CN221162248U - 燃料电池巡检装置及车载燃料电池*** - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种燃料电池巡检装置和燃料电池巡检装置及车载燃料电池***，包括，至少两个测量通道、单体巡检模块、激励通道、激励模块、通讯模块、燃料控制端口和主控模块，主控模块分别与单体巡检模块、激励模块、通讯模块以及燃料控制端口相连接，可以在燃料控制模块开始燃料供给前，通过激励模块和激励通道向电堆模块提供恒流激励信号，通过单体巡检模块和测量通道可以对电堆模块中的电池单体的离线电压进行测量，如果电池单体存在短路问题，可以通过燃料控制端口向燃料控制模块发送预警信号，从而使燃料控制模块不会启动燃料供给，减少了因电池单体短路所引发的烧堆风险，提高了车载燃料电池的安全性。

Description

燃料电池巡检装置及车载燃料电池***

技术领域

本实用新型涉及燃料电池的技术领域，具体来说，是一种燃料电池巡检装置，以及包括该燃料电池巡检装置的车载燃料电池***。

背景技术

燃料电池是一种将燃料与氧化剂的化学能通过电化学反应转换成电能的发电装置，一般地，电堆模块由多个正极板和负极板交互堆叠而成，正负极板之间设有质子交换膜相隔离。

一种相关技术，提供了一种燃料电池巡检装置，该装置包括与电池单体一一对应的测量通道，以及对测量通道进行电压测量的单体巡检模块，通过对燃料电池的工作电压进行监控，从而确定车载燃料电池的上线工作状态。

对于车载燃料电池来说，如果因为运动、磕碰等原因，电池单体中的正负极板可能变形或者偏移，从而发生短路接触，此时，如果开始燃料供给，短路位置会在很短时间内升温并发生烧堆现象，如果没有燃料供给，不会产生工作电压，则前述故障无法被燃料电池巡检装置所监控。

实用新型内容

本实用新型提供了一种燃料电池巡检装置及车载燃料电池***，可以在燃料供给前对燃料电池进行巡检，降低烧堆风险。

第一方面，本申请实施例提供了一种燃料电池巡检装置，用于对车载燃料电池的电堆模块进行检测，包括，至少两个测量通道，不同的测量通道用于连接电堆模块中的不同电池单体；单体巡检模块，用于测量测量通道对应的电池单体的电压，单体巡检模块与测量通道相连接；激励通道，用于连接电堆模块的两端；激励模块，用于向电堆模块提供恒流激励信号，激励模块与激励通道相连接；通讯模块，用于和整车控制***进行通讯；燃料控制端口，用于连接燃料控制模块，以控制电堆模块的燃料供给；主控模块，主控模块与单体巡检模块相连接，使主控模块从单体巡检模块获取测量信息，主控模块与激励模块相连接，使主控模块对激励模块进行控制，主控模块与通讯模块相连接，使主控模块与整车控制***进行信息交互，主控模块与燃料控制端口相连接，使主控模块向燃料控制模块发送信息。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，至少两个测量通道，包括，第一通道单元，用于连接电堆模块的第一端的电池单体的正极；第二通道单元，用于连接电堆模块的第一端的电池单体的负极；第三通道单元，用于连接电堆模块的第二端的电池单体的正极；第四通道单元，用于连接电堆模块的第二端的电池单体的负极；第一通道单元与第二通道单元组成第一测量通道，第一测量通道用于测量电堆模块的第一端的电池单体；第三通道单元与第四通道单元组成第二测量通道，第二测量通道用于测量电堆模块的第二端的电池单体；第一通道单元与第四通道单元组成激励通道，使激励模块通过激励通道向电堆模块的全部电池单体提供恒流激励信号。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，单体巡检模块包括，第一巡检模块，第一巡检模块与第一测量通道相连接，使第一巡检模块测量电堆模块的第一端的电池单体；第二巡检模块，第二巡检模块与第二测量通道相连接，使第二巡检模块测量电堆模块的第二端的电池单体；其中，第一巡检模块和第二巡检模块的接地电压不同。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，至少两个测量通道，还包括，至少两个第三测量通道，第三测量通道用于一一对应连接电堆模块的第一侧部的电池单体；其中，电堆模块的第一侧部被堆叠于电堆模块的第一端与电堆模块的中部之间，电堆模块的第一侧部的电池单体数量与电堆模块的电池单体总数之比为1:100-10:100；至少两个第四测量通道，第四测量通道用于一一对应连接电堆模块的第二侧部的电池单体；其中，电堆模块的第二侧部被堆叠于电堆模块的第二端与电堆模块的中部之间，电堆模块的第二侧部的电池单体数量与电堆模块的电池单体总数之比为1:100-10:100；至少一个第五测量通道，第五测量通道用于连接电堆模块的中部的电池单体；其中，电堆模块的中部电池单体数量与电堆模块的电池单体总数之比为80:100-98:100。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，单体巡检模块还包括，第三巡检模块，第三巡检模块与第三测量通道相连接，至少部分第三巡检模块的接地电压与第一巡检模块的接地电压相同；第四巡检模块，第四巡检模块与第四测量通道相连接，至少部分第四巡检模块的接地电压与第二巡检模块的接地电压相同；第五巡检模块，第五巡检模块与第五测量通道相连接，至少部分第五巡检模块的接地电压与第一巡检模块的接地电压、以及第二巡检模块的接地电压均不相同。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，第三测量通道的数量大于等于6，且小于等于20；第四测量通道的数量大于等于6，且小于等于20；第五测量通道的数量大于等于10。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，单体巡检模块包括，第一测量频率，对应于第一测量频率的第一测量准确度；第二测量频率，对应于第二测量频率的第二测量准确度；第三测量频率，对应于第三测量频率的第三测量准确度；第四测量频率，对应于第四测量频率的第四测量准确度；其中，第一测量频率小于或等于第三测量频率，第一测量准确度高于或等于第三测量准确度，第四测量频率大于第三测量频率，第四测量准确度低于第三测量准确度，第二测量频率大于或等于第四测量频率，第二测量准确度低于或等于第四测量准确度；第三测量准确度高于或等于电堆模块的测量需求准确度，第四测量准确度低于电堆模块的测量需求准确度。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，单体巡检模块包括，参考电压单元，用于提供第一参考电压、第二参考电压和第三参考电压中的一个；电压测量电路，用于根据参考电压单元所提供的参考电压测量电池单体的单体电压，电压测量电路分别与参考电压单元、测量通道以及主控模块相连接；当参考电压单元提供第一参考电压时，单体巡检模块的量程小于电堆模块的测量需求范围，当参考电压单元提供第二参考电压时，单体巡检模块的量程满足电堆模块的测量需求范围，当参考电压单元提供第三参考电压时，单体巡检模块的量程超过电堆模块的测量需求范围的二倍。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，激励模块为交流激励模块，恒流激励信号的频率小于等于1Hz，且大于等于0.25Hz；或者，激励模块为直流激励模块。

第二方面，本申请实施例提供了一种车载燃料电池***，包括，如第一方面任一实现方式中所述的燃料电池巡检装置；电堆模块，燃料电池巡检装置的测量通道与电堆模块的电池单体相连接，燃料电池巡检装置的激励通道与电堆模块的两端相连接；燃料控制模块，用于控制电堆模块的燃料供给，燃料电池巡检装置的燃料控制端口与燃料控制模块相连接，以控制燃料控制模块。

有益效果：

本申请实施例的第一方面提供了一种燃料电池巡检装置，可以在燃料控制模块开始燃料供给前，通过激励模块和激励通道向电堆模块提供恒流激励信号，通过单体巡检模块和测量通道可以对电堆模块中的电池单体的离线电压进行测量，如果电池单体存在短路问题，可以通过燃料控制端口向燃料控制模块发送预警信号，从而使燃料控制模块不会启动燃料供给，减少了因电池单体短路所引发的烧堆风险，提高了车载燃料电池的安全性。

本申请实施例的第二方面提供了一种车载燃料电池***，实现的有益效果请参考本申请实施例的第一方面可以达到的有益效果，这里不再赘述。

附图说明

图1为示例之一的燃料电池巡检装置的连接示意图。

图2为示例之二的燃料电池巡检装置的连接示意图。

图3为示例之三的燃料电池巡检装置的连接示意图。

图4为示例之四的燃料电池巡检装置的连接示意图。

附图标记：

110、测量通道，111、第一测量通道，112、第二测量通道，113、第三测量通道，114、第四测量通道，115、第五测量通道，120、单体巡检模块，121、第一巡检模块，122、第二巡检模块，123、第三巡检模块，124、第四巡检模块，125、第五巡检模块，131、第一通道单元，132、第二通道单元，133、第三通道单元，134、第四通道单元，210、激励通道，220、激励模块，300、主控模块，410、通讯模块，420、燃料控制端口，510、整车控制***，520、燃料控制模块，600、电堆模块，610、(电堆模块中的)电池单体。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例提供的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

可理解的，本申请中所描述的连接关系指的是直接或间接连接。例如，A与B连接，既可以是A与B直接连接，也可以是A与B之间通过一个或多个其它电学元器件间接连接，例如可以是A与C直接连接，C与B直接连接，从而使得A与B之间通过C实现了连接。还可理解的，本申请中所描述的“A连接B”可以是A与B直接连接，也可以是A与B通过一个或多个其它电学元器件间接连接。

在本申请的描述中，在本申请的描述中，“第一”、“第二”等字样仅用于区别不同对象，并不对数量和执行次序进行限定，此外，术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

本申请实施例中的车载燃料电池是指，燃料电池已经安装在车辆上，可以在车辆行驶时为车辆提供动力。

本申请实施例中的电堆模块又可以称之为电堆，是指，由多个电池单体以串联方式层叠组合构成，将双极板与膜电极交替叠合，各单体之间嵌入密封件，经前、后端板压紧后用螺杆紧固拴牢，即构成燃料电池的电堆模块。电堆工作时，氢气(若为氢燃料电池)和氧气分别由进口引入，经电堆气体主通道分配至各单电池的双极板，经双极板导流均匀分配至电极，通过电极支撑体与催化剂接触进行电化学反应。

如图1所示，本申请实施例提供了一种燃料电池巡检装置，用于对车载燃料电池的电堆模块600进行检测，包括，至少两个测量通道110、单体巡检模块120、激励通道210、激励模块220、通讯模块410、燃料控制端口420以及主控模块300。

测量通道110，不同的测量通道110用于连接电堆模块600中的不同电池单体610。测量通道110和电堆模块600中的电池单体610相连接，一些情况下，测量通道110包括两个通道单元，其中一个通道单元与电池单体610的正极板相连接，另外一个通道单元与电池单体610的负极板相连接，从而使得，当电池单体610产生工作电压时，测量通道110可以引出该工作电压，从而允许对工作电压进行测量。本申请实施例中，由于电堆模块600中堆叠由多个电池单体610，与之对应的，测量通道110的数量也有多个，从而使得，测量通道110至少可以和电堆模块600中风险较高的一部分电池单体610相连接。本申请实施例中，不同的测量通道110与不同的电池单体610相连接，一些情况下，对于相邻的两个电池单体610来说，若其中一个电池单体610的正极与另一个电池单体610的负极相连接，与这两个相邻的电池单体610相对应的测量通道110可以共用一个通道单元。

单体巡检模块120，用于测量测量通道110对应的电池单体610的电压，单体巡检模块120与测量通道110相连接。单体巡检模块120包括电压测量电路，电压测量电路与测量通道110相连接，从而使得，电压测量电路对测量通道110所传递的电池单体610的单体电压进行测量，电压测量电路以数字信号的形式产生测量结果，并将测量结果传递至主控模块300；一些情况下，单体巡检模块120可以包括多个电压测量电路，每个电压测量电路与一个测量通道110对应连接，从而使得，多个电压测量电路可以同时对多个测量通道110所传递的电池单体610的单体电压进行测量；另一些情况下，单体巡检模块120中的电压测量电路的数量少于测量通道110的数量，电压测量电路可以切换地依次对各个测量通道110的单体电压进行测量；可以理解的是，同一时间，一个电压测量电路可以与一个测量通道110相连接。

激励通道210，用于连接电堆模块600的两端。电堆模块600的一端为电堆模块600的正极，电堆模块600的另一端为电堆模块600的负极，激励通道210可以包括两个通道单元，激励通道210的一个通道单元与电堆模块600的正极相连接，激励通道210的另一通道单元与电堆模块600的负极相连接。

激励模块220，用于向电堆模块600提供恒流激励信号，激励模块220与激励通道210相连接。激励模块220与激励通道210的两个通道单元相连接，从而使得，激励模块220可以产生恒流激励信号，并将恒流激励信号通过激励通道210传递至电堆模块600；本申请实施例中的恒流激励信号可以是恒流直流信号，也可以是恒流交流信号。

通讯模块410，用于和整车控制***510进行通讯。当燃料电池巡检装置和电堆模块600安装在车辆上时，通讯模块410与车辆的整车控制***510相连接，例如，通讯模块410与车辆的整车控制器相连接，从而使得，燃料电池巡检装置可以和整车控制器进行信息交互，又例如，通讯模块410与车辆的驱动控制器相连接，从而使得，燃料电池巡检装置可以和驱动控制器进行信息交互。

燃料控制端口420，用于连接燃料控制模块520，以控制电堆模块600的燃料供给。燃料控制端口420，可以是一个独立的连接端口，也可以通过与燃料控制模块520一体等方式，实现与燃料控制模块520相连接，当燃料电池巡检装置和电堆模块600安装在车辆上时，燃料控制端口420与燃料控制模块520相连接，从而使得，燃料电池巡检装置可以向燃料控制模块520发送相应的指示信息，进而由燃料控制模块520根据该指示信息对电堆模块600的燃料供给进行控制。可以理解的是，这种控制至少包括，停止燃料供给(包括在拒绝执行启动燃料供给的指令)。

主控模块300，主控模块300与单体巡检模块120相连接，使主控模块300从单体巡检模块120获取测量信息，主控模块300与激励模块220相连接，使主控模块300对激励模块220进行控制，主控模块300与通讯模块410相连接，使主控模块300与整车控制***510进行信息交互，主控模块300与燃料控制端口420相连接，使主控模块300向燃料控制模块520发送信息。主控模块300可以包括处理器、单片机等具有处理能力的电子元器件，从而使得，主控模块300可以对获取到的信息进行处理，本申请实施例中，主控模块300同时与单体巡检模块120、激励模块220、通讯模块410以及燃料控制端口420相连接，所以，主控模块300可以根据单体巡检模块120的测量信息向激励模块220以及燃料控制端口420产生指示信号，也可以根据单体巡检模块120的测量信息向整车控制***510进行上报。

基于本申请实施例的前述技术方案，当车辆准备启动电堆模块600时，车辆向单体巡检模块120发送指示信息，根据该指示信息，主控模块300控制激励模块220产生恒流激励信号，恒流激励信号通过激励通道210传递至电堆模块600，进而流经电堆模块600中的各个电池单体610，至少两个测量通道110分别与至少两个电池单体610一一对应连接，进而引出至少两个电池单体610的单体电压，单体巡检模块120对至少两个测量通道110中的单体电压进行测量，可以得到至少两个测量信息，每个测量信息与一个电池单体610相对应，单体巡检模块120将至少两个测量信息发送至主控模块300，主控模块300根据至少测量信息进行判断，若测量信息小于第一预设范围的最小值，表明相应的电池单体610存在短路，主控模块300产生指示信息，一些情况下，若燃料控制模块520的启动指示信号要经过主控模块300，则主控模块300停止产生对燃料控制模块520的启动指示信号，并向整车控制***510进行反馈，另一些情况下，若燃料控制模块520由整车控制***510进行控制而不经过主控模块300，则主控模块300分别向燃料控制模块520以及整车控制***510发送故障指示信息，基于该故障指示信息，燃料控制模块520停止执行启动指示信号，可以理解的，该故障指示信息可以在燃料控制模块520拥有高于启动指示信号的执行优先级，从而使得，即使整车控制***510重复发送启动指示信号，也会因为故障尚未消除的原因而不会启动燃料控制模块520。

现有技术中，当电堆模块600中存在燃料和氧化剂时，电池单体610会产生工作电压，根据工作电压可以确定电池单体610的状态，然而，如果电池单体610中的极板发生短路，虽然该故障可以通过工作电压所监测，但即使此时停止燃料供给，电堆模块600中残余的燃料也会继续反应，短路所产生的大电流会使电堆模块600快速升温，进而在极短时间内发生烧堆现象，给车辆带来安全风险，烧堆之后的电堆模块600残余价值大幅下降；相比于前述现有技术的情况，本申请实施例的优势在于，在电堆模块600中存在燃料和氧化剂之前，通过恒流激励信号对电堆模块600进行激励，进而通过测量电池单体610的单体电压确定电堆模块600的状态，如果电堆模块600中的某个或者某些电池单体610存在短路，则电堆模块600并不会启动，同时，由于通过恒流激励信号进行激励，电池单体610所流经的电流较小，不会发生烧堆现象，降低了车辆的安全风险，发生故障的电堆模块600的剩余价值得以尽可能地保留。

如图2所示，本申请实施例的一些情况中，前述的至少两个测量通道110包括，第一通道单元131，用于连接电堆模块600的第一端的电池单体610的正极；第二通道单元132，用于连接电堆模块600的第一端的电池单体610的负极；第三通道单元133，用于连接电堆模块600的第二端的电池单体610的正极；第四通道单元134，用于连接电堆模块600的第二端的电池单体610的负极；第一通道单元131与第二通道单元132组成第一测量通道111，第一测量通道111用于测量电堆模块600的第一端的电池单体610；第三通道单元133与第四通道单元134组成第二测量通道112，第二测量通道112用于测量电堆模块600的第二端的电池单体610；第一通道单元131与第四通道单元134组成激励通道210，使激励模块220通过激励通道210向电堆模块600的全部电池单体610提供恒流激励信号。

具体来说，电堆模块600的第一端为电堆模块600的正极，对应的，电堆模块600的第一端的电池单体610的正极与电堆模块600的正极相连接或者一体的，电堆模块600的第二端为电堆模块600的负极，对应的，电堆模块600的第二端的电池单体610的负极与电堆模块600的负极相连接或者一体的；电堆模块600在其第一端和第二端之间还堆叠有其它电池单体610。第一测量通道111和激励通道210至少部分共用第一通道单元131，第二测量通道112和激励通道210至少部分共用第四通道单元134。

本申请实施例的优势在于，由于激励通道210和第一测量通道111共用第一通道单元131，激励通道210和第二测量通道112共用第四通道单元134，一方面，减少了额外的连线操作，另一方面，对于现有技术的电堆模块600来说，不需要额外改进就能通过本申请实施例的燃料电池巡检装置享受额外的监控和保护，提高了燃料电池巡检装置的普适性。

如图3所示，本申请实施例的一些情况中，单体巡检模块120包括，第一巡检模块121，第一巡检模块121与第一测量通道111相连接，使第一巡检模块121测量电堆模块600的第一端的电池单体610；第二巡检模块122，第二巡检模块122与第二测量通道112相连接，使第二巡检模块122测量电堆模块600的第二端的电池单体610；其中，第一巡检模块121和第二巡检模块122的接地电压不同。

具体来说，单体巡检模块120有至少两个，不同单体巡检模块120用于连接不同的测量通道110，也就对应不同的电池单体610，就本申请实施例中的一些情况来说，电堆模块600的第一端的电池单体610对应第一巡检模块121，电堆模块600的第二端的电池单体610对应第二巡检模块122，第一巡检模块121和第二巡检模块122是两个不同的单体巡检模块120，第一巡检模块121的接地电压和第二巡检模块122的接地电压不同；若电堆模块600的第一端为电堆模块600的正极，电堆模块600的第二端为电堆模块600的负极，则第一巡检模块121的接地电压高于第二巡检模块122的接地电压；若电堆模块600的第一端为电堆模块600的负极，电堆模块600的第二端为电堆模块600的正极，则第一巡检模块121的接地电压低于第二巡检模块122的接地电压。第一巡检模块121与主控模块300相连接，第二巡检模块122与主控模块300相连接。

本申请实施例的优势在于，由于第一巡检模块121和第二巡检模块122的接地电压不同，所以，电堆模块600的正负极之间的电压差对于第一巡检模块121和第二巡检模块122不会造成干扰，从而使得，本申请实施例的燃料电池巡检装置可以测量两端电压更高的电堆模块600，或者，基于本申请实施例的燃料电池巡检装置，允许电堆模块600堆叠更多的电池单体610从而达到更高的两端电压。

如图4所示，本申请实施例的一些情况中，至少两个测量通道110，还包括，至少两个第三测量通道113，第三测量通道113用于一一对应连接电堆模块600的第一侧部的电池单体610；其中，电堆模块600的第一侧部被堆叠于电堆模块600的第一端与电堆模块600的中部之间，电堆模块600的第一侧部的电池单体610数量与电堆模块600的电池单体610总数之比为1:100-10:100；至少两个第四测量通道114，第四测量通道114用于一一对应连接电堆模块600的第二侧部的电池单体610；其中，电堆模块600的第二侧部被堆叠于电堆模块600的第二端与电堆模块600的中部之间，电堆模块600的第二侧部的电池单体610数量与电堆模块600的电池单体610总数之比为1:100-10:100；至少一个第五测量通道115，第五测量通道115用于连接电堆模块600的中部的电池单体610；其中，电堆模块600的中部电池单体610数量与电堆模块600的电池单体610总数之比为80:100-98:100。

本申请实施例根据电堆模块600中的电池堆叠位置和数量对电池单体610进行划分，具体来说，将电堆模块600的电池单体610的位置划分为第一侧部、中部和第二侧部，其中，第一侧部位于电堆模块600的第一端和中部之间，第二侧部位于电堆模块600的第二端和中部之间，进一步的，确定第一侧部的电池单体610数量与电池单体610总数之比为1:100-10:100，确定第二侧部的电池单体610数量与电池单体610总数之比为1:100-10:100，确定中部的电池单体610数量与电池单体610总数之比为80:100-98:100。

以上划分方式的依据在于，通过试验和分析发现，第一侧部的电池单体610的故障概率大于中部的电池单体610的故障概率，第二侧部的电池单体610的故障概率大于中部的电池单体610的故障概率。

基于前述划分方式，第三测量通道113的数量和第一侧部的电池单体610的数量相同，每个第三测量通道113与第一侧部的一个电池单体610相连接，不同第三测量通道113与第一侧部的不同电池单体610相连接，第四测量通道114的数量和第二侧部的电池单体610的数量相同，每个第四测量通道114与第二侧部的一个电池单体610相连接，不同第四测量通道114与第二侧部的不同电池单体610相连接，第五测量通道115的数量少于中部的电池单体610的数量，从而使得，第五测量通道115只与中部的部分电池单体610相连接。

本申请实施例的优势在于，在能够足够全面地对电堆模块600中各个电池单体610的状态进行监控的同时，减少测量通道110的数量，从而提高了燃料电池巡检装置的功率密度，降低了燃料电池巡检装置的功耗。

如图4所示，本申请实施例的一些情况中，单体巡检模块120还包括，第三巡检模块123，第三巡检模块123与第三测量通道113相连接，至少部分第三巡检模块123的接地电压与第一巡检模块121的接地电压相同；第四巡检模块124，第四巡检模块124与第四测量通道114相连接，至少部分第四巡检模块124的接地电压与第二巡检模块122的接地电压相同；第五巡检模块125，第五巡检模块125与第五测量通道115相连接，至少部分第五巡检模块125的接地电压与第一巡检模块121的接地电压、以及第二巡检模块122的接地电压均不相同。进一步的，第三测量通道113的数量大于等于6，且小于等于20；第四测量通道114的数量大于等于6，且小于等于20；第五测量通道115的数量大于等于10。

本申请实施例根据电池单体610的位置、测量通道110和电池单体610的连接关系，进而确定第三巡检模块123、第四巡检模块124和第五巡检模块125；至少部分第三巡检模块123的接地电压与第一巡检模块121的接地电压相同，由于电堆模块600的第一侧部与电堆模块600的第一端相邻，相同的接地电压可以保证与第一侧部以及第一端的至少部分相邻电池单体610由相同接地电压的单体巡检模块120进行测量，从而提高相邻电池单体610的测量一致性；至少部分第四巡检模块124的接地电压与第二巡检模块122的接地电压相同，由于电堆模块600的第二侧部与电堆模块600的第二端相邻，相同的接地电压可以保证与第二侧部以及第二端的至少部分相邻电池单体610由相同接地电压的单体巡检模块120进行测量，从而提高相邻电池单体610的测量一致性；至少部分第五巡检模块125的接地电压与第一巡检模块121的接地电压、以及第二巡检模块122的接地电压均不相同，从而允许电堆模块600堆叠更多的电池单体610从而达到更高的两端电压。

第三巡检模块123与主控模块300相连接，第四巡检模块124与主控模块300相连接，第五巡检模块125与主控模块300相连接。

第三测量通道113的数量大于等于6，且小于等于20，结合第一侧部的电池单体610数量与电池单体610总数之比为1:100-10:100这一技术特征，共同确定了第三测量通道113以及第一侧部的电池单体610数量；第四测量通道114的数量大于等于6，且小于等于20，结合第二侧部的电池单体610数量与电池单体610总数之比为1:100-10:100这一技术特征，共同确定了第四测量通道114以及第二侧部的电池单体610数量；以上结合的依据在于，通过试验和分析发现，影响电池单体610的故障概率的因素不仅与电池单体610在整个电堆模块600中的位置有关，也与电池单体610相对于电堆模块600的端部的位置有关，所以，本申请实施例的优势之一在于，通过合理确定第三测量通道113以及第四测量通道114的数量，能够在足够全面地对电堆模块600中各个电池单体610的状态进行监控的同时，减少测量通道110的数量，从而提高了燃料电池巡检装置的功率密度，降低了燃料电池巡检装置的功耗。

本申请实施例的一些情况中，单体巡检模块120包括，第一测量频率，对应于第一测量频率的第一测量准确度；第二测量频率，对应于第二测量频率的第二测量准确度；第三测量频率，对应于第三测量频率的第三测量准确度；第四测量频率，对应于第四测量频率的第四测量准确度；其中，第一测量频率小于或等于第三测量频率，第一测量准确度高于或等于第三测量准确度，第四测量频率大于第三测量频率，第四测量准确度低于第三测量准确度，第二测量频率大于或等于第四测量频率，第二测量准确度低于或等于第四测量准确度；第三测量准确度高于或等于电堆模块600的测量需求准确度，第四测量准确度低于电堆模块600的测量需求准确度。

具体来说，单体巡检模块120可以包括不同的测量频率，相同测量频率下的测量准确度相同，不同测量频率下，基于器件本身特性，测量准确度可能相同(也就是说降低测量频率不能再继续提升测量准确度)，测量准确度也可能不同，此时，测量频率越高时可以达到的测量准确度越低，测量频率越低时可以达到的测量准确度越高。

本申请实施例的前述方案中，根据激励模块220的开启和关闭，根据电池单体610的实际工况，单体巡检模块120的测量结果可以包括如下四种情况：燃料控制模块520启动前电压处于正常范围，燃料控制模块520启动前电压超出正常范围，燃料控制模块520启动后处于正常范围，燃料控制模块520启动后电压超出正常范围；可以根据上面的不同情况，确定不同的测量频率以及测量准确度，超出正常范围相对于处于正常范围内，需要更高的测量频率。

本申请实施例的一些情况中，单体巡检模块120包括，参考电压单元，用于提供第一参考电压、第二参考电压和第三参考电压中的一个；电压测量电路，用于根据参考电压单元所提供的参考电压测量电池单体610的单体电压，电压测量电路分别与参考电压单元、测量通道110以及主控模块300相连接；当参考电压单元提供第一参考电压时，单体巡检模块120的量程小于电堆模块600的测量需求范围，当参考电压单元提供第二参考电压时，单体巡检模块120的量程满足电堆模块600的测量需求范围，当参考电压单元提供第三参考电压时，单体巡检模块120的量程超过电堆模块600的测量需求范围的二倍。

具体来说，单体巡检模块120可以包括参考电压单元，参考电压单元可以根据控制指令提供不同的参考电压，单体巡检模块120根据参考电压和实际待测的电池单体610电压产生测量信息；测量信息具有相应的数据位数，参考电压越小，相同数据位数下，测量信息所能包括的电池单体610电压范围也就越大，也就是单体巡检模块120所对应的量程越大，相对应的，测量信息中的相邻数据之差所能体现的电池单体610电压之差也就越大，也就是单体巡检模块120所对应的测量分辨率越低；相反的，参考电压越大，相同数据位数下，测量信息中的相邻数据之差所能体现的电池单体610电压之差也就越小，也就是单体巡检模块120所对应的测量分辨率越高，相对应的，测量信息所能包括的电池单体610电压范围也就小，也就是单体巡检模块120所对应的量程越小。

基于前述分析可知，通过参考电压单元提供不同的参考电压，可以根据测量需求调整单体巡检模块120的测量范围和/或测量分辨率，从而满足更大的测量范围的需求，或者，满足更高的测量分辨率的需求。

本申请实施例的一些情况中，激励模块220为交流激励模块220，恒流激励信号的频率小于等于1Hz，且大于等于0.25Hz。交流激励模块220所提供的恒流激励信号为交流恒流信号，这样设计的优势在于，一方面，激励模块220的频率小于等于1Hz，从而尽可能减少容抗/感抗等对测量结果的影响，与此同时，激励模块220的频率大于等于0.25Hz，燃料电池巡检装置可以在较短的测量时间内，确定燃料控制模块520启动前的测量结果，将启动前的等待时间确定在一个合理范围内。

本申请实施例的一些情况中，激励模块220为直流激励模块220。直流激励模块220所提供的恒流激励信号为直流恒流信号。

参考于图1所示，本申请实施例还提供了一种车载燃料电池***，包括本实施例前述的燃料电池巡检装置，还包括电堆模块600，燃料电池巡检装置的测量通道110与电堆模块600的电池单体610相连接，燃料电池巡检装置的激励通道210与电堆模块600的两端相连接；还包括燃料控制模块520，用于控制电堆模块600的燃料供给，燃料电池巡检装置的燃料控制端口420与燃料控制模块520相连接，以控制燃料控制模块520。

以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种燃料电池巡检装置，用于对车载燃料电池的电堆模块进行检测，其特征在于，包括，

至少两个测量通道，不同的所述测量通道用于连接所述电堆模块中的不同电池单体；

单体巡检模块，用于测量所述测量通道对应的电池单体的电压，所述单体巡检模块与所述测量通道相连接；

激励通道，用于连接所述电堆模块的两端；

激励模块，用于向所述电堆模块提供恒流激励信号，所述激励模块与所述激励通道相连接；

通讯模块，用于和整车控制***进行通讯；

燃料控制端口，用于连接燃料控制模块，以控制所述电堆模块的燃料供给；

主控模块，所述主控模块与所述单体巡检模块相连接，使所述主控模块从所述单体巡检模块获取测量信息，所述主控模块与所述激励模块相连接，使所述主控模块对所述激励模块进行控制，所述主控模块与所述通讯模块相连接，使所述主控模块与所述整车控制***进行信息交互，所述主控模块与所述燃料控制端口相连接，使所述主控模块向所述燃料控制模块发送信息。

2.根据权利要求1所述的燃料电池巡检装置，其特征在于，所述至少两个测量通道，包括，

第一通道单元，用于连接所述电堆模块的第一端的电池单体的正极；

第二通道单元，用于连接所述电堆模块的第一端的电池单体的负极；

第三通道单元，用于连接所述电堆模块的第二端的电池单体的正极；

第四通道单元，用于连接所述电堆模块的第二端的电池单体的负极；

所述第一通道单元与所述第二通道单元组成第一测量通道，所述第一测量通道用于测量所述电堆模块的第一端的电池单体；

所述第三通道单元与所述第四通道单元组成第二测量通道，所述第二测量通道用于测量所述电堆模块的第二端的电池单体；

所述第一通道单元与所述第四通道单元组成所述激励通道，使所述激励模块通过所述激励通道向所述电堆模块的全部电池单体提供所述恒流激励信号。

3.根据权利要求2所述的燃料电池巡检装置，其特征在于，所述单体巡检模块包括，

第一巡检模块，所述第一巡检模块与第一测量通道相连接，使所述第一巡检模块测量所述电堆模块的第一端的电池单体；

第二巡检模块，所述第二巡检模块与所述第二测量通道相连接，使所述第二巡检模块测量所述电堆模块的第二端的电池单体；

其中，所述第一巡检模块和所述第二巡检模块的接地电压不同。

4.根据权利要求3所述的燃料电池巡检装置，其特征在于，所述至少两个测量通道，还包括，

至少两个第三测量通道，所述第三测量通道用于一一对应连接所述电堆模块的第一侧部的电池单体；

其中，所述电堆模块的第一侧部被堆叠于所述电堆模块的第一端与所述电堆模块的中部之间，所述电堆模块的第一侧部的电池单体数量与所述电堆模块的电池单体总数之比为1:100-10:100；

至少两个第四测量通道，所述第四测量通道用于一一对应连接所述电堆模块的第二侧部的电池单体；

其中，所述电堆模块的第二侧部被堆叠于所述电堆模块的第二端与所述电堆模块的中部之间，所述电堆模块的第二侧部的电池单体数量与所述电堆模块的电池单体总数之比为1:100-10:100；

至少一个第五测量通道，所述第五测量通道用于连接所述电堆模块的中部的电池单体；

其中，所述电堆模块的中部电池单体数量与所述电堆模块的电池单体总数之比为80:100-98:100。

5.根据权利要求4所述的燃料电池巡检装置，其特征在于，所述单体巡检模块还包括，

第三巡检模块，所述第三巡检模块与所述第三测量通道相连接，至少部分所述第三巡检模块的接地电压与所述第一巡检模块的接地电压相同；

第四巡检模块，所述第四巡检模块与所述第四测量通道相连接，至少部分所述第四巡检模块的接地电压与所述第二巡检模块的接地电压相同；

第五巡检模块，所述第五巡检模块与所述第五测量通道相连接，至少部分所述第五巡检模块的接地电压与所述第一巡检模块的接地电压、以及所述第二巡检模块的接地电压均不相同。

6.根据权利要求4所述的燃料电池巡检装置，其特征在于，

所述第三测量通道的数量大于等于6，且小于等于20；

所述第四测量通道的数量大于等于6，且小于等于20；

所述第五测量通道的数量大于等于10。

7.根据权利要求1所述的燃料电池巡检装置，其特征在于，所述单体巡检模块包括，

第一测量频率，对应于所述第一测量频率的第一测量准确度；

第二测量频率，对应于所述第二测量频率的第二测量准确度；

第三测量频率，对应于所述第三测量频率的第三测量准确度；

第四测量频率，对应于所述第四测量频率的第四测量准确度；

其中，所述第一测量频率小于或等于所述第三测量频率，所述第一测量准确度高于或等于所述第三测量准确度，所述第四测量频率大于所述第三测量频率，所述第四测量准确度低于所述第三测量准确度，所述第二测量频率大于或等于所述第四测量频率，所述第二测量准确度低于或等于所述第四测量准确度；

所述第三测量准确度高于或等于所述电堆模块的测量需求准确度，所述第四测量准确度低于所述电堆模块的测量需求准确度。

8.根据权利要求1所述的燃料电池巡检装置，其特征在于，所述单体巡检模块包括，

参考电压单元，用于提供第一参考电压、第二参考电压和第三参考电压中的一个；

电压测量电路，用于根据所述参考电压单元所提供的参考电压测量电池单体的单体电压，所述电压测量电路分别与所述参考电压单元、所述测量通道以及所述主控模块相连接；

当所述参考电压单元提供所述第一参考电压时，所述单体巡检模块的量程小于所述电堆模块的测量需求范围，当所述参考电压单元提供所述第二参考电压时，所述单体巡检模块的量程满足所述电堆模块的测量需求范围，当所述参考电压单元提供所述第三参考电压时，所述单体巡检模块的量程超过所述电堆模块的测量需求范围的二倍。

9.根据权利要求1所述的燃料电池巡检装置，其特征在于，

所述激励模块为交流激励模块，所述恒流激励信号的频率小于等于1Hz，且大于等于0.25Hz；

或者，

所述激励模块为直流激励模块。

10.一种车载燃料电池***，其特征在于，包括，

权利要求1-9中任意一项所述的燃料电池巡检装置；

电堆模块，所述燃料电池巡检装置的测量通道与所述电堆模块的电池单体相连接，所述燃料电池巡检装置的激励通道与所述电堆模块的两端相连接；

燃料控制模块，用于控制所述电堆模块的燃料供给，所述燃料电池巡检装置的燃料控制端口与所述燃料控制模块相连接，以控制所述燃料控制模块。