc/dc电路的开关u1的占空比，从而控制输入电流实现不同频率的电流扰动；
44.在一个具体的示例中，1、当燃料电池系统正常上电时，fcu通过can通讯发送指令给dc/dc扰动指令，fcu通过无线通讯发送指令给cvm；cvm响应采集指令，通过电压采集电路和阻抗采集电路进行数据采集。
45.2、电压采集电路进行电压采集，阻抗采集电路进行交流阻抗测量。
46.电流扰动通过dc\dc可实现不同频率的扰动，进行单片的阻抗谱测量；最后，实现了单片电压和任意单片的不同频率的交流阻抗同步测量，避免电堆过干、过湿、缺气等，提高电堆寿命。
47.3、cvm集成在pack内部，cvm内部包括电压采集电路、阻抗采集电路及无线通讯模块，电压采集和阻抗采集单元将采集到的数据传递给mcu，
48.mcu通过无线通讯模块(蓝牙或wifi或zigbee)发射出去；fcu内部的无线通讯模块接收数据。
49.4、电流扰动通过dc\dc可实现不同频率的扰动，进行单片的阻抗谱测量；dc\dc采用boost升压拓扑，通过控制开关u1的占空比，控制输入电流iin实现不同频率的电流扰动。
50.5、mcu为三核，通过内部协同，实现单片电压和阻抗的同步测量。扰动交流信号通过带通滤波电路将不需要的信号进行衰减，将有效频率信号放大并采集。
51.本实施例中fcu中使用的软件均为现有技术，即fcu基于现有的软件均可实现本实施的控制。
52.本实施例还公开了一种燃料电池发动机，包括：本实施例公开的电压巡检装置。
53.以上结合具体实施例描述了本公开的基本原理，但是，需要指出的是，在本公开中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本公开的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本公开为必须采用上述具体的细节来实现。
54.在本公开中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序，本公开中涉及的器件、装置、设备、系统的方框图仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些器件、装置、设备、系统。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”，且可与其互换使用。
55.另外，如在此使用的，在以“至少一个”开始的项的列举中使用的“或”指示分离的列举，以便例如“a、b或c的至少一个”的列举意味着a或b或c，或ab或ac或bc，或abc(即a和b和c)。此外，措辞“示例的”不意味着描述的例子是优选的或者比其他例子更好。
56.还需要指出的是，在本公开的系统和方法中，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本公开的等效方案。
57.可以不脱离由所附权利要求定义的教导的技术而进行对在此所述的技术的各种改变、替换和更改。此外，本公开的权利要求的范围不限于以上所述的处理、机器、制造、事件的组成、手段、方法和动作的具体方面。可以利用与在此所述的相应方面进行基本相同的功能或者实现基本相同的结果的当前存在的或者稍后要开发的处理、机器、制造、事件的组成、手段、方法或动作。因而，所附权利要求包括在其范围内的这样的处理、机器、制造、事件的组成、手段、方法或动作。
58.提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本公开。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本公开的范围。因此，本公开不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。
59.为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本公开的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。