CN113467300B - 燃料电池电压监测控制器及其自动编号方法、系统及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种燃料电池电压监测控制器及其自动编号方法、系统及存储介质，用于实现多个CVM控制器的自动编号，所述多个CVM控制器均连接在同一总线上，且输入输出信号依次连接；所述燃料电池电压监测控制器自动编号方法包括以下步骤：对于每个CVM控制器，获取输入信号的信号特征；基于预设的信号特征与控制器编号的匹配规则获取所述CVM控制器的编号，生成输出信号并输入相邻的CVM控制器。本发明的燃料电池电压监测控制器及其自动编号方法、系统及存储介质通过多个控制器之间的相互连接进行自行编号，提升了生产效率，节约了控制器硬件的物料成本。

Description

燃料电池电压监测控制器及其自动编号方法、系统及存储 介质
技术领域
本发明涉及燃料电池的技术领域，特别是涉及一种燃料电池电压监测控制器及其自动编号方法、系统及存储介质。
背景技术
燃料电池电压监测(CVM)控制器用于监控燃料电池单片电压，并进行实时的欠压、反极报警。但由于燃料电池电堆总功率要求变大、电堆单池片数上升，引起单个电堆需要多个CVM控制器进行电压采样监控的问题。
CVM控制器监控的每个单池电芯与电堆存在强相关的位置对应关系。同时CVM控制器具有总线通讯功能时，其总线报文ID不允许重复。因此，多个CVM控制器需要通过编号对通道进行区分，否则无法区分采集的电压属于哪个通道。
现有技术中，在CVM控制器在生产下线时，即通过软件或者硬件对其进行编号。在系统安装时，需按已编号顺序对其进行安装，错装将引起信号无法正确对应位置的问题。若CVM控制器不编号，将导致多个CVM控制器信号相互冲突的问题。
因此，现有的CVM控制器编号方式具有以下不足：
(1)下线编号工序复杂；
(2)控制器安装位置要求高，无法错位安装。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种燃料电池电压监测控制器及其自动编号方法、系统及存储介质，通过多个控制器之间的相互连接进行自行编号，提升了生产效率，节约了控制器硬件的物料成本。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种燃料电池电压监测控制器自动编号方法，用于实现多个CVM控制器的自动编号，所述多个CVM控制器均连接在同一总线上，且输入输出信号依次连接；所述燃料电池电压监测控制器自动编号方法包括以下步骤：对于每个CVM控制器，获取输入信号的信号特征；基于预设的信号特征与控制器编号的匹配规则获取所述CVM控制器的编号，生成输出信号并输入相邻的CVM控制器。
于本发明一实施例中，当所述信号特征为信号占空比时，基于预设的信号特征变化规则获取所述CVM控制器的编号，生成输出信号并输入相邻的CVM控制器包括以下步骤：
当所述输入信号的信号占空比为0％时，设定计数值为0，所述CVM控制器的编号为基准编号，所述输出信号的占空比＝基准占空比+间隔占空比*计数值；
当所述输入信号的信号占空比不为0％时，设定计数值＝(输入信号的占空比-基准占空比)/间隔占空比，所述CVM控制器的编号＝基准编号+计数值，所述输出信号的占空比＝基准占空比+间隔占空比*计数值；
其中，所述基准占空比和所述间隔占空比为自定义数值。
于本发明一实施例中，当所述信号特征为周期内脉冲个数时，基于预设的信号特征变化规则获取所述CVM控制器的编号，生成输出信号并输入相邻的CVM控制器包括以下步骤：
当所述输入信号的周期内脉冲个数为0时，设定所述CVM控制器的编号为基准编号，所述输出信号的周期内脉冲个数为1；
当所述输入信号的周期内脉冲个数为n且n不等于0时，设定所述CVM控制器的编号＝基准编号+n，所述输出信号的周期内脉冲个数＝基准编号+n+1。
于本发明一实施例中，当所述信号特征为电压值时，基于预设的信号特征变化规则获取所述CVM控制器的编号，生成输出信号并输入相邻的CVM控制器包括以下步骤：
当所述输入信号的电压值为0时，设定所述CVM控制器的编号为基准编号，所述输出信号的电压值为基准电压；
当所述输入信号的电压值不为0时，设定计数值＝(输入信号的电压值-基准电压)/间隔电压+1，所述CVM控制器的编号＝基准编号+计数值，所述输出信号的电压值＝基准电压+间隔电压*计数值；
其中，所述基准电压和所述间隔电压为自定义数值。
本发明提供一种燃料电池电压监测控制器自动编号系统，用于实现多个CVM控制器的自动编号，所述多个CVM控制器均连接在同一总线上，且输入输出信号依次连接；
所述燃料电池电压监测控制器自动编号系统包括获取模块和编号模块；
所述获取模块用于对于每个CVM控制器，获取输入信号的信号特征；
所述编号模块用于基于预设的信号特征与控制器编号的匹配规则获取所述CVM控制器的编号，生成输出信号并输入相邻的CVM控制器。
本发明提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述的燃料电池电压监测控制器自动编号方法。
本发明提供一种燃料电池电压监测控制器，包括：处理器及存储器；
所述存储器用于存储计算机程序；
所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述燃料电池电压监测控制器执行上述的燃料电池电压监测控制器自动编号方法。
本发明提供一种燃料电池电压监测控制器自动编号系统，包括多个上述的CVM控制器、总线和与所述燃料电池电压监测控制器对应的多个电池单体；
所述多个CVM控制器均与所述总线相连，且输入输出信号依次连接；每个CVM控制器用于监测对应的多个电池单体。
于本发明一实施例中，每个CVM控制器对应的电池单体的数量相同。
于本发明一实施例中，所述CVM控制器包括总线接口、数字/模拟量采集通道和数字/模拟量输出通道；所述总线接口用于与所述总线相连，所述数字/模拟量采集通道用于采集所述CVM控制器的输入信号，所述数字/模拟量输出通道用于输出所述CVM控制器的输出信号。
如上所述，本发明的燃料电池电压监测控制器及其自动编号方法、系统及存储介质，具有以下有益效果：
(1)通过多个控制器之间的相互连接进行自行编号，提升了生产效率，节约了控制器硬件的物料成本；
(2)易于安装，且避免了信号间的干扰问题，极具实用性。
附图说明
图1显示为本发明的燃料电池电压监测控制器自动编号系统于一实施例中的框架示意图；
图2显示为本发明的燃料电池电压监测控制器自动编号方法于一实施例中的流程图；
图3显示为本发明的燃料电池电压监测控制器自动编号方法于实施例一中的输出信号示意图；
图4显示为本发明的燃料电池电压监测控制器自动编号方法于实施例二中的输出信号示意图；
图5显示为本发明的燃料电池电压监测控制器自动编号方法于实施例三中的输出信号示意图；
图6显示为本发明的燃料电池电压监测控制器自动编号系统于一实施例中的结构示意图；
图7显示为本发明的燃料电池电压监测控制器于一实施例中的结构示意图。
元件标号说明
1 CVM控制器
2 总线
61 获取模块
62 编号模块
71 处理器
72 存储器
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
本发明的燃料电池电压监测控制器及其自动编号方法、系统及存储介质无需下线进行编号，通过多个控制器之间的相互连接时的电信号进行自行编号，有效提升了生产效率，节约了控制器硬件的物料成本。
如图1所示，于一实施例中，本发明的燃料电池电压监测控制器自动编号系统包括多个上述的CVM控制器1、总线2和与所述燃料电池电压监测控制器对应的多个电池单体(图中未示出)。
所述多个CVM控制器1均与所述总线2相连，从而实现与系统控制器之间的通信。优选地，所述总线采用CAN总线。
所述多个CVM控制器1之间通过导线连接，且输入输出信号依次连接。即当前CVM控制器的输入端与上一CVM控制器的输出端相连，输出端与下一CVM控制器的输入端相连，从而实现信号在所述多个CVM控制器1之间的串行传输。于本发明一实施例中，所述CVM控制器包括总线接口、数字/模拟量采集通道和数字/模拟量输出通道；所述总线接口用于与所述总线相连，所述数字/模拟量采集通道用于采集所述CVM控制器的输入信号，所述数字/模拟量输出通道用于输出所述CVM控制器的输出信号。
多个电池单体构成一个电池模块区，每个CVM控制器用于监测一个电池模块区的多个电池单体。于本发明一实施例中，每个CVM控制器对应的电池单体的数量相同。
如图2所示，于一实施例中，本发明的燃料电池电压监测控制器自动编号方法包括以下步骤：
步骤S1、对于每个CVM控制器，获取输入信号的信号特征。
具体地，对于依次连接的多个CVM控制器中的每个CVM控制器，采集其输入信号，并获取输入信号的信号特征，如信号占空比、周期内脉冲个数、电压值等等。
步骤S2、基于预设的信号特征与控制器编号的匹配规则获取所述CVM控制器的编号，生成输出信号并输入相邻的CVM控制器。
具体地，针对不同的信号特征，预设有信号特征与控制器编号的匹配规则。所述CVM控制器根据所述信号特征与控制器编号的匹配规则获取所述输入信号的信号特征对应的控制器编号，从而完成当前CVM控制器的自动编号；同时生成对应的输出信号，以完成下一CVM控制器的编码。
实施例一
在该实施例中，所述输入信号的信号特征采用信号占空比Duty。当所述多个CVM控制器上电后，关闭总线发送。输出端默认输出占空比为100％的信号。
当所述信号特征为信号占空比时，基于预设的信号特征变化规则获取所述CVM控制器的编号，生成输出信号并输入相邻的CVM控制器包括以下步骤：
11)当所述输入信号的信号占空比为0％时，设定计数值为0，所述CVM控制器的编号为基准编号，所述输出信号的占空比＝基准占空比+间隔占空比*计数值。
12)当所述输入信号的信号占空比不为0％时，设定计数值＝(输入信号的占空比-基准占空比)/间隔占空比，所述CVM控制器的编号＝基准编号+计数值，所述输出信号的占空比＝基准占空比+间隔占空比*计数值。
其中，所述基准占空比和所述间隔占空比为自定义数值。
以基准占空比为20％，间隔占空比为10％为例，三个CVM控制器的输出信号的占空比(Duty)如图3所示，分别为20％、30％和40％。三个CVM控制器可分别编号为CVM1、CVM2和CVM3。
实施例二
在该实施例中，所述输入信号的信号特征采用周期内占空比。
当所述信号特征为周期内脉冲个数时，基于预设的信号特征变化规则获取所述CVM控制器的编号，生成输出信号并输入相邻的CVM控制器包括以下步骤：
21)当所述输入信号的周期内脉冲个数为0时，设定所述CVM控制器的编号为基准编号，所述输出信号的周期内脉冲个数为1。
22)当所述输入信号的周期内脉冲个数为n且n不等于0时，设定所述CVM控制器的编号＝基准编号+n，所述输出信号的周期内脉冲个数＝基准编号+n+1。
如图4所示，CVM1输入端无输入信号，即周期T内无脉冲，编号记为1，固定输出1个脉冲，即脉冲个数Count＝1；CVM2输入端检测周期T内有一个脉冲，则编号记为2，再固定输出2个脉冲，即脉冲个数Count＝2；CVM3输入端检测周期T内两个脉冲，则编号记为3，即脉冲个数Count＝3；以此类推，完成所有CVM控制器的编号。
实施例三
在该实施例中，所述输入信号的信号特征采用电压值。
当所述信号特征为电压值时，基于预设的信号特征变化规则获取所述CVM控制器的编号，生成输出信号并输入相邻的CVM控制器包括以下步骤：
31)当所述输入信号的电压值为0时，设定所述CVM控制器的编号为基准编号，所述输出信号的电压值为基准电压。
32)当所述输入信号的电压值不为0时，设定计数值＝(输入信号的电压值-基准电压)/间隔电压+1，所述CVM控制器的编号＝基准编号+计数值，所述输出信号的电压值＝基准电压+间隔电压*计数值；其中，所述基准电压和所述间隔电压为自定义数值。
如图5所示，以基准电压为1V，间隔电压为0.5V为例。CVM1输入端悬空，输入电压为0，编号记为1，固定输出1V电压；CVM2识别到CVM1的信号后，编号记为2，再固定输出1.5V电压；,CVM3识别到CVM2的输入信号后，编号记为3，再固定输出2V电压；以此类推，完成所有CVM控制器的编号。
如图6所示，于一实施例中，本发明的燃料电池电压监测控制器自动编号系统包括获取模块61和编号模块62。
所述获取模块61用于对于每个CVM控制器，获取输入信号的信号特征。
所述编号模块62与所述获取模块61相连，用于基于预设的信号特征与控制器编号的匹配规则获取所述CVM控制器的编号，生成输出信号并输入相邻的CVM控制器。
其中，获取模块61和编号模块62的结构和原理与上述燃料电池电压监测控制器自动编号方法中的步骤一一对应，故在此不再赘述。
需要说明的是，应理解以上装置的各个模块的划分仅仅是一种逻辑功能的划分，实际实现时可以全部或部分集成到一个物理实体上，也可以物理上分开。且这些模块可以全部以软件通过处理元件调用的形式实现；也可以全部以硬件的形式实现；还可以部分模块通过处理元件调用软件的形式实现，部分模块通过硬件的形式实现。例如，x模块可以为单独设立的处理元件，也可以集成在上述装置的某一个芯片中实现，此外，也可以以程序代码的形式存储于上述装置的存储器中，由上述装置的某一个处理元件调用并执行以上x模块的功能。其它模块的实现与之类似。此外这些模块全部或部分可以集成在一起，也可以独立实现。这里所述的处理元件可以是一种集成电路，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤或以上各个模块可以通过处理器元件中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。
例如，以上这些模块可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路，例如：一个或多个特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)，或，一个或多个微处理器(Digital Signal Processor，简称DSP)，或，一个或者多个现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)等。再如，当以上某个模块通过处理元件调度程序代码的形式实现时，该处理元件可以是通用处理器，例如中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)或其它可以调用程序代码的处理器。再如，这些模块可以集成在一起，以片上系统(system-on-a-chip，简称SOC)的形式实现。
本发明的存储介质上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述的燃料电池电压监测控制器自动编号方法。所述存储介质包括：ROM、RAM、磁碟、U盘、存储卡或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
如图7所示，于一实施例中，本发明的燃料电池电压监测控制器包括：处理器71及存储器72。
所述存储器72用于存储计算机程序。
所述存储器72包括：ROM、RAM、磁碟、U盘、存储卡或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
所述处理器71与所述存储器72相连，用于执行所述存储器72存储的计算机程序，以使所述燃料电池电压监测控制器执行上述的燃料电池电压监测控制器自动编号方法。
优选地，所述处理器71可以是通用处理器，包括中央处理器(Central ProcessingUnit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processor，简称DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
综上所述，本发明的燃料电池电压监测控制器及其自动编号方法、系统及存储介质通过多个控制器之间的相互连接进行自行编号，提升了生产效率，节约了控制器硬件的物料成本；易于安装，且避免了信号间的干扰问题，极具实用性。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种燃料电池电压监测控制器自动编号方法，其特征在于：用于实现多个CVM控制器的自动编号，所述多个CVM控制器均连接在同一总线上，且所述多个CVM控制器的输入输出信号依次连接；
所述燃料电池电压监测控制器自动编号方法包括以下步骤：
对于每个CVM控制器，获取输入信号的信号特征；
基于预设的信号特征与控制器编号的匹配规则获取所述CVM控制器的编号，生成输出信号并输入相邻的CVM控制器；
当所述信号特征为信号占空比时，基于预设的信号特征与控制器编号的匹配规则获取所述CVM控制器的编号，生成输出信号并输入相邻的CVM控制器包括以下步骤：
当所述输入信号的信号占空比为0％时，设定计数值为0，所述CVM控制器的编号为基准编号，所述输出信号的占空比＝基准占空比+间隔占空比*计数值；
当所述输入信号的信号占空比不为0％时，设定计数值＝(输入信号的占空比-基准占空比)/间隔占空比，所述CVM控制器的编号＝基准编号+计数值，所述输出信号的占空比＝基准占空比+间隔占空比*计数值；
其中，所述基准占空比和所述间隔占空比为自定义数值。
2.根据权利要求1所述的燃料电池电压监测控制器自动编号方法，其特征在于：当所述信号特征为周期内脉冲个数时，基于预设的信号特征与控制器编号的匹配规则获取所述CVM控制器的编号，生成输出信号并输入相邻的CVM控制器包括以下步骤：
当所述输入信号的周期内脉冲个数为0时，设定所述CVM控制器的编号为基准编号，所述输出信号的周期内脉冲个数为1；
当所述输入信号的周期内脉冲个数为n且n不等于0时，设定所述CVM控制器的编号＝基准编号+n，所述输出信号的周期内脉冲个数＝基准编号+n+1。
3.根据权利要求1所述的燃料电池电压监测控制器自动编号方法，其特征在于：当所述信号特征为电压值时，基于预设的信号特征与控制器编号的匹配规则获取所述CVM控制器的编号，生成输出信号并输入相邻的CVM控制器包括以下步骤：
当所述输入信号的电压值为0时，设定所述CVM控制器的编号为基准编号，所述输出信号的电压值为基准电压；
当所述输入信号的电压值不为0时，设定计数值＝(输入信号的电压值-基准电压)/间隔电压+1，所述CVM控制器的编号＝基准编号+计数值，所述输出信号的电压值＝基准电压+间隔电压*计数值；
其中，所述基准电压和所述间隔电压为自定义数值。
4.一种燃料电池电压监测控制器自动编号系统，其特征在于：用于实现多个CVM控制器的自动编号，所述多个CVM控制器均连接在同一总线上，且所述多个CVM控制器的输入输出信号依次连接；
所述燃料电池电压监测控制器自动编号系统包括获取模块和编号模块；
所述获取模块用于对于每个CVM控制器，获取输入信号的信号特征；
所述编号模块用于基于预设的信号特征与控制器编号的匹配规则获取所述CVM控制器的编号，生成输出信号并输入相邻的CVM控制器；
当所述信号特征为信号占空比时，基于预设的信号特征与控制器编号的匹配规则获取所述CVM控制器的编号，生成输出信号并输入相邻的CVM控制器包括以下步骤：
当所述输入信号的信号占空比为0％时，设定计数值为0，所述CVM控制器的编号为基准编号，所述输出信号的占空比＝基准占空比+间隔占空比*计数值；
当所述输入信号的信号占空比不为0％时，设定计数值＝(输入信号的占空比-基准占空比)/间隔占空比，所述CVM控制器的编号＝基准编号+计数值，所述输出信号的占空比＝基准占空比+间隔占空比*计数值；
其中，所述基准占空比和所述间隔占空比为自定义数值。
5.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：该程序被处理器执行时实现权利要求1至3中任一项所述的燃料电池电压监测控制器自动编号方法。
6.一种燃料电池电压监测控制器，其特征在于：包括：处理器及存储器；
所述存储器用于存储计算机程序；
所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述燃料电池电压监测控制器执行权利要求1至3中任一项所述的燃料电池电压监测控制器自动编号方法。
7.一种燃料电池电压监测控制器自动编号系统，其特征在于：包括多个权利要求6所述的CVM控制器、总线和与所述燃料电池电压监测控制器对应的多个电池单体；
所述多个CVM控制器均与所述总线相连，且所述多个CVM控制器的输入输出信号依次连接；每个CVM控制器用于监测对应的多个电池单体。
8.根据权利要求7所述的燃料电池电压监测控制器自动编号系统，其特征在于：每个CVM控制器对应的电池单体的数量相同。
9.根据权利要求7所述的燃料电池电压监测控制器自动编号系统，其特征在于：所述CVM控制器包括总线接口、数字/模拟量采集通道和数字/模拟量输出通道；所述总线接口用于与所述总线相连，所述数字/模拟量采集通道用于采集所述CVM控制器的输入信号，所述数字/模拟量输出通道用于输出所述CVM控制器的输出信号。
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