燃料电池堆单片电压监控与智能诊断系统

本文主要探讨了单片电压巡检技术在燃料电池发动机中的关键应用。燃料电池堆中的单片电池性能直接影响堆的整体效率和稳定性，因此对其进行实时监控至关重要。研究者针对一款5kW的微型燃料电池汽车的燃料电池堆系统，设计并介绍了一种基于MC9S12DP256B单片机的质子交换膜燃料电池（PEM FC）单片电压巡检系统（SCVM）。这个系统的核心在于通过集成差分放大器和高效的数据采集电路，实现对单片电池电压的精确测量，并通过CAN总线技术与燃料电池堆控制系统（FCU）进行通信。 SCVM的工作原理是通过对每个单片电池电压的连续监测，实时反馈给FCU，当检测到任何不正常电压变化时，FCU能够迅速做出响应，比如调整工作模式、降低负载或执行故障诊断，从而防止电堆损坏，延长其使用寿命。此外，系统的设计还考虑了电池从静止到工作状态的极化现象，这是评估电池健康状况和能量转换效率的重要指标。通过实时的电压-电流(U-I)曲线，系统可以优化电池堆的工作条件，例如根据负载需求动态调节进气量和工作压力，提升整个系统的效率。 本文不仅详细描述了系统的硬件架构和软件设计，还提出了未来系统可能的拓展方向，如智能故障预测和自适应控制策略，以进一步提升燃料电池堆的运行效率和可靠性。这项研究对于燃料电池发动机的高效管理和维护具有重要意义，对于推进燃料电池技术的实际应用和发展具有推动作用。