[发明专利]燃料电池单片电压采集解析系统

说明书

本发明公开了燃料电池技术领域的燃料电池单片电压采集解析系统，包括与燃料电池碳板电连接的电压采集电路、SPI数据隔离电路、单片机和通讯电路，所述电压采集电路加载有均衡电路和测温电路，所述电压采集电路信号连接SPI数据隔离电路，所述SPI数据隔离电路信号连接单片机，所述单片机信号连接通讯电路，该系统主要是针对单片碳板电压进行数据采集，电压采集范围可高达58V，运用芯片LTC6803‑4对碳板电压进行采样分析，具有采样误差小，抗EMI能力强，待机电流低的特点；同时该芯片提供RS485和SPI两种通讯方式，方便烧录调试，应用便捷。

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，具体为燃料电池单片电压采集解析系统。

背景技术

甲醇燃料电池是燃料电池中常用的一种类型，其电堆一般由8片、14片、18片单片电池组成，单片电池碳板的性能影响着整个电堆的性能。实时检测单片电池电压便于研究人员研究分析电堆的工作状况和性能、改进电堆结构，以确保电堆中单片电池性能的一致性；便于控制系统及时做出正确决策，维持电堆安全、可靠和稳定运行。燃料电池单片电压检测不仅在电堆的设计和研发阶段极其重要，在维护电堆正常运行中也是必不可少的。故亟需设计一种用于12片单片电池电压的实时侦测系统，基于此，本发明设计了燃料电池单片电压采集解析系统，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供燃料电池单片电压采集解析系统，以解决上述背景技术中提出的亟需设计一种用于12片单片电池电压的实时侦测系统的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：燃料电池单片电压采集解析系统，包括与燃料电池碳板电连接的电压采集电路、SPI数据隔离电路、单片机和通讯电路，所述电压采集电路加载有均衡电路和测温电路，所述电压采集电路信号连接SPI数据隔离电路，所述SPI数据隔离电路信号连接单片机，所述单片机信号连接通讯电路，所述电压采集电路包括芯片LTC6803-4、电容C38、C39、C44、C54和C55、电阻R30～R33、电阻R40、R41、R44～48、R55，所述电容C38和C39接地后通过电阻R40与芯片LTC6803-4的V+脚连接，所述电阻R30～R33的一端分别与芯片LTC6803-4的CSBI、SDO、SDI和SCKI脚连接，所述电阻R30～R33的另一端连接有+5VCC，所述芯片LTC6803-4的A3脚连接电阻R41，所述电阻R41的另一端连接有+5VCC和电阻R44～46，所述电阻R44～46另一端分别与芯片LTC6803-4的GPIO2、GPIO1和WDTB脚连接，所述电容C44和C45接地后与芯片LTC6803-4的VREG脚连接，所述电阻R47、R48和R55分别与芯片LTC6803-4的VREF、VTEMP2和VTEMP1脚连接，所述电阻R55的另一端通过电容C55接地，所述芯片LTC6803-4的A0、A1、A2、TOS、NC和V-脚接地。

进一步的，所述芯片LTC6803-4的C0～C12脚分别与燃料电池的12片碳板连接，将侦测到的初始电压通过SPI通讯系统传到单片机上。

进一步的，所述SPI数据隔离电路包括芯片SI8441BB-D-IS、电容C49～C52和电阻R87～R94，所述电容C49和C50并接后的两端分别接地和连接+5V端，所述电容C49和C50并接后的两端还分别与芯片SI8441BB-D-IS的VDD1和GND1脚连接，所述电阻R87、R89、R91和R93分别与芯片SI8441BB-D-IS的A1～A4脚连接，所述芯片SI8441BB-D-IS的B1～B4脚分别与电阻R88、R90、R92和R94连接，所述芯片SI8441BB-D-IS的VDD2和EN2脚连接后并接有电容C51和C52，所述电容C51和C52并接后的两端分别接地、连接+5VCC端和芯片SI8441BB-D-IS的GND2脚。

进一步的，所述单片机采用FS32K144HFT0MLLT单片机。

进一步的，所述通讯电路采用通讯芯片如ADM2687E及配套电路。