CN112838250A - 用于感测燃料电池的电压信息的装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于感测燃料电池的电压信息的装置，包括：感测单元，被配置为感测燃料电池中所包括的各电池和所有电池的电压；控制器，被配置为控制所述感测单元根据上控制器的命令来感测所述燃料电池的各电池和所有电池的电压，或者将感测到的各电池和所有电池的电压的信息发送到所述上控制器；以及所述上控制器被配置为通过基于从所述控制器接收的所述电压的信息计算所述燃料电池的输出功率来检测错误电池，以通过使所述错误电池停止操作来基本上防止周围电池受损，并对应于所述燃料电池的状态实时地控制所述输出功率。

Description

用于感测燃料电池的电压信息的装置
技术领域
本公开的示例性实施例涉及用于感测燃料电池的电压信息的装置，并且更具体地，涉及获取准确控制燃料电池所需的燃料电池的信息并将所获取的信息发送到上控制器的用于感测燃料电池的电压信息的装置。
背景技术
通常，聚合物电解质膜燃料电池包括膜电极组件(membrane electrodeassembly，MEA)，膜电极组件(MEA)具有催化剂电极层、气体扩散层(GDL)、用于保持反应气体和冷却剂的气密性并适当紧固其压力的垫圈和紧固件以及、使反应气体和冷却剂移动的双极板，在催化剂电极层中发生电化学反应并附接到通过氢离子移动的固体聚合物电解质膜的任一侧，气体扩散层(GDL)用于均匀地分布反应气体并传递所产生的电能。
当使用这种单元电池配置组装燃料电池堆时，作为主要成分的膜电极组件和气体扩散层的组合位于单元电池的最内侧。膜电极组件具有催化剂电极层，催化剂电极层涂覆有催化剂并附接到固体聚合物电解质膜的两侧使得氢与氧可以反应(即，阳极和阴极)，并且气体扩散层、垫圈等被层叠在阳极和阴极所处的外部部分上。
设置有流场的双极板位于气体扩散层的外部，通过该流场供应反应气体(作为燃料的氢和作为氧化剂的氧或空气)并且冷却剂经过该流场。利用作为单元电池的这种配置，层叠多个单元电池，集电器(current collector)、绝缘板、以及用于支撑层叠的电池的端板联接到单元电池的最外侧，并且单元电池被重复地层叠并紧固在端板之间，使得燃料电池层叠得以配置。
为了实际获得车辆中所需的电位，需要层叠与所需电位对应的必要数量的单元电池来构造层叠。一个单元电池中产生的电位约为1.3V，并且多个电池被串行层叠，以产生驱动车辆所需的功率。因此，当在构成燃料电池堆的单元电池中的任一个中发生性能劣化或故障时，燃料电池堆的整体性能下降，从而导致没有提供稳定操作的现象。
在这种情况下，燃料电池的输出电压和电流不是恒定的，并且被控制为根据所需功率时刻地改变。因此，所测量的信息更新越快，输出功率控制有可能越准确。
然而，当用于感测燃料电池的电压信息的现有系统感测燃料电池的所有通道(即，所有电池)的数据(或信息)并接着将感测到的数据发送到控制器时，控制器仅从接收到的信息中选择所需信息并计算所选择的信息或将所选择的信息发送到上控制器。因此，在获取和发送所有通道(即，燃料电池的所有电池)的数据(或信息)的处理中发生时间延迟，从而导致控制精度降低。
此外，由于控制器需要读取和计算所有电池的值，因此读时间相对长并且通信所消耗的功率也增加。结果，可能难以针对具有相对大的电压波动的燃料电池的状态快速诊断并采取措施，并且燃料电池可以受损。
在韩国专利申请公开No.10-2016-0036422(2016年4月4日公开的名称为“用于燃料电池堆的电池电压监控系统及其方法”)中公开了本公开的背景技术。
发明内容
各种实施例涉及可以以分时的方式感测准确控制燃料电池所需的燃料电池的所有电池和个体电池的电压信息并立即将感测电压信息发送到上控制器由此使得与相关技术相比能够进行快速功率计算的用于感测燃料电池的电压信息的装置。
各种实施例涉及可以测量针对燃料电池的相应电池预设的电压值的最大值、最小值、平均值和总值并将所测量的值发送到控制器由此使燃料电池的电池的读时间和通信功率消耗最小化的用于感测燃料电池的电压信息的装置。
在实施例中，一种用于感测燃料电池的电压信息的装置包括：感测单元，其被配置为感测燃料电池中所包括的各电池和所有电池的电压；控制器，其被配置为控制感测单元根据上控制器的命令来感测燃料电池的各电池和所有电池的电压，或者将感测到的各电池和所有电池的电压的信息发送到上控制器；并且上控制器被配置为通过基于从控制器接收的电压的信息计算燃料电池的输出功率来检测错误电池，以通过使错误电池停止操作来基本上防止周围电池受损，并对应于燃料电池的状态实时地控制输出功率。
在本公开中，控制器可以以分时的方式感测燃料电池的各电池和所有电池的电压的信息，并且在感测后将所有电池的电压的信息发送到上控制器。
在本公开中，当从上控制器接收到用于感测燃料电池的各电池的电压的命令AD_CS时，控制器可以在每个指定周期内感测并累积预定数量的电池的电压，感测预定数量的电池的电压，测量所有电池的输出电压，并将输出电压发送到上控制器。
在本公开中，每个指定周期将测量的电池的数量可以是被预先指定的，或者被包括在用于感测各电池的电压的命令AD_CS中。
在本公开中，当从上控制器输入电池感测数据读取命令AD_RD时，控制器可以立即将每个指定周期内感测并累积的电池的电压发送到上控制器。
在本公开中，感测单元可以被设置为多个，并且至少一个感测单元可以被配置为感测各电池的电压，并且另一个感测单元可以被配置为在控制器的控制下感测所有电池的电压。
在本公开中，当从上控制器输入用于感测燃料电池的各电池的电压的命令AD_CS时，控制器可以感测并累积各电池的电压。
在本公开中，当从上控制器输入电池感测数据读取命令AD_RD时，控制器可以立即将所感测并累积的相应电池的电压发送到上控制器。
在本公开中，当从上控制器输入针对燃料电池的所有电池的输出电压的感测/读取命令AD_FC时，控制器可以感测燃料电池的所有电池的输出电压并立即将输出电压发送到上控制器。
在本公开中，针对燃料电池的所有电池的输出电压的感测/读取命令AD_FC可以是用于感测并读取所有电池的输出电压的命令，并且可以与用于感测燃料电池的各电池的电压的命令AD_CS分开地被不定期地输出。
在另一实施例中，一种用于感测燃料电池的电压信息的装置包括：多个感测单元，其各自被配置为测量燃料电池堆中的一个或多个测量电池的电压值，并用所测量的电压值检测用于诊断燃料电池堆的诊断值；以及控制器，其被配置为从感测单元接收诊断信息并将诊断信息发送到上控制器，其中，各感测单元检测针对相应测量电池的诊断值，并根据多个感测单元之间的连接关系将诊断值发送到作为诊断值的发送目标的感测单元和控制器中的任一个，并且当从另一感测单元接收到诊断值时，各感测单元通过使用各感测单元测量的诊断值和从另一感测单元接收的诊断值来最终检测将被发送到发送目标的诊断值，并将最终检测到的诊断值发送到发送目标。
在本公开中，感测单元可以包括：检测部，其被配置为用测量电池的电压值检测测量电池的诊断值；存储部，其被配置为存储由检测部检测到的诊断值；以及控制部，其被配置为通过使用存储在存储部中的诊断值和从另一感测单元接收的诊断值来生成将被发送到发送目标的诊断值，并将所生成的诊断值发送到发送目标。
在另一实施例中，一种用于感测燃料电池的电压信息的装置包括：检测部，其被配置为根据燃料电池堆中的一个或多个测量电池的电压值来检测测量电池的诊断值；存储部，其被配置为存储由检测部检测到的诊断值；以及控制部，其被配置为通过使用存储在存储部中的诊断值和从另一感测单元接收的诊断值来生成将被发送到发送目标的诊断值，并将所生成的诊断值发送到发送目标，其中，控制部检测针对相应测量电池的诊断值，并根据其间的连接关系将诊断值发送到作为发送目标的感测单元和控制器中的任一者，并且当从另一感测单元接收到诊断值时，控制部通过使用控制部测量的诊断值和从另一感测单元接收的诊断值来生成将被发送到发送目标的诊断值，并将所生成的诊断值发送到发送目标。
在本公开中，将被发送到发送目标的诊断值可以包括：燃料电池堆中的所有电池的电压值的最大值和最小值中的至少一者，通过对燃料电池堆中的相应电池的电压值求平均而获得的平均值，通过对燃料电池堆中的所有电池的电压值求和而获得的总值，在燃料电池堆中的所有电池中的分别测量到最大值和最小值的电池的电池信息，以及感测单元的识别信息。
在本公开中，存储在存储部中的诊断值可以包括：测量电池的电压值的最大值和最小值、通过对测量电池的电压值求平均而获得的平均值，以及通过对测量电池的电压值求和而获得的总值。
在本公开中，针对测量电池的电压值的最大值和最小值，控制部可以将测量电池当中的其中分别测量到各值的电池的电池信息和感测单元的识别信息与最大值和最小值中的各个进行匹配，并将所匹配的信息发送到发送目标。
在本公开中，控制部可以将测量电池的电压值的最大值与从另一感测单元接收的其最大值进行比较以将相对大的最大值发送到发送目标，将测量电池的电压值的最小值与从另一感测单元接收的其最小值进行比较以将相对小的最小值发送到发送目标，将通过对测量电池的电压值的平均值和从另一感测单元接收的其平均值求平均而获得的平均值发送到发送目标，并将通过对测量电池的电压值求和而获得的总值发送到发送目标。
按照本公开，以分时的方式感测准确控制燃料电池所需的燃料电池的所有电池和个体电池的电压信息，并且将其立即发送到上控制器，由此使得与相关技术相比能够快速进行功率计算。
按照本公开，测量针对燃料电池的相应电池预设的电压值的最大值、最小值、平均值和总值并将其发送到控制器，由此使燃料电池的电池的读取时间和通信功率消耗最小化。
按照本公开，可以通过使得能够针对燃料电池进行快速状态诊断和测量使具有相对大电压波动的燃料电池的受损最小化。
附图说明
图1是图示了按照本公开的实施例的用于感测燃料电池的电压信息的装置的示意性配置的示例性示图。
图2是用于说明按照相关技术的用于感测燃料电池的电压信息的方法的示例性示图。
图3是用于说明按照本公开的实施例的用于感测燃料电池的电压信息的方法的示例性示图。
图4是用于比较地说明按照相关技术和图3中的本公开的实施例的性能差异的示例性示图。
图5是用于说明按照本公开的实施例的用于在检测到错误电池时禁用错误电池的方法的示例性示图。
图6是用于说明在图5中的电路上禁用错误电池的方法的示例性示图。
图7是图示了按照本公开的另一实施例的用于感测燃料电池的电压信息的装置的配置的框图。
图8是图示了按照本公开的另一实施例的感测单元的配置的框图。
图9是概念性图示了按照本公开的另一实施例的通过感测单元测量电压的方法的示图。
图10是概念性图示了按照本公开的另一实施例的通过感测单元发送测量值的方法的示图。
具体实施方式
下文中，将在下面参照附图描述按照本公开的用于感测燃料电池的电压信息的装置。
在该过程中，出于清晰和便于说明的目的，可以夸大图中图示的线的粗细或元件的尺寸。随后将描述的术语是在考虑到本公开中其功能而定义的，并且可以根据用户或操作者的意图或实践来改变。因此，应该基于本说明书内的公开内容来定义这种术语。
图1是图示了按照本公开的实施例的用于感测燃料电池的电压信息的装置的示意性配置的示例性示图。
参照图1，按照本实施例的用于感测燃料电池的电压信息的装置包括感测单元110、控制器120和上控制器130。
感测单元110感测燃料电池中所包括的各电池和所有电池的电压信息或电流信息。
控制器120根据上控制器130的命令对感测单元110进行控制，以感测燃料电池的各电池和所有电池的电压信息或电流信息，或者将感测到的电压信息或电流信息发送到上控制器130。
上控制器130(例如，车辆的ECU等)通过基于从控制器120接收到的电压信息或电流信息计算燃料电池的输出功率来检测错误电池(或电池的异常操作)，使错误电池的操作停止以基本上防止周围电池受损，并且通过比之前快的功率计算，对应于燃料电池的状态来实时地控制输出功率。
通常，实际用于燃料电池控制的电压信息是(1)所有电池的输出电压、(2)一个电池的平均电压，以及(3)最大/最小电池电压和电池位置。其中，对于燃料电池控制而言最重要的信息是用于计算燃料电池的输出功率的(1)所有电池的输出电压以及(2)一个电池的平均电压。
例如，当测得(1)所有电池的输出电压或(2)一个电池的平均电压时，可以通过计算来提取另一项。因此，重要的是获取(1)和(2)的信息中的至少一个。在这种情况下，由于各电池的平均电压信息的主要目的是确定电池是否异常，因此在感测时间上没有明显的限制。
在这一点上，在本实施例中，以分时的方式感测每个通道(即，一个电池的平均电压或所有电池的输出电压)，由此提高了燃料电池的输出功率的控制效率。此外，所有电池的输出电压都被感测并被立即发送到控制器120或上控制器130，由此使得能够实时地计算燃料电池的输出功率。
然而，由于其中车辆的上控制器计算燃料电池的输出功率并检测错误电池(或电池的异常操作)的详细方法或用于使错误电池停止操作的操作可以使用本公开的技术领域中众所周知的方法，因此将省略对其的详细描述。
下文中，将描述通过按照本实施例的通过用于感测燃料电池的电压信息的装置来感测燃料电池的电压信息的方法。
图2是用于说明按照相关技术的用于感测燃料电池的电压信息的方法的示例性示图。如图2的(a)和图2的(b)中图示的，在相关技术中，当从上控制器130输入电压感测命令AD_CS时，控制器120控制感测单元110(或感测半导体)感测燃料电池的各电池C1至Cn的电压(各电池C1至Cn的平均电压)，并感测所有电池的输出电压，计算各电池C1至Cn的电压(各电池C1至Cn的平均电压)和所有电池的输出电压，并将计算结果发送到上控制器130，使得上控制器130通过功率计算来诊断错误电池并感测电流。
因此，在相关技术中，需要时间(例如，20ms)，该时间包括针对燃料电池的所有电池进行电压感测所需的时间(例如，10ms)、将一直感测到的电压信息发送到控制器120所需的时间(例如，5ms)，以及通过控制器120处理(计算)感测到的电压信息所需的时间(例如，5ms)。因此，在相关技术中，仅在经过相当长的时间(例如，20ms)之后才感测燃料电池的所有电池的输出电压并且可以控制输出功率，由此降低了功率控制的效率。
在这一点上，在本实施例中，通过如图3中图示的用于感测燃料电池的电压信息的方法来提高对燃料电池的输出功率控制的效率。
图3是用于说明按照本公开的第一实施例和第二实施例的用于感测燃料电池的电压信息的方法的示例性示图。
图3的(a)是用于说明按照第一实施例的用于感测燃料电池的电压信息的方法的示例性示图，图3的(b)是用于说明按照第二实施例的用于感测燃料电池的电压信息的方法的示例性示图。
参照图3的(a)，上控制器130向控制器120输出用于感测燃料电池的各电池C1至Cn的电压(各电池C1至Cn的平均电压)的命令AD_CS，并且指定一个周期中(或一次性)要测量的电池的数量N。然后，控制器120在每一个周期测量所有电池的输出电压，并将所测量的输出电压发送到上控制器130。
一个周期中(或一次性)要测量的电池的数量N可以是预先指定的，或者可以被包括在用于感测各电池C1至Cn的电压(各电池C1至Cn的平均电压)的命令AD_CS中。
例如，如图3的(a)中图示的，控制器120每一个周期(或一次性)测量两个电池(N＝2)的电压，测量这两个电池的输出电压，并将所测量的输出电压发送到上控制器130。当从上控制器130输入电池感测数据读取命令AD_RD时，控制器120立即将各电池C1至Cn的电压(各电池C1至Cn的平均电压)发送到上控制器130。
在图3的(b)中，可以使用多个感测单元分别感测各电池的电压(各电池的平均电压)和所有电池的电压(所有电池的输出电压)。
参照图3的(b)，与输出用于感测各电池C1至Cn的电压(各电池C1至Cn的平均电压)的命令AD_CS分开地，上控制器130向控制器120输出针对燃料电池的所有电池的输出电压的感测/读取命令AD_FC(即，用于感测并读取所有电池的输出电压的命令)。当从上控制器130输入针对所有电池的输出电压的感测/读取命令AD_FC时，控制器120将针对所有电池测量的输出电压发送到上控制器130。在这种情况下，可以不定期地输出针对燃料电池的所有电池的输出电压的感测/读取命令AD_FC。
另外，如图3的(b)中图示的，当从上控制器130输入用于感测燃料电池的各电池C1至Cn的电压(各电池C1至Cn的平均电压)的命令AD_CS时，控制器120感测各电池C1至Cn的电压(各电池C1至Cn的平均电压)。此外，当从上控制器130输入电池感测数据读取命令AD_RD时，控制器120立即将所测量的各电池C1至Cn的电压(各电池C1至Cn的平均电压)发送到上控制器130。
图4是用于比较地说明按照相关技术和图3中的本公开的实施例的性能差异的示例性示图。
参照图4的(a)和图4的(b)，当在相关技术中在燃料电池中出现异常操作并且实际功率(即，实际输出的功率)突然降低时，上控制器130识别只有在经过预定时间之后才出现异常操作的时间点，如图4的(a)中图示的。然而，如图4的(b)中图示的，本实施例的优点在于，在出现异常操作之后，上控制器130立即可以识别到已经出现异常操作的时间点。
同时，参照图4的(c)和图4的(d)，在燃料电池中出现异常操作然后立即将燃料电池恢复到正常状态的情况下，例如，当其中已经出现异常操作的片段少于直至上控制器130读取燃料电池的所有电池的输出电压之前所需的时间时，如图4的(c)中图示地，上控制器130没有识别已经出现异常操作的时间点。然而，如图4的(d)中图示的，本实施例的优点在于，在出现异常操作之后，上控制器130立即可以识别到已经出现异常操作的时间点。
如图4中图示的，在本实施例中，可以通过获取总功率的趋势线来检测电池的异常操作并监视归因于电池受损的连续异常操作(图4的(b))以及瞬时异常操作(图4的(d))。此外，上控制器130可以感测各电池C1至Cn的电压(各电池C1至Cn的平均电压)，然后通过与总功率的趋势线进行比较来更准确地检测异常操作(或错误电池)。
图5是用于说明按照本公开的实施例的用于在检测到错误电池时禁用错误电池的方法的示例性示图，图6是用于说明在图5中的电路上禁用错误电池的方法的示例性示图。
参照图5，当车辆开始行驶时，上控制器130在车辆以正常驾驶模式行驶的同时(S101)连续地诊断燃料电池的各电池中是否存在异常(S102)，并在燃料电池中检测到错误电池时断开(或禁用)错误电池(S103)。
在这种情况下，在用于断开(或禁用)错误电池的方法中，如图6中图示的，与电路上的错误电池并联的对应的开关被断开，以形成通过导通的开关将错误电池连上线路的电路，由此断开(禁用)错误电池。
如图5和图6中图示的，在本实施例中，当检测到异常操作(或检测到错误电池)时，上控制器130可以禁用故障电池(即，错误电池)，由此基本上防止周围电池受损，以增加正常行驶距离并延长电池堆的寿命。
图7是图示了按照本公开的另一实施例的用于感测燃料电池的电压信息的装置的配置的框图，图8是图示了按照本公开的另一实施例的感测单元的配置的框图，图9是概念性图示了按照本公开的另一实施例的通过感测单元测量电压的方法的示图，并且图10是概念性图示了按照本公开的另一实施例的通过感测单元发送测量值的方法的示图。
参照图7，按照本公开的另一实施例的用于感测燃料电池的电压信息的装置包括感测单元110和控制器120。
感测单元110可以根据燃料电池堆中的电池C的数量而安装多个。
感测单元110连接到燃料电池堆中的一个或多个电池C，测量待测量的电池(下文中，简称为“测量电池”)的电压，并从所测量的电压值中检测针对燃料电池对的诊断值。
诊断值是通过测量燃料电池堆中的相应电池C的电压而获得的值，并且被分类为自诊断值和输出诊断值，自诊断值由感测单元110自身测得，输出诊断值基于该自诊断值而被生成并且是从另一感测单元110接收到的另一感测单元110的自诊断值，并且被发送到另一感测单元110或者被发送到作为输出诊断值的发送目标的控制器120。下文中，为了便于描述，将描述被分类为自诊断值和输出诊断值的诊断值。
如上所述，感测单元110被设置有多个。
感测单元110可以连接到另一相邻的感测单元110或控制器120。例如，感测单元110从最终节点的感测单元110顺序地连接到较低节点的感测单元110，并且最低节点的感测单元110连接到控制器120。
每个感测单元110检测燃料电池堆中的相应测量电池C的输出诊断值，并且根据以上提到的连接关系，将输出诊断值发送到作为输出诊断值的发送目标的感测单元110和控制器120中的任一者。
即，最终节点的感测单元110将由其自身测量的自诊断值发送到其较低节点的感测单元110。
从最终节点的感测单元110下面的感测单元110到最低节点的感测单元110的各感测单元110从另一相邻感测单元110接收输出诊断值，通过使用从另一感测单元110接收的输出诊断值和自诊断值来新生成输出诊断值，并且将新生成的输出诊断值发送到其较低节点的另一感测单元110。在这种情况下，最低节点的感测单元110将输出诊断值发送到控制器120。
最低节点的感测单元110从另一相邻感测单元110接收输出诊断值，通过使用从另一感测单元110接收的输出诊断值和自诊断值来新生成输出诊断值，并将新生成的输出诊断值发送到控制器120。
参照图8至图10，感测单元110包括模数转换器(ADC)21、检测部22、存储部23和控制部24。
ADC 21连接到燃料电池堆中的一个或多个电池C，并将相应电池C的电压转换成数字信号。
可以提供连接到相应电池C的多个ADC 21，或者可以安装连接到多个电池C的一个ADC 21。所安装ADC 21的数量和ADC 21的连接方法不限于以上提到的实施例。在本实施例中，将描述其中ADC 21连接到一个电池C的示例。
检测部22根据由ADC 21转换成数字信号的电压值来检测测量电池C的自诊断值。
如上所述，自诊断值是由检测部22自身测量的诊断值。检测部22通过至少一个ADC21连接到一个或多个电池C。
自诊断值包括测量电池C的电压值的最大值和最小值、通过对测量电池C的电压值求平均而获得的平均值、以及通过对测量电池C的电压值求和而获得的总值。
即，检测部22从ADC 21接收数字信号，将测量电池C的测量时间点的电压值彼此进行比较，并检测电压值的最大值和最小值。
此外，检测部22通过对测量电池C在其测量时间点的所有电压值求平均来检测平均值。
此外，检测部22通过对在其测量时间点测量的电压值求和来检测总值。
在这种情况下，检测部22将从中检测各值的电池的电池信息和感测单元110的识别信息与最大值和最小值中的每一个进行匹配。这是用于检查连接到检测部22的电池C当中的分别从中检测到最大值和最小值的电池C。
例如，检测部22连接到如上所述的多个测量电池C，以检测测量电池C的电压值的最大值和最小值，并且将从中检测各值的电池的电池信息和感测单元110的识别信息与最大值和最小值中的每一个进行匹配。
在这种情况下，最大值和最小值可以是从基本上相同的测量电池C中检测到的，或者也可以是从彼此不同的测量电池C中检测到的。当最大值和最小值是从彼此不同的测量电池C中检测到的时，与最大值和最小值匹配的单元信息可以彼此不同。然而，由于各电池C可以连接到基本上相同的感测单元110，因此即使小区信息彼此不同，感测单元110的识别信息也可以是相同的。
存储部23存储由检测部22测量的自诊断值。
控制部24对检测部22进行控制，以检测测量电池C的自诊断值，并根据感测单元110之间的连接关系将检测到的自诊断值发送到作为发送目标的另一感测单元110和控制器120中的任一者。
在这种情况下，当从另一感测单元110接收到输出诊断值时，控制部24通过使用自身测量的自诊断值和从另一感测单元110接收的输出诊断值来新生成将被发送到发送目标的输出诊断值，并将新生成的输出诊断值发送到发送目标。
即，控制部24读取存储在存储部23中的自诊断值。
此外，控制部24可以根据上述连接关系从另一感测单元110接收输出诊断值。
随后，控制部24通过使用自诊断值和输出诊断值来新检测将被发送到发送目标的输出诊断值。
即，控制部24将自诊断值的最大值与输出诊断值的最大值进行比较，并将所比较的最大值中相对大的一个(新检测到的输出诊断值)发送到发送目标。在这种情况下，控制部24将从中检测到最大值(新检测到的输出诊断值)的测量电池C的电池信息和感测单元110的识别信息与最大值进行匹配。
控制部24将自诊断值的最小值与输出诊断值的最小值进行比较，并且将所比较的最小值中相对小的一个(新检测到的输出诊断值)发送到发送目标。在这种情况下，控制部24将从中检测到最小值(新检测到的输出诊断值)的测量电池C的电池信息和感测单元110的识别信息与最大值进行匹配。
控制部24通过对自诊断值的平均值和输出诊断值的平均值求平均来新检测平均值(输出诊断值)。
控制部24通过对自诊断值的总值与输出诊断值的总值求和来新检测总值(输出诊断值)。
如上所述，当检测到输出诊断值时，控制部24根据连接关系将输出诊断值发送到作为发送目标的另一感测单元110或控制器120。
如上所述，控制器120从最低节点的感测单元110接收输出诊断值，并将输出诊断值发送到上控制器130。
此外，对每个感测单元110执行以上提到的处理。
下文中，参照图9和图10，将描述将诊断值输入控制器120的处理。在本实施例中，为了便于描述，将描述以下示例：提供了三个感测单元110并将它们分类为最高节点的感测单元110、中间节点的感测单元110和最低节点的感测单元110，并且最低节点的感测单元110连接到控制器120。
将描述最高节点的感测单元110的操作。
首先，最高节点的感测单元110的检测部22检测自诊断值。在这种情况下，当多个测量电池C连接到其时，检测部22可以检测相应测量电池C的自诊断值。
存储部23存储由检测部22检测到的自诊断值。
当测量电池C的数量为1时，控制部24将测量电池C的自诊断值作为输出诊断值发送到中间节点的感测单元110。
另一方面，当提供多个测量电池C并且针对相应测量电池C存储多个自诊断值时，控制部24通过使用针对相应测量电池C检测到的自诊断值来生成输出诊断值，并将所生成的输出诊断值发送到发送目标。
即，控制部24通过将针对相应测量电池C测量的自诊断值的最大值进行比较来检测相对较大的最大值(输出诊断值)，并将从中检测到最大值的测量电池C的电池信息和感测单元110的识别信息与最大值进行匹配，并将所匹配的信息作为输出诊断值发送到中间节点的感测单元110。
控制部24通过将针对相应测量电池C测量的自诊断值的最小值进行比较来检测相对较小的最小值(输出诊断值)，将从中检测到最小值的测量电池C的电池信息和感测单元110的识别信息与最大值进行匹配，并将所匹配的信息作为输出诊断值发送到中间节点的感测单元110。
控制部24对针对相应测量电池C测量的自诊断值的平均值(输出诊断值)求平均，并将该平均值作为输出诊断值发送到中间节点的感测单元110。
控制部24对针对相应测量电池C测量的自诊断值的总值(输出诊断值)求和，并将求和值作为输出诊断值发送到中间节点的感测单元110。
接下来，将描述中间节点的感测单元110的操作。
首先，中间节点的感测单元110的检测部22检测自诊断值。在这种情况下，当多个测量电池C连接到其时，检测部22可以检测相应测量电池C的自诊断值。
存储部23存储由检测部22检测到的自诊断值。
当测量电池C的数量为1时，控制部24通过使用测量电池C的自诊断值和从最终节点的感测单元110接收的输出诊断值来新生成输出诊断值，并将输出诊断值发送到最低节点的感测单元110。
即，控制部24通过将测量电池C的自诊断值的最大值与输出诊断值的最大值进行比较来检测相对较大的最大值(输出诊断值)，将从中检测到最大值的测量电池C的电池信息和感测单元110的识别信息与最大值进行匹配，并将所匹配的信息作为输出诊断值发送到中间节点的感测单元110。
控制部24通过将测量电池C的自诊断值的最小值与输出诊断值的最小值进行比较来检测相对较小的最小值(输出诊断值)，将从中检测到最小值的测量电池C的电池信息和感测单元110的识别信息与最大值进行匹配，并将所匹配的信息作为输出诊断值发送到中间节点的感测单元110。
控制部24通过对测量电池C的自诊断值的平均值和输出诊断值的平均值求平均来生成平均值(输出诊断值)，将该平均值作为输出诊断值发送到中间节点的感测单元110。
控制部24通过对相应测量电池C的自诊断值的总值和输出诊断值的总值求和来生成总值(输出诊断值)，并将所生成的总值作为输出诊断值发送到中间节点的感测单元110。
另一方面，当多个测量电池C连接到中间节点的感测单元110并且针对相应测量电池C存储多个诊断值时，控制部24通过将针对相应测量电池C测量的自诊断值的最大值进行比较来检测相对较大的最大值(自诊断值)，并将从中检测到最大值的测量电池C的电池信息和感测单元110的识别信息与最大值进行匹配。
控制部24通过将针对相应测量电池C测量的自诊断值的最小值进行比较来检测相对较小的最小值(自诊断值)，并将从中检测到最小值的测量电池C的电池信息和感测单元110的识别信息与最小值进行匹配。
控制部24通过对针对相应测量电池测量的自诊断值的平均值(自诊断值)求平均来新生成平均值(自诊断值)。
控制部24通过对针对相应测量电池测量的自诊断值的总值(自诊断值)求和来新生成总值(自诊断值)。
随后，控制部24通过使用如上所述生成的自诊断值和从最终节点的感测单元110接收的输出诊断值来新生成输出诊断值，并将所生成的输出诊断值发送到最低节点的感测单元110。
即，控制部24通过将新生成的自诊断值的最大值与输出诊断值的最大值进行比较来检测相对较大的最大值(输出诊断值)，将从中检测到最大值的测量电池C的电池信息和感测单元110的识别信息与最大值进行匹配，并将所匹配的信息作为输出诊断值发送到中间节点的感测单元110。
控制部24通过将新生成的自诊断值的最小值与输出诊断值的最小值进行比较来检测相对较小的最小值(输出诊断值)，将从中检测到最小值的测量电池C的电池信息和感测单元110的识别信息与最大值进行匹配，并将所匹配的信息作为输出诊断值发送到最低节点的感测单元110。
控制部24通过对新生成的自诊断值的平均值和输出诊断值的平均值求平均来生成平均值(输出诊断值)，将该平均值作为输出诊断值发送到最低节点的感测单元110。
控制部24通过对新生成的自诊断值的总值和输出诊断值的总值求和来生成总值(输出诊断值)，并将所生成的总值作为输出诊断值发送到最低节点的感测单元110。
最后，最低节点的感测单元110的操作与中间节点的感测单元110的操作基本上相同。然而，最低节点从中间节点接收输出诊断值，并将最终生成的输出诊断值发送到控制器120。
即，最低节点的感测单元110根据感测单元110之间的连接关系从中间节点的感测单元110接收输出诊断值，最终通过自身测量的自诊断值和输出诊断值来生成输出诊断值，并将最终生成的输出诊断值发送到控制器120。由于最低节点的感测单元110的这种操作的详细操作过程与中间节点的感测单元110的详细操作过程基本上相同，除了仅输入/输出的信息之外，因此将省略对其的详细描述。
尽管已经参照附图中图示的实施例描述了本公开，但本公开的实施例仅是出于例示性目的，并且本领域的技术人员将理解，由此可以进行各种修改和其他等同实施例。因此，本公开的真实技术范围应该由以下权利要求书限定。此外，例如，可以用方法或过程、装置和软件程序来实现本说明书中描述的实现方式。尽管仅在单一形式的实现方式中进行了讨论(例如，仅作为一种方法进行讨论)，但所讨论的特征也可以被实现为其他形式(例如，一种装置或一种程序)。可以用适当的硬件、软件、固件等来实现该装置。该方法可以在诸如处理器这样的装置中实现，该处理器通常是指包括计算机、微处理器、集成电路或可编程逻辑器件的处理设备。

Claims (17)

1.一种用于感测燃料电池的电压信息的装置，所述装置包括：
感测单元，被配置为感测燃料电池中所包括的各电池和所有电池的电压；
控制器，被配置为对所述感测单元进行控制，以根据上控制器的命令来感测所述燃料电池的各电池和所有电池的电压，或者将感测到的各电池和所有电池的电压的信息发送到所述上控制器；以及
所述上控制器，被配置为通过基于从所述控制器接收的电压的信息计算所述燃料电池的输出功率来检测错误电池，通过使所述错误电池停止操作来防止周围电池受损，并且对应于所述燃料电池的状态实时地控制所述输出功率。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述控制器以分时的方式感测所述燃料电池的各电池和所有电池的电压的信息，并且在感测时将所有电池的电压的信息发送到所述上控制器。
3.根据权利要求2所述的装置，其中，当从所述上控制器接收到用于感测所述燃料电池的各电池的电压的命令AD_CS时，所述控制器在每个指定周期感测并累积预定数量的电池的电压，感测预定数量的电池的电压，测量所有电池的输出电压，并且将所述输出电压发送到所述上控制器。
4.根据权利要求3所述的装置，其中，在所述每个指定周期测量的电池的数量被预先指定，或者被包括在用于感测各电池的电压的命令AD_CS中。
5.根据权利要求3所述的装置，其中，当从所述上控制器输入电池感测数据读取命令AD_RD时，所述控制器立即将所述每个指定周期内感测并累积的电池的电压发送到所述上控制器。
6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述感测单元被设置为多个，并且至少一个所述感测单元被配置为感测各电池的电压，并且另一个感测单元被配置为在所述控制器的控制下感测所有电池的电压。
7.根据权利要求6所述的装置，其中，当从所述上控制器输入用于感测所述燃料电池的各电池的电压的命令AD_CS时，所述控制器感测并累积各电池的电压。
8.根据权利要求7所述的装置，其中，当从所述上控制器输入电池感测数据读取命令AD_RD时，所述控制器立即将所感测并累积的相应电池的电压发送到所述上控制器。
9.根据权利要求6所述的装置，其中，当从所述上控制器输入针对所述燃料电池的所有电池的输出电压的感测/读取命令AD_FC时，所述控制器感测所述燃料电池的所有电池的输出电压并立即将所述输出电压发送到所述上控制器。
10.根据权利要求9所述的装置，其中，针对所述燃料电池的所有电池的输出电压的感测/读取命令AD_FC是用于感测并读取所有电池的输出电压的命令，并且与用于感测所述燃料电池的各电池的电压的命令AD_CS分开而被不定期地输出。
11.一种用于感测燃料电池的电压信息的装置，所述装置包括：
多个感测单元，被配置为测量燃料电池堆中的一个或多个测量电池的电压值，并且根据所测量的电压值来检测用于诊断所述燃料电池堆的诊断值；以及
控制器，被配置为从所述感测单元接收诊断信息并将所述诊断信息发送到上控制器，
其中，各感测单元检测针对相应测量电池的诊断值，并根据多个所述感测单元之间的连接关系将诊断值发送到作为诊断值的发送目标的感测单元和所述控制器中的任一者，并且
当从另一感测单元接收到诊断值时，各感测单元通过使用各感测单元测量的诊断值和从所述另一感测单元接收的诊断值来最终检测将被发送到所述发送目标的诊断值，并将最终检测到的诊断值发送到所述发送目标。
12.根据权利要求11所述的装置，其中，所述感测单元包括：
检测部，被配置为根据所述测量电池的电压值来检测所述测量电池的诊断值；
存储部，被配置为存储由所述检测部检测到的诊断值；以及
控制部，被配置为通过使用存储在所述存储部中的诊断值和从所述另一感测单元接收的诊断值来生成将被发送到所述发送目标的诊断值，并将所生成的诊断值发送到所述发送目标。
13.一种用于感测燃料电池的电压信息的装置，所述装置包括：
检测部，被配置为根据测量电池的电压值来检测燃料电池堆中的一个或多个测量电池的诊断值；
存储部，被配置为存储由所述检测部检测到的诊断值；以及
控制部，被配置为通过使用存储在所述存储部中的诊断值和从另一感测单元接收的诊断值来生成将被发送到发送目标的诊断值，并将所生成的诊断值发送到所述发送目标，
其中，所述控制部检测针对相应测量电池的诊断值，并根据所述感测单元之间的连接关系将诊断值发送到作为所述发送目标的感测单元和控制器中的任一者，并且
当从所述另一感测单元接收到诊断值时，所述控制部通过使用所述控制部测量的诊断值和从所述另一感测单元接收的诊断值来生成将被发送到所述发送目标的诊断值，并将所生成的诊断值发送到所述发送目标。
14.根据权利要求13所述的装置，其中，将被发送到所述发送目标的诊断值包括：所述燃料电池堆中的所有电池的电压值的最大值和最小值中的至少一个值，通过对所述燃料电池堆中的相应电池的电压值求平均而获得的平均值，通过对所述燃料电池堆中的所有电池的电压值求和而获得的总值，在所述燃料电池堆中的所有电池中分别测量到所述最大值和所述最小值的电池的电池信息，以及所述感测单元的识别信息。
15.根据权利要求13所述的装置，其中，存储在所述存储部中的诊断值包括：所述测量电池的电压值的最大值和最小值，通过对所述测量电池的电压值求平均而获得的平均值，以及通过对所述测量电池的电压值求和而获得的总值。
16.根据权利要求13所述的装置，其中，针对所述测量电池的电压值的最大值和最小值，所述控制部将所述测量电池中的测量到各值的电池的电池信息和所述感测单元的识别信息分别与所述最大值和所述最小值进行匹配，并将所匹配的信息发送到所述发送目标。
17.根据权利要求13所述的装置，其中，所述控制部将所述测量电池的电压值的最大值与从所述另一感测单元接收的其最大值进行比较以将相对大的最大值发送到所述发送目标，将所述测量电池的电压值的最小值与从所述另一感测单元接收的其最小值进行比较以将相对小的最小值发送到所述发送目标，将通过对所述测量电池的电压值的平均值和从所述另一感测单元接收的平均值求平均而获得的平均值发送到所述发送目标，并将通过对所述测量电池的电压值求和而获得的总值发送到所述发送目标。
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