[发明专利]燃料电池堆单体电池电压监测的连接器、监测装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种单体电池电压监测领域，特别涉及一种燃料电池堆单体电池电压监测的连接器、监测装置及方法，其中所述方法特别适于对包含较多数目的单体电池的一燃料电池堆的每所述单体电池的电压进行监测。

背景技术

燃料电池(FuelCell)是将燃料电池具有的化学能直接转变成电能的发电装置，其结构组成与一般的电池大致相同，具体地说，燃料电池的单体同样由正负两个电极以及电解质组成，不同的是，燃料电池的正负两个电极本身不包含活性物质，而是在燃料电池工作时，燃料和氧化剂在外部供应，并在燃料电池的内部进行反应，从而，产生电能。

质子交换膜燃料电池是燃料电池的一种，其工作的原理是氢气在正电极由裂解形成质子和电子，其中质子渗透电解质膜到负电极与氢气以及通过外电路的电子结合产生电能，并进一步反应生成水。由于燃料电池的排放物仅为纯水，不会污染环境，因此，燃料电池肯定是今后电池发展的重要方向之一。

通常情况下，单体电池的工作电压一般都设定的比较低，如0.6V－0.7V左右，因此，在燃料电池的实际应用过程中，常常需要将多个单体电池通过串联的方式形成燃料电池堆，从而，使得燃料电池堆具有较大的功率。

为了确保燃料电池堆在工作的过程中的稳定性和可靠性，需要对燃料电池堆的每个单体电池的电压进行监测，监测的方式一般为巡检式。具体地说，假设燃料电池堆由n个单体电池(cell)串联形成，在监测的过程中，需要对从cell.1，cell.2，cell.3……cell.n的每个单体电池进行监测，并计算出相邻单体电池的电位差V，其中计算电位差V的方法为：V.1＝V(cell.1)－V(cell.2)，V.2＝V(cell.2)－V(cell.3)……，依次计算出V.1－V.n的电压值。该电压值可以用来反映燃料电池堆在运行过程中单体电池的电压随输出功率的变化情况，从而，反映出电池堆的性能情况。同时，该电压值也可以间接地反映出电池堆内、外部漏气，风量调节等指标，因此，电压值的测试对于燃料电池堆的运行有着重要作用。

监测燃料电池堆的单体电池的电压用的电路板(CVM，CellVoltageMonitor)，是一种多通道、高数据传输率、高精度、高稳定性的集成电路板，该电路板一般安装在距离燃料电池堆较近的距离，并且采用非常成熟可靠的插接段子将单体电池连接到该电路板上。并且该电路板采用抗干扰性较强的工业现场总线(CAN，ControllerAreaNetwork)通信方式，主从结构，总线分时复用等技术来提高数据传输速度和效率。因此，该电路板的选用是无可或缺的一部分。

传统地，通常使用测试夹或测试勾的方式将燃料电池堆的单体连接到电路板上，当燃料电池堆的单体电池的数目较少时，采用这种方式拆卸快捷方便、安全可靠，并且测试夹或测试勾还能够适配于不同类型的燃料电池堆，具有较强的通用性。然而，随着燃料电池堆的单体电池数目的增加，这种采用测试夹或测试勾的方式不仅拆装费时费力，各个测试夹或测试勾排列过于紧密，当测试夹或测试勾安装到燃料电池堆之后，如果某一个测试夹或测试勾出现接触不良或者脱落的问题，监测人员会很难发现该问题的所在，并且，即便是发现问题之后，也很难对其进行修复，以至于给监测结果造成较大的误差或者导致监测无法正常的完成。

另外，随着燃料电池堆的单体数目的增加，用于连接的测试夹或测试勾也必将占用较大的空间，对于紧凑性的发电装置来说，传统的这种方式是无法适用的。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种燃料电池堆单体电池电压监测的连接器、监测装置及方法，其中所述方法特别适于对包含较多数目的单体电池的一燃料电池堆的每所述单体电池的电压进行监测。

本发明的一个目的在于提供一种燃料电池堆单体电池电压监测的连接器、监测装置及方法，其提供一连接器，能够将每所述单体电池都方便地电联接于一监测装置，从而，完成对所述燃料电池堆的每所述单体电池电压的监测。

本发明的一个目的在于提供一种燃料电池堆单体电池电压监测的连接器、监测装置及方法，所述连接器与所述燃料电池堆和所述监测装置的安装和拆卸都十分的方便，从而，便于操作。

本发明的一个目的在于提供一种燃料电池堆单体电池电压监测的连接器、监测装置及方法，其中所述连接器(例如尺寸和规格等)能够根据不同的使用需要进行调整，从而，提高其通用性。

本发明的一个目的在于提供一种燃料电池堆单体电池电压监测的连接器、监测装置及方法，相对于传统的监测方法来说，所述连接器能够用于将每所述单体电池与所述监测装置进行电联接，并且其连接更加的有效、稳定和快速。