专利名称：一种可扩展的燃料电池单片电压巡检系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种检测系统，更具体地说，是一种可扩展的检测燃料电池单片 电压的巡检系统。
技术背景 单片电压巡检(CVM)系统是燃料电池测试系统中的重要组成部分，其安全性、可 靠性、有效性是燃料电池测试人员对系统进行有效监测和系统评估的重要保证。目前，公知的燃料电池单片电压巡检系统都是针对特定的电堆模块，根据所需检 测的单体电压数来设计相应的电压巡检系统，采用单一的监测装置或由多套装置共同监 测。ZL200710099293. 3中提出了一种面向燃料电池的单片电压巡检系统，其系统对全 部540片燃料电池采用单一的监测装置。另一种比较普遍的监测方式是由多套监测装置共 同检测。单一的监测装置具有一定的局限性，当所需检测的单体电压数需要增加或减少 时，其检测通道则不足或过剩，扩展性不足；多套监测装置系统，其灵活性较好，可根据实际 测试需求选用数量合适的监测单元，但各监测单元之间的匹配，以及将同一监测装置用在 不同测试系统时的通用性仍显不足。

实用新型内容为解决上述现有技术存在的上述问题，本实用新型提出一种可扩展的燃料电池单 片电压巡检系统，本系统不需改变硬件结构及下位机软件便可实现多套装置共同工作，易 于扩展，具有良好的通用性。本实用新型可通过以下技术方案予以解决一种可扩展的燃料电池单片电压巡检系统，燃料电池电堆中的每两片燃料电池的 电压信号分别通过分压电阻分压后输出到相应的运算放大器，再经该运算放大器输出到单 片机的A/D端口。作为本实用新型的优选实施例本实用新型所述单片机连接有基准电压；所述单片机的I/O端口连接有一四位拨 位开关；所述单片机采用MC9S08DZ60。由于采用以上技术方案，本实用新型对燃料电池单体电压的检测精度高，可达 0. 01V;可根据实际需要，将燃料电池单体巡检系统的拨位码设置为不同的值，使得多个监 测单元能协同工作，利于扩展。

图1为本实用新型系统原理图图2为本实用新型中拨位开关的应用示意图具体实施方式
下面结合具体实施方式
，进一步阐述本实用新型如图1所示，一种可扩展的燃料电池单片电压巡检系统，燃料电池电堆中的每两 片燃料电池的电压信号分别通过分压电阻分压后输出到相应的运算放大器，再经该运算放 大器输出到单片机的A/D端口。单片机外部接有4. 096V的基准电压，保证了 A/D转换的高 精度。单片机采用MC9S08DZ60，其成本较低，支持CAN网络，由于MC9S08DZ60的ADC模块具 有24路模拟输入接口，故一块单片机可测量24路电压信号，非常适合于燃料电池单体电压 巡检系统的开发。单片机的I/O端口连接有一四位拨位开关，且单片机软件自动根据拨位开关的地 址修改发送和接收数据的ID，由此带来的便利主要是多个模块可以采用同样的程序，使 用时只要根据顺序设定地址即可。如图2所示，拨位开关一端并联接地，另一端接至单片机 的四个I/O端，首先将I/O设置为读，再将拨码位对应端口的上拉电阻使能，并读取外部的 开关量。将读取的外部参数作为数据帧初始ID的增量。通过对四位拨位开关的通断控制来 唯一地标记该CVM单元，四位拨位开关总共有16种拨位码，故最多可以实现16个CVM —起 工作，按每两片燃料电池单体作为一个电压检测信号，该系统可扩展至检测24*2*16 = 768 片燃料电池单体，能够满足目前绝大部分的电堆测试要求。拨位开关的位数还可以继续增 加，其扩展规模也按能比例增加。具体测试案例1 在备用电源燃料电池系统测试平台中，需要测试的电堆单体总 数为90片，采用两个单体电压作为一个测试信号，实际需测试电压信号数为45个，采用2 个CVM单元，分别将其拨位码设置为0001，0010，上位机、rcu单元向CAN通信网络定时发送 触发帧，3个CVM单元收到触发信号后依次向CAN通信网络反馈采集的单体电压信息，上位 机、FCU单元通过提取不同的ID号来接收相应的数据帧，并实时显示电压信号。具体测试案例2 在10kW轿车用电堆测试平台中，需要测试的电堆单体总数为144 片，采用两个单体电压作为一个测试信号，实际共需测试电压信号为72个，采用3个CVM单 元，分别将其拨位码设置为0001，0010，0011，上位机便可以通过周期的发送触发帧来获取 实时的电压反馈信号。两个实施案例中，采用的CVM单元完全相同，只需根据所测试的电堆单体数选择 数量合适的CVM单元，并将其拨位码设置为不同的值，上位机和FCU单元便可获取相应的电 压信号，对电堆运行状况进行实时监测。但是，上述的具体实施方式
只是示例性的，是为了更好的使本领域技术人员能够 理解本专利，不能理解为是对本专利包括范围的限制；只要是根据本专利所揭示精神的所 作的任何等同变更或修饰，均落入本专利包括的范围。
权利要求一种可扩展的燃料电池单片电压巡检系统，其特征在于燃料电池电堆中的每两片燃料电池的电压信号分别通过分压电阻分压后输出到相应的运算放大器，再经该运算放大器输出到单片机的A/D端口。
2.根据权利要求1所述的一种可扩展的燃料电池单片电压巡检系统，其特征在于所 述单片机连接有基准电压。
3.根据权利要求2所述的一种可扩展的燃料电池单片电压巡检系统，其特征在于所 述单片机的I/O端口连接有一四位拨位开关。
4.根据以上权利要求1-3任一项所述的一种可扩展的燃料电池单片电压巡检系统，其 特征在于所述单片机采用MC9S08DZ60。
专利摘要本实用新型公开一种可扩展的燃料电池单片电压巡检系统，燃料电池电堆中的每两片燃料电池的电压信号分别通过分压电阻分压后输出到相应的运算放大器，再经该运算放大器输出到单片机的A/D端口。本实用新型不需改变设备硬件结构及下位机软件便可实现多套装置共同工作，易于扩展，具有良好的通用性。
文档编号G01R31/36GK201611388SQ201020122509
公开日2010年10月20日 申请日期2010年3月4日 优先权日2010年3月4日
发明者徐先朝, 殷程程, 马天才 申请人:昆山弗尔赛能源有限公司