CN100356185C - 一种车用燃料电池单片电压监测装置 - Google Patents

Abstract

一种车用燃料电池单片电压监测装置，属于燃料电池电压监测装置技术领域，包括光耦选通电路、隔离电路、绝对值电路、硬件互锁电路、单片机及CAN通讯电路。光耦选通电路的输入端与燃料电池各单片顺序相连，输出端与隔离电路输入端相连；隔离电路对信号进行隔离处理后再经绝对值电路输入单片机；单片机通过控制四路I/O引脚信号，由硬件互锁电路来保证选通通道的唯一性，单片机通过CAN通讯电路与外部主控制器进行通讯。本发明安全性高，体积小，成本适中；测量精度高，测量速度快；通讯能力强，易扩展，完全满足车载燃料电池堆单片电压监测的需要。本发明同时适用于非移动式燃料电池堆单片电压的监测，以及类似的由众多单片组成的电池系统的电压监测。

Description

一种车用燃料电池单片电压监测装置

技术领域

本发明属于燃料电池电压监测装置，尤其涉及一种车用燃料电池单片电压监测装置。

背景技术

燃料电池单片电压是燃料电池性能的重要指示参数之一，通过测量其值可以监测燃料电池堆的工作状态，达到保护燃料电池的目的。

燃料电池单片电压的工作范围一般小于1V，空载时可略高于1V。作为车用燃料电池单片电压监测装置，需要达到如下技术要求：

(1)测量速度快：车用燃料电池由于功率的要求，一般由几百上千个单片组成，为保证测量的实时性，每个单片的测量速度应尽可能快，一般用时小于1ms，完成所有单片测量小于1s。

(2)测量精度高：由于燃料电池单片的正常工作范围在0～1V，所以测量精度应达到10mV量级。

(3)具有较强的扩展能力，能与主控制器方便的通讯。

(4)抗干扰能力强：由于燃料电池堆是强电环境，电磁干扰问题严重；此外，为适应车用工况，还需要有较好的抗震、适应温度变化等性能。

(5)成本适中。

车用燃料电池单片电压测量的首要难题是电势累积的问题，尤其是随着燃料电池单片数目的不断增加，此问题表现得更加明显，对器件的耐压值以及安全性提出了更高的要求。

目前，为解决电势积累，常用的单片电压监测方案包括：电阻分压，电阻-二极管分压，光耦隔离继电器选通，线性隔离差分运放等方法。但这些方法均存在一定的不足，如电阻分压方法在测量单片数目较大时，误差过大；应用线性隔离差分运算放大器的方法要求每个单电池都配一个隔离差分运放，系统成本高，体积大，接线复杂。现在应用较广的是光电隔离继电器的方法，它是通过光耦选通的方法对每个单片进行直接地测量，精度高，但其安全性还不够完善，尤其是电堆测量参考地与测量电路电源地之间的隔离问题还需要进行改进，此问题如果解决不好，很容易造成单片机电路的烧毁。

发明内容

本发明的目的是提供一种车用燃料电池单片电压监测装置，该装置可对车载的燃料电池各单片电压进行监测，从而给燃料电池主控制器提供控制的参考信息。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：

该车用燃料电池单片电压监测装置包括5个部分：光耦选通电路、隔离电路、绝对值电路、硬件互锁电路、单片机及CAN通讯电路；

光耦选通电路2用于分别选通各单片电池两端的电势，从而实现对单个单片电池电压的直接测量，并解决了电势积累的问题，光耦选通电路采用了64个双通道光耦隔离继电器作为选通元件，共可选通124个单片电压。

隔离电路3用于燃料电池信号选通电路与单片机信号处理电路之间的隔离，从而防止燃料电池的电环境对单片机电路的干扰，提高了电磁兼容性，隔离电路采用了隔离运算放大器做为其核心元件。

绝对值电路4用于把选通产生的正负交替信号转换为单片机能够接受的正信号，并通过单端正电压供电的同相跟随器滤除负信号。

硬件互锁电路5用于控制与光耦选通电路相配合的译码器芯片，防止出现不相邻通道的光耦选通所造成的过压危险，提高了系统的容错能力，硬件互锁电路通过一组与非门逻辑电路实现。单片机及CAN通讯电路6用于单片电压信号的AD转换与数据传输，其CAN通讯采用了最新的TTCAN协议，在通讯节奏和可靠性方面都有了很大的改善。

整个装置的联接方式为：光耦选通电路2的输入端分别与燃料电池各单片1顺序相连，其输出端与隔离电路3的输入端相连，隔离电路3对信号进行隔离处理后再经由绝对值电路4通过两路AI引脚输入单片机6，为提高硬件容错性，单片机6通过控制四路I/O引脚信号，由硬件互锁电路5来保证选通通道的唯一性，单片机又通过CAN通讯电路6与外部主控制器7进行通讯。

本发明的有益效果是：通过隔离电路有效解决了现有方案中测量对象电系统与单片机电系统的隔离问题，提高了电路的电磁兼容性；通过绝对值电路解决了现有方案中采用外扩双极性AD转换芯片的成本问题；通过硬件互锁电路解决了现有光耦选通方案中因为软件和电磁干扰而引起的非相邻通道选通的过压危险问题；该监测装置可测量124路单片电压值，应用多个本装置组成监测系统，并通过采用TTCAN协议的CAN网络进行各装置与主控制器的有序通讯，可实现对单片数目较大的燃料电池堆的全部单片电压的测量。

与现有技术比较，本发明安全性高，体积小，成本适中；测量精度高(单片测量误差为10mV量级)，测量速度快(单片测量用时小于1ms)；通讯能力强，易扩展应用，完全满足车载燃料电池堆单片电压监测的需要。本发明同样适用于非移动式燃料电池堆单片电压的监测，以及类似的由众多单片组成的电池系统的电压监测。

附图说明

图1是燃料电池单片电压监测装置结构框图，其中，1-燃料电池单片，2-光耦选通电路，3-隔离电路4-绝对值电路，5-硬件互锁电路，6-单片机及CAN通讯电路，7-燃料电池主控制器，8-单片机I/O端口，9-译码器使能端口。

图2是光耦选通电路示意图。

图3是隔离电路示意图。

图4是绝对值电路示意图。

图5是硬件互锁电路示意图。

图6是TTCAN通讯协议。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

图1所示为燃料电池单片电压监测装置结构框图，其中，1为燃料电池单片，2为光耦选通电路，3为隔离电路，4为绝对值电路，5为硬件互锁电路，6为单片机及CAN通讯电路，7为燃料电池主控制器，8为单片机I/O端口，9为译码器使能端口。虚线框内所示即为本装置中的结构，包括光耦选通电路2、隔离电路3、绝对值电路4、硬件互锁电路5、单片机及CAN通讯电路6。光耦选通电路2的输入端分别与燃料电池各单片1顺序相连，其输出端与隔离电路3的输入端相连，而光耦的导通由单片机通过译码器进行控制；隔离电路3对信号进行隔离处理，使前后信号及地之间不发生直接的物理连接；绝对值电路4把隔离后级的正负交替信号进行绝对值化，通过两路AI引脚输入单片机6；为提高硬件容错性，单片机6通过控制四路I/O引脚8信号，由硬件互锁电路5来保证选通通道的唯一性；单片机6对信号进行转换和处理后通过CAN通讯电路6采用TTCAN协议与燃料电池主控制器7进行通讯。

图2所示为光耦选通电路示意图。光耦选通电路使用64片AQW214双通道光耦隔离继电器，分成4个相同的光耦阵列，每个陈列由两个4选16的译码器74HC154进行组合选通；每组两个译码器的4个片选输入端与单片机P3端口相连，输出端与双通道光耦隔离继电器的控制端相连，两个译码器的使能端

同时与硬件互锁电路四个输出端之一相连；双通道光耦隔离继电器控制端的一极与译码器输出端相连，并且两者的引脚一一对应，另一极与电阻RVA相连，该电阻与+5V电源相连；双通道光耦隔离继电器被控制端的输入引脚与燃料电池单片电势点(如V0，V1等)相连，输出引脚交替地连接到COMA、COMB输出总线上。

该监测装置一共使用64片AQW214双通道光耦隔离继电器，分成4个相同的光耦阵列，每个阵列由两个4选16的译码器74HC154进行组合选通，整个装置可监测124个单片电压值。每组两个译码器的4个片选输入信号(A、B、C、D)由单片机的P3端口提供，两个译码器的对应输出端(如YE0和YF0)分别接在同一光耦AQW214的两个通道的控制端的一个引脚(AQW214的2、4引脚)上，AQW214的1、3引脚均通过上拉电阻拉高至5V，光耦的被控制端6、8引脚分别接燃料电池相邻的单片电势点，在单片机软件控制下，两个译码器分别控制光耦阵列中相邻两个通道导通，从而实现对单个单电池电压的测量。译码器的使能端

由硬件互锁电路控制，使得同一时刻，只有一组译码器工作。由于AQW214双通道光耦隔离继电器导通电阻很小，且其后级连接的是输入电阻无穷大的运算放大器，所以可以不考虑信号在此处的损耗。所有编号为偶数的单片电势点V(2n)导通后均接入COMA线，所有编号为奇数的单片电势点V(2n+1)导通后均接入COMB线，由于选通是交替进行的，COMA与COMB之间的电势差会随之发生正负交替变化，但其绝对值等于与之相对应的单片电池的电压，在后续处理时，把COMB作为测量的参考地。

图3所示为隔离电路示意图。隔离电路使用精密运算放大器OP07(I)、隔离运算放大器AD202(II)和精密运算放大器AD711(III)，并顺序连接。运放I的正向输入端(3)分别与电阻IR1和电容IC1相连，电阻IR1另一端与光耦选通电路的输出总线COMA相连，运放I的负向输入端(2)与电阻IR2相连，电阻IR2分别与电容IC1和光耦选通电路的输出总线COMB相连，运放I的负向输入端(2)还通过电阻IR3与自身的输出端(6)相连，构成反馈；运放I的输出端(6)与隔离运放II的正向输入端(1)相连，隔离运放II的反馈端(38)直接与其负向输入端(3)相连，在隔离运放II内部构成同向跟随放大器，隔离运放II的正向输出端与电阻IR5相连，负向输出端直接接地；电阻IR5通过电容IC7接地的同时，与运放III的正向输入端(3)相连，运放III的负向输入端与其输出端(6)直接相连，构成反馈，其输出端Outab与绝对值电路的输入端相连。运放I采用±7.5V双端供电(+VISO、-VISO)，该电源由隔离运放II前级输出电压端(36、37)提供，运放I正负供电端(7、4)还分别通过电容与COMB相连；隔离运放II前级共地端(2)与COMB相连，后级共地端(22)与单片机电路地相连，该运放由+15V供电；运放III采用±15V双端供电，其正负供电端(7、4)同时通过电容与单片机电路地相连；此电路中电阻IR2、IR3采用0.1％的精密电阻。

由于测量的参考地COMB是一个不断变化的浮动值，其相对于燃料电池地的电势可能高达几百伏，如果把其直接与单片机电源地相连，很有可能造成电路的烧毁，安全隐患十分严重，需要对二者进行隔离。本装置中采用隔离运算放大器AD202，该运放具有很多优良的特性：其内部对前后级的信号和电源都进行了有效的隔离；其K级精度型号的偏置电压(OffsetVoltage)最大只有±5mV，J级精度型号的偏置电压最大为±15mV(实验表明：其典型值可以控制在±10mV以内，与K级精度相差无几)，并且该运放造成的增益误差基本维持在一个固定值上，可通过标定的方法来减小，从而满足单片采集的精度要求；该运放在其前级输出一对±7.5V的电源，该电源由后级15V供电产生但与之隔离，用于给运放前级的芯片供电且不影响隔离效果。具体的电路原理是：光耦选通后的两路信号中，把COMB作为参考地，COM作为信号线；单片电压信号首先经过一个RC一阶滤波，然后由精密运放OP07组成的同向运算放大电路放大一倍，此同向运算放大器中选用的电阻IR2、IR3均为0.1％的精密电阻，OP07的正负供电引脚7、4分别接AD202前级输出的±7.5V电源±VISO，并分别通过1uF电容与COMB相联，用于保持供电的稳定，进行放大处理的目的是相对减小隔离运放AD202的增益误差对测量精度造成的影响；滤波放大后的信号进入AD202的+Input引脚，-Input引脚与AD202的反馈引脚IFeedback相连，Icommon引脚与COMB相连，这样在AD202内部的前级就构成一个同向跟随器，AD202后级的Ocommon引脚与单片机电路地相连，+15V电源由单片机电路电源(5V)通过DCDC升压后提供，AD202输出的两路中OutputL直接与单片机电路地相连，OutputH作为信号线，这样信号在经过AD202后，其信号与地均实现了有效的隔离；AD202输出信号再经由一个RC一阶滤波和由精密运放AD711组成的同相跟随器后输出，AD711的±15V供电由单片机电路电源(5V)通过一个双端输出的DCDC升压后提供，并分别通过1uF电容与单片机电路地相连，保持供电稳定，接入同相跟随器的目的在于：AD202的输出电阻较大(有7kΩ)，带负载的能力受到影响，而同相跟随器的输入电阻相当于无穷大，而输出电阻很小，所以可以有效地增强电路带负载的能力。

图4所示为绝对值电路示意图。绝对值电路使用2个精密运算放大器AD820(I、III)和1个精密运算放大器OP177(II)，并分成两路顺序连接。第一路中，运放I的正向输入端(3)与隔离电路的输出端Outab相连，负向输入端(2)与输出端(6)直接相连，构成反馈，输出端(6)与单片机AIN0.0引脚相连；第二路中，运放II的正向输入端(3)接地，负向输入端(2)通过电阻IR7与隔离电路的输出端Outab相连，同时负向输入端(2)通过电阻IR8与输出端(6)相连，构成反馈，运放II的输出端(6)与运放III的正向输入端(3)相连；运放III的负向输入端(2)与其输出端(6)直接相连，构成反馈，其输出端(6)与单片机AIN0.1引脚相连。运放I、III均采用+15V单端供电，其负供电端(4)均直接接地，正供电端(7)分别通过电容IC9、IC12与单片机电路地相连；运放II采用±15V双端供电，其正负供电端(7、4)分别通过电容IC10、IC11与单片机电路地相连；此电路中电阻IR7、IR8采用0.1％的精密电阻。

由于光耦选通电路产生的是正负交替变化的信号，而单片机引脚是不能承受过大负电压的，所以选通隔离后的信号需要再经过绝对值化才能引入单片机。如果只用一个电路、一个单片机引脚便完成上述操作是比较理想的，但现有的一些绝对值电路普遍存在精度不够、结构复杂的问题，另外考虑到该监测装置功能单一，单片机引脚有大量富余，于是采用单片机的两个引脚、采用较简单的电路来对正负信号进行分开处理，具体情况是：第一路引入单片机的AIN0.0引脚，用于正电压信号的输入，该路上放置一个由精密运放AD820组成的单端正电压供电的同相跟随器，其正供电引脚与+15V(由DCDC提供)，负供电引脚与单片机电路地相连，正电压信号可以通过该跟随器，而负电压信号会被饱和至接近0电平；第二路引入单片机的AIN0.1引脚，用于负电压信号的输入，该路上首先放置一个由精密运放OP177组成的双端供电的反相跟随器，其正负供电引脚分别与±15V(由DCDC提供)相连，所用电阻IR7、IR8均为0.1％的精密电阻，然后再接入与第一路相同的AD820单端正电压供电的同相跟随器，这样负电压信号首先被反相成正电压信号，再输入单片机引脚，而正电压信号反相为负电压信号后被同相跟随器饱和至0电平。在单片机内部，通过软件控制来实现AD转换与通道选通的同步。

图5为硬件互锁电路示意图。硬件互锁电路使用1个2输入4通道与非门芯片74LS00(I)和2个4输入2通道与非门芯片74LS20(II、III)。与非门I的4个通道的各两个输入端(1、2；4、5；9、10；12、13)相互连接后再与单片机P1.0～P1.3引脚相连，各通道输出端(3、6、8、11)分别与与非门II、III输入端相连；与非门II、III各通道的4个输入端中，3个引脚用于连接与非门I的输出，1个引脚直接与单片机P1.0～P1.3引脚之一相连，4个通道的连接组合互斥，与非门II、III的输出与光耦选通电路中的译码器使能端相连。

在光耦选通时，必须保证只有两个相邻的通道被选通，否则在后级ComA和ComB之间会产生很大电势差，特别是当两个通道分别在不同的光耦阵列中时，两者的压差可以达到几十伏，甚至上百伏，这会在瞬间烧毁整个监测电路。由于光耦选通的控制是由单片机软件来实现的，如果软件编写错误或运行出错都很有可能造成上述后果，因此需要从硬件设计上进行保护。硬件互锁电路的原理是通过控制各组译码器的使能端，使得在一个时刻只有一组译码器被使能，这样非使能的译码器即使有输入信号也不会产生通道的选通。实现该功能的方法是通过单片机控制一个逻辑门电路从而产生一组互斥的逻辑控制信号。这里采用了一片两输入与非门芯片74LS00和两片四输入与非门芯片74LS20，74LS00内有4个两输入与非门，用于产生与单片机输入P1.0～P1.3相对应的非逻辑信号P1.0N～P1.3N，74LS20内有两个四输入与非门，两片74LS20中一共四个四输入与非门分别产生对应译码器使能端的控制信号PR1～PR4)。逻辑真值表如下(P1.0～P1.3为单片机的引脚信号，PR1～PR4为四组译码器的使能端信号)：

单片机输出				译码器使能端信号
								P1.3	P1.2	P1.1	P1.0	PR4	PR3	PR2	PR1
L	L	L	H	H	H	H	L
								L	L	H	L	H	H	L	H
L	H	L	L	H	L	H	H
								H	L	L	L	L	H	H	H
其它情况				H	H	H	H

图6是TTCAN通讯协议。监测节点与主控节点之间通过CAN网络连接，采用TTCAN协议通讯，当该CAN网络中有多个节点时，合理设计TTCAN协议中时间矩阵的结构关乎通讯的安全性。设计分析如下：由于每个节点的任务是完全一样的，具有很严格的周期性，所以该TTCAN网络的系统矩阵可以只由一个基本循环组成；由于每个节点需要监测124个单片电压信号，每个信号的采集用时小于1ms(这里以1ms计)，则单节点完成一轮采集所需要的时间为124ms，为保证每次发送的都是新数据，则单节点的通讯周期应为124ms以上，即基本循环的周期应在124ms以上；在基本循环中，每个节点的独占时间窗的大小取决于完成124个单片信号发送的用时，理论分析及实验表明，该用时在16ms左右，为保证一定裕量，设计为20ms。如图7所示，以10个节点的TTCAN网络为例，该基本循环由10个独占时间窗组成，以主控节点的参考消息为时间起始标志，整个循环周期为200ms，满足在于124ms的要求。

单片机这里采用了美国SiliconLab的100脚的C8051F040单片机。这是一款集成度很高的单片机，代表了8位单片机片上系统SoC(System on Chip)的发展趋势，其主要功能包括：13路12位AD转换，8个8位宽端口I/0，5个通用计数器/定时器，Bosch CAN控制器(CAN 2.0B)，64KB FLASH/4KB RAM。CAN通讯电路由单片机内部集成的Bosch CAN控制器模块实现，其通过CANRX、CANTX引脚与CAN通讯电路连接，CAN收发器选用82C250，为保证良好的电磁兼容性，通讯电路的信号和电源均进行了相应的隔离措施，其中信号的隔离通过6N137光耦并配适当的电阻、电容实现，电源的隔离采用DCPO10505 DC-DC实现。

Claims (9)

1、一种车用燃料电池单片电压监测装置，其特征在于，该监测装置包括5个部分：光耦选通电路、隔离电路、绝对值电路、硬件互锁电路、单片机及CAN通讯电路；

光耦选通电路用于分别选通各单片电池两端的电势，实现对单个单片电池电压的直接测量，并解决电势积累的问题，采用64个双通道光耦隔离继电器作为选通元件，共选通124个单片电压；

隔离电路用于燃料电池信号选通电路与单片机信号处理电路之间的隔离，防止燃料电池的电环境对单片机电路的干扰，提高了电磁兼容性，其采用隔离运算放大器为其核心元件；

绝对值电路用于把选通产生的正负交替信号转换为单片机能够接受的正信号，并通过单端正电压供电的同相跟随器滤除负信号：

硬件互锁电路用于控制与光耦选通电路相配合的译码器芯片，防止出现不相邻通道的光耦选通所造成的过压危险，提高系统的容错能力，所述硬件互锁电路通过一组与非门逻辑电路实现；

单片机及CAN通讯电路用于单片电压信号的AD转换与数据传输及各电路间通讯：

光耦选通电路的输入端分别与燃料电池各单片顺序相连，其输出端与隔离电路的输入端相连，隔离电路对信号进行隔离处理后再经由绝对值电路通过两路Al引脚输入单片机，单片机通过控制四路I/O引脚信号，由硬件互锁电路来保证选通通道的唯一性，单片机又通过CAN通讯电路与外部主控制器进行通讯。

2、根据权利要求1所述的一种车用燃料电池单片电压监测装置，其特征在于，所述光耦选通电路使用64片双通道光耦隔离继电器，分成4个相同的光耦阵列，每个阵列由两个4选16的译码器进行组合选通；每组两个译码器的4个片选输入端与单片机P3端口相连，输出端与双通道光耦隔离继电器的控制端相连，两个译码器的使能端

同时与硬件互锁电路的四个输出端之一相连；双通道光耦隔离继电器控制端的一极与译码器的输出端相连，并且两者的引脚一一对应，另一极与电阻RVA相连，该电阻与+5V电源相连；双通道光耦隔离继电器的被控制端的输入引脚与燃料电池单片电势点相连，输出引脚交替地连接到COMA、COMB输出总线上。

3、根据权利要求1所述的一种车用燃料电池单片电压监测装置，其特征在于，所述隔离电路使用精密运算放大器OP07(I)、隔离运算放大器AD202(II)和精密运算放大器AD711(III)，并顺序连接：精密运算放大器OP07(I)的正向输入端(3)分别与电阻IR1和电容IC1相连，电阻IR1另一端与光耦选通电路的输出总线COMA相连，精密运算放大器OP07(I)的负向输入端(2)与电阻IR2相连，电阻IR2分别与电容IC1和光耦选通电路的输出总线COMB相连，精密运算放大器OP07(I)的负向输入端(2)还通过电阻IR3与自身的输出端(6)相连，构成反馈：精密运算放大器OP07(I)的输出端(6)与隔离运算放大器AD202(II)的正向输入端(1)相连，隔离运算放大器AD202(II)的反馈端(38)直接与其负向输入端(3)相连，在隔离运算放大器AD202(II)内部构成同向跟随放大器，隔离运算放大器AD202(II)的正向输出端与电阻IR5相连，负向输出端直接接地；电阻IR5通过电容IC7接地的同时，与精密运算放大器AD711(III)的正向输入端(3)相连，精密运算放大器AD711(III)的负向输入端与其输出端(6)直接相连，构成反馈，其输出端Outab与绝对值电路的输入端相连；精密运算放大器OP07(I)采用±7.5V双端供电(+VISO、-VISO)，陔电源由隔离运算放大器AD202(II)前级输出电压端(36、37)提供，精密运算放大器OP07(I)正负供电端(7、4)还分别通过电容与COMB相连；隔离运算放大器AD202(11)前级共地端(2)与COMB相连，后级共地端(22)与单片机电路地相连，该运放由+15V供电；精密运算放大器AD711(III)采用±15V双端供电，其正负供电端(7、4)同时通过电容与单片机电路地相连。

4、根据权利要求1所述的一种车用燃料电池单片电压监测装置，其特征在于，所述绝对值电路使用2个精密运算放大器AD820(I、III)和1个精密运算放大器OP177(II)，并分成两路顺序连接；第一路中，精密运算放大器AD820(I)的正向输入端(3)与隔离电路的输出端Outab相连，负向输入端(2)与输出端(6)直接相连，构成反馈，输出端(6)与单片机AINO.0引脚相连；第二路中，精密运算放大器OP177(II)的正向输入端(3)接地，负向输入端(2)通过电阻IR7与隔离电路的输出端Outab相连，同时负向输入端(2)通过电阻IR8与输出端(6)相连，构成反馈，精密运算放大器OP177(II)的输出端(6)与精密运算放大器AD820(III)的正向输入端(3)相连；精密运算放大器AD820(III)的负向输入端(2)与其输出端(6)直接相连，构成反馈，其输出端(6)与单片机AINO.1引脚相连；精密运算放大器AD820(I、III)均采用+15V单端供电，其负供电端(4)均直接接地，距供电端(7)分别通过电容IC9、IC12与单片机电路地相连：精密运算放大器OPl77(II)采用±15V双端供电，其距负供电端(7、4)分别通过电容IC10、IC11与单片机电路地相连。

5、根据权利要求1所述的一种车用燃料电池单片电压监测装置，其特征在于，所述硬件互锁电路使用1个2输入4通道与非门芯片74LS00(I)和2个4输入2通道与非门芯片74LS20(II、III)；与非门芯片74LS00(I)的4个通道的各两个输入端(1、2；4、5；9、10；12、13)相互连接后再与单片机P1.0～P1.3引脚相连，各通道输出端(3、6、8、11)分别与与非门芯片74LS20(II、III)输入端相连；与非门芯片74LS20(II、III)各通道的4个输入端中，3个引脚用于连接非门芯片74LS00(I)的输出，1个引脚直接与单片机P1.0～P1.3引脚之一相连，4个通道的连接组合互斥，与非门芯片74LS20(II、III)的输出与光耦选通电路中的译码器使能端相连。

6、根据权利要求1所述的一种车用燃料电池单片电压监测装置，其特征在于，所述CAN通讯电路其CAN通讯采用TTCAN协议。

7、根据权利要求2所述的一种车用燃料电池单片电压监测装置，其特征在于，所述双通道光耦隔离继电器是AQW214双通道光耦隔离继电器，所述译码器为74HC154。

8、根据权利要求3所述的一种车用燃料电池单片电压监测装置，其特征在于，所述电阻IR2、IR3采用0.1％的精密电阻。

9、根据权利要求4所述的一种车用燃料电池单片电压监测装置，其特征在于，所述电阻IR7、IR8采用0.1％的精密电阻。

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