基于燃料电池电堆巡检检测装置及方法

技术领域

本发明涉及燃料电池电堆检测技术领域，具体为基于燃料电池电堆巡检检测装置及方法。

背景技术

燃料电池电堆是由多个燃料电池单体串联而成，具有高功率、高密度、无污染等优点。随着社会的发展，人们对生活质量的不断提高，洁能环保的生活理念越来越普及，燃料电池作为清洁能源市场应用会越来越高，对燃料电池的技术要求及安全性会越来越高。

在现有燃料电池电堆反应技术中，CVM巡检模块的主要功能是采集燃料电池单体电压(或电堆总电压)信号，并将其发送到燃料电池系统控制器，通过对单体电压信号的检查，来判断燃料电池的工作状态，并做对应的控制操作。燃料电池的健康状态主要反映在其单体电压上，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发生改变。因此，如果要诊断燃料电池的状态或依靠单体电压进行燃料电池系统控制，就需要知道燃料电池的单体电压，配合使用燃料电池(电堆)和巡检。

但是在针对CVM巡检模块做测试时，需要通过燃料电池电堆在实际工作的状态下进行CVM巡检模块的测试，根据燃料电池电堆系统运行时实际问题反馈，改进CVM巡检模块现有问题，CVM巡检模块现有问题一般包括通道不灵敏，且通道与实际通讯不相符合，无法获取负电压值等，此准备过程相对操作复杂，反应等待准备时间长；一般情况下，采用单电池对CVM巡检模块进行模拟单路测试验证，但是通过干电池只能简单模拟电堆的工作状态，实际应用过程验证CVM巡检模块的所有通道相对复杂、不易操作，成本增加；且无法多通道同时对峰值电压检测验证。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了基于燃料电池电堆巡检检测装置及方法，解决了现有CVM巡检模块检测装置只能简单模拟电堆的工作状态、且模拟成本高的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：基于燃料电池电堆巡检检测装置及方法，

第一方面，基于燃料电池电堆巡检检测装置，包括，

电压控制测量模块，用于测量检测装置的总电压值；

电堆模拟电压模块，用于模拟燃料电池电堆工作状态下电压值；

电压调节模块，所述电压调节模块与电堆模拟电压模块电性相连，用于调节电堆模拟电压模块在工作状态下电压值的变化；

巡检模块，用于连接电堆模拟电压模块并实时检测电堆模拟电压模块的输出电路信号。

较佳地，还包括补偿模块，所述补偿模块与巡检模块连接，用以提供一电压补偿信号。

较佳地，还包括数据处理模块，所述数据处理模块与巡检模块电性连接，用以处理电堆模拟电压模块输出的输出电路信号。

较佳地，所述电堆模拟电压模块包括至少一个恒流装置。

较佳地，所述电压调节模块包括与恒流装置相匹配的可调节电阻。

较佳地，所述恒流装置与相匹配的可调节电阻连接有对应的启闭装置，用于模拟燃料电池电堆反应状态，所述恒流装置为3V干电池，所述可调节电阻为500Ω滑动电阻。

第二方面，基于燃料电池电堆巡检检测方法，采用如上基于燃料电池电堆巡检检测装置，包括：

闭合对应的启闭装置以使得燃料电池电堆巡检检测装置处于工作状态；

调节可调节电阻以模拟燃料电池电堆反应状态；

数据处理模块显示电堆模拟电压模块输出的输出电路信号以反馈巡检模块测试验证结果。

较佳地，闭合对应的启闭装置以使得燃料电池电堆巡检检测装置处于工作状态；具体包括，根据燃料电池电堆反应条件闭合启闭装置以模拟燃料电池电堆反应状态；

于启闭装置闭合状态下燃料电池电堆巡检检测装置处于工作状态；

还包括根据巡检单元的工作状态开启补偿单元用以向巡检单元提供9～36V直流电源。

较佳地，调节可调节电阻以模拟燃料电池电堆反应状态；具体包括，

根据巡检模块检测峰值调节可调节电阻以获取相应的正电压值，

于巡检模块需采集负电压值状态下调换接线引脚可获取负电压值。

较佳地，数据处理模块显示电堆模拟电压模块输出的输出电路信号以反馈巡检模块测试验证结果，具体包括，

数据处理模块显示电堆模拟电压模块输出的输出电路信号及处理巡检模块所需触发帧发送命令；

根据输出电路信号及帧发送命令以获取巡检模块测试验证结果。

本发明具备以下有益效果：

通过在燃料电池电堆巡检检测装置中设置电压控制测量模块、电堆模拟电压模块、电压调节模块及巡检模块，在电压调节模块作用下电堆模拟电压模块可模拟电堆在实际工作状态下电压变化状态，无需提前装配准备电池电堆反应物资，根据巡检模块的实际通道数来更新检测装置的通道数，操作安全且简单。

在巡检模块连接数据处理模块，数据处理巡检模块输出的电路信号以获得模拟电池电堆实际工作下的电压变化，根据巡检模块通讯协议开发上位机，用以检测巡检模块数据反馈情况以及巡检模块所需触发帧发送，便于数据的分析及处理。

附图说明

图1为本发明基于燃料电池电堆巡检检测装置示意图；

图2为本发明采用基于燃料电池电堆巡检检测装置的方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：基于燃料电池电堆巡检检测装置，包括，电压控制测量模块101，用于测量检测装置的总电压值；电堆模拟电压模块102，用于模拟燃料电池电堆工作状态下电压值；电压调节模块103，所述电压调节模块103与电堆模拟电压模块102电性相连，用于调节电堆模拟电压模块在工作状态下电压值的变化；巡检模块106，用于连接电堆模拟电压模块102并实时检测电堆模拟电压模块102的输出电路信号。

通过在燃料电池电堆巡检检测装置中设置电压控制测量模块101、电堆模拟电压模块102、电压调节模块103及巡检模块106，在电压调节模块103作用下电堆模拟电压模块102可模拟电堆在实际工作状态下电压变化状态，无需提前装配准备电池电堆反应物资，同时可根据巡检模块106的实际通道数来更新检测装置的通道数，操作安全且简单。

在一种较佳的实施方式中，还包括补偿模块104，所述补偿模块104与巡检模块106连接，用以提供一电压补偿信号。补偿模块104为CVM巡检模块外部供电电源，具体需求根据CVM巡检模块供电需求提供，一般为9～36V直流电源。

在一种较佳的实施方式中，还包括数据处理模块105，所述数据处理模块105与巡检模块106电性连接，巡检模块106检测电堆模拟电压模块102的输出电路信号，数据处理模块105用以处理电堆模拟电压模块102输出的输出电路信号。数据处理模块105一般为计算机，计算机以及CVM巡检模块通讯协议解析工具，可以根据CVM巡检模块通讯协议开发上位机，用以检测CVM巡检模块数据反馈情况以及CVM巡检模块所需触发帧发送。

在一种较佳的实施方式中，所述电堆模拟电压模块102包括至少一个恒流装置，具体个数通过实际燃料电池电堆的反应现场及条件确定，所述电压调节模块103包括与恒流装置相匹配的可调节电阻，所述恒流装置与相匹配的可调节电阻连接有对应的启闭装置，用于模拟用于模拟燃料电池电堆反应状态，巡检模块可实时检测电堆模拟电压模块的输出电路信号，所述恒流装置一般为3V干电池，所述可调节电阻为500Ω、功率为10W的滑动电阻。

本发明还提供一种基于燃料电池电堆巡检检测方法，采用如上所述的基于燃料电池电堆巡检检测装置，具体流程图如图2所示，包括：

S001、闭合对应的启闭装置以使得燃料电池电堆巡检检测装置处于工作状态；

本实施例中，根据燃料电池电堆反应条件闭合启闭装置以模拟燃料电池电堆反应状态；于启闭装置闭合状态下燃料电池电堆巡检检测装置处于工作状态。启闭装置为开关按钮，在燃料电池电堆巡检检测装置未使用的情况可以断开所有开关按钮，在工作状态下闭合所有开关按钮，在这个过程中可以用开关按钮来模拟CVM巡检模块的断线状态，验证CVM巡检模块工作时输出的电路信号，由计算机显示燃料电池电堆巡检检测装置模拟燃料电池电堆反应的状态；通过电压控制测量模块检测燃料电池电堆巡检检测装置总电压；燃料电池电堆巡检检测装置内电源选用3.0V、5W干电池作为电堆模拟电源模块；选用功率10W阻值为500Ω电阻作为模拟电堆电压变化调节旋钮。补偿单元为巡检模块外部供电电源，具体需求根据CVM巡检模块工作时的供电需求提供，一般为9～36V直流电源。

S002、调节可调节电阻以模拟燃料电池电堆反应状态；

本实施例中，根据巡检模块检测峰值调节可调节电阻以获取相应的正电压值，于巡检模块需采集负电压值状态下调换接线引脚可获取负电压值，测试过程中可以根据CVM巡检模块的检测峰值调节可调节电阻，根据欧姆定律得出CVM巡检模块检测的一端滑动变器的阻值越大其电压值越大，从而实现调节CVM巡检模块采集值变化的目的，需要测试CVM巡检模块对负电压检测时，可以适当调换接线引脚即可采集到负电压，调节可调节电阻同样可以得到负电压的变化状态，即解决了现有技术中无法检测负电压的问题。

S003、数据处理模块显示电堆模拟电压模块输出的输出电路信号以反馈巡检模块测试验证结果。

本实施例中，数据处理模块显示巡检模块输出的电路信号，数据处理模块一般为计算机系统，计算机以及CVM巡检模块通讯协议解析工具，可以根据CVM巡检模块通讯协议开发上位机，用以检测CVM巡检模块数据反馈情况以及CVM巡检模块所需触发帧发送；根据电路信号及帧发送命令反馈巡检模块测试验证结果，同时可实现根据CVM巡检模块的实际通道数来更新检测装置的通道数的效果。

通过闭合燃料电池电堆巡检检测装置控制通道的启闭装置，根据燃料电池电堆反应条件下模拟燃料电池电堆反应状态，巡检模块输出模拟燃料电池电堆反应状态电路相关信号传输至数据处理模块，实现模拟燃料电池电堆在实际工作状态下电压变化状态，在检测过程中根据CVM的实际通道数来更新检测装置的通道数，操作流程安全、简单，无需提前装配准备，提高通道灵敏度，降低巡检模块的验证成本。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。