CN111381176B - 用于控制燃料电池的电池电压的测量的装置及方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于控制燃料电池的电池电压的测量的装置及方法，该装置包括：端子，连接在燃料电池的串联连接的电池之间；第一电阻器，串联连接至端子；电容器，分别并联连接在第一电阻器之间以存储电压；开关，连接至第一电阻器以切换至闭合或断开状态；第二电阻器，串联连接在电池中的最低电池与半导体GND之间以提供在电池中生成反向电压时电流沿其流动的路径；二极管，并联连接至第二电阻器以提供在电池中未生成反向电压时电流沿其流动的路径；以及控制器，被配置为根据电池电压测量或明线诊断模式改变每个开关的状态并且执行电池电压测量和明线诊断。

Description

用于控制燃料电池的电池电压的测量的装置及方法
相关申请的引证
本申请要求于2018年12月28日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2018-0172750号的优先权，通过引证将其全部内容结合于此。
技术领域
本公开的实施方式涉及一种控制燃料电池的电池电压的测量的方法以及用于执行其的装置，并且更具体地，涉及一种在燃料电池中生成反向电压时可通过以下方式限制反向电流，来防止可归因于反向电压而烧毁燃料电池电压测量半导体，即，使得反向电流流经燃料电池电压测量半导体的电阻器，而非引脚的控制燃料电池的电池电压的测量的方法以及用于执行其的装置。
背景技术
通常，燃料电池是用于通过化学反应将燃料的化学能直接转换为电能的能量转换装置。
不同于常见蓄电池，燃料电池是一种在无需再充电的情况下，只要提供燃料，就能够持续生成电力的发电***。
如图1所示，这种燃料电池具有电解质和两个电极如同夹层一样堆叠的形式。当氧气(O2)和氢气(H2)流至相应电极时生成电力，并且热量和水生成作为副产物。
在用于燃料电池的生成电力的反应中，在提供至阳极(即，燃料电池的氧化极)的氢气(H2)分离为氢离子和电子之后，氢离子通过聚合物电解质膜移动至阴极(即，还原极)。电子通过外部电路移动至阴极。氧分子、氢离子和电子在阴极中彼此反应，并生成电和热。同时，水生成作为反应副产物。
如果适量的水存在于燃料电池内，则优选地，发生电化学反应时生成的水用来维持膜电极结合体的湿润。
然而，如果在生成过量水时，水未被适当除去，则在高电流密度下会发生“水溢流或注水(water overflow or flooding)”现象。溢流的水会阻碍反应气体被有效提供至燃料电池的电池，由此进一步增加电压损耗。
由于诸如燃料电池内的水溢流、冬天的冻结成冰以及反应气体供给装置的异常的各种原因，可出现阳极的氢气、阴极的氧气(即，用于PEMFC的反应气体)或空气的所有的供应匮乏问题。
然而，已知的是，因为阳极的氢燃料匮乏对燃料电池的电池性能具有非常重大的影响，所以电池电压大大降低。
通常，氢供应匮乏现象可基本上被划分为“整体氢匮乏”现象(其中，在燃料电池的电池中，氢供应总体匮乏)和“局部氢匮乏”现象(其中，供应至电池的总体氢气是足够的，但是由于不均匀分布，局部地匮乏氢气供应)。
具体地，这种氢匮乏现象在以下操作条件下频繁出现，诸如氢气的不均匀供应和分布、燃料电池负载需求的突然增加以及燃料电池启动。
其中，通过使用燃料电池操作装置(例如，核电厂配套设施)中的传感器来监控匮乏供应状态，整体氢匮乏现象可相对容易被检测，但是一些电池中的局部氢匮乏现象可仅通过电池电压测量半导体而密切地监控燃料电池的每个电池来检测。
例如，在燃料电池正常操作5分钟或更久时，一个电池的电压可能突然降至0.1V。如果发生这种突然的电池电压下降现象，则在立刻停止燃料电池车辆内的燃料电池的运行并且拆除燃料电池以用于车辆的连续运行之后，这种异常的运行电池需要被更换和维修。
大多数这种现象的出现是由于局部氢供应匮乏。如果将电压突然下降的电池留下并且车辆继续运行，则会快速达到电压到达小于0V的电压的电池反向电压状态。因此，可加速碳的腐蚀，即，MEA的催化剂载体。
如上所述，当在传统燃料电池中生成反向电压时，反向电流施加至电池电压测量半导体。存在的问题在于：电池电压测量半导体可由于对于反向电压的低耐受性而烧毁。
此外，因为在使用电池电压测量半导体的明线(open-wire)诊断操作过程中会出现错误操作，所以有必要存在一种用于防止错误操作的方案。
发明内容
各种实施方式针对于提供一种控制燃料电池的电池电压的测量的方法以及用于执行其的装置，该方法可通过以如下方式限制反向连续电流来防止可归因于反向电压而烧毁燃料电池电压测量半导体，即，在以电池电压测量模式运行电池单元时生成反向电压时，使得反向电流流经电阻值高于单独电池电压测量电路的电阻器，而非电池电压测量电路的电阻器。
此外，各种实施方式针对于提供一种控制燃料电池的电池电压的测量的方法以及用于执行其的装置，该方法可通过如下方式防止可归因于流经电阻器的电流而出现电压降，即，使得在电池单元处于电池电压测量模式或明线诊断模式时，电流流经二极管。
本公开的目的不限于上述目的，并且以上未描述的本公开的其他目的和优势可从以下描述理解并且基于本公开的实施方式明显地理解。也可看出，本公开的目的和优势可通过在权利要求及其组合中所撰写的方法来实现。
在实施方式中，一种用于控制燃料电池的电池电压的测量的装置包括：多个端子，连接在燃料电池的多个串联连接的电池之间；第一电阻器，分别串联连接至所述多个端子；多个电容器，分别并联连接在所述第一电阻器之间并且被配置为存储电压；多个开关，分别连接至所述第一电阻器并且被配置为切换至闭合状态或断开状态，使得执行电池电压测量或明线诊断；第二电阻器，串联连接在所述燃料电池的多个电池中的最低电池的负(-)极与半导体GND之间，并且被配置为根据在所述燃料电池的多个电池中当生成反向电压时，提供电流沿其流动的路径；二极管，并联连接至所述第二电阻器并且被配置为当所述燃料电池的多个电池中未生成反向电压时，提供电流沿其流动的路径；以及控制器，被配置为根据电池电压测量模式或明线诊断模式来改变所述多个开关中的每一个开关的状态，并且执行电池电压测量和明线诊断。
此外，在所述电池电压测量模式下，使所述多个开关的状态保持为断开状态，并且在所述明线诊断模式下，使所述多个开关的状态保持为闭合状态。
此外，在电池电压测量模式或明线诊断模式下在燃料电池中未生成反向电压时，二极管提供电流沿其流动的路径。
此外，在电池电压测量模式下在燃料电池的电池中生成反向电压时，第二电阻器提供反向电流沿其流动的路径。
此外，控制器可被配置为将在电池电压测量模式下测量的电容器的电压与在明线诊断模式下测量的电容器的电压进行比较，并且根据电压差是否大于特定阈值来确定发生了明线。
在实施方式中，一种控制燃料电池的电池电压的测量的方法，包括以下步骤：根据电池电压测量模式或明线诊断模式，改变分别连接至燃料电池的第一电阻器的多个开关中的每一个开关的状态；基于在所述电池电压测量模式和所述明线诊断模式下测量的电压之间的电压差，来确定是否发生了明线；以及当在所述电池电压测量模式下生成反向电压时，提供反向电流沿其流经所述第一电阻器的路径。
此外，根据所述电池电压测量模式或所述明线诊断模式，改变分别连接至所述燃料电池的所述第一电阻器的多个开关中的每一个开关的状态包括：在所述电池电压测量模式下，使所述多个开关中的每一个开关的状态变为断开状态，以及在所述明线诊断模式下，使所述多个开关中的每一个开关的状态变为闭合状态。
此外，基于在所述电池电压测量模式和所述明线诊断模式下测量的电压之间的电压差，来确定是否发生了明线包括：在所述电池电压测量模式或所述明线诊断模式下，提供一路径，使得电流流经所述第一电阻器和二极管，所述第一电阻器分别连接至所述多个开关，所述二极管并联连接至第二电阻器。
此外，当在所述电池电压测量模式下生成反向电压时，提供反向电流沿其流经所述第一电阻器的路径包括：当在所述电池电压测量模式下生成所述反向电压时，提供所述反向电流沿其流经所述第二电阻器的路径。
此外，基于在所述电池电压测量模式和所述明线诊断模式下测量的电压之间的电压差，来确定是否发生明线包括：将在所述电池电压测量模式下连接至所述第一电阻器的电容器的电压与在所述明线诊断模式下所述电容器的电压进行比较，以及根据电压差是否大于特定阈值来确定是否发生了明线。
此外，该方法进一步包括：在电池电压测量模式下相邻电池的电容器的电压之间的差大于特定阈值时，确定发生了明线。
附图说明
图1是示出燃料电池的原理的示图。
图2是用于描述用于控制燃料电池的电池电压的测量的已知装置的内部配置的电路图。
图3是用于描述根据本公开的实施方式的用于控制燃料电池的电池电压的测量的装置的内部配置的电路图。
图4是用于描述根据本公开的另一实施方式的用于控制燃料电池的电池电压的测量的装置的内部配置的电路图。
图5是用于描述根据本公开的另一实施方式的用于控制燃料电池的电池电压的测量的装置的内部配置的电路图。
图6是用于描述根据本公开的控制燃料电池的电池电压的测量的方法的实施方式的流程图。
图7是用于描述根据本公开的控制燃料电池的电池电压的测量的方法的另一个实施方式的流程图。
具体实施方式
在下文中，将通过实施方式的各种实例参考附图，描述控制燃料电池的电池电压的测量的方法以及用于执行其的装置。
参考附图详细描述上述目的、特征和优点，并且因此本公开所属的本领域普通技术人员可轻易实践本公开的技术精神。此外，在描述本公开时，如果认为其使得本公开的主旨不必要地模糊，与本公开相关的已知技术的详细说明将省去。在下文中，参考附图详细描述根据本公开的实施方式。在附图中，相同参考标号用于表示相同或相似元件。
图2是用于控制燃料电池的电池电压的测量的已知装置10的内部配置的电路图。
参考图2，用于控制燃料电池的电池电压的测量的装置10包括：多个端子11_1、11_2和11_3，燃料电池的串联连接的每一个电池在多个端子之间；多个电阻器R1至Rn，分别串联连接至多个端子11_1、11_2和11_3；多个电容器C1至Cn，连接在多个电阻器R1至Rn之间并且被配置为存储电压；以及多个开关S1至Sn，分别连接至多个电阻器R1至Rn。
多个端子11_1、11_2和11_3连接至每个燃料电池的电池，并且分别串联连接至第一电阻器R1至Rn。例如，多个端子11_1至11_n可实现为(+)级和(-)级。
多个电阻器R1至Rn分别串联连接至多个端子11_1、11_2和11_3，并且提供从相应端子11_1、11_2和11_3施加的电流沿其流动的路径。经过多个电阻器R1至Rn的电流施加至电池电压测量半导体。
然而，当在燃料电池中生成反向电压(例如，基于每个电池的-1V)时，反向电流通过多个电阻器R1至Rn而被施加至电池电压测量半导体。在这种情况下，存在的问题在于电池电压测量半导体可由于对于反向电压的低耐受性而烧毁。
多个电容器C1至Cn并联连接在多个电阻器R1至Rn之间。例如，第一电容器C1可连接在多个电阻器中的任意两个(例如，R1和R2)之间。第二电容器C2可连接在多个电阻器中的任意两个(例如，R2和R3)之间。在该情况下，第一电容器C1和第二电容器C2可串联连接。
多个开关S1至Sn中的每一个保持闭合状态或断开状态，以便通过燃料电池电压测量半导体执行电池电压测量或明线诊断。
在一个实施方式中，多个开关S1至Sn中的每一个保持断开状态，以便通过燃料电池电压测量半导体执行电池电压测量。
如上所述，如果多个开关S1至Sn中的每一个保持断开状态并且通过燃料电池电压测量半导体执行电池电压测量，则从多个端子11_1、11_2和11_3施加的电流通过多个电阻器R1至Rn中的每一个而被施加至电池电压测量半导体。
然而，当在燃料电池中生成反向电压(例如，基于每个电池的-1V)时，反向电流通过多个电阻器R1至Rn而被施加至电池电压测量半导体。在这种情况下，存在的问题在于电池电压测量半导体可由于对于反向电压的低耐受性而烧毁。
此外，如果多个开关S1至Sn中的每一个保持闭合状态并且通过燃料电池电压测量半导体执行明线诊断时，因为用于所有通道的明线诊断的电流流动，所以高电流流动。因为高电流流经第二电阻器，所以在第二电阻器中出现大的电压降。因此，因为正常电路被误诊断为明线，所以有必要存在一种用于防止错误诊断的方法。
图3和图4是根据本公开的实施方式的用于控制燃料电池的电池电压的测量的装置100的内部配置的电路图。
参考图3和图4，用于控制燃料电池的电池电压的测量的装置100包括：多个端子110_1至110_n，燃料电池的串联连接的每一个电池在多个端子之间；第一电阻器R1至Rn，分别连接至多个端子110_1至110_n；多个电容器C1至Cn，并联连接在第一电阻器R1至Rn之间并且被配置为存储电压；第二电阻器120，串联连接在燃料电池的电池中的最低电池V1的(-)极与半导体GND之间，并且被配置为提供在燃料电池的电池中生成反向电压时电流沿其流动的路径；二极管130，并联连接至第二电阻器120；多个开关S1至Sn，分别连接至第一电阻器R1至Rn；以及控制器140，被配置为控制多个开关S1至Sn并且执行电池电压测量和明线诊断。
多个端子110_1至110_n连接至燃料电池的电池，并且分别串联连接至第一电阻器R1至Rn。例如，多个端子实现为(+)级和(-)级。
第一电阻器R1至Rn分别串联连接至多个端子110_1至110_n，并且提供从相应端子110_1至110_n施加的电流沿其流动的路径。经过第一电阻器R1至Rn的电流而被施加至电池电压测量半导体。
多个电容器C1至Cn并联连接在第一电阻器R1至Rn之间。
二极管130并联连接至第二电阻器120。如果在燃料电池中未生成反向电压，则在电池电压测量模式或明线诊断模式下，二极管提供电流沿其流动的路径。
如果多个开关S1至Sn中的每一个保持如图3的断开状态，则燃料电池以电池电压测量模式运行。如果燃料电池以如图3的电池电压测量模式运行，则因为多个开关S1至Sn中的每一个保持断开状态，所以电流不流经多个开关S1至Sn以及连接至相应开关S1至Sn的第一电阻器。
因此，在电池电压测量模式下测量的电流低于在明线诊断模式下测量的电流。因此，电流不流经第二电阻器120而流经二极管130。
如果多个开关S1至Sn中的每一个保持如图4的闭合状态，则燃料电池以明线诊断模式运行。如果燃料电池以如图4的明线诊断模式运行，则因为多个开关S1至Sn中的每一个保持闭合状态，所以电流流经多个开关S1至Sn以及连接至相应开关S1至Sn的第一电阻器。
因此，在明线诊断模式下流动的电流高于在电池电压测量模式下流动的电流。当电流流经第二电阻器120时，通过第二电阻器的电压降(voltagedrop)变大。因此，二极管130并联连接至第二电阻器120，使得电流流经二极管130。
在控制器140的控制下，多个开关S1至Sn中的每一个在电池电压测量模式下保持断开状态，并且在明线诊断模式下保持闭合状态。
控制器140根据电池电压测量模式或明线诊断模式，改变多个开关中的每一个的状态，并且执行电池电压测量和明线诊断。
为此，在电池电压测量模式下，控制器140保持多个开关S1至Sn中的每一个的状态为断开状态并且随后测量电池电压。在明线诊断模式下，在使得诊断电流流动的状态下，控制器140保持多个开关S1至Sn中的每一个的状态为闭合状态并且随后测量电池电压。
在下文中，描述在明线诊断模式下控制器140通过将多个开关S1至Sn中的每一个的状态保持为闭合状态的操作的过程。
控制器140比较在电池电压测量模式下测量的电容器的电压与在明线诊断模式下测量的电容器的电压，并且根据电压差是否为特定阈值以上来确定明线的出现。
在一个实施方式中，控制器140比较在电池电压测量模式下测量的电容器的电压与在明线诊断模式下测量的电容器的电压，并且如果电压差大于特定阈值，则确定发生了明线。
在另一个实施方式中，控制器140比较在电池电压测量模式下测量的电容器的电压与在明线诊断模式下测量的电容器的电压，并且如果电压差为特定阈值以下，则确定未发生明线。
在以上实施方式中，如果在电池电压测量模式下测量的相邻电池的电容器的电压之间的差为特定阈值以上，则控制器140确定发生了明线。
图5是用于描述根据本公开的另一实施方式的用于控制燃料电池的电池电压的测量的装置100的内部配置的电路图。
参考图5，一种用于控制燃料电池的电池电压的测量的装置100包括：多个端子110_1至110_n，燃料电池的串联连接的每一个电池在多个端子之间；第一电阻器R1至Rn，分别连接至多个端子110_1至110_n；多个电容器C1至Cn，并联连接在第一电阻器R1至Rn之间并且被配置为存储电压；第二电阻器120，串联连接在燃料电池的电池中的最低电池V1的(-)极与半导体GND之间，并且被配置为在燃料电池的电池中生成反向电压时提供电流沿其流动的路径；二极管130，并联连接至第二电阻器120并且被配置为在燃料电池的电池中未生成反向电压时提供电流沿其流动的路径；多个开关S1至Sn，分别连接至第一电阻器R1至Rn；以及控制器140，被配置为控制多个开关S1至Sn并且执行电池电压测量和明线诊断。
多个端子110_1至110_n连接至燃料电池的电池，并且分别串联连接至第一电阻器R1至Rn。例如，多个端子可实现为(+)级和(-)级。
第一电阻器R1至Rn分别串联连接至多个端子110_1至110_n，并且提供从相应端子110_1至110_n施加的电流沿其流动的路径。经过第一电阻器R1至Rn的电流而被施加至电池电压测量半导体。
然而，当在燃料电池的电池中生成反向电压(例如，基于每个电池-1V)时，反向电流通过多个电阻器R1至Rn而被施加至电池电压测量半导体。在这种情况下，存在的问题在于电池电压测量半导体可由于对于反向电压的低耐受性而烧毁。
如上所述，本公开可通过以如下方式限制反向电流，来防止可归因于反向电压而烧毁燃料电池电压测量半导体，即，当在燃料电池的电池中生成反向电压时，反向电流不直接经由第一电阻器R1至Rn流至电池电压测量半导体的GND，而是使反向电流经由第二电阻器120流至电池电压测量半导体的GND。以下参考第二电阻器120更具体地描述该过程。
多个电容器C1至Cn并联连接在第一电阻器R1至Rn之间。例如，第一电容器C1可连接在第一电阻器R1至Rn中的任意两个(例如，R1和R2)之间，并且第二电容器C2可连接在第一电阻器R1至Rn中的任意两个(例如，R2和R3)之间。在该情况下，第一电容器C1和第二电容器C2可串联连接。
第二电阻器120串联连接在燃料电池的电池中的最低电池V1的(-)极与半导体GND之间，并且根据在燃料电池中是否生成反向电压，提供电流沿其流动的路径。
如果多个开关S1至Sn中的每一个的状态保持断开状态并且燃料电池以电池电压测量模式运行，则第二电阻器120提供在燃料电池的电池中生成反向电压时电流沿其流动的路径。
在这种情况下，流经第一电阻器R1至Rn的电流不直接流至电池电压测量半导体的GND，而是流经第二电阻器120。因此，可通过限制反向电流来防止可归因于反向电压而烧毁电池电压测量半导体。
二极管130并联连接至第二电阻器120。如果在燃料电池中未生成反向电压，则在电池电压测量模式或明线诊断模式下，二极管130提供电流沿其流动的路径。
在传统技术中，如图2所示，未设置第二电阻器120。因此，当在燃料电池的电池中生成反向电压时，反向电流通过第一电阻器R1至R3中的电阻器R1直接流至电池电压测量半导体。在这种情况下，存在的问题在于电池电压测量半导体可由于对于反向电压的低耐受性而烧毁。
为了防止该问题，代替电流流至第一电阻器R1至R3中的电阻器R1，本公开通过添加串联的第二电阻器120，根据控制器140的操作，当在燃料电池中生成反向电压时，提供反向电流沿其流经第二电阻器120的路径，而非电阻器R1。
因此，本公开可通过以如下方式限制反向电流，来防止可归因于反向电压而烧毁燃料电池电压测量半导体，即，当生成反向电压时，反向电流流经第二电阻器120。
在控制器140的控制下，多个开关S1至Sn中的每一个在电池电压测量模式下保持断开状，并且在明线诊断模式下保持闭合状态。如果在控制器140以电池电压测量模式或明线诊断模式运行时生成反向电压，则控制器140控制电流流经第二电阻器120。如果未生成反向电压，则控制器140控制电流流经二极管130。
为此，控制器140在电池电压测量模式下将多个开关S1至Sn中的每一个的状态保持为断开状态，并且在明线诊断模式下将多个开关S1至Sn中的每一个的状态保持为闭合状态。
在下文中，描述在电池电压测量模式下控制器140通过将多个开关S1至Sn中的每一个的状态保持为断开状态的操作的过程。
在电池电压测量模式下，控制器140在多个开关S1至Sn中的每一个的状态保持为断开状态的状态下，测量电池电压。此时，在电池电压测量模式下，控制器140根据在测量电池电压的过程中是否生成反向电压，提供路径使得电流流经第二电阻器120。
在以上实施方式中，在燃料电池的电池中生成反向电压时，控制器140提供反向电流沿其流经第二电阻器120的路径。如上所述，本公开在生成反向电压时控制反向电流流经第二电阻器120，并且因此可通过限制反向电流，来防止可归因于反向电压而烧毁燃料电池电压测量半导体。
图6是用于描述根据本公开的控制燃料电池的电池电压的测量的方法的实施方式的流程图。
参考图6，用于控制燃料电池的电池电压的测量的装置100根据电池电压测量模式或明线诊断模式，改变多个开关中的每一个的状态(步骤S610)。
在步骤S610的一个实施方式中，在以电池电压测量模式运行时，用于控制燃料电池的电池电压的测量的装置100将多个开关中的每一个的状态改变为断开状态。
在步骤S610的另一个实施方式中，在以明线诊断模式运行时，用于控制燃料电池的电池电压的测量的装置100将多个开关中的每一个的状态改变为闭合状态。
在装置以电池电压测量模式运行时，用于控制燃料电池的电池电压的测量的装置100检查在燃料电池中是否生成反向电压(步骤S620)。
如果生成了反向电压(步骤S630)，则用于控制燃料电池的电池电压的测量的装置100提供电流沿其流经第二电阻器的路径，该第二电阻器串联连接在燃料电池的电池中的最低电池的(-)极与半导体GND之间(步骤S640)。
如上所述，本公开的优势在于：其可通过以如下方式限制反向电流，来防止可归因于反向电压而烧毁燃料电池电压测量半导体，即，当生成反向电压时，反向电流流经第二电阻器。
图7是用于描述根据本公开的控制燃料电池的电池电压的测量的方法的另一个实施方式的流程图。
参考图7，用于控制燃料电池的电池电压的测量的装置100根据电池电压测量模式或明线诊断模式，改变多个开关中的每一个的状态(步骤S710)。
在步骤S710的一个实施方式中，在以电池电压测量模式运行时，用于控制燃料电池的电池电压的测量的装置100将多个开关中的每一个的状态改变为断开状态。
在步骤S710的另一个实施方式中，在以明线诊断模式运行时，用于控制燃料电池的电池电压的测量的装置100将多个开关中的每一个的状态为闭合状态。
用于控制燃料电池的电池电压的测量的装置100将在电池电压测量模式下测量的电容器的电压与在明线诊断模式下测量的电容器的电压比较(步骤S720)。
如果电压差大于特定阈值(步骤S730)，则用于控制燃料电池的电池电压的测量的装置100确定发生了明线(步骤S740)。
如果电压差是特定阈值以下(步骤S730)，则用于控制燃料电池的电池电压的测量的装置100确定未发生明线(步骤S750)。
可替代地，在电池电压测量模式下，装置100比较相邻电池的电容器的电压。如果电压差大于特定阈值，则装置100确定发生了明线。
根据以上描述的本公开，如果在电池单元以电池电压测量模式运行时生成反向电压，则反向电流流经电阻值高于单独电池电压测量电路的电阻器，而非电池电压测量电路的电阻器。因此，存在的优势在于：通过限制反向连续电流，来可归因于反向电压而烧毁防止燃料电池电压测量半导体。
此外，根据本公开，存在的优势在于：当电池单元以电池电压测量模式或明线诊断模式运行时，因为电流流经二极管而非电阻器，所以可防止电阻器的电压降。
虽然已为了说明性目的而公开了本公开的优选实施方式，但是本领域技术人员将认识到，在不脱离如在所附权利要求中定义的本公开的范围和精神的情况下，各种修改、添加和替代都是可能的。因此，本公开的真正技术范围应由以下权利要求限定。

Claims (10)

1.一种用于控制燃料电池的电池电压的测量的装置，所述装置包括：
多个端子，连接在燃料电池的多个串联连接的电池之间；
多个第一电阻器，分别串联连接至所述多个端子；
多个电容器，分别并联连接在所述第一电阻器之间并且被配置为存储电压；
多个开关，分别连接至所述第一电阻器并且被配置为切换至闭合状态或断开状态；
第二电阻器，串联连接在所述燃料电池的多个电池中的最低电池的负（-）极与半导体GND之间，并且被配置为根据在所述燃料电池的多个电池中是否生成反向电压而提供电流沿其流动的路径；
二极管，并联连接至所述第二电阻器并且被配置为当所述燃料电池的多个电池中未生成反向电压时，提供电流沿其流动的路径；以及
控制器，被配置为根据电池电压测量模式或明线诊断模式来改变所述多个开关中的每一个开关的状态，并且执行电池电压测量和明线诊断。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述控制器被配置为：
在所述电池电压测量模式下，使所述多个开关的状态保持为断开状态，并且
在所述明线诊断模式下，使所述多个开关的状态保持为闭合状态。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，在所述电池电压测量模式或所述明线诊断模式下，所述二极管根据所述控制器的操作来提供电流沿其流动的路径。
4.根据权利要求1所述的装置，其中，在所述电池电压测量模式下当所述燃料电池的多个电池中生成反向电压时，所述第二电阻器根据所述控制器的操作来提供反向电流沿其流动的路径。
5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述控制器被配置为：
将在所述电池电压测量模式下测量的电容器的电压与在所述明线诊断模式下测量的所述电容器的电压进行比较，并且
根据电压差是否大于特定阈值来确定发生的明线。
6.一种利用根据权利要求1所述的装置控制燃料电池的电池电压的测量的方法，所述方法包括以下步骤：
根据电池电压测量模式或明线诊断模式，改变分别连接至燃料电池的第一电阻器的多个开关中的每一个开关的状态；
基于在所述电池电压测量模式和所述明线诊断模式下测量的电压之间的电压差，来确定是否发生了明线；以及
当在所述电池电压测量模式下生成反向电压时，提供反向电流沿其流经第二电阻器的路径，当未生成反向电压时，通过与所述第二电阻器并联的二极管提供电流沿其流动的路径。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，根据所述电池电压测量模式或所述明线诊断模式，改变分别连接至所述燃料电池的所述第一电阻器的多个开关中的每一个开关的状态包括：
在所述电池电压测量模式下，使所述多个开关中的每一个开关的状态变为断开状态，以及
在所述明线诊断模式下，使所述多个开关中的每一个开关的状态变为闭合状态。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，基于在所述电池电压测量模式和所述明线诊断模式下测量的电压之间的电压差，来确定是否发生了明线包括：
在所述电池电压测量模式或所述明线诊断模式下，提供一路径，使得电流流经所述第一电阻器和二极管，所述第一电阻器分别连接至所述多个开关，所述二极管并联连接至第二电阻器。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，基于在所述电池电压测量模式和所述明线诊断模式下测量的电压之间的电压差，来确定是否发生明线包括：
将在所述电池电压测量模式下连接至所述第一电阻器的电容器的电压与在所述明线诊断模式下所述电容器的电压进行比较，以及
根据电压差是否大于特定阈值来确定是否发生了明线。
10.根据权利要求6所述的方法，进一步包括：在所述电池电压测量模式下相邻电池的电容器的电压之间的差大于特定阈值时，确定发生了明线。
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