[实用新型]快速测量燃料电池阻抗的拓扑结构

说明书

本实用新型提供了一种快速测量燃料电池阻抗的拓扑结构，包括：单片机；FPGA，所述FPGA的第一端通过COM接口与所述单片机电连接；电流控制模块，所述电流控制模块的第一端与所述FPGA的第二端电连接；输出控制模块，所述输出控制模块的第一端与所述FPGA的第三端电连接；第一信号采集模块，所述第一信号采集模块的第一端与所述FPGA的第四端电连接；第二信号采集模块，所述第二信号采集模块的第一端与所述FPGA的第五端电连接。本实用新型所提供的快速测量燃料电池阻抗的拓扑结构，能够快速测量出燃料电池的交流阻抗，测量精度高，测量频率范围宽，能够同时切换测量量程，能兼容测量大功率和小功率的燃料电池，适用于各种类型的燃料电池。

技术领域

本实用新型涉及燃料电池技术领域，特别涉及一种快速测量燃料电池阻抗的拓扑结构。

背景技术

燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，又称电化学发电器；它是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术。燃料电池交流阻抗是燃料电池性能的关键数据，进行燃料电池的交流阻抗测试可以识别有问题的燃料电磁组件和其他在组装过程中产生的误差；有助于确定燃料电池系统中的运动阻力，欧姆电阻(例如：电解液，接触、渗透层电阻)，以及反应物的运输限制。

传统的交流阻抗测试仪中，一般是采用交流注入法，检测装置外接一个信号发生器注入燃料电池中，产生微弱的交流信号接入通用低速adc芯片，再通过单片机进行运算，计算出电池(电容)的交流阻抗。此装置接线复杂，而且无法测试高压及大功率电池，燃料电池能量密度大，交流成分叠加在直流电流上，对测试交流信号时形成干扰，且目前单片机程序是串行执行了，执行完一条才能执行下一条，从而限制了设备的数据采样速度；通用低速adc芯片不仅速度不快，精度相对来说也不高，一般测试方法已经无法满足燃料电池交流内置测试。

实用新型内容

本实用新型提供了一种快速测量燃料电池阻抗的拓扑结构，其目的是为了解决传统的交流阻抗测试仪的测量速度慢，测量频率范围窄和准确性不高，硬件接线复杂，成本高且无法测量大功率高压的燃料电池的交流阻抗，测量人员不易掌握的问题。

为了达到上述目的，本实用新型的实施例提供了一种快速测量燃料电池阻抗的拓扑结构，包括：

单片机；

FPGA，所述FPGA的第一端通过COM接口与所述单片机电连接；

电流控制模块，所述电流控制模块的第一端与所述FPGA的第二端电连接；

输出控制模块，所述输出控制模块的第一端与所述FPGA的第三端电连接；

第一信号采集模块，所述第一信号采集模块的第一端与所述FPGA的第四端电连接；

第二信号采集模块，所述第二信号采集模块的第一端与所述FPGA的第五端电连接；

燃料电池，所述燃料电池的第一端与所述电流控制模块的第二端电连接，所述燃料电池的第二端与所述输出控制模块的第二端电连接，所述燃料电池的第三端与所述第一信号采集模块的第二端电连接，所述燃料电池的第四端与所述第一信号采集模块的第三端电连接，所述燃料电池的第五端与所述第二信号采集模块的第二端电连接，所述燃料电池的第六端与所述第二信号采集模块的第三端电连接。

其中，所述电流控制模块包括：

DC_CTRL，所述DC_CTRL的第一端与所述FPGA的第二端电连接；

第一电子负载，所述第一电子负载的第一端通过标准接口与所述DC_CTRL的第二端电连接，所述第一电子负载的第二端与所述燃料电池的第一端电连接。

其中，所述输出控制模块包括：

AC_CTRL，所述AC_CTRL的第一端与所述FPGA的第三端电连接；