[发明专利]一种燃料电池在线阻抗测量方法及装置

权利要求书

1.一种燃料电池在线阻抗测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：获取燃料电池的阻抗测量频率集；

S2：实时采集燃料电池的电压信号u(t)和电流信号i(t)；

S3：分别对电压信号u(t)和电流信号i(t)进行小波变换，得到电压小波系数U_(a，b)和电流小波系数I_(a，b)，并计算得到燃料电池的阻抗；

S4：判断是否完成阻抗测量频率集中所有频率的计算，若是，则结束本次测量，否则改变小波函数的参数，并返回执行步骤S3。

2.根据权利要求1所述的一种燃料电池在线阻抗测量方法，其特征在于，所述的阻抗测量频率集内包括燃料电池目标电化学阻抗对应的频率。

3.根据权利要求1所述的一种燃料电池在线阻抗测量方法，其特征在于，所述的步骤S2具体包括：

S21：在设定采样频率下采集电压和电流信号，并将采样点按时间顺序排列；

S22：判断各采样点中是否出现有效信号变化趋势，若否，则返回执行步骤S21，否则执行步骤S23；

S23：获取有效信号变化趋势对应的时刻，在该时刻后取设定采样长度的电压和电流信号，作为测量用的电压信号u(t)和电流信号i(t)。

4.根据权利要求1所述的一种燃料电池在线阻抗测量方法，其特征在于，所述的小波变换采用小波母函数为复值母波函数的复值Morlet小波函数。

5.根据权利要求4所述的一种燃料电池在线阻抗测量方法，其特征在于，所述的电压小波系数U_(a，b)的计算式为：

所述的电流小波系数I_(a，b)的计算式为：

其中，a为Morlet小波函数的尺度因子，b为Morlet小波函数的平移因子，f_b为Morlet小波函数的频带参数，f_c为Morlet小波函数的中心频率，t为信号采集时刻。

6.根据权利要求1所述的一种燃料电池在线阻抗测量方法，其特征在于，所述的计算得到燃料电池的阻抗的计算式为：

其中，Z(a，b)为燃料电池的复数阻抗。

7.根据权利要求5所述的一种燃料电池在线阻抗测量方法，其特征在于，所述的步骤S4中改变小波函数的参数具体包括：改变Morlet小波函数的尺度因子a。

8.一种燃料电池在线阻抗测量方法装置，其特征在于，包括依次连接的数据采集单元、MCU和激励单元，所述的数据采集单元和激励单元分别与负载连接，所述的MCU包括参数配置模块和测量模块，所述的参数配置模块用于配置激励单元和数据采集单元的参数，所述的测量模块用于通过如权利要求1-7任一项所述的燃料电池在线阻抗测量方法，进行燃料电池阻抗测量；

所述的MCU控制激励单元发送脉冲激励信号至负载，使负载产生响应电压和电流，所述的数据采集单元采集负载在各频段的电压信号u(t)和电流信号i(t)，并发送至MCU，所述的MCU根据收到的电压信号u(t)和电流信号i(t)，进行燃料电池阻抗的计算。

9.根据权利要求8所述的一种燃料电池在线阻抗测量装置，其特征在于，所述的激励单元包括依次连接的数模转换器、运算放大器和功率放大器，所述的数模转换器与MCU连接，用于将MCU发送的数字信号转换为模拟信号，所述的运算放大器用于接收模拟信号，并输出激励电流信号，所述的功率放大器与负载连接，用于对激励电流信号进行放大并输入负载。

10.根据权利要求9所述的一种燃料电池在线阻抗测量装置，其特征在于，所述的MCU通过CAN总线与数模转换器连接，所述的数据采集单元通过SPI接口与MCU完成数据传输。