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，通常是通过阻抗信号采集装置采集电堆的整堆级阻抗信号后，根据阻抗信号采集装置采集的整堆级阻抗信号分析电堆的综合性能状态，并将综合性能态状态作为电堆的多组单电池间性能差异的诊断依据，来诊断电堆的多组单电池间的性能差异，然而，目前的阻抗采集装置采集通常只能采集到整堆级阻抗信号，且依据整堆级阻抗信号仅能分析出电堆的综合性能状态，难以有效诊断出电堆的多组单电池间的真实性能差异，从而导致单电池间性能差异的检测结果的误差较大，可靠性和真实性也无法保证。

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，用以解决现有技术中由于阻抗采集装置只能采集到电堆的整堆级阻抗信号，导致基于整堆级阻抗信号的单电池间性能差异的检测结果的误差较大、可靠性和真实性较差的问题。

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，包括位于燃料电池系统中电堆的双极板不同面的阻抗信号采集模块和电压信号采集模块；其中，阻抗信号采集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，阻抗信号采集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，阻抗信号采集模块的各个阻抗信号采集端与燃料电池系统中电堆的各个目标单电池的第一信号采集端一一对应连接；电压信号采集模块的各个电压信号采集端与燃料电池系统中电堆的各个目标单电池的第二信号采集端一一对应连接，电压信号采集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。

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、本实用新型通过在燃料电池系统中电堆的双极板不同面分别设置阻抗信号采集模块和电压信号采集模块，可以在无需改变电堆结构且不影响电堆正常运行的前提下，实现对电堆中各个目标单电池的电压信号和阻抗反馈信号的采集，而且，阻抗信号采集模块和电压信号采集模块独立部署、互不影响，从而可以提高单电池巡检装置的可靠性和稳定性，此外，将阻抗信号采集模块的各个阻抗信号采集端与燃料电池系统中电堆的各个目标单电池的第一信号采集端一一对应连接以及将电压信号采集模块的各个电压信号采集端与燃料电池系统中电堆的各个目标单电池的第二信号采集端一一对应连接，可以实现对电堆中各个目标单电池的电压信号和阻抗反馈信号的采集，从而可以根据电堆中各个目标单电池的电压信号和阻抗反馈信号，实现对电堆中各个目标单电池间性能差异的精准检测，进而可以提高单电池间性能差异检测的可靠性和真实性。

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，包括位于燃料电池系统中电堆的双极板不同面的阻抗信号采集模块和电压信号采集模块；其中，所述阻抗信号采集模块的阻抗扰动信号输入端与所述燃料电池系统中dc/dc转换模块的阻抗扰动信号输出端连接，所述阻抗信号采集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，所述阻抗信号采集模块的各个阻抗信号采集端与所述燃料电池系统中所述电堆的各个目标单电池的第一信号采集端一一对应连接；所述电压信号采集模块的各个电压信号采集端与所述燃料电池系统中所述电堆的各个目标单电池的第二信号采集端一一对应连接，所述电压信号采集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。

2.如权利要求1所述的单电池巡检装置，其特征在于，所述阻抗信号采集模块包括信号转换单元，设置于所述信号转换单元的第一信号传输端的单通道阻抗信号交换接口，以及设置于所述信号转换单元的第二信号传输端的各个单通道信号分流接口；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，所述单通道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；所述各个单通道信号分流接口与所述燃料电池系统中所述电堆的各个目标单电池的第一信号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，每一单通道信号分流接口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的第一面连接且连接位置由插针或夹片接头固定。

4.如权利要求1所述的单电池巡检装置，其特征在于，所述阻抗信号采集模块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，所述阻抗信号采集模块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；所述电压信号采集模块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所述的单电池巡检装置，其特征在于，所述电压信号采集模块包括信号预处理单元，以及各个电压信号采集器；其中，所述信号预处理单元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，所述信号预处理单元的电压信号输入端分别与所述各个电压信号采集器连接；所述各个电压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的第二信号采集端一一对应连接。

6.如权利要求5所述的单电池巡检装置，其特征在于，每一电压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的第二面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：包括阻抗信号采集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，阻抗信号采集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，阻抗信号采集模块的各个阻抗信号采集端与各个目标单电池的第一信号采集端一一对应连接；电压信号采集模块的各个电压信号采集端与各个目标单电池的第二信号采集端一一对应连接，电压信号采集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，从而可以实现单电池间性能差异的精准检测，提高单电池间性能差异检测的可靠性和真实性。

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：2024/1/12