CN210006831U - 一种燃料电池电压巡检装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种燃料电池电压巡检装置，包括若干个串联的巡检模块；每个巡检模块包括PCB板及固定于其上的弹性部件、选通电路MUX、测量/控制模块、电源电路、通讯电路、通讯/供电线路、通讯/供电接口；所述弹性部件为彼此间相互绝缘的多个良导体，弹性部件的一端与选通电路MUX连通且另一端能与燃料电池电堆中各单电池极板连通；选通电路MUX用于选通各单电池极板；测量/控制模块与电源电路、选通电路MUX及通讯电路连通；通讯/供电接口通过通讯/供电线路与电源电路及通讯电路连通；串联的两个相邻巡检模块的两个相邻弹性部件正对同一单电池极板。能避免繁琐接线问题，巡检时易更换出问题时易检修，能作为一个通用模块适用于各种电堆，灵活性高。

Description

一种燃料电池电压巡检装置
技术领域
本实用新型涉及燃料电池技术领域，更具体地，涉及一种燃料电池电压巡检装置。
背景技术
燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置，它直接将贮存在燃料与氧化剂中的化学能转化为电能。在环境与能源备受人类关注的今天，燃料电池已被广泛应用在分散电站、载人航天飞船、潜艇、电动汽车、便携式用电设备等各种领域。根据功率需求的不同，燃料电池通常是由多节单池按串联、并联的组合方式向外供电。燃料电池的单电池电压巡检是重要的诊断手段，能确保燃料电池在安全状态下稳定运行。现有的燃料电池的单电池电压巡检，是预先在单电池极板上留孔，需要检测电压时把插针的一端插入单电池极板上的孔并使用导线将插针的另一端连接到巡检板上，但是这样做存在一堆线容易接错的问题，而且巡检时不易更换，巡检出问题时也不易检修。
发明内容
本实用新型旨在克服上述现有技术的缺陷，提供一种燃料电池电压巡检装置，能避免繁琐接线及接线易接错的问题，巡检时易更换且巡检出问题时易检修，能作为一个通用模块适用于各种电堆，灵活性高。
为达到上述目的，本实用新型采取的技术方案是：提供一种燃料电池电压巡检装置，包括若干个串联的巡检模块；每个巡检模块包括PCB板及固定于其上的弹性部件、选通电路MUX、测量/控制模块、电源电路、通讯电路、通讯/供电线路、通讯/供电接口；所述弹性部件为彼此间相互绝缘的多个良导体，弹性部件的一端与选通电路MUX连通且另一端能与燃料电池电堆中各单电池极板连通；选通电路MUX用于选通各单电池极板；测量/控制模块与电源电路、选通电路MUX及通讯电路连通；通讯/供电接口通过通讯/供电线路与电源电路及通讯电路连通；串联的两个相邻巡检模块的两个相邻弹性部件正对同一单电池极板。
电源电路用于提供电能；一个巡检模块上的相邻两个弹性部件用于测量一节或多节单电池的电压；测量/控制模块控制选通电路MUX选通一个巡检模块上的相邻两个弹性部件时即可巡检一节单电池的电压，测量/控制模块将巡检到的电压值经通讯电路传输至通讯/供电接口；测量/控制模块经通讯电路从通讯/供电接口处接收指令以进行电压巡检工作。
将巡检装置制作为模块化时，是针对每个电堆专门设计的，此时则面临巡检装置不能作为一个通用模块、灵活性不高的问题。
上述方案中，安装巡检模块时只需施压给弹性部件使其一端与燃料电池电堆中各单电池极板接触即可，测量/控制模块控制选通电路MUX依次选通一个巡检模块上的相邻两个弹性部件时即可依次巡检一节或多节单电池的电压，能避免繁琐接线及接线易接错的问题，巡检时易更换且巡检出问题时易检修；另外，当电堆中单电池对应的极板数量大于一个巡检模块内弹性部件数量时，将多个巡检模块串联起来即可正常进行巡检工作，该巡检装置能作为一个通用模块适用于各种电堆，灵活性高。
假设200节单电池串联组成的电堆，一个巡检模块内有26个弹性部件，测量/控制模块控制选通电路MUX依次选通一个巡检模块上的相邻两个弹性部件时即可依次巡检一节单电池的电压，则一个巡检模块可以巡检25节单电池的电压，此时将8个巡检模块串联即可对200节单电池串联组成的电堆进行电压巡检工作。
优选地，除第一根弹性部件外的其余弹性部件所在PCB板部分相对PCB板其余部分错位设置以使第一根弹性部件错位设置。正常情况下串联的两个相邻巡检模块的两个相邻弹性部件正对同一单电池极板，两个相邻弹性部件之间的间距为零，但是因为加工/装配误差导致弹性部件与应对应的单电池极板存在错位问题；假设每个巡检模块有26个弹性部件即25个通道对应各单电池，两个弹性部件之间的间距是2毫米，极板厚度理论是2毫米，但实际只有1.98毫米，当第一根弹性部件与第一块极板对齐时，到第七八十块极板时弹性部件已经对不准极板了，到第100块极板时弹性部件已经完全错了一位，如果各巡检模块串联拼接时都左移动下使每个巡检模块的第一根弹性部件与极板对齐，到第26个弹性部件时虽然有位置偏移，但还不至于错位；因此这样设置便于通过微调各巡检模块串联时相互之间的间距，补偿因加工/装配误差累加导致的弹性部件错位无法正对该正对的单电池极板的问题。
优选地，每个巡检模块还包括设于PCB板上的定位孔，所述定位孔用于在巡检模块串联时固定其所在的巡检模块的位置。这样设置能防止巡检模块移动影响巡检工作的进行。
优选地，巡检模块串联时通过柔性导线连接。
优选地，所述弹性部件为弹性探针。
优选地，多个巡检模块能错位交叉串联。当电堆中各单电池极板总数量不为单个巡检模块内通道数的整倍数的时候，可错位交叉串联进行各巡检模块的安装，使用便利，能作为一个通用模块适用于各种电堆，灵活性高；例如一个巡检模块内有25个通道，电堆中各单电池极板总数量为110块，就使用5个巡检模块，前4个巡检模块正常串联，最后一个巡检模块错位只将最后10个通道连入即可。
优选地，所述电源电路为隔离式DC/DC电路；通讯电路为隔离式CAN总线或485总线电路。这样设置使得测量/控制模块在任何时候都处于浮地状态，避免多个巡检模块串联时导致的高压对PCB板的损害。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：安装巡检模块时只需施压给弹性部件使其一端与燃料电池电堆中各单电池极板接触即可，测量/控制模块控制选通电路MUX依次选通一个巡检模块上的相邻两个弹性部件时即可依次巡检一节或多节单电池的电压，能避免繁琐接线及接线易接错的问题，巡检时易更换且巡检出问题时易检修；另外，当电堆中单电池对应的极板数量大于一个巡检模块内弹性部件数量时，将多个巡检模块串联起来即可正常进行巡检工作，该巡检装置能作为一个通用模块适用于各种电堆，灵活性高。
附图说明
图1为本实施例一种燃料电池电压巡检装置中单个巡检模块的示意图。
图2为巡检模块串联时的示意图，图中仅示意了2个巡检模块。
图3为本实施例中巡检模块错位交叉串联的示意图。
附图标记：弹性部件01；选通电路MUX02；测量/控制模块03；电源电路04；通讯电路05；通讯/供电线路06；通讯/供电接口07；PCB板08；定位孔09；第一根弹性部件011。
具体实施方式
本实用新型附图仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制。为了更好说明以下实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
实施例
如图1至图3所示，本实施例提供一种燃料电池电压巡检装置，包括若干个串联的巡检模块；每个巡检模块包括PCB板08及固定于其上的弹性部件01、选通电路MUX02、测量/控制模块03、电源电路04、通讯电路05、通讯/供电线路06、通讯/供电接口07；所述弹性部件01为彼此间相互绝缘的多个良导体，弹性部件01的一端与选通电路MUX02连通且另一端能与燃料电池电堆中各单电池极板连通；选通电路MUX02用于选通各单电池极板；测量/控制模块03与电源电路04、选通电路MUX02及通讯电路05连通；通讯/供电接口07通过通讯/供电线路06与电源电路04及通讯电路05连通；串联的两个相邻巡检模块的两个相邻弹性部件01正对同一单电池极板。
在多路信号传送过程中，能够根据需要将其中任意一路选出来的电路，叫做数据选择器即本实施例内的选通电路MUX02，也称多路选择器或多路开关，为现有技术，在此不再详细陈述；电源电路04用于提供电能；一个巡检模块上的相邻两个弹性部件01用于测量一节或多节单电池的电压；测量/控制模块03控制选通电路MUX02选通一个巡检模块上的相邻两个弹性部件01时即可巡检一节单电池的电压，测量/控制模块03将巡检到的电压值经通讯电路05传输至通讯/供电接口07；测量/控制模块03经通讯电路05从通讯/供电接口07处接收指令以进行电压巡检工作。
将巡检装置制作为模块化时，是针对每个电堆专门设计的，此时则面临巡检装置不能作为一个通用模块、灵活性不高的问题。
本实用新型安装巡检模块时只需施压给弹性部件01使其一端与燃料电池电堆中各单电池极板接触即可，测量/控制模块03控制选通电路MUX02依次选通一个巡检模块上的相邻两个弹性部件01时即可依次巡检一节或多节单电池的电压，能避免繁琐接线及接线易接错的问题，巡检时易更换且巡检出问题时易检修；另外，当电堆中单电池对应的极板数量大于一个巡检模块内弹性部件01数量时，将多个巡检模块串联起来即可正常进行巡检工作，该巡检装置能作为一个通用模块适用于各种电堆，灵活性高。
假设200节单电池串联组成的电堆，一个巡检模块内有26个弹性部件01，测量/控制模块03控制选通电路MUX02依次选通一个巡检模块上的相邻两个弹性部件01时即可依次巡检一节单电池的电压，则一个巡检模块可以巡检25节单电池的电压，此时将8个巡检模块串联即可对200节单电池串联组成的电堆进行电压巡检工作。
其中，除第一根弹性部件011外的其余弹性部件01所在PCB板08部分相对PCB板08其余部分错位设置以使第一根弹性部件011错位设置。正常情况下串联的两个相邻巡检模块的两个相邻弹性部件01正对同一单电池极板，两个相邻弹性部件01之间的间距为零，但是因为加工/装配误差导致弹性部件01与应对应的单电池极板存在错位问题；假设每个巡检模块有26个弹性部件01即25个通道对应各单电池，两个弹性部件01之间的间距是2毫米，极板厚度理论是2毫米，但实际只有1.98毫米，当第一根弹性部件011与第一块极板对齐时，到第七八十块极板时弹性部件01已经对不准极板了，到第100块极板时弹性部件01已经完全错了一位，如果各巡检模块串联拼接时都左移动下使每个巡检模块的第一根011弹性部件与极板对齐，到第26个弹性部件01时虽然有位置偏移，但还不至于错位；因此这样设置便于通过微调各巡检模块串联时相互之间的间距，补偿因加工/装配误差累加导致的弹性部件01错位无法正对该正对的单电池极板的问题。
另外，每个巡检模块还包括设于PCB板08上的定位孔09，所述定位孔09用于在巡检模块串联时固定其所在的巡检模块的位置。这样设置能防止巡检模块移动影响巡检工作的进行。
其中，巡检模块串联时通过导线连接。
本实施例中，所述弹性部件01为弹性探针。
另外，多个巡检模块能错位交叉串联。当电堆中各单电池极板总数量不为单个巡检模块内通道数的整倍数的时候，可错位交叉串联进行各巡检模块的安装，使用便利，能作为一个通用模块适用于各种电堆，灵活性高；例如一个巡检模块内有25个通道，电堆中各单电池极板总数量为110块，就使用5个巡检模块，前4个巡检模块正常串联，最后一个巡检模块错位只将最后10个通道连入即可。
本实施例中，所述电源电路04为隔离式DC/DC电路；通讯电路05为隔离式CAN总线或485总线电路。这样设置使得测量/控制模块03在任何时候都处于浮地状态，避免多个巡检模块串联时导致的高压对PCB板08的损害。
显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型技术方案所作的举例，而并非是对本实用新型的具体实施方式的限定。凡在本实用新型权利要求书的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种燃料电池电压巡检装置，其特征在于，包括若干个串联的巡检模块；每个巡检模块包括PCB板(08)及固定于其上的弹性部件(01)、选通电路MUX(02)、测量/控制模块(03)、电源电路(04)、通讯电路(05)、通讯/供电线路(06)、通讯/供电接口(07)；所述弹性部件(01)为彼此间相互绝缘的多个良导体，弹性部件(01)的一端与选通电路MUX(02)连通且另一端能与燃料电池电堆中各单电池极板连通；选通电路MUX(02)用于选通各单电池极板；测量/控制模块(03)与电源电路(04)、选通电路MUX(02)及通讯电路(05)连通；通讯/供电接口(07)通过通讯/供电线路(06)与电源电路(04)及通讯电路(05)连通；串联的两个相邻巡检模块的两个相邻弹性部件(01)正对同一单电池极板。
2.根据权利要求1所述的一种燃料电池电压巡检装置，其特征在于，除第一根弹性部件(011)外的其余弹性部件(01)所在PCB板(08)部分相对PCB板(08)其余部分错位设置以使第一根弹性部件(011)错位设置。
3.根据权利要求1所述的一种燃料电池电压巡检装置，其特征在于，每个巡检模块还包括设于PCB板(08)上的定位孔(09)，所述定位孔(09)用于在巡检模块串联时固定其所在的巡检模块的位置。
4.根据权利要求1所述的一种燃料电池电压巡检装置，其特征在于，巡检模块串联时通过导线连接。
5.根据权利要求1至4任一项所述的一种燃料电池电压巡检装置，其特征在于，所述弹性部件(01)为弹性探针。
6.根据权利要求1所述的一种燃料电池电压巡检装置，其特征在于，多个巡检模块能错位交叉串联。
7.根据权利要求5所述的一种燃料电池电压巡检装置，其特征在于，所述电源电路(04)为隔离式DC/DC电路；通讯电路(05)为隔离式CAN总线或485总线电路。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN111796127A (zh) * 2020-06-23 2020-10-20 浙江高成绿能科技有限公司 一种用于燃料电池单体电压采集的连接装置
CN114824376A (zh) * 2022-03-25 2022-07-29 东风汽车集团股份有限公司 一种燃料电池模块以及车辆

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