【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于新能源电池领域，具体涉及一种用于燃料电池断线检测的电路及方法。
技术介绍
1、目前市面上常见燃料电池堆，例如氢燃料电池堆都由上百片单电池串联组成，并通过电压巡检器对电池的单片电压、阻抗等进行采样检测。当燃料电池运行时，若一根电压采样线断开，则这根采样线的上下两个电池电压采样会出现检测异常，会对燃料电池控制系统运行产生影响。虽然电池电压采集数据异常，但实际的电池可能是正常的，此时系统继续运行也不会造成进一步故障，可以考虑先屏蔽断线导致的异常电压，所以当出现断线时要及时检测出来，以便燃料电池系统采取合适的控制策略。
2、目前，燃料电池断线都是通过电压巡检器检测的，电压巡检器有集成芯片式和分立光耦式两种主流方案。集成芯片可以集成断线检测功能，基于电流源法和电阻分压法两种原理；分立光耦式目前通过软件判断电压采集数据是否符合断线特征来进行断线检测，没有专门的硬件电路。
3、因为电流源法和电阻分压法是基于锂电池电压采样断线而设计的，而锂电池通道数少，虽然燃料电池电压巡检器的分立光耦方案虽基于这两种原理也能搭建分立式电路实现断线检测功能，但由于燃料电池通道数多，因此每个通道配备电流源或者开关会导致器件增多，成本和设计复杂度极大地增加，所以没有设计断线检测硬件电路。由于缺乏硬件检测，只通过软件诊断实现断线检测，可能出现误报、漏报等问题。误报是将电池低压报为断线，漏报是未能准确识别断线异常而未上报。
技术实现思路
1、针对现有技术中分立光耦式电压巡检器因缺乏断线
2、根据本专利技术的其中一方面，本专利技术所提供的用于燃料电池断线检测的电路，所述燃料电池依次串联，包括滤波电容、采样电阻、光耦、光耦选通单元、检测电阻、mos管、mos控制单元、模数转换单元以及mcu；
3、串联后的燃料电池的两端以及相邻两个串联的燃料电池之间均各自连接一个采样电阻的第一端，每个采样电阻的第二端连接一个光耦单元的信号输入端，相邻两个采样电阻的第二端之间连接一个滤波电容，每个光耦选通单元的控制信号输出端连接一个光耦单元的控制信号输入端，光耦选通单元的控制信号输入端连接至mcu；
4、模数转换单元用于将输入的差分模拟信号转换为数字信号，模数转换单元的两个差分信号输入端之间串接mos管的d极和s极以及检测电阻，mos管的g极连接mos控制单元的输出端，mos控制单元的输入端连接mcu，mos控制单元用于在mcu的控制下控制mos的导通状态，每个燃料电池的对应的两个光耦单元的信号输出端连接至模数转换单元两个差分信号输入端，模数转换单元的数字信号输出端连接至mcu的信号输入端。
5、在本专利技术的用于燃料电池断线检测的电路中，对于一组相邻的若干光耦单元，对应的燃料电池串联后形成电池组，电池组的正极那一端对应的光耦单元以及依次与该光耦单元相间隔一个的光耦单元的信号输出端连接至模数转换单元的负信号输入端，电池组的负极那一端对应的光耦单元以及依次与该光耦单元相间隔一个的光耦单元的信号输出端连接至模数转换单元的正信号输入端。
6、在本专利技术的用于燃料电池断线检测的电路中，所有待检测的燃料电池一起作为所述一组相邻的若干光耦单元共同连接至同一个模数转换单元；或者，
7、所有待检测的燃料电池一起划分为多组所述相邻的若干光耦单元，每组所述相邻的若干光耦单元连接至一个模数转换单元。
8、根据本专利技术的另一方面，本专利技术所提供的用于燃料电池断线检测的方法，用于上述任一项所述用于燃料电池断线检测的电路中，包括如下步骤：
9、mcu控制mos控制单元使得mos管断开，所述电路按照顺序进行电压检测：mcu通过光耦选通单元对光耦单元进行控制，当测量某燃料电池通道时，令该燃料电池的正、负极相连的光耦处于导通状态，将燃料电池电压传递到模数转换单元，由模数转换单元将差分电压进行处理并传输给mcu，mcu得到燃料电池电压；
10、如果检测到的燃料电池电压无异常，则持续进行电压检测，如果检测到的电压出现异常，则mcu控制mos控制单元使得mos管导通，从而进行断线检测：对电压异常的燃料电池n进行检测，如果模数转换单元检测到的电压不是0，则判断未发生断线；如果模数转换单元检测到的电压是0，则mcu控制燃料电池n+1的正、负极相连的光耦处于导通状态，模数转换单元检测燃料电池n+1，如果模数转换单元检测到的电压不是0，则判断未发生断线，如果模数转换单元检测到的电压是0，则断定燃料电池n靠近燃料电池n+1的那一极的连接线发生断线。
11、在本专利技术的用于燃料电池断线检测的方法中，当n为序号最大的燃料电池时，则直接判定燃料电池n远离燃料电池n+1的那一极的连接线发生断线。
12、在本专利技术的用于燃料电池断线检测的方法中，所述燃料电压有无异常是通过下述方式进行判断：燃料电池电压超出所有燃料电池平均值一定范围时判断为异常，未超出时判断为无异常。
13、总体而言，本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有有益效果：本专利技术为燃料电池电压检测的分立光耦方案提供了硬件检测电路，解决了只靠软件检测断线容易误报、漏报的问题，本断线检测电路利用了光耦方案单独选通电池通道的特点，减少了断线检测硬件电路设计的器件成本和设计难度；本断线检测电路及方法可以实现对采样线断线的独立判断，不会受其它采样线断线的限制，不会因为多根采样线连续断线而导致检测策略极度复杂，本专利技术提供的断线检测电路及方法，利用了光耦会选通单个电池通道的特点，成本低、易实现。
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1.一种用于燃料电池断线检测的电路，所述燃料电池依次串联，其特征在于，包括滤波电容、采样电阻、光耦单元、光耦选通单元、检测电阻、MOS管、MOS控制单元、模数转换单元以及MCU；
2.根据权利要求1所述的用于燃料电池断线检测的电路，其特征在于，对于一组相邻的若干光耦单元，对应的燃料电池串联后形成电池组，电池组的正极那一端对应的光耦单元以及依次与该光耦单元相间隔一个的光耦单元的信号输出端连接至模数转换单元的负信号输入端，电池组的负极那一端对应的光耦单元以及依次与该光耦单元相间隔一个的光耦单元的信号输出端连接至模数转换单元的正信号输入端。
3.根据权利要求2所述的用于燃料电池断线检测的电路，其特征在于，所有待检测的燃料电池一起作为所述一组相邻的若干光耦单元共同连接至同一个模数转换单元；或者，
4.一种用于燃料电池断线检测的方法，用于如权利要求1-3任一项所述用于燃料电池断线检测的电路中，其特征在于，包括如下步骤：
5.根据权利要求4所述的用于燃料电池断线检测的方法，其特征在于，当n为序号最大的燃料电池时，则直接判定燃料电池n远离燃料电池
6.根据权利要求4所述的用于燃料电池断线检测的方法，其特征在于，所述燃料电压有无异常是通过下述方式进行判断：燃料电池电压超出所有燃料电池平均值一定范围时判断为异常，未超出时判断为无异常。
...【技术特征摘要】
1.一种用于燃料电池断线检测的电路，所述燃料电池依次串联，其特征在于，包括滤波电容、采样电阻、光耦单元、光耦选通单元、检测电阻、mos管、mos控制单元、模数转换单元以及mcu；
2.根据权利要求1所述的用于燃料电池断线检测的电路，其特征在于，对于一组相邻的若干光耦单元，对应的燃料电池串联后形成电池组，电池组的正极那一端对应的光耦单元以及依次与该光耦单元相间隔一个的光耦单元的信号输出端连接至模数转换单元的负信号输入端，电池组的负极那一端对应的光耦单元以及依次与该光耦单元相间隔一个的光耦单元的信号输出端连接至模数转换单元的正信号输入端。
3.根据权利要求2所述的用于燃料电池断线检测的电...
【专利技术属性】
技术研发人员：华周发，王哲，梁曦，胡次惠，
申请(专利权)人：湖北魔方新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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